2022年高中物理《4-1 牛頓第一定律》學(xué)案 新人教版必修1

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1、2022年高中物理《4-1 牛頓第一定律》學(xué)案 新人教版必修1 一、理想實(shí)驗(yàn)的魅力. 1.亞里士多德的觀點(diǎn) 必須有力作用在物體上，物體才能 ；沒有力的作用，物體就要 2.伽利略的觀點(diǎn) 力不是 物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是 物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因. 3.笛卡爾的觀點(diǎn) 如果運(yùn)動(dòng)中的物體沒有受到 ，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動(dòng)，既不停下來(lái)也不偏離原來(lái)的方向. 二、慣性定律 1.牛頓第一定律 一切物體總保持 狀態(tài)或 狀態(tài)，除非

2、作用在它上面的力迫使它 這種狀態(tài)，也叫慣性定律. 2.運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 如果物體速度的 或 改變了，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就發(fā)生了改變；如果物體做 運(yùn)動(dòng)或 ，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就沒發(fā)生改變. 三、慣性與質(zhì)量 1.慣性 物體保持原來(lái) 狀態(tài)或 狀態(tài)不變的性質(zhì). 2.慣性的量度 (1) 是物體慣性大小的惟一量度. (2)質(zhì)量只有大小，沒有 ，是標(biāo)量，符號(hào)是m,國(guó)際單位制中，質(zhì)量的單位是

3、 ，符號(hào)為 . 【課堂互動(dòng)探究】 對(duì)牛頓第一定律的理解 1.牛頓第一定律的意義 （1）牛頓第一定律揭示了一切物體都具有保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)——慣性. （2）牛頓第一定律正確揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，糾正了力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，明確指出了力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因. 2．運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的三種情況 （1）速度的方向不變，只有大小改變.（物體作直線運(yùn)動(dòng)） （2）速度的大小不變，只有方向改變.（物體做曲線運(yùn)動(dòng)） （3）速度的大小和方向同時(shí)發(fā)生改變.（物體做曲線運(yùn)動(dòng)） 特別提醒： （1）牛頓第一定律所描述的是物體不受外力作用時(shí)的狀態(tài)，

4、與物體所受合外力為零是等效的. （2）牛頓第一定律不是實(shí)驗(yàn)定律，它是在理想實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)得出的. （3）牛頓第一定律只適用于慣性參考系中的運(yùn)動(dòng)，在非慣性參考系中不適用. 【變式訓(xùn)練】關(guān)于牛頓第一定律的下列說(shuō)法中,正確的是（　） A.牛頓第一定律是實(shí)驗(yàn)定律 B.牛頓第一定律說(shuō)明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 C.慣性定律與慣性的實(shí)質(zhì)是相同的 D.物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持 二、對(duì)慣性的理解及應(yīng)用 1.慣性與質(zhì)量的關(guān)系 （1）慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性. （2）質(zhì)量是物體慣性大小的惟一量度，質(zhì)量越大，慣性越大. 2.慣性與力的關(guān)系 （1）慣性不是

5、力，而是物體本身固有的一種性質(zhì)，因此說(shuō)“物體受到了慣性作用”、“產(chǎn)生了慣性”、“受到慣性力”等都是錯(cuò)誤的. （2）力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，慣性是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.力越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越易改變；慣性越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變. （3）慣性與物體的受力情況無(wú)關(guān). 特別提醒： （1）在不受力（或合外力為零）的條件下，慣性表現(xiàn)為保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài). （2）在受力條件下，慣性表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度. （3）慣性參考系是指以相對(duì)地面靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物體作為參考系，簡(jiǎn)稱慣性系. 3.慣性與速度的關(guān)系 （1）速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，慣性是物體本身固有的性質(zhì). （2）一

