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第6章力与运动2017年四省(市)高一新生教学指导意见内容与要求教学建议及说明(1)通过实验,探究物体运动的加速度与物体受力、质量的关系.(2)理解牛顿运动定律,能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题.(3)通过实验,认识超重和失重现象.(4)了解单位制在物理学中的重要意义,知道国际单位制中的力学单位.注重在机械运动情境下培养学生的运动与相互作用观念等物理核心素养,教学中多联系日常生活经验,从多个角度创设情境,提出与物理学有关的问题引导学生讨论,让学生体会建构物理模型的必要性及方法等;通过探究加速度与力、质量的关系的实验,学会分析和处理实验数据的方法,提高科学探究能力.第1节牛顿第一定律教师备课参考|核心素养养成目标|物理观念1.体会伽利略和亚里士多德对运动和力的关系的不同观点和依据.2.知道伽利略理想实验及推理方法.3.理解牛顿第一定律的内容和含义.4.知道惯性,并会正确解释有关现象.科学思维与科学探究1.通过伽利略的斜面实验分析总结出力与运动的关系,进一步理解牛顿第一定律.2.通过生活实例进一步体会力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因.3.通过生活中的惯性现象体会惯性与质量的关系.科学态度与责任1.通过牛顿第一定律的学习,体会物理规律与生活的联系.2.渗透伽利略敢于质疑、敢于挑战权威、追求科学真理的科学精神.|教学重难点|教学重点理解牛顿第一定律的内容并解释生活中的有关问题.教学难点1.理解力与运动的关系.2.惯性概念的理解.感悟解题规律探寻基本知识测评学习效果探寻基本知识·树立物理观念知识点一力与运动状态【情境导学】如图所示,伽利略的理想实验是将可靠的事实和理论思维结合起来,能更深刻地反映自然规律,伽利略的斜面实验步骤如下:①减小第二个斜面的倾角,小球在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,小球沿水平面做持续的匀速运动.(1)请按步骤先后次序排列,并指出它究竟属于可靠的事实还是通过思维过程得到的推论?(2)伽利略的理想实验说明了什么问题?答案:(1)小球从对接的两个斜面的一个斜面上滚下,它将滚到另一个斜面上,这可以在实验中做到,所以是事实,即为事实②;在实际实验中,永远摆脱不了力的作用,特别是摩擦力,所以既不能达到同样高度,也不能在水平面上永不停止地做匀速直线运动,所以①,③,④都是推论;在实验中,是将第二个斜面的倾角逐渐减小直到水平,所以顺序为事实②→推论③→推论①→推论④.(2)力不是维持物体运动状态的原因.【知识梳理】1.物体运动状态的改变,即速度大小改变、速度方向改变和速度大小和方向同时改变.2.力和运动状态的关系(1)亚里士多德的观点:有外力作用才有,要维持物体的运动速度就需要.(2)伽利略的观点:维持物体的运动可以不需要外力.(3)笛卡儿的观点:如果没有其他原因,运动的物体将继续以沿着一条直线运动,既不会,也不会的方向.速度外力原来的速度停下来偏离原来【思考判断】1.亚里士多德认为力是维持物体运动的原因.()2.伽利略认为,没有力作用在物体上,它就不能运动.()3.笛卡儿认为若没有力作用,物体的运动状态就不会改变.()√×√知识点二牛顿第一运动定律【情境导学】如图所示,将一小车从斜面的同一高度由静止释放,最后小车停在了不同水平面上的不同距离处.问题:(1)小车在斜面上时的合力方向向哪?此时小车做什么运动?小车在水平面上时的合力方向向哪?此时小车做什么运动?表明力与物体的运动存在什么关系?(2)三图中,由上到下小车沿水平面运动距离逐渐变远,原因是小车受到的阻力逐渐减小,可以猜想,如果水平面光滑,小车将做什么运动?答案:(1)沿斜面向下;加速运动;沿水平方向向左;减速运动;力是改变物体运动状态的原因.(2)匀速直线运动.【知识梳理】1.内容:一切物体总保持状态或状态,直到迫使它改变这种状态为止.2.说明的问题(1)合外力为零时,原来静止的物体将继续保持静止,原来运动的物体将继续以原来的速度做运动.(2)任何物体只要运动状态保持不变,它所受的合外力必然为;而如果物体的运动状态发生了变化,则物体必定受到作用.静止匀速直线运动有外力匀速直线合外力零【思考判断】1.任何物体只要运动状态不变,它一定不受外力的作用.()2.如果物体的运动状态发生了改变,物体必受到了不为零的合外力.()3.牛顿第一定律是理论推导出来的.()×√×知识点三物体的惯性【情境导学】如图,在水平轨道上行驶的火车车厢中的桌面上放有一个小球,它能静止在桌面上,如果小球相对于面向火车前进方向的乘客发生下列运动,试说明火车的运动状态发生了怎样的变化?(1)小球向前运动时;(2)小球向后运动时;(3)小球向右运动时;(4)小球向左运动时.答案:(1)火车做减速运动.(2)火车做加速运动.(3)火车向左转弯.(4)火车向右转弯.【知识梳理】1.惯性:任何物体都有保持原来或状态的性质,物体的这种性质称为惯性.2.惯性大小的量度:是物体惯性大小的量度.【思考判断】1.惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性.()2.物体运动的速度越大,惯性越大.()3.乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球惯性小.()静止匀速直线运动质量√×√要点一感悟解题规律·培养科学思维对牛顿第一定律的理解1.牛顿第一定律说明了物体不受外力时的运动状态是匀速直线运动或静止.不受外力作用是一种理想化的状态.完全不受力作用的物体并不存在.因此,牛顿第一定律不能用实验进行验证,故不是实验定律.在实际问题中不受外力作用可理解为合外力为零.2.牛顿第一定律的后半句话“直到有外力迫使它改变这种状态为止”,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.【典例1】(多选)下列关于牛顿第一定律的说法正确的是()A.牛顿第一定律是实验定律B.牛顿第一定律只是提出了惯性的概念C.牛顿第一定律提出了当物体受到的合外力为零时,物体将处于静止状态或匀速直线运动状态D.