《牛頓第一定律》問題情境:如圖所示，手推被子運(yùn)動(dòng)，小球多次從同一位置釋放。任務(wù)1：經(jīng)歷力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的探究過程問題1.如圖1所示，手推杯子使其運(yùn)動(dòng)，然后撤除手的作用．杯子的運(yùn)動(dòng)與受力之間存在怎樣的關(guān)系?亞里士多德曾得到怎樣的結(jié)論?2.如圖2，小球多次從同一位置釋放，小球能到達(dá)的位置與釋放位置的高度關(guān)系怎樣?如果沒有摩擦和空氣阻力，小球能夠到達(dá)的位置有什么特點(diǎn)?3.如圖2，如果沒有摩擦和空氣阻力，將右邊的斜面變成水平，小球?qū)⑷绾芜\(yùn)動(dòng)?撤去后，杯子不受手的作用力，亞里士多德認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因同一高度勻速直線運(yùn)動(dòng)任務(wù)1：經(jīng)歷力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的探究過程問題4.為什么亞里士多德對(duì)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系的認(rèn)識(shí)，長(zhǎng)時(shí)間被認(rèn)為是正確的?他獲得結(jié)論的方法是怎樣的?伽利略又是通過怎樣的方法來獲得結(jié)論?5.物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以用哪個(gè)物理量來描述?你能否將伽利略的表述概括為對(duì)運(yùn)動(dòng)和力關(guān)系的一般認(rèn)識(shí)?生活認(rèn)識(shí)觀察——假設(shè)——科學(xué)推理——論證伽利略通過斜面實(shí)驗(yàn)獲得結(jié)論速度力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因問題情境:如圖所示，手推被子運(yùn)動(dòng)，小球多次從同一位置釋放。任務(wù)2：理解牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律問題情境：如圖所示，下落的蘋果、曲線運(yùn)動(dòng)的小鐵球、滑塊問題1.圖3，下落蘋果的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否變化?運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的原因是什么?2.圖4，小鐵球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變?運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的原因是什么?3.圖5，滑塊在水平氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變?它是否受力?牛頓第一定律中的“作用在它上面的力”該如何理解變化受重力作用，速度大小發(fā)生變化變化受到磁鐵吸引力的作用不改變，受力重力和支持力平衡，合為為0即可B例關(guān)于牛頓第一定律，下列說法正確的是（）A.物體不受外力作用時(shí)，一定處于靜止?fàn)顟B(tài)B.物體不受外力作用時(shí)，總是保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)C.牛頓第一定律表明，物體只有在受外力作用時(shí)才具有慣性D.牛頓第一定律表明，物體只有在靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)才具有慣性解析：根據(jù)牛頓第一定律可知，物體不受外力作用時(shí)，總是保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。慣性是物體的固有的屬性，物體在任何情況下都有慣性，選項(xiàng)B正確。任務(wù)3：牛頓第一定律和慣性的應(yīng)用問題情境:如圖，剎車情境，車子向右加速時(shí)杯子中水的情況，飛機(jī)投彈情境。圖7問題1.圖5是剎車時(shí)的情景．剎車前人相對(duì)地面做什么運(yùn)動(dòng)?剎車后車廂相對(duì)地面如何運(yùn)動(dòng)?剎車過程中人相對(duì)車廂的運(yùn)動(dòng)情況怎樣?為什么?2.圖6為車子向右加速時(shí)水杯中水的情況．車子勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)水做什么運(yùn)動(dòng)?車子加速運(yùn)動(dòng)過程中，水相對(duì)車子怎樣運(yùn)動(dòng)?為什么?3.圖7飛機(jī)投彈的情景，如果飛機(jī)飛到轟炸目標(biāo)的正上方投彈，會(huì)轟炸到目標(biāo)嗎？為什么?勻速直線運(yùn)動(dòng)；減速運(yùn)動(dòng)向前運(yùn)動(dòng)，腳與地面接觸可以跟隨車一塊減速，人的上半部由于慣性，還要向前運(yùn)動(dòng)水做勻速運(yùn)動(dòng)車子加速，水相對(duì)車子向后運(yùn)動(dòng)，由于慣性，水要保持原來的速度不能；炸彈由于慣性還要向前運(yùn)動(dòng)任務(wù)4：探究影響慣性大小的因素問題情境:如圖，體操和相撲項(xiàng)目，高速公路標(biāo)識(shí)牌圖8圖9圖10問題1.圖8、9是體操和相撲項(xiàng)目，為什么運(yùn)動(dòng)員的身形明顯不同?2.高速路上嚴(yán)禁超載和超速，是否質(zhì)量與速度都與慣性有關(guān)?如果慣性與速度有關(guān)，是否速度減小慣性也變小?是否速度為零慣性也為零?3.“速度大的車停下來運(yùn)動(dòng)的位移大，”制動(dòng)距離”與速度有關(guān)，速度與慣性是否有關(guān)?體操要求靈活，速度改變快，慣性小相撲要求穩(wěn)重，慣性大只有質(zhì)量與慣性有關(guān)，速度與慣性無關(guān)速度減小，慣性不變