6、切物體都有慣性，和物體是否有速度及速度的大小均無(wú)關(guān). 4.慣性與慣性定律 （1）慣性不是慣性定律，慣性沒有條件限制，是物體的一種固有屬性. （2）慣性定律是物體不受外力作用時(shí)物體運(yùn)動(dòng)所遵守的一條規(guī)律. 【典例2】下列關(guān)于慣性的說(shuō)法中，正確的是 ( ) A.人走路時(shí)沒有慣性，被絆倒時(shí)有慣性 B.百米賽跑到終點(diǎn)時(shí)不能立即停下來(lái)是由于慣性，停下來(lái)時(shí)就沒有慣性了 C.物體沒有受外力作用時(shí)有慣性，受外力作用后慣性被克服了 D.物體的慣性與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及受力情況均無(wú)關(guān) 【審題指導(dǎo)】注意慣性是物體的固有屬性，與其它因素?zé)o關(guān). 一切物體在任何情況下都有慣性，即物體具有慣性是不需要條件

7、的.不要以為只有靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體才具有慣性，變速運(yùn)動(dòng)的物體沒有慣性，或者誤以為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變了，慣性也改變了.物體慣性的有無(wú)、慣性的大小與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，與物體的受力情況無(wú)關(guān). 【自主解答】 【變式訓(xùn)練】關(guān)于慣性,下列說(shuō)法中正確的是（ ） A.受力越大的物體慣性越大 B.速度越大的物體慣性越大 C.已知月球上的重力加速度是地球上的1/6,故一個(gè)物體從地球移到月球慣性減小為1/6 D.質(zhì)量越大的物體慣性越大 【典例3】如圖所示,在一輛表面光滑的足夠長(zhǎng)的小車上,有質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)小球（m1＞m2）,兩個(gè)小球原來(lái)隨車一起運(yùn)動(dòng),當(dāng)車突然停止時(shí),如不考慮其他

8、阻力,則兩個(gè)小球（ ） A.一定相碰 B.一定不相碰 C.不一定相碰 D.無(wú)法確定 【審題指導(dǎo)】當(dāng)車突然停止時(shí)，應(yīng)注意分析兩球水平方向的受力情況，并利用牛頓第一定律確定兩球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài). 【自主解答】 【變式訓(xùn)練】 我國(guó)公安部規(guī)定各種小型車輛的駕駛員和前排的乘客都應(yīng)在胸前系上安全帶，這主要是為防止下列哪種情況可能帶來(lái)的危害（ ） A.倒車 B.緊急剎車 C.突然起動(dòng) D.車速太慢 【基礎(chǔ)知識(shí)達(dá)標(biāo)】 1．關(guān)于牛頓第一定律的下列說(shuō)法正確的是（ ） A.牛頓第一定律是科

9、學(xué)家憑空想象出來(lái)的，沒有實(shí)驗(yàn)依據(jù) B.慣性定律與慣性實(shí)質(zhì)是相同的 C.物體不受外力作用時(shí)，一定處于靜止?fàn)顟B(tài) D.物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，必定受到外力的作用 2．關(guān)于慣性，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A．速度大的物體不能很快地停下來(lái)，是因?yàn)槲矬w速度越大，慣性越大 B．小球在做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，沒有慣性 C．乒乓球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變，是因?yàn)槠古仪驊T性較小的緣故 D．物體受到的外力越大，其慣性越小，受到的外力越小，慣性越大 3. 下列說(shuō)法正確的是（ ） A.物體處于靜止時(shí)才有慣性 B.物體只受到一個(gè)力的作用，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定改變 C.沒有力的推動(dòng)作用，小車就不能運(yùn)

10、動(dòng)　　 D.汽車的速度越大則慣性越大 4．關(guān)于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與所受外力的關(guān)系，下面說(shuō)法中正確的是（ ） A.物體受到恒定的力作用時(shí)，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不發(fā)生改變 B.物體受到不為零的合力作用時(shí)，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)要發(fā)生改變 C.物體受到的合力為零時(shí)，它一定處于靜止?fàn)顟B(tài) D.物體的運(yùn)動(dòng)方向與它所受的合力的方向可能相同 5．下列運(yùn)動(dòng)中，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的是（ ） A.勻速直線運(yùn)動(dòng) B.勻加速直線運(yùn)動(dòng) C.勻減速直線運(yùn)動(dòng) D.自由落體運(yùn)動(dòng) 【知能鞏固作業(yè)】 1．根據(jù)牛頓第一定律，以下選項(xiàng)中正確的是（ ） A.加速運(yùn)動(dòng)的物體沒有慣性 B.物體運(yùn)動(dòng)得

