2018高中物理 第四章 牛顿运动定律 4.1 牛顿第一定律学案 新人教版必修1.doc

剖析牛顿第一定律1、 考点突破此部分内容在高考物理中的要求如下：知识点考纲要求题型分值牛顿第一定律理解牛顿第一定律和惯性，并能解决问题选择题26分二、重难点提示重点：理解牛顿第一定律的内容和惯性的概念。难点：处理好力和运动的关系。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. 牛顿第一定律的意义（1）指出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。（2）指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又称为惯性定律。3. 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）量度：质量是物体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。（3）普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关。【重要提示】1. 误认为物体运动状态改变了，惯性就消失了。2. 误认为速度越大，惯性越大。3. 误认为惯性和惯性定律是一回事。4. 惯性参考系和非惯性参考系我们称这种“牛顿定律能够适用的参考系”为惯性参考系。例如当我们以做变速运动的起重机为参考系时，则不能直接应用牛顿定律来处理问题，我们称这种系统为非惯性参考系。例题1 关于伽利略的理想实验，下列说法中正确的是（ ）A. 这个实验实际上是永远无法实现的B. 只要接触面足够光滑，物体在水平面上就能匀速运动下去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事实基础上的思路分析：伽利略的理想实验是建立在可靠的事实基础上，进行科学、合理的推理而得出的结论，但是摩擦力永远无法消除，平板或导轨也不可能做得无限长，因而无法用实验直接验证。正确选项为A、D。答案：AD例题2 下列关于牛顿第一定律以及惯性概念的说法中，正确的是（）A. 牛顿第一定律说明，只有不受外力的物体才保持匀速直线运动状态或静止状态B. 物体运动状态发生变化则物体一定受到力的作用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，但物体的运动速度越大时，其惯性也越大思路分析：当物体所受的合力为零时，物体也可以处于匀速直线运动状态或静止状态，故A项错误；由牛顿第一定律可知，力是改变物体运动状态的原因，故B项正确；惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，惯性定律（即牛顿第一定律）则反映物体在一定条件下的运动规律，C项错误；虽然物体的运动不需要力来维持，但物体的惯性与运动速度大小无关，D项错误。答案：B 例题3 在水平路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗。现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图所示，则关于小车的运动情况，下列叙述正确的是（）A. 小车匀速向左运动 B. 小车可能突然向左加速 C. 小车可能突然向左减速 D. 小车可能突然向右减速思路分析：原来水和小车相对静止以共同速度运动，水突然向右洒出有两种可能：原来小车向左运动，突然加速，碗中水由于惯性保持原速度不变，故相对碗向右洒出。原来小车向右运动，突然减速，碗中水由于惯性保持原速度不变，相对碗向右洒出，故B、D正确。答案：BD 【高频疑点】 对牛顿第一定律的理解1. 导出了惯性的概念一切物体都具有保持原有运动状态的性质，这就是惯性。（1）惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。惯性大小的唯一量度是物体的质量，物体的质量越大，惯性就越大，运动状态就越难改变。惯性与物体是否受力、怎样受力无关，与物体是否运动、怎样运动无关，与物体所处的地理位置无关。（2）惯性不是一种力。惯性大小反映了改变物体运动状态的难易程度，物体的惯性越大，它的运动状态就越难以改变。（3）外力作用于物体上能使物体的运动状态改变，但不能认为克服或改变了物体的惯性。2. 揭示力的本质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：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。3. 牛顿第一定律描述的是理想化状态牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态，而不受外力的物体是不存在的。物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的，所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在F0时的特例。【针对训练】下列关于力、运动状态及惯性的说法，正确的是（）A. 牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因B. 笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献C. 一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”D. 牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动E. 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，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去F. 车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大思路分析：经过了漫长的思考，人们才形成了关于运动和力的正确关系的认识，所以高考中时有对此点物理学史的考查，及关于运动和力关系的正确认识的考查，复习时既要掌握人类认识的过程，又要真正理解“力不是维持物体运动的原因”。A项中，最早提出力不是维持物体运动的原因的人是伽利略，牛顿是根据伽利略斜面实验的思想，建立了牛顿第一定律；B项中，笛卡尔研究了力与运动的关系，为牛顿第一定律的建立做出了贡献，正确；C项中，一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，本身这个说法就是错误的，不符合牛顿第一定律的描述；D项中，牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动，这是牛顿第一定律和牛顿第二定律所揭示的力与运动的关系，正确；E项的说法符合伽利略理想实验，正确；F项中，刹车的长度与惯性没有关系，与车的动能有关。答案：BDE【方法提炼】 用惯性解释运动现象的思路日常生活中有很多与惯性相关的运动现象，如人乘车时的前倾后仰、跑步时的跌跟头、用铁锤钉钉子等，运用惯性知识解释这些现象的思路是：（1）明确要研究的是哪个物体或物体的哪一部分，它原来处于什么运动状态。（2）确定外力作用在此物体的什么位置，物体在此位置的运动状态发生了怎样的变化。（3）由于惯性的原因，物体上没受力的部分保持原运动状态。【满分训练】就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. 射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性小了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. 摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到行驶目的思路分析：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，原因是功率变大了，但惯性不变，选项A错；射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，原因是子弹具有的动能过小，但惯性不变，选项B错；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，列车的质量改变了，当然它的惯性也就改变了，选项C正确；摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，调控人和车的重心位置，但整体的惯性不变，选项D错。答案：C