2024-2025學(xué)年高中物理第3章牛頓運(yùn)動(dòng)定律1牛頓第一定律教案教科版必修1

PAGE7-牛頓第肯定律學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)脈絡(luò)(老師用書獨(dú)具)1.知道伽利略的志向試驗(yàn)及其主要推理過程和推論，知道志向試驗(yàn)是科學(xué)探討的重要方法．2．理解牛頓第肯定律的內(nèi)容及意義．(重點(diǎn))3．理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，知道物體的運(yùn)動(dòng)不須要力來維持．(重點(diǎn))4．理解慣性的概念，知道質(zhì)量是慣性大小的量度．(難點(diǎn))一、從亞里士多德到伽利略1．亞里士多德的觀點(diǎn)：地上的運(yùn)動(dòng)分為兩類(1)自然運(yùn)動(dòng)：無須外力的幫助、自身就能實(shí)現(xiàn)，如氣、火等輕的東西向上運(yùn)動(dòng)，重的東西向下運(yùn)動(dòng)．(2)受迫運(yùn)動(dòng)：必需依靠外力的不斷作用才能維持，外力消逝，受迫運(yùn)動(dòng)就會(huì)停止，如拉動(dòng)地面上的小車，推動(dòng)桌面上的書本．2．伽利略的探討(1)志向試驗(yàn)如圖所示，讓小球沿一個(gè)斜面從靜止?fàn)顟B(tài)起先滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面，假如沒有摩擦，小球?qū)⑸仙脚c左斜面同樣的高度．減小右斜面的坡度，小球要達(dá)到同樣的高度經(jīng)過的坡長(zhǎng)越長(zhǎng)．由此推想，假如右斜面變成水平面，并且沒有任何阻力，小球?qū)⑦_(dá)不到原來的高度，就應(yīng)恒久運(yùn)動(dòng)下去．(2)結(jié)論：力不是(填“是”或“不是”)維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由．二、牛頓第肯定律慣性1．牛頓第肯定律一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它變更這種狀態(tài)為止．2．慣性(1)慣性：物體保持原來勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)不變的性質(zhì)．牛頓第肯定律也叫慣性定律．(2)一切物體都具有慣性，慣性是物體的固有屬性．3．慣性的量度質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，質(zhì)量越大，物體的慣性越大，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越不易變更．1．思索推斷(1)伽利略的志向試驗(yàn)說明白力是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由． (×)(2)牛頓第肯定律是由試驗(yàn)干脆歸納總結(jié)得出的． (×)(3)由牛頓第肯定律可知，當(dāng)一個(gè)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體所受外力全部消逝時(shí)，物體立即停止運(yùn)動(dòng)． (×)(4)速度越大，物體的慣性越大． (×)(5)受力越大，物體的慣性越大． (×)2．(多選)由牛頓第肯定律可知()A．物體的運(yùn)動(dòng)是依靠慣性來維持的B．力停止作用后，物體的運(yùn)動(dòng)就不能維持C．物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，肯定有外力作用D．力是變更物體慣性的緣由AC[物體具有保持原來靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)叫作慣性，由于慣性的存在，物體才保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，A對(duì)．力是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由，B錯(cuò)，C對(duì)．慣性是物體的固有屬性，力不能變更物體的慣性大小，D錯(cuò)．]3．關(guān)于物體的慣性，下列說法中正確的是()A．運(yùn)動(dòng)速度大的物體不能很快地停下來，是因?yàn)槲矬w速度越大，慣性也越大B．靜止的火車啟動(dòng)時(shí)，速度變更慢，是因?yàn)殪o止的物體慣性大C．乒乓球可以快速抽殺，是因?yàn)槠古仪驊T性小D．在宇宙飛船中的物體不存在慣性C[慣性大小只與物體質(zhì)量有關(guān)，與物體的速度無關(guān)，故A錯(cuò)誤；質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，火車速度變更慢，表明它的慣性大，是因?yàn)樗馁|(zhì)量大，與是否靜止無關(guān)，故B錯(cuò)誤；乒乓球能被快速抽殺，表明它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)簡(jiǎn)單發(fā)生變更，是因?yàn)樗膽T性小，故C正確；一切物體在任何狀況下都有慣性，故D錯(cuò)誤．]從亞里士多德到伽利略1．17世紀(jì)前對(duì)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的相識(shí)(1)亞里士多德的觀點(diǎn)：力是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由．