2020-2021学年高一物理人教版必修一学案：4.1 牛顿第一定律 Word版含答案

1牛顿第一定律[学习目标] 1.[科学探究]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．(难点) 2.[物理观念与科学思维]理解牛顿第一定律的内容及意义．(重点) 3.[物理观念与科学思维]明确惯性的概念，会解释有关的惯性现象．(难点)一、牛顿第一定律1．人类对运动与力的关系的认识历程代表人物主要观点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，物体就要静止伽利略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，既不停下来也不偏离原来的方向2．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，它又叫惯性定律．3．运动状态：如果物体速度的大小或方向改变了，它的运动状态就发生了改变；如果物体做匀速直线运动或静止，它的运动状态就没发生改变．二、惯性与质量1．惯性：物体保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质．2．惯性的表现：改变物体运动状态的难易程度．3．惯性的量度：质量是物体惯性大小的唯一量度．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)亚里士多德认为力是维持物体运动的原因．(√)(2)伽利略认为，没有力作用在物体上，它就不能运动．(×)(3)笛卡儿认为若没有力作用，物体的运动状态就不会改变．(√)(4)速度越大的物体，惯性越大．(×)(5)静止的物体没有惯性．(×)2．关于物体的惯性，下列说法中正确的是()A．物体保持匀速直线运动状态或静止时才有惯性B．物体在不受力或所受外力的合力为零时才有惯性C．改变一个物体的惯性，必须要有力的作用D．一切物体都有惯性，物体的运动并不需要力来维持D[惯性是物体的固有属性，不论物体处于什么状态，都具有惯性，惯性与受力情况无关．]对伽利略的理想实验的理解想状态，从而来揭示自然现象本质的假想实验．爱因斯坦曾高度评价伽利略的工作：“这个理想实验指出了真正建立运动力学基础的线索”．他自己在提出相对论时也用到了理想实验的方法．[跟进训练]1．通过理想斜面实验得出“力不是维持物体运动的原因”的科学家是()A．亚里士多德B．伽利略C．笛卡尔D．牛顿B[伽利略通过理想斜面实验推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动的原因”的说法，得出“力不是维持物体运动的原因”．]2．关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是()A．完全是理想的，没有事实为基础B．利用气垫导轨，就能使实验成功C．是以可靠事实为基础，经科学抽象，深刻反映自然规律的D．该实验说明力是改变物体运动状态的原因。

§4.1牛顿第一定律三维目标知识与技能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.知道什么是惯性，会正确地解释有关惯性的现象。

过程和方法1.观察生活中的惯性现象，了解力和运动的关系。

2.通过实验加深对牛顿第一定律的理解。

3.理解理想实验是科学研究的重要方法。

情感态度与价值观1.通过伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性。

2.感悟科学是人类进步的不竭动力。

教学重点1.对牛顿第一定律和惯性的正确理解。

2.科学思想的建立过程。

教学难点1.力和运动的关系。

2.惯性和质量的关系。

教学过程[引入]前面我们已经学习了如何描述物体的运动，不同的物体运动情况为什么会不同呢？这个问题并没有做深入的分析，实际上物体的运动情况是由它的受力情况决定的，有怎样的受力情况，就有怎样的运动状态。

这一章，我们就要来研究运动与力的关系，物理学中，把研究运动和力的关系的理论，称作动力学。

一、历史上人类对运动与力的关系的认识[学生讨论]前面我们已经学过了描述运动的方法，也学过了力的基本知识，现在，请同学们讨论一下，力和运动有什么样的关系呢？请结合日常生活中的例子来说明。

[讲解] 在研究物体运动的原因的过程中，很长一段时期，人们凭直觉认为物体只有受到力的作用，才会运动起来。

代表人物有古希腊的哲学家、物理学家亚里士多德。

这种错误的判断维持了近两千年。

直至三百多年前意大利物理学家伽利略才用实验否定了这种判断，得出了正确的结论。

二、伽利略的理想实验[学生活动]阅读 P72伽利略实验的过程，说一说伽利略如何用实验来推翻亚里士多德的结论的，伽利略的结论是什么？[讲解]伽利略用斜面实验证明了，力不是维持物体的运动，即维持物体的速度的原因，而是改变物体运动状态，即改变物体速度的原因。

大家要注意，这里斜面实验是一个理想实验，是人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”，但是，“理想实验”并不是脱离实际主观臆想的。

