伽利略的理想实验与牛顿第一定律

伽利略的理想实验与牛顿第一定律全章概述本章是在前面对运动和力分别研究的基础上的延伸——研究力和运动的关系，建立起牛顿运动定律。

牛顿运动定律是动力学的基础，是力学中也是整个物理学的基本规律，正确地理解惯性概念，理解物体间的相互作用的规律，熟练地运用牛顿第二定律解决问题，是本章的学习要求，也为进一步学习今后的知识，提高分析解决问题的能力奠定基础。

本章还涉及到了许多重要的研究方法，如：在牛顿第一定律的研究中采用的理想实验法；牛顿第二定律中的控制变量法；运用牛顿第二定律处理问题时常用的整体法与隔离法，以及单位的规定方法，单位制的创建等。

对这些方法要认真体会、理解，以提高认知的境界。

为了更扎实地理解牛顿第二定律，本章第二节安排了实验：探究加速度与力、质量的关系，并提供了参考案例，实验操作方便，规律性强，结论容易获得，控制变量法在此得到了实践。

第五节牛顿第三定律的研究引入了传感器――计算机的组合，现代气息浓厚，实验效果很好。

物理知识来源于生活，最终应用于生活，本章的后两节就是牛顿运动定律的简单应用。

★新课标要求（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、利用一些简单的器材，比如：小球、木块、毛巾、玻璃板等，来对比研究力与物体运动的关系，现象明显，而且更容易推理。

2、培养科学研究问题的态度。

3、利用动画演示伽利略的理想实验，帮助学生理解问题。

4、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。

伽利略的理想实验与牛顿第一定律一、教学目标1、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．2、过程与方法：1．观察生活中的惯性现象，了解力和运动的关系．2．通过实验加探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．3、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．二、教学内容剖析1、本节课的地位和作用：（内容简述：本节怎样承前启后，梗概知识及研究问题的方法，本节的地位等）2、本节课教学重点：1、伽利略的理想实验结论。

2、对牛顿第一运动定律和惯性的正确理解．3、本节课教学难点：1．消除“力是维持物体运动的原因”的错误观点。

2．牛顿第一运动定律。

3、惯性概念的理解及应用。

三、教学思路与方法本节课以解决生活中的常见问题为主线，以多媒体中的动画为辅助手段，以实践、讨论、思考、总结为主要学习方式，教师逐步设置日常生活中常见的问题开展学习活动，达到教学的目的。

四、教学准备多媒体课件、小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块、气垫导轨装置、伽利略针和单摆实验装置．五、课堂教学设计视野拓展在我国古代著作中，对于力和运动问题，已有一定的认识。

远在春秋时期成书的《考工记》就有这样的记载：“马力既竭，辀犹能一取也。

” 就是说，马已停止用力，车还能向前走一段距离。

这里虽然没得出惯性的概念，但是已经注意到了惯性现象。

在《墨经》里，还给力下了一个明确的定义。

在《经上》第21条里说：“力，行之所以奋也”。

这里的“行”就是“物体”，“奋”字在古籍中的意思是多方面的，像由静到动、动而愈速、由下上升等都可以用“奋”字。

经文的意思是说，力是使物体由静而动、动而愈速或由下而上的原因。

在《经说》里又说：“力，重之谓。

八年级物理学科第八章教案（2）“没有受到力的作用”是指定律成立的条件，实际上，不受任何力的物体是没有的，但不能否定其正确性，因为我们总可以找到在某一方向上不受力或某一方向上受合力为零的情况，这种情况就是牛顿第一定律中所说的“没有受到力的作用”；（3）“总”指的是总是这样，没有例外；（4）“或”指两种状态必居其一，不能同时存在，也就是说物体如果不受外力作用时，原来静止的物体仍保持静止状态，而原来处于运动状态的物体会保持原来速度的大小和方向，做匀速直线运动，直到有力改变这种状态.（5）牛顿第一定律也叫惯性定律，它不是实验定律，而是在大量实验事实的基础上，通过进一步推理概括出来的，但由此推出的结论，经实践检验是正确的.（6）牛顿第一定律：揭示了力的本质：力不是维持物体运动状态的原因，力是改变物体运动状态的原因.四：惯性及了解生活中的惯性现象师：从牛顿第一定律中可以知道，一切物体都具有保持原有运动状态不变的性质.我们把物体保持运动状态不变的性质叫做惯性.（1）物体保持运动状态不变的性质叫做惯性，牛顿第一定律也叫惯性定律。

