资源描述
牛顿运动定律（一）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。(难点)4. 理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。(难点)【知识网络预览】一、理想实验的魅力1. 伽利略理想实验：小球沿斜面由静止滚下，再滚上另一斜面，如不计摩擦小球将滚到原 处，减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍达到 高度，但要滚得更远。若将斜面放平后，球将永远滚动下去。2. 伽利略通过“理想实验”和科学推理，得出的结论是：力不是 物体运动的原因。3. 想一想伽利略在理想实验中，将斜面放平后，真正观察到小球以恒定的速度运动下去了吗？二、牛顿第一定律：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迫使它改变这种状态，它又叫惯性定律。2. 运动状态：如果物体速度的 或 改变了，它的运动状态就发生了改变；如果物体做 运动或 ，它的运动状态就没发生改变。3. 只要有力作用在物体上，物体的运动状态就会改变吗？三、惯性与质量1. 惯性：物体具有保持原来 状态或静止状态的性质。2. 物体惯性大小的唯一量度是物体的 。3. 想一想锤头松了，把锤柄的一端在凳子上撞击几下，锤头就套紧了，为什么？试解释其中的原因。答案 一、1. 高度 同一 2. 维持 3. 在当时伽利略的实验中不可能真正观察到“无摩擦力作用时小球以恒定的速度运动下去”，因为摩擦力不可能完全消除，水平面也不可能造得无限长。二、1. 匀速直线运动 静止 2. 大小 方向 匀速直线 静止 3. 只有当作用在物体上的合力不为零时，物体的运动状态才会发生改变。三、1. 匀速直线运动 2. 质量 3.锤与柄原来都处于运动状态，柄撞在凳子上受到阻力作用，改变了它的运动状态，就停止了运动，锤头由于惯性仍保持原来的运动状态，这样锤头就继续向前运动紧套在锤柄上了。知识点一 对牛顿第一定律的理解 1. 牛顿第一定律正确揭示了力和运动的关系，纠正了长期形成的“力是维持物体运动的原因”的错误观点，明确指出了力是改变物体运动状态的原因。2. 牛顿第一定律揭示了物体都有保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质惯性。3. 牛顿第一定律是由理想实验加以科学推理得到的，但是，由它得出的结论，都经历了广泛、严谨的事实的检验。4. 牛顿第一定律是自然界中的普遍规律，“一切物体”是指宇宙中所有物体，不论物体是固体、液体还是气体。5. 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。(物体做匀速曲线运动)(3) 速度的大小和方向同时发生改变。(物体做变速曲线运动)【名师点睛】1. 应用牛顿第一定律分析实际问题时，要把生活感受和理论联系起来深刻认识力和运动的关系，正确理解力不是维持物体运动的原因，克服生活中一些错误的直观印象，建立正确的思维习惯。2. 如果物体的运动状态发生改变，则物体必然受到不为零的合外力作用。因此判断物体的运动状态是否改变，以及如何改变，应分析物体的受力情况。3. 牛顿第一定律不是从实验中直接得出的，它是在大量实验基础上通过进一步的科学推理得到的。由于这个通过进一步科学推理得出的科学推论经受住了实践的检验，虽然无法直接验证，但仍具有科学意义。4. 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。5. 牛顿第一定律只适用于惯性参考系中的运动，在非惯性参考系中不适用。6. 牛顿第一定律巧应用 (1) 由“因”索“果”：在判断力与运动之间的关系时，一定要把握准牛顿第一定律的含义，即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。(2) 由“果”索“因”：如果物体的运动状态发生改变，则物体必然受到不为零的合外力的作用，所以判断物体的运动状态是否改变以及如何改变，应分析物体的受力情况。(3) 应用步骤：应用牛顿第一定律解释有关现象时，一要看物体原来的运动状态，二要看物体现在的受力情况及所受合力是否为零，最后判断由于物体具有惯性将会出现的现象。知识点一 对牛顿第一定律的理解 【典例探究】【典例1】关于牛顿第一定律，下面说法中正确的是()A. 牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律B. 牛顿第一定律就是惯性C. 不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性D. 运动的物体状态发生变化时，物体必定受到外力的作用【审题指导】解答该题时应把握牛顿第一定律的三层含义：(1) 不受外力时物体的运动状态。(2) 受外力时物体的运动状态。(3) 一切物体都有惯性。【典例2】 (多选) 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的作用时的运动规律 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 【典例3】 由牛顿第一定律可知( )A. 物体的运动状态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. 力可以改变物体的惯性大小【典例4】 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 知识点二 对惯性概念的理解 1. 惯性与质量的关系 (1) 惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。(2) 惯性与物体受力情况、运动情况及地理位置均无关。(3) 质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大。 2. 惯性与力的关系 (1) 惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此说“物体受到了惯性作用”、“产生了惯性”，“受到惯性力”等都是错误的。(2) 力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动状态的原因。力越大，运动状态越易改变；惯性越大，运动状态越难改变。(3) 惯性与物体的受力情况无关 3. 惯性与速度的关系 (1) 速度是表示物体运动快慢的物理量，是矢量，惯性是物体本身固有的性质，其大小仅由物体质量决定。(2) 一切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大小均无关。4. 惯性与惯性定律的关系 (1) 惯性不是惯性定律，惯性没有条件限制，是物体的一种固有属性。(2) 惯性定律是物体不受外力作用时物体运动所遵守的一条规律。【名师点睛】1. 在不受力(或合外力为零)的条件下，惯性表现为保持原来的运动状态。2. 在受力条件下，惯性表现为运动状态改变的难易程度。3. 利用惯性解释现象的方法(1) 明确研究的物体原来处于怎样的运动状态。(2) 当外力作用在该物体的某一部分(或外力作用在与该物体有关联的其他物体上)时，这一部分的运动状态的变化情况。(3) 该物体由于惯性保持怎样的运动状态，判断最后会出现什么现象。知识点二 对惯性概念的理解 【典例5】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 【典例6】下列关于惯性的说法中,正确的是() A. 物体只有在突然运动或突然停止时才有惯性 B. 物体的质量越大或速度越大,其惯性也就越大 C. 在太空中飞行的航天飞机内的物体,其惯性消失 D. 惯性是物体的属性,与物体是否受力和运动状态无关 答案与解析1.【答案】ACD【解析】 牛顿第一定律又叫惯性定律，但不能说惯性定律就是惯性。惯性是指一切物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，它是物体的固有性质，惯性大小仅由物体的质量决定，与物体是否受力及物体的运动状态无关。而惯性定律指物体在不受外力作用(合外力为零)的条件下所遵守的运动规律，它指出了力是改变物体运动状态的原因，而不是产生或维持物体运动的原因。总之，惯性和惯性定律是两个不同的概念，但惯性定律揭示出物体具有惯性。故选A、C、D。2.【答案】ABD 3.【答案】AC【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，选项A正确。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，选项B错误、选项C正确。惯性是物体的固有属性，力不能改变物体的惯性大小，选项D错误。4.【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,故A项正确;物体向某个方向运动,可以不在此方向上受力的作用,故B项错误;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,故C项错误;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项错误。 5.【答案】C【解析】 物体的惯性大小由质量惟一决定，与物体的速度无关，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，因此仍落在车上原处，D错误.故正确答案为C。6.【答案】D【解析】 物体的惯性是物体的固有属性,只与物体的质量有关,与物体的位置、是否受力和运动状态无关。故选项A、B、C错误,选项D正确。
展开阅读全文