1 牛顿第一定律『学科素养与目标要求』物理观念：1.理解牛顿第一定律的内容及意义.2.明确惯性的概念，知道惯性的量度．科学思维：1.知道伽利略理想实验的推理过程，知道理想实验是科学研究的重要方法.2.会用惯性解释有关现象．一、理想实验的魅力1．亚里士多德认为：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．伽利略的理想实验(1)斜面实验：如图1所示，让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面．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，小球运动的距离更长，但所达到的高度相同．当第二个斜面最终变为水平面时，小球将永远运动下去．图1(2)推理结论：力不是(选填“是”或“不是”)维持物体运动的原因．3．笛卡儿的观点：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．二、牛顿第一定律1．牛顿第一定律的内容：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．2．惯性(1)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．(2)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．三、惯性与质量1．不同物体维持其原有运动状态的“能力”不同，质量大的物体惯性大．描述物体惯性的物理量是它的质量．2．对质量概念的认识(1)质量是物体所含物质的多少．(2)从物体惯性的角度认识质量：质量是物体惯性大小的唯一量度．(3)质量是标(选填“矢”或“标”)量，在国际单位制中的单位是千克，符号为kg.1．判断下列说法的正误．(1)伽利略的理想实验是永远无法做到的．(√)(2)伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因．(×)(3)由牛顿第一定律可知，做加速直线运动的物体所受外力全部消失时，物体立刻静止．(×)(4)物体从竖直向上运动的气球上掉落后，立即向下运动．(×)(5)速度越大，物体的惯性越大．(×)(6)受力越大，物体的惯性越大．(×)2．前进中的大巴车突然刹车时，乘客向前倾倒；在匀速直线运动的火车上竖直上抛一小球，小球会落在(选填“原来位置”“原位置前”或“原位置后”)．『答案』原来位置一、伽利略理想实验1．理想斜面实验(1)事实：如图2所示，AB、BC是两个对接的斜面，让小球从AB斜面上某高度处由静止滚下，小球将滚上BC斜面，所达到的高度略低于在AB上释放时的高度．图2(2)推理1：如果斜面光滑，小球将上升到原来释放时的高度．推理2：减小右侧斜面的倾角(如BD、BE)，小球在这个斜面上仍将达到同一高度，但这时它要运动得远些．推理3：继续减小右侧斜面的倾角，最后变成水平面(如BF)，小球无法达到释放时的高度，将以恒定的速度永远运动下去．(3)理想实验推论：一切运动着的物体在没有受到外力的时候，它的速度将保持不变，并且一直运动下去．2．理想实验的意义：伽利略理想实验是以可靠的实验事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律．伽利略的研究方法的核心是把实验和逻辑推理相结合．(多选)理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠的事实和合理的推论结合起来，可以深刻地揭示自然规律．关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是()A．只要接触面足够光滑，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，但它是建立在可靠的实验基础上的『答案』ABD『解析』只要接触面有摩擦力，物体就不会永远匀速运动下去，而实际的接触面不可能达到理想状态的光滑；伽利略的理想实验是在可靠的事实基础上的合理推理，故C错误，A、B、D正确．二、牛顿第一定律导学探究(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？(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的运动状态会改变吗？『答案』(1)不是．因为受到阻力的作用．(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将保持原来的速度沿直线永远运动下去，即运动状态不变．知识深化1．运动状态改变即速度发生变化，有三种情况：(1)速度的方向不变，大小改变．(2)速度的大小不变，方向改变．(3)速度的大小和方向同时改变．2．对牛顿第一定律的理解(1)定性揭示了力和运动的关系：①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．②物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态．(2)揭示了一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惯性定律．(3)牛顿第一定律是牛顿在总结前人工作的基础上得出的，是在理想实验的基础上加以科学推理和抽象得到的，但其得到的一切结论经过实践证明都是正确的．(4)牛顿第一定律无法用实验直接验证．它所描述的是一种理想状态，即不受外力的状态．(多选)关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是()A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律B．牛顿第一定律就是惯性C．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变是由于物体具有惯性D．物体的运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用『答案』ACD『解析』牛顿第一定律的含义：不受外力时物体将保持静止状态或匀速直线运动状态，这是由于一切物体都具有惯性；受到力的作用时物体的运动状态就要发生变化，从而揭示出力是改变物体运动状态的原因，反映了物体在不受外力时的运动规律，故选项A、C、D正确；牛顿第一定律并不是惯性，惯性是物体的一种固有属性，而牛顿第一定律是物体的运动规律，两者是不同的概念，不可混为一谈，选项B错误．针对训练1关于牛顿第一定律的说法中正确的是()A．由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止状态或匀速直线运动状态B．牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因，又揭示了运动状态改变的原因C．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律，因此物体在不受力时才有惯性D．牛顿第一定律只是反映惯性大小的，因此也叫惯性定律『答案』 B三、惯性导学探究(1)在自行车比赛中，高速行驶的自行车受到障碍物阻碍，人会向哪倒地？这是什么原因造成的？(2)“同一物体在地球上的重力比在月球上大，所以物体在地球上的惯性比在月球上大”，这种说法对吗？为什么？『答案』(1)向前．这是因为人具有惯性．(2)不对．惯性只与质量大小有关，与位置无关．虽然物体在地球上的重力比在月球上大，但物体的质量不变，即惯性不变．知识深化1．惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．2．物体惯性的大小由质量决定，与物体的运动状态无关，与是否受力无关，与物体的速度大小无关．3．惯性的表现(1)在不受力的条件下，惯性表现出维持其原来运动状态的“能力”，有“惰性”的意思．(2)在受力的条件下，惯性表现为运动状态改变的难易程度．质量越大，惯性越大，运动状态越难改变．关于物体的惯性，以下说法中正确的是()A．物体的运动速度越大，物体越难停下来，说明运动速度大的物体惯性大B．汽车突然减速时，车上的人向前倾，拐弯时人会往外甩，而汽车匀速前进时，车上的人感觉平稳，说明突然减速和拐弯时人有惯性，匀速运动时人没有惯性C．在同样大小的力的作用下，运动状态越难改变的物体，其惯性一定越大D．在沿长直水平轨道匀速运动的火车上，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起后，发现落回原处，这是因为人跳起后，车继续向前运动，人落下后必定向后偏些，但因时间太短，偏后距离太小，不明显而已『答案』 C『解析』物体的惯性大小只由质量决定，与物体的速度大小无关，A错误；一切物体都具有惯性，不论物体处于加速、减速还是匀速运动状态，B错误；同样大小的力作用于物体上，运动状态越难改变，说明物体保持原来运动状态的本领越大，惯性也越大，C正确；人向上跳起后，人在水平方向不受外力作用，由于惯性，人在水平方向的速度不变，与车速相同，因此仍落在车厢内原处，D错误．针对训练2打水漂是人类最古老的游戏之一(如图3)，仅需要一块小瓦片，在手上呈水平放置后，用力水平抛出，瓦片擦着水面飞行，瓦片不断地在水面上向前弹跳，直至下沉．下列判断正确的是()图3A．飞出时的初速度越大，瓦片的惯性一定越大B．飞行时所用时间越长，瓦片的惯性一定越大C．飞出去的距离越长，瓦片的惯性一定越大D．瓦片的质量越大，惯性一定越大『答案』 D『解析』惯性是物体本身的一种性质，惯性的大小只与物体的质量有关，所以瓦片的质量越大，惯性一定越大，与初速度、时间、飞行距离等因素无关，故A、B、C错误，D正确．(多选)(2019·大同铁路一中高一上学期期末)在水平路面上有一辆匀速行驶的小车，小车上固定着盛满水的碗．若突然发现碗中的水向右洒出，如图4所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列描述正确的是()图4A．小车匀速向左运动B．小车可能突然向左加速运动C．小车可能突然向左减速运动D．小车可能突然向右减速运动『答案』BD『解析』若小车原来向左匀速运动，突然开始向左加速运动，碗随小车开始向左加速，根据牛顿第一定律可知，碗中水由于惯性仍保持原来的匀速运动状态，水相对于碗向右运动，水向右洒出，选项A错误，B正确；若小车突然向左减速运动，碗随小车一起开始向左减速，根据牛顿第一定律可知，水由于惯性，仍保持向左的匀速运动，水相对于碗向左运动，水向左洒出，选项C错误；若小车原来向右匀速运动，突然向右减速运动，碗随小车开始向右减速，根据牛顿第一定律可知，水由于惯性仍要保持向右的匀速运动状态，水相对于碗向右运动，水将向右洒出，选项D正确．1.(伽利略的理想实验)(多选)如图5所示是伽利略的“理想实验”，根据该实验，下列说法正确的是()图5A．该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据B．该实验是理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础，故其结果并不可信C．该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论D．该实验说明物体的运动不需要力来维持『答案』AD『解析』该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据，故A正确；虽然是借助想象的实验，但是它建立在可靠的实验基础上，其结果是可信的，故B错误；伽利略由此推翻了亚里士多德的观点，认为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，故C错误，D正确．2．(牛顿第一定律)(多选)下列对牛顿第一定律的理解正确的是()A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律B．不受外力作用时，物体一定静止C．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是不受任何外力的结果D．奔跑的运动员，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『答案』AD『解析』牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的运动规律，选项A正确；不受外力作用时，物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，选项B错误；牛顿第一定律还揭示了力与运动的关系，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于受到摩擦力的作用而改变了其运动状态；奔跑的运动员，遇到障碍被绊倒，是因为他受到外力作用而改变了运动状态，选项C错误，D正确．3．(对惯性的理解)(多选)关于惯性的大小，下列说法错误的是()A．两个质量相同的物体，在阻力相同的情况下，速度大的不容易停下来，所以速度大的物体惯性大B．两个物体的质量相同，惯性就一定相同C．推动地面上静止的物体比维持这个物体做匀速运动所需的力大，所以静止的物体惯性大D．在月球上举重比在地球上容易，所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小『答案』ACD『解析』惯性的大小只与物体的质量有关，与其他因素无关，质量相同的物体惯性相同，A错误，B正确；推动静止的物体比维持这个物体做匀速运动所需的力大，是由于最大静摩擦力大于滑动摩擦力，不是由于静止的物体惯性大，静止时与运动时物体的惯性相同，C错误；同一物体的质量不变，在月球上和地球上惯性一样大，D错误．4．(惯性的应用)对于一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是()A．采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，这表明：可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性B．“强弩之末，势不能穿鲁缟”，这表明强弩的惯性减小了C．货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性D．自行车转弯时，车手一方面要适当地控制速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，这是为了通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的『答案』 C『解析』惯性是物体的固有属性，大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，与其他任何因素均无关，故A、B错误；摘下或加挂一些车厢，改变了质量，从而改变了惯性，故C正确；人和车的质量不变，则其惯性不变，故D错误．。

