2022高中物理 第四章 牛頓運(yùn)動定律 4.1 牛頓第一定律學(xué)案 新人教版必修1一、 考點(diǎn)突破此部分內(nèi)容在高考物理中的要求如下：知識點(diǎn)考綱要求題型分值牛頓第一定律理解牛頓第一定律和慣性，并能解決問題選擇題26分二、重難點(diǎn)提示重點(diǎn)：理解牛頓第一定律的內(nèi)容和慣性的概念。難點(diǎn)：處理好力和運(yùn)動的關(guān)系。1. 牛頓第一定律的內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。2. 牛頓第一定律的意義（1）指出力不是維持物體運(yùn)動的原因，而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，即力是產(chǎn)生加速度的原因。（2）指出了一切物體都有慣性，因此牛頓第一定律又稱為慣性定律。3. 慣性（1）定義：物體具有保持原來勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。（2）量度：質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，質(zhì)量大的物體慣性大，質(zhì)量小的物體慣性小。（3）普遍性：慣性是物體的固有屬性，一切物體都有慣性，與物體的運(yùn)動情況和受力情況無關(guān)?！局匾崾尽?. 誤認(rèn)為物體運(yùn)動狀態(tài)改變了，慣性就消失了。2. 誤認(rèn)為速度越大，慣性越大。3. 誤認(rèn)為慣性和慣性定律是一回事。4. 慣性參考系和非慣性參考系我們稱這種“牛頓定律能夠適用的參考系”為慣性參考系。例如當(dāng)我們以做變速運(yùn)動的起重機(jī)為參考系時(shí)，則不能直接應(yīng)用牛頓定律來處理問題，我們稱這種系統(tǒng)為非慣性參考系。例題1 關(guān)于伽利略的理想實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是（ ）A. 這個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是永遠(yuǎn)無法實(shí)現(xiàn)的B. 只要接觸面足夠光滑，物體在水平面上就能勻速運(yùn)動下去C. 利用氣墊導(dǎo)軌，就能使實(shí)驗(yàn)成功D. 雖然是想象中的實(shí)驗(yàn)，但它是建立在可靠的事實(shí)基礎(chǔ)上的思路分析：伽利略的理想實(shí)驗(yàn)是建立在可靠的事實(shí)基礎(chǔ)上，進(jìn)行科學(xué)、合理的推理而得出的結(jié)論，但是摩擦力永遠(yuǎn)無法消除，平板或?qū)к壱膊豢赡茏龅脽o限長，因而無法用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證。正確選項(xiàng)為A、D。答案：AD例題2 下列關(guān)于牛頓第一定律以及慣性概念的說法中，正確的是（）A. 牛頓第一定律說明，只有不受外力的物體才保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)B. 物體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化則物體一定受到力的作用C. 慣性定律與慣性的實(shí)質(zhì)是相同的D. 物體的運(yùn)動不需要力來維持，但物體的運(yùn)動速度越大時(shí)，其慣性也越大思路分析：當(dāng)物體所受的合力為零時(shí)，物體也可以處于勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；由牛頓第一定律可知，力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，故B項(xiàng)正確；慣性是物體保持原有運(yùn)動狀態(tài)不變的一種性質(zhì)，慣性定律（即牛頓第一定律）則反映物體在一定條件下的運(yùn)動規(guī)律，C項(xiàng)錯(cuò)誤；雖然物體的運(yùn)動不需要力來維持，但物體的慣性與運(yùn)動速度大小無關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B 例題3 在水平路面上有一輛勻速行駛的小車，車上固定一盛滿水的碗?，F(xiàn)突然發(fā)現(xiàn)碗中的水灑出，水灑出的情況如圖所示，則關(guān)于小車的運(yùn)動情況，下列敘述正確的是（）A. 小車勻速向左運(yùn)動 B. 小車可能突然向左加速 C. 小車可能突然向左減速 D. 小車可能突然向右減速思路分析：原來水和小車相對靜止以共同速度運(yùn)動，水突然向右灑出有兩種可能：原來小車向左運(yùn)動，突然加速，碗中水由于慣性保持原速度不變，故相對碗向右灑出。原來小車向右運(yùn)動，突然減速，碗中水由于慣性保持原速度不變，相對碗向右灑出，故B、D正確。答案：BD 【高頻疑點(diǎn)】 對牛頓第一定律的理解1. 導(dǎo)出了慣性的概念一切物體都具有保持原有運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì)，這就是慣性。（1）慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性。慣性大小的唯一量度是物體的質(zhì)量，物體的質(zhì)量越大，慣性就越大，運(yùn)動狀態(tài)就越難改變。慣性與物體是否受力、怎樣受力無關(guān)，與物體是否運(yùn)動、怎樣運(yùn)動無關(guān)，與物體所處的地理位置無關(guān)。（2）慣性不是一種力。慣性大小反映了改變物體運(yùn)動狀態(tài)的難易程度，物體的慣性越大，它的運(yùn)動狀態(tài)就越難以改變。