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

该高中物理导学案围绕牛顿第一定律展开，核心知识点包括定律内容、惯性概念及力与运动关系。通过课前预习的基础填空与简单思考建立知识基础，课堂探究中以历史探索（亚里士多德到牛顿）、理想实验推理、定律深度解读及惯性辨析为支架，衔接前后认知脉络。 这份导学案突出科学探究与科学思维，通过小组讨论辨析错误认知、理想实验推理培养科学推理能力，结合生活实例分析强化物理观念。历史探索历程渗透科学态度，当堂检测针对性强，助力学生深化理解并提升解决实际问题的能力。

4.1牛顿第一定律（导学案）原卷版 姓名：_____________班级：高一（ ）班 一、学习目标 1.了解人类对运动与力关系的探索历程，理解伽利略理想实验的科学推理方法。 2.准确掌握牛顿第一定律的内容，深刻理解力是改变物体运动状态的原因，而非维持运动的原因。 3.理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的唯一量度，能运用惯性知识解释生活现象。 4.能准确辨析平衡状态与惯性的区别，破除“力维持运动”“速度大惯性大”等错误认知。 二、课前预习 （一）基础填空 1.伽利略通过___________实验得出：物体的运动___________力来维持，力是___________物体运动状态的原因。 2.牛顿第一定律：一切物体总保持__________________状态或___________状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 3.物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，叫做__________；它是物体的固有属性，___________是惯性大小的唯一量度。 （二）简单思考 1.用力推桌子桌子就动，不推就停下，能否说明“力是维持物体运动的原因”？为什么？ 2.有人说“高速行驶的汽车惯性大，所以难刹车”，这种说法对吗？ 三、课堂探究 探究一：运动与力的关系——历史的探索 活动1：亚里士多德的观点辨析 观察生活现象，小组讨论： 1.亚里士多德根据生活经验提出了什么观点？这个观点为什么能流传近两千年？ 2.这个观点的根本错误在哪里？ 活动2：伽利略的理想斜面实验——科学推理 结合生活事实，逐层推理： 1.事实铺垫：小车在毛巾上滑行距离近，在木板上滑行距离远。这说明阻力大小与滑行距离有什么关系？ 2.推理1：如果水平面绝对光滑，阻力为零，小车的速度会怎样？ 3.理想斜面实验推理过程： ①小球从左侧斜面滚下，会滚上右侧斜面。如果没有摩擦，小球上升的高度___________原来的释放高度。 ②减小右侧斜面的倾角，小球仍要到达原来的高度，滑行的距离会_________。 ③右侧斜面变为水平面，小球为了到达原来的高度，将_____________。 4.伽利略的实验为什么叫“理想实验”？它的科学价值在哪里？ 活动3：笛卡尔的补充完善 笛卡尔在伽利略研究的基础上，补充了什么内容？ 探究二：牛顿第一定律的深度解读 活动1：定律内容与三层内涵 自主阅读定律内容，小组讨论分析内涵： 1.“一切物体”说明什么？ 2.“总保持”体现了物体的什么性质？ 3.“除非受力迫使它改变”说明了力的作用是什么？ 活动2：力与运动的关系辨析 判断正误并说明理由： 1.物体受力就运动，不受力就静止。 2.物体运动状态改变，一定受到了力的作用。 3.牛顿第一定律可以通过实验直接验证。 活动3：运动状态改变的判断 下列情况中，物体运动状态发生改变的有哪些？ ①静止在桌面的课本；②匀速转弯的汽车；③匀速直线下落的雨滴；④加速上升的火箭；⑤匀速圆周运动的卫星。 探究三：惯性与质量 活动1：惯性概念辨析 小组讨论，判断正误并说明理由： 1.惯性是一种力，物体运动时受到惯性力的作用。 2.只有静止或匀速直线运动的物体才有惯性。 3.惯性就是物体保持原来运动状态不变的性质。 活动2：惯性大小的决定因素 对比分析生活场景，探究规律： 1.场景1：用同样大小的力推静止的自行车和静止的汽车，哪个更容易启动？ 2.场景2：空载小轿车和满载大货车以相同速度行驶，同时刹车，哪个更容易停下？ 3.以上两个场景说明：物体的___________越大，运动状态越难改变，___________越大。 4.核心结论：_____________是惯性大小的唯一量度。惯性大小与、___________________、运动状态均无关。 活动3：易错点深度突破 小组讨论：“速度越大的物体越难停下来，说明速度越大惯性越大”，这句话错在哪里？ 活动4：生活实例分析（2例） 用惯性知识解释下列现象： 1.汽车紧急刹车时，乘客为什么会向前倾？ 2.锤头松动时，为什么撞击锤柄下端就能套紧？ 四、当堂检测 1.伽利略曾用如图所示的“理想实验”来研究力与运动的关系，则下列选项符合实验事实的是（ ） A．小球由静止开始释放，“冲”上对接的斜面 B．