牛顿第一定律【教学目标】（一）知识与技能1．借助伽利略的理想实验理解力和运动的关系，知道其主要推理过程及结论。

2．理解牛顿第一定律及其意义。

3．理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度，会正确解释有关的惯性现象。

（二）过程与方法让学生经历实验探究的过程，理解由真实实验推广到理想实验的科学思想，体会分析归纳、推理总结的思维方法。

（三）情感、态度和价值观通过物理学史的简介，对学生进行严密的科学态度教育，让学生了解人类认识事物本质的曲折，培养学生追求真理、勇于探索真理的科学精神。

【教学重难点】教学重点：牛顿第一定律。

教学难点：力和运动的关系，惯性。

【教学过程】一、导入新课出示图片：推小车在实际生活中我们观察到一些现象：我们推车时，给车施加推力，车就运动，而且推力越大车运动越快；不给车推力，车就停止。

出示图片：运动的汽车但有时我们又观察到：让车达到一定速度后，即使不再给车施力，车还会运动。

那么力和运动有关系吗？今天我们一起来探讨这个问题。

二、讲授新课（一）历史回顾1．古希腊哲学家亚里斯多德观点：运动分为两大类——自然运动和受迫运动，且物体的运动需要力来维持。

必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来。

在探究运动原因的“侦探小说”里，这正是由明显的线索引出错误判断的案例，而且这个“错案”维持了很久。

2．意大利物理学家伽利略的观点：物体的运动不需要力来维持。

出示图片：伽利略物体的运动并不需要力来维持，运动之所以会停下来，是因为受到了摩擦阻力。

（二）伽利略的理想实验出示图片：现代人所做伽利略斜面实验的频闪照片。

让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面。

如果没有摩擦，小球将到达原来的高度。

出示动画：伽利略理想实验如果第二个斜面倾角减小，小球仍将到达原来的高度，但是运动的距离更长。

当斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去。

这个实验说明：力不是维持物体运动的原因。

4.1 牛顿第一定律学习目标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．(难点) 2．理解牛顿第一定律的内容及意义．(重点＋难点)3．明确惯性的概念，会解释有关的惯性现象．(重点＋难点)课前预习一、理想实验的魅力1．亚里士多德认为：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要在一个地方．2．伽利略的理想实验(1)斜面实验：让静止的小球从第一个斜面滚下，冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度．减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离，但所达到的高度.当第二个斜面放平，小球将.(2)推理结论：力(填“是”或“不是”)维持物体运动的原因．3．笛卡尔的观点：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以沿同一直线运动，既，也不会偏离原来的方向．二、牛顿第一定律1．牛顿第一定律：内容：一切物体总保持状态或状态，除非作用在它上面的力迫使它这种状态．2．惯性：物体具有保持原来状态或状态的性质叫惯性．牛顿第一定律也叫作定律．三、惯性与质量1．描述物体惯性的物理量是它的，是物体惯性大小的惟一量度．2．质量是(填“标”或“矢”)量，在国际单位制中，质量的单位是，符号为.[基础自测]1．判断正误(1)亚里士多德认为物体只有受到力的作用才会运动．()(2)伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因．()(3)当一个做匀加速直线运动的物体所受外力突然消失时，物体立刻静止．()(4)速度越大，物体的惯性越大．()(5)乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的质量小．()2．探究思考图甲所示是冰壶在冰面上的运动情景．冰壶比赛过程中，运动员在冰球前面擦扫冰面，可以使表面冰层融化，形成一层薄薄的冰水混合物，而水的阻力比冰面要小，所以冰壶可以滑行的更远；如果冰的阻力可以忽略，冰壶将永远运动下去．图乙所示是一足球沿比较光滑的水平面滚动很远的距离停下．试结合上述情景，讨论下列问题．(1)图甲中的冰壶和图乙中的足球为什么会停下来？它说明了什么问题？(2)试猜想如果冰壶、足球不受外力作用将处于什么状态？(3)从(1)、(2)两个问题中，我们能得到什么结论？课堂探究探究点一对伽利略理想实验的理解伽利略理想斜面实验如图，小球沿斜面由静止滚下，再滚上另一斜面．(1)实际中小球滚上另一斜面的最大高度等于h吗？(2)设想斜面是光滑的，小球滚上另一斜面的最大高度等于h吗？(3)设想斜面是光滑的，若减小第二个斜面的倾角．小球还能滚到另一斜面高h处吗？与没减小斜面倾角之前相比，小球滚到另一斜面高h处通过的距离如何变化？(4)设想第二个斜面变成水平面，这时小球试图滚上另一斜面的相同高度，但永远达不到．这时小球的运动能停下来吗？[知识剖析]1．伽利略的理想实验推论：一切运动着的物体在没有受到外力的时候，它的速度将保持不变，并且一直运动下去．2．理想实验的意义：(1)伽利略理想实验是以可靠的实验事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律．(2)伽利略的理想实验是把实验和逻辑推理相结合的一种科学研究方法．例1理想实验有时能更深刻地反映自然规律．伽利略设想了一个理想实验，如图所示．下面是关于该实验被打乱的步骤：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图为两个对接的斜面，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，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动．(1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列________(填写序号即可)．(2)在上述的设想实验步骤中，有的属于可靠的实验事实，有的则是理想化的推论，请问步骤②属于________．跟踪练习1 伽利略的斜面实验证明了()A．要物体运动必须有力作用，没有力作用的物体将静止B．要物体静止必须有力作用，没有力作用的物体就运动C．物体不受外力作用时，一定处于静止状态D．力不是维持物体运动的原因探究点二对牛顿第一定律的理解如图所示，我们有这样的日常经验：一只木箱，不用力推时木箱不动；用力推时木箱运动；停止用力，木箱就停下来．(1)是否有力作用在物体上物体才能运动呢？不用力推木箱时，木箱为什么会停下来呢？(2)如果没有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，运动起来的木箱的运动状态会改变吗？[知识剖析]1．对牛顿第一定律的理解(1)揭示了力和运动的关系：①力是改变物体运动状态的原因(或者说力是使物体产生加速度的原因)，而不是维持物体运动状态的原因．②物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态．(2)揭示了一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惯性定律．2．运动状态改变(即速度改变)的三种情景：(1)速度的方向不变，大小改变．(2)速度的大小不变，方向改变．(3)速度的大小和方向同时发生改变．注意牛顿第一定律是“经验定律”，无法用实验验证．例2关于牛顿第一定律，下列说法正确的是()A．力是维持物体运动的原因，没有力的物体将保持静止，比如自行车B．物体的速度不断增大，表示物体必受力的作用C．物体如果向正北方向运动，其所受外力方向必须指向正北D．不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，而受力的物体运动状态一定改变跟踪练习2 (多选)下列说法正确的是()A．牛顿第一定律是一条实验定律B．牛顿第一定律说明了力是改变物体运动状态的原因C．惯性定律与惯性的实质是相同的D．物体的运动不需要力来维持探究点三对惯性的理解及应用1．百米比赛中运动员冲过终点线后一般要再跑一段距离才停下来．为什么？2．(1)如图甲所示，公交车突然快速启动时，车上站着的乘客身体为什么会向后倾？(2)如图乙所示，公交车正在运行时突然急刹车，车内乘客身体为什么会向前倾？[知识剖析]1．惯性是物体的固有属性：一切物体都具有惯性．2．惯性的大小：(1) 质量是惯性大小的唯一量度．质量越大，惯性越大；反之则越小．(2)惯性大小与物体运动状态(速度)、受力情况以及所处地理位置均无关．3．惯性的表现：(1)不受力时，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．例3如图所示是一种汽车安全带控制装置示意图．当汽车处于静止或匀速直线运动时，刹车摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动．