张某某

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第四章　牛顿运动定律

第一课时　牛顿第一定律将一本书平放在桌子上，用力猛推它一下，看看当推力停止作用时，书是否也停止运动？

在书的下面垫几支圆柱形的铅笔，再用力推动书本．看看当推力停止作用时，情况与没垫铅笔时有什么不同？

如右图所示，冰道上向前运动的一只冰壶，如果没有阻力，能想象出它能“跑”多远吗？1．理解牛顿第一定律的内容和意义．

2．知道什么是惯性，会正确解释有关惯性的现象．要点1 理想实验1．当一个球沿斜面向下滚动时，它的速度_______，而向上滚动时，它的速度________．伽利略由此猜想，当球沿水平面滚动时，它的速度应该______________．而实际上在水平面上滚动时会越来越慢，伽利略认为，这是由于_________的缘故．他推断若没有__________球的速度将________，球一直滚动下去．增大减小保持不变摩擦阻力摩擦阻力不变知 识

清 单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，而恰恰是改变____________的原因．笛卡儿补充和完善了伽利略的观点，明确指出：除非物体受到外力作用，否则物体将永远保持其________或________状态．

维持物体运动物体运动状态静止运动知 识

清 单物体不受摩擦力时，物体的运动情况如何？而摩擦力又是日常物体在运动中难以避免的．利用怎样的实验来使人们认识到物体不受摩擦力时的运动情况呢？应 用

思 考1．伽利略理想实验的方法和意义．

(1)“科学推理”的方法．

实验事实：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．

推理1：如果没有摩擦，小球将上升到释放的高度．

推理2：减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍要达到原来的高度．综 合

拓 展推理3：继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球沿水平面做持续的匀速运动．

(2)意义：伽利略在理想实验中所应用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，它标志着物理学的真正开端，使人类对自然的认识由经验型转变为科学理论型．伽利略对科学的贡献就在于推翻直觉的观点而用新的观点代替它．综 合

拓 展2．力对物体运动的影响．

力的作用结果是使物体的速度发生改变，而速度的改变就意味着物体的运动状态发生了改变，因此，力的作用效果是改变了物体的运动状态，也可以说“力是使物体运动状态改变的原因”．

特别提示：1.伽利略用“实验＋科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点．

2．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．综 合

拓 展尝 试

应 用C.伽利略利用自己设计的理想实验，观察到小球没有摩擦力作用时会以恒定的速度运动下去，从而推翻了亚里士多德的结论

D．伽利略的理想实验是假想实验，事实上无法完成，从而得到的结论不可靠AB2．(双选)关于运动和力的关系，下列说法正确的是(　　)

A．物体静止在水平桌面上，它必定不受任何外力的作用

B．物体由静止开始运动，必定是受到了外力的作用

C．物体向东运动，必定受到向东的力的作用

D．物体运动越来越慢，必定是受到了外力的作用尝 试

应 用BD要点2 牛顿第一定律1．一切物体总保持______________状态或______状态，除非__________________________改变这种状态．这就是牛顿第一定律．

2．物理学上把物体具有__________________________________的性质，叫做惯性．因此，牛顿第一定律又叫做________定律．匀速直线运动静止作用在它上面的力迫使它保持原来匀速直线运动状态或静止状态知 识

清 单惯性太空中的航天飞机由于惯性不需要推进剂也能高速飞行；而空气中飞行的飞机却需要不断地消耗燃料，以改变飞机的运动状态，这蕴含了什么物理规律呢？应 用

思 考1．明确物体有惯性．

定律中“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”，揭示了一切物体在任何状态下都具有的一个重要的属性——惯性．

2．明确力的含义．

定律中“直到有外力迫使它改变这种状态为止”，实际上是对力的定义，即力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动的原因，这一点要切实理解．综 合

拓 展3．定性揭示力和运动的关系．

牛顿第一定律指出物体不受外力作用时的运动规律，它描述的只是一种理想状态，而实际是不存在的，当物体所受合力为零时，其效果跟不受外力作用相同，因此，我们可以把“不受外力作用”理解为“合力为零”．

特别提示：因为不可能把自然界的任何物体完全孤立起来，也就是说，不受力作用的物体是不存在的，所以，牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证．综 合

拓 展1．(双选)关于牛顿第一定律的下列说法正确的是(　　)

A．牛顿第一定律是实验定律

B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因

C．惯性定律和惯性的实质是相同的

D．物体的运动不需要力来支持尝 试

应 用答案：BD2．(双选)某人用力推原来静止在水平面上的小车，使小车开始运动，此后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动，可见(　　)

A．力是维持物体运动的原因

B．力是维持物体运动速度的原因

C．力是使物体速度发生改变的原因

D．力是改变物体运动状态的原因尝 试

应 用答案：CD要点3 惯性________是物体惯性大小的量度，________大，惯性大；________小，惯性小，与物体的运动状态________．质量质量质量无关知 识

清 单我们知道，推动一辆自行车要比推动一辆汽车容易得多．这是什么原因呢？应 用

思 考1．惯性与质量．

力可以改变物体的运动状态，相同的力作用在质量不同的物体上，质量小的物体产生的加速度大，物体运动状态变化得快；质量大的物体加速度小，物体运动状态变化得慢．可见，质量大的物体维持原来运动状态的“本领”大，即惯性大；质量小的物体维持原来运动状态的“本领”小，即惯性小．综 合