一慣性與力的區(qū)別

慣性力存在條件物體本身的固有屬性，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、位置等無關(guān)物體間發(fā)生相互作用與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系慣性是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，慣性越大，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，力越大，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變?cè)娇炝慷荣|(zhì)量是物體慣性大小的惟一量度，質(zhì)量越大，慣性越大大小、方向、作用點(diǎn)小結(jié)

二慣性、慣性定律（牛頓第一定律）的區(qū)別與聯(lián)系

慣性慣性定律基本含義慣性是物體的一種屬性物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律理解要點(diǎn)①與是否運(yùn)動(dòng)無關(guān)，與速度大小無關(guān)②與是否受力無關(guān)③與所在位置無關(guān)④只與質(zhì)量有關(guān)①物體的運(yùn)動(dòng)具有“惰性”，“力”是改變這種“惰性”的惟一因素②慣性越大，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變與力的關(guān)系①無關(guān)②慣性不是一種特殊的力強(qiáng)調(diào)了“力”的作用效果——改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（產(chǎn)生加速度）聯(lián)系①由于物體具有慣性，所以運(yùn)動(dòng)不需要力來維持②慣性是物體的屬性，慣性定律是物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律例物體具有保持原來勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?；蜢o止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)稱為慣性。下列有關(guān)慣性的說法中，正確的是（）A.乘坐汽車時(shí)系好安全帶可減小慣性B.運(yùn)動(dòng)員跑得越快，慣性越大C.汽車在剎車時(shí)才有慣性D.物體在自由下落時(shí)也具有慣性D