当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁定棘轮的转动，安全带不能被拉动．若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车的可能运动方向和运动状态是()A．向右行驶、匀速直线运动B．向左行驶、匀速直线运动C．向右行驶、突然刹车D．向左行驶、突然刹车[归纳总结]解答惯性现象的思路(1)明确研究的物体原来处于怎样的运动状态．(2)当外力作用在物体的某一部分时，这一部分运动状态的变化情况．(3)明确物体由于惯性要保持怎样的运动状态，然后判断物体会出现什么现象．跟踪练习3 关于物体的惯性，以下说法正确的是()A．物体的运动速度越大，物体越难停下来，说明运动速度大的物体惯性大B．汽车突然减速时，车上的人向前倾，拐弯时人会往外甩，而汽车匀速前进时，车上的人感觉平稳，说明突然减速和拐弯时人有惯性，匀速运动时没有惯性C．在同样大小的力的作用下，运动状态越难改变的物体，其惯性一定越大D．在长直水平轨道上匀速运动的火车上，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起后，发现落回原处，这是因为人跳起后，车继续向前运动，人落下后必定向后偏些，但因时间太短，偏后距离太小，不明显而已素养提升“理想实验”模型模型构建：“理想实验”，又叫作“假想实验”、“抽象的实验”，是把实验和逻辑推理相结合的一种科学研究方法．伽利略的“理想斜面实验”即为“理想实验”模型．模型理解：“理想实验”虽然也叫作“实验”，但它与真实的科学实验是有原则性区别的，真实的科学实验是一种实践的活动，而“理想实验”则是一种思维的活动；前者是可以将设计通过物化过程而实现的实验，后者则是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”．“理想实验”并不是脱离实际的主观臆想．(1)“理想实验”是以实践为基础的．所谓的“理想实验”就是在真实的科学实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际过程作出更深层次的抽象分析．(2)“理想实验”的推理过程，是以一定的逻辑法则为根据的，而这些逻辑法则，都是从长期的社会实践中总结出来的，并为实践所证实了的．“理想实验”模型的作用：作为一种抽象思维的方法，“理想实验”可以使人们对实际的科学实验有更深刻的理解，可以进一步揭示出客观现象和过程之间内在的逻辑联系，并由此得出重要的结论．例如，作为经典力学基础的惯性定律，就是“理想实验”的一个重要结论．“理想实验”模型的局限性：“理想实验”只是一种逻辑推理的思维过程，它的作用只限于逻辑上的证明与反驳，而不能用来作为检验正确与否的标准．相反，由“理想实验”所得出的任何推论，都必须由观察或实验的结果来检验．练习关于伽利略理想实验，下列说法正确的是( )A ．完全是理想的，没有事实为基础B ．是以可靠事实为基础，经科学抽象，深刻反映了自然规律C ．没有事实为基础，只是理想推理D ．以上说法都不对课堂达标1．(对伽利略理想实验的理解) (多选)关于伽利略的理想实验的叙述正确的是( )A ．这个实验是凭空想象的B ．这个实验虽然是想象的，但它得出的结论是可靠的C ．理想实验是一种科学方法D ．理想实验是一个纯思维实验，其正确性应接受实践的检验2．(牛顿第一定律的理解) (多选)关于牛顿第一定律，下列说法正确的是( )A ．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律B ．牛顿第一定律就是惯性C ．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变是由于物体具有惯性D ．物体的运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用3．(对惯性的理解)关于物体的惯性，下列说法正确的是( )A ．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B ．已知月球上的重力加速度是地球上的16，故一个物体从地球移到月球惯性减小为原来的16C ．同一物体运动越快越难停止运动，说明物体的速度越大，其惯性越大D．由于巨轮惯性很大，施力于巨轮，经过很长一段时间后惯性变小4．(惯性的应用)我国《道路交通安全法》中规定：各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带，这是因为()A．系好安全带可以减小人的惯性B．系好安全带可以减小车的惯性C．系好安全带是为了增大人与座椅间的摩擦力D．系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害--☆——★参考答案★——☆-- 课前预习静止增大相同永远运动下去不是同一速度不会停下来匀速直线运动静止改变匀速直线运动静止惯性质量质量标千克kg1．判断正误√×××√2．探究思考[[答案]](1)冰壶和足球停下来都是因为受到了地面(或冰面)的摩擦力的作用．这些现象说明力是改变物体运动状态的原因．(2)原来静止的物体，不受外力作用时，仍然静止，原来运动的物体，不受外力作用时将永远做匀速直线运动.(3)物体不受外力作用或所受合力为零时，总保持静止或匀速直线运动状态．探究点一对伽利略理想实验的理解[[答案]](1)小于h.(2)等于h.(3)能，通过的距离变大．(4)不能，永远运动下去．例1[[答案]](1)②③①④(2)可靠的实验事实[[解析]]理想实验的思想方法，即在实验事实的基础上，经过合理的想象，获取结论．针对题目所述的实验步骤，正确的排列顺序是②③①④，步骤②属于可靠的实验事实．跟踪练习1 [[答案]]D[[解析]]伽利略的斜面实验证明了：如果物体不受外力作用，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动下去，所以只有D正确．探究点二对牛顿第一定律的理解[[答案]](1)不是．因为受到阻力的作用．(2)如果没有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，木箱将保持这个速度沿直线永远运动下去．例2[[答案]]B[[解析]]根据牛顿第一定律的内容可以判断力是改变物体运动状态的原因，不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，故A错误，B正确；若物体向正北方向做匀速直线运动，则物体不受力或所受合外力为零，C错误；物体受到力的作用，若合外力为0，则物体也可以保持运动状态不变，故D错误．跟踪练习2 [[答案]]BD[[解析]]牛顿第一定律反映了物体在不受力的理想条件下所遵循的运动规律，不能通过实验验证，并非实验定律，选项A错误；牛顿第一定律说明物体的运动不需要力来维持，但要改变物体的运动状态则必须有力的作用，选项B、D正确；惯性是物体保持原来运动状态不变的一种性质，惯性定律则反映了物体在一定条件下的运动规律，选项C错误．探究点三对惯性的理解及应用1.[[答案]]由于惯性，运动员如果冲过终点线后立即停下来会向前摔倒而导致受伤，故而一般要再跑一段距离才停下来．2.[[答案]](1)当公交车由静止突然快速启动时，乘客的下半部分受到车的摩擦作用也随车运动，而上半部分由于要保持原来的静止状态，故向后倾倒．(2)乘客随车一起运动，当急刹车时，车停止运动，乘客的下半部分受到车的摩擦作用也随车停止运动，而上半部分由于要保持原来的运动状态，故向前倾倒．例3[[答案]]C[[解析]]若汽车做匀速直线运动，则摆锤不会从实线位置摆到虚线位置，故选项A、B均错误；由图可知摆锤向右摆动，根据惯性知识可推知，汽车可能向左加速或向右减速，故选项C正确，选项D错误．跟踪练习3 [[答案]]C[[解析]]物体的惯性大小只由质量决定，与物体的速度大小无关，A错误；一切物体均有惯性，不论物体处于加速、减速还是匀速运动状态，B错误；同样大小的力作用于物体上，运动状态越难改变，说明物体保持原来运动状态的本领越大，惯性也越大，所以C正确；人向上跳起后，人在水平方向不受外力作用，由于惯性，人在水平方向的速度不变，与车速相同，因此仍落在车厢内原处，D错误．素养提升[[答案]]B[[解析]]伽利略的理想实验，虽然不能实现，但却是以可靠的经验事实为基础，经科学抽象，深刻反映了自然规律．课堂达标1.[[答案]]BC[[解析]]伽利略的理想实验虽然是假想的，但是实验方法却是科学的，结果也是可靠的．2.[[答案]]ACD[[解析]]牛顿第一定律有三层含义：不受力时物体将保持静止状态或匀速直线运动状态，这是由于一切物体都具有惯性；受到力的作用物体的运动状态就要发生变化，从而揭示出力是改变物体运动状态的原因；指出了物体在不受力时的运动状态，故选项A、C、D正确；牛顿第一定律并不是惯性，惯性是物体的一种性质，而牛顿第一定律是物体的运动规律，两者是不同的概念，不可混为一谈，选项B错误．3.[[答案]]A[[解析]]惯性是指物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，所以物体抵抗运动状态变化的性质是惯性，其大小和物体的质量有关系，与物体的运动状态及是否受力无关，A正确，C、D错误；在月球上和在地球上，重力加速度的大小不一样，所受的重力大小也就不一样了，但质量不变，惯性也不变，B错误．4.[[答案]]D[[解析]]惯性的唯一衡量标准是质量，质量大则惯性大，A、B错误；摩擦力由接触面的粗糙程度来定，C错误；系好安全带可以防止刹车时因人的惯性而造成的伤害，D正确．。

