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1、第四章运动和力的关系第第1 1节牛顿第一定律节牛顿第一定律学学习习任任务务1了了解解伽伽利利略略关关于于运运动动和和力力的的关关系系的的认认识识，体体会会伽伽利利略略的的研研究究方法方法。2能能准准确确叙叙述述牛牛顿顿第第一一定定律律的的内内容容，并并用用来来解解释释生生活活中中的的常常见见问题问题。3知道惯性的概念知道惯性的概念，知道质量是物体惯性大小的量度知道质量是物体惯性大小的量度。关键能力情境探究达成01知识点一理想实验的魅力知识点二牛顿第一定律知识点三惯性与质量1亚亚里里士士多多德德的的观观点点：必必须须_，物物体体才才能能运运动动；没有力的作用，物体就要没有力的作用，物体就要_。知
2、识点一理想实验的魅力知识点一理想实验的魅力有力作用在物体上有力作用在物体上静止在某个地方静止在某个地方2伽利略的理想实验伽利略的理想实验(1)斜面实验：如图所示，让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，斜面实验：如图所示，让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将小球将“冲冲”上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将到上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将到达达_。如果第二个斜面的倾角减小，小球仍将到达原来的如果第二个斜面的倾角减小，小球仍将到达原来的_，但是运动的距离但是运动的距离_，当第二个斜面最终变为水平面时，小球要到，当第二个斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将达原有高度将_。(2)推理结论：
3、力推理结论：力_(选填选填“是是”或或“不是不是”)维持物体运动的原因维持物体运动的原因。原来的原来的高高度度高度高度更长更长永远运动下去永远运动下去不是不是3笛笛卡卡儿儿的的观观点点：如如果果运运动动中中的的物物体体没没有有受受到到力力的的作作用用，它它将将继继续续以以_沿沿_运运动动，既既不不会会停停下下来来，也也不不会会偏偏离离原原来来的的方向。方向。同一速度同一速度同一直线同一直线在伽利略的斜面实验的各个过程中在伽利略的斜面实验的各个过程中(如图所示如图所示)。问题问题1上述实验中哪些可以通过实验完成？上述实验中哪些可以通过实验完成？提提示示：小小球球由由静静止止状状态态从从斜斜面面上
4、上滚滚下下，可可以以滚滚上上另另一一斜斜面面，是是实实验验事实事实，可以通过实验完成可以通过实验完成。问题问题2上述实验中哪些是推理得出的？上述实验中哪些是推理得出的？提提示示：若若两两个个斜斜面面均均光光滑滑，则则小小球球一一定定会会上上升升到到原原来来的的高高度度；减减小小第第二二个个斜斜面面的的倾倾角角，小小球球在在这这个个斜斜面面上上仍仍然然要要达达到到原原来来的的高高度度；当当斜斜面面最最终终变变为为水水平平面面时时，小小球球要要到到达达原原有有高高度度将将永永远远运运动动下下去去。上上述三种情况不可以通过实验完成述三种情况不可以通过实验完成。1理想实验的推论理想实验的推论一一切切运
5、运动动着着的的物物体体在在没没有有受受到到外外力力的的时时候候，它它的的速速度度将将保保持持不不变变，并且一直运动下去。并且一直运动下去。2理想实验的意义理想实验的意义(1)伽利略用伽利略用“实验和科学推理实验和科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点。的方法推翻了亚里士多德的观点。(2)第一次确立了物理实验在物理学研究中的基础地位。第一次确立了物理实验在物理学研究中的基础地位。(3)揭揭示示了了力力不不是是维维持持物物体体运运动动的的原原因因，而而是是改改变变物物体体运运动动状状态态的的原原因。因。(4)“理理想想实实验验”的的研研究究方方法法在在自自然然科科学学的的理理论论研研究究中中有有着