教师演示实验并提问：用硬纸板盖住盛水的玻璃杯，然后在纸板上面放上鸡蛋，当我用力快速击打纸板时，大家想一想，鸡蛋将会如何运动？好，请大家注意观察.大多数学生在实验未完成前回答鸡蛋飞出去，少数保持沉默.实验完成后，学生表情愕然.（因为鸡蛋留在原处，掉到杯中）师：为什么鸡蛋没有随纸板飞出去，而是留在原处，掉到杯中呢？学生思考、讨论.教师引导分析：原先鸡蛋是处于静止状态的，当纸板受到力的作用时，其运动状态迅速改变向前运动，而鸡蛋由于惯性保持原来的静止状态不变.因此，鸡蛋在自身的重力作用下掉到杯中.师：这样的事例在现实中有很多，如当我们坐在行驶的汽车中，汽车突然刹车时，我们向前倾倒.汽车突然由静止启动，我们向后仰.同学们，现在应该明白了为什么要求司机系安全带吧！请大家阅读教材P19“科学世界——汽车安全带和安全气囊”.知识总结：1.惯性的大小可以由力改变物体运动状态的“困难程度”表现出来.如以同样速度运动的乒乓球和火车，要使乒乓球（质量小）停下来很容易，要使火车（质量大）停下来很困难，说明火车惯性大.2.运用惯性知识解释现象时需抓住三点：(1)物体原来的运动状态如何（是静止还是运动）.(2)是哪个物体受到力的作用，则这个物体的运动状态就立即发生改变.(3)而与之相接触的另一个物体由于惯性要保持原来的运动状态不变，于是就出现了某种现象.3. 阅读“科学世界”部分谈谈你对交通安全的当堂检测1．关于惯性，下面说法不正确的是（）A．一切物体在没有受到力的作用时，总保持匀速直线运动或静止状态的性质叫做惯性B．射出的子弹离开枪口继续高速前进，是因为子弹受到惯性的作用C．汽车关闭发动机后还能继续前进是由于汽车的惯第一节牛顿第一定律一、牛顿第一定律一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

第一节牛顿运动第一定律教案优秀8篇牛顿第一定律篇一教学目标知识目标：知道，常识性了解伽利略理想实验的推理过程。

能力目标：1.通过斜面小车实验，培养学生的观察能力。

2.通过实验分析，初步培养学生科学的思维方法(分析、概括、推理).情感目标：1.通过科学史的简介，对学生进行严谨的科学态度教育.2.通过伽利略的理想实验，给学生以科学方法论的教育.教学建议教材分析教材首先通过回忆思考的形式提出问题：如果物体不受力，将会怎样？通过小车在不同表面运动的演示实验，使学生直观的看到物体运动距离与阻力大小的关系，为讲解伽利略的推理作准备。

然后讲述伽利略的推理方法和通过推理得出的结论，再介绍迪卡儿对伽利略结论的补充，牛顿最后总结得出的。

通过这些使学生了解定律的得出是建立在许多人研究的基础上的，正如牛顿所说：“如果说我所看的更远一点，那是因为站在巨人肩上的缘故”。

最后指出不是实验定律，而是用科学推理的方法概括出来的，定律是否正确要通过实践来检验。

给学生以科学方法论的教育。

本节课的重点是揭示物体不受力时的运动规律，即牛顿第一运动定律。

教法建议1.学生学习的困难在于从生活经验中得到的一种被现象掩盖了本质的错误观念，认为物体的运动是力作用的结果。

如推一个物体，它就动，不再推它时，它便静止。

为使学生摆脱这种错误观念，首先要把运动和运动的变化区别开，树立从静到动和从动到静都是“运动状态改变”的概念，这是为了揭示力和运动的关系做的重要铺垫。

其次，通过实验确立“力是改变运动状态的原因”的概念。

再通过推理建立“不受力运动状态不变”的概念。

2.通过图9-1演示实验的比较、分析、综合、推理是本节课的核心，可对学生进行简单的科学推理方法的教育。

在此演示实验中可通过设计不同的问题渗透研究方法。

3.本节课可按着人类对知识的认识顺序组织教学，让学生体会规律的认识过程，对学生进行学史教育。

从亚里士多德的观点——伽利略的研究——笛卡尔的补充——牛顿的总结。

粤教版必修一《伽利略的理想实验与牛顿第一定律》评课稿一、引言（100字）《伽利略的理想实验与牛顿第一定律》是粤教版必修一中的一篇课文，主要介绍了伽利略的理想实验以及牛顿第一定律的基本概念和应用。

