1．牛頓第一定律核心素養定位物理觀念(1)了解伽利略關于運動和力的關系的認識．(2)能準確敘述牛頓第一定律的內容．(3)知道質量是物體慣性大小的量度．科學思維(1)能領悟理想實驗的科學推理方法及其意義．(2)能對牛頓第一定律所揭示的運動和力的關系有較深刻理解．(3)能通過實例說明質量是物體慣性大小的量度，會解釋有關的慣性現象．科學態度與責任(1)了解牛頓第一定律的發現過程，體會人類認識事物本質的曲折過程，培養學生嚴謹的科學態度．(2)通過具體實例，體會生活中慣性的應用與防止，樂于將所學知識應用于日常生活實際．一、理想實驗的魅力1．亞里士多德認為：必須________________，物體才能運動；沒有力的作用，物體就要________________．2．伽利略的理想實驗(1)斜面實驗：如下圖所示，讓一個小球沿斜面從靜止狀態開始運動，小球將“沖”上另一個斜面．①如果沒有________，小球將到達原來的高度．這是一種理想化的物理模型②減小第二個斜面的傾角，小球運動的距離更長，但所達到的高度________．③當第二個斜面最終變為水平面時，小球將永遠運動下去．合理的外推(2)推理結論：力________(選填“是”或“不是”)維持物體運動的原因．3．笛卡兒的觀點：如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續以________沿________運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向．二、牛頓第一定律無法用實驗直接驗證1．牛頓第一定律的內容：一切物體總保持____________狀態或________狀態，除非作用在它上面的力________________．2．慣性體現了抵抗運動狀態改變的“能力”(1)物體保持原來________狀態或________狀態的性質叫作慣性，牛頓第一定律也被叫作慣性定律．(2)慣性是物體的________屬性，一切物體都具有慣性．三、慣性與質量物體慣性大小僅與________有關，________是物體慣性大小的唯一量度，慣性大小與物體是否運動、運動快慢等因素均________關．【情境思考】如圖所示，為冰壺比賽的場景．請對以下結論作出判斷：(1)靜止在地面上的冰壺，當用力推它時，冰壺開始運動，說明力是使冰壺運動的原因．()(2)當冰壺脫離運動員的作用時，冰壺沒有立即停下，而是繼續向前運動，說明冰壺具有慣性．()(3)撤去推力后，冰壺最終能停下來，是冰壺受摩擦力作用的結果．()(4)如果沒有摩擦力，冰壺會一直運動下去．()1理想實驗的魅力(1)談“理想”：①接觸面不可能絕對光滑；②水平面不可能做得無限長．(2)談“實驗”：理論實驗，非真實的科學實驗．(3)談“魅力”：伽利略“理想實驗”的卓越之處不是實驗本身，而是實驗所使用的獨特方法，在實驗事實的基礎上進行合理外推．1“理想實驗”與“真實實驗”(1)真實實驗是一種實踐活動，是可以通過一定的實驗器材和實驗方法來實現的．(2)理想實驗體現了邏輯思維活動，但思維過程的基礎是真實、可靠的．2運動狀態改變的三種情形(1)速度的方向不變，大小改變．(2)速度的大小不變，方向改變．(3)速度的大小和方向同時發生改變．2體重與體育運動在許多體育項目中通過改變質量來增加或減小慣性，以利于提高運動成績．如體操運動員希望有靈活的身體，而相撲運動員則不希望被別人推倒，所以相撲運動員的質量要比體操運動員的質量大得多．目標一伽利略理想斜面實驗【導思】在伽利略的斜面實驗的各個過程中(如圖所示)，哪些可以通過實驗完成？哪些是推理得出的？【歸納】1．理想實驗的推論一切運動著的物體在沒有受到外力的時候，它的速度將保持不變，并且一直運動下去．2．理想實驗的意義(1)伽利略理想實驗是以可靠的實驗事實為基礎，經過抽象思維，抓住主要因素，忽略次要因素，從而更深刻地揭示了自然規律．(2)伽利略理想實驗是把實驗和邏輯推理相結合的一種科學研究方法．【典例】例1[2023·河北邢臺高一月考]在研究運動和力的關系時，伽利略設計了著名的理想斜面實驗(如圖所示)，將可靠的事實和縝密的邏輯推理結合起來，能更深刻地反映自然規律．下面給出了伽利略斜面實驗的五個事件，請對事件的性質進行判斷并正確排序：由A點靜止釋放的小球，①若沒有摩擦時，能滾到另一斜面與A點等高的C點；②當減小斜面動摩擦因數時，滾到另一斜面的最高位置，更接近于等高的C點；③若沒有摩擦時減小斜面BC的傾角，小球將通過較長的路程，到達與A點等高的D點；④若沒有摩擦且當另一斜面水平放置時，小球將沿水平面一直運動下去；⑤不能滾到另一斜面與A點等高的C點．