高中物理人教版必修1學(xué)案 牛頓第一定律2

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1114.1 牛頓第一定律 學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)要求：1、知道牛頓第一定律。知道慣性及慣性現(xiàn)象。2、知道日常生活中由于慣性而產(chǎn)生的簡單現(xiàn)象。會(huì)解釋日常生活中的慣性現(xiàn)象。知識(shí)點(diǎn)精析：1、牛頓第一定律（1）伽利略的研究和科學(xué)想象：如圖所示，同一小車從同一斜面上的同一位置由靜止開始滑下，（這是為了保證每次小車到達(dá)水平面時(shí)有相同的速度）。第一次在水平面上鋪上毛巾，小車在毛巾上滑行很短的距離就停下了（如圖甲）；第二次在水平面鋪上較光滑的棉布，小車在棉布上滑行的距離較遠(yuǎn)(如圖乙)；第三次是光滑的木板，小車滑行的距離最遠(yuǎn)(如圖丙)伽利略認(rèn)為，是平面對(duì)小車的阻力使小車停下，平面越光滑小車滑行就越遠(yuǎn)表明阻力越小，小車滑行就越遠(yuǎn)伽利略科學(xué)地想象：要是能找到一塊十分光滑的平面，阻力為零，小車的滑行速度將不會(huì)減慢(2)笛卡爾的補(bǔ)充笛卡爾等人又在伽利略研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了更深入的研究，他認(rèn)為：如果運(yùn)動(dòng)物體，不受任何力的作用，不僅速度大小不變，而且運(yùn)動(dòng)方向也不會(huì)變，將沿原來的方向勻速運(yùn)動(dòng)下去(3)牛頓的偉大貢獻(xiàn)英國的偉大科學(xué)家牛頓，總結(jié)了伽利略等人的研究成果；從而概括出一條重要的物理定律：一切物體在沒有受到力的作用的時(shí)候，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)這就是牛頓第一定律注意A、牛頓第一定律直接說明一切物體，都有保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)（我們把這種性質(zhì)叫慣性）。另外還間接證明了物體運(yùn)動(dòng)是不需要力來維護(hù)的，相反，正是因?yàn)榱Σ攀惯\(yùn)動(dòng)的小車變慢，當(dāng)然我們要使物體運(yùn)動(dòng)加快，也只有對(duì)它施力，因此，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。B、牛頓第一定律是不能直接用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證的，因?yàn)樵谟钪嬷姓也坏健皼]有受到力的作用”的物體。但是，由它得出的一切推論，都經(jīng)受了廣泛、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，證明結(jié)論是正確的。2、 運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系(1)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)用速度來描述。我們知道，力的一種效果是改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所謂“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變”是說，物體由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)，由慢變快，或由快變慢，或運(yùn)動(dòng)方向改變總之，就是物體速度發(fā)生改變，今后要分折物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變，只要分析它的速度是否改變(2)物體具有保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)，根據(jù)牛頓第一定律，物體不受力的作用時(shí)，總保持靜止(如果原來物體靜止)，或者保持勻速直線運(yùn)動(dòng)(原來是運(yùn)動(dòng)的)反過來想，如果物體受到一個(gè)力的作用，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(速度)就會(huì)被改變可見力是使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的原因物體如果受到一個(gè)與它前進(jìn)方向相同的力，它的速度就增大；反之，如果受到的力跟它的運(yùn)動(dòng)方向相反，它的速度就會(huì)變慢甚至停下來當(dāng)然，也可能使物體運(yùn)動(dòng)方向改變3、一切物體都有保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性也就是說，靜止的物體要保持靜止，運(yùn)動(dòng)的物體總要保持勻速直線運(yùn)動(dòng)一切物體都有慣性，跟物體是以哪種狀態(tài)(固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài))存在無關(guān)；跟物體的運(yùn)動(dòng)情況(快慢、方向)無關(guān)，(存在與否)也跟物體質(zhì)量大小無關(guān)4、慣性與慣性定律慣性，一切物體都有保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)，跟物體位置、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否受力都無關(guān)，這是無條件的慣性是一切物體都具有的固有屬性牛頓第一定律描述的是，當(dāng)物體不受力的作用時(shí)(由于慣性而表現(xiàn)出)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。所以也叫做慣性定律它直接說明的是物體不受力的作用時(shí)，保持原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，同時(shí)也使我們體會(huì)到力是使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的原因這就從本質(zhì)上說明了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。5、 慣性現(xiàn)象 物體表現(xiàn)出慣性的現(xiàn)象，我們經(jīng)常遇到當(dāng)汽車突然起步時(shí)，乘客的腳和車一起向前運(yùn)動(dòng)，而人的上身由于慣性仍保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，因此會(huì)向后倒；而行駛的汽車突然剎車，車內(nèi)的乘客則會(huì)向前傾倒，這就是慣性現(xiàn)象我們?cè)诮忉寫T性現(xiàn)象的問題時(shí)一定要注意回答時(shí)表達(dá)的層次：首先分析研究對(duì)象“原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”，其次分析哪部分受力的作用，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變；哪部分“由于慣性會(huì)怎樣”最后再說明“所以”。典型例題：例1、下列各種情況中屬于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的是（ ）A、繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星B、在斜面上沿直線勻速下滑的物體C、拋出的石子D、從高處掉下來的石子解：物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變是指物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即物體速度大小和方向均不發(fā)生變化在B中物體沿直線下滑，說明其運(yùn)動(dòng)方向不變，勻速下滑說明其速度大小不變，所以運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變選擇B分析：本題主要考查物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的含義。