6、着重重要要的的作作用用。但但是是，“理理想想实实验验”的的方方法法也也有有其其一一定定的的局局限限性性，由由“理理想想实实验验”所得出的任何推论，都必须由观察或实验的结果来检验。所得出的任何推论，都必须由观察或实验的结果来检验。【典典例例1】理理想想实实验验是是科科学学研研究究中中的的一一种种重重要要方方法法，它它把把可可靠靠的的事事实实和和合合理理的的推推论论结结合合起起来来，可可以以深深刻刻地地揭揭示示自自然然规规律律。关关于于伽伽利利略的理想实验，下列说法正确的是略的理想实验，下列说法正确的是()A只要接触面只要接触面“相当光滑相当光滑”，物体在水平面上就能匀速运动下去，物体在水平面上就
7、能匀速运动下去B这个实验实际上是永远无法做到的这个实验实际上是永远无法做到的C利用气垫导轨，就能使实验成功利用气垫导轨，就能使实验成功D要使物体运动就必须有力的作用，没有力的作用物体就静止要使物体运动就必须有力的作用，没有力的作用物体就静止B理理想想实实验验在在实实际际情情况况下下是是永永远远不不能能实实现现的的，其其条条件件永永远远是是理理想想化化的的，选选项项B正正确确；即即使使接接触触面面“相相当当光光滑滑”，也也不不会会达达到到没没有有摩摩擦擦力力的的程程度度，选选项项A错错误误；利利用用气气垫垫导导轨轨不不能能实实现现“理理想想”的的条条件件，仍仍然然存存在在一一定定的的阻阻力力，只
8、只不不过过阻阻力力很很小小而而已已，选选项项C错错误误；力力是是改改变变物物体体运运动动状状态态的的原原因因，并并不不是是维维持持物物体体运运动动状状态态的的原原因因，选选项项D错误错误。跟进训练跟进训练1(2022黑黑龙龙江江哈哈尔尔滨滨三三中中高高一一阶阶段段检检测测)墨墨子子是是春春秋秋战战国国时时期期著著名名的的思思想想家家，墨墨家家的的著著作作墨墨经经中中写写道道：“力力，刑刑之之所所以以奋奋也也。”“”“刑刑”同同“形形”，即即物物体体；“奋奋”，意意思思是是“(物物体体)动动也也”，即即开开始始运运动动或或者者运运动动加加快快。这这句句话话的的意意思思就就是是“力力能能使使物物体
9、体由由静静止止开开始始运运动动，或或者者使使运运动动的的物物体体运运动动得得越越来来越越快快”。对对墨墨子子这这句句关关于于力力和运动的理解，下列说法正确的是和运动的理解，下列说法正确的是()A墨子的观点与亚里士多德关于力和运动的观点基本相同墨子的观点与亚里士多德关于力和运动的观点基本相同B力是维持物体运动的原因力是维持物体运动的原因C力是改变物体运动状态的原因力是改变物体运动状态的原因D当物体不受力时，物体将停止当物体不受力时，物体将停止运动运动C墨墨子子的的观观点点表表达达出出力力是是改改变变物物体体运运动动状状态态的的原原因因，与与亚亚里里士士多多德德的的观观点点不不同同，A错错误误；力
10、力是是改改变变物物体体运运动动状状态态的的原原因因，力力不不是是维维持持物物体体运运动动的的原原因因，B错错误误，C正正确确；当当物物体体所所受受合合力力为为零零或或不不受受力力时时，物体将保持匀速直线运动状态或静止状态物体将保持匀速直线运动状态或静止状态，D错误错误。1牛顿第一定律的内容：牛顿第一定律的内容：一切物体总保持一切物体总保持_状态状态或或_状状态，除非作用在它上面的力态，除非作用在它上面的力_这种状态。这种状态。2惯性惯性(1)物物体体保保持持原原来来_状状态态或或_状状态态的的性性质质叫叫作作惯惯性性。牛牛顿第一定律也被叫作顿第一定律也被叫作_定律。定律。(2)惯性是物体的惯性
11、是物体的_属性，一切物体都具有惯性。属性，一切物体都具有惯性。知识点二知识点二牛顿第一定律牛顿第一定律匀速直线运动匀速直线运动静止静止迫使它改变迫使它改变匀速直线运动匀速直线运动静止静止惯性惯性固有固有如如图图所所示示是是冰冰壶壶在在冰冰面面上上运运动动的的情情景景。冰冰壶壶比比赛赛过过程程中中，运运动动员员在在冰冰壶壶前前面面擦擦扫扫冰冰面面，可可以以使使表表面面冰冰层层融融化化，形形成成一一层层薄薄薄薄的的水水膜膜，而水膜的阻力比冰面要小而水膜的阻力比冰面要小，所以冰壶可以滑行得更远所以冰壶可以滑行得更远。问题问题1图中的冰壶为什么会停下来？这说明了什么问题？图中的冰壶为什么会停下来？这说
