4.1 牛頓第一定律 2023-2024學年高一物理 （ 人教版2019必修第一冊）（原卷版）

4.1牛頓第肯定律學習目標學習目標課程標準學習目標1．知道伽利略的抱負試驗及其推理過程，知道抱負試驗是科學爭辯的重要方法。2．理解牛頓第肯定律的內容及意義。3．理解慣性的概念，會解釋慣性的有關現(xiàn)象。4．能夠應用牛頓第肯定律分析求解問題。1、通過閱讀或者查閱資料等途徑了解牛頓第肯定律的發(fā)覺過程，體會人類生疏事物本質的曲折過程，培育同學嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。2、能精確?????敘述牛頓第肯定律的內容，并能對該定律所揭示的運動和力的關系問題有較深刻的理解。3、了解伽利略關于運動和力的關系的生疏，了解他的抱負試驗和相應的推理過程，領悟試驗加推理的科學爭辯方法，培育同學科學推理和想象力量。4、能通過實例說明質量是物體慣性大小的量度。002預習導學課前研讀課本，梳理基礎學問：一、運動與力的關系”的歷史認知1.亞里士多德認為：必需，物體才能運動；沒有力的作用，物體就要.2.伽利略的抱負試驗(1)斜面試驗：讓靜止的小球從第一個斜面滾下，沖上其次個斜面，假如沒有摩擦，小球將上升到.減小其次個斜面的傾角，小球滾動的距離增大，但所達到的高度當其次個斜面放平，小球將(2)推理結論：力(填“是”或“不是”)維持物體運動的緣由.試驗事實讓小球沿一個斜面從靜止?jié)L下，小球將滾上另一個對接的斜面推理1假如沒有摩擦力，小球將上升到原來的高度.推理2假如減小其次個斜面的傾斜度，小球會通過更長的路程，仍舊可以達到原來的高度.推理3連續(xù)減小其次個斜面的傾斜度，使它最終成為水平面，小球就再也達不到原來的高度，而將沿水平面持續(xù)運動下去.試驗結論力不是維持物體運動的緣由.試驗的意義①伽利略用“試驗+科學推理”的方法推翻了亞里士多德的觀點；②第一次確立了物理試驗在物理爭辯中的基層地位；③揭示了力不是維持物體運動的緣由.3.笛卡爾的觀點：假如運動中的物體沒有受到力的作用，它將連續(xù)以運動，既不停下來也不偏離原來的方向.二、牛頓第肯定律1．內容一切物體總保持狀態(tài)或狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它轉變這種狀態(tài)．2．意義(1)指出力不是物體運動的緣由，而是轉變物體運動狀態(tài)的緣由，即力是產生的緣由．(2)指出了一切物體都有，因此牛頓第肯定律又稱．3．慣性(1)定義：物體具有保持原來狀態(tài)或狀態(tài)的性質．(2)量度：是物體慣性大小的唯一量度，的物體慣性大，的物體慣性?。?3)普遍性：慣性是物體的屬性，一切物體都有慣性．與物體的運動狀況和受力狀況無關．（二）即時練習：【小試牛刀1】中國古代科技取得了輝煌的成就，在很多方面走在世界前列．例如春秋戰(zhàn)國時期，墨家的代表人物墨翟在《墨經》中，就已對力做了比較科學的闡述：“力，刑(形)之所以奮也”．這句話的意思是：力能使物體由靜止開頭運動，或使運動的物體運動得越來越快．下列說法中，與墨翟對力的闡述最接近的是()A．力是維持物體運動的緣由B．力是物體位移變化的緣由C．力是物體位置變化的緣由D．力是物體運動狀態(tài)轉變的緣由【小試牛刀2】我國古代典籍中記錄了很多物理現(xiàn)象和規(guī)律，體現(xiàn)了古人對自然的思考探究。依據(jù)所學學問分析，下列說法正確的是（）A．