2024-2025學年高中物理第3章牛頓運動定律1牛頓第一定律教案教科版必修1

PAGE7-牛頓第肯定律學習目標知識脈絡(老師用書獨具)1.知道伽利略的志向試驗及其主要推理過程和推論，知道志向試驗是科學探討的重要方法．2．理解牛頓第肯定律的內(nèi)容及意義．(重點)3．理解力和運動的關系，知道物體的運動不須要力來維持．(重點)4．理解慣性的概念，知道質量是慣性大小的量度．(難點)一、從亞里士多德到伽利略1．亞里士多德的觀點：地上的運動分為兩類(1)自然運動：無須外力的幫助、自身就能實現(xiàn)，如氣、火等輕的東西向上運動，重的東西向下運動．(2)受迫運動：必需依靠外力的不斷作用才能維持，外力消逝，受迫運動就會停止，如拉動地面上的小車，推動桌面上的書本．2．伽利略的探討(1)志向試驗如圖所示，讓小球沿一個斜面從靜止狀態(tài)起先滾下，小球將滾上另一個斜面，假如沒有摩擦，小球將上升到與左斜面同樣的高度．減小右斜面的坡度，小球要達到同樣的高度經(jīng)過的坡長越長．由此推想，假如右斜面變成水平面，并且沒有任何阻力，小球將達不到原來的高度，就應恒久運動下去．(2)結論：力不是(填“是”或“不是”)維持物體運動的緣由．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動狀態(tài)或靜止狀態(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動狀態(tài)或靜止狀態(tài)不變的性質．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．慣性的量度質量是慣性大小的唯一量度，質量越大，物體的慣性越大，物體運動狀態(tài)越不易變更．1．思索推斷(1)伽利略的志向試驗說明白力是維持物體運動的緣由． (×)(2)牛頓第肯定律是由試驗干脆歸納總結得出的． (×)(3)由牛頓第肯定律可知，當一個做勻加速直線運動的物體所受外力全部消逝時，物體立即停止運動． (×)(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．物體的運動是依靠慣性來維持的B．力停止作用后，物體的運動就不能維持C．物體做變速運動時，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狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的性質叫作慣性，由于慣性的存在，物體才保持原來的運動狀態(tài)，A對．力是變更物體運動狀態(tài)的緣由，而不是維持物體運動的緣由，B錯，C對．慣性是物體的固有屬性，力不能變更物體的慣性大小，D錯．]3．關于物體的慣性，下列說法中正確的是()A．運動速度大的物體不能很快地停下來，是因為物體速度越大，慣性也越大B．靜止的火車啟動時，速度變更慢，是因為靜止的物體慣性大C．乒乓球可以快速抽殺，是因為乒乓球慣性小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量有關，與物體的速度無關，故A錯誤；質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，是因為它的質量大，與是否靜止無關，故B錯誤；乒乓球能被快速抽殺，表明它的運動狀態(tài)簡單發(fā)生變更，是因為它的慣性小，故C正確；一切物體在任何狀況下都有慣性，故D錯誤．]從亞里士多德到伽利略1．17世紀前對運動和力的關系的相識(1)亞里士多德的觀點：力是維持物體運動的緣由．(2)依據(jù)：有力作用在物體上，物體才運動；沒有力的作用，物體就要靜止在一個地方．(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(1)基本觀點：在水平面上運動的物體之所以會停下來，是因為受到摩擦阻力．力是變更物體運動狀態(tài)的緣由，運動并不須要力來維持．(2)依據(jù)：志向試驗．(3)方法：試驗＋科學推理(將牢靠事實和理論思維結合起來)．3．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探討中的基礎地位．(3)揭示了力不是維持物體運動的緣由．(4)“志向試驗”在自然科學的理論探討中有著重要的作用．但是，“志向試驗”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，而不能用來作為檢驗相識正確與否的標準．