4.1牛顿第一定律学案

第四章牛顿运动定律学案1．牛顿第一定律一、知识点探究1．理想实验的魅力(1)亚里士多德观点：力是维持物体运动的原因．(错误观点)(2)伽利略的理想实验①如下图所示，让小球沿一个斜面从静止开始滚下来，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度，他推论说，如果减小第二个斜面的倾角，如图乙，使小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程．继续减小第二个斜面的倾角，使它最终成为水平面(图丙)，小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定的速率持续运动下去．②伽利略依据理想实验提出的观点：在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故．物体不受外力作用，就会保持自己的速度不变．(3)笛卡儿补充和完善了伽利略的观点：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向．2．牛顿第一定律(1)内容：一切物体总保持或，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态．(2)含义：①一切物体都有惯性，惯性是物体的固有属性．②力是改变物体的原因．③物体运动不需要力来维持．3．物体的运动状态与运动状态的改变物体运动状态的标志是速度，运动状态是否改变由速度衡量，物体的速度(大小或方向)改变了，我们就说物体的运动状态改变了．特别提醒：(1)牛顿第一定律揭示了力与运动的关系：物体的运动状态改变即速度发生变化，是由于物体受到了力的作用．(2)牛顿第一定律不同于共点力的平衡，前者是物体不受作用力的运动状态，后者是合力为零时的运动状态.4．对惯性概念的理解(1)惯性与质量的关系①惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．②惯性与物体受力情况、运动情况及地理位置均无关．③是物体惯性大小的惟一量度，越大，惯性越大．(2)惯性与力的关系①惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此说“物体受到了惯性作用”、“产生了惯性”，“受到惯性力”等都是错误的．②力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动状态的原因．力越大，运动状态越易改变；惯性越大，运动状态越难改变．(3)惯性与速度的关系①速度是表示物体运动快慢的物理量，是矢量，惯性是物体本身固有的性质，其大小仅由物体质量决定．②一切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大小均无关．讨论点一：一天，下着倾盆大雨．某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了．列车进站过程中，他发现水面的形状如图中的( )二、经典例题1．对惯性的理解例1：下列叙述中正确的是 ( )A．只有静止或做匀速直线运动的物体才有惯性 B．做变速运动的物体没有惯性C．力是改变惯性的原因 D．物体在任何情况下都具有惯性变式题：月球表面上的重力加速度为地球表面上的重力加速度的1/6，同一个飞行器在月球表面上时与在地球表面上时相比较 ( )A．惯性减小为在地球上的1/6，重力不变 B．惯性和重力减小为在地球上的1/6C．惯性不变，重力减小为在地球上的1/6 D．惯性和重力都不变2、牛顿第一定律的理解和应用例2：以下说法中正确的是( )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．不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有这样的性质，即惯性C．在水平面上滑动的木块最终要停下来，是由于没有外力维持木块运动D．物体运动状态发生变化时，必定受到外力的作用变式题：于牛顿第一定律有下列说法，其中正确的是 ( )A．牛顿第一定律可用实验来验证B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因C．只有静止或做匀速直线运动的物体才有惯性 D．物体的运动需要力来维持三、巩固练习1．如图所示，某同学朝着列车行进方向坐在车厢中，水平桌面上放有一静止的小球．突然，他发现小球相对桌面向后滚动，则可判断( )A．列车在刹车 B．列车在做加速直线运动C．列车在做减速直线运动 D．列车在做匀速直线运动2．关于伽利略理想实验，下列说法正确的是( )A．完全是理想的，没有事实为基础的B．是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映自然规律的C．没有事实为基础，只有理想推理 D．以上说法都不对3．人从行驶的汽车上跳下来后容易( )A．向汽车行驶的方向跌倒 B．向汽车行驶的反方向跌倒C．向车右侧方向跌倒 D．向车左侧方向跌倒4．火车在平直轨道上匀速直线前进，在密封的没有空气流动的车厢内点燃了一支卫生香，则车里乘客看到卫生香所冒出的烟的运动情况应是( )A．一边上升一边向前飘 B．一边上升一边向后飘C．只是上升不向任何一边飘 D．无法确定5．下列说法正确的是( )A．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因B．笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献C．公交车突然刹车时乘客身体会倾斜，说明乘客有惯性公交车没有惯性D．汽车的速度越大刹车时越难停下来，说明汽车的惯性大小与速度有关6．