牛顿第一定律既提出了物体不受外力作用时的运动规律,又提出了力是改变物体运动状态的原因CD解析:牛顿第一定律不是实验定律,A错误;牛顿第一定律提出了惯性的概念,同时又指出了物体运动状态改变的原因,B错误;牛顿第一定律提出了物体不受外力作用时,物体将处于静止状态或匀速直线运动状态,所以C正确;综上所述,选项D正确.误区警示(1)牛顿第一定律是在牛顿总结前人观念的基础上得出的,是在理想实验的基础上加以科学推理和抽象得到的.(2)牛顿第一定律无法由实验直接验证.它所描述的是一种理想状态,即不受外力的状态.(3)当物体所受合力为0时,其效果跟不受外力时的作用相同,但“合力为0”不能说成“不受外力作用”.(教师备用)例1-1:关于牛顿第一定律的下列说法中正确的是()A.由牛顿第一定律可知,物体在任何情况下始终处于静止或匀速直线运动状态B.牛顿第一定律只是反映惯性大小,也叫惯性定律C.牛顿第一定律是物体不受外力作用时的运动规律,因此,物体在不受力时才有惯性D.牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因,又揭示了运动状态改变的原因D解析:一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.牛顿第一定律揭示了运动和力的关系,它说明了力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因;同时也指出了一切物体都具有惯性,即保持原来运动状态不变的特性.选项D正确.〚针对训练1-1〛(2016·陕西汉中高一期末)关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是()A.牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上总结出来的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A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,故选项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,也为科学的发展奠定了基础,故选项B错误;牛顿第一定律表明物体具有保持原来速度不变的性质,即惯性,惯性的大小与物体的受力情况和运动情况均无关,故选项C,D错误.要点二对惯性的理解及应用1.惯性与质量(1)惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性.(2)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(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.惯性与惯性定律(1)惯性不是惯性定律,惯性没有条件限制,是物体的一种固有属性.(2)惯性定律是物体不受外力作用时所遵守的一条运动规律.特别提示(1)在不受力(或合外力为零)的条件下,惯性表现为保持原来的运动状态.(2)在受力条件下,惯性表现为运动状态改变的难易程度.【典例2】(2017·福建三明市第一中学期末)(多选)关于惯性,下列说法正确的是()A.惯性是物体固有的属性,惯性越大的物体,它的运动状态越难改变B.同一物体运动时的惯性大于静止时的惯性C.“嫦娥一号”卫星在地球上的惯性与它绕月球飞行时的惯性相同(燃料消耗忽略不计)D.各种机床和发电机的底座做得很笨重,并用螺丝固定在地面上,目的是增大惯性ACD解析:惯性是物体固有的属性,惯性越大的物体,它的运动状态越难改变,A正确;质量不变惯性不变,与运动状态无关,只与质量有关,故B错误;“嫦娥一号”卫星在地球上的惯性与它绕月球飞行时的惯性相同(燃料消耗忽略不计),因为质量不变,C正确;各种机床和发电机的底座做得很笨重,并用螺丝固定在地面上,目的是增大惯性,使其静止的状态不易改变,D正确.方法总结质量是物体惯性大小的唯一量度,与物体的运动状态无关.(教师备用)例2-1:(2016·广州金狮教育高一入学考试)关于惯性,下列说法中正确的是()A.同一汽车,速度越快,越难刹车,说明物体速度越大,惯性越大B.物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性C.乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球的惯性小的缘故D.已知月球上的重力加速度是地球上的,故一个物体从地球移到月球惯性减小为C1616解析:物体的惯性大小与物体的运动状态无关,只与物体的质量有关,所以惯性与速度的大小无关,故选项A,B错误;乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球的质量小,所以它的惯性小,故选项C正确;在月球上和在地球上,重力加速度的大小不一样,所以受的重力的大小也就不一样了,但质量不变,惯性也不变,所以选项D错误.〚针对训练2-1〛关于惯性的大小,下列说法正确的是()A.两个质量相同的物体,在阻力相同的情况下,速度大的不容易停下来,所以速度大的物体惯性大B.上面两个物体既然质量相同,那么惯性就一定相同C.推动地面上静止的物体比维持这个物体做匀速运动所需的力大,所以静止的物体惯性大D.在月球上举重比在地球上容易,所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小B解析:惯性的大小只与物体的质量有关,与其他因素无关,质量相同的物体惯性相同,故A错误,B正确.推动静止的物体比维持这个物体做匀速运动所需的力大,是由于最大静摩擦力大于滑动摩擦力,不是由于静止的物体惯性大,实际上静止时与运动时物体的惯性相同.故C错误.同一物体在月球上和地球上惯性一样大,故D错误.测评学习效果·演练当堂技法1.(2017·福建厦门高一月考)牛顿在前人工作的基础上,总结得出了()A.物体不受外力作用时,一定处于静止状态B.一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态C.物体运动必须有力的作用D.力是维持物体运动的原因B解析:牛顿在前人工作的基础上得出了牛顿第一定律,其内容为当物体不受外力时一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非有外力迫使它改变运动状态,B正确.2