本片评课稿旨在对这篇课文进行评估，分析其教学设计的优点和不足，为教师提供参考。

二、教学目标（150字）本课通过引导学生学习伽利略的理想实验和牛顿第一定律，旨在达到以下教学目标：1.了解伽利略的理想实验对物理学的贡献；2.理解牛顿第一定律的概念和原理；3.掌握应用牛顿第一定律解决实际问题的能力；4.提高学生的实验设计和观察能力；5.培养学生的科学思维和实验精神。

三、教学内容（200字）本课的教学内容包括两个主要部分：伽利略的理想实验和牛顿第一定律。

第一部分，通过讲述伽利略的理想实验，引导学生理解重力以及自由落体的物理原理。

教材以具体的实验情境为例子，通过引导学生进行观察、实验和思考，激发学生的学习兴趣和求知欲望。

这有助于学生理解科学实验的重要性和不断探索的科学精神。

第二部分，介绍牛顿第一定律，即惯性定律。

通过丰富的示例和实践活动，学生将深入理解物体运动状态的保持，以及外力对物体运动状态的改变。

学生将学会应用牛顿第一定律解释和解决现实生活中的物体运动问题。

四、教学方法（200字）本课采用了多种教学方法，旨在促进学生的主动参与和实践能力的培养。

首先，课前教师可提出一系列问题，激发学生对课题的好奇心，并引导学生展开讨论，激活学生的背景知识，为接下来的学习做好准备。

其次，教师采用问题导入的方式，通过图像、实例等方式引发学生的思考，让学生在思考中发现问题，并通过实验设计与观察，找到问题的答案。

再次，教师引导学生在小组中进行合作学习，共同探讨实验步骤和观察结果，培养学生的团队合作精神。

最后，教师组织课堂讨论和总结，引导学生归纳总结所学内容，巩固知识点，加深理解。

五、教学要点（200字）1.学习伽利略的理想实验方法，明确实验目的、操作步骤和观察结果的关系。

牛顿第一定律基础知识一、牛顿第一定律1、理想实验的魅力（1）两千多年前对力和运动的关系的认识亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因.人们由于观测方法、手段有限，主要凭“直觉+观察”得出这样一个错误结论.（2）伽利略的观点：在水平面上的物体，设想没有摩擦，一旦物体具有某一速度，物体将保持这个速度继续运动下去.①伽利略的理想斜面实验②伽利略的思想方法伽利略用“实验+科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点.2、牛顿物理学的基石——牛顿第一定律牛顿总结了伽利略等人的工作，并提出了三条运动定律，下面是牛顿第一定律： 牛顿第一定律（惯性定律）（1）内容：一切物体总是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：定律前半句话“一切物体总是保持匀速直线运动状态或静止状态”，揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性.因此牛顿第一定律又叫惯性定律.②确定了力的含义：定律的后半句话“直到有外力迫使它改变这种状态为止”，实际上是对力的定义，即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.注：力是改变物体运动状态的原因。

