4.1 牛顿第一定律 学案 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理导学案聚焦牛顿第一定律，涵盖定律内容、惯性概念及质量是惯性唯一量度等核心知识点。课堂导入从亚里士多德观点切入，通过伽利略理想实验的逻辑推理，结合笛卡儿补充，构建从历史探究到规律总结的学习支架。 此资料以理想实验为载体培养科学推理，通过典例对比深化运动与力的物理观念，课堂达标题分层设计。助力学生自主构建知识体系，提升科学思维与问题解决能力，符合新课标核心素养要求。

第1节 牛顿第一定律 学案 学习目标： 1.理解牛顿第一定律的内容和意义. 2.明确惯性的概念，会用惯性解释有关现象. 3.知道质量是惯性大小的唯一量度． 知识梳理： 一、理想实验的魅力 (1)亚里士多德的结论：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在某个地方。 (2)伽利略的理想实验 ①让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面。 ②如果没有摩擦，小球将到达原来的高度。 ③如果第二个斜面倾角减小，小球仍将到达原来的高度，但是运动的距离更长。 ④由此可以推断，当斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去。 ⑤结论：力不是维持物体运动的原因。 (3)理想实验：依据逻辑推理把实际实验理想化的思想。 (4)笛卡儿对伽利略观点的补充：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。 二、牛顿第一定律 1．牛顿第一定律 (1)内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 (2)意义 ①揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律也叫作惯性定律。 ②揭示了力与运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。 2．惯性 (1)物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性．牛顿第一定律也被叫作惯性定律． (2)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关(选填“有关”或“无关”)。 三、惯性与质量 物体惯性大小仅与质量有关，质量是物体惯性大小的唯一量度，惯性大小与物体是否运动、运动快慢等因素均无关． 疑、难点理解： 一、伽利略理想实验 1．理想实验是一种思维活动，虽然它是抽象思维中设想出来的，在实验室无法验证，但它建立在可靠的事实基础上，以物理事实为依据，经过科学抽象和逻辑推理，从而深刻揭示了物理现象的本质，理想斜面实验反映了一种重要的物理思想． 2．理想实验的意义：伽利略理想实验是以可靠的实验事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律．伽利略的研究方法的核心是把实验和逻辑推理相结合． 典例1：(多选)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。下列说法符合历史事实的是(　　) A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变 B．伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有一定的速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去 C．笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向 D．牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质 答案：BCD 典例2：理想实验有时更能深刻地反映自然规律．如图所示，伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是实验事实，其余是推论． ①减小第二个斜面的倾角，小球在这一斜面上仍然要达到原来的高度； ②两个斜面对接，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面； ③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度； ④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动． (1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列：________(填数字序号)． (2)在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论．下列关于事实和推论的分类正确的是________(填选项前的字母)． A．①是事实，②③④是推论 B．②是事实，①③④是推论 C．③是事实，①②④是推论 D．④是事实，①②③是推论 答案　(1)②③①④　(2)B 二、牛顿第一定律 1．运动状态改变即速度发生变化，有三种情况： (1)速度的方向不变，大小改变． (2)速度的大小不变，方向改变． (3)速度的大小和方向同时改变． 2．