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2011—2012学年高中物理 第4章 牛顿运动定律:第1节 牛顿第一定律同步教学案 新人教版必修1


第1节

牛顿第一定律

1.在研究物体运动原因的过程中,亚里士多德的结论是:必须______________上,物体才能 运动;__________________,物体就要静止,即力是________物体运动的原因. 2.伽利略的理想实验 (1)伽利略注意到,当一个球沿斜面向下运动时,它的速度________,而向上运动时,它的速 度______,他由此猜想当球沿水平面运动时,它的速度应该是__________,实际上球运动的 越来越慢,伽利略认为是由于__________的缘故.他推断,若没有__________,球将永远运 动下去. (2)伽利略通过研究理想斜面实验,得出的结论是:力不是________________的原因,而恰恰 是____________的原因. (3)笛卡儿补充和完善了伽利略的观点,明确指出:除非________________,物体将永远保持 其________或__________,永远不会使自己________运动,而保持在________上运动. 3.一切物体总保持______________状态或________状态,直到________迫使它改变这种状态 为止. 4.物体保持原来的________________状态或__________状态的性质,叫惯性.一切物体都有 惯性,________是物体惯性大小的唯一量度,______大,惯性大. 5.关于惯性,下列说法正确的是( ) A.只有静止或匀速直线运动的物体才有惯性 B.惯性的大小与物体的受力情况无关 C.质量是物体惯性大小的唯一量度 D.物体的惯性大小与其速度大小无关 6.下列说法正确的是( ) A.运动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 B.小球在做自由落体运动时,惯性不存在了 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.物体的惯性仅与质量有关,质量大的惯性大,质量小的惯性小 7.乘坐汽车时,如果汽车突然启动,乘客会往后倒;如果汽车遇到紧急情况急刹车,乘客会 向前倾;如果汽车在弯道上转弯,乘客会向外倾斜.这些都是乘客不自觉地发生的现象,如 图 1 所示.乘客坐在汽车中发生这些现象的原因是什么?

图1

【概念规律练】
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知识点一 伽利略的理想实验 1.如图 2 所示,伽利略的理想实验是将可靠的事实和理论思维结合起来,能更深刻地反映自 然规律,伽利略的斜面实验程序如下:

图2 (1)减小第二个斜面的倾角,小球在斜面上仍然要达到原来的高度. (2)两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面. (3)如果没有摩擦,小球将上升到释放时的高度. (4)继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球沿水平面做持续的匀速运动. 请按程序先后次序排列,并指出它究竟属于可靠的事实还是通过思维过程得到的推论,下列 选项正确的是(数字表示上述程序号码)( ) A.事实(2)→事实(1)→推论(3)→推论(4) B.事实(2)→推论(1)→事实(3)→推论(4) C.事实(2)→推论(3)→推论(1)→推论(4) D.事实(2)→事实(3)→推论(1)→推论(4) 2.伽利略的理想实验证明了( ) A.要物体运动必须有力的作用,没有力的作用物体将要静止 B.要物体静止必须有力的作用,没有力的作用物体就运动 C.物体不受力作用时,一定处于静止状态 D.物体不受力作用时,总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态 知识点二 惯性的概念 3.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,说明突然减速和转弯时有惯性,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 4.关于物体的惯性,下列说法中正确的是( ) A.运动速度大的物体不能很快地停下来,是因为物体的速度越大,惯性也越大 B.静止的火车启动时,速度变化慢,是因为静止的物体惯性大的缘故 C.乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球的惯性小 D.在宇宙飞船中的物体不存在惯性 知识点三 牛顿第一定律 5.下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是( ) A.牛顿第一定律是实验定律 B.牛顿第一定律只是提出了惯性的概念 C.牛顿第一定律提出了当物体受到的合外力为零时,物体将处于静止状态 D.牛顿第一定律既提出了物体不受外力作用时的运动规律,又提出了力是改变物体运动状态 的原因 6.下列说法正确的是( ) A.牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的,没有实验依据 B.牛顿第一定律无法用实验直接验证,因此是不成立的 C.理想实验的思维方法与质点概念的建立一样,都是一种科学抽象的思维方法 D.由牛顿第一定律可知,静止的物体一定不受外力作用 【方法技巧练】 应用牛顿第一定律分析物体的运动 7.火车在长直水平轨道上匀速行驶,在门窗紧闭的车厢内,有一个人竖直向上跳起,发现仍
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落回到车上原处,这是因为( ) A.人跳起时会得到一个向前的冲力,使他随火车一起向前运动 B.人跳起的瞬间,车厢的地板给他一个向前的力,推动他随火车一起向前运动 C.人跳起后,车在继续前进,所以人落下后必定偏向后一些,只是由于时间很短,偏后的距 离太小,不明显而已 D.人跳起后直到落地,在水平方向上人和车始终具有相同的速度 8.

