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

第四章 1　牛顿第一定律　导学案（教师版） 人教版高中物理必修第一册 · 第四章 运动和力的关系 · 第1节 【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。 【学习重难点】 重点：牛顿第一定律的内容与意义；惯性的概念。 难点：理解“力是改变物体运动状态的原因”；用惯性解释实际生活中的现象。 【学习过程】 一、知识纲要导引 牛顿第一定律 ├─ 伽利略理想实验：无摩擦时小球将到达原来的原来高度；斜面变为水平面时，小球将永远匀速运动下去 → 结论：力不是维持物体运动的原因 ├─ 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 ├─ 惯性：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质；牛顿第一定律也叫惯性定律 └─ 质量：质量是物体惯性大小的唯一量度；惯性大小与是否运动、运动快慢、是否受力均无关 二、基础导学 （一）理想实验的魅力 1. 亚里士多德的观点：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）斜面实验：无摩擦时小球将到达原来的高度；减小第二个斜面倾角，小球运动的距离更长，所达到的高度相同；当第二个斜面最终变为水平面时，小球将永远匀速运动下去。 （2）推理结论：力不是（选填“是”或“不是”）维持物体运动的原因。 3. 笛卡儿的观点：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. 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. 理解： （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）牛顿第一定律也叫惯性定律，揭示了物体具有惯性这一固有属性； （3）牛顿第一定律不能（选填“能”或“不能”）用实验直接验证，是在理想实验的基础上经科学推理得到的。 3. 运动状态的改变：速度发生变化，包括速度的大小改变、方向改变或大小和方向同时改变。 （三）惯性与质量 1. 惯性：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。 2. 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、是否受力均无关。 3. 惯性的表现：不受力时，惯性表现为保持原来运动状态不变的性质；受力时，质量越大，运动状态越难改变。 三、概念辨析 例1　判断下列说法的正误： （1）伽利略的理想实验是永远无法做到的。（　√　） （2）伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因。（　×　） （3）由牛顿第一定律可知，做加速直线运动的物体所受外力全部消失时，物体立刻静止。（　×　） （4）物体从竖直向上运动的气球上掉落后，立即向下运动。（　×　） （5）速度越大，物体的惯性越大。（　×　） （6）受力越大，物体的惯性越大。（　×　） 四、典例示范与训练 例2（多选，对牛顿第一定律的理解）　下列说法正确的是（　　） A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律 B．牛顿第一定律说明力是维持物体运动状态的原因 C．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变是由于物体具有惯性 D．物体的运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用 答案　ACD 解析　牛顿第一定律的含义：不受外力时物体将保持静止状态或匀速直线运动状态，这是由于一切物体都具有惯性；受到力的作用时物体的运动状态就要发生变化，从而揭示出力是改变物体运动状态的原因，反映了物体在不受外力时的运动规律，故选项 A、C、D 正确，B 错误。 例3（单选，对惯性的理解）　关于物体的惯性，以下说法正确的是（　　） A．物体的运动速度越大，物体越难停下来，说明运动速度大的物体惯性大 B．汽车突然减速时，车上的人向前倾，拐弯时人会往外甩，而汽车匀速前进时，车上的人感觉平稳，说明突然减速和拐弯时人有惯性，匀速运动时人没有惯性 C．在同样大小的刹车力的作用下，超载车更不容易停下来，是因为超载车惯性大 D．在沿长直水平轨道匀速运动的火车上，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起后，发现落回原处，这是因为人跳起后，车继续向前运动，人落下后必定向后偏些，但因时间太短，偏后距离太小，不明显而已 答案　C 解析　物体的惯性大小只由质量决定，与物体的速度大小无关，A 错误；一切物体都具有惯性，不论物体处于加速、减速还是匀速运动状态，B 错误；超载车质量大，保持原来运动状态的本领强，惯性大，C 正确；人向上跳起后，人在水平方向不受外力作用，由于惯性，人在水平方向的速度不变，与车速相同，因此仍落在车厢内原处，D 错误。 训练1（多选）　在水平路面上有一辆匀速行驶的小车，小车上固定着盛满水的碗。