《牛頓第一定律》預(yù)習導學|新知領(lǐng)悟

理想實驗的魅力1．亞里士多德的觀點：必須有力作用在物體上，物體才能__________；沒有力的作用，物體就要________．即力是維持物體__________的原因．運動靜止運動2．伽利略的觀點(1)理想實驗：讓小球沿第一個斜面從靜止狀態(tài)開始向下運動，然后沖上第二個斜面，如果沒有摩擦，小球上升的高度與釋放時的高度________．減小第二個斜面的傾角，小球滾動的距離______．科學推論：當將第二個斜面放平時，小球?qū)______________．(2)結(jié)論：力不是________物體運動的原因．3．笛卡兒的觀點：如果運動中的物體沒有受到____的作用，它將繼續(xù)以__________沿同一直線運動，既不停下來也不偏離原來的方向．相同增大永遠運動下去維持

力同一速度

牛頓第一定律一切物體總保持______________狀態(tài)或________狀態(tài)，除非作用在它上面的力____________這種狀態(tài)．牛頓第一定律又叫__________．勻速直線運動靜止迫使它改變慣性定律

運動和力的關(guān)系，下列說法中正確的是(

)A．靜止的物體一定不受力的作用B．物體的運動狀態(tài)改變時，一定受到了外力的作用C．物體運動的方向一定是它的受力方向D．作用在物體上的力消失后，物體將會停止運動【答案】B【解析】靜止的物體可以受力，只不過各力的合力為零，故A錯誤；力是改變物體運動狀態(tài)的原因，物體的運動狀態(tài)改變時，一定受到了外力的作用，故B正確；物體運動的方向與受力方向無關(guān)，故C錯誤；作用在物體上的力消失后，物體保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)運動，故D錯誤．

慣性與質(zhì)量1．慣性：物體保持原來________________狀態(tài)或_______狀態(tài)的性質(zhì)．2．慣性的量度：________是物體慣性大小的唯一量度．勻速直線運動靜止

質(zhì)量

下列有關(guān)現(xiàn)象，分析正確的是(

)A．草地上滾動的足球會停下來，是因為運動要靠力來維持B．汽車啟動時乘客向后倒，是因為人在此刻才具有慣性的緣故C．100m比賽中運動員跑到終點后會繼續(xù)向前跑一段距離，這樣做是為了減小慣性D．用力甩牙刷能把水甩走，是因為水具有慣性【答案】D【解析】草地上滾動的足球會停下來，說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因，而不是維持運動的原因，故A錯誤；汽車任何時刻都具有慣性，與運動狀態(tài)無關(guān)，故B錯誤；100m比賽中運動員跑到終點后會繼續(xù)向前跑一段距離，是由于慣性的原因，質(zhì)量是慣性的唯一量度，故C錯誤；用力甩牙刷時，水與牙刷一起運動，牙刷受力靜止，而水具有慣性繼續(xù)運動，所以被甩下來，故D正確．多維課堂|素養(yǎng)初培如圖所示，冰壺在冰面上的運動．如果摩擦阻力比較大，冰壺很快停下來；如果摩擦阻力很小，冰壺能滑得很遠；如果摩擦阻力為零，冰壺將永遠運動下去．對牛頓第一定律的理解問題(1)牛頓第一定律中“除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)”說明運動與力有什么關(guān)系？(2)根據(jù)牛頓第一定律思考，如果物體不受外力作用，物體將處于什么狀態(tài)？【答案】(1)說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因．(2)原來靜止的物體，不受外力時，仍然靜止；原來運動的物體，不受外力時，將永遠做勻速直線運動．1．伽利略理想實驗的方法和意義科學推理的方法實驗事實：兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面推理1：如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨韧评?：減小第二個斜面的傾角，小球在這個斜面上仍要達到原來的高度推理3：繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球沿水平面永遠運動下去實驗結(jié)論：力不是維持物體運動的原因意義伽利略在理想實驗中所應(yīng)用的科學推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，它標志著物理學的真正開端，使人類對自然的認識由經(jīng)驗型轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W理論型．伽利略對科學的貢獻就在于推翻直覺的觀點而用新的觀點代替它2．物體運動狀態(tài)的變化當物體的速度發(fā)生變化時，則這個物體的運動狀態(tài)發(fā)生了變化．物體的運動狀態(tài)變化有以下三種情況：(1)速度的方向不變，只有大小改變．(2)速度的大小不變，只有方向改變．(3)速度的大小和方向都發(fā)生改變．3．對牛頓第一定律的理解素養(yǎng)點評：本探究通過牛頓第一定律的理解，培養(yǎng)科學思維素養(yǎng)．

