【物理】1011学年同步学案（人教版必修1）：第四章　牛顿运动定律.doc

　　　　　　　　　　　　第四章　牛顿运动定律 第1节　牛顿第一定律 高速行驶的汽车，关闭发动机以后会停下来；足球运动员分别在草地上、水泥地上、冰面上以相同的初速度把足球踢出，足球由静止开始运动，并且很快在草地上停下来，在水泥地上运动得比较远，而在冰面上时运动得更远，是否有力作用在物体上物体才运动，而力消失以后，物体就不运动了呢？上面例子中的足球在不同的物体表面滚动时，又为何滚动不同的距离才停下来呢？ 伽利略的理想实验 1．伽利略为了说明他的思想，设计了一个实验：让小球沿一个斜面从静止状态开始滚下，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．减小后一斜面的倾角，小球在这个斜面上仍达到同一高度，但这时它要滚得远些．继续减小第二个斜面的倾角，球达到同一高度时就会离得更远．于是他问道：若将后一斜面放平，球会滚动多远？ 2．结论 一旦物体具有某一速度，如果它不受力，物体将以这个速度匀速运动下去．也就是说，力不是维持物体运动的原因，而恰恰是改变物体运动状态的原因． 3．意义 (1)提供了一种非常重要的研究方法：“实验＋科学推理”的方法． (2)揭示了力是改变物体运动状态的原因． 力与物体的运动状态 1．速度是描述物体运动状态的一个物理量，它是矢量，既有大小又有方向． 2．(1)当物体的速度大小和方向都保持不变时，则这个物体的运动状态保持不变． (2)当物体的速度发生变化时，则这个物体的运动状态发生了变化．物体的运动状态变化有以下三种情况： ①速度的方向不变，只有大小改变． ②速度的大小不变，只有方向改变． ③速度的大小和方向都发生改变． 3．力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因，物体运动状态发生改变必定受到不为零的外力作用，反之亦然，力与运动状态没有必然的联系． 牛顿第一定律 1．内容 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止． 2．理解 (1)明确了惯性的概念．揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性，即物体总有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质．定律指出，一切物体在任何情况下都具有惯性，正因为如此，牛顿第一定律又叫惯性定律． (2)明确了力的含义．力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因． (3)定性地揭示了力和运动的关系．任何物体只要运动状态保持不变，它所受的合外力必然为零；反之，如果物体的运动状态发生了变化，那么物体必受到了不为零的合外力． 3．定律成立的条件：惯性参考系 在研究地面上物体的运动时，一般选取地面或相对地面静止或匀速直线运动的物体为惯性系． 举例：(1)火车沿平直轨道匀速运动时，可将火车看做惯性系来研究火车内其他物体的运动． (2)火车由静止加速启动时，如果以火车为参考系，原来静止在火车内水平光滑桌面上的物体会相对火车向后加速度运动，但物体水平方向上并没有受力，因此牛顿第一定律不成立，此时火车为非惯性系． 对惯性的理解 1．概念：惯性是一种性质，保持原有运动状态不变的性质，是物体的固有属性． 2．决定因素：由质量惟一决定，与运动状态无关，与是否受力无关． 3．表现形式 (1)在不受力条件下，惯性表现出“保持”“原来的”运动状态，有“惰性”的意思． (2)在受力条件下，惯性表现运动状态改变的难易程度，质量越大，惯性越大，运动状态越难以改变.　.一、对伽利略理想斜面的理解 图4－1－2 例1 理解实验有时能深刻地反映自然规律．伽利略设想了一个理想实验，如图4－1－2所示． 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．②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面．③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度．④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面作持续的匀速运动． 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．下列关于事实和推论的分类正确的是(　　) A．①是事实，②③④是推论 B．②是事实，①③④是推论 C．③是事实，①②④是推论 D．④是事实，①②③是推论 解析　②是可靠事实，因此应放在第一步；①③是在可靠事实基础上提出的设想(斜面没有摩擦)，④是进行合理外推得出的推论，因此，正确的顺序是②③①④，其中②是事实，其余的是推论． 答案　②③①④　B 理想实验应建立在可靠事实的基础上，将实验条件理想化，并进行科学抽象和推理，得出正确的结论．分析物理问题时常采用的假设法、极端法都是“理想实验”这种方法的迁移. 二、惯性的理解及应用 例2 在匀速前进的磁悬浮列车里，小明将一小球放在水平桌面上相对桌面静止．关于小球运动与列车运动，下列说法正确的是(　　) A．如果小球向前滚动，则