“力，刑（形）之所以奮也”，力使物體的運動狀態(tài)發(fā)生了轉變，說明力是轉變物體運動狀態(tài)的緣由B．“強努之末，勢不能穿魯縞也”，說明弓箭的慣性隨速度減小而減小C．“勸登馬力，馬力既竭，辀猶能一取焉”，說明力是維持物體運動的緣由，沒有力物體就會停止運動D．“有烏獲之勁而不得人助，不能自舉”，意思是力氣很大的人也不能把自己舉起來，說明一對相互作用力的效果可以相互抵消【小試牛刀3】(多選)在水平的路面上有一輛勻速行駛的小車，車上固定一盛滿水的碗?，F(xiàn)突然發(fā)覺碗中的水灑出，水灑出的狀況如圖所示，則關于小車在此種狀況下的運動，下列敘述正確的是()A．小車勻速向左運動 B．小車可能突然向左加速C．小車可能突然向左減速 D．小車可能突然向右減速003探究提升【問題探究1】伽利略的抱負斜面試驗(1)事實:AB、BC是兩個對接的斜面，讓小球從M斜面上某高度處由靜止?jié)L下。小球將滾上BC斜面，所達到的高度略低于在AB上釋放時的高度。推理1：假如斜面光滑，小球將上升到原來擇放時的高度.推理2：減小右側斜面的傾角(如BD、BE)，小球在這個斜面上仍將達到同一高度，但這時它要運動得遠些。推理3：連續(xù)減小右側斜面的傾角，最終變成水平面(如BF)，小球無法到達釋放時的高度，將以恒定的速率永久運動下去。（3）結論:物體的運動不需要力來維持?？偨Y：談“抱負”：①接觸面不行能確定光滑；②水平面不行能做得無限長.談“試驗"：理論試驗,非真實的科學試驗。談“魅力”：伽利略"抱負試驗”的卓越之處不是試驗本身，而是試驗所使用的獨特方法，在試驗事實的基礎上，進行合理外推。【典型例題1】伽利略曾用如圖甲所示的“抱負試驗”爭辯力與運動的關系，用圖乙所示的試驗爭辯自由落體運動．下列說法正確的是（）A．圖甲中，完全沒有摩擦阻力的斜面實際存在，因此該試驗可實際完成B．圖甲試驗中，通過規(guī)律推理得出物體的運動需要力來維持C．圖乙試驗直接驗證了自由落體運動的速度是均勻變化的D．圖乙試驗中，運用斜面“沖淡”了重力的作用，使運動時間變長，便于測量【典型例題2】大型油罐車內的油在運輸過程中極易發(fā)生涌動（如圖1），為了防止油涌動導致車體重心急劇變化的危害，在油罐車內部設置了一些固定擋板（如圖2）。則下列說法正確的是（）A．油罐車向前啟動時，由于慣性，油罐內的油將向前涌動B．油罐車內設置擋板，減小了油罐內的油的慣性C．油罐車在變速行駛過程中簡潔涌動，是油罐內的油慣性不斷變化引起的D．油罐車在平直道路上勻速前進時，即使沒有擋板油也幾乎不會涌動【對點訓練1】伽利略對“自由落體運動”和“運動和力的關系”的爭辯，開創(chuàng)了科學試驗和規(guī)律推理相結合的重要科學爭辯方法。圖（a）、（b）分別表示這兩項爭辯中試驗和規(guī)律推理的過程，對這兩項爭辯，下列說法正確的是（）A．圖（a）通過對自由落體運動的爭辯，合理外推得出小球在斜面上做勻變速運動B．圖（a）中先在傾角較小的斜面上進行試驗，可“沖淡”重力，使時間測量更簡潔C．圖（b）中完全沒有摩擦阻力的斜面是實際存在的，試驗可實際完成D．圖（b）伽利略通過規(guī)律推理得出物體的運動不需要力來維持【對點訓練2】伽利略在爭辯自由落體運動時，設計了如圖所示的斜面試驗，下列關于這個試驗的說法正確的是（）A．伽利略認為小球沿斜面的運動是自由落體運動B．伽利略讓小球從斜面上滾下來用來“沖淡”重力C．斜面傾角肯定時，讓小球從斜面上靜止?jié)L下，測得，說明小球做勻變速運動D．