老师用牛顿第一定律教案带练习题带答案

Wemustnotliedown,andcry,Godhelpus我们不能坐以待毙，等待上帝的救助-1-牛顿第一定律【第一部分】知识点分布1.理解力和运动的关系.（重点）2.理解牛顿第一定律，知识惯性与质量的关系.（重点）3.惯性与质量的关系.（考点）【第二部分】高频常考知识点总结牛顿第一定律明确了哪些问题?1．明确惯性的概念定律的前半句话“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性．2．确定力的含义定律的后半句话“直到有外力迫使它改变这种运动状态为止”，实际上是对力的定义，即力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动状态的原因．纠正了力是维持物体运动的原因的错误观点，明确了力是改变物体运动状态的原因．牛顿第一定律指出物体不受外力作用时的运动规律，所描述的物体不受外力的状态是一种理想化的状态，而实际中不受外力作用的物体是不存在的．当物体所受合外力为零时，其效果跟不受外力作用相同，因此，可以把“不受外力作用理解为“合外力为零”．物体在某方向上不受外力或在某方向上受平衡力作用时，该方向上保持静止或匀速直线运动状态的情况是普遍存在的惯性的大小由谁决定的?它与物体的受力、运动速度有关吗?1．惯性与质量的关系(1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．(2)惯性与物体受力情况，运动情况及地理位置均无关．(3)质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大．2．惯性与力的关系力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动状态的原因．力越大，运动状态越易改变；惯性越大，运动状态越难改变．3．惯性与速度的关系(1)速度是表示物体运动快慢的物理量，惯性是物体本身固有的性质．(2)一切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大小均无关．4．惯性的表现(1)在不受力的情况下，惯性表现为保持原有状态的本领，有“惰性”的意思．(2)在受力的情况下。惯性表现为运动状态改变的难易程度，质量越大，惯性越大，运动状态越难改变．【特别提醒】(1)一切物体，在任何情况下都具有惯性，即物体具有惯性是不需要条件的．(2)比较惯性大小，只看质量大小，质量大则惯性大．Wemustnotliedown,andcry,Godhelpus我们不能坐以待毙，等待上帝的救助-2-一、基本要求1.理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持.2.理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的.3.理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度.二、定律内容牛顿第一定律的表达方式：1.一切物体在没有受到力的作用时（合外力为零时），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运动状态。2.牛顿第一运动定律，又称惯性定律，它科学地阐明了力和惯性这两个物理概念，正确地解释了力和运动状态的关系，并提出了一切物体都具有保持其运动状态不变的属性——惯性，它是物理学中一条基本定律。问题讨论1.我国公安交通部门规定，从1993年7月1日起，在各种小型车辆前排乘坐的人（包括司机）必须系好安全带，为什么？2.常见的柴油机、电动机等机器的底座非常沉重，而参加作战任务的战斗机却要抛掉副油箱以减小质量，这是为什么呢？你能解释一下吗？三、理想实验的魅力自主探究1.力推物动，力撤物停.2.力撤物不停.供选用器材：小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺等.1.桌子上铺毛巾，小车放在毛巾上，推它就动，不推就停；2.将毛巾换成玻璃板，或直接用桌面，把小车在桌面或玻璃板上推一下，它运动一段时间才停下来.结论：物体的运动不需要力来维持.