（运动状态指物体的速度）又根据加速度定义：t v a ∆∆=，有速度变化就一定有加速度，所以可以说：力是使物体产生加速度的原因。

（不能说“力是产生速度的原因”、“力是维持速度的原因”，也不能说“力是改变加速度的原因”。

）③定性揭示了力和运动的关系：牛顿第一定律指出物体不受外力作用时的运动规律，它描述的只是一种理想状态，而实际不受外力的物体是不存在的，当物体所受合外力为零时，其效果跟不受外力的作用相同，但是，我们不能把“不受外力作用”理解为“合外力为零”.3、惯性与质量惯性（1）定义：物体的这种保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性.（2）理解：①惯性是物体的固有属性：一切物体都具有属性②惯性与物体的运动状态无关.不管物体处于怎样的运动状态，惯性总是存在的.当物体静止时，它一直想保持这种静止状态；当物体运动时，它一直想那一时刻的速度做匀速直线运动.即在不受力或合外力为零的情况下，惯性表现为保持原来的运动状态.③惯性与是否受力无关，与速度大小无关.（3）惯性与质量质量是惯性大小的量度，而一个物体惯性的大小，则意味着改变物体运动状态的难易程度.思考：请用自己所学习的物理知识解释“船大调头难”这句俗语的道理．解析：“船大”，指船的质量大，“调头难”指改变速度方向难，“船大调头难”说明质量大的物体惯性大，要改变其运动状态需要的力大．试题展示：【例1】科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段．在研究和解决问题过程中，不仅需要相应的知识，还要注意运用科学方法．理想实验有时更能深刻地反映自然规律，伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是实验事实，其余是推论．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．请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列②③①④〔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（ B ）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【例2】下列说法正确的是（D ）A、运动得越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大B、小球在做自由落体运动时，惯性不存在了C、把一个物体竖直向上抛出后，能继续上升，是因为物体仍受到一个向上的推力D、物体的惯性仅与质量有关，质量大的惯性大，质量小的惯性小解析：惯性是物体保持原来运动状态的性质，仅由质量决定，与它的受力状况与运动状况均无关。

第1讲牛顿第一定律、第二定律的理解一、牛顿第一定律1．牛顿第一定律（1）形成：伽利略（理想斜面实验，得出力不是维持物体运动的原因）→牛顿。

(2)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)意义①揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律。

②揭示了力与运动的关系：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，即力是产生加速度的原因。

(3)适用范围：惯性参考系。

2．惯性(1)定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。

(2)惯性的两种表现①物体不受外力作用时，其惯性表现在保持静止或匀速直线运动状态。

②物体受外力作用时，其惯性表现在反抗运动状态的改变。

(3)量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。

(4)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关(选填“有关”或“无关”)。

3.惯性与惯性定律（1）惯性是物体本身的属性（2）质量是物体惯性大小的量度。

（3)外力作用于物体上，物体运动状态改变，但物体的惯性不变。

（4)惯性有大小，惯性定律是牛顿第一定律。

二、牛顿第二定律1.内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。

2.表达式：F＝kma，当F、m、a单位采用国际单位制时k＝ 1 ，F＝ma。

3.适用范围①牛顿第二定律只适用于惯性参考系(相对地面静止或做匀速直线运动的参考系)。

②牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。

3.对牛顿第二定律的理解1）矢量性:α与F 合的方向相同.已知F 合的方向.可推知α的方向, 反之亦然 . 2）瞬时性:α与F 合同时产生,同时变化,同时消失.（见例1）3）相对性:用α=F 合/m 求得的加速度α是相对地面的( 或惯性参照系 ), 4）同体性:α= F 合/m,各量都是属于同一物体的,即研究对象的统一性. 5）独立性:F 合=m α总 F x =ma x, F Y =ma y （见例2） 4.牛顿第一定律与牛顿第二定律关系（1）物体不受外力和物体所受合外力为0是有区别的，所以不能把牛顿第一定律看作牛顿第二定律在时的特例。

课题：§4-1伽利略的理想实验与牛顿第一定律一、教材分析牛顿运动定律是整个力学体系的基石，而牛顿第一定律又是这个“基石”中的“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，直到有外力迫使它改变这种状态为止”。

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。

二、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，配合实验、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。

三、教学重难点1．教学重点：通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律；惯性的理解。

2．教学难点：力和运动的关系；惯性和质量的关系。

四、教学活动设计（一）创设游戏，引入课题吹书游戏将物理书翻开一页，用手拿处书，让一这一页纸竖直下垂，用嘴对这一页纸吹气并观察现象；然后将刚才下垂的一页纸捏在手上，让物理书的剩余部分自由下垂，象开始那样对下垂部分吹气。