对牛顿第一定律的理解 (1)定性揭示了力和运动的关系： ①力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因． ②物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态． (2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性．因此牛顿第一定律也叫惯性定律． (3)牛顿第一定律是牛顿在总结前人工作的基础上得出的，是在理想实验的基础上加以科学抽象和逻辑推理得到的，但其得到的一切结论经过实践证明都是正确的． (4)牛顿第一定律无法用实验直接验证．它所描述的是一种理想状态，即不受外力的状态． 典例3：关于牛顿第一定律(惯性定律)，下列理解正确的是(　　) A．向上抛出的物体，在向上运动的过程中，一定受到向上的作用力，否则不可能向上运动 B．汽车在运动过程中，速度大时的惯性一定比速度小时的惯性大 C．牛顿第一定律中提出的物体不受外力作用的条件是不可能达到的，所以这条定律可能是错的 D．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证 解析　向上抛出的物体，由于惯性继续向上运动，故A错误；惯性只取决于物体的质量，质量越大，惯性越大，故B错误；牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，并不是实验定律，但它是正确的，故C错误，D正确．答案　D 三、惯性 (1)惯性的两种表现 ①物体不受外力作用时，其惯性表现在保持静止或匀速直线运动状态。 ②物体受外力作用时，其惯性表现在反抗运动状态的改变。 (2)量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。 (3)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关(选填“有关”或“无关”)。 典例4：(2026·海南省直辖县级单位高三上月考)图甲是小李因踩到香蕉皮而摔倒的情景，图乙是小张因被石头绊到而摔倒的情景，则下列说法正确的是(　　) A．小李摔倒是因为小李的惯性变小了 B．小李摔倒是因为小李的惯性变大了 C．人行走越快越容易摔倒，因为速度越大惯性越大 D．小张摔倒，是因为脚的速度变为0，上半身仍保持原来的运动状态 解析：惯性只与物体的质量有关，小李的质量不变，惯性不变，故A、B错误；惯性只与物体的质量有关，与速度无关，故C错误；小张摔倒，是因为小张的脚被石头绊到后立即静止，上半身由于惯性仍保持原来的运动状态，从而向前摔倒，故D正确。答案：D 课堂达标： 1.(多选)如图所示是伽利略的“理想实验”，根据该实验，下列说法正确的是(　　) A．该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据 B．该实验是理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础，故其结果并不可信 C．该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论 D．该实验说明物体的运动不需要力来维持 2．(多选)关于力和运动的关系，下列说法正确的是(　　) A．力是维持物体运动状态的原因 B．物体的惯性是指物体在不受外力作用时仍保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质 C．没有力的作用，物体只能处于静止状态或匀速直线运动状态 D．要改变物体的运动状态，必须有力的作用 3．关于惯性的大小，下列说法正确的是(　　) A．两个质量相同的物体，在阻力相同的情况下，速度大的不容易停下来，所以速度大的物体惯性大 B．两个物体的质量相同，惯性就一定相同 C．推动地面上静止的物体比维持这个物体做匀速运动所需的力大，所以静止的物体惯性大 D．在月球上举重比在地球上容易，所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小 4．下列关于惯性的说法正确的是(　　) A．高速行驶的汽车紧急刹车时，乘客向前倾倒，说明乘客具有惯性 B．把手中的球由静止释放，球竖直下落，说明球没有惯性 C．运动员投掷标枪时，用力越大，标枪飞行越远，说明力越大则惯性越大 D．短跑比赛，运动员通过终点后很难停下来，说明速度越大则惯性越大 参考答案： 1.答案　AD解析　该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据，故A正确；虽然是借助想象的实验，但它是建立在可靠的实验基础上，其结果是可信的，故B错误；伽利略由此推翻了亚里士多德的观点，认为力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，故C错误，D正确． 2.答案　BCD解析　力不是维持物体运动状态的原因，力是改变物体运动状态的原因，故A错误，D正确；惯性是指物体总有保持原有运动状态不变的性质，原有运动状态包括静止状态和匀速直线运动状态，故B正确；由牛顿第一定律可知C正确． 3.答案　B解析　惯性的大小只与物体的质量有关，与其他因素无关，质量相同的物体惯性相同，A错误，B正确；推动静止的物体比维持这个物体做匀速运动所需的力大，是由于最大静摩擦力大于滑动摩擦力，不是由于静止的物体惯性大，物体惯性的大小与物体的运动状态无关，C错误；同一物体的质量不变，在月球上和地球上惯性一样大，D错误． 4.答案　A解析　惯性是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质，惯性大小只与物体的质量有关，与物体的运动状态、受力情况等均无关，一切物体在任何时刻、任何情况下都具有惯性，选项A正确． 学科网（北京）股份有限公司 $