拓 展对质量的理解：

(1)从物质角度理解：物体含有物质的多少叫做质量．

(2)从惯性角度理解：质量是决定物体惯性大小的唯一量度．综 合

拓 展2．惯性与力．

惯性是一个非常难理解的概念，学习中往往受“力”的影响较深，甚至把惯性说成力．因此，必须把“惯性”与“力”区别开．有些同学认为“子弹离开枪口后还会继续向前运动”、“水平道路上运动着的汽车关闭发动机后还要向前运动”是因为物体受到向前的一个力的作用的原因，这是对惯性和力概念的混淆．对惯性和力的理解应注意：综 合

拓 展(1)物理意义不同：惯性指物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质，而力是物体对物体的作用，惯性是物体本身的属性，始终具有且与外界条件无关(即：指任何情况下的每一个物体，其惯性与物体的种类，是否受力作用或力的大小如何，是否运动或做什么运动，及物体所处位置均无关系)．而力只有在物体间相互作用时才有．离开了物体就无所谓力．综 合

拓 展(2)构成要素不同：力有大小、方向、作用点及单位，惯性只有大小，没有方向，大小也无具体的数值及单位．区别如下：综 合

拓 展综 合

拓 展1．下列说法中正确的是(　　)

A．惯性是只有物体在匀速直线运动或静止时才表现出来的性质

B．物体的惯性是指物体不受外力作用时仍保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质

C．物体不受外力作用时保持匀速直线运动状态或静止状态，有惯性；受到外力作用时，不能保持匀速直线运动状态或静止状态，因而就无惯性

D．惯性是物体的固有属性，与运动状态和是否受力无关尝 试

应 用D2．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，不能很快停下来，是因为速度越大，惯性也越大

B．静止的火车启动时，速度变化慢，是因为静止时物体惯性大的缘故

C．乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性小

D．在宇宙飞船中的物体不存在惯性尝 试

应 用C题型1 伽利略的理想实验例1 关于伽利略的理想实验，下列说法中正确的是(　　)

A．完全是理想的，没有事实为基础

B．只要接触面相当光滑，物体在水平面上就能匀速运动下去

C．这个实验实际上是永远无法做到的

D．利用气垫导轨，就能使实验成功解析：真实的实验是一种实践活动，是可以通过一定的实验器材和实验方法实现的．“理想实验”是一种思维的活动，是人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”，它是以实践为基础，是在真实的科学实验的基础上的，是以一定的逻辑法则为依据的，而这些逻辑法则是从长期的社会实践中总结出来且为实践所证实的，故C正确．

答案：C

名师点睛：物理来源于生活，以生活、生产经验为基础，但又不是对这种经验的简单反映，而是加以总结提炼的思维精华．1．理想实验有时更能深刻反映自然规律，伽利略设想了一个理想实验，如右图所示，其中有一个是实验事实，其余是推论．变 式

应 用(1)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；

(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，小球将上升到原来释放时的高度；

(4)继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动．变 式

应 用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．(1)是事实，(2)(3)(4)是推论

B．(2)是事实，(1)(3)(4)是推论

C．(3)是事实，(1)(2)(4)是推论

D．(4)是事实，(1)(2)(3)是推论变 式

应 用答案：(2)(3)(1)(4)　B题型2 牛顿第一定律例2 火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为(　　)

A．人跳起后，车厢内的空气给他以向前的力，带着他随车一起向前运动

B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随着火车一起向前运动C．人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必定向后偏一些，只是由于时间很短，偏后距离大小，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解析：人向上跳起后，竖直方向所受合力不为零，而水平方向不受外力(空气阻力很小，可不计)，由于惯性，所以在水平方向，人的速度不变，与车速相同，所以人仍落回到车上原处．

答案：D

名师点睛：物体在某一方向不受外力时，物体在这个方向的运动状态不会发生变化．2．在谷物的收割和脱粒过程中，小石子、草屑等杂物很容易和谷物混在一起，另外谷有瘪粒，为了将它们分离，湖北农村的农民常用一种叫“风谷”的农具即扬场机分选，如图所示，它的分选原理是(　　)

变 式

应 用A．小石子质量最大，空气阻力最小，飞的最远

B．空气阻力对质量不同的物体影响不同

C．瘪谷物和草屑质量最小，在空气阻力作用下，反向加速度最大，飞的最远

D．空气阻力使它们的速度变化率不同变 式

应 用答案：D　题型3 牛顿第一定律例3 下列说法正确的是(　　)解析：因为惯性的大小仅由质量来确定，铅球质量很大，其惯性大，尽管速度不大，但是运动状态很难改变，故不能用手接；而乒乓球则与其相反，运动状态容易改变，尽管速度很大，也可以用手去接(这一点我们都有经验)．所以A、B是错误的．

对于C、D，相同的两车惯性相同，要让速度大的停下来，其运动状态变化大，因此较难，故D正确．

答案：D

名师点睛：惯性的大小与物体运动的速度无关，与物体是否受力无关，仅与质量有关，因此，质量是物体惯性大小的唯一量度．3．我国《道路交通安全法》中规定：各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带，这是因为(　　)

A．系好安全带可以减小惯性

B．是否系好安全带对人和车的惯性没有影响

C．系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害

D．系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害变 式

应 用答案：D　

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