图3 如图 3 所示,一个劈形物体 A,各面均光滑,放在固定的斜面上,上表面水平,在上表面上放 一光滑的小球 B,劈形物体 A 从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( ) A.沿斜面向下的直线 B.竖直向下的直线 C.无规则曲线 D.抛物线 9.

图4 如图 4 所示,在一辆表面光滑足够长的小车上,有质量为 m1 和 m2 的两个小球(m1>m2),两小球 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

1.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,是由于与地面摩擦的作用 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 2.下列说法正确的是( ) A.牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上总结出来的 B.不受力作用的物体是不存在的,故牛顿第一定律的建立毫无意义 C.牛顿第一定律表明,物体只有在不受外力作用时才具有惯性 D.牛顿第一定律表明,物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性 3.关于力和运动的关系,下列说法正确的是( ) A.力是物体运动的原因 B.力是维持物体运动的原因 C.力是改变物体运动状态的原因 D.力是改变物体惯性大小的原因 4.以下说法中正确的是( ) A.高速运动的物体不容易停下来,所以物体运动速度越大,惯性越大 B.用一相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体,则难以推动的物体惯性大一 些 C.行驶中的车厢突然刹车,乘客向前倾,这是由于惯性所引起的 D.物体不受外力作用时才有惯性 5.16 世纪末,伽利略用实验和推理,推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和 运动的理论,开启了物理学发展的新纪元.在以下说法中,与亚里士多德观点相反的是( ) A.四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快;这说明,物体受的力越大,速度就越大 B.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
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间不受力时的“自然状态” C.两物体从同一高度自由下落,较重的物体下落得较快 D.一个物体维持匀速直线运动不需要力 6.

图5 如图 5 所示,一木块在小车上随小车一起在水平面上向右做匀速运动,已知小车的上表面光 滑,在小车遇到一障碍物的瞬间,木块将( ) A.向前倾倒 B.向后倾倒 C.仍在车上匀速前进 D.无法判断 7.如图 6 所示,列车沿东西方向做直线运动,车里光滑桌面上有一小球,乘客看到小球突然 沿桌面向东滚动,则列车可能是( )

图6 A.以很大的速度向西做匀速运动 B.向西做减速运动 C.向西做加速运动 D.向东做减速运动 8.甲、乙两个物体,m 甲=5 kg,m 乙=3 kg.速度 v 甲=5 m/s,v 乙=8 m/s.关于它们的惯性以 下的说法中正确的是( ) A.甲的速度小,乙的速度大,乙的惯性大 B.甲的质量大,乙的质量小,甲的惯性大 C.甲的质量和速度的乘积大,乙的质量与速度的乘积小,甲的惯性大 D.物体惯性的大小只由质量决定,与物体运动状态无关 题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 答 案 9.在水平轨道上行驶的火车车厢中的桌面上放有一个皮球,它能静止在桌面上,如果皮球相 对于面向火车前进方向的乘客发生下列运动,试说明火车的运动状态发生了怎样的变化? (1)皮球向前运动;(2)皮球向后运动;(3)皮球向右运动; (4)皮球向左运动.

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10.有一仪器中电路如图 7 所示,其中 M 是质量较大的一个钨块,将仪器固定在一辆汽车上, 试分析在汽车启动和刹车时,分别是哪个灯亮?简要说出其原理.