为了证明这个结论的正确性，如：蹬一段时间自行车后停止蹬车，自行车还会滑行一段距离；在冰面上踢出去的冰块要运动一段距离才停止运动；空中飞行的飞机制动后仍然还会向前滑翔；射出枪蹚的子弹等等.既然物体的运动不需要力来维持，刚才的两个实验为什么会出现两种现象呢？矛盾出现在哪里呢？下面用小球来做个对比实验.实验探究图4-1-1A.使斜槽下端与桌子上铺好的毛巾吻合，让小球从斜槽上自由滚下，标出小球在毛巾上滚动的距离；B.使斜槽下端直接与桌面吻合，让小球从斜槽上同一位置自由滚下，标出小球在桌面上滚动的距离；Wemustnotliedown,andcry,Godhelpus我们不能坐以待毙，等待上帝的救助-3-C.使斜槽下端与桌面上的玻璃吻合，让小球从斜槽上同一位置自由滚下，标出小球在玻璃上滚动的距离.通过观察对比实验，总结实验：接触面越光滑，小球滚动的距离越远.结论：运动小球停下来的原因是受到摩擦力的作用.伽利略的理想实验，若接触面光滑无摩擦小球会怎样？结论：物体的运动不需要力来维持.力撤物停的原因是因为摩擦力.若无摩擦力，运动物体会一直运动下去.最早发现这一问题的科学家是伽利略，他是怎样研究这个问题的呢？图4-1-2A.对称斜面，无摩擦小球滚到等高.B.减小另一侧斜面倾角，小球从同一位置自由释放要滚到等高，滚动距离越远.C.把另一侧斜面放平，小球要到等高，就会一直滚下去.根据这一现象伽利略得出了：运动的物体若不受力，物体将匀速运动下去.为了验证这个理论的正确性，下面通过气垫导轨实验来验证一下：（介绍气垫导轨、光电门工作原理）演示1：利用气垫导轨消除摩擦，让滑块在导轨上滑动，利用光电门测出滑块在不同位置的速度.感受伽利略理论的正确性.1.伽利略的观点.2.笛卡儿的补充和完善.3.牛顿第一定律.对比三个人的观点，他们都是叙述力和运动关系的，谁的更全面？1.伽利略：物体不受力时，运动的物体一直做匀速直线运动.2.笛卡儿：物体不受力时，物体将永远保持静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动.3.牛顿：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.综上所述，牛顿第一定律更全面、更完善.二、牛顿物理学的基石——惯性定律既然牛顿第一定律更完善，那么它从几个方面阐述了力和运动的关系？两个方面：不受力时，物体保持匀速直线运动状态或静止状态；受力时，力迫使它改变运动状态.力不是维持物体运动状态的原因，力是改变物体运动状态的原因.牛顿第一定律能否用实验来验证？结论：不能，因为不受力作用的物体是不存在的.牛顿第一定律虽然所描述的是一种理想化状态，但它却正确揭示了自然规律.三、惯性与质量演示2：在小车上竖放一长条木块，让小车在光滑玻璃板上运动，前面固定一个物体，当车被物块挡住时，车上的木块向前倾倒，为什么？Wemustnotliedown,andcry,Godhelpus我们不能坐以待毙，等待上帝的救助-4-图4-1-3木块随车一起运动，当车被挡住时，车停止运动，木块的下半部分受到车的摩擦作用也随车停止运动，而上半部分由于要保持原来的运动状态，故向前倾倒.物体这种保持原来运动状态不变的性质叫惯性.举例说明：①木块立在静止的车上，忽然拉动小车，木块后倾.②人站在匀速行驶的车厢内竖直向上跳起，仍落回原地.总结：惯性是指物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质.从牛顿第一定律我们得知，一切物体都有保持它们原来的匀速直线运动或静止状态的性质，所以牛顿第一定律又叫惯性定律.当力迫使它改变这种状态时，它就会有抵抗运动状态改变的“本领”.这个“本领”与什么因素有关？请大家通过实例分析.讨论交流：载重货车启动时，由静止到高速得需要较长一段时间；百米冲刺到终点后，体重大的运动员较难停下来.总结：运动状态变化的难易程度与质量有关.结论：惯性大小与质量有关，质量大的物体惯性大；质量小的物体惯性小.例1.下列关于惯性的说法中，正确的是（）A.人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性B.百米赛跑到终点时不能立即停下是由于惯性，停下时就没有惯性了C.物体没有受外力作用时有惯性，受外力作用后惯性被克服了D.