以下排序正確的是()A．事實⑤→事實②→推論①→推論③→推論④B．事實⑤→事實②→推論③→事實①→推論④C．事實⑤→事實②→事實①→推論③→推論④D．事實⑤→事實②→推論①→事實③→推論④目標二牛頓第一定律的理解【導思】如圖所示，將一小車從斜面的同一高度由靜止釋放，最后小車停在了不同水平面上的不同距離處．(1)小車在斜面上時的合力方向向哪？此時小車做什么運動？小車在水平面上時的合力方向向哪？此時小車做什么運動？表明物體的運動與力存在什么關系？(2)三圖中，由上到下小車沿水平面運動的距離逐漸變遠，原因是小車受到的阻力逐漸減小，可以猜想，如果水平面光滑，小車將做什么運動？【歸納】1．提出了慣性概念定律的前半部分內容“一切物體總保持勻速直線運動或靜止狀態”，揭示了所有物體普遍具有的一種屬性——慣性，即物體保持勻速直線運動或靜止狀態，是本質屬性，不需要條件．一切物體在任何情況下都具有保持勻速直線運動或靜止狀態的性質．因此，牛頓第一定律又叫慣性定律．2．明確了力的作用效果定律的后半部分內容“除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態”，說明了力的作用效果可以改變物體的運動狀態．3．揭示了力和運動的關系牛頓第一定律指出物體不受外力時的運動規律，定律描述的只是一種理想狀態，而實際中物體不受外力的作用的情況是不存在的，當物體所受到的合外力為零時，其效果跟不受外力的作用效果相同．力與運動的關系：運動不需要力維持，但運動狀態的改變離不開力的作用．【典例】例2(多選)關于牛頓第一定律有下列說法，其中正確的是()A．牛頓第一定律可用實驗來驗證B．牛頓第一定律說明力是改變物體運動狀態的原因C．慣性定律與慣性的實質是相同的D．牛頓第一定律說明物體的運動不需要力來維持例3[2023·江西南昌高一期末]如圖所示，在一足夠長的木板C上有兩個物體A和B，兩個物體隨木板一起以速度v向右運動．若兩物體與木板間的摩擦不計，且mA>mB，則當用外力使木板突然停止后()A．A物體的慣性大，速度變化快，A、B兩物體間的距離將減小B．A物體的慣性大，速度變化慢，A、B兩物體間的距離將增大C．A、B兩物體均做勻速直線運動，它們間的距離不變D．A、B兩物體均做減速直線運動，它們間的距離減小目標三慣性的理解和應用【導思】(1)如圖所示，公交車在運行時突然急剎車，車內乘客身體為什么會向前傾倒？(2)“同一物體在地球上的重力比在月球上大，所以物體在地球上的慣性比在月球上大”，這種說法對嗎？為什么？【歸納】1．慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性．2．物體慣性的大小由質量決定，與物體的運動狀態無關，與是否受力無關，與物體的速度大小無關．3．慣性的表現(1)在不受力的條件下，慣性表現出維持其原來運動狀態的“能力”，有“惰性”的意思．(2)在受力的條件下，慣性的大小表現為運動狀態改變的難易程度．質量越大，慣性越大，運動狀態越難改變．【典例】例4[2023·重慶八中高一上月考]如圖所示，冰壺在冰面運動時受到的阻力很小，可以在較長時間內保持運動速度的大小和方向不變，我們可以說冰壺有較強的抵抗運動狀態變化的“本領”．這里所指的“本領”是冰壺的慣性，則慣性的大小取決于()A．冰壺的速度B．冰壺的質量C．冰壺受到的推力D．冰壺受到的阻力例5(多選)下列各圖所示現象中，利用了慣性的是()A．自行車滑行B．使錘子套緊C．系好安全帶D．跳遠助跑例6如圖所示，某同學面向車行駛方向坐在沿平直軌道勻速行駛的列車車廂里．這位同學發現面前的水平桌面上一個原來靜止的小球突然向他滾來，則可判斷()A．列車正在剎車B．列車突然加速C．列車突然減速D．列車仍在勻速直線運動1.漫畫中的情景在公交車急剎時常會出現．為提醒乘客注意，公交公司征集到幾條友情提示語，其中對慣性的理解正確的是()A.站穩扶好，克服慣性B．穩步慢行，避免慣性C．當心急剎，失去慣性D．謹防意外，慣性恒在2．關于物體的慣性，下列說法中正確的是()A．戰斗機在作戰時，甩掉副油箱是為了減小慣性，提高飛行的靈活性B．用力推一個靜止在地面上的物體，沒有推動，原因是物體的慣性太大了C．高速公路上要限速，是因為車速越大慣性越大D．由于子彈的速度越大，其殺傷力就越大，所以子彈的慣性大小與其速度大小有關3．關于運動和力的關系，以下敘述正確的是()A．力是維持物體運動的原因B．物體受多個力作用時，其運動狀態一定不斷變化C.在多個力作用下做勻速運動的物體，若去掉其中的一個力，其運動速度一定減小D．