第4章：運動和力的關(guān)系4.1節(jié)

牛頓第一定律思考：要想讓足球持續(xù)運動，必須不斷施加力的作用，為什么？物理史背景01馬克思說他是古代最偉大的思想家，恩格斯說他是古代最博學的人物，黑格爾說他是人類的導師，羅素說他是第一個像教授一樣地著書立說的人，他是古代的百科全書。這里的“他”就是古希臘文化的集大成者，亞里士多德亞里士多德（公元前384-公元前322）權(quán)威結(jié)論：必須有力作用在物體上，物體才能運動；沒有力的作用，物體就要靜止在某個地方。---據(jù)直覺與經(jīng)驗得出的結(jié)論統(tǒng)治了2000多年。力是維持物體運動的原因伽利略---向權(quán)威發(fā)起挑戰(zhàn)力不是維持物體運動的原因當一個物體沿斜面向下運動時，它的速

度增大;而向上運動時，它的速度減小。

當物體沿水平面運動時，它的速度既不

增大也不減小。如果沒有摩擦力，物體將一直運動下去?？煽渴聦?推論:

假如平面足夠光滑（完全沒有摩擦力），滑塊的運動情況會怎樣？ABCDEvθ永遠運動下去等高理想實驗02伽利略的理想斜面實驗的思想方法①(事實)

兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面,斜面越光滑,二者高度越接近②(推論)

如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙结尫诺母叨?。?推論)減小第二個斜面的傾角，小球在這個斜面上仍然要達到原來的高度。④(外推)

繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成水平，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速直線運動。⑤(推斷)

物體在水平面上做勻速運動時并不需要外力來維持。伽利略實驗揭示了力與運動的關(guān)系：力不是維持物體運動的原因理想實驗022.對理想斜面實驗的理解（1）這是一個理想實驗，無法用實驗直接驗證。（2）不是憑空捏造的實驗，它是以可靠的實驗事實為依據(jù)的。（3）邏輯推理與實驗事實相結(jié)合的方法是研究物理問題的重要方法之一。理想實驗的實質(zhì):抓住主要因素，忽略次要因素。理想在哪里？摩擦無法消除，斜面不可能無限長，實驗不可實現(xiàn)！典型考點一對理想實驗的理解1．(多選)下列關(guān)于伽利略的理想實驗的敘述中正確的是(

)A．這個實驗是憑空想象的B．這個實驗雖然是想象的，但它得出的結(jié)論是可靠的C．理想實驗是一種科學方法D．理想實驗是一個純思維實驗，其正確性應接受實踐的檢驗解析伽利略的理想實驗并不是脫離實際的主觀臆想，而是以實踐為基礎(chǔ)，經(jīng)過嚴密的邏輯推理得到科學的結(jié)論，所以伽利略的理想實驗是科學的，結(jié)論是可靠的。故B、C正確，A、D錯誤。答案解析2.理想實驗有時能更深刻地反映自然規(guī)律。伽利略設想了一個理想實驗，如圖所示。下面是關(guān)于該實驗被打亂的步驟：①減小第二個斜面的傾角，小球在這個斜面上仍然要到達原來的高度。②如圖為兩個對接的斜面，讓小球沿一個斜面從靜止?jié)L下，小球?qū)L上另一個斜面。③如果沒有摩擦，小球?qū)⒌竭_原來的高度。④繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運動。解析本題向我們展示了科學史上著名的理想實驗的思想方法，即在實驗事實的基礎(chǔ)上，經(jīng)過合理的推理、想象，獲取結(jié)論。針對題目所述的實驗步驟，正確的排列順序是②③①④，步驟②屬于可靠的實驗事實。解析(1)請將上述理想實驗的設想步驟按照正確的順序排列__________(填寫序號即可)。(2)在上述的設想實驗步驟中，有的屬于可靠的實驗事實，有的則是理想化的推論，請問步驟②屬于________________。②③①④

