（新課標滬科版）《金版新學案》2011高三物理一輪復習 牛頓第一定律課件

5．1牛頓第一定律1．伽利略理想實驗、力和運動的關系(1)在研究物體運動原因的過程中，亞里士多德的結論是：

，物體才能運動；

，物體就要靜止，即：力是

物體運動的原因．(2)伽利略注意到，當球沿斜面向下滾動時，它的速度

，而向上滾動時，它的速度

，他由此猜想，當球沿水平面滾動時，它的速度應該是

.而實際上球在水平面上滾動時會越來越慢，伽利略認為是由于

的作用．他推斷，若

，球將永遠滾動下去．(3)伽利略通過研究理想斜面實驗，得出的結論是：力不是

的原因，而恰恰是

的原因．笛卡爾補充和完善了伽利略的觀點，明確指出：除非

，物體將永遠保持其

或

.物體受力物體不受力維持增大減小保持不變阻力無阻力維持物體運動運動狀態(tài)改變受力靜止勻速直線運動2．牛頓第一定律、慣性和質量(1)牛頓第一定律的內容：一切物體總保持

或

，除非作用在物體上的力迫使它

.物體具有的保持原來

的性質叫做慣性．(2)質量大的物體，運動狀態(tài)

，我們說它慣性大；質量小的物體的運動狀態(tài)

，我們說它慣性?。|量是物體慣性大小的

量度．質量是

量，只有大小，沒有方向．單位是

，符號是

.勻速直線運動狀態(tài)靜止狀態(tài)改變運動狀態(tài)為止運動狀態(tài)難改變易改變唯一標千克kg一、歷史上人類對力和運動關系的主要認識●要點梳理(1)亞里士多德的觀點：必須有力作用在物體上，物體才能運動；沒有力的作用，物體就要靜止在一個地方．即力是維持物體運動的原因．亞里士多德憑“直覺＋觀察”得出了一個錯誤結論．兩千多年過去了，直到現(xiàn)在，還有許多人靠這樣的方法處理問題，還在重復同樣的錯誤．(2)伽利略的觀點：在水平面上的物體，設想沒有摩擦，一旦物體具有某一速度，它將保持這個速度繼續(xù)運動下去，永遠不會停止下來，即物體的運動并不需要力來維持．(3)伽利略的思想方法伽利略用“實驗＋科學推理”的方法推翻了亞里士多德的觀點．伽利略的理想斜面實驗雖然是想像中的實驗，但這個實驗反映了一種物理思想，它是建立在可靠的事實基礎之上的．以事實為依據，以抽象為指導，抓住主要因素，忽略次要因素，從而深刻地揭示了自然規(guī)律．二、如何理解牛頓第一定律●重點解讀對牛頓第一定律應從以下幾個方面來理解：(1)明確了慣性的概念定律的前半句話“一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)”，揭示了物體所具有的一個重要的屬性——慣性，即物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質．牛頓第一定律指出一切物體在任何情況下都具有慣性．因此牛頓第一定律又叫慣性定律．(2)確定了力的含義定律的后半句話“直到有外力迫使它改變這種運動狀態(tài)為止”，實際上是對力的定義，即力是改變物體運動狀態(tài)的原因，并不是維持物體運動的原因．這一點要切實理解．(3)定性揭示了力和運動的關系牛頓第一定律指出物體不受外力作用時的運動規(guī)律，它描述的只是一種理想狀態(tài)，而實際中不受外力作用的物體是不存在的．當物體所受合外力為零時，其效果跟不受外力的作用相同，因此，我們也可以把“不受外力作用”理解為“合外力為零”．(4)牛頓第一定律不是由實驗直接總結出來的在實際中不受力的物體是不存在的，牛頓第一定律不能用實驗直接驗證，但是牛頓第一定律是建立在大量的實驗現(xiàn)象的基礎上，通過思維的邏輯推理而發(fā)現(xiàn)的．例如：伽利略的理想實驗．三、慣性與質量●要點梳理(1)慣性是指物體總有保持自己原來狀態(tài)(速度)的本性，不能克服和避免．(2)慣性只與物體本身有關，而與物體是否運動、是否受力無關．對任何物體，無論它是運動還是靜止，無論是運動狀態(tài)改變還是不變，物體都有慣性．(3)物體慣性的大小是描述物體保持原來的運動狀態(tài)本領強弱的，物體慣性大，保持原來的運動狀態(tài)的本領強，物體的運動狀態(tài)難改變．慣性大小僅與物體的質量有關．質量是物體慣性大小的量度，物體質量越大，運動狀態(tài)越難改變，即慣性越大．(4)慣性不是力，慣性是物體具有的保持勻速直線運動或靜止狀態(tài)的性質，力是物體對物體的作用，慣性和力是兩個不同的概念．

科學思維和科學方法是我們認識世界的基本手段．在研究和解決問題過程中，不僅需要相應的知識，還要注意運用科學方法．理想實驗有時更能深刻地反映自然規(guī)律．伽利略設想了一個理想實驗如圖所示，設想實驗步驟如下：