三

慣性理解的四大誤區(qū)1.誤認(rèn)為運(yùn)動(dòng)的物體有慣性，靜止的物體沒有慣性靜止的物體總要保持靜止（反抗從靜到動(dòng)），運(yùn)動(dòng)的物體總要保持運(yùn)動(dòng)（反抗從動(dòng)到靜），這就是物體具有慣性的體現(xiàn)。所以說，不論物體靜止還是運(yùn)動(dòng)都具有慣性。2.誤認(rèn)為運(yùn)動(dòng)速度大的物體慣性大慣性的大小與物體運(yùn)動(dòng)速度的大小無關(guān)，它只與物體的質(zhì)量大小有關(guān)，質(zhì)量越大的物體慣性越大。例如，靜止的籃球比靜止的汽車容易運(yùn)動(dòng)起來；具有相同速度的籃球和汽車，籃球比汽車更容易停下來。3.誤認(rèn)為重力越小，慣性越小例如，同一物體在月球表面受到的引力只有在地球表面的六分之一，航天員在月球上即使背上一個(gè)質(zhì)量很大的背包也不覺得沉重，但走起路來卻要十分小心，不能突然移動(dòng)或突然停止。因?yàn)楸嘲闹亓π×耍珣T性并沒有減?。ㄒ虮嘲馁|(zhì)量沒有減?。Ｙ|(zhì)量很大的背包具有很大的慣性，當(dāng)行走的航天員突然停下來時(shí)，背包由于具有慣性將會(huì)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，航天員就會(huì)向前傾倒。4.誤認(rèn)為慣性是一種特殊的力產(chǎn)生這種想法的原因就是認(rèn)為物體的運(yùn)動(dòng)需要力來維持。事實(shí)上，如果正在運(yùn)動(dòng)的物體所受的外力同時(shí)消失，物體是不會(huì)停止運(yùn)動(dòng)的，而是以外力消失時(shí)刻的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。這充分說明物體的運(yùn)動(dòng)不需要任何外力來維持。1.伽利略創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)方法有力地促進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識(shí)的發(fā)展。利用如圖所示的裝置做實(shí)驗(yàn)：小球從左側(cè)斜面上的O點(diǎn)由靜止釋放后沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，并沿右側(cè)斜面上升。右側(cè)斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料時(shí)，小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1、2、3。根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，可以得到的最直三次實(shí)驗(yàn)都是實(shí)際實(shí)驗(yàn)，是理想實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)的基礎(chǔ)接的結(jié)論是（）A.如果斜面光滑，小球?qū)⑸仙脚cO點(diǎn)等高的位置B.如果小球不受力，它將一直保持勻速運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)C.如果小球受到力的作用，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生改變D.小球受到的力一定時(shí)，質(zhì)量越大，它的加速度越小A當(dāng)堂檢測(cè)2.做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，如果下落過程中某時(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.無法判斷C3.［多選］如圖所示的裝置可以演示伽利略的理想實(shí)驗(yàn)，裝置為兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓小球沿左邊的斜面滑下并滾上右邊的斜面，然后改變右邊斜面的傾角，重復(fù)操作，利用曝光頻率一定的照相機(jī)拍下小球運(yùn)動(dòng)過程中的圖片，則 （）A.該實(shí)驗(yàn)為牛頓第一定律的提出提供了有力的依據(jù)，因此牛頓第一定律是實(shí)驗(yàn)定律B.由圖可知小球在右側(cè)的斜面上的速度逐漸減小，因此證實(shí)了“物體的運(yùn)動(dòng)需要力維持”C.當(dāng)右側(cè)的斜面光滑且水平時(shí)，小球?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，說明“如果沒有外力的作用，小球?qū)⒃谒矫嫔嫌肋h(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去”D.如果沒有摩擦，小球在右邊的斜面上將運(yùn)動(dòng)到左邊釋放點(diǎn)相同的高度CD4.交通法規(guī)中規(guī)定，坐在小汽車前排的司機(jī)和乘客都應(yīng)系上安全帶，這主要是為了減輕在下列哪種情況出現(xiàn)時(shí)可能對(duì)人造成的傷害（）A.車速太快 B.車速太慢C.緊急剎車 D.突然啟動(dòng)C問題一伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)[情境探究]現(xiàn)代人驗(yàn)證“伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)的描述中是由于摩擦作用導(dǎo)致小車停止”設(shè)計(jì)以下情景演示,讓一個(gè)小車從同一斜面上同一高度處滑下,水平面上分別放置毛巾、木板和玻璃板,水平面與斜面平滑連接,小車行駛距離最大的是玻璃面,其次是木板面,距離最小的是毛巾面。結(jié)合上述現(xiàn)象討論:(1)如果水平面是“絕對(duì)光滑”,小車的運(yùn)動(dòng)情況會(huì)怎樣?這樣得出的結(jié)論正確嗎?(2)這個(gè)結(jié)論說明什么問題?要點(diǎn)提示

(1)小車將一直運(yùn)動(dòng)下去;正確,這是在實(shí)驗(yàn)事實(shí)基礎(chǔ)上推理得出的結(jié)論。(2)說明物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持。[知識(shí)點(diǎn)撥]伽利略的思想方法和意義1.伽利略用“實(shí)驗(yàn)+科學(xué)推理”的方法推翻了亞里士多德的觀點(diǎn)。伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)雖然是理想實(shí)驗(yàn),但這個(gè)實(shí)驗(yàn)反映了一種物理思想,它是建立在可靠的事實(shí)基礎(chǔ)之上,以事實(shí)為依據(jù),以抽象為指導(dǎo),抓住主要因素,忽略次要因素,從而深刻揭示自然規(guī)律。2.第一次確立了物理實(shí)驗(yàn)在物理研究中的基礎(chǔ)地位。3.揭示了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。要點(diǎn)筆記

