1、1（初升高）高一物理衔接班第 5 讲牛顿第一定律问题一、学习目标：1. 理解牛顿第一定律的内容和意义，知道亚里士多德的观点2. 知道伽利略理想实验及推理方法。3. 明确惯性的概念，知道惯性是物体的固有属性。二、学习要点：1. 牛顿第一定律的理解。2. 惯性概念的理解及利用惯性解释有关的现象。三、课程精讲：实验演示一：演示实验：在讲台上放一辆小车，使它处于静止状态。思考 1：怎样才能让小车运动起来呢？要用力去推它、或者思考 2：从这个例子很容易得到：物体要运动，需要对它施加力的作用，那么力和运动之间关系如何呢？本节课来探究这个问题。实验演示二：【实验演示】（如图）让一个小车从斜面上滑下，斜面末端
2、分别放毛巾、木板和玻璃板，让学生仔细观察实验现象。（一）伽利略理想斜面实验：理想实验：小结：伽利略的理想斜面实验虽然是想象中的实验，但这个实验反映了一种物理思想，它是建立在可靠的事实基础之上的。以事实为依据，以抽象为指导，抓住主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示了自然规律。题型 1：伽利略理想斜面实验的理解：例 1、关于伽利略理想实验，以下说法中正确的是（ ） 。A. 完全是理想的，没有事实为基础B. 是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映自然规律C. 无须事实基础，只是理想推理D. 以上说法都不对变式 1：理想实验有时能更深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，如图所示的斜面实验
3、，其中有一个是实验事实，其余是推论。减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度。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。如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动。2请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列_（只要填写序号即可） 。在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论。下列关于事实和推论的分类正确的是（ ） 。A. 是事实，是推论B. 是事实，是推论C. 是事实，是推论D. 是事实，是推论（二）牛顿第一定律内容及理解：1、内容：一切物体总保持匀速直线运
4、动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。2、如何理解牛顿第一定律：（1）明确了惯性的概念（2）确定了力的含义（3）定性揭示了力和运动的关系题型 2：牛顿第一定律的理解问题：例 2、关于力与运动，下列说法中正确的是（ ）A. 静止的物体或匀速直线运动的物体一定不受任何外力作用B. 当物体的速度等于零时，物体一定处于平衡状态C. 当物体的运动状态改变时，物体一定受到外力作用D. 物体的运动方向一定是物体所受合外力的方向变式 2：以下各说法中正确的是（ ）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. 不受外力作用时，物体的运动状态保持不变是由于物体具有惯性C. 在水平
5、地面上滑动的木块最终要停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果D. 物体运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用变式 3：一个小球静止在列车车厢的水平桌面上，不计摩擦，当列车由静止状态突然启动时，小球将会向后运动，而小球并没有受到水平外力的作用，这是否与牛顿第一定律相矛盾？（三）惯性与质量：演示：如图所示，一个玻璃杯内盛半杯水，上面盖一块塑料板，板上放一只鸡蛋，用小棒猛击塑料板，塑料板离杯飞出，鸡蛋却稳稳地落入杯中。这个实验说明了什么问题？演示：如图甲所示，小车上放置一个带轮的木块，使带轮木块与小车一起向右运动。当小车被挡板制动时，观察会出现什么现象？演示：如图乙所示，小车上竖直放置一个木块
6、，让木块随小车沿着桌面向右运动，当小车被挡板制动时，车上的木块向右倾倒。1. 惯性：物体保持这种原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。说明：（1）惯性是物体的固有属性（2）惯性与是否受力无关，与速度大小无关（3）惯性与运动状态无关2. 对于质量的理解：从物质角度理解：质量为物体所含物质的多少。从惯性角度理解：质量是决定物体惯性大小的唯一因素。题型 3：惯性概念的理解及利用惯性解释3有关现象：例 3、下列叙述中正确的是（ ） 。A. 只有静止或做匀速直线运动的物体才有惯性B. 做变速运动的物体没有惯性C. 力是改变惯性的原因D. 物体在任何情况下都具有惯性变式 4：下列说法正确的是（ ）
7、 。A. 掷出的铅球速度不大，所以其惯性很小，可以用手去接B. 用力打出乒乓球速度很大，因此其惯性很大，不能用手去接C. 相同的两辆车，速度大的比速度小的难以停下，是因为速度大的车惯性大D. 相同的两辆车，速度大的比速度小的难以停下，是因为速度大的车状态变化大变式 5：如图所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为 m1 和 m2 的两个小球（ ） ，两小球原来随车一起运动。当车突然停止时，若不考虑其他阻力，则两个小21m球（ ） 。A. 一定相碰 B. 一定不相碰 C. 不一定相碰 D. 无法确定变式 6：如图所示（俯视图） ，以速度 v 匀速行驶的列车车厢内有一光滑水平桌面，桌面上的