11、快慢決定慣性的大小 C.力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因 D.力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 2．下列說(shuō)法中不正確的是（ ） A.亞里士多德認(rèn)為物體的自然狀態(tài)是靜止的,只有當(dāng)它受到力的作用時(shí)才會(huì)運(yùn)動(dòng) B.伽利略認(rèn)為力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因 C.牛頓認(rèn)為力的真正效果是改變物體的速度,而不僅僅是使之運(yùn)動(dòng) D.伽利略根據(jù)理想實(shí)驗(yàn)推論出,如果沒有摩擦,在水平面上的物體,一旦具有某一個(gè)速度,將保持這個(gè)速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去 3. 物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變了，不可能發(fā)生的是（ ） A.速率不變 B.速度不變 C.慣性大小隨之變化 D.物體未受任何力 4．關(guān)于

12、力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是 （ ） A.物體不受任何力作用時(shí)，一定保持靜止 B.物體不受任何外力作用時(shí)，一定保持勻速直線運(yùn)動(dòng) C.物體做曲線運(yùn)動(dòng)，一定受到了力的作用 D.物體受到力的作用時(shí)，物體才能向前運(yùn)動(dòng)　 5. 如圖所示，正在向右行駛的火車車廂內(nèi),有一人相對(duì)車廂靜止釋放一小球,則小球會(huì)落在（ ） A.可能落在A處 B.可能落在B處 C.可能落在C處 D.以上都有可能 6. 關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變，下列說(shuō)法不正確的是（ ） A.物體加速度為零，則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變 B.只要速度大小和方向二者中有一個(gè)發(fā)生變化，或者二者都變化，都叫運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化

13、 C.物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變就一定受到力的作用 D.物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變就是指物體的加速度在改變 第1節(jié) 牛頓第一定律 【課前基礎(chǔ)梳理】 一．1．運(yùn)動(dòng) 靜止 2.維持 改變 3.力的作用 二、1.勻速直線運(yùn)動(dòng) 靜止 改變 2.大小 方向 勻速直線 靜止 三、1.靜止 勻速直線運(yùn)動(dòng) 2.質(zhì)量 方向 千克 kg 【課堂互動(dòng)探究】 【典例1】選A、B、D. 牛頓第一定律描述的是物體不受外力作用時(shí)的狀態(tài)，總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)不變，A、B正確；牛頓第一定律還揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體

14、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，在水平地面上滑動(dòng)的木塊最終停下來(lái)，是由于摩擦阻力的作用而改變了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，飛跑的運(yùn)動(dòng)員，遇到障礙而被絆倒，是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔枚淖兞诉\(yùn)動(dòng)狀態(tài)，C錯(cuò)誤，D正確. 【變式訓(xùn)練】【解析】選B、D.牛頓第一定律強(qiáng)調(diào)了物體在不受力的情況下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,也說(shuō)明了在受力時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變,但自然界中不受力的物體是不存在的,故A錯(cuò)誤;慣性是物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的一種性質(zhì),慣性定律（即牛頓第一定律）則反映物體在一定條件下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,故C錯(cuò)誤;由牛頓第一定律可知,物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持,但要改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),則必須有力的作用,B、D正確. 【典例2】選D.慣性是物體的固有屬性，物體在任何情

15、況下都有慣性，且慣性的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及受力情況均無(wú)關(guān)，它僅取決于物體的質(zhì)量大小，因此A、B、C錯(cuò)誤，D正確. 【變式訓(xùn)練】選D.慣性是物體的固有屬性,物體慣性的大小與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和受力情況無(wú)關(guān),A、B錯(cuò)誤；物體的慣性大小由其質(zhì)量大小決定,與其他因素?zé)o關(guān),C錯(cuò)誤,D正確. 【典例3】選B.原來(lái)兩小球與車具有相同的速度,車突然停止后,兩球在水平方向均不受力,據(jù)牛頓第一定律知,兩球的速度均不變,即兩球仍以原來(lái)的速度向前做勻速直線運(yùn)動(dòng),兩球間的距離不變,一定不會(huì)發(fā)生碰撞,故B正確. 【變式訓(xùn)練】選B.汽車突然剎車時(shí),乘客的下半身隨著汽車座椅速度的減小而減小,而乘客的上半身由于其慣性的影響仍以

