4.1 牛顿第一定律（导学案）【含答案解析】高一物理同步备课系列（人教版2019必修第一册）.docxVIP

第1节牛顿第一定律

导学案

【学习目标】

1.知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，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.理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。

4.理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。

【学习重难点】

1．理解牛顿第一定律的内容及意义。（重点）

2．理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。（重点难点）

【知识回顾】

初中内容复习：

1.“伽利略斜面小车实验”

在这个实验中,让每次让小车从斜面的同一高度滑下,目的是让小车在进入水平表面时具有相同的速度,这样才能比较小车在不同表面运动的情况.如下图所示,是小车从斜面上滑下后,在平面上最终停下的位置.

实验表明：平面越光滑,小车运动的距离越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小的越慢.如果小车不受阻力,小车将一直运动下去。

2.牛顿第一定律

(1)内容：一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。

(2)牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,运用科学的推理的方法而概括出来的规律,是一个非常重要的规律,是整个力学的基础和出发点.所以它不能用实验验证,因为任何物体都受到其它物体的作用,但是它能经受住实践的检验。

3.惯性

定义：一切物体都有保持原来运动状态不变的的性质，我们把这种性质叫作惯性。

【自主预习】

1.对力与运动关系的认识

(1)亚里士多德：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在某个地方。(2)伽利略:

①理想实验：让小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一斜面。如果没有摩擦，小球将到达原来的高度；减小第二个斜面的倾角，小球仍将达到原来的高度，但它要运动得远些；由此推断，若将第二个斜面放平，小球将永远运动下去

②结论：力不是维持物体运动的原因。

(3)笛卡儿：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。

2.牛顿第一定律惯性与质量

(1)牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

(2)意义：揭示了运动与力的关系，即力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。

(3)惯性：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。牛顿第一定律也被叫作惯性定律。

(4)惯性与质量：决定物体惯性大小的物理量是它的质量，质量大的物体惯性大。说明惯性大小只由质量大小决定，与其他因素无关。

【课堂探究】

思考与讨论:

初中我们学习了牛顿第一定律的基本内容，你能说说它揭示了物体运动遵循怎样的规律吗？滑冰运动员如果不用力，他会慢慢停下来。这与牛顿第一定律矛盾吗？

亚里士多德的观点：“必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在某个地方”

实验与思考:

（1）用手推动课本，观察课本的运动；

（2）撤去手的推力，观看课本的运动。

（3）通过实验，你是否认为力是维持物体运动的原因？你是否支持亚里士多德的观点呢？一、理想实验的魅力

思考与讨论：

（1）刚才的小实验中，课本之所以会停下了，你认为是什么原因？

（2）如果没有摩擦力的存在的话，课本的运动会是什么样子？

（一）伽利略的猜想

伽利略认为：将人们引入歧途的是摩擦。若没有摩擦，球将永远运动下去。由此可以证明力不是维持物体运动的原因。

思考：如何才能证明伽利略的猜想是正确的呢？

实验演示：理想斜面实验

二、牛顿第一定律

（一）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，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。这就是牛顿第一定律。

思考与讨论：

(1)我们通过哪个物理量来描述物体的运动状态？你认为物体的运动状态的改变可能会有几种情况？

(2)通过对牛顿第一定律的学习，你认为牛顿第一定律从几个方面阐述了力和运动的关系？

(3)牛顿第一定律可不可以用实验来直接验证？什么时候可以看作不受力？

2.意义：

(1)牛顿第一定律揭示了力和运动的关系；

(2)牛顿第一定律揭示了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)牛顿第一定律揭示了物体不受外力时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。

思考与实验：(1)鸡蛋为什么没有随硬纸板一起飞出，而是“跳”进了水杯呢？你能解释一下发生这一现象的原因吗？

(2)桌布为什么在快速抽出时，上面的盘子的位置几乎没有发生大的变化？你能解释一下发生这一现象的原因吗？

（二）惯性

1.定义：一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫做惯性。牛顿第一定律也被叫做惯性定律。

2.特点：

(1)惯性是物体的固有属性，不是外界强加给它的；

(2)一切物体都具有惯性。

三、惯性与质量

思考与讨论：

惯性也可