学案牛顿第一定律[学习目标]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．[自主学习]一、伽利略的理想实验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，物体就要静止在一个地方．2．伽利略的斜面实验(1)理想实验：让小球沿一个斜面从静止状态开始向下运动，再让小球冲上第二个斜面，如果没有摩擦，无论第二个斜面的倾角如何，小球所达到的高度，若将第二个斜面放平，小球将．(2)实验结论：力(填“是”或“不是”)维持物体运动的原因．3．笛卡儿的观点如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以沿运动，既不停下来也不偏离原来的方向．二、牛顿第一定律与惯性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．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，是物体惯性大小的唯一量度.[课堂探究]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？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．小结：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所示的理想实验，他的设想步骤如下：图1①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的高度；④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．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是推论二、牛顿物理学的基石——惯性定律1．对牛顿第一定律的理解(1)定性说明了力和运动的关系．①说明了物体不受外力时的运动状态：或．②说明力是的原因．(2)揭示了一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．2．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)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三、惯性与质量[问题设计]坐在公共汽车里的人，当车突然启动时，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．[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？小结：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[当堂训练]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2．(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．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律B．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变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3．(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4．(对惯性的理解)关于惯性，下列说法中正确的是()A．受力越大的物体惯性越大B．速度越大的物体惯性越大C．已知物体在月球上所受的重力是地球上的1/6，故一个物体从地球移到月球惯性减小为1/6D．质量越大的物体惯性越大[课后练习]1．如图1是伽利略的“理想实验”，根据该实验下列说法正确的是()图1A．该实验为牛顿第二定律的提出提供了有力的实验依据B．该实验是理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础，故其结果并不可信C．该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论D．该实验是说明了物体的运动不需要力来维持2．伽利略的理想斜面实验的意义是()A．证明了力不是维持物体运动的原因B．证明了力是维持物体运动的原因C．证明小球总能滚到另一斜面上同一高度D．证明小球总能在水平面上做匀速直线运动3．下列说法正确的是()A．牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的，没有实验依据B．牛顿第一定律无法用实验直接验证，因此是不成立的C．理想实验的思维方法与质点概念的建立一样，都是一种科学抽象的思维方法D．由牛顿第一定律可知，静止的物体一定不受外力作用4．（多选）下列物理现象中，可以用牛顿第一定律解释的是()A．必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来B．物体如果向正北方向运动，其受外力方向必须指向正北C．如果没有外力作用，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向D．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5．火车在平直轨道上做匀速直线运动，在密封的、没有空气流动的车厢内点燃了一支卫生香，则车里乘客看到卫生香所冒出的烟的运动情况应是()A．一边上升一边向前飘B．一边上升一边向后飘C．只是上升不向任何一边飘D．无法确定6．如图2所示，桌面上有一上表面光滑的木块，木块上有一小球，快速向右推动木块，小球的位置可能落在桌面上的哪点()A．A点B．B点C．O点D．无法确定图27．如图3所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)，两个小球随车一起运动，当车突然停止运动时，若不考虑其他阻力，则两个小球()A．一定相碰B．一定不相碰C．不一定相碰D．无法确定图38.如图4所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面上放一光滑的小球B，劈形物体A从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是()A．沿斜面向下的直线B．竖直向下的直线图4C．无规则曲线D．抛物线9．人从行驶的汽车上跳下来后容易()A．向汽车行驶的方向跌倒B．向汽车行驶的反方向跌倒C．向汽车右侧跌倒D ．向汽车左侧跌倒10．对下列现象解释正确的是( )A ．在一定拉力的作用下，车沿水平面匀速前进，没有这个拉力，小车就会停下来，所以力是维持物体运动状态的原因B ．向上抛出的物体由于惯性，所以向上运动，以后由于重力作用，惯性变小，所以速度也越来越小C ．急刹车时，车上的乘客由于惯性一样大，所以都会向前倾倒D ．质量大的物体运动状态不容易改变，是由于物体的质量越大，惯性越大11．关于惯性，下列说法正确的是( )A ．物体自由下落时，速度越来越大，所以物体的惯性消失B ．物体被上抛后，速度越来越小，是因为物体具有的惯性越来越大C ．质量相同的物体，速度较大的惯性一定大D ．质量是物体惯性的量度，惯性与速度及物体的受力情况无关12．月球表面的重力加速度为地球表面的重力加速度的16，同一个飞行器在月球表面上时与在地球表面上时相比较( )A ．惯性减小为16，重力不变 B ．惯性和重力都减小为16C ．惯性不变，重力减小为16D ．惯性和重力都不变13．（多选）下面是摘自上个世纪美国报纸上的一篇小文章：阿波罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中，飞船内宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话．宇航员：“汤姆，我们现在已关闭火箭上所有发动机，正向月球飞去．”汤姆：“你们关闭了所有发动机，那么靠什么力量推动火箭向前运动？”宇航员犹豫了半天，说：“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧．”若不计星球对火箭的作用力，由上述材料可知下列说法正确的是( )A ．汤姆问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”B ．宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”C ．宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持”D ．宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行。