（3）外力作用于物體上能使物體的運(yùn)動狀態(tài)改變，但不能認(rèn)為克服或改變了物體的慣性。2. 揭示力的本質(zhì)力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因（運(yùn)動狀態(tài)指物體的速度），又根據(jù)加速度定義：a，有速度變化就一定有加速度，所以可以說：力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。3. 牛頓第一定律描述的是理想化狀態(tài)牛頓第一定律描述的是物體在不受任何外力時(shí)的狀態(tài)，而不受外力的物體是不存在的。物體不受外力和物體所受合外力為零是有區(qū)別的，所以不能把牛頓第一定律當(dāng)成牛頓第二定律在F0時(shí)的特例。【針對訓(xùn)練】下列關(guān)于力、運(yùn)動狀態(tài)及慣性的說法，正確的是（）A. 牛頓最早指出力不是維持物體運(yùn)動的原因B. 笛卡爾對牛頓第一定律的建立做出了貢獻(xiàn)C. 一個(gè)運(yùn)動的物體，如果不再受力了，它總會逐漸停下來，這說明，靜止?fàn)顟B(tài)才是物體長時(shí)間不受力時(shí)的“自然狀態(tài)”D. 牛頓認(rèn)為力的真正效應(yīng)總是改變物體的速度，而不僅僅是使之運(yùn)動E. 伽利略根據(jù)理想實(shí)驗(yàn)推論出，如果沒有摩擦，在水平面上的物體，一旦具有某一個(gè)速度，將保持這個(gè)速度繼續(xù)運(yùn)動下去F. 車速越大，剎車后滑行的路程越長，所以慣性越大思路分析：經(jīng)過了漫長的思考，人們才形成了關(guān)于運(yùn)動和力的正確關(guān)系的認(rèn)識，所以高考中時(shí)有對此點(diǎn)物理學(xué)史的考查，及關(guān)于運(yùn)動和力關(guān)系的正確認(rèn)識的考查，復(fù)習(xí)時(shí)既要掌握人類認(rèn)識的過程，又要真正理解“力不是維持物體運(yùn)動的原因”。A項(xiàng)中，最早提出力不是維持物體運(yùn)動的原因的人是伽利略，牛頓是根據(jù)伽利略斜面實(shí)驗(yàn)的思想，建立了牛頓第一定律；B項(xiàng)中，笛卡爾研究了力與運(yùn)動的關(guān)系，為牛頓第一定律的建立做出了貢獻(xiàn)，正確；C項(xiàng)中，一個(gè)運(yùn)動的物體，如果不再受力了，它總會逐漸停下來，本身這個(gè)說法就是錯(cuò)誤的，不符合牛頓第一定律的描述；D項(xiàng)中，牛頓認(rèn)為力的真正效應(yīng)總是改變物體的速度，而不僅僅是使之運(yùn)動，這是牛頓第一定律和牛頓第二定律所揭示的力與運(yùn)動的關(guān)系，正確；E項(xiàng)的說法符合伽利略理想實(shí)驗(yàn)，正確；F項(xiàng)中，剎車的長度與慣性沒有關(guān)系，與車的動能有關(guān)。答案：BDE【方法提煉】 用慣性解釋運(yùn)動現(xiàn)象的思路日常生活中有很多與慣性相關(guān)的運(yùn)動現(xiàn)象，如人乘車時(shí)的前傾后仰、跑步時(shí)的跌跟頭、用鐵錘釘釘子等，運(yùn)用慣性知識解釋這些現(xiàn)象的思路是：（1）明確要研究的是哪個(gè)物體或物體的哪一部分，它原來處于什么運(yùn)動狀態(tài)。（2）確定外力作用在此物體的什么位置，物體在此位置的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了怎樣的變化。（3）由于慣性的原因，物體上沒受力的部分保持原運(yùn)動狀態(tài)?！緷M分訓(xùn)練】就一些實(shí)際生活中的現(xiàn)象，某同學(xué)試圖從慣性角度加以解釋，其中正確的是（）A. 采用了大功率的發(fā)動機(jī)后，某些一級方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機(jī)的速度。這表明，可以通過科學(xué)進(jìn)步使小質(zhì)量的物體獲得大慣性B. 射出槍膛的子彈在運(yùn)動相當(dāng)長一段距離后連一件棉衣也穿不透，這表明它的慣性小了C. 貨運(yùn)列車運(yùn)行到不同的車站時(shí)，經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂，這會改變它的慣性D. 摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí)，車手一方面要控制適當(dāng)?shù)乃俣?，另一方面要將身體稍微向里傾斜，通過調(diào)控人和車的慣性達(dá)到行駛目的思路分析：采用了大功率的發(fā)動機(jī)后，某些一級方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機(jī)的速度，原因是功率變大了，但慣性不變，選項(xiàng)A錯(cuò)；射出槍膛的子彈在運(yùn)動相當(dāng)長一段距離后連一件棉衣也穿不透，原因是子彈具有的動能過小，但慣性不變，選項(xiàng)B錯(cuò)；貨運(yùn)列車運(yùn)行到不同的車站時(shí)，經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂，列車的質(zhì)量改變了，當(dāng)然它的慣性也就改變了，選項(xiàng)C正確；摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí)，車手一方面要控制適當(dāng)?shù)乃俣?，另一方面要將身體稍微向里傾斜，調(diào)控人和車的重心位置，但整體的慣性不變，選項(xiàng)D錯(cuò)。答案：C