高中物理第四章力与运动第一节伽利略的理想实验与牛顿第一定律学案2粤教版必修1[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.明确惯性的概念，会解释有关的惯性现象．一、伽利略的理想实验1．亚里士多德认为：力是维持物体运动的原因．2．伽利略的理想实验：(1)斜面实验：将轨道弯曲成曲线，在轨道的一边释放一颗钢珠，如果不存在摩擦力，钢珠将上升到轨道另一边与原来的释放高度相同的点．减小另一边斜面的倾角，钢珠也应上升到相同高度处，但通过的距离增大，当另一边斜面放平，钢珠将永远运动下去．(2)推理结论：力不是(选填“是”或“不是”)维持物体运动的原因．想一想伽利略的理想实验揭示了什么道理？答案伽利略的实验揭示了物体的运动不需要力来维持．二、牛顿第一定律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，直到有外力迫使它改变这种状态为止，这就是牛顿第一定律．2．惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性．牛顿第一定律又叫做惯性定律．3．任何物体无论处于什么状态，都具有惯性，惯性是物体的固有属性．想一想(1)是不是只有匀速直线运动或静止的物体才具有惯性？(2)有人说“速度越大惯性越大”“受力越小惯性越大”对吗？答案(1)不是；一切物体都具有惯性．物体的惯性与运动状态无关．(2)不对．惯性只与质量大小有关，而与速度大小、受力大小无关.一、对伽利略的理想实验的理解1．关于运动和力的两种对立的观点(1)亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因．这种错误的观点统治了人们的思维近二千年．(2)伽利略的观点(伽利略第一次提出)：物体的运动不需要力来维持，力是改变物体速度的原因．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．例1理想实验有时更能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是推论答案②③①④ B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，得到正确的结论．而②是可靠事实，因此放在第一步，③、①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④.因此正确顺序是②③①④.二、对牛顿第一定律的理解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力是改变物体运动状态的原因，或者说力是产生加速度的原因，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．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，只有大小改变．(物体做直线运动)(2)速度的大小不变，只有方向改变．(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)3．注意：(1)牛顿第一定律所描述的是物体不受外力作用时的状态，与物体所受合外力为零是等效的．(2)牛顿第一定律不是实验定律，它是在理想实验的基础上总结得出的．例2关于牛顿第一定律的理解正确的是( )A．不受外力作用时，物体一定处于静止状态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答案BD解析牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的状态，总保持匀速直线运动状态或静止状态，A错误；牛顿第一定律揭示了力和运动的关系，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，做变速运动，运动状态改变了，一定受到外力作用；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而改变了运动状态，C错误，B、D正确．三、对惯性的理解1．惯性是物体的固有属性．一切物体都具有惯性．2．质量是惯性大小的唯一量度．质量越大，惯性越大．3．惯性大小与物体运动状态无关，与物体受力情况以及地理位置无关．4．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关于惯性，下列说法正确的是( )A．惯性是物体固有的属性，惯性越大的物体，它的运动状态越难改变B．同一物体运动时的惯性大于静止时的惯性C．速度快的汽车很难停下来，是因为速度越大，惯性越大D．各种机床和发电机的底座做得很笨重，并用螺丝固定在地面上，目的是增大惯性答案AD解析惯性是物体固有的属性，惯性越大的物体，保持原来运动状态的性质越强，即它的运动状态越难改变，A正确；质量是惯性大小的唯一量度，惯性大小与运动状态无关，B、C 错误；质量大的物体惯性大，各种机床和发电机的底座做得很笨重，目的是增大惯性，D正确．故选A、D.借题发挥分析有关惯性的问题时，应注意惯性的三个性质：(1)普遍性：一切物体在任何情况下都具有惯性；(2)无关性：惯性与物体的运动状态和受力情况均无关；(3)唯一性：惯性由物体的质量唯一决定．例4如图2所示，在匀速行驶的火车车厢内，有一人从B点正上方相对车厢静止释放一个小球，不计空气阻力，则小球( )图2A．可能落在A处B．一定落在B处C．可能落在C处D．以上都有可能答案 B解析匀速行驶的火车车厢内，相对车厢静止释放一个小球，由于惯性，小球在水平方向保持与车速相同的速度，因此在下落这段时间内，水平位移相等，即落回到B点，故选B.对伽利略的理想实验的理解1．伽利略的理想斜面实验说明( )A．亚里士多德关于运动和力的关系是正确的B．亚里士多德关于运动和力的关系是错误的C．力是维持物体运动的原因D．物体的运动不需要力来维持答案BD解析伽利略的理想实验中斜面放平后，小球将永远运动下去，说明物体的运动不是由力来维持的，故而推翻了亚里士多德的观点，B、D正确．对牛顿第一定律的理解2．