對伽利略理想實驗的理解精例1理想實驗有時能更深刻地反映自然規(guī)律．伽利略設(shè)想了一個理想實驗，如圖所示的斜面實驗，其中有一個是實驗事實，其余是推論．①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．②兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面．③如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫艜r的高度．④繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成一水平面，小球要沿水平面永遠運動下去．請將上述理想實驗的設(shè)想步驟按照正確的順序排列：____________(只要填寫序號即可)．在上述的設(shè)想步驟中，有的屬于可靠的事實，有的則是理想化的推論．下列關(guān)于事實和推論的分類正確的是(

)A．①是事實，②③④是推論B．②是事實，①③④是推論C．③是事實，①②④是推論D．④是事實，①②③是推論【答案】②③①④

B【解析】體會伽利略的理想實驗，可知排列順序為②③①④，分類正確的是選項B．變式1

伽利略創(chuàng)造性地把實驗、假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合，有力地促進了人類科學認識的發(fā)展．利用如圖所示的裝置做如下實驗：小球從左側(cè)斜面上的O點由靜止釋放后沿斜面向下運動，并沿右側(cè)斜面上升．斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料時，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)三次實驗結(jié)果的對比，可以得到的最直接的結(jié)論是(

)A．如果斜面光滑，小球?qū)⑸仙脚cO點等高的位置B．如果小球不受力，它將一直保持勻速運動或靜止狀態(tài)C．如果小球受到力的作用，它的運動狀態(tài)將發(fā)生改變D．小球受到的力一定時，質(zhì)量越大，它的加速度越小【答案】A【解析】根據(jù)題意，鋪墊材料粗糙程度降低時，小球上升的最高位置升高，當斜面絕對光滑時，小球在斜面上沒有能量損失，因此可以上升到與O點等高的位置，而B、C、D三個選項從題目不能直接得出，所以選項A正確．

對牛頓第一定律的理解精例2關(guān)于牛頓第一定律，下列說法中正確的是(

)A．牛頓第一定律是利用邏輯思維對事物進行分析的產(chǎn)物，不可能用實驗直接證明B．不受力作用的物體是不存在的，故牛頓第一定律的建立毫無意義C．牛頓第一定律表明，物體只有在不受外力作用時才具有慣性D．牛頓第一定律表明，物體只有在靜止或做勻速直線運動時才具有慣性【答案】A【解析】牛頓第一定律是牛頓在伽利略等前人實驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)邏輯推理得出的，是以實驗為基礎(chǔ)，但又不能完全通過實驗得出，故A正確；雖然在地球上不受力作用的物體是不存在的，但牛頓第一定律給出了物體不受力作用時的運動規(guī)律，是牛頓第二定律的基礎(chǔ)，也為科學的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，故B錯誤；牛頓第一定律表明物體具有保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì)，即慣性，慣性的大小與物體的受力情況和運動情況均無關(guān)，故C、D錯誤．變式2

(多選)關(guān)于牛頓第一定律的理解正確的是(

)A．牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時的運動規(guī)律B．不受外力作用時，物體的運動狀態(tài)保持不變C．在水平地面上滑動的木塊最終停下來，是由于沒有外力維持木塊運動D．飛跑的運動員遇到障礙而被絆倒，這是因為他受到外力作用迫使他改變原來的運動狀態(tài)【答案】ABD【解析】牛頓第一定律描述了物體不受外力作用時的狀態(tài)，即總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，A、B正確；牛頓第一定律還揭示了力和運動的關(guān)系，力是改變物體運動狀態(tài)的原因，不是維持物體運動狀態(tài)的原因，在水平地面上滑動的木塊最終停下來，是由于受到摩擦阻力的作用而改變了運動狀態(tài)，飛跑的運動員遇到障礙而被絆倒，是因為他受到外力作用而改變了原來的運動狀態(tài)，C錯誤，D正確．請你用慣性的知識來解釋一下為什么當你奔跑時碰到石塊，會向前跌倒；而如果你踩到西瓜皮，會向后倒？對慣性的理解和應(yīng)用【答案】奔跑時碰到石塊，人的下半身就停了下來，而人的上半身由于慣性，仍然保持原來的運動狀態(tài)，所以會向前跌倒．如果你踩到西瓜皮，腳有一個向前運動的較大速度，而人的上半身由于慣性，仍保持原來的狀態(tài)，所以會向后倒．1．慣性與質(zhì)量(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(1)慣性不是力，而是物體本身固有的一種性質(zhì)，始終具有且與外界條件無關(guān)；力只有在物體間相互作用時才有，離開了物體就無所謂力．因此說“物體受到了慣性作用”“產(chǎn)生了慣性”“受到慣性力”等都是錯誤的．(2)力是改變物體運動狀態(tài)的原因，慣性是維持物體運動狀態(tài)的原因．對同一物體，力越大，運動狀態(tài)越易改變；慣性越大，運動狀態(tài)越難改變．(3)慣性與物體的受力情況無關(guān)．慣性與力的對比如下：比較慣性力物理意義物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)物體間的相互作用存在條件是物體本身的固有屬性，始終具有，與外界條件無關(guān)力只有在物體間發(fā)生相互作用時才有量度有大小(無具體數(shù)值，也無單位)，無方向有大小、方向、作用點及單位3．慣性與速度(1)速度是表示物體運動快慢的物理量，慣性是物體本身固有的屬性．(2)一切物體都具有慣性，和物體是否有速度及速度的大小無關(guān)．素養(yǎng)點評：本探究通過慣性的理解培養(yǎng)物理觀念素養(yǎng)．