伽利略將試驗和規(guī)律推理結合起來，推出自由落體運動是勻變速運動【問題探究2】對牛頓第肯定律的理解與應用1．牛頓第肯定律：牛頓第肯定律不是試驗定律，它是在牢靠的試驗事實(如伽利略斜面試驗)基礎上接受科學的規(guī)律推理得出的結論；物體不受外力是牛頓第肯定律的抱負條件，其實際意義是物體受到的合外力為零．2．慣性：慣性是物體保持原來運動狀態(tài)的性質，與物體是否受力、是否運動及所處的位置無關，物體的慣性只與其質量有關，物體的質量越大其慣性越大．3．慣性的兩種表現(xiàn)形式(1)物體的慣性總是以保持“原狀”或抵制“轉變”兩種形式表現(xiàn)出來．(2)物體在不受外力或所受的合外力為零時，慣性表現(xiàn)為使物體保持原來的運動狀態(tài)不變(靜止或勻速直線運動)．【典型例題3】如圖甲和乙，是踩香蕉皮摔倒和一名騎行的人因自行車前輪突然陷入一較深的水坑而倒地的照片。下面是從物理的角度去解釋這兩種情境，其中正確的是（）A．甲圖中踩了香蕉皮摔倒是由于人的慣性變小了緣由B．乙圖中人和車摔倒是由于雨天路面太滑造成的C．踩香蕉皮摔倒是由于下半身速度大于上半身的速度造成的D．自行車行駛速度越大，其慣性越大，所以造成人車倒地現(xiàn)象【典型例題4】2021年8月8日，東京奧運會閉幕，中國運動健兒們取得了優(yōu)異的成果，如圖是他們在運動賽場上的一些運動場景。下列有關說法正確的是（）A．甲圖中舉重運動員競賽時手上會抹些鎂粉，這是為了減小手和桿之間的摩擦B．乙圖中乒乓球運動員把乒乓球用力擊出，球的速度轉變，說明力可以轉變物體的運動狀態(tài)C．丙圖中運動員賽跑沖過終點后，還會連續(xù)前行，這是由于運動員受到了慣性的作用D．丁圖中運動員游泳過程中，運動員手對水的作用力和水對手的作用力是一對平衡力【對點訓練3】春秋時期齊國人的著作《考工記辀人篇》中有“勸登馬力，馬力既竭，辀猶能一取焉”，意思是馬拉車的時候，馬雖然對車不再施力了，但車還能連續(xù)向前運動一段距離，這一現(xiàn)象說明白車具有慣性，下列關于慣性的說法正確的是A．馬對車的力越大，車的慣性越大B．車的速度越大，慣性越大C．車的質量越大，慣性越大D．車的慣性與質量無關【對點訓練4】我國《道路交通平安法》中規(guī)定：各種小型車輛前排乘坐的人（包括司機）系好平安帶，這是由于（）A．系好平安帶可以減小人的慣性B．系好平安帶可以減小車的慣性C．系好平安帶是為了增大人與座椅間的摩擦力D．系好平安帶可以防止因人的慣性而造成的損害【問題探究3】慣性與質量 1.慣性物體這種保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質叫作慣性。慣性是牛頓第肯定律的表現(xiàn)方式，“一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)”揭示了物體的一個固有屬性--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。牛頓第肯定律指出一切物體在任何狀況下都具有慣性。2.慣性的具體表現(xiàn)形式:物體的慣性總是以保持“原狀”或抵制“轉變”兩種形式表現(xiàn)出來。(1)當物體不受外力或者所受合外力為零時，慣性表現(xiàn)為保持原來的運動狀態(tài)不變：原來靜止的物體保持靜止，原來運動的物體保持原來的速度連續(xù)運動。例如，冰壺在冰面運動時，可以在較長時間內保持運動速度的大小和方向不變。