第4章 1 牛顿第一定律（正文）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中物理必修第一册关键能力提升同步学案（人教版）

该高中物理导学案围绕牛顿第一定律展开，涵盖伽利略理想实验、定律内容及惯性与质量的关系。通过问题导入引发对“力是否维持运动”的思考，结合亚里士多德到牛顿的观点发展，搭建学习支架帮助学生理解力与运动的关系。 以核心素养为导向，物理观念上形成运动与相互作用观念，科学思维上通过理想实验培养推理与质疑能力，科学探究上设置问题链引导分析。典例与对标训练结合易错提醒，助力学生巩固知识，提升应用和分析能力。

1 牛顿第一定律 【定标—核心素养】 关键能力与核心素养 考情揭秘 直击能力 定标素养 基本考查点 理想斜面实验；牛顿第一定律内容；惯性与质量的关系；生活相关现象解释。 1. 能够提取信息并加以判断，了解伽利略理想斜面实验的过程，理解外推过程中的结论合理性，具备信息获取能力； 2. 理解牛顿第一定律的内容，能够根据物体的运动或者受力分析出物体的受力或者运动关系，理解惯性与质量的关系，能够理解基于牛顿第一定律的惯性参考系的定义及提出过程，具有一定的推理与分析能力。 3. 能准确表达生活中相关现象并使用牛顿第一定律及有关知识对其进行解释，具备应用其解决实际问题的能力。 1. 通过了解从亚里士多德到伽利略，再从笛卡尔到牛顿对力和运动的观点，初步形成正确的运动与相互作用的观念;正确理解牛顿第一定律内容，并能运用惯性概念解释生产和生活中一些常见现象。 2. 能够结合生活现象进行推理分析，对亚里士多德的观点提出质疑，基于实验事实提出科学猜想，能够初步抽象概括出牛顿第一定律内容。 3. 观察生活现象，能够提出力和运动关系的相关问题和见解，通过理想实验的事实依据，忽略次要因素，合理外推，用自己的语言描述牛顿第一定律的内容。 重点及难点 1. 掌握牛顿第一定律，理解力和运动的关系。 2. 知道惯性与质量的关系。 题型及难度 选择题为主，一般不单独考查，多与牛顿第二定律以及其他力学知识综合考查 【本课时主要内容】 伽利略理想实验 伽利略理想实验 牛顿第一定律 惯性 知识导航　维持　减小　倾角　粗糙程度　维持　维持　匀速　惯性　匀速直线　静止　改变　惯性　匀速直线　静止　固有的属性　质量　大　难 探究1　理想斜面实验 【问题导入】 在17世纪以前，人们根据物体不推不动，而认为物体运动是需要力来维持的。就像马用力拉车，车前进;马停止用力，车就停止。从物理学的角度看，这种说法正确吗? 【思考与讨论】 问题1:亚里士多德观察到:马用力拉车，车前进;马停止用力，车就停止。据此，他是怎么解释物体运动的? 问题2:伽利略设想:小球沿一个斜面的某一固定高度从静止开始滚下，如果没有摩擦力，小球将运动到另一个斜面上，其最后高度与小球原来静止时的高度相同。据此，他是怎么认识力和运动之间的关系的?他的研究方法是什么? 1. 伽利略的观点:若没有摩擦阻力，沿水平面滚动的球将永远滚动下去，不需要什么力去推动。这就是说:力不是维持物体运动的原因。 2. 伽利略的研究——理想实验及逻辑推理 梳理理想斜面实验的探究流程，共经历了一个实验事实和三个理想的推论。 一个实验事实:小球在一个斜面上由静止释放，必然要沿另一个斜面向上运动，哪怕斜面不光滑也能实现，如图中的①所示。 三个理想的推论，依次为:假如没有摩擦等阻力，小球将沿另一个斜面运动到释放时的高度，如图中的②所示;再将另一个斜面倾角减小，假如没有摩擦等阻力，小球仍将运动到释放时的高度，如图中的③所示;将另一个斜面倾角减小到零，假如没有摩擦等阻力，小球仍然“渴望”运动到释放时的高度，于是小球一直运动下去，如图中的④所示。 理想实验推论:一切运动着的物体在没有受到外力的时候，它的速度将保持不变，并且一直运动下去。 典例1 (教材改编题)科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段.在研究和解决问题的过程中,不仅需要相应的知识,还要注意运用科学方法.理想实验有时更能深刻地反映自然规律.伽利略设想了一个如图所示的理想实验.下列关于该实验的说法中,有一个是经验事实,其余是推论. 　典例1 ① 减小第二个斜面的倾角,小球在该斜面上仍然要达到原来的高度; ② 两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下后,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时的高度; ④ 继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做持续的匀速运动. 则关于事实和推论的分类正确的是 (　　) 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 必备知识 基本运动学知识,摩擦力的有关知识. 