人教版必修1 4.1 牛頓第一定律 學(xué)案.docx

4.1牛頓第一定律 學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其推理過(guò)程，知道理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法.2.理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義.3.理解慣性的概念，會(huì)解釋有關(guān)的慣性現(xiàn)象一、從亞里士多德到伽利略問(wèn)題設(shè)計(jì)1日常生活中，我們有這樣的經(jīng)驗(yàn)：馬拉車，車就前進(jìn)，停止用力，車就停下來(lái)是否有力作用在物體上物體才能運(yùn)動(dòng)呢？馬不拉車時(shí)，車為什么會(huì)停下來(lái)呢？答案不是車之所以會(huì)停下來(lái)是因?yàn)槭艿阶枇Φ淖饔?如果沒(méi)有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，水平面上運(yùn)動(dòng)的物體會(huì)怎樣？請(qǐng)閱讀課本中的相關(guān)內(nèi)容，思考伽利略是如何由理想實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論的答案水平面上運(yùn)動(dòng)的物體將保持這個(gè)速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去理想實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)：如圖甲所示，讓小球沿一個(gè)斜面由靜止?jié)L下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面如果沒(méi)有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)的高度如果減小第二個(gè)斜面的傾斜角度，如圖乙所示，小球在這個(gè)斜面上達(dá)到原來(lái)的高度就要通過(guò)更長(zhǎng)的路程繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾斜角度，如圖丙所示，使它最終成為水平面，小球就再也達(dá)不到原來(lái)的高度，而將沿水平面以恒定的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去要點(diǎn)提煉1關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的兩種對(duì)立的觀點(diǎn)(1)亞里士多德的觀點(diǎn)：物體的運(yùn)動(dòng)必須依靠外力的不斷作用才能維持，外力一旦消失，運(yùn)動(dòng)就會(huì)停止，即力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因這種錯(cuò)誤的觀點(diǎn)統(tǒng)治了人們的思維近二千年(2)伽利略的觀點(diǎn)(伽利略第一次提出)：物體的運(yùn)動(dòng)不需要(填“需要”或“不需要”)力來(lái)維持2伽利略的理想實(shí)驗(yàn)的意義(1)伽利略的理想實(shí)驗(yàn)將可靠的事實(shí)和理論思維結(jié)合起來(lái)，即采用“可靠事實(shí)抽象思維科學(xué)推論”的方法推翻了亞里士多德的觀點(diǎn)，初步揭示了運(yùn)動(dòng)和力的正確關(guān)系(2)第一次確立了物理實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)中的地位二、牛頓第一定律1牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止2對(duì)牛頓第一定律的理解(1)定性說(shuō)明了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系說(shuō)明了物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)說(shuō)明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因(2)揭示了一切物體都具有的一種固有屬性慣性因此牛頓第一定律也叫慣性定律3物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化即物體運(yùn)動(dòng)速度的變化，有以下三種情況：(1)速度的方向不變，只有大小改變(物體做直線運(yùn)動(dòng))(2)速度的大小不變，只有方向改變(物體做曲線運(yùn)動(dòng))(3)速度的大小和方向同時(shí)發(fā)生改變(物體做曲線運(yùn)動(dòng))三、慣性問(wèn)題設(shè)計(jì)坐在公共汽車?yán)锏娜?，?dāng)車突然啟動(dòng)時(shí)，有什么感覺(jué)？當(dāng)運(yùn)動(dòng)的汽車突然停止時(shí)，又有什么感覺(jué)？解釋上述現(xiàn)象答案當(dāng)汽車突然啟動(dòng)時(shí)，人身體后傾當(dāng)汽車突然停止時(shí)，人身體前傾這是因?yàn)槿司哂袘T性，原來(lái)人和車一起保持靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)車突然啟動(dòng)時(shí)，人的身體下部隨車運(yùn)動(dòng)，但上部由于慣性保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)，所以會(huì)向后傾；人和車一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車突然停止時(shí)，人的身體下部隨車停止，但上部由于慣性保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故向前傾要點(diǎn)提煉1慣性：一切物體都有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，這種性質(zhì)叫做慣性因此牛頓第一定律也稱為慣性定律質(zhì)量是物體慣性大小的量度2慣性與質(zhì)量的關(guān)系(1)慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性(2)質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，質(zhì)量越大，慣性越大3慣性與力的關(guān)系(1)慣性不是力，而是物體本身固有的一種性質(zhì)，因此物體“受到了慣性作用”、“產(chǎn)生了慣性”、“受到慣性力”等說(shuō)法都是錯(cuò)誤的(2)力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因慣性是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因4慣性的表現(xiàn)(1)不受力時(shí)，慣性表現(xiàn)為保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，有“惰性”的意思(2)受力時(shí)，慣性表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度質(zhì)量越大，慣性越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變一、對(duì)伽利略理想實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)例1理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)能更深刻地反映自然規(guī)律伽利略設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖1所示的理想實(shí)驗(yàn)，他的設(shè)想步驟如下：圖1減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上仍然要達(dá)到原來(lái)的高度；兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面；如果沒(méi)有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)釋放的高度；繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運(yùn)動(dòng)請(qǐng)將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列_(只要填寫序號(hào)即可)在上述的設(shè)想步驟中，有的屬于可靠的事實(shí)，有的則是理想化的推論下列有關(guān)事實(shí)和推論的分類正確的是()a是事實(shí)，是推論b是事實(shí)，是推論c是事實(shí)，是推論d是事實(shí)，是推論解析本題是在可靠事實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的推理，將實(shí)驗(yàn)理想化，并符合物理規(guī)律，得到正確的結(jié)論而是可靠事實(shí)，因此放在第一步，、是在斜面上無(wú)摩擦的設(shè)想，最后推導(dǎo)出水平面上的理想實(shí)驗(yàn).