4.1 牛顿第一定律 2023-2024学年高一物理 （ 人教版2019必修第一册）（原卷版）.docx

1、4.1 牛顿第一定律 学习目标课程标准学习目标1知道伽利略的理想实验及其推理过程，知道理想实验是科学研究的重要方法。2理解牛顿第一定律的内容及意义。3理解惯性的概念，会解释惯性的有关现象。4能够应用牛顿第一定律分析求解问题。1、通过阅读或者查阅资料等途径了解牛顿第一定律的发现过程，体会人类认识事物本质的曲折过程，培养学生严谨的科学态度。2、能准确叙述牛顿第一定律的内容，并能对该定律所揭示的运动和力的关系问题有较深刻的理解。3、了解伽利略关于运动和力的关系的认识，了解他的理想实验和相应的推理过程，领会实验加推理的科学研究方法，培养学生科学推理和想象能力。4、能通过实例说明质量是物体惯性大小的量度

2、。02预习导学（一） 课前研读课本，梳理基础知识：一、 运动与力的关系”的历史认知1.亚里士多德认为：必须 ，物体才能运动；没有力的作用，物体就要 .2.伽利略的理想实验(1)斜面实验：让静止的小球从第一个斜面滚下，冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到 .减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离增大，但所达到的高度 当第二个斜面放平，小球将 (2)推理结论：力 (填“是”或“不是”)维持物体运动的原因.实验事实让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个对接的斜面推理1如果没有摩擦力，小球将上升到原来的高度.推理2如果减小第二个斜面的倾斜度，小球会通过更长的路程，仍然可以达到原来的高度.推理

3、3继续减小第二个斜面的倾斜度，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而将沿水平面持续运动下去.实验结论力不是维持物体运动的原因.实验的意义伽利略用“实验+科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点；第一次确立了物理实验在物理研究中的基层地位；揭示了力不是维持物体运动的原因.3.笛卡尔的观点：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以 运动，既不停下来也不偏离原来的方向.二、牛顿第一定律1内容一切物体总保持 状态或 状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态2意义(1)指出力不是 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 的原因(2)指出了一切物体都有 ，因此牛顿第一定律

4、又称 3惯性(1)定义：物体具有保持原来 状态或 状态的性质(2)量度： 是物体惯性大小的唯一量度， 的物体惯性大， 的物体惯性小(3)普遍性：惯性是物体的 属性，一切物体都有惯性与物体的运动情况和受力情况无关（二）即时练习：【小试牛刀1】中国古代科技取得了辉煌的成就，在很多方面走在世界前列例如春秋战国时期，墨家的代表人物墨翟在墨经中，就已对力做了比较科学的阐述：“力，刑(形)之所以奋也”这句话的意思是：力能使物体由静止开始运动，或使运动的物体运动得越来越快下列说法中，与墨翟对力的阐述最接近的是()A力是维持物体运动的原因 B力是物体位移变化的原因C力是物体位置变化的原因 D力是物体运动状态改

5、变的原因【小试牛刀2】我国古代典籍中记录了很多物理现象和规律，体现了古人对自然的思考探索。根据所学知识分析，下列说法正确的是（）A“力，刑（形）之所以奋也”，力使物体的运动状态发生了改变，说明力是改变物体运动状态的原因B“强努之末，势不能穿鲁缟也”，说明弓箭的惯性随速度减小而减小C“劝登马力，马力既竭，辀犹能一取焉”，说明力是维持物体运动的原因，没有力物体就会停止运动D“有乌获之劲而不得人助，不能自举”，意思是力气很大的人也不能把自己举起来，说明一对相互作用力的效果可以相互抵消 【小试牛刀3】(多选)在水平的路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗。现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况

6、如图所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列叙述正确的是( )A小车匀速向左运动 B小车可能突然向左加速C小车可能突然向左减速 D小车可能突然向右减速03探究提升【问题探究1】伽利略的理想斜面实验(1)事实:AB、BC是两个对接的斜面，让小球从M斜面上某高度处由静止滚下。小球将滚上BC斜面，所达到的高度略低于在AB上释放时的高度。推理1：如果斜面光滑，小球将上升到原来择放时的高度.推理2：减小右侧斜面的倾角(如BD、BE)，小球在这个斜面上仍将达到同一高度，但这时它要运动得远些。推理3：继续减小右侧斜面的倾角，最后变成水平面(如BF)，小球无法到达释放时的高度，将以恒定的速率永远运动下去。（3