(2)依據(jù)：有力作用在物體上，物體才運(yùn)動(dòng)；沒有力的作用，物體就要靜止在一個(gè)地方．(3)方法：視察＋直覺(由生活閱歷得出直觀印象)．2．伽利略的志向試驗(yàn)(1)基本觀點(diǎn)：在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體之所以會(huì)停下來，是因?yàn)槭艿侥Σ磷枇Γκ亲兏矬w運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由，運(yùn)動(dòng)并不須要力來維持．(2)依據(jù)：志向試驗(yàn)．(3)方法：試驗(yàn)＋科學(xué)推理(將牢靠事實(shí)和理論思維結(jié)合起來)．3．意義(1)伽利略用“試驗(yàn)＋科學(xué)推理”的方法推翻了亞里士多德的觀點(diǎn)．(2)第一次確立了物理試驗(yàn)在物理探討中的基礎(chǔ)地位．(3)揭示了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由．(4)“志向試驗(yàn)”在自然科學(xué)的理論探討中有著重要的作用．但是，“志向試驗(yàn)”只不過是一種邏輯推理的思維過程，它的作用只限于邏輯上的證明與反對(duì)，而不能用來作為檢驗(yàn)相識(shí)正確與否的標(biāo)準(zhǔn)．相反，由“志向試驗(yàn)”所得出的任何推論，都必需由視察或試驗(yàn)的結(jié)果來檢驗(yàn)．【例1】志向試驗(yàn)有時(shí)能更深刻地反映自然規(guī)律．伽利略設(shè)想了一個(gè)志向試驗(yàn)，如圖所示的斜面試驗(yàn)，其中有一個(gè)是試驗(yàn)事實(shí)，其余是推論．①減小其次個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上仍舊要達(dá)到原來的高度．②兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面．③假如沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫艜r(shí)的高度．④接著減小其次個(gè)斜面的傾角，最終使它成水平面，小球要沿水平面做持續(xù)的勻速運(yùn)動(dòng)．(1)請(qǐng)將上述志向試驗(yàn)的設(shè)想步驟依據(jù)正確的依次排列________(只要填寫序號(hào)即可)．(2)在上述的設(shè)想步驟中，有的屬于牢靠的事實(shí)，有的則是志向化的推論．下列關(guān)于事實(shí)和推論的分類正確的是()A．①是事實(shí)，②③④是推論B．②是事實(shí)，①③④是推論C．③是事實(shí)，①②④是推論D．④是事實(shí)，①②③是推論思路點(diǎn)撥：本題是在牢靠事實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理推理，將試驗(yàn)志向化，進(jìn)而得出正確的結(jié)論．[解析]體會(huì)伽利略的志向試驗(yàn)，可知依次排列為②③①④，分類正確的是B.[答案](1)②③①④(2)B志向試驗(yàn)與真實(shí)的科學(xué)試驗(yàn)(1)兩者有原則性的區(qū)分．(2)真實(shí)的科學(xué)試驗(yàn)是一種實(shí)踐活動(dòng)，而志向試驗(yàn)則是一種思維活動(dòng)．(3)真實(shí)的科學(xué)試驗(yàn)是可以實(shí)現(xiàn)的試驗(yàn)，而志向試驗(yàn)是由人們?cè)诔橄笏季S中設(shè)想出來而事實(shí)上無法做到的試驗(yàn)．eq\x([跟進(jìn)訓(xùn)練])1．(多選)在力學(xué)理論的建立過程中，有很多宏大的科學(xué)家做出了貢獻(xiàn)．關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn)，下列說法正確的是()A．伽利略認(rèn)為力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由B．亞里士多德認(rèn)為物體的運(yùn)動(dòng)不須要力來維持C．牛頓最早指出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由D．伽利略認(rèn)為力是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由AD[伽利略認(rèn)為力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由，而是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由，A、D正確，C錯(cuò)誤．在歷史上，亞里士多德認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由，他的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，B錯(cuò)誤．]牛頓第肯定律慣性1．運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變更的三種狀況(1)速度的方向不變，只有大小變更．(2)速度的大小不變，只有方向變更．(3)速度的大小和方向同時(shí)發(fā)生變更．2．