1 牛顿第一定律 [学习目标] 1.了解科学家对“运动和力”认识的发展历程。2.理解牛顿第一定律的内容和意义(重难点)。3.明确惯性的概念,会用惯性解释有关现象,知道质量是惯性大小的唯一量度(重点)。 一、伽利略实验 1.亚里士多德的观点 亚里士多德从日常生活经验出发:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在某个地方,他得出结论,力是维持物体运动的原因。 2.伽利略的研究 (1)伽利略认为,运动的物体之所以会停下来是因为摩擦力的作用。 (2)理想斜面实验:如图所示,让静止的小球从第一个斜面滚下,冲上第二个斜面,如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度。减小第二个斜面的倾角,小球运动的距离增大,但所到达的高度相同。当第二个斜面放平,小球将永远运动下去。 (3)推理结论:力不是(填“是”或“不是”)维持物体运动的原因。 (4)意义:伽利略的理想实验的本质是想象着把实际中存在、影响物体运动的摩擦力去掉,抓住事物的本质。这种依据逻辑推理把实际实验理想化的思想也是研究物理问题的重要方法之一。 伽利略第一次确定了物理实验在物理研究中的基础地位。 3.笛卡儿的观点:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。 4.牛顿在伽利略等人工作的基础上得出牛顿第一定律。伽利略理想斜面实验为牛顿第一定律提供了实验依据。 (1)伽利略的理想实验是无法实现的。 ( √ ) (2)伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因。 ( × ) (3)理想化的思想也是研究物理问题的重要方法。 ( √ ) 例1 (2024·北京市延庆区高一期末)伽利略曾设计过一个斜面实验:让小球沿一个斜面从静止开始向下运动,小球将“冲”上另一个斜面;减小第二个斜面的倾角,重复实验,直至斜面最终变为水平。如图是现代所做的伽利略斜面实验的频闪照片。关于小球在斜面上的运动说法正确的是 ( ) A.小球在第二个斜面上运动越来越慢,主要是摩擦作用的影响 B.该实验说明了物体的运动不需要力来维持 C.该实验完全是理想实验,是在思维中进行的,无真实的实验基础 D.该实验证明了力是维持物体运动的原因 答案 B 解析 小球在斜面上运动越来越慢,主要是重力作用的影响,摩擦作用影响很小,故A错误;该实验说明了物体的运动不需要力来维持,故B正确,D错误;该理想实验是以斜面实验真实的实验为基础,再通过合理逻辑推理得到的结果,故C错误。 二、牛顿第一定律 1.牛顿第一定律的内容: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。 说明:运动状态改变即速度发生变化,有三种情况: (1)速度的方向不变,大小改变。 (2)速度的大小不变,方向改变。 (3)速度的大小和方向同时改变。 2.对牛顿第一定律的理解 (1)定性揭示了力和运动的关系: ①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。 ②物体不受外力时的运动状态:匀速直线运动状态或静止状态。 (2)牛顿第一定律无法用实验直接验证,它所描述的是一种理想状态,即不受外力的状态,但其得到的一切结论经过实践证明都是正确的。 (3)揭示了一切物体都具有的一种固有属性———惯性。因此牛顿第一定律也叫惯性定律。 (1)牛顿第一定律是在伽利略和笛卡儿工作的基础上总结出来的。 ( √ ) (2)牛顿第一定律是从实验中直接得出的结论。 ( × ) (3)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。 ( × ) 例2 (2023·济宁市高一期中)正在加速滑行的雪橇,如果所受外力突然消失,则雪橇 ( ) A.速度越来越快 B.速度越来越慢,最后停下来 C.立刻保持静止 D.做匀速直线运动 答案 D 解析 正在加速滑行的雪橇,如果所受外力突然消失,则雪橇做匀速直线运动。故选D。 三、惯性与质量 如图所示,公 ... ...
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