高中物理第三章牛顿运动定律1牛顿第一定律学案教科版必修.docVIP

牛顿第一定律

一、从亚里士多德到伽利略

1．物理学家的观点：

(1)亚里士多德的观点：必须依靠__外力的不断作用__才能维持。外力一旦消失，受迫运动也就停止了。

(2)伽利略的观点：在地面上运动的物体之所以会停下来，是因为__摩擦力__的缘故，如果物体不受任何阻力，物体应该__永远运动下去__。

2．伽利略的斜面实验：

在伽利略理想斜面实验中，假如斜面足够光滑(完全没有摩擦力)，下列说法符合实验规律的有__①②④__。

①让小球从第一个斜面由静止滚下，冲上第二个斜面，小球将上升到原来释放时的高度。

②减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离增大，但所达到的高度相同。

③减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离不变，所达到的高度减小。

④当第二个斜面放平，小球将永远运动下去。

⑤当第二个斜面放平，小球运动一段时间后停下来。

二、牛顿第一定律和惯性

跳远运动员在起跳前要加速助跑，为什么？

提示：由于跳远运动员具有惯性，起跳前速度越大，跳的距离越远。

1．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。

2．影响惯性大小的因素：__质量__。

知识点一牛顿第一定律

1．物体运动状态的改变包括三种情况：

(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发生改变。

2．牛顿第一定律的意义：

(1)力是改变物体运动状态的原因。物体受到力的作用，其运动状态就一定改变，且产生加速度。

(2)力不是维持物体运动状态的原因。物体不受力的作用时，它将做匀速直线运动或保持静止状态。

(3)揭示了一切物体都有惯性。故牛顿第一定律又叫惯性定律。

3．运动和力的关系及应用步骤：

(1)由“因”推“果”：物体受力(合力不为零)，运动状态(速度大小、方向)一定改变，物体不受力(合力为零)，运动状态一定不变。

(2)由“果”索“因”：物体的运动状态不变，则不受力或合力为零，物体的运动状态变化，则一定受力。

(3)应用步骤：应用牛顿第一定律解释有关现象时，一要看物体原来的运动状态，二要看物体现在的受力情况，最后判断由于物体具有惯性将会出现的现象。

小轩在旅途中拍下了火车内桌面上某个瞬间塑料杯状态，请分析火车的运动状态。

提示：火车向左加速或向右减速。

【典例】一天，下着倾盆大雨。某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了。列车进站过程中，他发现水面的现状如图中的()

【解析】选C。列车进站过程中，即车窗的速度变小，而双层玻璃窗内积水由于惯性仍然保持原来的运动状态，所以水向前运动。

处理惯性问题的思路

(1)明确研究的问题，它原来处在怎样的运动状态。

(2)当外力作用在该物体的某一部分(或外力作用在该物体关联的其他物体上)时，这一部分的运动状态的变化情况。

(3)该物体由于惯性将保持怎样的运动状态，最后会出现什么现象。

1．在物理学的发展过程中，许多物理学家的研究推动了人类文明的进程。在对以下几位物理学家所做贡献的叙述中，正确的是()

A．亚里士多德认为较重物体与较轻物体下落得一样快

B．伽利略通过理想斜面实验认为物体的运动不需要力维持

C．笛卡尔认为如果物体受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一方向运动下去

D．牛顿认为力不仅可以维持物体的运动，而且可以改变物体的运动状态

【解析】选B。亚里士多德认为较重物体比较轻物体下落得更快，故A错误；伽利略理想实验说明力不是维持物体运动的原因，故B正确；笛卡尔认为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，既不停下来也不偏离原来的方向，故C错误；牛顿提出牛顿第一定律，指出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，故D错误，所以选B。

2．(2020·榆林高一检测)关于力和运动的关系，下列说法中正确的是()

A．力是物体运动的原因

B．力是维持物体运动的原因

C．力是物体获得速度的原因

D．力是改变物体运动状态的原因

【解析】选D。根据牛顿第一定律可知，力是改变物体运动状态的原因，不是物体运动的原因，也不是维持物体运动的原因，也不是物体获得速度的原因，故选D。

【加固训练】

1．(多选)由牛顿第一定律可知()

A．物体的运动是依靠惯性来维持的

B．力停止作用后，物体的运动就不能维持

C．物体做变速运动时，一定有外力作用

D．力是改变物体惯性的原因

【解析】选A、C。物体具有的保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性，由于惯性的存在物体才保持原来的运动状态，A正确；力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因，B错误；当物体做变速运动时，运动状态发生了改变，一定有外力作用，C正确；惯性是物体的固有属性，不因为力而发生改变，D错误。

2．下列关于牛顿第一