解題關(guān)鍵是抓住物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)包含兩個(gè)因素：速度大小和運(yùn)動(dòng)方向，只要其中一個(gè)變了，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就改變了本題易錯(cuò)點(diǎn)是錯(cuò)選A，原因是在分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否發(fā)生變化時(shí)，往往只從表面現(xiàn)象中單純地考慮速度大小是否變化，而忽視了運(yùn)動(dòng)方向是否改變例2、下列事例中，不屬于慣性現(xiàn)象的是（ ）A、公共汽車靠站時(shí)，司機(jī)提前關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，讓車滑行進(jìn)站，可以省汽油B、向任何方向拋出的石塊，最后都會(huì)落到地面上C、人從行駛的車上跳到地面時(shí)極易摔倒受傷D、在勻速行駛的火車廂內(nèi)的乘客豎直向上跳，最后仍落回地板上的起跳點(diǎn)解： 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。答案：B例3、子彈離開槍口后仍能高速飛行，是由于（ ）A、受重力作用 B、受慣性作用C、受火藥的推力 D、子彈有向前的慣性解： 離開槍口后的子彈的確會(huì)受到重力的作用，但不是向前飛行的原因，選項(xiàng)A錯(cuò)，慣性是一種性質(zhì)，不是力，因此不能說“慣性作用”，選項(xiàng)B錯(cuò)；子彈在槍膛內(nèi)，受到火藥的推力，離開槍口后，不再受火藥的推力，選項(xiàng)C錯(cuò)。答案：D。例4、關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，下列說法正確的是 ( )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物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，它一定受到外力的作用D物體受到力的作用時(shí)，物體才能向前運(yùn)動(dòng) 解： 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，原來是靜止的仍保持靜止，原來運(yùn)動(dòng)的就保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，本題選項(xiàng)A和B，在不知原先運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的情況下，就下結(jié)論顯然是錯(cuò)誤的物體運(yùn)動(dòng)是不需要力來維護(hù)的選項(xiàng)D錯(cuò)如果物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，那一定是力的作用產(chǎn)生的效果因此一定受到了力的作用答案：C例5、用繩子栓住一個(gè)小球在光滑的水平面上作圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)繩子突然斷裂，小球?qū)? )A保持原來的圓周運(yùn)動(dòng)狀態(tài) B保持繩斷時(shí)的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)C小球運(yùn)動(dòng)速度減小，但保持直線 D以上三種都有可能解： 原來小球受繩拉力作用在作圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)繩子突然斷裂，小球在光滑水平方向上就沒有再受到力了，因此小球?qū)⒈３掷K斷時(shí)刻的速度大小和方向而運(yùn)動(dòng)選B注意：此題很容易認(rèn)為小球保持原來的圓周運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，原因是由于沒有很好地理解牛頓第一定律的含義，主要是對(duì)“將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”這句話的含義不清楚鞏固練習(xí)：1、物體在不受外力作用下，將（）A、一定靜止 B、一定作勻速直線運(yùn)動(dòng) C、可能靜止 D、以上說法都不對(duì)2、汽車行駛的速度越大，則剎車后向前滑行的路程越長，有人說這是因?yàn)樗俣仍酱?，慣性越大的緣故，他的話對(duì)嗎？3、 錘頭松了，只要用手捏著錘柄在石頭上撞擊幾下便能套緊錘頭。為什么？4、 汽車剎車時(shí)，乘客為什么向前傾倒？5、飛機(jī)向某災(zāi)區(qū)投放救援物資時(shí)，是提前投擲還是到受災(zāi)點(diǎn)正上方投擲，為什么？6、一摞象棋子疊放在桌面上，用一薄尺沿水平方向迅速打擊最下面的棋子，會(huì)有什么現(xiàn)象？為什么？答案解析：1、分析：牛頓第一定律指出，一切物體不受外力將保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。但此“物體”不知原來是靜止還是運(yùn)動(dòng)的，故應(yīng)選C。2、分析：這是一種最常見的錯(cuò)誤回答，事實(shí)上慣性的大小與速度無關(guān)。答：他的話是錯(cuò)誤的。如果速度越大，慣性越大，那么速度越小，慣性就越小，速度為零（靜止），慣性就沒有，而靜止的物體也有慣性。所以，他的說法是錯(cuò)誤的。3、分析：本題的關(guān)鍵是要弄清錘柄撞擊石頭前，和錘頭一起處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。答：錘頭和錘柄原來都處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，錘柄撞擊石頭時(shí)由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突然變?yōu)殪o止?fàn)顟B(tài)，錘頭由于慣性，繼續(xù)保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，于是撞擊幾下便能套緊。4、分析：本題的關(guān)鍵是將人分成上半身和腳（下半身）兩個(gè)部分答：人原來隨汽車一起運(yùn)動(dòng)，突然剎車時(shí)，由于摩擦，人的腳也由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突然變?yōu)殪o止，人的上身由于慣性繼續(xù)保持向前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以向前傾倒。5、應(yīng)提前投放。因?yàn)槲镔Y和飛機(jī)一起運(yùn)動(dòng)，脫離飛機(jī)后，物資由于慣性要繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)。若在正上方投放，物資將偏離受災(zāi)點(diǎn)。6、發(fā)生的現(xiàn)象是，最下的棋子被打出，上面的棋子留在原地并落在桌面上，因?yàn)槠遄釉瓉矶继幱陟o止?fàn)顟B(tài)，用薄尺打擊，最下面的那枚棋子突然變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)狀態(tài)，上面的棋子由于慣性繼續(xù)保持靜止，并受重力作用，于是就發(fā)生上述現(xiàn)象。 111