第1节 牛顿第一定律
学习目标 1.知道伽利略的理想实验及其推理过程，知道理想实验是科学研究的重要方法．(难点) 2．理解牛顿第一定律的内容及意义．(重点) 3．明确惯性的概念，会解释有关的惯性现象．(难点) [
核心素养形成脉络
一、理想实验的魅力
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，物体就要静止．即力是维持物体运动的原因．
2．伽利略的观点
(1)理想实验：让小球沿第一个斜面从静止状态开始向下运动，然后冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球上升的高度与释放时的高度相同．减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离增大．
科学推论：当将第二个斜面放平时，小球将会永远运动下去．
、
(2)结论：力不是维持物体运动的原因．
3．笛卡尔的观点：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．
二、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．牛顿第一定律又叫惯性定律．
三、惯性与质量
1．惯性：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质． 2．惯性的量度：质量是物体惯性大小的唯一量度．
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思维辨析
(1)伽利略理想斜面实验是不科学的假想实验．( ) (2)理想实验所得到的结论是不可靠的．( )
(3)伽利略的“理想实验＋科学推论”的方法是一种科学方法．( ) (4)物体只有处于静止状态或匀速直线运动状态时才有惯性．( ) (5)物体运动速度越大，惯性越大．( ) (6)力无法改变物体的惯性．( ) 提示：(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√
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基础理解
(1)(2019·昭阳月考)运动和力的关系，下列说法中正确的是( ) A．静止的物体一定不受力的作用
B．物体的运动状态改变时，一定受到了外力的作用 C．物体运动的方向一定是它的受力方向
D．作用在物体上的力消失后，物体将会停止运动
提示：选B.静止的物体可以受力，只不过各力的合力为零，故A错误；力是改变物体
运动状态的原因，物体的运动状态改变时，一定受到了外力的作用，故B正确；物体运动的方向与受力方向无关，故C错误；作用在物体上的力消失后，物体保持静止状态或匀速直线运动状态运动，故D错误．
(2)(2019·浙江期中)下列有关现象，分析正确的是( )
{
A．草地上滚动的足球会停下来，是因为运动要靠力来维持
B．汽车启动时乘客向后倒，是因为人在此刻才具有惯性的缘故
C．100 m比赛中运动员跑到终点后会继续向前跑一段距离，这样做是为了减小惯性 D．用力甩牙刷能把水甩走，是因为水具有惯性
提示：选D.草地上滚动的足球会停下来，说明力是改变物体运动状态的原因，而不是
维持运动的原因，故A错误；汽车任何时刻都具有惯性，与运动状态无关，故B错误；100 m比赛中运动员跑到终点后会继续向前跑一段距离，是由于惯性的原因，质量是惯性的唯一量度，故C错误；用力甩牙刷时，水与牙刷一起运动，牙刷受力静止，而水具有惯性继续运动，所以被甩下来，故D正确.
