2024-2025學(xué)年高中物理第4章力與運(yùn)動(dòng)第1節(jié)伽利略的理想實(shí)驗(yàn)與牛頓第一定律學(xué)案含解析粵教版必修1

PAGE6-第一節(jié)伽利略的志向試驗(yàn)與牛頓第肯定律學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)脈絡(luò)1.了解伽利略以試驗(yàn)為基礎(chǔ)將試驗(yàn)與邏輯推理相結(jié)合的思想方法．2.理解牛頓第肯定律的內(nèi)容及意義．(重點(diǎn))3.了解慣性的概念，會(huì)用慣性學(xué)問(wèn)說(shuō)明有關(guān)現(xiàn)象．(重點(diǎn))4.會(huì)應(yīng)用牛頓第肯定律及慣性解決簡(jiǎn)潔題目．(難點(diǎn))一、伽利略的志向試驗(yàn)1．亞里士多德認(rèn)為：力是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由．2．伽利略的志向試驗(yàn)(1)斜面試驗(yàn)：將軌道彎成曲線，在軌道的一邊釋放一顆鋼珠，假如不存在摩擦力，鋼珠將上升到軌道另一邊與原來(lái)的釋放高度相同的點(diǎn)．減小另一邊斜面的傾角，鋼珠滾動(dòng)的距離增大，當(dāng)另一邊斜面放平，鋼珠將恒久運(yùn)動(dòng)下去．(2)推理結(jié)論：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由．二、牛頓第肯定律1．內(nèi)容：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．牛頓第肯定律的意義揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：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．三、慣性1．慣性定義物體具有保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)稱(chēng)為慣性．2．慣性是物體的固有屬性，與物體的受力狀況及運(yùn)動(dòng)狀況無(wú)關(guān)．1．思索推斷(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)伽利略的志向試驗(yàn)是科學(xué)的志向試驗(yàn)． (√)(2)伽利略的志向試驗(yàn)有力地說(shuō)明白力是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由． (×)(3)牛頓第肯定律說(shuō)明力是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由． (√)(4)任何物體只要運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，它肯定不受外力作用． (×)(5)物體無(wú)論是運(yùn)動(dòng)還是靜止，都具有慣性． (√)(6)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變更，是物體有慣性的緣由． (×)2．牛頓第肯定律揭示了()A．若物體運(yùn)動(dòng)，它肯定受力B．物體不受力，它肯定靜止C．力的作用就是維持物體運(yùn)動(dòng)D．物體在任何狀況下都有慣性D[牛頓第肯定律揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，即力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由，而是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由，A、C錯(cuò)．物體若不受力，將會(huì)保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，B錯(cuò)．牛頓第肯定律還揭示了任何物體都具有慣性，因此又叫慣性定律，D對(duì)．]3．關(guān)于物體的慣性，下述說(shuō)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(lái)，是因?yàn)槲矬w速度越大，慣性也越大B．靜止的火車(chē)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(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，火車(chē)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(wú)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)潔發(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．]牛頓第肯定律1．對(duì)牛頓第肯定律的理解(1)定性說(shuō)明白力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：①力是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由，或者說(shuō)力是產(chǎn)生加速度的緣由，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由．②物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)．(2)揭示了一切物體都具有一種固有屬性——慣性．因此牛頓第肯定律也叫慣性定律．2．物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變更即物體運(yùn)動(dòng)速度的變更，有以下三種狀況(1)速度的方向不變，只有大小變更．(物體做直線運(yùn)動(dòng))(2)速度的大小不變，只有方向變更．(物體做曲線運(yùn)動(dòng))(3)速度的大小和方向同時(shí)發(fā)生變更．(物體做曲線運(yùn)動(dòng))3．