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．伽利略设想了一个理想实验，如图所示，其中有一个是经验事实，其余是推论．①减小第二个斜面的倾角，小球在这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，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．下列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7． 2009世界女子冰壶锦标赛决赛中，中国女队以8比6战胜瑞典队，夺得冠军．某同学研究中国女队最后一次投出冰壶的运动，其受力与运动状态之间关系的说法中正确的是( ) A．只要冰壶的运动状态发生变化，必然受到外力的作用B．冰壶之所以能停下来，是因为没有外力来维持它的运动状态C．冰壶惯性的大小与其运动速度大小有关D．冰壶不受外力作用时，其运动速度不断减小8．在向前行驶的客车上驾驶员和乘客的身体姿势如图所示，则对客车运动情况的判断正确的是( )A．客车一定做匀加速直线运动B．客车一定做匀速直线运动C．客车可能是突然减速D．客车可能是突然加速9．如图所示，重球系于线DC下端，重球下再系一根同样的绳BA，下列说法正确的是( )A．在绳的A端缓慢增加拉力，结果CD绳先断B．在绳的A端缓慢增加拉力，结果AB绳先断C．在绳的A端突然猛一拉，结果AB绳先断D．在绳的A端突然猛一拉，结果CD绳先断10．如图所示(俯视图)，以速度v匀速行驶的列车车厢内有一水平桌面，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中虚线由A向B运动．则由此可判断列车( ) A．减速行驶，向南转弯 B．减速行驶，向北转弯C．加速行驶，向南转弯 D．加速行驶，向北转弯第四章牛顿运动定律学案1．牛顿第一定律讨论点一答案：C解析：列车进站时刹车，速度减小，而水由于惯性仍要保持原来较大的速度，所以水向前涌，液面形状和选项C一致．例1解析：①本题是考查对惯性概念的理解，和对“力与运动关系”的认识，一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做物体的惯性．这里的“一切物体”说明，不论组成物体的物质的状态(固体、液体、气体三态)是什么，不论物体是什么种类，无论物体的体积大小如何，质量是大是小，总之只要是物体都具有惯性．其中的“总保持”指的是任何物体任何时刻都具有这一性质，无论物体是否受到外力作用、是否运动、如何运动，无论在什么方向，没有一个物体是例外的，都具有惯性．②惯性是物体本身固有的属性，与外力作用无关，外力不可能改变一个物体的惯性．③力是改变运动状态的原因．做变速运动的物体，其运动状态(速度)在不断改变，必须受外力的作用，这正说明物体具有惯性，要使其运动状态变化，必须对它施加力的作用．答案：D 变式题答案：C例2解析：牛顿第一定律描述的是一种理想的情况——物体不受任何外力作用，物体将保持静止状态或匀速直线运动状态不变．实际的情况是物体都要受到外力的作用，只要物体所受的外力的合力为零，物体就保持静止或匀速直线运动状态不变，所以A选项是正确的；物体的运动并不需要力来维持，而是由物体本身所固有的一种属性——惯性来维持的，力是改变物体运动状态的原因，所以选项B、D正确；C选项中木块最终要停下来的原因是：木块在运动过程中，受到各种摩擦阻力的作用，即木块受到的外力的合力不为零所导致的，所以C选项是错误的．答案：ABD变式题答案：B1.答案：B解析：由于惯性列车加速前进时小球相对桌面向后运动，故B项正确．2.答案：B解析：真实的实验是一种实践的活动，是可以通过一定的实验器材和实验方法而实现的实验．“理想实验”是一种思维活动，是人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”．“理想实验”并不是脱离实际的主观臆想，它是以实践为基础的，是在真实的科学实验的基础上抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，是以一定的逻辑法则为依据的，而这些逻辑法则，都是从长期的社会实践中总结出来的，并为实践所证实了的．理想实验可以深刻地揭示自然规律．3.答案：A解析：人从车上跳下来时，脚和地面接触时，因摩擦而停止运动，身体由于惯性而继续向前运动．故容易向车行驶的方向跌倒．4.答案：C解析：我们看到的烟是由一些极小的颗粒组成的，由于上、下空气温度的不同，烟上升．而刚冒出的烟在离开卫生香时已具有和车同样的速度，故烟竖直上升．5.答案：B6.答案：B解析：伽利略的理想实验是以经验事实为基础，设想实验步骤和过程，运用分析推理得出结论的，之所以称之为理想实验，是因为实验的结果是无法用实际的实验进行验证的，但是，分析推理的过程是合乎逻辑的，是严密的，是对实验过程的科学的抽象，因此得出的结论是对客观世界真实的反映，题给实验的四个步骤中，只有②是经验事实，其余是推论，分类正确的选项是B项．7.答案：A8.答案：C9.答案：AC解析：受力如图所示，在绳的A端缓慢增加拉力，使得重球在足够的时间发生了微小的位移，这个过程进行缓慢，可以认为重球始终处于平衡状态，即F T2＝F T1＋mg，随着F T1增大，F T2也增大且F T2总是大于F T1，所以CD绳被拉断，A项对，B项错．若在A端猛拉，由于重球质量很大，力的作用时间极短，由于惯性，故重球向下的位移极小(可以看成运动状态未来得及改变)以致上段绳的拉力几乎未增加，F T1已达到极限程度，故AB绳先断，C项正确，D项错误．10.答案：A解析：本题考查了惯性的概念，由牛顿第一定律可知，小球在水平桌面上向前运动，说明列车减速行驶，小球向北运动，则表明列车向南转弯．。