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，小球將滾上另一個斜面；③

如果沒有摩擦，小球將上升到原來釋放的高度；④繼續(xù)減小第二個斜面的傾

角，最后使它成水平面，小球將沿水平面做持續(xù)的勻速運動．人類探究力和運動關系的過程請將上述理想實驗的設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【解析】

根據對伽利略理想斜面實驗的理解，合理順序應該是②③①④.通過重現(xiàn)伽利略的實驗可知②是事實，而①③④是理想化的推論．因為在任何平面的環(huán)境中，物體間總是有摩擦的，假設沒有摩擦是一種科學的理想狀態(tài)，是不能實現(xiàn)的．故A、C、D均錯誤，B正確．【答案】

②③①④

B焦點問題亞里士多德的觀點伽利略的觀點落體的輕重與其下落快慢的關系________________在忽略空氣阻力的條件下，一切物體自由下落的快慢都是相同的力與物體運動的關系為了維持物體的運動，必須有推力作用才行從本質上講，為了維持物體的勻速直線運動狀態(tài)，根本________

在物理學史上，對“落體的輕重與下落快慢的關系”“力與物體運動的關系”等一系列根本性的物理焦點問題，有兩位杰出大師(亞里士多德和伽利略)的看法，存在著根本性的分歧，這些分歧看似簡單，但內涵豐富，至今對人類的世界觀仍產生深遠的影響．閱讀下表，深刻領會之，并完成其中的填空.【解析】

物理學史中，亞里士多德的觀點是重的物體下落快，輕的物體下落慢，力是維持物體運動的原因；伽利略的看法是若沒有空氣阻力，一切物體自由下落的快慢是相同的，力是改變物體運動狀態(tài)的原因．【答案】

重的物體下落快，輕的物體下落慢不需要外力作用對牛頓第一定律的理解及應用

足球場上，為了不使足球停下來，運動員帶球前進必須不斷用腳輕輕地踢撥球(即盤帶)．又如，為了不使自行車減速，總要不斷地用力蹬腳踏板，這些現(xiàn)象難道不正說明了運動需要力來維持嗎？【解析】這個觀點是錯誤的．這個問題，我們可以這樣思考：如果足球不是在草地上滾動，而是以相同的初速度在水平的水泥地上滾動，它滾的距離將比草地上遠得多，這說明了由于阻力的存在才導致足球的運動狀態(tài)發(fā)生了改變．足球在草地上滾動時所受阻力大，運動狀態(tài)很快發(fā)生改變；足球在水泥地上滾動時所受阻力小，運動狀態(tài)改變較慢，但終究還是要停下來，在盤帶足球時，對足球所施加的力，恰好起到使足球已經變小的運動速度再變大的作用．自行車的例子也是同樣的道理．【答案】見解析【方法總結】解決此類問題的關鍵是：(1)要深刻理解牛頓第一定律的意義：即①力不是維持物體運動的原因；②一切物體都具有慣性；③力是改變物體運動狀態(tài)的原因．(2)運用牛頓第一定律解決問題時，正確的受力分析是關鍵，如果物體在某一方向上不受力或所受合力為零，則物體在這一方向上的運動狀態(tài)(即速度)保持不變．

以下各種說法中正確的是(

)A．牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時物體的運動規(guī)律B．不受外力作用時，物體運動狀態(tài)保持不變是由于物體具有慣性C．在水平地面上滑動的木塊最終要停下來，是由于沒有外力維持木塊運動的結果D．物體運動狀態(tài)發(fā)生變化時，物體必定受到外力的作用【答案】

ABD結合生活現(xiàn)象對慣性的理解及應用

有一儀器中電路如下圖所示，其中M是質量較大的一個金屬塊，兩端與彈簧相連接，將儀器固定在一輛汽車上，當汽車啟動時，哪只燈亮？當汽車急剎車時，哪只燈亮？為什么？【解析】當汽車啟動時，汽車的速度變大了，而金屬塊由于慣性，將保持原來的靜止狀態(tài)，而相對于汽車向后運動．從而使綠燈所在的電路被接通，所以啟動時綠燈亮；反之，剎車時，汽車的速度變小了，而金屬塊由于慣性，將保持原來的速度運動，而相對于汽車向前運動，從而使紅燈所在的電路被接通，所以剎車時紅燈亮．當汽車勻速行駛時，彈簧將使金屬塊復位，兩燈均不亮．【答案】

當汽車啟動時，綠燈亮；當汽車急剎車時，紅燈亮．2005年5月9日，浙江蕭甬鐵路某處發(fā)生路基塌陷，工程技術人員想出一種簡便高效的方法填埋石料：找一輛可以在鋼軌上運行的堅固的平板車，上面堆滿石料，在靠近塌陷處的鋼軌上設法固定兩根鋼立柱，當平板車快速沖向塌陷處，突然被鋼立柱阻擋時，石料繼續(xù)向前沖向路基塌陷處，如圖所示．關于這一過程，以下說法正確的是(