“理想實(shí)驗(yàn)”雖然在研究中有重大作用,但是它只是一種思維過程,只限于邏輯上的證明與反駁,不能用作檢驗(yàn)認(rèn)識(shí)正確與否的標(biāo)準(zhǔn)。[實(shí)例引導(dǎo)]例1(2020湖北黃岡高一月考)圖1是伽利略利用斜面實(shí)驗(yàn)研究自由落體運(yùn)動(dòng)的示意圖,圖2是伽利略為了說明力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系利用斜面實(shí)驗(yàn)的示意圖。下列說法正確的是(

)A.圖1中甲、乙、丙、丁均是實(shí)驗(yàn)得到的現(xiàn)象B.圖1中甲、乙、丙、丁均是推理得到的運(yùn)動(dòng)情景C.圖2中伽利略通過實(shí)驗(yàn)觀察到A處釋放的小球運(yùn)動(dòng)到C處D.圖2的推理表明力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因解析

伽利略做題圖1的理想斜面實(shí)驗(yàn)時(shí),由于受到當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)條件的限制,只做了斜面傾角很小的實(shí)驗(yàn),則只有題圖1甲是實(shí)驗(yàn)得到的現(xiàn)象,其他都是合理外推得出的結(jié)論,故A、B錯(cuò)誤;題圖2的理想斜面實(shí)驗(yàn),通過推理得出若減小第二個(gè)斜面的傾角,小球在這個(gè)斜面上仍然要達(dá)到原來的高度,故C錯(cuò)誤;由題圖2得出的結(jié)論是物體具有某一速度的物體如果不受力,它將以這一速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去,表明了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,故D正確。答案

D規(guī)律方法

分清事實(shí)與推論的方法(1)事實(shí)是真實(shí)發(fā)生的事情,在實(shí)驗(yàn)時(shí)我們可以親眼觀測(cè)到的現(xiàn)象。(2)推論是根據(jù)現(xiàn)象推測(cè)發(fā)生這件事的條件或會(huì)出現(xiàn)的結(jié)果。變式訓(xùn)練1(多選)(2020山西太原高一期末)如圖是伽利略著名的斜面實(shí)驗(yàn)示意圖。將小球從左側(cè)斜面某一位置由靜止釋放,小球?qū)ⅰ皼_”上右側(cè)的斜面。如果沒有摩擦,小球?qū)⒌竭_(dá)原來的高度。如果右側(cè)斜面傾角減小,小球仍將到達(dá)原來的高度,但是運(yùn)動(dòng)的距離會(huì)更長(zhǎng)……根據(jù)這一實(shí)驗(yàn)(

)A.伽利略合理外推出小球在水平面丁上運(yùn)動(dòng)的結(jié)果B.伽利略推斷出任何物體都具有慣性C.伽利略推斷出力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的原因D.伽利略推斷出物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持解析

如果沒有摩擦,小球?qū)⑸仙结尫艜r(shí)的高度,進(jìn)一步假設(shè)若減小第二個(gè)斜面的傾角,小球在這斜面上仍然要達(dá)到原來的高度,繼續(xù)減小角度,最后使它成水平面,小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)勻速運(yùn)動(dòng),即伽利略合理外推出小球在水平面丁上運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,A正確;理想斜面實(shí)驗(yàn)只能說明小球具有慣性,推廣到一切物體的是牛頓,B錯(cuò)誤;該實(shí)驗(yàn)證實(shí)了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,即物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持,C錯(cuò)誤,D正確。答案

AD問題二對(duì)牛頓第一定律的理解[情境探究]如圖所示,冰壺比賽中,運(yùn)動(dòng)員為了使冰壺到達(dá)某一固定位置,會(huì)給冰壺一個(gè)速度,當(dāng)速度略小時(shí),隊(duì)員會(huì)用力摩擦冰壺前進(jìn)的路線,使其更加光滑,這樣冰壺就可以滑得“更遠(yuǎn)”。試結(jié)合上述現(xiàn)象討論:(1)冰壺行進(jìn)過程中,速度越來越小是因?yàn)槟Σ亮Φ淖饔?說明運(yùn)動(dòng)和力是什么關(guān)系?(2)如果后面把路徑摩擦的絕對(duì)光滑,冰壺將會(huì)處于什么狀態(tài)?要點(diǎn)提示

