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1、第四章牛顿运动定律学案1牛顿第一定律目标定位1.知道伽利略的理想实验及其推理过程，知道理想实验是科学研究的重要方法.2.理解牛顿第一定律的内容及意义.3.理解惯性的概念，会解释有关的惯性现象知识探究自我检测一、理想实验的魅力 问题设计1.日常生活中，我们有这样的经验：马拉车，车就前进，停止用力，车就停下来.是否有力作用在物体上物体才能运动呢？马不拉车时，车为什么会停下来呢？答案不是.车之所以会停下来是因为受到阻力的作用.知识探究2.如果没有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，水平面上运动的物体会怎样？请阅读课本中的“理想实验的魅力”，思考伽利略是如何由理想实验得出结论的.答案如果没有摩擦阻力，水
2、平面上运动的物体将保持这个速度永远运动下去.理想实验再现：如图甲所示，让小球沿一个斜面由静止滚下，小球将滚上另一个斜面.如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度.如果减小第二个斜面的倾斜角度，如图乙所示，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程.继续减小第二个斜面的倾斜角度，如图丙所示，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而将沿水平面以恒定的速度永远运动下去.要点提炼1.关于运动和力的两种对立的观点(1)亚里士多德的观点：必须有力作用在物体上，物体才能 ；没有力的作用，物体就要 在一个地方.力是 的原因.这种错误的观点统治了人们的思维近两千年.(2)伽利略的观点(伽利略第一次提
3、出)：物体的运动 (填“需要”或“不需要”)力来维持.运动静止维持物体运动不需要2.伽利略的理想实验的意义(1)伽利略的理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，即采用“可靠事实抽象思维科学推论”的方法推翻了亚里士多德的观点，初步揭示了运动和力的正确关系.(2)第一次确立了物理实验在物理学中的地位.二、牛顿物理学的基石惯性定律1.牛顿第一定律：一切物体总保持 状态或 状态，除非作用在它上面的力 .2.对牛顿第一定律的理解(1)定性说明了力和运动的关系.说明了物体不受外力时的运动状态： 或 .说明力是 的原因.匀速直线运动静止迫使它改变这种状态匀速直线运动状态静止状态改变物体运动状态(2)揭示了一
4、切物体都具有的一种固有属性惯性.因此牛顿第一定律也叫 定律.3.物体运动状态的变化即物体运动速度的变化，有以下三种情况：(1)速度的方向不变，只有 改变.(物体做直线运动)(2)速度的大小不变，只有 改变.(物体做曲线运动)(3)速度的大小和方向同时发生改变.(物体做曲线运动)惯性大小方向三、惯性与质量 问题设计坐在公共汽车里的人，当汽车突然启动时，有什么感觉？当运动的汽车突然停止时，又有什么感觉？解释上述现象.答案当汽车突然启动时，人身体后倾.当汽车突然停止时，人身体前倾.这是因为人具有惯性，原来人和车一起保持静止状态，当车突然启动时，人的身体下部随车运动了，但上部由于惯性保持原来的静止状态
5、，所以会向后倾；原来人和车一起运动，当车突然停止时，人的身体下部随车停止了，但上部由于惯性保持原来的运动状态，故向前倾.要点提炼1.惯性：物体具有保持原来的性质，我们把这个性质叫做惯性.牛顿第一定律又叫 .2.惯性与质量的关系(1)惯性是物体的 ，一切物体都具有惯性.(2)质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性 .匀速直线运动状态或静止状态惯性定律固有属性越大3.惯性与力无关(1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此物体“受到了惯性作用”、“产生了惯性”、“受到惯性力”等说法都是错误的.(2) 是改变物体运动状态的原因. 是维持物体运动状态的原因.力惯性4.惯性的表现(1)不受力
6、时，惯性表现为保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，有“惰性”的意思.(2)受力时，惯性表现为 的难易程度.质量越大，惯性越大，运动状态越 改变.运动状态改变难延伸思考人能推动冰面上的重箱子，用同样的力却推不动粗糙地面上不太重的箱子，是不是冰面上的重箱子惯性小于粗糙地面上不太重的箱子呢？为什么？答案不是.质量是物体惯性大小的唯一量度，重箱子的惯性大于轻箱子的惯性.判断物体惯性的大小应在相同情况下比较，比如用同样的力推都处于冰面上或都处于粗糙地面上质量不同的物体，比较哪个物体的运动状态更容易改变.典例精析一、对伽利略理想实验的认识例1理想实验有时能更深刻地反映自然规律.伽利略设计了一个如图1所示
7、的理想实验，他的设想步骤如下：图1减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度；两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动.请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列_(只要填写序号即可).在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论.下列有关事实和推论的分类正确的是()A.是事实，是推论B.是事实，是推论C.是事实，是推论D.是事实，是推论解析本题是在可靠事实的基础上进行合理的推理，将实验理想化，并符合物理规律，得到正确