因此正確順序是.答案b二、對(duì)牛頓第一定律的理解例2由牛頓第一定律可知()a物體的運(yùn)動(dòng)是依靠慣性來(lái)維持的b力停止作用后，物體的運(yùn)動(dòng)就不能維持c物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定有外力作用d力是改變物體慣性的原因解析物體具有保持原來(lái)靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)叫做慣性，由于慣性的存在，物體才保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，a對(duì)力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，b錯(cuò)，c對(duì)慣性是物體的固有屬性，力不能改變物體的慣性大小，d錯(cuò)答案ac針對(duì)訓(xùn)練做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，如果下落過(guò)程中某時(shí)刻重力突然消失，物體的運(yùn)動(dòng)情況將是()a懸浮在空中不動(dòng)b速度逐漸減小c保持一定速度向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)d無(wú)法判斷答案c解析物體自由下落時(shí)，僅受重力作用，重力消失以后，物體將不受力，根據(jù)牛頓第一定律的描述，物體將以重力消失瞬間的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)c正確三、慣性的理解例3關(guān)于物體的慣性，下述說(shuō)法中正確的是()a運(yùn)動(dòng)速度大的物體不能很快地停下來(lái)，是因?yàn)槲矬w速度越大，慣性也越大b靜止的火車啟動(dòng)時(shí)，速度變化慢，是因?yàn)殪o止的物體慣性大c乒乓球可以快速抽殺，是因?yàn)槠古仪驊T性小d在宇宙飛船中的物體不存在慣性解析慣性大小只與物體質(zhì)量有關(guān)，與物體的速度無(wú)關(guān)，故a錯(cuò)誤；質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，火車速度變化慢，表明它的慣性大，是因?yàn)樗馁|(zhì)量大，與是否靜止無(wú)關(guān)，故b錯(cuò)誤；乒乓球能被快速抽殺，表明它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易發(fā)生改變，是因?yàn)樗膽T性小，故c正確；一切物體在任何情況下都有慣性，故d錯(cuò)誤答案c牛頓第一定律1(對(duì)伽利略理想實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí))關(guān)于伽利略的理想實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是()a只要接觸面摩擦相當(dāng)小，物體在水平面上就能勻速運(yùn)動(dòng)下去b這個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是永遠(yuǎn)無(wú)法做到的c利用氣墊導(dǎo)軌，就能使實(shí)驗(yàn)成功d雖然是想象中的實(shí)驗(yàn)，但是它建立在可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上答案bd解析只要接觸面摩擦存在，物體就受到摩擦力的作用，物體在水平面上就不能勻速運(yùn)動(dòng)下去，故a錯(cuò)誤沒(méi)有摩擦是不可能的，這個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是永遠(yuǎn)無(wú)法做到的，故b正確若使用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行理想實(shí)驗(yàn)，可以提高實(shí)驗(yàn)精度，但是仍然存在摩擦力，故c錯(cuò)誤；雖然是想象中的實(shí)驗(yàn)，但是它建立在可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，故d正確2(對(duì)牛頓第一定律的理解)關(guān)于牛頓第一定律的理解正確的是()a不受外力作用時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變b物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定受外力的作用c在水平地面上滑動(dòng)的木塊最終停下來(lái)，是由于沒(méi)有外力維持木塊運(yùn)動(dòng)的結(jié)果d飛跑的運(yùn)動(dòng)員，由于遇到障礙而被絆倒，這是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔闷仁顾淖冊(cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)答案abd解析牛頓第一定律描述的是物體不受外力作用時(shí)的狀態(tài)，即物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)不變，a正確；牛頓第一定律揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因物體做變速運(yùn)動(dòng)說(shuō)明運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在改變，b正確在水平地面上滑動(dòng)的木塊最終停下來(lái)，是由于阻力的作用改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)飛跑的運(yùn)動(dòng)員，遇到障礙而被絆倒，是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔闷仁顾淖兞嗽瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，c錯(cuò)誤，d正確3(力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系)某人用力推一下原來(lái)靜止在水平面上的小車，小車便開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，以后改用較小的力就可以維持小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可見(jiàn)()a力是維持物體速度不變的原因b力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因c力是改變物體慣性的原因d力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因答案d解析力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，小車原來(lái)靜止，在力的作用下小車開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，是力使其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變用較小的力就能使小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)是推力與摩擦力的合力為零的緣故4(對(duì)慣性的理解)如圖2所示，冰壺在冰