关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是( )A．牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上总结出来的B．不受力作用的物体是不存在的，故牛顿第一定律的建立毫无意义C．牛顿第一定律表明，物体只有在不受外力作用时才具有惯性D．牛顿第一定律表明，物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性答案 A解析牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上经过抽象、加工、推理后总结出来的，A正确；虽然不受力作用的物体是不存在的，但是它与物体所受合外力为零是等效的，故牛顿第一定律仍有实际意义，B错误；物体的惯性是物体本身的属性，与物体是否受外力无关，与物体静止还是匀速直线运动无关．C、D错误；故选A.对惯性的理解3．关于惯性的大小，下列说法正确的是( )A．物体的速度越大，其惯性就越大B．物体的质量越大，其惯性就越大C．物体的加速度越大，其惯性就越大D．物体所受的合力越大，其惯性就越大答案 B4．如图3所示，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，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( )图3A．冰壶的速度B．冰壶的质量C．冰壶受到的推力D．冰壶受到的阻力答案 B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量度是质量，故B正确．5．根据牛顿运动定律，以下选项中正确的是( )A．人只有在静止的车厢内，竖直向上高高跳起后，才会落在车厢的原来位置B．人在沿直线匀速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方C．人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方D．人在沿直线减速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方答案 C解析人起跳后，水平方向保持起跳前的速度做匀速直线运动；车速如果不变(静止或匀速)，则人和车水平方向相对静止；车如果加速，人相对滞后，掉入后面；车如果减速，人相对超前，掉在前面．故选C.(时间：60分钟)题组一对伽利略的理想实验的理解1．下列关于对运动的认识不符合．．．物理学史实的是( )A．亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用时才会运动B．伽利略认为力不是维持物体运动的原因C．牛顿认为力的真正效果是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动D．伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某个速度，将保持这个速度继续运动下去答案 C解析亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，有力作用在物体上它就运动，没有力作用时它就静止，A对．伽利略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，他认为水平面上的物体若不受阻力，物体会保持原速度做匀速直线运动，B、D对．牛顿第一定律揭示了力与物体运动的关系，即物体的运动不需要力来维持，力的作用是改变物体的运动状态(速度)，C错．2．16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开始了物理学发展的新纪元．在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是( )A．四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快，这说明，物体受的力越大，速度就越大B．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下；这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”C．两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快D．一个物体维持匀速直线运动，不需要受力答案 D解析亚里士多德的观点：力是使物体运动的原因，有力物体就运动，没有力物体就停止运动，与此观点相反的选项是D.3．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答案BD解析伽利略的理想斜面实验反映了一种物理思想．它是建立在可靠的事实基础上的，它把实验和逻辑推理结合在一起，抓住主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示了自然规律．故选B、D.题组二对牛顿第一定律的理解4．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，可以没有外力作用D．力是改变物体惯性的原因答案 A解析根据牛顿第一定律可得力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动的原因，A正确；惯性是物体固有的属性，跟外界因素无关，即力的存在和消失对惯性没有影响，D错误；力停止作用后，物体将保持静止或者匀速直线运动状态，B错误；物体做变速运动，速度发生变化，则一定存在外力改变物体的运动，C错误．故选A.5．关于力和运动的关系，下列说法中正确的是( )A．物体的速度不断增大，表示物体必受外力的作用B．物体向着某个方向运动，则在这个方向上必受力的作用C．物体的速度大小不变，则其所受的合外力必为零D．