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2018-2019学年(人教版)必修一:第四章1牛顿第一定律

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第四章    牛顿运动定律
                             1                                            牛顿第一定律 


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      学  习   目   标             重   点  难   点
1.知道伽利略的理想实验及其            重点   1.伽利略的理想实验. 
主要推理过程和推论,知道理                  2.理解力和运动的关系.
想实验是科学研究的重要方法.                 3.对牛顿第一定律和惯
2.理解牛顿第一定律的内容及                 性的正确理解及应用.
意义;理解力和运动的关系,             难点
知道物体的运动不需要力来维
                                力和运动的关系
持.                             1.            . 
                                惯性和质量的关系,
3.理解惯性的概念,知道质量                 2.
是惯性大小的量度;会用惯性                  惯性和速度的关系.
解释一些现象.

                                     www.gzjxw.net
     代表人物 知识点一                                     理想实验的魅力主要观点                         
  提炼知识                          必须有力作用在物体上,物体才

1.亚里士多德人类对运动与力的关系的认识历程.         能运动;没有力的作用, 物体就
                                要停止 

      
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                                                      力不是维持物体运动的原因,而是改变
  伽利略 
                                                      物体运动状态的原因 
                                                      如果运动中的物体没有受到力的作用,

  笛卡儿                                                 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 

               


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                            2.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高度处,减小第
二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍达到同一高度,

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:力不是维持物体运动的原因. 


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                                   判断正误 

                             1.必须有力作用在物体上,物体才会运动.(×) 
                             2.力不是使物体运动的原因,而是使物体运动状态
改变的原因.(√) 
                             3.伽利略的理想实验是不科学的假想实验.(×) 


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                                          小试身手 
                             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 


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                                                         知识点二                                牛顿第一定律 

                 提炼知识 

              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,除非作用在它上面的力迫使它改变这种

状态.牛顿第一定律又叫惯性定律.2.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. 

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                                  判断正误 

                            1.任何物体只要运动状态不变,它一定不受外力作
用.(×) 
                            2.如果物体的运动状态发生了改变,物体必受到了
不为零的合外力.(√) 
                            3.牛顿第一定律是理论推导出来的.(×) 


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      小试身手 

2.物体“运动状态”发生了改变,是指(  ) 
A.物体的位置发生了改变 
B.物体速度大小或速度方向发生了变化 
C.物体加速度大小或加速度方向发生了变化 
D.物体位移大小或位移方向发生了变化 


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          解析:物体“运动状态”发生了改变,是指物体速度

大小或速度方向发生了变化,故选                                                                   B. 

          答案:B 


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                                                                                                                      知识点三                                                                    惯性与质量 

                                  提炼知识 

                            1.惯性: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.物体惯性大小的唯一量度是物体的质量. 


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                                   判断正误 

                             1.惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯
性.(√) 
                             2.物体运动的速度越大,惯性越大.(×) 
                             3.力无法改变物体的惯性.(√) 


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                                          小试身手 

                             3.下列关于惯性的说法中,正确的是(  ) 

                             A.一同学看见某人用手推静止的车,却没有推动,

于是说:是因为这辆车惯性太大的缘故 

                             B.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 


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                             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.公交汽车在启动时,乘客都要向后倾,这是乘客

具有惯性的缘故 
                             答案:D 


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                                   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? 

                                   提示:不是.车之所以会停下来是因为受到阻力的作
                                                                                                                    拓展一                                                                  牛顿第一定律的理解 

用. 


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            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. 

            提示:如果没有摩擦阻力,水平面上运动的物体将保

            理想实验再现:如图甲所示,让小球沿一个斜面由静
持这个速度永远运动下去. 
止滚下,小球将滚上另一个斜面.如果没有摩擦,小球将

上升到原来的高度. 

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                            如果减小第二个斜面的倾斜角度,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斜角度,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,而将沿水平面

以恒定的速度永远运动下去. 


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                             1.牛顿第一定律的意义. 
                             (1)牛顿第一定律揭示了一切物体都具有保持原来的
匀速直线运动状态或静止状态的性质——惯性. 
                             (2)牛顿第一定律正确揭示了力和运动的关系,纠正
了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. 


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                             2.运动状态变化的三种情况. 
                             (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.(物体做匀速圆
周运动) 
                             (3)速度的大小和方向同时发生改变.(物体做曲线运
动) 


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            特别说明                        由于物体总要受到外力的作用,所以牛

顿第一定律是不能用实验验证的,只能靠思维的逻辑推

理. 


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                              【典例                                             1】                                   (多选)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 
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                            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. 


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                             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. 

                             答案:ACD 


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                            1.(多选)下列说法正确的是(  ) 
                            A.由牛顿第一定律可知,物体在任何情况下始终处
于静止或匀速直线运动状态 
                            B.伽利略的理想斜面实验证明了力不是物体维持运
动的原因 
                            C.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动
规律,因此物体只在不受外力时才有惯性 


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                             D.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 

                             解析:牛顿第一定律揭示了两方面问题:①物体在任

何时候都有惯性,故                                                                                                                              C                错误.不受力时惯性表现为物体

处于静止状态或匀速直线运动状态,故                                                                                                                                                                                                                                      A             错误. 


                                   www.gzjxw.net
          ②揭示了力和运动的关系,即力是改变物体运动状态

的原因,所以                           B、D           正确.故选                        BD. 