對慣性的理解精例3關(guān)于慣性的大小，下面說法中正確的是(

)A．兩個質(zhì)量相同的物體，速度大的不容易停下來，所以速度大的物體慣性大B．在月球上舉重比在地球上容易，所以質(zhì)量相同的物體在月球上比在地球上慣性小C．推動地面上靜止的物體，要比維持這個物體做勻速運動所需的力大，所以物體靜止時慣性大D．兩個質(zhì)量相同的物體，不論速度大小，它們的慣性的大小一定相同【答案】D【解析】物體的慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，兩個質(zhì)量相同的運動物體，慣性大小相等，與速度和所處位置無關(guān)，故A、B、C錯誤，D正確．變式3

(多選)(2020屆北京名校月考)下列各圖所示現(xiàn)象中，利用了慣性的是(

)A．自行車滑行 B．使錘子套緊C．系好安全帶 D．跳遠助跑【答案】ABD【解析】自行車原來處于運動狀態(tài)，當不再蹬自行車時，由于慣性，自行車仍然能滑行一段距離，該現(xiàn)象是利用慣性，故A正確；錘頭和錘柄一起向下運動，當錘柄撞在地上靜止時，錘頭由于慣性繼續(xù)向下運動，可以緊套在錘柄上，該現(xiàn)象利用了錘頭的慣性，故B正確；汽車高速行駛時，如果遇到緊急情況剎車，人由于慣性還要保持原來的高速運動，會撞到前面物體造成損傷，所以駕駛員要使用安全帶，這是防止慣性帶來的傷害，故C錯誤；跳遠運動員助跑是為了起跳前使自己處于運動狀態(tài)，起跳后，人由于慣性會跳得更遠，該現(xiàn)象是利用慣性，故D正確．

對慣性現(xiàn)象的分析精例4

(2021屆福州名校月考)水平儀的主要測量裝置是一個內(nèi)部封有液體的玻璃管，液體中有一氣泡，水平靜止時，氣泡位于玻璃管中央，俯視圖如圖甲所示．一輛在水平軌道上行駛的火車車廂內(nèi)水平放置兩個水平儀，一個沿車頭方向，一個垂直于車頭方向．某時刻，氣泡位置如圖乙所示，則此時關(guān)于火車運動的說法可能正確的是(

)A．加速行駛，且向左轉(zhuǎn)彎 B．加速行駛，且向右轉(zhuǎn)彎C．減速行駛，且向左轉(zhuǎn)彎 D．減速行駛，且向右轉(zhuǎn)彎【答案】B【解析】物體質(zhì)量越大，慣性越大，運動狀態(tài)越難改變．當火車突然向右轉(zhuǎn)彎時，水平儀內(nèi)的液體由于慣性要保持原來的運動狀態(tài)，從而把氣泡擠向右方，即氣泡向右運動；當火車突然向前加速時，水平儀內(nèi)的液體由于慣性要保持原來的運動狀態(tài)，從而把氣泡擠向前方，即氣泡向前運動，故加速行駛，且向右轉(zhuǎn)彎．故B正確．變式4關(guān)于慣性，下列說法正確的是(

)A．在渣土車上加裝限速器，其目的是速度越小，慣性也越小B．宇航員在航天器中因失重而處于漂浮狀態(tài)，所以沒有慣性C．公交車急剎車時站在車內(nèi)的乘客摔倒是因為沒有控制住慣性D．戰(zhàn)斗機戰(zhàn)斗前拋棄副油箱，是為了減小戰(zhàn)斗機的慣性，提高作戰(zhàn)性能【答案】D【解析】慣性大小與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大，與速度無關(guān)，故A錯誤；物體的慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，與所在位置無關(guān)，故B錯誤；公交車急剎車時站在車內(nèi)的乘客摔倒是由于慣性，乘客有保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì)，故C錯誤；物體的慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越小，慣性越小，所以戰(zhàn)斗機戰(zhàn)斗前拋棄副油箱，是為了減小戰(zhàn)斗機的質(zhì)量，即慣性，提高作戰(zhàn)的靈活性能，故D正確．1．慣性與慣性定律(