高中物理·必修1·人教版
第四章 牛顿运动定律
1　牛顿第一定律
目标定位
一、理想实验的魅力
二、牛顿物理学的基石——惯性定律
预习导学
[想一想]：伽利略的理想实验揭示了什么道理？
答案　伽利略的实验揭示了力不是维持物体运动的原因．
1． 有力作用在物体上 没有力的作用 ．
2． (1) 原来释放时的高度 增大 永远运动下去．
(2) 不是 ．
3． 以同一速度 同一直线 ．
1． 匀速直线运动 静止 力 ．
2． 匀速直线运动 静止 惯性 ．
预习导学
三、惯性与质量
运动状态的变化 质量
[想一想]：
(1)是不是只有匀速直线运动或静止的物体才具有惯性？
(2)有人说“速度越大惯性越大”“受力越小惯性越大”，对吗？
答案　(1)不是；一切物体都具有惯性．物体的惯性与运动状态无关．
(2)不对，惯性只与质量大小有关，而与速度大小无关，与受力大小也无关．
一、对伽利略的理想实验的理解
课堂讲义
1．关于运动和力的两种对立的观点
(1)亚里士多德的观点：
力是维持物体运动的原因．这种错误的观点统治了人们的思维近二千年．
(2)伽利略的观点 ：
物体的运动不需要力来维持，力是改变物体速度的原因．
2．伽利略的理想实验的意义
(1)伽利略的理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，即采用“事实基础＋抽象思维＋科学推论”的方法推翻了亚里士多德的观点，初步揭示了运动和力的正确关系．
(2)第一次确立了物理实验在物理学中的地位．
课堂讲义
【例1】理想实验有时更能深刻地反映自然规律．伽利略设计了一个如图4－1－1所示的理想实验，他的设想步骤如下：
①减小第二个斜面的倾角，小球在这个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，小球将沿水平面做持续的匀速运动．
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．下列有关事实和推论的分类正确的是(　　)
A．①是事实，②③④是推论
B．②是事实，①③④是推论
C．③是事实，①②④是推论
D．④是事实，①②③是推论
图4－1－1
课堂讲义
①减小第二个斜面的倾角，小球在这个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，小球将沿水平面做持续的匀速运动．
物理情景 ：可靠的事实
第1步
理想化的推论
第2步
进一步的推论
第3、4步
课堂讲义
【例1】理想实验有时更能深刻地反映自然规律．伽利略设计了一个如图4－1－1所示的理想实验，他的设想步骤如下：
①减小第二个斜面的倾角，小球在这个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，小球将沿水平面做持续的匀速运动．
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．下列有关事实和推论的分类正确的是(　　)
A．①是事实，②③④是推论
B．②是事实，①③④是推论
C．③是事实，①②④是推论
D．④是事实，①②③是推论
图4－1－1
②③①④
B
课堂讲义
二、对牛顿第一定律的理解
1．对牛顿第一定律的理解
(1)定性说明了力和运动的关系：
①力是改变物体运动状态的原因，或者说力是产生加速度的原因，而不是维持物体运动状态的原因．
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)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．
2．物体运动状态的变化即物体运动速度的变化，有以下三种情况：
(1)速度的方向不变，只有大小改变．(物体做直线运动)
(2)速度的大小不变，只有方向改变．(物体做曲线运动)
(3)速度的大小和方向同时发生改变．(物体做曲线运动)
3．注意：
课堂讲义
(1)牛顿第一定律所描述的是物体不受外力作用时的状态，与物体所受合外力为零是等效的．
(2)牛顿第一定律不是实验定律，它是在理想实验的基础上总结得出的．
【例2】关于牛顿第一定律的理解正确的是(　　)
A．牛顿第一定律反映了物体不受外力的作用时的运动规律
B．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变
C．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果
D．飞跑的运动员，由于遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态
课堂讲义
牛顿第一定律：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．
摩擦力迫使它停下来．
外力迫使他改变原来的运动状态．
课堂讲义
三、对惯性的理解
1．惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．
2．质量是惯性大小的唯一量度．质量越大，惯性越大．
3．惯性大小与物体运动状态无关，与物体受力情况以及地理
位置无关．
4．惯性的表现
(1)不受力时，惯性表现为保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，有“惰性”的意思．
(2)受力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度．质量越大，惯性越大，运动状态越难以改变．
课堂讲义
【例3】关于惯性，下列说法正确的是(　　)
A．惯性是物体固有的属性，惯性越大的物体，它的运动状态越难改变
B．同一物体运动时的惯性大于静止时的惯性
C．“嫦娥三号”卫星在地球上的惯性与它绕月球飞行时的惯性相同(燃料消耗忽略不计)
D．各种机床和发电机的底座做得很笨重，并用螺丝固定在地面上，目的是增大惯性．
质量是惯性大小的唯一量度．
质量越大，惯性越大．
课堂讲义
借题发挥
分析有关惯性的问题时，应注意惯性的三个性质：
(1)普遍性：一切物体在任何情况下都具有惯性；
(2)无关性：惯性与物体的运动状态和受力情况均无关；
(3)唯一性：惯性由物体的质量唯一决定．
课堂讲义
【例4】在匀速行驶的火车车厢内，有一人从B点正上方相对车厢静止释放一个小球，不计空气阻力，则小球(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．可能落在A处
B．一定落在B处
C．可能落在C处
D．以上都有可能
图4－1－2
惯性
在水平方向保持与车速相同的速度
1．伽利略的理想斜面实验说明(　　)
A．亚里士多德关于运动和力的关系是正确的
B．亚里士多德关于运动和力的关系是错误的
C．力是维持物体运动的原因
D．物体的运动不需要力来维持
对伽利略的理想实验的理解
对点练习
亚里士多德的观点：
力是维持物体运动的原因．
实验揭示了力不是维持物体运动的原因．
2．关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是(　　)
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
对牛顿第一定律的理解
对点练习
牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上经过抽象、加工、推理后总结出来的
不受力与受合外力为零是等效的
惯性是物体的固有属性．
3．如图4－1－3所示，冰壶在冰面运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变，我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”．这里所指的“本领”是冰壶的惯性，则惯性的大小取决于(　　)
A．冰壶的速度 B．冰壶的质量
C．冰壶受到的推力 D．冰壶受到的阻力
对惯性的理解
对点练习
质量是惯性大小的唯一量度．
对点练习
4．根据牛顿运动定律，以下选项中正确的是(　　)
A．人只有在静止的车厢内，竖直向上高高跳起后，才会落在车厢的原来位置
B．人在沿直线匀速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方
C．人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方
D．人在沿直线减速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方
由于惯性，人在竖直跳起前后水平方向与车相对静止
由于惯性，人在竖直跳起后水平方向的速度与起跳时车速相同
再见