(2)當物體受到外力作用時，慣性表現(xiàn)為轉變物體運動狀態(tài)的難易程度,物體的慣性越大，它的運動狀態(tài)越難轉變。例如，靜止的籃球比靜止的汽車更簡潔運動起來。3.慣性的量度(1)質量是物體慣性大小的唯一量度，等價于轉變物體運動狀態(tài)的難易程度。質量越大，慣性越大;慣性越大，運動狀態(tài)越難轉變。(2)慣性與物體的運動狀態(tài)、受力狀況、所處位置等其他因素均無關。例如，同樣一輛汽車,停在車庫時與在高速大路上行駛時，運動狀態(tài)、受力狀況及所處位置均發(fā)生了變化，但質量不變，慣性就不變。【典型例題5】關于慣性的下列說法，正確的是（）A．球由靜止釋放后加速下落，說明力轉變了慣性B．物體隨著“神舟十一號”飛船進入太空，其慣性將消逝C．投擲出去的標槍靠慣性向遠處運動D．物體沿水平面滑動，速度越大滑行的時間越長，說明速度大慣性就大【典型例題6】質量分別為m1、m2的兩個物體甲與乙放在表面光滑且足夠長的木板上，隨木板一起以水平向右的相同速度沿同始終線做勻速直線運動，當木板突然停止時，以下說法正確的是（）A．若m1>m2，甲將與乙發(fā)生碰撞B．若m1<m2，甲將與乙發(fā)生碰撞C．保有當m1=m2，甲與乙才不會碰撞D．無論甲與乙的質量有關系如何，它們始終不會碰撞【對點訓練5】（多選）在水平的路面上有一輛勻速行駛的小車，車上固定一盛滿水的碗。現(xiàn)突然發(fā)覺碗中的水灑出，水灑出的狀況如圖所示，則關于小車在此種狀況下的運動，下列敘述正確的是()A．小車勻速向左運動 B．小車可能突然向左加速C．小車可能突然向左減速 D．小車可能突然向右減速【對點訓練6】如圖所示，楔形物體的各表面光滑，上表面水平，放在固定的斜面上。在的水平上表面放一光滑小球，后釋放，則小球在遇到斜面前的運動軌跡是（）A．沿斜面對下的直線 B．豎直向下的直線C．無規(guī)章的曲線 D．拋物線004體系構建005記憶清單1．牛頓第肯定律：牛頓第肯定律不是試驗定律，它是在牢靠的試驗事實(如伽利略斜面試驗)基礎上接受科學的規(guī)律推理得出的結論；物體不受外力是牛頓第肯定律的抱負條件，其實際意義是物體受到的合外力為零．2．慣性：慣性是物體保持原來運動狀態(tài)的性質，與物體是否受力、是否運動及所處的位置無關，物體的慣性只與其質量有關，物體的質量越大其慣性越大．3．慣性的兩種表現(xiàn)形式(1)物體的慣性總是以保持“原狀”或抵制“轉變”兩種形式表現(xiàn)出來．(2)物體在不受外力或所受的合外力為零時，慣性表現(xiàn)為使物體保持原來的運動狀態(tài)不變(靜止或勻速直線運動)．4.運動狀態(tài)轉變即速度發(fā)生變化，有三種狀況：(1)速度的方向不變，大小轉變.(2)速度的大小不變，方向轉變.(3)速度的大小和方向同時發(fā)生轉變.5.揭示了運動和力的關系：力不是維持物體運動的緣由，而是轉變物體運動狀態(tài)的緣由，即力是產生加速度的緣由；物體不受外力時的運動狀態(tài)：勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)；牛頓第肯定律是經過科學抽象、歸納推理總結出來的.00601強化訓練1．春秋末年齊國人的著作《考工記》中有“馬力既竭，辀猶能一取焉”，意思是馬對車不施加拉力了，車還能連續(xù)向前運動，這是關于慣性最早的記述。下列說法正確的是（）A．“馬力既竭”時馬沒有了慣性 B．“馬力既竭”時車的慣性不變C．馬的拉力越大，車的慣性越大 D．