曲成曲线ABC的形状,在轨道的一边释放一颗小球,如果不存在摩擦力,小球将上升到哪里？图4－1－1若将轨道的倾角减小,弯曲成曲线ABD或曲线ABE,小球最高将上升到哪个位置？路程是增大还是减小？假如将轨道弯曲成一侧水平及曲线ABF的形状,这时会发生什么情况呢？伽利略根据“理想实验”断言:小球应该以恒定的速率永远运动下去、由此可推断,在水平面上做匀速运动的物体并不需要用外力来维持、理想实验,是科学研究中的一种重要的方法、它突出了事物的本质特征,能达到现实科学实验无法达到的极度简化和纯化的程度、它不仅可以充分发挥理性思维的逻辑力量,还可以让思维超越当时的科学技术水平,在想象的广阔天地里自由驰骋、演示实验:把滑块放到气垫导轨上面,调整气垫导轨水平,滑块与导轨间形成气层,从而使滑块与导轨间的摩擦变得很小,推一下滑块,让学生观察滑块的运动是什么运动、伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正的开端、这个发现告诉我们,根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的,因为它们有时候会引到错误的线索上去、伽利略同时代的法国科学家笛卡儿补充和完善了伽利略的观点,明确指出:除非物体受到外力的作用,物体将永远保持其静止或运动状态,永远不会使自己沿曲线运动,而只保持在直线上运动、他还认为,这应该作为一个原理加以确立,并且是人类整个自然观的基础、二、牛顿物理学的基石——牛顿第一定律师:伽利略对物体不受外力时的运动作了准确的描述,但他并没有明确指出运动和力之间的关系是什么、笛卡儿在伽利略的基础上更近了一步,更为接近真理、牛顿在前人工作的基础上,根据自己的研究,系统地总结了力和运动的关系,于1687年发表了他的著作——《自然哲学的数学原理》,提出了三条运动定律,奠定了经典力学的基础、其中,牛顿第一定律的内容是: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、既然牛顿第一定律是最完善的,那么它从几个方面阐述了力和运动的关系？组织学生进行讨论、不受力时,物体保持匀速直线运动状态或静止状态;受力时,力迫使它改变运动状态、什么叫运动状态的改变？速度的大小和方向的改变称之为运动状态的改变、牛顿第一定律可不可以用实验来验证？什么时候可以看作不受力并举例说明、一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,叫做惯性;所以牛顿第一定律又叫做惯性定律、。

人教版物理必修①4.1 “牛顿第一定律”教学设计青铜峡高级中学李荣英【教材分析】牛顿第一定律是牛顿物理学的基石，它定性地揭示了力和运动的关系，提出惯性的概念，为定量研究力和运动的关系拉开了序幕。

高中教材与初中相比，主要有四方面的不同。

一是定律内容深浅不同：初中教材叙述为“一切物体在没有受到外力作用的时候，总是保持静止状态或匀速直线运动状态”；高中教材叙述为“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面力迫使它改变这种状态”。

高中教材中的表述具有更为丰富的内涵，它强调了力是改变物体运动状态的原因，突出了第一定律的独立性和重要意义，也为学习牛顿第二定律做了一定的铺垫。

二是惯性的认识层次不同：初中强调一切物体都有惯性，高中侧重惯性与质量的关系。

三是实验的设计、探究及思维深度不同：初中为斜面小车实验；高中为伽利略理想实验，突出了理想实验这种科学方法的价值所在。

四是情感、态度、价值观的体现不同：初中对牛顿第一定律建立的历史一语带过，高中教材回顾了历史，让学生体会一个规律的获得是一代又一代人努力的结果，能够激发学生追求科学，勇于创新的情感。

【学情分析】经过初中的学习，学生初步知道了牛顿第一定律的内容和惯性的概念，但是缺乏对牛顿第一定律建立历史的了解，对内容也是一知半解。

学生对于“质量是惯性唯一的量度”更是缺乏认识，凭借自己的生活经验，认为速度也是惯性的量度。

教师要在课堂上充分引导，结合生活事例来澄清概念。

教学实践表明，学生在头脑中建立正确的力和运动关系的过程，并非一帆风顺，常常形成与亚里士多德相似的观点，且根深蒂固。

处理具体的实际问题时，一些直觉的错误观点不时冒出来，存在着严重的“口是心非”问题。

【教学目标】●知识与技能：⑴理解力和运动的关系，体会伽利略的理想实验思想。

⑵理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。

⑶理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。

●过程与方法：1、培养学生分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断．正确的认识力和运动的关系．⑵学习在实验基础上概括推理得到科学结论的研究方法（理想实验）。