          答案:BD 


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                             2.(多选)下面的说法中正确的是(  ) 

                             A.在水平路面上用力推车,车才前进,人停止推车,

车就会逐渐停下来 

                             B.力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,

物体就不能运动 

                             C.地面上滑行的物体会停下来,是由于与地面有摩

擦力的作用 


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                            D.物体以一定的初速度在不同的水平地面上滑行,

摩擦力越小,滑行的距离越大 

                            解析:用力推车、车才前进,力改变了车的运动状

态,人停止推车,车就会在摩擦力的作用下逐渐停下来,

所以                               A              正确;由于物体的运动并不需要力来维持,故                                                                                                                                                                                                                                                                              B
错误;滑行的物体停下来的原因是摩擦力改变了物体的

运动状态,C                                                                               正确; 


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            摩擦力越小,对运动状态改变的效果就越不明显,故

滑行的距离就越大,D                                                正确. 

            答案:ACD 


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                            1.在路上跑的人被绊倒时是向前趴着倒下,而慢走
的人滑倒时,则大多数是向后仰着摔倒,试论述其原因. 

                            提示:这是因为人在跑的时候人的重心在人的整体的

前方,当人的脚遇到障碍物之后,由于惯性的原因使其上

半身继续向前运动,容易向前趴;而慢走的人由于重心在

                                                                                                                            拓展二                                                      惯性的理解 

整个身体的后面,所以经常后仰着摔倒. 


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                            2.沪杭高铁的列车最高速度可以达到                                                                                                                                                                                                                                400                      多千米每
小时,是世界上跑得最快的火车,火车速度快了,惯性

大了,刹车也困难了,你认为这种说法正确吗? 

                            提示:这种说法是错误的,惯性是物体的固有属性,

火车提速后,其质量不变,惯性也不变. 


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                            1.惯性与质量. 
                            (1)惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性. 
                            (2)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. 
                            (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. 


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           (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. 


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                             3.惯性与速度. 
                             (1)速度是表示物体运动快慢的物理量,惯性是物体
本身固有的性质. 
                             (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. 


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                             4.惯性与惯性定律. 
                             (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. 


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                             [典例❷]                                                          以下是课本中四幅插图,关于这四幅插图

下列说法正确的是(  ) 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                        
                                        甲                                                                                                                    乙                                             丙                                                                   丁 

                             A.甲图中,赛车的质量不是很大,却安装着强劲的

发动机,可以获得很大的惯性 


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                             B.乙图中,高大的桥要造很长的引桥,从而减小桥

面的坡度,目的是增加车辆重力垂直桥面方向的分力,保

证行车方便与安全 

                             C.丙图中,传送带靠静摩擦力把货物送到高处 

                             D.丁图中,汽车轮胎的花纹不同会影响轮胎受到的

摩擦力.地面与轮胎间的摩擦力越大汽车越容易启动,

但是刹车越困难 


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                             解析:甲图中,惯性的大小只与物体的质量有关,

与力没有关系,故                                                                                                               A              错误;乙图中,高大的桥要造很长

的引桥,从而减小桥面的坡度,这样可以减小车辆重力

沿桥面方向的分力,保证行车方便与安全,故                                                                                                                                                                                                                                                                              B              错误;

丙图中,传送带靠静摩擦力把货物送到高处,故                                                                                                                                                                                                                                                                                     C             正确;

丁图中,汽车轮胎的花纹不同会影响轮胎受到的摩擦力, 


                                  www.gzjxw.net
            地面与轮胎间的摩擦力越大汽车越容易启动,刹车

时也不容易打滑,即容易刹车,选项                                                                               D    错误;故选                          C. 

            答案:C 


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                                  题后反思 

                                                                           正确理解惯性概念,领会以下几点: 

                            (1)物体的惯性与物体是否运动无关,与运动状态是

否变化无关. 

                            (2)物体的惯性与物体是否受力无关,与受力的大小

和方向无关. 


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          (3)物体的惯性与物体的速度大小无关. 

          (4)惯性不是一种力,不能这样说:物体保持原来的

运动状态是因为受到了惯性作用. 


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                            1.(多选)下列说法错误的是(  ) 

                            A.战斗机投入战斗前要抛掉副油箱是为了减小惯

性,提高灵活性 

                            B.跳高运动员起跳后之所以能够继续上升,是由于

还受到向上的力的作用 


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           C.各种小型车辆前排乘坐的人必须系好安全带是为

了减小乘客的惯性 

           D.惯性是物体抵抗运动状态变化的“本领”,因此
           解析:抛掉副油箱,减小了质量                                                           m,也就减小了惯性,

也就提高了飞机的灵活性运动状态不变化物体就无惯性,故                                              A      正确;跳高运动员起跳

后之所以能够继续上升,是由于惯性的作用,故                                                                                             B    错误; 

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                            各种小型车辆前排乘坐的人必须系好安全带是为了

防止紧急刹车而减小乘客由于惯性作用受到伤害,惯性由

乘客本身的质量决定,无法减小惯性,故                                                                                                                                                                                                                                                     C                错误;惯性

是物体抵抗运动状态变化的“本领”,即物体有保持原来

的运动状态运动的性质, 


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           但惯性大小的唯一量度是物体的质量,与物体的速度

大小,与物体的速度是否变化无关,故                                                                            D     错误. 

           答案:BCD 


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                             2.如图所示,在一辆表面光滑的足够长的小车上,有

质量为                                             m1                和                  m2                的两个小球(m1>m2),两个小球原来随车
一起运动,当车突然停止时,如不考虑其他阻力,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 


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                             解析:原来两小球与车具有相同的速度,车突然停止

后,两小球在水平方向均不受力,据牛顿第一定律知,两

球的速度均不变,即两球仍以原来的速度向前做匀速直线

运动,两球间的距离不变,一定不会发生碰撞,故                                                                                                                                                                                                                                                                                                           B               正

确. 

                             答案:B 


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