物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关解析：惯性是物体的固有属性，与其内在因素即质量有关，与受力与否及运动状态无关.一切物体都有惯性，质量是物体惯性大小的量度，静止物体的惯性是保持静止，匀速运动的物体的惯性是保持其速度不变.当物体在外力作用下运动状态发生变化时，只要其质量不变，其惯性大小不发生变化.答案：D2.如图4-1-4所示，当你在平直路面上骑自行车时，是否觉得用力不停地蹬，车才会匀速前进，一旦不用力蹬，车子就会减速，甚至停下呢？这与牛顿第一定律矛盾吗？试解释之.图4-1-4解答：对比用力蹬和不用力蹬两种情况，发现不蹬车时，车减速，运动状态改变，这是因为有阻力作用；而蹬车时，虽用力蹬车，但合外力为零，因此可以匀速前进，仍然符合牛顿第一定律.Wemustnotliedown,andcry,Godhelpus我们不能坐以待毙，等待上帝的救助-5-3.有一仪器中电路如图4-1-5所示，其中M是质量较大的一个金属块，两端与弹簧相连接，将仪器固定在一辆汽车上，当汽车启动时，哪只灯亮？当汽车急刹车时，哪只灯亮？为什么？图4-1-5解答：当汽车启动时，汽车的速度变大了，而金属块由于惯性，将保持原来的静止状态，而相对于汽车向后运动，从而使绿灯所在的电路被接通，所以启动时绿灯亮；反之，刹车时，汽车的速度变小了，而金属块由于惯性，将保持原来的速度运动，而相对于汽车向前运动，从而使红灯所在的电路被接通，所以刹车时红灯亮.当汽车匀速行驶时，弹簧将使金属块复位，两灯均不亮.课堂小结通过本节的学习，我们知道了：1.历史上几位科学家对力和运动关系的看法和研究.2.伽利略得到力和运动关系的研究方法.3.牛顿第一定律的内容.4.惯性及应用惯性知识解决实际问题的方法.【经典练习】1.亚里士多德的观点：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要在某一个地方。2．关于伽利略理想实验，以下说法中正确的是()A．完全是理想的，没有事实为基础B．是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映自然规律C．无须事实基础，只是理想推理D．以上说法都不对3.关于牛顿第一定律，下列说法正确的是()A．牛顿第一定律是一条实验定律B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因C．惯性定律和惯性的实质是相同的D．物体的运动不需要力来维持4.歼击机在进入战斗状态时要丢掉副油箱，这样做是为了()A．减小重力，使运动状态保持稳定B．增大速度，使运动状态易于改变C．增大加速度，使运动状态不易变化Wemustnotliedown,andcry,Godhelpus我们不能坐以待毙，等待上帝的救助-6-D．减小惯性，有利于运动状态的改变5.关于力和运动的关系，下列说法中正确的是()A．物体的速度不断增大，表示物体必受外力的作用B．物体向着某个方向运动，则在这个方向上必受力的作用C．物体的速度大小不变，则其所受的合外力必为零D．物体处于平衡状态，则该物体必不受外力作用6.关于物体的惯性以下说法中正确的是()A．物体的运动速度越大，物体越难停下来，说明运动速度大的物体惯性大B．汽车突然减速时，车上的人向前倾，拐弯时人会往外甩，而汽车匀速前进时，车上的人感觉平稳，说明突然减速和转弯时有惯性，匀速运动时没有惯性C．在同样大小的力作用下，运动状态越难改变的物体，其惯性一定越大D．在长直水平轨道上匀速运动的火车上，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起后，发现落回原处，这是因为人跳起后，车继续向前运动，人落下后必定向后偏些，但因时间太短，偏后距离太小，不明显而已7、下列说法正确的是()A．掷出的铅球速度不大，所以其惯性很小，可以用手去接B．用力打出的乒乓球速度很大，因此其惯性很大，不能用手去接C．相同的两辆车，速度大的比速度小的难以停下来，是因为速度大的车惯性大D．相同的两辆车，速度大的比速度小的难以停下来，是因为速度大的车运动状态变化大8.完成小实验：将几个棋子叠放，用钢尺快速敲击最下面的棋子，你将看到最下面的棋子_________，上面的棋子_________，猜想产生这个现象的原因。9、如图所示迅速击打硬纸板，纸板上的鸡蛋掉入杯中，这说明__________________。1