7、）结论:物体的运动不需要力来维持。总结：谈“理想”：接触面不可能绝对光滑；水平面不可能做得无限长.谈“实验：理论实验,非真实的科学实验。谈“魅力”：伽利略理想实验”的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特方法，在实验事实的基础上，进行合理外推。【典型例题1】伽利略曾用如图甲所示的“理想实验”研究力与运动的关系，用图乙所示的实验研究自由落体运动下列说法正确的是（）A图甲中，完全没有摩擦阻力的斜面实际存在，因此该实验可实际完成B图甲实验中，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持C图乙实验直接验证了自由落体运动的速度是均匀变化的D图乙实验中，运用斜面“冲淡”了重力的作用，使运动时间变长，便于测量

8、【典型例题2】大型油罐车内的油在运输过程中极易发生涌动（如图1），为了防止油涌动导致车体重心急剧变化的危害，在油罐车内部设置了一些固定挡板（如图2）。则下列说法正确的是（） A油罐车向前启动时，由于惯性，油罐内的油将向前涌动B油罐车内设置挡板，减小了油罐内的油的惯性C油罐车在变速行驶过程中容易涌动，是油罐内的油惯性不断变化引起的D油罐车在平直道路上匀速前进时，即使没有挡板油也几乎不会涌动【对点训练1】伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图（a）、（b）分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（）A

9、图（a）通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动B图（a）中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易C图（b）中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成D图（b）伽利略通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持 【对点训练2】伽利略在研究自由落体运动时，设计了如图所示的斜面实验，下列关于这个实验的说法正确的是（）A伽利略认为小球沿斜面的运动是自由落体运动B伽利略让小球从斜面上滚下来用来“冲淡”重力C斜面倾角一定时，让小球从斜面上静止滚下，测得，说明小球做匀变速运动D伽利略将实验和逻辑推理结合起来，推出自由落体运动是匀变速运动 【问题探究2】对

10、牛顿第一定律的理解与应用1牛顿第一定律：牛顿第一定律不是实验定律，它是在可靠的实验事实(如伽利略斜面实验)基础上采用科学的逻辑推理得出的结论；物体不受外力是牛顿第一定律的理想条件，其实际意义是物体受到的合外力为零2惯性：惯性是物体保持原来运动状态的性质，与物体是否受力、是否运动及所处的位置无关，物体的惯性只与其质量有关，物体的质量越大其惯性越大3惯性的两种表现形式(1)物体的惯性总是以保持“原状”或反抗“改变”两种形式表现出来(2)物体在不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动)【典型例题3】如图甲和乙，是踩香蕉皮摔倒和一名骑行的人因自行车前轮突

11、然陷入一较深的水坑而倒地的照片。下面是从物理的角度去解释这两种情境，其中正确的是（）A甲图中踩了香蕉皮摔倒是因为人的惯性变小了原因B乙图中人和车摔倒是因为雨天路面太滑造成的C踩香蕉皮摔倒是因为下半身速度大于上半身的速度造成的D自行车行驶速度越大，其惯性越大，所以造成人车倒地现象 【典型例题4】2021 年 8 月 8 日，东京奥运会闭幕，中国运动健儿们取得了优异的成绩，如图 是他们在运动赛场上的一些运动场景。下列有关说法正确的是（）A甲图中举重运动员比赛时手上会抹些镁粉，这是为了减小手和杆之间的摩擦B乙图中乒乓球运动员把乒乓球用力击出，球的速度改变，说明力可以改变物体的运动状态C丙图中运动员赛

12、跑冲过终点后，还会继续前行，这是因为运动员受到了惯性的作用D丁图中运动员游泳过程中，运动员手对水的作用力和水对手的作用力是一对平衡力 【对点训练3】春秋时期齐国人的著作考工记辀人篇中有“劝登马力，马力既竭，辀犹能一取焉”，意思是马拉车的时候，马虽然对车不再施力了，但车还能继续向前运动一段距离，这一现象说明了车具有惯性，下列关于惯性的说法正确的是A马对车的力越大，车的惯性越大B车的速度越大，惯性越大C车的质量越大，惯性越大D车的惯性与质量无关 【对点训练4】我国道路交通安全法中规定：各种小型车辆前排乘坐的人（包括司机）系好安全带，这是因为（ ）A系好安全带可以减小人的惯性B系好安全带可以减小车的