16、原速度向前運(yùn)動(dòng),乘客向前方傾倒,故乘客應(yīng)在胸前系上安全帶,防止因慣性對(duì)人體帶來(lái)的危害，B正確. .【基礎(chǔ)知識(shí)達(dá)標(biāo)】 1.【解析】選D.牛頓第一定律是牛頓在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)和結(jié)論的基礎(chǔ)上得出的，雖不是由實(shí)驗(yàn)得出的定律，但也不是科學(xué)家憑空想出來(lái)的，A錯(cuò)誤；慣性定律是說(shuō)物體不受外力作用時(shí)所遵循的規(guī)律，而慣性是無(wú)論物體受不受外力，物體總具有的一種性質(zhì)，它們的實(shí)質(zhì)不同，B錯(cuò)誤；由牛頓第一定律知，物體不受外力作用時(shí)總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，C錯(cuò)誤；力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，D正確. 2【解析】選C.物體的慣性僅由其質(zhì)量決定，一切物體都有慣性，與它是否受力及運(yùn)動(dòng)情況均無(wú)關(guān)，A、B、D錯(cuò)誤；乒乓球

17、的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變，是因?yàn)槠滟|(zhì)量小慣性小的緣故，C正確. 【知能鞏固作業(yè)】 1.【解析】選D.物體的慣性大小只與其質(zhì)量大小有關(guān)，與它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，A、B錯(cuò)誤；物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持，而是力能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，C錯(cuò)誤，D正確. 2.【解析】選C.亞里士多德認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,有力作用在物體上它就運(yùn)動(dòng),沒有力作用時(shí)它就靜止,A正確；伽利略認(rèn)為力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,他認(rèn)為水平面上的物體若不受摩擦力,物體會(huì)保持原速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),B、D正確；牛頓第一定律揭示了力與物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,即物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持,力的作用是改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（速度）,C錯(cuò)

18、誤. 3.【解析】選B、C、D.物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是用速度來(lái)描述的，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變了，則物體的速度一定改變了，但有可能速度大小不變，而方向改變，故A可能發(fā)生，B不可能發(fā)生；物體的慣性大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，只由質(zhì)量決定，質(zhì)量不變則慣性不會(huì)發(fā)生變化，C不可能發(fā)生；力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變了，必定受到力的作用，D不可能發(fā)生；因此選B、C、D 4.【解析】選C. 根據(jù)牛頓第一定律，力的作用效果是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如果物體不受任何外力，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是不會(huì)改變的，也就是保持原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，原來(lái)是靜止的仍保持靜止，原來(lái)運(yùn)動(dòng)的就保持勻速直線運(yùn)動(dòng)， A、B錯(cuò)誤；物體運(yùn)動(dòng)是不需要力來(lái)維持

19、的，D錯(cuò)誤；物體做曲線運(yùn)動(dòng)，速度方向發(fā)生了變化，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變，一定受到了力的作用，C正確． 5.【解析】選D.正在行駛的火車怎樣運(yùn)動(dòng)未知，可能加速、勻速、減速，由于慣性火車、小球保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，所以小球落在A、B、C處都有可能，D正確. 6.【解析】選D.加速度為零，說(shuō)明物體速度不變，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，A正確；速度是矢量，速度的變化要從大小、方向兩方面去考慮，B正確；物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化，一定有力的作用，物體也一定有加速度，但無(wú)法知道加速度是否在改變，所以C正確，D不正確. 7.【解析】選B.選項(xiàng)A、C、D所講述的現(xiàn)象，都可由慣性知識(shí)即物體要保持原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)解釋，都屬于慣性現(xiàn)象，選項(xiàng)B所講述的現(xiàn)象則是由于石塊要受重力作用的緣故，無(wú)論向那個(gè)方向拋出，由于重力作用，最后都要落回地面，屬于力的作用，使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的事例，故B正確. 8.【解析】選B、D.如果小車正在向左勻速運(yùn)動(dòng)，突然加速，則碗中的水由于慣性仍保持原有的速度，就會(huì)向右灑出，故B正確；如果小車正向右勻速運(yùn)動(dòng)，突然減速，則碗中的水由于慣性仍保持原來(lái)的速度，就會(huì)向右灑出.故D正確.