没有摩擦，小球上升到原来释放时的高度 C．减小斜面的倾角θ，小球仍然到达原来的高度 D．继续减小斜面的倾角θ，最后使它成水平面，小球沿水平面永远运动下去 2.下列说法正确的是（ ） A．雨雪天气货车要慢速行驶，是为了减小货车的惯性 B．踢足球比赛中，足球在静止时有惯性，在空中运动时也有惯性 C．滑冰运动员如果不用力，会慢慢停下来，不符合牛顿第一定律 D．刹车时，汽车不能立即停下来，是因为汽车没有惯性 3.关于力和运动的关系，下列说法正确的是（　　） A．物体不受任何力作用时，一定保持静止 B．物体做匀速运动，一定没有力作用在物体上 C．物体受到摩擦力的作用，运动状态一定会发生变化 D．物体的运动状态发生改变时，它一定受到外力的作用 4.(1)如图所示，公交车在运行时突然急刹车，车内乘客身体为什么会向前倾倒？ (2)“同一物体在地球上的重力比在月球上大，所以物体在地球上的惯性比在月球上大”，这种说法对吗？为什么？ 五、课堂小结 请自主梳理本节课的核心知识点，构建知识框架： 1.一段科学探索史：________________________________________________ 2.一条核心定律：__________________________________________________ 3.一个核心概念：__________________________________________________ 4.一种重要方法：_________________________________________________ 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.1牛顿第一定律（导学案）解析版 姓名：_____________班级：高一（ ）班 一、学习目标 1.了解人类对运动与力关系的探索历程，理解伽利略理想实验的科学推理方法。 2.准确掌握牛顿第一定律的内容，深刻理解力是改变物体运动状态的原因，而非维持运动的原因。 3.理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的唯一量度，能运用惯性知识解释生活现象。 4.能准确辨析平衡状态与惯性的区别，破除“力维持运动”“速度大惯性大”等错误认知。 二、课前预习 （一）基础填空 1.伽利略通过__理想斜面__实验得出：物体的运动_不需要_力来维持，力是__改变_物体运动状态的原因。 2.牛顿第一定律：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。 3.物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，叫做__惯性_；它是物体的固有属性，__质量_是惯性大小的唯一量度。 （二）简单思考 1.用力推桌子桌子就动，不推就停下，能否说明“力是维持物体运动的原因”？为什么？ 答：不能。桌子停下是因为受到了摩擦阻力，力改变了它的运动状态；运动本身不需要力维持。 2.有人说“高速行驶的汽车惯性大，所以难刹车”，这种说法对吗？ 答：不对。同一辆汽车质量不变，惯性大小不变；难刹车是因为初速度大，运动状态改变量大，并非惯性变大。 三、课堂探究 探究一：运动与力的关系——历史的探索 活动1：亚里士多德的观点辨析 观察生活现象，小组讨论： 1.亚里士多德根据生活经验提出了什么观点？这个观点为什么能流传近两千年？ 答：观点：力是维持物体运动的原因；原因：符合日常直觉，人们容易忽略阻力的作用，被表面现象迷惑。 2.这个观点的根本错误在哪里？ 答：忽略了阻力对物体运动的影响，错把“克服阻力需要力”当成了“维持运动需要力”。 活动2：伽利略的理想斜面实验——科学推理 结合生活事实，逐层推理： 1.事实铺垫：小车在毛巾上滑行距离近，在木板上滑行距离远。这说明阻力大小与滑行距离有什么关系？ 答：接触面越光滑，阻力越小，小车滑行距离越远，速度减小得越慢。 2.推理1：如果水平面绝对光滑，阻力为零，小车的速度会怎样？ 答：速度不会减小，将以恒定不变的速度永远运动下去。 3.理想斜面实验推理过程： ①小球从左侧斜面滚下，会滚上右侧斜面。如果没有摩擦，小球上升的高度_等于_原来的释放高度。 ②减小右侧斜面的倾角，小球仍要到达原来的高度，滑行的距离会__变长_。 ③右侧斜面变为水平面，小球为了到达原来的高度，将__永远做匀速直线运动_。 4.伽利略的实验为什么叫“理想实验”？它的科学价值在哪里？ 答：因为绝对光滑的接触面不存在，实验无法在现实中完成；它以真实事实为基础，抓住主要因素、忽略次要因素，通过科学推理揭示物理本质，是物理学重要的研究方法。 活动3：笛卡尔的补充完善 笛卡尔在伽利略研究的基础上，补充了什么内容？ 答：明确指出不受力时物体将做匀速直线运动，速度大小和方向都不变，补充了运动的方向性。 探究二：牛顿第一定律的深度解读 活动1：定律内容与三层内涵 自主阅读定律内容，小组讨论分析内涵： 1.“一切物体”说明什么？ 答：说明惯性是所有物体都具有的性质，定律具有普遍适用性。 