對(duì)牛頓第肯定律的理解(1)明確了慣性的概念牛頓第肯定律的前半句話“一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”，揭示了物體所具有的一個(gè)重要的屬性——慣性，即物體具有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)．牛頓第肯定律指出一切物體在任何狀況下都具有慣性，因此牛頓第肯定律又叫慣性定律．(2)揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系牛頓第肯定律的后半句話“除非作用在它上面的力迫使它變更這種狀態(tài)”，實(shí)質(zhì)上是揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，即力是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由．(3)反映了物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止(即原來運(yùn)動(dòng)的保持其速度不變，原來靜止的保持靜止)．不受外力作用的物體是不存在的，但物體所受外力的合力為零與不受外力在效果上是等效的，這就使牛頓第肯定律具有了實(shí)際意義．3．對(duì)慣性的理解(1)慣性是物體的固有屬性，慣性不是一種力．(2)任何物體在任何狀況下(不管是否受力，不管是否運(yùn)動(dòng)或怎樣運(yùn)動(dòng))都具有慣性．(3)慣性的大小只由物體的質(zhì)量確定，與其他因素?zé)o關(guān)，切勿認(rèn)為物體的速度越大，慣性越大．(4)慣性與慣性定律不同．慣性是萬物皆有的保持原運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一種屬性，慣性定律則是物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)定律．【例2】關(guān)于牛頓第肯定律，下列說法中正確的是()A．牛頓第肯定律可以用試驗(yàn)干脆驗(yàn)證B．由于不受力的物體不存在，因此牛頓第肯定律沒有實(shí)際意義C．牛頓第肯定律就是慣性D．當(dāng)物體受到的外力為零時(shí)，物體可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)思路點(diǎn)撥：①牛頓第肯定律是在志向試驗(yàn)基礎(chǔ)上得出的，不是試驗(yàn)定律．②牛頓第肯定律揭示了物體在不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．③牛頓第肯定律又稱慣性定律，但不是慣性．D[牛頓第肯定律是在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上推理概括出來的科學(xué)理論，而不是干脆通過試驗(yàn)得出的，但它符合物理規(guī)律，故有肯定的物理意義，A、B錯(cuò)誤；牛頓第肯定律是描述運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的定律，慣性是物體的性質(zhì)，C錯(cuò)誤；由牛頓第肯定律的內(nèi)容可知D正確．]對(duì)牛頓第肯定律的兩點(diǎn)說明(1)牛頓第肯定律所描述的是物體不受外力作用時(shí)的狀態(tài)，與物體所受合外力為零是等效的．(2)牛頓第肯定律不是試驗(yàn)定律，它是在志向試驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)得出的．eq\x([跟進(jìn)訓(xùn)練])2．下列說法正確的是()A．牛頓第肯定律是科學(xué)家憑空想象出來的，沒有試驗(yàn)依據(jù)B．牛頓第肯定律無法用試驗(yàn)干脆驗(yàn)證，因此是不成立的C．志向試驗(yàn)的思維方法與質(zhì)點(diǎn)概念的建立一樣，都是一種科學(xué)抽象的思維方法D．由牛頓第肯定律可知，靜止的物體肯定不受外力作用C[牛頓第肯定律是在志向試驗(yàn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過合理歸納總結(jié)出來的，但無法用試驗(yàn)來干脆驗(yàn)證，故A、B錯(cuò)誤；志向試驗(yàn)的思維方法與質(zhì)點(diǎn)概念的建立相同，都是突出主要因素、忽視次要因素的科學(xué)抽象的思維方法，故C正確；物體靜止時(shí)不受外力或合外力為零，故D錯(cuò)誤．]【例3】關(guān)于物體的慣性，以下說法中正確的是()A．物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，物體越難停下來，說明運(yùn)動(dòng)速度大的物體慣性大B．汽車突然減速時(shí)，車上的人向前傾，拐彎時(shí)人會(huì)往外甩，而汽車勻速前進(jìn)時(shí)，車上的人感覺平穩(wěn)，說明突然減速和拐彎時(shí)人有慣性，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)沒有慣性C．在同樣大小的力作用下，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難變更的物體，其慣性肯定越大D．在長(zhǎng)直水平軌道上勻速運(yùn)動(dòng)的火車上，門窗緊閉的車廂內(nèi)有一人向上跳起后，發(fā)覺落回原處，這是因?yàn)槿颂鸷?，車接著向前運(yùn)動(dòng)，人落下后必定向后偏些，但因時(shí)間太短，偏后距離太小，不明顯而已思路點(diǎn)撥：①一切有質(zhì)量的物體都具有慣性，質(zhì)量是慣性大小的唯一量度．