人教版 (新课标)必修11 牛顿第一定律导学案

4.1 《牛顿第一定律》导学案

【学习目标】

1．知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法。

2．理解牛顿第一定律的内容及意义

3．知道什么是惯性，会正确地解释有关惯性的现象。

【重点难点】

1．对牛顿第一运动定律和惯性的正确理解；2．科学思想的建立过程。

【学法指导】[来源:学|科|网Z|X|X|K]

认真阅读教材，观察图片展示的信息，体会惯性的概念和牛顿第一定律的含义

【知识链接】

描述物体运动状态的物理量是什么？物体的运动状态发生变化，对应的这一物理量有哪些可能的变化？

【学习过程】

伽利略的理想实验：

如图：让小球从一个斜面由静止滚下，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。减小另一个斜面的倾角，小球仍能到达原来的高度，但比第一次滚得要远些，假设把另一个斜面放至水平，则小球因为无法达到原来的高度而永远运动下去。

1．一切物体总保持_______状态或________状态，直到_________________    _为止，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．

2．物体的这种保持_________或__________的性质叫做惯性，惯性是物体的固有性质．描述惯性的物理量是           。

思考探究1：为什么说伽利略的实验是个“理想实验”？

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思考探究2：举例说明“运动状态”发生了变化，有哪些具体含义？

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思考探究3：伽利略和同时代的笛卡尔都认识到了“力不是维持运动的原因”，为什么隔了一代人之后，才出现了牛顿第一定律？在小组内交流一下你的看法。

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思考探究4：运动状态变化的多少与运动状态变化的难易意义是否相同？

有人说，速度大的物体越难停下来，是因为物体速度越大，惯性越大。这句话对吗？在小组内交流一下你的见解，并谈谈你对惯性的理解。

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答　 不对．物体惯性大小的量度是质量，而不是速度．

解析　 惯性是物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质．当物体受到外力作用时，就要迫使物体改变它的运动状态．物体的惯性越大，改变它的运动状态就越难．因此不同的物体运动状态改变的难易程度不同，说明它们的惯性大小不同．

同样大小的力作用在质量较小的物体上，物体运动状态容易改变．而作用在质量较大的物体上，其运动状态则不易改变．即质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小．可见物体惯性大小的量度是质量，而不是速度．

那么为什么质量相同，惯性也相同的车，在同时刹车后，速度大的那辆车要冲出较远的距离才能停下来呢？这是因为速度越大，速度减小到零所需的时间越长，因此冲出的距离要大些．

71页“问题与练习”

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思考探究5：什么是惯性参考系和非惯性（参考）系？71页“问题与练习”

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【训练测试】

1． 如图所示，某同学朝着列车行进方向坐在车厢中，水平桌面上放有一静止的小球．突然，他发现小球相对桌面向后滚动，则可判断(　　)

A．列车在刹车

B．列车在做加速直线运动

C．列车在做减速直线运动

D．列车在做匀速直线运动

2．关于伽利略理想实验，下列说法正确的是(　　)

A．完全是理想的，没有事实为基础的

B．是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映自然规律的

C．没有事实为基础，只有理想推理

D．以上说法都不对

3．人从行驶的汽车上跳下来后容易(　　)

A．向汽车行驶的方向跌倒

B．向汽车行驶的反方向跌倒

C．向车右侧方向跌倒

D．向车左侧方向跌倒

4．火车在平直轨道上匀速直线前进，在密封的没有空气流动的车厢内点燃了一支卫生香，则车里乘客看到卫生香所冒出的烟的运动情况应是(　　)

A．一边上升一边向前飘

B．一边上升一边向后飘

C．只是上升不向任何一边飘

D．无法确定

5． 下列说法正确的是(　　)

A．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因

B．笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献

C．公交车突然刹车时乘客身体会倾斜，说明乘客有惯性公交车没有惯性

D．汽车的速度越大刹车时越难停下来，说明汽车的惯性大小与速度有关

6．科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段．在研究和解决问题过程中，不仅需要相应的知识，还要注意运用科学方法．理想实验有时更能深刻地反映自然规律．伽利略设想了一个理想实验，如图所示，其中有一个是经验事实，其余是推论．

①减小第二个斜面的倾角，小球在这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时的高度；

④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动．

下列关于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

[来源:学科网]

【参考答案】

1．答案：B

解析：由于惯性列车加速前进时小球相对桌面向后运动，故B项正确．

2．答案：B

解析：真实的实验是一种实践的活动，是可以通过一定的实验器材和实验方法而实现的实验．“理想实验”是一种思维活动，是人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”．“理想实验”并不是脱离实际的主观臆想，它是以实践为基础的，是在真实的科学实验的基础上抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，是以一定的逻辑法则为依据的，而这些逻辑法则，都是从长期的社会实践中总结出来的，并为实践所证实了的．理想实验可以深刻地揭示自然规律．

3．答案：A

解析：人从车上跳下来时，脚和地面接触时，因摩擦而停止运动，身体由于惯性而继续向前运动．故容易向车行驶的方向跌倒．

4．答案：C

解析：我们看到的烟是由一些极小的颗粒组成的，由于上、下空气温度的不同，烟上升．而刚冒出的烟在离开卫生香时已 具有和车同样的速度，故烟竖直上升．

5．答案：B

6．答案：B

解析：伽利略的理想实验是以经验事实为基础，设想实验步骤和过程，运用分析推理得出结论的，之所以称之为理想实验，是因为实验的结果是无法用实际的实验进行验证的，但是，分析推理的过程是合乎逻辑的，是严密的，是对实验过程的科学的抽象，因此得出的结论是对客观世界真实的反映，题给实验的四个步骤中，只有②是经验事实，其余是推论，分类正确的选项是B项．

[来源:Zxxk.Com]

【学习反思】

为什么叫理想实验？理想实验的作用有哪些？力和惯性是牛顿第一定律的两个重要概念，应该怎样理解？[来源:Z.xx.k.Com]