13、惯性C系好安全带是为了增大人与座椅间的摩擦力D系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害 【问题探究3】惯性与质量 1.惯性物体这种保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。惯性是牛顿第一定律的表现方式，“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态” 揭示了物体的一个固有属性-惯性，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性。2.惯性的具体表现形式:物体的惯性总是以保持“原状”或反抗“改变”两种形式表现出来。(1)当物体不受外力或者所受合外力为零时，惯性表现为保持原来的运动状态不变： 原来静止的物体保持静止，原来运动的物体保持原来的速度继续运

14、动。例如，冰壶在冰面运动时，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变。(2)当物体受到外力作用时，惯性表现为改变物体运动状态的难易程度,物体的惯性越大，它的运动状态越难改变。例如，静止的篮球比静止的汽车更容易运动起来。3.惯性的量度(1)质量是物体惯性大小的唯一量度，等价于改变物体运动状态的难易程度。质量越大，惯性越大;惯性越大，运动状态越难改变。(2)惯性与物体的运动状态、受力情况、所处位置等其他因素均无关。例如，同样一辆汽车,停在车库时与在高速公路上行驶时，运动状态、受力情况及所处位置均发生了变化，但质量不变，惯性就不变。【典型例题5】关于惯性的下列说法，正确的是（）A球由静止释放后加

15、速下落，说明力改变了惯性B物体随着“神舟十一号”飞船进入太空，其惯性将消失C投掷出去的标枪靠惯性向远处运动D物体沿水平面滑动，速度越大滑行的时间越长，说明速度大惯性就大 【典型例题6】质量分别为m1、m2的两个物体甲与乙放在表面光滑且足够长的木板上，随木板一起以水平向右的相同速度沿同一直线做匀速直线运动，当木板突然停止时，以下说法正确的是（）A若m1m2，甲将与乙发生碰撞B若m1m2，甲将与乙发生碰撞C保有当m1=m2，甲与乙才不会碰撞D无论甲与乙的质量有关系如何，它们始终不会碰撞 【对点训练5】（多选）在水平的路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗。现突然发现碗中的水洒出，水洒出的

16、情况如图所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列叙述正确的是( )A小车匀速向左运动 B小车可能突然向左加速C小车可能突然向左减速 D小车可能突然向右减速 【对点训练6】如图所示，楔形物体的各表面光滑，上表面水平，放在固定的斜面上。在的水平上表面放一光滑小球，后释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是（）A沿斜面向下的直线B竖直向下的直线C无规则的曲线D抛物线 04体系构建05记忆清单1牛顿第一定律：牛顿第一定律不是实验定律，它是在可靠的实验事实(如伽利略斜面实验)基础上采用科学的逻辑推理得出的结论；物体不受外力是牛顿第一定律的理想条件，其实际意义是物体受到的合外力为零2惯性：惯性是物体保持原来运

17、动状态的性质，与物体是否受力、是否运动及所处的位置无关，物体的惯性只与其质量有关，物体的质量越大其惯性越大3惯性的两种表现形式(1)物体的惯性总是以保持“原状”或反抗“改变”两种形式表现出来(2)物体在不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动)4.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发生改变.5.揭示了运动和力的关系：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；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；牛顿第

18、一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的.0601强化训练1春秋末年齐国人的著作考工记中有“马力既竭，辀犹能一取焉”，意思是马对车不施加拉力了，车还能继续向前运动，这是关于惯性最早的记述。下列说法正确的是（）A“马力既竭”时马没有了惯性B“马力既竭”时车的惯性不变C马的拉力越大，车的惯性越大D马车速度越大，车的惯性越大 2.如图甲所示，随着人们的生活水平的提高，房车旅游逐渐成为时尚。图乙为固定在房车中的一张桌子，桌上固定着一个盛满水的透明容器，容器的顶部刚好有一个气泡；另一蓝色玻璃球也放在水平桌面上（不固定）。若坐在旁边沙发上休息的人突然发现气泡开始相对桌面向右运动时，下列现象和判断可能正确的

19、是（）A玻璃球同时相对桌面向右运动，断定房车正在加速后退B玻璃球同时相对桌面向右运动，断定房车正在减速后退C玻璃球同时相对桌面向左运动，断定房车正在加速前进D玻璃球同时相对桌面向左运动，断定房车正在减速前进 3.下列事例中，利用了物体的惯性的是（）ABCD 4.如图是乒乓球比赛中的场景，下列说法正确的是（）A乒乓球速度越大，惯性越大B击球时，球和拍都会发生弹性形变C球在空中运动时，运动状态不变D球被水平击出后，若所受外力全部消失，球将立即竖直下落 5.如图所示为高速照相机连拍的自行车极限运动中某运动员在空中的情形，P为该运动员运动的最高点。关于这个现象下列说法正确的是（）A运动员能在空中运动一