可靠的實驗事實

內(nèi)容：一切物體在不受力的情況下總是保持勻速直線或者靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。(1)運動是物體的一種屬性，物體的運動并不需要力來維持。(2)它定性地揭示了力與運動的關(guān)系：力是改變物體運動狀態(tài)的原因，是使物體產(chǎn)生加速度的原因。(3)定律說明任何物體都具有的一種性質(zhì)-----慣性(4)牛頓第一定律不能用實驗直接驗證，因為不受力的物體是不存在的；牛頓第一定律是在大量實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，通過思維的邏輯推理而發(fā)現(xiàn)的。(5)“運動狀態(tài)改變”的理解：

即速度發(fā)生變化牛頓第一定律-慣性定律03適用范圍：慣性系

思考：慣性、慣性系、慣性定律三者是同一個東西嗎？牛頓第一定律03慣性與質(zhì)量04慣性：一切物體都有保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)。（B）慣性是物體的固有屬性，不論物體運動與否、受力與否，都具有慣性。（A）一切物體都具有慣性。（C）慣性只和質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大。慣性與質(zhì)量04典型考點二對牛頓第一定律的理解3．(多選)關(guān)于牛頓第一定律有下列說法，其中正確的是(

)A．牛頓第一定律可用實驗來驗證B．牛頓第一定律說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因C．慣性定律與慣性的實質(zhì)是相同的D．物體的運動不需要力來維持解析牛頓第一定律不是實驗定律，不受力的物體是不存在的，故不能用實驗來驗證，A錯誤；牛頓第一定律說明物體的運動不需要力來維持，力是改變物體運動狀態(tài)的原因，B、D正確；慣性定律是物體遵循的規(guī)律，而慣性是物體的性質(zhì)，其實質(zhì)是不相同的，C錯誤。答案解析4．(多選)物體的運動狀態(tài)改變了，不可能發(fā)生的是(

)A．速率不變

B．速度不變C．物體未受任何力

D．運動方向不變解析物體的運動狀態(tài)發(fā)生了變化，即速度發(fā)生了變化，可能是速度大小(即速率)變化，也可能是速度方向變化，還可能是速度大小和方向同時變化。物體的運動狀態(tài)發(fā)生了變化，一定是因為物體受到了力的作用。故B、C符合題意。答案解析典型考點三對慣性的理解5．火車在水平長直軌道上勻速行駛，門窗緊閉的車廂內(nèi)有一人向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍落回到火車上原處。這是因為(

)A．人跳起后，車廂內(nèi)空氣給他一向前的力，帶著他隨同火車一起向前運動B．人跳起的瞬間，車廂的地板給他一個向前的力，推動他隨同火車一起向前運動C．人跳起后，火車在繼續(xù)向前運動，所以人落下后必定偏后一些，只是由于時間很短，偏后距離太小，不明顯而已D．人跳起后直到落地，在水平方向上和火車始終具有相同的速度答案解析人跳起后，由于在水平方向不受外力的作用，根據(jù)慣性和慣性定律可知，人跳起后直到落地，在水平方向上和火車始終具有相同的速度，所以仍落回到火車上原處，故D正確。解析6．如圖所示，某同學面向行車方向坐在沿平直軌道勻速行駛的列車車廂里。這位同學發(fā)現(xiàn)面前的水平桌面上一個原來靜止的小球突然向他滾來，則可判斷(

)A．列車正在剎車B．列車突然加速C．列車突然減速D．列車仍做勻速直線運動答案解析慣性是物體具有的保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)，小球突然向后運動，說明列車突然向前加速，小球保持原來的速度不變，導致列車速度大于小球的速度而產(chǎn)生了相對運動，B正確。解析7．就一些實際生活中的現(xiàn)象，某同學試圖從慣性角度加以解釋，其中正確的是(

)A．采用了大功率的發(fā)動機后，某些一級方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機的速度。這表明，可以通過科技進步使小質(zhì)量的物體獲得大慣性B．射出槍膛的子彈在運動相當長一段距離后連一件棉衣