8、的结论.而是可靠事实，因此放在第一步，、是在斜面上无摩擦的设想，最后推导出水平面上的理想实验.因此正确顺序是.答案B二、对牛顿第一定律的理解例2由牛顿第一定律可知()A.物体的运动是依靠惯性来维持的B.力停止作用后，物体的运动就不能维持C.物体做变速运动时，一定有外力作用D.力是改变物体惯性的原因解析物体具有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质叫做惯性，由于惯性的存在，物体才保持原来的运动状态，A对.力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，B错，C对.惯性是物体的固有属性，力不能改变物体的惯性大小，D错.答案AC针对训练做自由落体运动的物体，如果下落过程中某时刻重力突然消失，
9、物体的运动情况将是()A.悬浮在空中不动B.速度逐渐减小C.保持一定速度向下做匀速直线运动D.无法判断解析物体自由下落时，仅受重力作用，重力消失以后，物体将不受力，根据牛顿第一定律的描述，物体将以重力消失瞬间的速度做匀速直线运动，故选项C正确.答案C三、惯性的理解例3关于物体的惯性，下述说法中正确的是()A.运动速度大的物体不能很快地停下来，是因为物体速 度越大，惯性也越大B.静止的火车启动时，速度变化慢，是因为静止的物体 惯性大C.乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性小D.在宇宙飞船中的物体不存在惯性解析惯性大小只与物体质量有关，与物体的速度无关，故A错误；质量是物体惯性大小的唯一量度，火车
10、速度变化慢，表明它的惯性大，是因为它的质量大，与是否静止无关，故B错误；乒乓球能被快速抽杀，表明它的运动状态容易发生改变，是因为它的惯性小，故C正确；一切物体在任何情况下都有惯性，故D错误.答案C课堂要点小结1.(对伽利略理想实验的认识)关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是()A.只要接触面摩擦相当小，物体在水平面上就能匀速运动 下去B.这个实验实际上是永远无法做到的C.利用气垫导轨，就能使实验成功D.虽然是想象中的实验，但是它建立在可靠的实验基础上自我检测解析只要接触面摩擦存在，物体就受到摩擦力的作用，物体在水平面上就不能匀速运动下去，故A错误.没有摩擦是不可能的，这个实验实际上是永远无法
11、做到的，故B正确.若使用气垫导轨进行理想实验，可以提高实验精度，但是仍然存在摩擦力，故C错误；虽然是想象中的实验，但是它建立在可靠的实验基础上，故D正确.答案BD2.(对牛顿第一定律的理解)关于牛顿第一定律的理解正确的是()A.不受外力作用时，物体的运动状态保持不变B.物体做变速运动时一定受外力作用C.在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外 力维持木块运动的结果D.飞跑的运动员，由于遇到障碍而被绊倒，这是因为他 受到外力作用迫使他改变原来的运动状态解析牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的状态，即总保持匀速直线运动状态或静止状态不变，A正确；牛顿第一定律揭示了力和运动的关系，力是改变
12、物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因.物体做变速运动说明运动状态在改变，B正确.在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于摩擦阻力的作用而改变了运动状态.飞跑的运动员，遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用迫使他改变了原来的运动状态，C错误，D正确.答案ABD3.(力与运动的关系)某人用力推一下原来静止在水平面上的小车，小车便开始运动，以后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动，可见()A.力是维持物体速度不变的原因B.力是维持物体运动的原因C.力是改变物体惯性的原因D.力是改变物体运动状态的原因解析力是改变物体运动状态的原因，小车原来静止，在力的作用下小车开始运动，是力使其运动状态发生了改变.用较小的力就能使小车做匀速直线运动是推力与摩擦力的合力为零的缘故.答案D4.(对惯性的理解)如图2所示，冰壶在冰面上运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变，我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”.这里所指的“本领”是冰壶的惯性，则惯性的大小取决于()A.冰壶的速度 B.冰壶的质量C.冰壶受到的推力 D.冰壶受到的阻力图2解析一个物体惯性的大小，与其运动状态、受力情况是没有任何关系的，衡量物体惯性大小的唯一因素是质量，故B正确.答案B