馬車速度越大，車的慣性越大2.如圖甲所示，隨著人們的生活水平的提高，房車旅游漸漸成為時尚。圖乙為固定在房車中的一張桌子，桌上固定著一個盛滿水的透亮?????容器，容器的頂部剛好有一個氣泡；另一藍色玻璃球也放在水平桌面上（不固定）。若坐在旁邊沙發(fā)上休息的人突然發(fā)覺氣泡開頭相對桌面對右運動時，下列現(xiàn)象和推斷可能正確的是（）A．玻璃球同時相對桌面對右運動，斷定房車正在加速后退B．玻璃球同時相對桌面對右運動，斷定房車正在減速后退C．玻璃球同時相對桌面對左運動，斷定房車正在加速前進D．玻璃球同時相對桌面對左運動，斷定房車正在減速前進3.下列事例中，利用了物體的慣性的是（）A．①② B．③④C．①④ D．②③4.如圖是乒乓球競賽中的場景，下列說法正確的是（）A．乒乓球速度越大，慣性越大B．擊球時，球和拍都會發(fā)生彈性形變C．球在空中運動時，運動狀態(tài)不變D．球被水平擊出后，若所受外力全部消逝，球將馬上豎直下落5.如圖所示為高速照相機連拍的自行車極限運動中某運動員在空中的情形，P為該運動員運動的最高點。關于這個現(xiàn)象下列說法正確的是（）A．運動員能在空中運動一段距離，是靠空氣推力維持的B．運動員在空中運動的過程中，其慣性先變小后變大C．運動員做曲線運動說明力是轉變物體運動狀態(tài)的緣由D．若運動到P點時全部外力都消逝，則馬上沿PA方向豎直下落6.關于力與運動，下列說法正確的是（）A．伽利略通過抱負斜面試驗說明白力是維持物體運動的緣由B．物體不受力或者所受合外力為零時，物體肯定處于靜止狀態(tài)C．牛頓在伽利略爭辯成果的基礎上總結出了牛頓第肯定律D．物體的速度越大，其所具有的慣性就越大7.（多選）物體保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質叫作慣性。慣性能解釋日常生活中的很多現(xiàn)象。下面幾個生活實例，不是利用慣性的是（）A．除去衣服上的灰塵時，需用力拍打衣服 B．小型客車前排乘客需要系平安帶C．跳遠運動員起跳前需要助跑 D．蘋果從樹上落下8．交通部門提示大家“雪天路滑，請留意交通平安！”下列關于冰雪道路的說法錯誤的是（）A．“雪天路滑”是指下雪后物體與地面間的接觸面變光滑了B．同一車輛在冰雪地面上行駛比在沒有冰雪的路面上行駛慣性大一些C．冰雪地面行車必需慢速駕駛，主要是為了防止由于慣性帶來的危急D．人在冰雪地面行走時簡潔摔倒，其緣由與慣性有關9.羽毛球由于簡潔易學，老少皆宜，從而被寬敞人民群眾寵愛，下列與羽毛球運動有關的說法中，正確的是（）A．運動員在發(fā)球時，球拍對羽毛球的力和羽毛球對球拍的力大小相等B．假如羽毛球在上升過程中受到的力全部消逝，羽毛球將靜止C．羽毛球在下落過程中，速度變快，慣性變大D．羽毛球在接觸球拍后方向轉變，說明力是使物體運動的緣由10．（多選）如圖所示，某次冰球競賽中，運動員用冰球桿沿不同方向擊打冰球上的不同部位，冰球的運動狀態(tài)隨之發(fā)生轉變。這個事例說明（）A．力可以轉變物體的運動狀態(tài) B．力的作用效果與力的方向有關C．力的作用效果與力的作用點無關 D．物體的運動需要力來維持11．（多選）在靜止的列車上，有兩個注滿水的容器，容器中分別用細線系著鐵球和乒乓球，在列車啟動的過程中，小球所處狀態(tài)表示正確的是（圖中箭頭表示啟動方向）（）A． B．C． D．12.我國高鐵列車在運行過程中格外平穩(wěn)。某列高鐵列車沿直線進站時，車廂內水平桌面上水杯內的水面外形可能是()