(1)說明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。(2)冰壺原來是運(yùn)動(dòng)的,當(dāng)合外力為零時(shí),冰壺將永遠(yuǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。[知識(shí)點(diǎn)撥]1.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的三種情況(1)速度方向不變,只有速度大小改變(2)速度大小不變,只有速度方向改變(3)速度大小和方向都改變2.對(duì)牛頓第一定律的理解

[實(shí)例引導(dǎo)]例2(2021寧夏六盤山高級(jí)中學(xué)高一期末)根據(jù)牛頓第一定律,下列說法正確的是(

)A.自行車緊急剎車,輪子不轉(zhuǎn)了,車子就會(huì)立即停止B.氣球吊著物體上升,某時(shí)刻繩子突然斷了,物體立刻相對(duì)地面向下運(yùn)動(dòng)C.由于地球由西向東轉(zhuǎn),所以我們向上跳起后不會(huì)落到原地D.運(yùn)動(dòng)員沖刺到終點(diǎn)后,由于慣性不能馬上停下來,還要向前跑一段距離解析

剎車時(shí),雖然輪子不轉(zhuǎn)了,但車子還有較大的速度,由于慣性還會(huì)向前運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;繩子斷的瞬間,物體有向上的速度,則物體仍保持向上的運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;我們向上跳起后,由于慣性,保持了與地球相同的轉(zhuǎn)動(dòng)速度,故落下后仍在原地,C錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)員沖刺到終點(diǎn)后,由于慣性不能馬上停下來,還要向前跑一段距離,D正確。答案

D規(guī)律方法

巧用牛頓第一定律(1)由“因”索“果”:在判斷力與運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系時(shí),一定要把握準(zhǔn)牛頓第一定律的含義,即力是改變物體運(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。(2)由“果”索“因”:如果物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變,則物體必然受到不為零的合外力的作用,所以判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變以及如何改變,應(yīng)分析物體的受力情況。(3)應(yīng)用步驟:應(yīng)用牛頓第一定律解釋有關(guān)現(xiàn)象時(shí),一要看物體原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),二要看物體現(xiàn)在的受力情況及所受合力是否為零,最后判斷由于物體具有慣性將會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象。變式訓(xùn)練2

小云同學(xué)為了取出如圖所示羽毛球筒中的羽毛球,一手拿著球筒的中部,另一手用一個(gè)較大的力F擊打羽毛球筒的上端,則(

)A.該同學(xué)無法取出羽毛球B.該同學(xué)是在利用羽毛球的慣性C.該同學(xué)擊打筒的上端是為了改變羽毛球筒的慣性D.羽毛球筒向下運(yùn)動(dòng)的過程中,羽毛球受到向上的摩擦力才會(huì)從上端出來解析

用較大的力擊打羽毛球筒,羽毛球筒迅速向下運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第一定律,羽毛球由于慣性仍在原位置,羽毛球相對(duì)于羽毛球筒向上運(yùn)動(dòng),羽毛球從上端出來,故A錯(cuò)誤、B正確;該同學(xué)擊打筒的上端是為了改變羽毛球筒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),故C錯(cuò)誤;羽毛球相對(duì)球筒向上運(yùn)動(dòng),受到向下的摩擦力,故D錯(cuò)誤。答案

B問題三對(duì)慣性的理解和應(yīng)用[情境探究]請(qǐng)你用慣性的知識(shí)來解釋一下為什么當(dāng)你奔跑時(shí)碰到石塊,會(huì)向前跌倒;而如果你踩到西瓜皮,會(huì)向后倒?要點(diǎn)提示

奔跑時(shí)碰到石塊,人的下半身就停了下來,而人的上半身由于慣性,仍然保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所以會(huì)向前跌倒。如果你踩到西瓜皮,腳有一個(gè)向前運(yùn)動(dòng)的較大的速度,而人的上半身由于慣性,仍保持原來的狀態(tài),所以會(huì)向后倒。[知識(shí)點(diǎn)撥]1.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。2.慣性與力無關(guān)(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