相反，由“志向試驗”所得出的任何推論，都必需由視察或試驗的結果來檢驗．【例1】志向試驗有時能更深刻地反映自然規(guī)律．伽利略設想了一個志向試驗，如圖所示的斜面試驗，其中有一個是試驗事實，其余是推論．①減小其次個斜面的傾角，小球在這個斜面上仍舊要達到原來的高度．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假如沒有摩擦，小球將上升到原來釋放時的高度．④接著減小其次個斜面的傾角，最終使它成水平面，小球要沿水平面做持續(xù)的勻速運動．(1)請將上述志向試驗的設想步驟依據(jù)正確的依次排列________(只要填寫序號即可)．(2)在上述的設想步驟中，有的屬于牢靠的事實，有的則是志向化的推論．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是推論思路點撥：本題是在牢靠事實的基礎上進行合理推理，將試驗志向化，進而得出正確的結論．[解析]體會伽利略的志向試驗，可知依次排列為②③①④，分類正確的是B.[答案](1)②③①④(2)B志向試驗與真實的科學試驗(1)兩者有原則性的區(qū)分．(2)真實的科學試驗是一種實踐活動，而志向試驗則是一種思維活動．(3)真實的科學試驗是可以實現(xiàn)的試驗，而志向試驗是由人們在抽象思維中設想出來而事實上無法做到的試驗．eq\x([跟進訓練])1．(多選)在力學理論的建立過程中，有很多宏大的科學家做出了貢獻．關于科學家和他們的貢獻，下列說法正確的是()A．伽利略認為力不是維持物體運動的緣由B．亞里士多德認為物體的運動不須要力來維持C．牛頓最早指出力不是維持物體運動的緣由D．伽利略認為力是變更物體運動狀態(tài)的緣由AD[伽利略認為力不是維持物體運動的緣由，而是變更物體運動狀態(tài)的緣由，A、D正確，C錯誤．在歷史上，亞里士多德認為力是維持物體運動的緣由，他的觀點是錯誤的，B錯誤．]牛頓第肯定律慣性1．運動狀態(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發(fā)生變更．2．對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，即物體具有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，因此牛頓第肯定律又叫慣性定律．(2)揭示了力和運動的關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)”，實質上是揭示了力和運動的關系，即力是變更物體運動狀態(tài)的緣由，而不是維持物體運動的緣由．(3)反映了物體不受外力時的運動狀態(tài)勻速直線運動或靜止(即原來運動的保持其速度不變，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際意義．3．對慣性的理解(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，不管是否運動或怎樣運動)都具有慣性．(3)慣性的大小只由物體的質量確定，與其他因素無關，切勿認為物體的速度越大，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動狀態(tài)的一種屬性，慣性定律則是物體不受外力作用時的運動定律．【例2】關于牛頓第肯定律，下列說法中正確的是()A．牛頓第肯定律可以用試驗干脆驗證B．由于不受力的物體不存在，因此牛頓第肯定律沒有實際意義C．牛頓第肯定律就是慣性D．當物體受到的外力為零時，物體可能做勻速直線運動思路點撥：①牛頓第肯定律是在志向試驗基礎上得出的，不是試驗定律．②牛頓第肯定律揭示了物體在不受外力時的運動規(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的基礎上推理概括出來的科學理論，而不是干脆通過試驗得出的，但它符合物理規(guī)律，故有肯定的物理意義，A、B錯誤；牛頓第肯定律是描述運動和力的關系的定律，慣性是物體的性質，C錯誤；由牛頓第肯定律的內(nèi)容可知D正確．]對牛頓第肯定律的兩點說明(1)牛頓第肯定律所描述的是物體不受外力作用時的狀態(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定律，它是在志向試驗的基礎上總結得出的．eq\x([跟進訓練])2．下列說法正確的是()A．牛頓第肯定律是科學家憑空想象出來的，沒有試驗依據(jù)B．