物體不受力的作用時也能運動4．下列關于牛頓第一定律的說法中正確的是()A．由牛頓第一定律可知，物體在任何情況下始終處于靜止狀態或勻速直線運動狀態B．處于靜止狀態或勻速直線運動狀態的物體，一定不受任何外力作用C．伽利略理想斜面實驗說明了力不是維持物體運動的原因，同時也說明了力是改變物體運動狀態的原因D．牛頓第一定律既揭示了物體保持原有運動狀態的原因，又揭示了物體運動狀態改變的原因5．如圖所示是小蕓與同學們在“陽光體育活動”中訓練排球時的情景，下列有關說法中正確的是()A．墊球時，手感覺疼，說明球與手之間的作用力是相互的B．球墊起后，能繼續向上運動，是因為球始終受到向上的力的作用C．球墊起后，上升到最高點時，處于平衡狀態D．球下落過程速度越來越大，說明球的慣性越來越大6.[2023·重慶月考]小云同學為了取出如圖所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿著球筒的中部，另一手用一個較大的力F擊打羽毛球筒的上端，則()A．該同學無法取出羽毛球B．該同學是在利用羽毛球的慣性C．該同學擊打筒的上端是為了改變羽毛球筒的慣性D．羽毛球筒向下運動的過程中，羽毛球受到向上的摩擦力才會從上端出來1．牛頓第一定律導學掌握必備知識一、1．有力作用在物體上靜止在某個地方2．(1)摩擦相同(2)不是3．同一速度同一直線二、1．勻速直線運動靜止迫使它改變這種狀態2．(1)勻速直線運動靜止(2)固有三、質量質量無情境思考答案：(1)×(2)√(3)√(4)√共研突破關鍵能力目標一提示：小球由靜止狀態從斜面上滾下，可以滾上另一斜面，是實驗事實，可以通過實驗完成，其余各個結論是由推理得出的，不可以通過實驗完成．[例1]解析：由實驗事實⑤不能滾到另一斜面與A點等高的C點，實驗事實②當減小斜面動摩擦因數時，滾到另一斜面的最高位置，更接近于等高的C點，從而可推理出①若沒有摩擦時，能滾到另一斜面與A點等高的C點，接著推理出③若沒有摩擦時減小斜面BC的傾角，小球將通過較長的路程，到達與A點等高的D點，最后推理出④若沒有摩擦且當另一斜面水平放置時，小球將沿水平面一直運動下去，故選A．答案：A目標二提示：(1)沿斜面向下；加速運動；沿水平方向向左；減速運動；力是改變物體運動狀態的原因．(2)勻速直線運動．[例2]解析：不受力的物體是不存在的，牛頓第一定律不是實驗定律，故不能用實驗來驗證，A錯誤；牛頓第一定律說明力是改變物體運動狀態的原因，B正確；牛頓第一定律又叫慣性定律，牛頓第一定律是物體遵循的規律，而慣性是物體的性質，實質是不相同的，C錯誤；牛頓第一定律說明物體的運動不需要力來維持，D正確．答案：BD[例3]解析：當用外力使木板突然停止后，A、B兩物體受力不變，仍然受力平衡，原來運動狀態不變，即A、B兩物體均做勻速直線運動，它們間的距離不變，故選C.答案：C目標三提示：(1)乘客隨車一起運動，當急剎車時，車停止運動，乘客的下半部分受到車的摩擦力作用也隨車停止運動，而上半部分由于要保持原來的運動狀態，故向前傾倒．(2)不對．慣性大小只與質量有關，與位置無關．雖然物體在地球上的重力比在月球上大，但物體的質量不變，即慣性不變．[例4]解析：慣性是物體的固有屬性，而質量是慣性大小的唯一量度，故慣性的大小取決于冰壺的質量，故選B.答案：B[例5]解析：自行車原來處于運動狀態，當不再蹬自行車時，由于慣性，自行車仍然能滑行一段距離，該現象是利用慣性，A正確；錘頭和錘柄一起向下運動，當錘柄撞在地上靜止時，錘頭由于慣性繼續向下運動，可以緊套在錘柄上，該現象利用了錘頭的慣性，B正確；汽車高速行駛時，如果遇到緊急情況剎車，人由于慣性還要保持原來的高速運動，會撞到前面物體造成損傷，所以駕駛員要使用安全帶，這是防止慣性帶來的傷害，C錯誤；跳遠運動員助跑是為了起跳前使自己處于運動狀態，起跳后，人由于慣性會跳的更遠，該現象是利用慣性，D正確．答案：ABD[例6]解析：當列車加速時，小球由于慣性要保持原來的運動狀態，相對于列車向后運動，即這位同學發現面前的水平桌面上一個原來靜止的小球突然向他滾來的現象，故列車突然加速．答案：B精練落實學科素養1．解析：慣性是物體具有的保持原來運動狀態的性質，是物體固有的屬性，不能被克服或避免，也不會失去，故A、B、C錯誤，D正確．答案：D2．解析：C、D錯：慣性是物體本身的一種屬性，它不隨物體速度大小的變化而變化，所以子彈殺傷力大和高速公路上限速等都不是因為物體的慣性發生了變化．B錯：用力推一個靜止在地面上的物體，沒有推動，說明地面對物體有摩擦力的作用，而不是因為物體的慣性太大