20、段距离，是靠空气推力维持的B运动员在空中运动的过程中，其惯性先变小后变大C运动员做曲线运动说明力是改变物体运动状态的原因D若运动到P点时所有外力都消失，则立即沿PA方向竖直下落 6.关于力与运动，下列说法正确的是（）A伽利略通过理想斜面实验说明了力是维持物体运动的原因B物体不受力或者所受合外力为零时，物体一定处于静止状态C牛顿在伽利略研究成果的基础上总结出了牛顿第一定律D物体的速度越大，其所具有的惯性就越大 7.（多选）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。惯性能解释日常生活中的许多现象。下面几个生活实例，不是利用惯性的是（）A除去衣服上的灰尘时，需用力拍打衣服B小型客车前排乘

21、客需要系安全带C跳远运动员起跳前需要助跑D苹果从树上落下 8交通部门提醒大家“雪天路滑，请注意交通安全！”下列关于冰雪道路的说法错误的是（）A“雪天路滑”是指下雪后物体与地面间的接触面变光滑了B同一车辆在冰雪地面上行驶比在没有冰雪的路面上行驶惯性大一些C冰雪地面行车必须慢速驾驶，主要是为了防止由于惯性带来的危险D人在冰雪地面行走时容易摔倒，其原因与惯性有关 9.羽毛球因为简单易学，老少皆宜，从而被广大人民群众喜爱，下列与羽毛球运动有关的说法中，正确的是（）A运动员在发球时，球拍对羽毛球的力和羽毛球对球拍的力大小相等B如果羽毛球在上升过程中受到的力全部消失，羽毛球将静止C羽毛球在下落过程中，速度

22、变快，惯性变大D羽毛球在接触球拍后方向改变，说明力是使物体运动的原因 10（多选）如图所示，某次冰球比赛中，运动员用冰球杆沿不同方向击打冰球上的不同部位，冰球的运动状态随之发生改变。这个事例说明（）A力可以改变物体的运动状态B力的作用效果与力的方向有关C力的作用效果与力的作用点无关D物体的运动需要力来维持 11（多选）在静止的列车上，有两个注满水的容器，容器中分别用细线系着铁球和乒乓球，在列车启动的过程中，小球所处状态表示正确的是（图中箭头表示启动方向）（）ABCD 12.我国高铁列车在运行过程中十分平稳。某列高铁列车沿直线进站时，车厢内水平桌面上水杯内的水面形状可能是 ( ) AB CD 1

23、3.如图，圆柱形玻璃容器内装满液体静置于水平面上，容器中有a、b、c三个不同材质的物块，物块a、c均对容器壁有压力，物块b悬浮于容器内的液体中，忽略a、c与容器壁间的摩擦。现给容器施加一水平向右的恒力，使容器向右做匀加速直线运动。下列说法正确的是 ( )A.三个物块将保持图中位置不变，与容器一起向右加速运动B.物块a将相对于容器向右运动，最终与容器右侧壁相互挤压C.物块b将相对于容器保持静止，与容器一起做匀加速运动D.物块c将相对于容器向左运动，最终与容器左侧壁相互挤压 14.（多选）“吃水不忘挖井人”，我们必须铭记物理学家们的艰苦研究，巨大贡献，他们的付出，带来了人类科学进步，留下了科学的物

24、理方法；下列说法正确的是（）A在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这采用了微元法B研究自由落体运动规律时，亚里士多德首次提出了推理和实验相结合的方法C笛卡尔最早指出力不是维持物体运动的原因D伽利略研究自由落体运动时，利用斜面进行实验，“冲淡”重力的作用，使得测量时间更容易 15.中秋节时用一根细线将灯笼静止悬挂，下面还有一根相同的细线。如果猛地一拉下面的细线，如下说法正确的是（）A灯笼由于受到惯性作用保持不动B下面的线先发生断裂C断裂前瞬间，上面的线受力小于灯笼的重力D断裂前瞬间，下面的线受力大于灯笼的重力 16某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，一只手拿着球筒的中部，另一只手用力击打羽毛球筒的上端，则下列判断正确的是( )A此同学无法取出羽毛球B羽毛球会从筒的下端出来C羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来D该同学是在利用惯性取羽毛球