2.“总保持”体现了物体的什么性质？ 答：体现了物体保持原有运动状态不变的性质，即惯性，因此牛顿第一定律也叫惯性定律。 3.“除非受力迫使它改变”说明了力的作用是什么？ 答：说明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。 活动2：力与运动的关系辨析 判断正误并说明理由： 1.物体受力就运动，不受力就静止。 答：错误。运动不需要力维持，不受力的物体可以保持匀速直线运动；受力的物体也可能静止（如受平衡力）。 2.物体运动状态改变，一定受到了力的作用。 答：正确。力是改变运动状态的原因，运动状态改变必然是受力的结果。 3.牛顿第一定律可以通过实验直接验证。 答：错误。它是理想实验推理的结果，现实中不存在不受力的物体，无法直接实验验证。 活动3：运动状态改变的判断 下列情况中，物体运动状态发生改变的有哪些？ ①静止在桌面的课本；②匀速转弯的汽车；③匀速直线下落的雨滴；④加速上升的火箭；⑤匀速圆周运动的卫星。 答：②④⑤；运动状态改变包括速度大小改变、速度方向改变，或两者同时改变。 探究三：惯性与质量 活动1：惯性概念辨析 小组讨论，判断正误并说明理由： 1.惯性是一种力，物体运动时受到惯性力的作用。 答：错误。惯性是物体的固有属性，不是力，不能说“受到惯性”“惯性力”。 2.只有静止或匀速直线运动的物体才有惯性。 答：错误。一切物体在任何运动状态下都有惯性，惯性与运动状态无关。 3.惯性就是物体保持原来运动状态不变的性质。 答：正确。 活动2：惯性大小的决定因素 对比分析生活场景，探究规律： 1.场景1：用同样大小的力推静止的自行车和静止的汽车，哪个更容易启动？ 答：自行车更容易启动，运动状态容易改变。 2.场景2：空载小轿车和满载大货车以相同速度行驶，同时刹车，哪个更容易停下？ 答：小轿车更容易停下，运动状态容易改变。 3.以上两个场景说明：物体的__质量_越大，运动状态越难改变，__惯性_越大。 4.核心结论：__质量_是惯性大小的唯一量度。惯性大小与、_速度大小；受力情况_、运动状态均无关。 活动3：易错点深度突破 小组讨论：“速度越大的物体越难停下来，说明速度越大惯性越大”，这句话错在哪里？ 答：这句话混淆了“运动状态改变的难易程度”和“运动状态改变量的大小”。同一物体质量不变，惯性大小不变；速度大难停下，是因为初速度大，运动状态改变量大，需要的时间长，并不是惯性变大了。判断惯性大小只看质量。 活动4：生活实例分析（2例） 用惯性知识解释下列现象： 1.汽车紧急刹车时，乘客为什么会向前倾？ 答：汽车刹车时，乘客的脚随车减速，而上半身由于惯性保持原来的向前运动状态，因此会向前倾。 2.锤头松动时，为什么撞击锤柄下端就能套紧？ 答：撞击时，锤柄受力突然停止运动，锤头由于惯性保持原来的向下运动状态，继续向下运动，就紧紧套在锤柄上了。 四、当堂检测 1.伽利略曾用如图所示的“理想实验”来研究力与运动的关系，则下列选项符合实验事实的是（ A ） A．小球由静止开始释放，“冲”上对接的斜面 B．没有摩擦，小球上升到原来释放时的高度 C．减小斜面的倾角θ，小球仍然到达原来的高度 D．继续减小斜面的倾角θ，最后使它成水平面，小球沿水平面永远运动下去 2.下列说法正确的是（ B ） A．雨雪天气货车要慢速行驶，是为了减小货车的惯性 B．踢足球比赛中，足球在静止时有惯性，在空中运动时也有惯性 C．滑冰运动员如果不用力，会慢慢停下来，不符合牛顿第一定律 D．刹车时，汽车不能立即停下来，是因为汽车没有惯性 3.关于力和运动的关系，下列说法正确的是（　D　） A．物体不受任何力作用时，一定保持静止 B．物体做匀速运动，一定没有力作用在物体上 C．物体受到摩擦力的作用，运动状态一定会发生变化 D．物体的运动状态发生改变时，它一定受到外力的作用 4.(1)如图所示，公交车在运行时突然急刹车，车内乘客身体为什么会向前倾倒？ (2)“同一物体在地球上的重力比在月球上大，所以物体在地球上的惯性比在月球上大”，这种说法对吗？为什么？ 答：（1）乘客随公交车原本处于向前运动的状态，当公交车突然急刹车时，乘客的脚（或下半身）随公交车一同减速，而乘客的上半身由于具有惯性，要保持原来的向前运动状态，因此身体会向前倾倒。 （2）这种说法不对。因为惯性是物体的固有属性，质量是惯性大小的唯一量度，同一物体在地球和月球上的质量是不变的，所以物体的惯性在地球和月球上是一样大的，重力大小并不决定惯性的大小。 五、课堂小结 请自主梳理本节课的核心知识点，构建知识框架： 1.一段科学探索史：__亚里士多德→伽利略（理想斜面实验）→笛卡尔→牛顿__ 2.一条核心定律：__牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，除非受力迫使它改变；力是改变运动状态的原因_ 3.一个核心概念：__惯性：物体固有属性，质量是惯性大小的唯一量度__ 4.一种重要方法：__理想实验法（真实事实+科学推理）__ 学科网（北京）股份有限公司 $