关键能力　 【答案】B　 【解题思路】 对标训练1 如图所示的装置可以演示伽利略的理想斜面实验,装置为两个对接的斜面,让小球沿左边的斜面滑下,并滚上右边的斜面,然后改变右边斜面的倾角,重复操作,利用曝光频率一定的相机拍下小球在运动过程中的图片,则 (　　) 对标训练1 A. 该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的依据,因此牛顿第一定律是实验定律 B. 由图可知小球在右侧的斜面上的速度逐渐减小,因此证实了“物体的运动需要力来维持” C. 当右侧的斜面水平时,小球近似做匀速直线运动,说明“如果没有外力的作用,小球将在水平面上永远运动下去” D. 即使没有摩擦,小球在右边的斜面上也无法运动到与左边释放点相同的高度 【答案】C　 【解题思路】 易错提醒 理想实验与真实实验的混淆;对实验结论理解偏差;实验推论的错误应用. 探究2　牛顿第一定律 【问题导入】 牛顿以伽利略等人的实验结果以及结论为基础，自己概括得出“牛顿运动定律”。他也曾说过:“如果说我比别人看得更远些，那是因为我站在了巨人的肩上”。牛顿运动定律和前人的研究成果之间有怎样的联系? 【思考与讨论】 问题1:笛卡尔对伽利略的观点作了哪些补充和完善? (1) 如果运动中的物体没有受到力的作用，物体将继续以同一速度沿同一条直线运动。 (2) 这应成为一个原理，是人类整个自然观的基石。 问题2:牛顿在前人的基础上做了哪些工作呢? (1) 提出牛顿第一定律，并确认它是牛顿定律的基础，在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出了三条运动定律。 (2) 指出惯性是物体具有的一个基本性质。 典例2 关于牛顿第一定律,下列说法错误的是 (　　) A. 牛顿第一定律又叫惯性定律 B. 牛顿第一定律是牛顿通过大量实验总结出来的实验结论 C. 牛顿第一定律说明力不是维持物体运动的原因 D. 牛顿第一定律说明力可以改变物体的运动状态 必备知识　牛顿第一定律的内容和发展历程. 关键能力　 【答案】B　 【解题思路】 对标训练22正在加速滑行的雪橇,如果所受外力突然消失,则雪橇 (　　) A. 速度越来越快 B. 速度越来越慢,最后停下来 C. 立刻保持静止 D. 做匀速直线运动 【答案】D　 【解题思路】 易错提醒 理想实验定律的理解;力与运动关系的理解. 探究3　惯性 【问题导入】 从牛顿第一定律可知，物体都要保持它们原来的匀速直线运动状态或静止状态，也就是说它们具有抵抗运动状态改变的能力，即都具有惯性，那么怎么描述惯性的大小? 【思考与讨论】 问题1：物体保持运动状态的原因是什么？ (1) 惯性是物体保持原来运动状态的一种性质，是物体维持运动状态的原因。 (2) 一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性。 问题2：惯性的表现形式有哪些？ (1) 物体不受力时，惯性表现为保持原来的运动状态。 (2) 物体受力且合力不为零时，物体仍然具有惯性，此时惯性表现为物体运动状态改变的难易程度，惯性越大，物体运动状态越难改变。 问题3：惯性与质量，速度，受力有什么样的关系？ (1) 惯性与质量的关系:质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大。 (2) 惯性与速度的关系:一切物体都有惯性，惯性大小与物体是否有速度及速度的大小无关。 (3) 惯性与力的关系:惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，惯性大小与物体的受力情况无关。 典例3 下列说法正确的是 (　　) A. 惯性是物体只有在匀速运动或静止状态才表现出来的性质 B. 物体的惯性是指物体不受外力作用时保持匀速直线运动状态或静止状态的性质 C. 物体不受外力作用时,保持匀速直线运动状态或静止状态,有惯性;受到外力作用时,不能保持匀速直线运动状态或静止状态,无惯性 D. 惯性是物体的固有属性,与物体的运动状态和是否受力均无关 必备知识 惯性的基本概念、量度,惯性与牛顿第一定律的关系. 关键能力　 【答案】D　 【解题思路】 对标训练3 如图所示,某同学用如下的方法取出羽毛球筒中的羽毛球:一只手握住球筒的中部并保持手静止,另一只手用较大的力击打羽毛球筒的上端使羽毛球筒相对于手快速下滑,则 (　　) A. 该同学是在利用羽毛球的惯性 B. 羽毛球会从筒的下端出来 C. 羽毛球会相对筒静止 D. 该过程中羽毛球受到了向上的摩擦力 对标训练3 【答案】A 【解题思路】 易错提醒 惯性与物体运动状态的关系;惯性大小的决定因素;惯性与力的区别;惯性在不同场景下的表现. 学科网（北京）股份有限公司 $