物体处于平衡状态，则该物体必不受外力作用答案 A解析当物体速度增大时，运动状态发生了变化，而力是改变运动状态的原因，故物体必受外力作用，A正确；力不是维持物体运动的原因，所以物体向某个方向运动，可以不在此方向上受力的作用，B错误；当物体的速度大小不变时，其速度方向可能发生变化，即运动状态可能变化，合外力不一定为零，C错误；物体处于平衡状态时，所受合外力为零，并不是物体不受外力作用，故D错误．6．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，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．无法判断答案 C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．7.如图1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( )图1A．一定相碰B．一定不相碰C．不一定相碰D．无法确定答案 B解析小车表面光滑，因此小球在水平方向上没有受到外力的作用．原来两个小球与小车具有相同的速度，当车突然停止运动时，由于惯性，两个小球的速度不变，所以不会相碰．8．如图2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( )图2A．沿斜面向下的直线B．竖直向下的直线C．无规则曲线D．抛物线答案 B解析小球原来静止时受重力和支持力作用，其合力为零．当劈形物体A由静止释放，A应沿斜面下滑，故B也将运动，运动状态就要发生改变，但由于惯性，小球原来速度为零，没有水平或其他方向上的速度，而小球又光滑，除竖直方向可以有合力外，其他方向上没有合力，因为力是使物体运动状态改变的原因，故小球只能在竖直方向上运动，在碰到斜面之前，运动轨迹应为一条直线，即竖直向下的直线．题组三对惯性的理解和应用9．关于惯性的理解，下列说法正确的是( )A．物体含的物质越多，惯性越大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．在月球上举重比在地球上容易，所以同一物体在地球上惯性比在月球上大D．乒乓球可以快速抽杀(球接触球板后速度很大)，是因为乒乓球惯性小的缘故答案AD解析质量是指物体所含物质的多少，而质量是物体惯性的唯一量度，质量越大，物体的惯性越大，惯性与物体的速度、所在地理位置无关，A 正确，B 、C 错误；乒乓球可以快速抽杀(球接触球板后速度很大)，运动状态很容易改变，因为它的质量很小，即乒乓球惯性小的缘故，D 正确．10．下列说法中正确的是 ( )A ．运动越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大B ．小球由于受重力的作用而自由下落时，它的惯性就不存在了C ．一个小球被竖直上抛，当抛出后能继续上升，是因为小球受到向上的推力D ．物体的惯性是物体保持匀速直线运动状态或静止状态的一种属性，与物体的速度大小无关答案 D解析 做变速运动的物体速度之所以改变是因为受到了外力，外力迫使它改变运动状态，不是物体失去了惯性．11．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 ．惯性和重力都不变答案 C解析 物体的惯性大小仅与物体的质量有关，因质量是恒量，同一物体的质量与它所在的位置及运动状态无关，所以这个飞行器从地球到月球，其惯性大小不变；物体的重力是个变量，这个飞行器在月球表面上的重力为G 月＝mg 月＝m ·16g 地＝16G 地．故正确选项为C. 12.如图3所示，在沿东西方向直线运动的小车上，放一竖直木块，突然发现木块向西倒，则小车可能的运动情况( )图3A ．向东做匀速运动B ．向东做减速运动C ．向东做加速运动D ．向西做减速运动答案CD解析由牛顿第一定律可知，木块突然向西倒，说明小车具有向东的加速度，由力和运动关系可知，小车可能向东加速或向西减速．所以A、B错误，C、D正确．13．下面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，我们现在已经关闭了火箭上所有推动机，正向月球飞去．”汤姆：“你们关闭了所有推动机，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飞船向前运动吧．”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( )①汤姆问话体现的物理思想是“火箭的运动需要力来维持”②宇航员答话想表达的真实意思是“伽俐略用力推动着火箭向前运动”③宇航员答话想表达的真实意思是“火箭的运动不需要力来维持” ④宇航员的答话想表达的真实意思是“火箭正在依靠惯性飞行”A．①② B．②③④ C．①②④ D．①③④答案 D解析①汤姆说：“你们关闭了所有推动机，那么靠什么力量推动火箭向前运动？”，想表达的真实意思是“火箭的运动需要力来维持”，故①正确；②③④由题意知，宇航员说“大概是伽利略在推动飞船向前运动”，真实意思是根据伽利略的理论，“火箭的运动不需要力来维持”，“火箭正在依靠惯性飞行”，而不是伽俐略用力推动着火箭向前运动，故②错误，③④正确．。

高中物理备考知识清单--运动和力的关系【思维导图】【知识清单】一、牛顿第一定律（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。

（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．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。

3．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抽象和逻辑推理得到的，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。

4．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）惯性与质量物体惯性大小仅与质量有关，质量是物体惯性大小的唯一量度，惯性大小与物体是否运动、运动快慢等因素均无关。