若突然发现碗中的水向右洒出，如图1所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列描述正确的是（　　） A．小车匀速向左运动 B．小车可能突然向左加速运动 C．小车可能突然向左减速运动 D．小车可能突然向右减速运动 答案　BD 解析　若小车原来向左匀速运动，突然开始向左加速运动，碗随小车开始向左加速，根据牛顿第一定律可知，碗中水由于惯性仍保持原来的匀速运动状态，水相对于碗向右运动，水向右洒出，选项 A 错误，B 正确；若小车突然向左减速运动，碗随小车一起开始向左减速，根据牛顿第一定律可知，水由于惯性，仍保持向左的匀速运动，水相对于碗向左运动，水向左洒出，选项 C 错误；若小车原来向右匀速运动，突然向右减速运动，碗随小车开始向右减速，根据牛顿第一定律可知，水由于惯性仍要保持向右的匀速运动状态，水相对于碗向右运动，水将向右洒出，选项 D 正确。 训练2（单选）　一列以速度 v 匀速行驶的列车内有一水平桌面，桌面上的 A 处有一小球。若车厢中的旅客突然发现小球沿图2（俯视图）中的虚线从 A 点运动到 B 点。则由此可以判断列车的运行情况是（　　） A．减速行驶，向北转弯 B．加速行驶，向南转弯 C．减速行驶，向南转弯 D．加速行驶，向北转弯 答案　C 解析　小球与水平面间的摩擦可以不计，可以认为小球在水平面内不受力的作用，始终与列车一起向前做匀速直线运动。列车和桌子的速度慢下来，小球要保持之前的速度继续运动，所以会向前运动；出现题图所示的曲线，是因为桌子跟着列车向南转弯，而小球要保持匀速直线运动。故选 C。 五、达标检测 1.（多选）　如图3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 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.（单选）　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 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，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。 3.（单选，惯性的应用）　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 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。 4.（单选）　如图4所示，在一辆上表面光滑的小车上，有质量分别为 m1、m2 的两个小球随车一起匀速运动，当车突然停止时，如不考虑其他阻力，设车足够长，则（　　） A．若 m1＜m2，则两个小球一定相碰 B．若 m1＝m2，则两个小球一定相碰 C．若 m1＞m2，则两个小球一定相碰 D．两个小球一定不相碰 答案　D 解析　小车上表面光滑，因此两小球在水平方向上没有受到外力的作用。原来两个小球与小车具有相同的速度，当车突然停止运动时，由于惯性，两个小球的速度不变，所以一定不会相碰（与质量大小无关），故 D 正确。 答案汇总 一、知识纲要导引：原来高度；永远匀速；不是；匀速直线运动；静止；改变这种状态；匀速直线运动；静止；惯性；唯一；无关　二、基础导学：（一）高度；长；相同；永远匀速；不是；同一直线　（二）改变；维持；惯性；惯性；不能　（三）唯一；无关；难 三、概念辨析：例1　√、×、×、×、×、×　四、典例训练：例2　ACD；例3　C；训练1　BD；训练2　C　五、达标检测：1.AD　2.B　3.A　4.D 【学习小结】 1. 伽利略理想实验：以可靠的实验事实为基础，经过科学抽象和逻辑推理，揭示了“力不是维持物体运动的原因”。 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；力是改变物体运动状态的原因。 3. 惯性：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性；质量是物体惯性大小的唯一量度。 第四章 1　牛顿第一定律　导学案（学生版） 人教版高中物理必修第一册 · 第四章 运动和力的关系 · 第1节 班级：__________　姓名：__________　学号：__________ 【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。 【学习重难点】 重点：牛顿第一定律的内容与意义；惯性的概念。 难点：理解“力是改变物体运动状态的原因”；用惯性解释实际生活中的现象。 【学习过程】 一、知识纲要导引 牛顿第一定律 ├─ 伽利略理想实验：无摩擦时小球将到达原来的________；斜面变为水平面时，小球将________运动下去 → 结论：力________维持物体运动的原因 ├─ 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________ ├─ 惯性：物体保持原来________状态或________状态的性质；牛顿第一定律也叫________定律 └─ 质量：质量是物体惯性大小的________量度；惯性大小与是否运动、运动快慢、是否受力均________ 二、基础导学 （一）理想实验的魅力 1. 亚里士多德的观点：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）斜面实验：无摩擦时小球将到达原来的________；减小第二个斜面倾角，小球运动的距离更________，所达到的高度________；当第二个斜面最终变为水平面时，小球将________运动下去。 （2）推理结论：力________（选填“是”或“不是”）维持物体运动的原因。 3. 笛卡儿的观点：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________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. 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. 理解： （1）力是________物体运动状态的原因，而不是________物体运动的原因； （2）牛顿第一定律也叫________定律，揭示了物体具有________这一固有属性； （3）牛顿第一定律________（选填“能”或“不能”）用实验直接验证，是在理想实验的基础上经科学推理得到的。 3. 运动状态的改变：速度发生变化，包括速度的大小改变、方向改变或大小和方向同时改变。 （三）惯性与质量 1. 惯性：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。 2. 质量是物体惯性大小的________量度；惯性大小与物体是否运动、运动快慢、是否受力均________。 3. 惯性的表现：不受力时，惯性表现为保持原来运动状态不变的性质；受力时，质量越大，运动状态越________改变。 三、概念辨析 例1　判断下列说法的正误： （1）伽利略的理想实验是永远无法做到的。（　　） （2）伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因。（　　） （3）由牛顿第一定律可知，做加速直线运动的物体所受外力全部消失时，物体立刻静止。（　　） （4）物体从竖直向上运动的气球上掉落后，立即向下运动。（　　） （5）速度越大，物体的惯性越大。（　　） （6）受力越大，物体的惯性越大。（　　） 四、典例示范与训练 例2（多选，对牛顿第一定律的理解）　下列说法正确的是（　　） A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律 B．牛顿第一定律说明力是维持物体运动状态的原因 C．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变是由于物体具有惯性 D．物体的运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用 例3（单选，对惯性的理解）　关于物体的惯性，以下说法正确的是（　　） A．物体的运动速度越大，物体越难停下来，说明运动速度大的物体惯性大 B．汽车突然减速时，车上的人向前倾，拐弯时人会往外甩，而汽车匀速前进时，车上的人感觉平稳，说明突然减速和拐弯时人有惯性，匀速运动时人没有惯性 C．在同样大小的刹车力的作用下，超载车更不容易停下来，是因为超载车惯性大 D．在沿长直水平轨道匀速运动的火车上，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起后，发现落回原处，这是因为人跳起后，车继续向前运动，人落下后必定向后偏些，但因时间太短，偏后距离太小，不明显而已 训练1（多选）　在水平路面上有一辆匀速行驶的小车，小车上固定着盛满水的碗。若突然发现碗中的水向右洒出，如图1所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列描述正确的是（　　） A．小车匀速向左运动 B．小车可能突然向左加速运动 C．小车可能突然向左减速运动 D．小车可能突然向右减速运动 训练2（单选）　一列以速度 v 匀速行驶的列车内有一水平桌面，桌面上的 A 处有一小球。若车厢中的旅客突然发现小球沿图2（俯视图）中的虚线从 A 点运动到 B 点。则由此可以判断列车的运行情况是（　　） A．减速行驶，向北转弯 B．加速行驶，向南转弯 C．减速行驶，向南转弯 D．加速行驶，向北转弯 五、达标检测 1.（多选）　如图3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.（单选）　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 3.（单选，惯性的应用）　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 4.（单选）　如图4所示，在一辆上表面光滑的小车上，有质量分别为 m1、m2 的两个小球随车一起匀速运动，当车突然停止时，如不考虑其他阻力，设车足够长，则（　　） A．若 m1＜m2，则两个小球一定相碰 B．若 m1＝m2，则两个小球一定相碰 C．若 m1＞m2，则两个小球一定相碰 D．两个小球一定不相碰 【学习小结】 1. 伽利略理想实验：以可靠的实验事实为基础，经过科学抽象和逻辑推理，揭示了“力不是维持物体运动的原因”。 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；力是改变物体运动状态的原因。 3. 惯性：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性；质量是物体惯性大小的唯一量度。 学科网（北京）股份有限公司 $