8、A 处有一小球。若车厢中的旅客突然发现小球沿图中虚线由 A 向 B 运动。则由此可判断列车（ ） 。A. 减速行驶，向南转弯 B. 减速行驶，向北转弯C. 加速行驶，向南转弯 D. 加速行驶，向北转弯四、知识提炼导图：五、目标期望：通过本节课的学习，希望同学们能够深刻理解牛顿第一定律的含义，特别是伽利略理想斜面实验所展示的物理思想，在此基础上进一步强化对于惯性概念的理解并能解释相关的现象。六、下讲预告：牛顿第三定律问题4【同步练习】 （答题时间：35 分钟）1. 一位同学说，被向上抛出的物体，在空中向上运动时，肯定受到了向上的作用力，否则它不可能向上运动。你认为他的说法对吗？为什么？2. 关于
9、惯性，以下说法正确的是（ ）A. 人在走路时没有惯性，被绊倒时才有惯性B. 百米赛跑到达终点时不能立即停下来是由于有惯性，停下来后也就没有惯性了C. 物体在不受外力作用时有惯性，受到外力作用后惯性就被克服了D. 物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关3. 关于惯性有以下叙述，正确的是（ ） 。A. 惯性是物体保持原来运动状态的力 B. 速度越大物体的惯性也越大C. 不论在什么地方，质量越大惯性也越大 D. 同一物体在地球上的惯性比在月球上大4. 下列情况中，物体运动状态发生变化的是（ ） 。A. 火车进站时 B. 汽车转弯时 C. 匀速上升的电梯D. 将物体沿水平方向抛出，物体在空中飞行时
10、5. 以下说法正确的是（ ） 。A. 物体所受合外力越大，其运动状态改变越快B. 物体同时受到几个力作用时，其运动状态可能保持不变C. 物体运动状态改变时，物体一定受到外力作用D. 物体的运动状态发生变化时，物体所受外力也会随之发生变化6. 从水平匀速向右飞行的飞机上按相等的时间间隔，依次放出 a、b、c 三个球，不考虑空气阻力，站在地面上的人看到它在空中的排列情况是下图中的哪一个？（ ）7. 下列物体所受合力为零的是（ ） 。A. 做匀速直线运动的物体B. 沿斜面匀速上行的物体C. 细绳一端拴一小球，另一端固定，让小球在光滑水平面上做圆周运动D. 停在斜坡上的汽车8. 火车在平直轨道上沿直线
11、匀速前进，在密封的没有空气流动的车厢内点燃了一支卫生香，则车里乘客看到卫生香所冒的烟的运动情况应是（ ） 。A. 一边上升一边向前飘 B. 一边上升一边向后飘C. 只是上升不向任何一边飘 D. 无法确定9. 在车厢的顶板上用细绳挂着一个小球，如图所示，在下列情况下可对车厢的运动情况得出怎样的判断：5（1）细线竖直悬挂_。（2）细线向图中左方偏斜_。10. 把一本较厚重的书用细绳扎一圈，然后将细绳的一端悬挂起来，另一端用手牵着。先迅速用力将细绳一拽，看看细绳的哪一段断开，再来一次，但注意拉力慢慢逐渐加大，直到细绳被拉断，看看又是细绳的哪一段断开。比较两次拉断细绳的结果，想想这是为什么。6【试题答
12、案】1. 该同学的说法不对。物体向上运动是因为物体具有惯性，物体“想”保持它的运动状态不变，并没有受到向上的作用力。物体受到向下的重力作用，因而物体向上做减速运动。2. D 【解析】惯性是物体本身的一种属性，与物体的运动状态无关，与物体受力无关，质量是物体惯性大小的唯一量度，惯性不能被克服。3. C 【解析】物体总想保持原来状态不变的性质叫惯性，惯性大小与物体运动状态无关，与地理位置无关，质量是物体惯性大小的唯一量度，所以只有 C 选项叙述正确。4. A、B、D 【解析】物体运动状态变化取决于速度是否变化，选项 A 是速度大小发生变化，选项 B 是速度方向发生了变化，选项 C 是速度不变，选项
13、 D 是速度大小、方向都变化，故选 A、B、D。5. A、B、C 【解析】力是改变物体运动状态的原因，力越大，运动状态改变越快，A对。物体运动状态是否改变，取决于它受的合外力，如果合外力为零，物体的运动状态不会改变，B 正确。物体的运动状态发生变化，则物体一定受合外力的作用，但物体所受合外力不一定是变化的，C 对 D 错。6. B 【解析】飞机上释放（非抛出）的球都具有与飞机相同的水平速度，在水平方向上，a、b、c 三个球以相同的速度做匀速直线运动，故三个球一定在飞机的正下方，三球连线是一条竖直线。7. A、B、D 【解析】物体所受合外力为零时，处于平衡状态，即运动状态不发生变化，状态变化看速
14、度是否变化，速度大小或方向变化都叫变化，C 项中小球做曲线运动，速度方向时刻在变化，所以速度一定发生了变化，所受合力一定不为零。8. C 【解析】我们看到的烟是由一些极小的颗粒组成的，由于上下空气温度的不同，烟上升。而刚冒出的烟在离开卫生香时已具有和车同样的速度，故烟竖直上升。9. （1）车厢静止或做匀速直线运动（2）车厢水平向右加速运动或向左减速运动【解析】作用在小球上只能有两个力：小球所受的重力 mg、细线对它的拉力 F。根据这两个力是否处于平衡状态，可判断小球所处的状态，从而可得出车厢的运动情况。（1）当细线竖直悬挂时，小球所受重力 mg 和拉力F 在一直线上，如图甲所示，且小车在上下方
15、向不可能运动，所以小球水平方向不受外力，小球处于平衡状态，车厢静止或做匀速直线运动。（2）当细线左偏时，小球所受重力 mg 和拉力 F 不在同一直线上，如图乙所示，小球不可能处于平衡状态。因为力是使物体产生加速度的原因，小球一定向着所受合力方向（水平向右）产生加速度，所以车厢水平向右做加速运动或水平向左做减速运动。10. 【解析】拉力慢慢增大，由平衡知识知，细绳上段承受的拉力为书的重力和手对绳的拉力之和，下段细绳承受的拉力等于手对绳的拉力，所以慢慢增大拉力，则上段细绳将断开。当迅速用力拉绳，则下段细绳将断开。由于书本较厚重，惯性较大，其运动状态难以改变，在迅速拉绳的瞬间，书本可以认为固定不动，所以下段细绳承受的拉力将比上段细绳承受的拉力大，因此下段细绳将会断开。