12、明了什么问题？提提示示：冰冰壶壶停停下下来来是是因因为为受受到到了了冰冰面面的的摩摩擦擦力力的的作作用用。说说明明力力是是改改变物体运动状态的原因变物体运动状态的原因。问题问题2试猜想如果冰壶不受外力作用将处于什么状态？试猜想如果冰壶不受外力作用将处于什么状态？提提示示：冰冰壶壶原原来来静静止止，不不受受外外力力作作用用时时，仍仍然然保保持持静静止止；冰冰壶壶原原来来运动运动，不受外力作用时不受外力作用时，将保持匀速直线运动状态将保持匀速直线运动状态。问题问题3从从(1)、(2)两个问题中，我们能得到什么结论？两个问题中，我们能得到什么结论？提提示示：物物体体不不受受外外力力作作用用或或所所受
13、受合合力力为为零零时时，总总保保持持静静止止或或匀匀速速直直线运动状态线运动状态。1运动状态变化的三种情况运动状态变化的三种情况(1)速度的方向不变，只有大小改变。速度的方向不变，只有大小改变。(物体做直线运动物体做直线运动)(2)速度的大小不变，只有方向改变。速度的大小不变，只有方向改变。(物体做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动)(3)速度的大小和方向同时发生改变。速度的大小和方向同时发生改变。(物体做曲线运动物体做曲线运动)2对牛顿第一定律的理解对牛顿第一定律的理解(1)明确了惯性的概念明确了惯性的概念牛牛顿顿第第一一定定律律的的前前半半句句话话“一一切切物物体体总总保保持持匀匀速速直直线线
14、运运动动状状态态或或静静止止状状态态”，表表明明了了物物体体所所具具有有的的一一个个重重要要的的属属性性惯惯性性，即即物物体体保保持持匀匀速速直直线线运运动动状状态态或或静静止止状状态态的的性性质质，牛牛顿顿第第一一定定律律指指出出一一切切物体在任何情况下都具有惯性。因此牛顿第一定律又叫惯性定律。物体在任何情况下都具有惯性。因此牛顿第一定律又叫惯性定律。(2)揭示了力和运动的关系揭示了力和运动的关系牛牛顿顿第第一一定定律律的的后后半半句句话话“除除非非作作用用在在它它上上面面的的力力迫迫使使它它改改变变这这种种状状态态”，实实质质上上是是揭揭示示了了力力和和运运动动的的关关系系，即即力力是是改
15、改变变物物体体运运动动状状态的原因，而不是维持物体运动的原因。态的原因，而不是维持物体运动的原因。(3)反映了物体不受外力时的运动状态反映了物体不受外力时的运动状态匀匀速速直直线线运运动动或或静静止止(即即原原来来运运动动的的保保持持其其速速度度不不变变，原原来来静静止止的的保保持持静静止止)。不不受受外外力力作作用用的的物物体体是是不不存存在在的的，但但物物体体所所受受外外力力的的合合力力为为零零与与不不受受外外力力在在效效果果上上是是等等效效的的，这这就就使使牛牛顿顿第第一一定定律律具具有有了了实实际意义。际意义。【典典例例2】如如图图所所示示，在在一一辆辆表表面面光光滑滑且且足足够够长长
16、的的小小车车上上，有有质质量量为为m1和和m2的的两两个个小小球球(m1m2)，两两个个小小球球随随车车一一起起运运动动，当当车车突突然停止运动时，若不考虑其他阻力，则两个小球然停止运动时，若不考虑其他阻力，则两个小球()A一定相碰一定相碰B一定不相一定不相碰碰C不一定相碰不一定相碰D无法无法确定确定思思路路点点拨拨小小车车表表面面光光滑滑且且不不考考虑虑其其他他阻阻力力说说明明小小球球在在水水平平方方向上不受力的作用向上不受力的作用。两小球随车一起运动说明两小球速度相同两小球随车一起运动说明两小球速度相同。B小小车车表表面面光光滑滑，因因此此两两小小球球在在水水平平方方向向上上没没有有受受到到外外力力的的作作用用。原原来来两两个个小小球球与与小小车车具具有有相相同同的的速速度度，当当车车突突然然停停止止运运动动时时，由由于于惯性惯性，两个小球的速度不变两个小球的速度不变，所以不会相碰所以不会相碰，故故B正确正确。规律总结规律总结力和运动的关系力和运动的关系(1)力力的的作作用用效效果果是是使使物物体体发发生生形形变变或或运运动动状状态态发发生生改改变变，而而运运动动状状态态的的改改变