必修一 4.1 牛顿第一定律学案课前预习学案A．预习目标1、知道牛顿第一定律。

知道惯性及惯性现象。

2、知道日常生活中由于惯性而产生的简单现象。

会解释日常生活中的惯性现象。

二、预习内容1、一切物体总保持_______状态或________状态，除非__________________，这就是牛顿第一定律．牛顿第一定律揭示了运动和力的关系：力不是_________的原因，而是______________的原因．2、物体的这种保持_________或__________的性质叫做惯性，惯性是物体的____性质．三、提出疑惑课内探究学案（一）学习目标（一）知识与技能1、理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。

2、理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。

3、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度．（二）过程与方法1、培养学生分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断．正确的认识力和运动的关系．2、帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯．3、培养学生逻辑推理的能力，知道物体的运动是不需要力来维持的。

（三）情感、态度与价值观1、利用动画演示伽利略的理想实验，帮助学生理解问题。

2、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。

培养学生大胆发言，并学以致用。

教学重难点1、理解力和运动的关系。

2、理解牛顿第一定律，知道惯性与质量的关系。

二、学习过程（一）下面你就利用桌子上的器材来研究一下这个问题。

让学生利用桌子上的器材，自主设计实验，分别研究：l、力推物动，力撤物停。

2、力撤物不停。

提问：你还能举出其他的例子来说明这个问题吗？刚才的两个实验为什么会出现两种现象呢？矛盾出在哪呢？总结：物体的运动是不需要力来维持的。

（力撤物停的原因是因为摩擦力。

如果没有摩擦力，运动的物体会一直运动下去）。

最早发现这一问题的科学家是伽利略。

第四章运动和力的关系第1节牛顿第一定律【学习目标】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.【学习重点】1．理解牛顿第一定律的内容及意义.2．理解惯性的概念，会解释有关的惯性现象【学习难点】理解惯性的概念，会解释有关的惯性现象【学习过程】任务一理想实验的魅力导学探究日常生活中，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？知识梳理(1)亚里士多德的观点：必须有力作用在物体上，物体；没有力的作用，物体就要.(2)伽利略的斜面实验①理想实验：如图1所示，让小球沿一个斜面从静止状态开始向下运动，再让小球冲上第二个斜面，如果没有摩擦，无论第二个斜面的倾角如何，小球所达到的高度，若将第二个斜面放平，小球将.②实验结论：力不是.(3)笛卡儿的观点如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续沿运动，既不停下来也不偏离原来的方向.即学即用(多选)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任务二、牛顿第一定律导学探究冰壶在冰面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，设想冰壶完全不受阻力作用，它将会怎样运动？这一结论能用实验直接验证吗？知识梳理对牛顿第一定律的理解(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它改变这种状态.(2)牛顿第一定律定性说明了力和运动的关系：①物体保持匀速直线运动状态或静止状态是有条件的，那就是物体的作用.②力的作用是.③牛顿第一定律揭示了一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惯性定律.即学即用(多选)关于牛顿第一定律，以下说法正确的是( )A.牛顿第一定律是依靠实验事实，直接归纳总结得出的B.牛顿第一定律是以可靠实验为基础，通过抽象出理想化实验而得出的结论C.根据牛顿第一定律可知，力是维持物体运动的原因D.根据牛顿第一定律可知，力是改变物体速度的原因任务三、惯性导学探究坐在公共汽车里的人，当车突然启动时，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.知识梳理惯性的概念(1)定义：物体具有保持原来或的性质.(2)决定因素：由惟一决定，越大，惯性越大.即学即用(多选)下面说法正确的是( )A.惯性是只有物体在匀速运动或静止时才表现出来的性质B.物体不受外力作用时保持匀速直线运动状态或静止状态，有惯性；受外力作用时，不能保持匀速直线运动状态或静止状态，因而就无惯性C.质量越大的物体，惯性越大D.惯性是物体的属性，与运动状态和是否受力无关【典型例题】例1 如果正在做自由落体运动的物体的重力忽然消失，那么它的运动状态应该是( )A.悬浮在空中不动B.运动速度逐渐减小C.做竖直向下的匀速直线运动D.以上三种情况都有可能例2 关于物体的惯性，以下说法中正确的是( )A.物体的运动速度越大，物体越难停下来，说明运动速度大的物体惯性大B.汽车突然减速时，车上的人向前倾，拐弯时人会往外甩，而汽车匀速前进时，车上的人感觉平稳，说明突然减速和拐弯时人有惯性，匀速运动时没有惯性C.在同样大小的力作用下，运动状态越难改变的物体，其惯性一定越大D.在长直水平轨道上匀速运动的火车上，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起后，发现落回原处，这是因为人跳起后，车继续向前运动，人落下后必定向后偏些，但因时间太短，偏后距离太小，不明显而已例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【达标检测】1.伽利略在对力和运动的研究中，构想了理想实验，其科学研究方法的核心是( )A.把猜想和假说结合起来B.把实验和逻辑推理结合起来C.把提出问题与猜想结合起来D.以上说法均不准确2.关于牛顿第一定律，下列说法正确的是( )A.由于不受力的物体不存在，因此牛顿第一定律没有实际意义B.力是维持物体运动的原因，没有力的物体将保持静止，比如自行车C.惯性是物体的固有属性，惯性大小由物体质量决定，与速度、受力均无关D.不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，而受力的物体运动状态一定改变3.下列有关惯性的说法中，正确的是( )A.乘坐汽车时系好安全带可减小惯性B.宇宙飞船在太空中也有惯性C.运动员跑得越慢惯性越小D.汽车在启动时才有惯性4在物理课上，老师在讲解“惯性”概念时，做了一个小实验：用两根细绳分别悬挂一个乒乓球和一个同体积的实心小铁球，用力对着乒乓球吹气，乒乓球偏离了竖直方向；用几乎同样大的力对着小铁球吹气，小铁球没有动.这个实验主要说明的物理问题是( )A.只有运动的物体才具有惯性B.只有静止的物体才具有惯性C.物体的质量越大，其具有的惯性也越大D.一切物体都具有惯性。

第四章牛顿运动定律整体设计牛顿第一定律揭示了运动和力的关系，是牛顿物理学的基石，力学的第一原理，它破除了长达两千年以来亚里士多德的错误，改变了人类的自然观和世界观，本身还包含着力、惯性和参考系的科学概念，是物理学理论的支柱和基石.在教学中，不能把它看作牛顿第二定律的特殊情况，它意在引导学生了解科学的发现和发展.本节课采用的理想实验法，在物理研究中具有十分重要的地位和作用.本课程的教学设计，主要是让学生通过动手实验和利用贴近学生生活的实例，达到突破重难点的目的.一、教学目标知识与技能1.理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持.2.理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的.3.理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度.过程与方法培养分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断.正确地认识力和运动的关系.情感态度与价值观1.培养科学研究问题的态度.2.利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系.鼓励学生大胆发言，并学以致用.课前准备教具准备：多媒体课件、电子称、书等.知识准备：力的概念及力的作用效果.教学重点1.理解力和运动的关系.2.理解牛顿第一定律，知识惯性与质量的关系.教学难点惯性与质量的关系.课时安排1课时二、教学过程导入新课用手推书,书在手的作用下通过一段距离,把手撤离，书会做什么运动？学生讨论，教师借机导入新课.推进新课（一）、历史回顾1.亚里士多德的观点必须有力作用在物体上，物体才运动；没有力的作用，物体就要静止在一个方-----力是维持物体运动的原因。