留意(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．【例1】如圖所示，在一輛表面光滑且足夠長(zhǎng)的小車(chē)上，有質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)小球(m1>m2)，兩個(gè)小球隨車(chē)一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車(chē)突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，若不考慮其他阻力，則兩個(gè)小球()A．肯定相碰 B．肯定不相碰C．不肯定相碰 D．無(wú)法確定思路點(diǎn)撥：①小車(chē)上表面光滑且足夠長(zhǎng)，說(shuō)明小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)后，兩小球在水平方向不受外力的作用，且不會(huì)滑離小車(chē)．②兩小球隨車(chē)一起運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明兩球與小車(chē)的速度均相同．B[小車(chē)表面光滑，因此兩小球在水平方向上沒(méi)有受到外力的作用．原來(lái)兩個(gè)小球與小車(chē)具有相同的速度，當(dāng)車(chē)突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于慣性，兩個(gè)小球的速度不變，所以不會(huì)相碰．]牛頓第肯定律巧應(yīng)用(1)由“因”索“果”：在推斷力與運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系時(shí)，要把握牛頓第肯定律的含義，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)狀態(tài)的緣由．(2)由“果”索“因”：假如物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變更，則物體必定受到不為零的合外力的作用，所以推斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否變更以及如何變更，應(yīng)分析物體的受力狀況．(3)應(yīng)用步驟：一要看物體原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，二要看物體現(xiàn)在的受力狀況，最終推斷由于物體具有慣性將會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象．1．火車(chē)在長(zhǎng)直水平軌道上勻速行駛，在門(mén)窗緊閉的車(chē)廂內(nèi)，有一個(gè)人豎直向上跳起，發(fā)覺(jué)仍落回到車(chē)上原處，這是因?yàn)?)A．人跳起時(shí)會(huì)得到一個(gè)向前的沖力，使他隨火車(chē)一起向前運(yùn)動(dòng)B．人跳起的瞬間，車(chē)廂的地板給他一個(gè)向前的力，推動(dòng)他隨火車(chē)一起向前運(yùn)動(dòng)C．人跳起后，車(chē)在接著前進(jìn)，所以人落下后必定偏向后一些，只是由于時(shí)間很短，偏后的距離太小，不明顯而已D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和車(chē)始終具有相同的速度D[人向上跳起后，由于慣性保持向前的運(yùn)動(dòng)速度，所以人在空中時(shí)在向前的方向上仍具有和火車(chē)一樣的速度，從而落回到車(chē)上的原處．]慣性1.慣性的理解(1)慣性是物體保持原狀態(tài)的一種性質(zhì)，是物體維持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由．(2)一切物體都具有慣性，慣性是物體的固有屬性．2．慣性的表現(xiàn)形式(1)物體不受力時(shí)，慣性表現(xiàn)為保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．(2)物體受力且合力不為零時(shí)，物體仍舊具有慣性，此時(shí)慣性表現(xiàn)為物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變更的難易程度，慣性越大，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難變更．3．幾個(gè)關(guān)系(1)慣性與質(zhì)量的關(guān)系：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)慣性與力的關(guān)系：慣性不是力，而是物體本身固有的一種性質(zhì)，慣性大小與物體的受力狀況無(wú)關(guān)．(3)慣性與速度：一切物體都有慣性，慣性大小與物體是否有速度及速度的大小無(wú)關(guān)．(4)慣性與慣性定律：慣性是物體具有的一種固有屬性，慣性定律是物體不受外力時(shí)所遵循的一條規(guī)律，慣性不同于規(guī)律．慣性定律揭示了物體的慣性．【例2】關(guān)于慣性，下列說(shuō)法中正確的是()A．同一汽車(chē)，速度越快，越難剎車(chē)，說(shuō)明物體速度越大，慣性越大B．物體只有靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)才有慣性C．乒乓球可以快速扣殺是因?yàn)槠古仪虻膽T性小D．已知月球上的重力加速度是地球上的eq\f(1,6)，故一個(gè)物體從地球移到月球慣性減小為eq\f(1,6)C[物體的慣性大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，只與物體的質(zhì)量有關(guān)，所以慣性與速度的大小無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；乒乓球可以快速扣殺，是因?yàn)槠古仪虻馁|(zhì)量小，所以它的慣性小，故選項(xiàng)C正確；在月球上和在地球上，重力加速度的大小不一樣，所以受到的重力的大小也就不一樣，但質(zhì)量不變，慣性也不變，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．]