物理：4.1《牛顿第一定律》导学案(新人教版必修一)

一、牛顿第一定律

［要点导学］

1．人类研究力与运动间关系的历史过程。要知道伽利略的成功在于把“明明白白的实验事实和清清楚楚的逻辑推理结合在一起”，物理学从此走上了正确的轨道。

2．力与运动的关系。（1）历史上错误的认识是“运动必须有力来维持”（2）正确的认识是“运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因”。3．对伽利略的理想实验的理解。这个实验的事实依据是运动物体撤去推力后没有立即停止运动，而是运动一段距离后再停止的，摩擦力越小物体运动的距离越长。抓住这些事实依据的本质属性，并作出合理化的推理，这就是伽利略的高明之处，我们要学习的就是这种思维方法。

4．对“改变物体运动状态”的理解——运动状态的改变就是指速度的改变，速度的改变包括速度大小和速度方向的改变，速度改变就意味着存在加速度。5．维持自己的运动状态不变是一切物体的本质属性，这一本质属性就是惯性。

揭示物体的这一本质属性是牛顿第一定律的伟大贡献之一。

6．掌握牛顿第一定律的内容。（1）“一切物体总保持匀速直线运动或者静止状态”——这句话的意思就是说一切物体都有惯性。（2）“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”——这句话的意思就是外力是产生加速度的原因。

7．任何物理规律都有适用范围，牛顿运动定律只适用于惯性参照系。

8．质量是惯性大小的量度。

［范例精析］

例1 关于惯性，下列说法中正确的是（）

A．速度大的物体不能很快地停下来，是因为物体速度越大，惯性越大

B．小球在做自由落体运动时，没有惯性

C．乒乓球的运动状态容易改变，是因为乒乓球惯性较小的缘故

D．物体受到的外力越大，其惯性越小，受到的外力越小，惯性越大

解析：物体的惯性仅由其质量决定，一切物体都有惯性，与它是否受力及运动情况均无关．此题正确答案为C．乒乓球的运动状态容易改变，是因为其质量小惯性小的缘故．

拓展：①惯性是物体本身固有的属性，质量是物体惯性大小的量度．

②火车在平直轨道上匀速行驶，车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回

车上原处，这是因为（）

A．人跳起后，车厢内空气给他以向前力，使他随与同火车一起向前运动B．人跳起的瞬间，车厢地板给他一个向前的力，使他与火车一起向前运动C．人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只有由于时间很短，不明显而已

D．从人跳起后仍落到回车上原处，这是由于人有惯性，在水平方向上始终和车具有相同的速度

本题提示：人在水平方向匀速运动的原因是人有惯性，所以正确答案是D。

例2 下列说法正确的是（）

A.物体处于静止时才有惯性

B.物体只受到一个力的作用，其运动状态一定

改变

C.没有力的推动作用，小车就不能运动

D.汽车的速度越大则惯性越大

解析：原来运动的小车如果没有外力作用，就会保持自己的匀速运动状态，所以A选项是错的；物体只受一个力作用，就是说它有外力作用，所以运动状态一定改变，B选项正确；物体的惯性大小仅由质量决定，与物体的运动状态无关，所以CD选项都是错的。本题正确选项为B。

拓展：物体的惯性是指物体保持自己原有的运动状态的性质，物体的质量越大，它的运动状态越难改变。物体的速度越大，要它停下来越不容易，但这并不意味着它的运动状态越难改变。目前情况下，我们只能说惯性的大小与运动状态无关，今后我们会知道运动状态难改变的意思是外力一定时产生的加速度小。

例3如果正在作自由落体运动的物体的重力忽然消失，那么它的运动状态应该是（）

A．悬浮在空中不动B．运动速度逐渐减小

C．作竖直向下的匀速直线运动D．以上三种情况都有可能

解析：作自由落体运动的物体仅受重力作用，如果重力忽然消失，它就不受外力作用，撤去外力作用的物体应该保持它撤消外力时的运动状态，所以该物体应该作竖直向下的匀速直线运动。本题目正确选项是C。

拓展：自由落体运动的物体如果是在刚释放的瞬时重力忽然消失，或者是竖直上抛的物体运动到最高点时重力忽然消失，那么物体就会悬浮在空中不动。

例4 地球自西向东转，地球上的固体、水和空气都在自西向东转动。假如地球忽然停止转动，请你说说会发生哪些自然灾害？（至少说出两个）

解析：1、正常行驶的火车会忽然向东倾倒，因为火车原来具有自西向东的速度，地球忽然停止转动时，火车具有惯性，要保持原来的运动状态，结果就会向东倾倒。

2、全球会刮起很大的西风，因为空气也有惯性，地球停止转动了，而空气要保持原来的运动状态，空气继续向东运动，就刮大西风。

拓展：尽管地球不会停止转动，但是这类问题的讨论可以激发我们的想象力，使我们学到的知识在一种全新的情景下得到应用。上述问题中，我们还可以说说海水将怎么样运动。有兴趣的同学还可以以此为话题写一篇科幻小说，或者编一部科幻课本剧。

例5 有一位古代哲学家曾经把自然界的运动分为两种：一种是天然运动，轻的东西如气、火向上走，重的东西如水、土向下跑，这是天然运动。它是由于物

体的本性决定的，一旦物体达到了自己天然的位置，就不再有运动的倾向了。另一种是受迫运动，如水平地面上的马车，只有马的拉力才能迫使马车运动，这样的运动是受迫运动。地面上物体的运动都有是受迫运动。外力一旦消失，受迫运动也就停止了。请你说说这位哲学家的思想有哪些闪光点？

解析：（1）这位哲学家对错综复杂的自然现象进行详细的观察，并且对观察的结果进行分类的做法是可贵的。（2）他在研究轻的东西时提出了物体的本性，这对后人认识物体的惯性是一个可贵的提示。

拓展：现在我们都知道这位哲学家的观点是错误的，但决不能因此而看不到他对科学研究的贡献。伽利略曾说：“老实说，我赞成看亚里士多德的箸作，并精心进行研究，我只是责备那些把自己完全沦为亚里士多德奴隶的人。”

例6正在行驶的火车车厢内,有一人相对车厢静止释放一小球(图4-1-1),则小球会落在：（）

A、可能落在A处

B、可能落在B处

C、可能落在C处

D、以上都有可能

解析：受思维定势影响：由于惯性火车、小球保持原来运动的状态，小球会落在B处。其实，正在行驶的火车怎样运动未知，可能加速、匀速、减速，所以小球落在A、B、C处都有可能。本题目正确选项是D。

拓展：解题时需认真审题，弄清题意。

［能力训练］

1、一切物体总保持_______状态或________状态，除非__________________，这就是牛顿第一定律．牛顿第一定律揭示了运动和力的关系：力不是_________的原因，而是______________的原因．

匀速直线运动、静止、作用在它上面的力迫使它改变这种运动状态、维持运动、改变运动状态

2、物体的这种保持_________或__________的性质叫做惯性，惯性是物体的____性质．

匀速直线运动、静止状态、固有

3、理想实验是科学研究中的__________方法，它把___________和__________结合起来，可以深刻地揭示________________．

一种重要、可靠的事实、合理的推论、自然规律

4、关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是（BD ）

A．只要接触面相当光滑，物体在水平面上就能匀速运动下去

B．这个实验实际上是永远无法做到的