图7

第四章 第1节

牛顿运动定律 牛顿第一定律

课前预习练 1.有力作用在物体 没有力作用 维持 2.(1)增大 减小 不增不减 摩擦阻力 摩擦阻力 (2)维持物体运动 改变物体速度 (3)物体受到外力作用 静止 运动状态 沿曲线 直线 3.匀速直线运动 静止 有外力 4.匀速直线运动 静止 质量 质量 5.BCD 6.D [惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,仅由质量决定.一切物体都有惯性,与它 的受力情况及运动情况均无关.正确选项为 D.] 7.是由于惯性的缘故. 课堂探究练 1.C [小球从对接的两个斜面的一个斜面上滚下,它将滚到另一个斜面上,这可以在实验中 做到,所以是事实,即为事实(2),在实际实验中,永远摆脱不了力的作用,特别是摩擦力, 所以既不能达到同样高度,也不能在水平面上永不停止地做匀速直线运动,所以(1)、(3)、 (4)都是推论,在实验中,是将第二个斜面的倾角逐渐减小直到水平,所以程序为:事实(2)→ 推论(3)→推论(1)→推论(4).] 点评 本题考查了理想实验这一重要科学方法的应用.在日常生活中直接观察到的现象,需 要用科学的方法进行分析、全面地讨论,严密地推理,不断地总结,才能迈入真理的殿堂. 2.D
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3.C [物体的惯性大小由质量唯一确定,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,状态越难改变, 说明物体保持原来状态的本领越大,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. 点评 一切物体在任何状态下都有惯性,其大小取决于物体的质量,和其他任何因素无关.] 4.C [一切物体都具有惯性,惯性大小只与物体的质量有关.惯性是物体本身的一种属性, 与外界因素(受力的大小以及所处的环境)及自身的运动状态无关,故 A、D 选项错误. 静止的火车启动时,速度变化缓慢,是因为火车的质量大,惯性大,而不是因为静止的物体 惯性大,B 选项错误. 乒乓球可以快速抽杀,是因为其质量小,惯性小,在相同的力的作用下,运动状态容易改变, 故 C 选项正确.] 5.D [牛顿第一定律不是实验定律,A 错;牛顿第一定律提出了惯性的概念,同时又指出了 物体运动状态改变的原因,B 错;牛顿第一定律提出了物体不受外力作用时,物体将处于静止 状态或匀速直线运动状态,所以 C 错;综上所述,D 选项是正确的.] 点评 (1)牛顿第一定律所描述的是一种理想状态,即物体不受外力时的状态. (2)牛顿第一定律虽然无法由实验直接证实,但可由经过科学推理的理想实验推出. (3)从牛顿第一定律中可知:力是改变物体运动状态的原因,惯性才是维持物体运动状态的原 因. 6.C 7.D 8.B [小球原来静止时受重力和支持力作用,其合力为零.当劈形物体由静止释放,A 应沿 斜面下滑,故 B 也将运动,运动状态就要发生改变,但由于惯性,小球原来速度为零,没有 水平或其他方向上的速度,而小球又光滑,除竖直方向可以有合力外,其他方向上没有合力, 加之力是使物体运动状态改变的原因,小球只能在竖直方向上有运动,在碰到斜面之前,运 动轨迹应为一条直线,即竖直向下的直线.] 9.B [因小车表面光滑,因此球在水平方向上没有受到外力作用.原来两球与小车有相同速 度,当车突然停止时,由于惯性,两小球的速度不变,所以一定不会相碰.] 课后巩固练 1.ACD 2.A 3.C 4.C 5.D [亚里士多德认为:物体受的力越大,速度就越大;力是物体运动的原因,静止是物体 不受力的自然状态;从同一高度较重的物体下落得较快.物体做匀速直线运动不需要受力与 亚里士多德的观点相反,所以本题选 D.] 6.C [小车与障碍物碰撞瞬间.木块在水平方向不受力,因惯性继续向右做匀速运动.] 7.CD [当列车向西加速或向东减速时,小球要保持原来的运动状态,相对桌面向东滚动.] 8.BD 9.(1)火车做减速运动 (2)火车做加速运动 (3)火车向左转弯 (4)火车向右转弯 10.当汽车启动时,钨块由于惯性,要保持原来的静止状态,因而相对汽车向后运动,将绿 灯与电源接通,因而绿灯亮.同理分析,汽车刹车时红灯亮.

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