对牛顿第一定律的理解
问题导引
…
如图所示，冰壶在冰面上的运动．如果摩擦阻力比较大，冰壶很快停下来；如果摩擦阻力很少，冰壶能滑得很远；如果摩擦阻力为零，冰壶将永远运动下去．
试结合上述现象讨论：
(1)牛顿第一定律中“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”说明运动与力有什么关系
(2)根据牛顿第一定律思考，如果物体不受外力作用，物体将处于什么状态 要点提示 (1)说明力是改变物体运动状态的原因．
(2)原来静止的物体，不受外力时，仍然静止；原来运动的物体，不受外力时，将永远做匀速直线运动．
【核心深化】
1．伽利略理想实验的方法和意义
、
实验事实：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． “科学 推理” 的方法 推理1：如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度． 推理2：减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍要达到原来的高度． ： 推理3：继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球沿水平面永远运动下去． 实验结论：力不是维持物体运动的原因 伽利略在理想实验中所应用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成意义 就之一，它标志着物理学的真正开端，使人类对自然的认识由经验型转变为科学理论型．伽利略对科学的贡献就在于推翻直觉的观点而用新的观点代替它 2.物体运动状态的变化 当物体的速度发生变化时，则这个物体的运动状态发生了变化．物体的运动状态变化有以下三种情况：
(1)速度的方向不变，只有大小改变． (2)速度的大小不变，只有方向改变．
*
(3)速度的大小和方向都发生改变．
3．对牛顿第一定律的理解
关键能力1 对伽利略理想实验的理解
理想实验有时能更深刻地反映自然规律．伽利略设想了一个
理想实验，如图所示的斜面实验，其中有一个是实验事实，其余是推论．
①减小第二个斜面的倾角，小球在这个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．
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④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成一水平面，小球要沿水平面永远运动下去． 请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列______________________________ (只要填写序号即可)．
在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论．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
(
[思路点拨] 理解理想实验，应注意以下几点
(1)真实实验是一种实践活动，是可以通过一定的实验器材和实验方法来实现的实验． (2)理想实验是一种思维活动，是抽象思维中设想出来的、无法做到的实验． (3)理想实验是以可靠的实验事实为基础的．
[解析] 体会伽利略的理想实验，可知排列顺序为②③①④，分类正确的是选项B. [答案] ②③①④ B
关键能力2 对牛顿第一定律的理解
(2019·醴陵期末)关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是( )
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A．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事物进行分析的产物，不可能用实验直接证明 B．不受力作用的物体是不存在的，故牛顿第一定律的建立毫无意义 C．牛顿第一定律表明，物体只有在不受外力作用时才具有惯性
D．牛顿第一定律表明，物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性
[思路点拨] 牛顿第一定律给出了物体不受力作用时的运动规律，同时也说明了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；牛顿第一定律是牛顿在前人实验的基础上，根据逻辑推理得出的，是以实验为基础，但又不是完全通过实验得出．
[解析] 牛顿第一定律是牛顿在伽利略等前人实验的基础上，根据逻辑推理得出的，是以实验为基础，但又不是完全通过实验得出，故A正确；虽然在地球上不受力作用的物体是不存在的，但牛顿第一定律给出了物体不受力作用时的运动规律，是牛顿第二定律的基础，也为科学的发展奠定了基础，故B错误；牛顿第一定律表明物体具有保持原来运动状态的性质，即惯性，惯性的大小与物体的受力情况和运动情况均无关，故C、D错误．
[答案] A
力和运动的关系
\\
(1)力的作用效果是使物体发生形变或速度发生改变，而速度的改变就意味着物体的运动状态发生了改变，因此，力的作用效果是改变了物体的运动状态，也可以说“力是使物体运动状态改变的原因”．
(2)力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因，物体运动状态发生改变必定受到不为零的外力作用．
【达标练习】
1．(2019·北京学业考试)中国古代科技取得了辉煌的成就，在很多方面走在世界前列．例如春秋战国时期，墨家的代表人物墨翟在《墨经》中，就已对力做了比较科学的阐述：“力，刑(形)之所以奋也”．这句话的意思是：力能使物体由静止开始运动，或使运动的物体运动得越来越快．下列说法中，与墨翟对力的阐述最接近的是( )
A．力是维持物体运动的原因 B．力是物体位移变化的原因 C．力是物体位置变化的原因
&
D．力是物体运动状态改变的原因
解析：选D.由题意可知：“力，刑(形)之所以奋也”这句话的意思是：力能使物体由静止
开始运动，或使运动的物体运动得越来越快，即力起到了改变物体运动状态的作用，与力是改变物体运动状态的原因相接近，故D正确，A、B、C错误．
2．(多选)(2019·郑州高一检测)关于牛顿第一定律的理解正确的是( ) A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律 B．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变
C．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动
2019-2020人教新教材物理必修第一册讲义：牛顿第一定律