为了证明这个结论的正确性，再让学生举出一些其他的实例来说明.如：蹬一段时间自行车后停止蹬车，自行车还会滑行一段距离；在冰面上踢出去的冰块要运动一段距离才停止运动；空中飞行的飞机制动后仍然还会向前滑翔；射出枪蹚的子弹等等.既然物体的运动不需要力来维持，那么力和运动之间有什么关系呢？2.伽利略的观点一旦物体具有某一速度，如果它不受力，物体将保持这个速度匀速直线运动下去。

第四章第1节牛顿第一定律【学习目标】1．理解牛顿第一定律的内容及意义并熟练应用。

2．自主学习，合作探究，体会伽利略理想实验的科学方法。

3．积极思考，全力投入，感悟科学是人类进步的不竭动力。

【学习重点】牛顿第一定律的内容及应用【学习难点】伽利略理想实验的思想【预习自测】1.下列说法中正确的是( )A.原来静止的物体，只有在受到力的作用后才会运动起来，所以力是使物体运动的原因B.不用力蹬自行车，自行车就会渐渐停下，说明物体不受力的作用，惯性就逐渐消失C.运动着的小车速度逐渐减小时，一定受到力的作用D.力是使物体的速度改变的原因2.关于物体的惯性，下列说法中正确的是( )A.只有处于静止或匀速直线运动状态的物体才具有惯性B.只有运动的物体才能表现出它的惯性c.物体做变速运动时，其惯性不断变化D.以上结论都不正确3.马用力拉车，车前进;马停止用力，车就停止。

根据这类经验，亚里士多德得出力是维持物体运动状态的原因。

此观点是否正确?若不正确，错在哪里?4．伽利略理想实验的思想是什么?含有怎样的逻辑推理?5．写出牛顿第一定律的内容。

【探究案】题型一伽利略理想实验问题1：伽利略理想实验的目的是什么?问题2：斜面理想化实验的条件是什么? 实验过程及其现象怎样? 问题3：伽利略的理想实验证明了力和运动具有怎样的关系?针对训练一1.关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是( )A．只要接触面光滑，物体就能匀速运动下去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【探究案】题型二牛顿第一定律(重点)问题1:说说你对笛卡儿和伽利略的观点的理解。

问题2:牛顿第一定律从哪几个方面阐述了力和运动的关系?问题3:写出牛顿第一定律的内容。

针对训练二2．关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是( )A．牛顿第一定律是实验定律B．牛顿第一定律虽然无法通过实验验证，但它是建立在相关事实和实验的基础上的C．牛顿第一定律无法通过实验来进行验证，因而该定律存在一定的猜想性D．牛顿第一定律是伽利略理想实验以及其他物理学工作成果的高度概括与总结拓展提升牛顿第一定律可不可以用实验来验证?物体在什么时候可以看成不受力?请举例说明。

§ 4.1 牛顿第一定律【学习目标】1. 知道对力和运动关系的认识历程2. 知道伽利略的理想实验及其主要的推理过程和结论，知道理想实验是科学研究的重要方法3. 理解牛顿第一定律的内容及意义；理解惯性概念，会正确解释惯性现象。

【学习重点】理解牛顿第一定律、惯性概念【学习难点】用牛顿第一定律解释现象【学习流程】古希腊哲学家亚里士多德根据一些简单的生活经验认为力是____________________的原因．这一错误判断持续了近两千年，直到17世纪，意大利著名物理学家伽利略，根据理想实验打破了凭直觉得出的错误观点对人们的束缚．2．伽利略的观点实验过程：如图甲所示，让小球沿一个斜面从静止滚下来，小球将滚上另一个斜面．如果没有摩擦，小球将________________________ ．如果第二个斜面倾角变小，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角，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，小球将________________________________________________________________. 实验结论：水平面上运动的物体之所以停下，是物体________________的缘故，也就是说，力________________________________．理想实验：伽利略的实验是无法实现的，因为无法将摩擦完全消除掉，所以叫__________。

此类实验的特点是：它是通过抽象思维设想出来而实际上无法做到的实验。

伽利略的理想实验在可靠的事实基础上进行抽象思维的一种科学推理。

3．笛卡尔的观点如果运动中的物体没有受到力的作用，它将__________________________，既不停下来，也不偏离原来的方向。

【组内研学】例1：如图所示，理想实验有时更能深刻地反映自然规律，伽利略设想的理想实验中的几个主要步骤如下：①减小第二个斜面的倾角，小球在这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，小球要沿水平面做持续的匀速运动在上述的步骤中，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D．④是事实，①②③是推论1．内容：一切物体总保持___________ _或___ ___状态，除非作用在它上面的力迫使它__________ 为止,这就是牛顿第一定律。

牛顿第一定律牛顿第一定律1．伽利略的理想实验伽利略注意到，当一个球沿斜面向下运动时，它的速度增大，而向上运动时，速度减小。

他由此猜想：当球沿水平面运动时，它的速度应该不增不减。

但实际情况却是，即使沿水平面运动，球也越来越慢，最后停下来。

伽利略认为，这是摩擦阻力作用的结果，因为他同样还观察到，表面越光滑，球便会运动得越远。

于是，他推断：若没有摩擦阻力，球将永远运动下去。

伽利略为了说明他的思想，设计了一个如图所示的实验：让小球沿一个斜面从静止状态开始向下运动，小球将冲上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。

减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍将达到同一高度，但这时它要运动得远些。

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。

那么伽利略推理：如果斜面的倾角无限小（即为平面），那么小球为了到达等高的位置将沿平面几乎可以一直滚动下去。

伽利略进一步总结到：力不是维持运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。

笛卡儿也研究了这个问题，它指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。

他还认为，这应该成为一个原理，它是整个人类自然观的基石。

2．牛顿第一定律⑴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。

⑵意义：①澄清了力的概念：力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动的原因。

②指出了力和运动的定性关系：不受外力作用的物体，将保持匀速直线运动状态或静止状态。

③揭示了一切物体固有的属性——惯性。

典例精讲【例2.1】关于牛顿第一运动定律，下列说法中正确的是（）A．牛顿第一运动定律是通过伽利略“理想实验”的验证后建立起来的B．牛顿第一运动定律表明，力是维持物体运动状态的原因C．牛顿第一运动定律表明，惯性是维持物体运动状态的原因D．牛顿第一运动定律表明，物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性【分析】牛顿第一定律给出了物体不受力作用时的运动规律，同时也说明了力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因；牛顿第一定律是牛顿在前人实验的基础上，根据逻辑推理得出的，是以实验为基础，但又不是完全通过实验得出。