②慣性與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，與是否受力無關(guān)．C[物體的慣性大小只由質(zhì)量確定，與物體的速度大小無關(guān)，A錯(cuò)誤；一切物體均有慣性，不論物體處于加速、減速還是勻速狀態(tài)，B錯(cuò)誤；同樣大小的力作用于物體上，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難變更，說明物體保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的本事越大，慣性也越大，所以C正確；人向上跳起后，人在水平方向不受外力作用，由于慣性，人在水平方向的速度不變，與車速相同，因此仍落在車上原處，D錯(cuò)誤．]慣性的兩種表現(xiàn)形式(1)在不受力(或合外力為零)的條件下，慣性表現(xiàn)為保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．(2)在受力條件下，慣性表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變更的難易程度．eq\x([跟進(jìn)訓(xùn)練])3．對(duì)于一些實(shí)際生活中的現(xiàn)象，某同學(xué)試圖從慣性角度加以說明，其中正確的是()A．采納了大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)后，某些一級(jí)方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機(jī)的速度，這表明：可以通過科學(xué)進(jìn)步使小質(zhì)量的物體獲得大慣性B．“強(qiáng)弩之末勢(shì)不能穿魯縞”，這表明強(qiáng)弩的慣性減小了C．貨運(yùn)列車運(yùn)行到不同的車站時(shí)，常常要摘下或加掛一些車廂，這會(huì)變更它的慣性D．摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí)，車手一方面要限制適當(dāng)?shù)乃俣龋硪环矫嬉獙⑸眢w略微向里傾斜，這是為了通過調(diào)控人和車的慣性達(dá)到轉(zhuǎn)彎的目的C[質(zhì)量是慣性大小的唯一量度、質(zhì)量越大，慣性越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越不易變更，故選項(xiàng)C正確．]1．伽利略志向試驗(yàn)揭示了()A．若物體運(yùn)動(dòng)，那么它肯定受力B．力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由C．只有受力才能使物體處于靜止?fàn)顟B(tài)D．只有受力才能使物體運(yùn)動(dòng)B[伽利略志向試驗(yàn)指出：假如水平面沒有摩擦，那么在水平面上的物體一旦獲得某一速度，物體將保持這一速度始終運(yùn)動(dòng)下去，而不須要外力來維持，故A、D錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)和靜止都不須要力來維持，故B正確，C錯(cuò)誤．]2．(多選)下面說法中正確的是()A．牛頓第肯定律反映了物體不受外力作用時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律B．牛頓第肯定律就是慣性C．不受外力作用時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變是由于物體具有慣性D．運(yùn)動(dòng)的物體狀態(tài)發(fā)生變更時(shí)，物體必定受到外力的作用ACD[慣性是物體的固有性質(zhì)，慣性大小僅由物體的質(zhì)量確定，與物體是否受力及物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)．而慣性定律指物體在不受外力作用(合外力為零)的條件下所遵守的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，它指出了力是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由，而不是產(chǎn)生或維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由．總之，慣性和慣性定律是兩個(gè)不同的概念，但慣性定律揭示出物體具有慣性．故選A、C、D.]3．如圖，冰壺在冰面運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力很小，可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向不變，我們可以說冰壺有較強(qiáng)的反抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變更的“本事”．這里所指的“本事”是冰壺的慣性，則慣性的大小取決于()A．冰壺的速度 B．冰壺的質(zhì)量C．冰壺受到的推力 D．冰壺受到的阻力B[質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤．]4．做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，假如下落過程中某時(shí)刻重力突然消逝，物體的運(yùn)動(dòng)狀況將是()A．懸浮在空中不動(dòng)B．速度漸漸減小C．保持肯定速度向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．無法推斷C