)A．當石料隨平板車快速前進時已經受了一個向前的力，這個力在車突然停止時繼續(xù)起作用B．在平板車突然停止時，平板車對石料施加一個向前的力C．平板車突然停止，石料由于慣性會繼續(xù)往前沖D．平板車在突然停止前速度越快，石料向前沖得越遠【答案】

CD質量和慣性關系的理解

下列說法正確的是(

)A．擲出的鉛球速度不大，所以其慣性很小，可以用手去接B．用力打出的乒乓球的速度很大，因此其慣性很大，不能用手去接C．相同的兩輛車，速度大的比速度小的難以停下，是因為速度大的車慣性大D．相同的兩輛車，速度大的比速度小的難以停下，是因為速度大的車狀態(tài)變化量大【解析】慣性的大小僅由質量來確定，鉛球質量很大，其慣性大，盡管速度不大，但是運動狀態(tài)很難改變，故不可用手去接，而乒乓球則與其相反，運動狀態(tài)容易改變，盡管速度很大，也可以用手去接，所以A、B錯誤．相同的兩車慣性應相同，要讓速度大的車停下來，其運動狀態(tài)變化量大，因此較難，D對，C錯．【答案】

D【評析】物體的慣性大小與其運動狀態(tài)無關，在加速度相同時，速度大的物體停下來所花的時間長，但這并不表明其慣性大，因為時間長短并不能反映運動狀態(tài)改變的難易程度．

關于慣性在實際中的應用，下列說法中正確的有(

)A．運動員在跳遠時助跑，是為了增大起跳時的慣性B．運動員在擲標槍時助跑，是利用了慣性C．手扶拖拉機的飛輪做得很重，是為了增大它轉動的慣性D．戰(zhàn)斗機在空戰(zhàn)時，甩掉副油箱是為了減小慣性，提高飛機的靈活性【答案】

BCD

關于運動和力的關系，下列說法正確的是(

)A．馬不拉車，車就不動，說明力是物體運動的原因B．行駛的汽車關閉發(fā)動機后逐漸停下來，說明力消失后物體就不會運動C．物體所受到的力越大，其運動速度就越大D．掃帚不到，灰塵照例不會自己跑掉【指點迷津】

亞里士多德認為：必須有力作用在物體上，物體才會運動，沒有力的作用，物體就會停止在某一位置．譬如說，一塊石頭，用力才能移動它，馬不拉車，車就不動．但這只是表面現(xiàn)象，它們之所以這樣是因為都受到摩擦等阻力作用，如果沒有了阻力，一個運動的物體是不會自己停下來的．伽利略通過理想實驗方法否定了亞里士多德的觀點，說明物體的運動不需要力來維持．牛頓在前人的基礎上提出了牛頓第一定律，闡明了運動和力的關系，說明物體的運動并不需要力來維持，因為物體本身就具有維持原來靜止或勻速直線運動狀態(tài)的性質，即慣性，慣性是物體的固有屬性，一切物體均有慣性，但力可以改變物體的運動狀態(tài)．【答案】

D怎樣正確解答“慣性問題”慣性是物體的固有屬性，與物體的運動情況及受力情況無關．質量是慣性大小的唯一量度．有的同學總認為“慣性與物體的運動速度有關，速度大，慣性就大；速度小，慣性就小”．理由是物體運動速度大，不容易停下來；速度小，容易停下來．產生這種錯誤認識的原因是把“慣性大小表示運動狀態(tài)改變的難易程度”理解成“慣性大小表示把物體從運動變?yōu)殪o止的難易程度”．事實上，在受到了相同阻力的情況下，速度(大小)不同，質量相同的物體，在相同的時間內速度的減小量是相同的，這就說明質量相同的物體，它們改變運動狀態(tài)的難易程度是相同的．所以它們的慣性是相同的．故慣性與它們的運動速度無關．

下列說法正確的是(

)A．高速行駛的公共汽車緊急剎車時，乘客都要向前傾倒，說明乘客都具有慣性B．短跑運動員最后沖刺時，速度很大，很難停下來，說明速度越大，慣性越大C．拋出去的標槍和手榴彈都是靠慣性向遠處運動的D．把手中的球由靜止釋放后，球能豎直下落，是由于球具有慣性的緣故【解析】

慣性是物體保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的特性，故A、C項正確．而質量是慣性大小的唯一量度，故B項錯．由靜止釋放的小球的慣性是要保持原來的靜止狀態(tài)，而下落是由于重力迫使它改變了靜止狀態(tài)，故D項錯．【答案】

AC1．伽利略的理想斜面實驗揭示了(

)A．若物體運動，那么它一定在受力B．力不是維持物體運動的原因C．只有受力才能使物體處于靜止狀態(tài)D．只有受力才能使物體運動【答案】

B2．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．慣性大小隨之改變D．物體未受任何力【解析】物體運動狀態(tài)發(fā)生了改變，即速度發(fā)生了變化，可能是速度大小(即速率)變化、方向變化或大小和