牛頓第肯定律無法用試驗干脆驗證，因此是不成立的C．志向試驗的思維方法與質點概念的建立一樣，都是一種科學抽象的思維方法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的基礎上經(jīng)過合理歸納總結出來的，但無法用試驗來干脆驗證，故A、B錯誤；志向試驗的思維方法與質點概念的建立相同，都是突出主要因素、忽視次要因素的科學抽象的思維方法，故C正確；物體靜止時不受外力或合外力為零，故D錯誤．]【例3】關于物體的慣性，以下說法中正確的是()A．物體的運動速度越大，物體越難停下來，說明運動速度大的物體慣性大B．汽車突然減速時，車上的人向前傾，拐彎時人會往外甩，而汽車勻速前進時，車上的人感覺平穩(wěn)，說明突然減速和拐彎時人有慣性，勻速運動時沒有慣性C．在同樣大小的力作用下，運動狀態(tài)越難變更的物體，其慣性肯定越大D．在長直水平軌道上勻速運動的火車上，門窗緊閉的車廂內(nèi)有一人向上跳起后，發(fā)覺落回原處，這是因為人跳起后，車接著向前運動，人落下后必定向后偏些，但因時間太短，偏后距離太小，不明顯而已思路點撥：①一切有質量的物體都具有慣性，質量是慣性大小的唯一量度．②慣性與物體的運動狀態(tài)無關，與是否受力無關．C[物體的慣性大小只由質量確定，與物體的速度大小無關，A錯誤；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錯誤；同樣大小的力作用于物體上，運動狀態(tài)越難變更，說明物體保持原來運動狀態(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)為保持原來的運動狀態(tài)．(2)在受力條件下，慣性表現(xiàn)為運動狀態(tài)變更的難易程度．eq\x([跟進訓練])3．對于一些實際生活中的現(xiàn)象，某同學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)動機后，某些一級方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機的速度，這表明：可以通過科學進步使小質量的物體獲得大慣性B．“強弩之末勢不能穿魯縞”，這表明強弩的慣性減小了C．貨運列車運行到不同的車站時，常常要摘下或加掛一些車廂，這會變更它的慣性D．摩托車轉彎時，車手一方面要限制適當?shù)乃俣?，另一方面要將身體略微向里傾斜，這是為了通過調控人和車的慣性達到轉彎的目的C[質量是慣性大小的唯一量度、質量越大，慣性越大，運動狀態(tài)越不易變更，故選項C正確．]1．伽利略志向試驗揭示了()A．若物體運動，那么它肯定受力B．力不是維持物體運動的緣由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B[伽利略志向試驗指出：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動下去，而不須要外力來維持，故A、D錯誤；運動和靜止都不須要力來維持，故B正確，C錯誤．]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物體的運動規(guī)律B．牛頓第肯定律就是慣性C．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D．運動的物體狀態(tài)發(fā)生變更時，物體必定受到外力的作用ACD[慣性是物體的固有性質，慣性大小僅由物體的質量確定，與物體是否受力及物體的運動狀態(tài)無關．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動規(guī)律，它指出了力是變更物體運動狀態(tài)的緣由，而不是產(chǎn)生或維持物體運動的緣由．總之，慣性和慣性定律是兩個不同的概念，但慣性定律揭示出物體具有慣性．故選A、C、D.]3．如圖，冰壺在冰面運動時受到的阻力很小，可以在較長時間內(nèi)保持運動速度的大小和方向不變，我們可以說冰壺有較強的反抗運動狀態(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．冰壺的質量C．冰壺受到的推力 D．冰壺受到的阻力B[質量是慣性大小的唯一量度，故選項B正確，選項A、C、D錯誤．]4．做自由落體運動的物體，假如下落過程中某時刻重力突然消逝，物體的運動狀況將是()A．懸浮在空中不動B．速度漸漸減小C．保持肯定速度向下做勻速直線運動D．無法推斷C