慣性的特性(1)普遍性：一切物體都有慣性．(2)唯一性：質(zhì)量是慣性大小的唯一量度．(3)無(wú)關(guān)性：慣性大小與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，與受力狀況及所處位置無(wú)關(guān)．2．在物理課上，老師在講解“慣性”概念時(shí)，做了一個(gè)小試驗(yàn)：用兩根細(xì)繩分別懸掛一個(gè)乒乓球和一個(gè)同體積的實(shí)心小鐵球，用力對(duì)著乒乓球吹氣，乒乓球偏離了豎直方向；用幾乎同樣大的力對(duì)著小鐵球吹氣，小鐵球幾乎沒(méi)有動(dòng)．這個(gè)試驗(yàn)主要說(shuō)明的物理問(wèn)題是()A．只有運(yùn)動(dòng)的物體才具有慣性B．只有靜止的物體才具有慣性C．物體的質(zhì)量越大，其具有的慣性也越大D．一切物體都具有慣性C[物體在任何狀況下都有慣性，物體慣性的大小僅由其質(zhì)量大小確定，質(zhì)量越大，慣性越大．]1．關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是()A．物體受力才會(huì)運(yùn)動(dòng)B．力是使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變更的緣由C．停止用力，運(yùn)動(dòng)的物體就會(huì)停止D．力是使物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由B[由牛頓第肯定律可知，力的作用不是使物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，而是使物體變更運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，假如物體原來(lái)是運(yùn)動(dòng)的，不受力將恒久運(yùn)動(dòng)下去，即物體的運(yùn)動(dòng)不須要力來(lái)維持，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B正確；物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，是物體不受力或所受合外力為零時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并不是力作用的結(jié)果，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．]2．下列關(guān)于慣性的說(shuō)法正確的是()A．空間站中的物體由于處于失重狀態(tài)會(huì)失去慣性B．羽毛球可以快速扣殺，是因?yàn)橛鹈驊T性小C．靜止的火車(chē)啟動(dòng)非常緩慢，說(shuō)明火車(chē)靜止時(shí)慣性較大D．從高處下落的玻璃杯比從低處下落的玻璃杯簡(jiǎn)潔碎，是因?yàn)榍罢邞T性比較大B[慣性是物體的固有屬性，在任何狀況下都有慣性，失重時(shí)也有慣性，故A錯(cuò)誤；物體的慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，羽毛球的質(zhì)量小，慣性小，簡(jiǎn)潔扣殺，故B正確；慣性與速度無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；慣性與物體所處的位置高度無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤．]3．如圖所示為月球車(chē)示意圖，當(dāng)該月球車(chē)分別在地面和月面以相同的速率行駛時(shí)，下列推斷正確的是()A．在地面運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性較大B．在月面運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性較大C．在地面和月面慣性一樣大D．在地面運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量較大C[慣性的大小僅與物體的質(zhì)量有關(guān)，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，所以當(dāng)該月球車(chē)分別在地面和月面行駛時(shí)的慣性是一樣大的，A、B錯(cuò)誤，C正確；質(zhì)量是物體的固有屬性，是不變的，D錯(cuò)誤．]4．關(guān)于牛頓第肯定律，下面說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()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B[牛頓第肯定律有三層含義：不受力時(shí)物體將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，是由于一切物體均有慣性，故C說(shuō)法正確；受到力的作用物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就要發(fā)生變更，從而揭示出力是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由，故D說(shuō)法正確；定律指出了物體在不受力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故A說(shuō)法正確；牛頓第肯定律并不是慣性，慣性是物體的一種性質(zhì)，而牛頓第肯定律是物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是兩個(gè)不同的概念，不行混為一談，故B說(shuō)法錯(cuò)誤．]5．我國(guó)《道路交通平安法》中規(guī)定各種