人教版 (新课标)必修11 牛顿第一定律导学案及答案

这是一份人教版 (新课标)必修11 牛顿第一定律导学案及答案，共7页。学案主要包含了学习目标，教学内容，当堂反馈、效果评价，课时作业等内容，欢迎下载使用。

【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.
2.理解牛顿第一定律的内容及意义.
3.明确惯性的概念，会解释有关的惯性现象．
【教学内容】
一、理想实验的魅力
1．亚里士多德认为：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在一个地方．
2．伽利略的理想实验
(1)斜面实验：让静止的小球从第一个斜面滚下，冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度．减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离增大，但所达到的高度相同．当第二个斜面放平，小球将永远运动下去．
(2)推理结论：力不是(填“是”或“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．
【例1】理想实验有时更能深刻地反映自然规律．伽利略设计了一个如图所示的理想实验，他的设想步骤如下：
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的高度；④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动．
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，步骤________属于可靠的事实，步骤______是理想化的推论．
二、牛顿物理学的基石——惯性定律
1．牛顿第一定律：
内容：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．
2．惯性：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性．牛顿第一定律也叫做惯性定律．
3．对牛顿第一定律的理解
(1)定性说明了力和运动的关系：
①力是改变物体运动状态的原因，或者说力是产生加速度的原因，而不是维持物体运动状态的原因．
②物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态．
(2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性．因此牛顿第一定律也叫惯性定律．
(3) 描述物体惯性的物理量是它们的质量，质量是物体惯性大小的惟一量度．与物体的运动状态无关，与是否受力无关，与物体的速度大小无关.
【例2】（多选）关于牛顿第一定律，下列说法中不正确的是( )
A．牛顿第一定律可以用实验直接验证
B．由于不受力的物体不存在，因此牛顿第一定律没有实际意义
C．牛顿第一定律就是惯性
D．当物体受到的外力为零时，物体可做匀速直线运动
【例3】（单选）如图所示，小球A静止放在小车的光滑底板上(设小车底板足够长)，当小车受到水平向右的力F作用时，小车从静止开始在水平面上做加速直线运动，则小球A相对于地面的运动情况( )
A．做匀速直线运动
B．处于静止状态
C．做与小车同方向速度越来越大的直线运动
D．做与小车反方向速度越来越大的直线运动
【例4】（单选）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，说明突然减速和拐弯时人有惯性，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
【例5】（单选）对于一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是( )
A．采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，这表明：可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性
B．“强弩之末势不能穿鲁缟”，这表明强弩的惯性减小了
C．货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性
D．摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，这是为了通过调控人和车的惯性达到转弯的目的
【例7】（单选）如图所示是一种汽车安全带控制装置的示意图，当汽车处于静止或匀速直线运动时，摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动．当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁定棘轮的转动，安全带不能被拉动．若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车的可能运动方向和运动状态是( )
A．向左行驶，突然刹车
B．向右行驶，突然刹车
C．向左行驶，匀速直线运动
D．向右行驶，匀速直线运动
【例8】（多选）如图所示，重球系于线DC下端，重球下再系一根同样的绳BA，下列说法正确的是( )
A．在绳的A端缓慢增加拉力，结果CD绳先断
B．在绳的A端缓慢增加拉力，结果AB绳先断
C．在绳的A端突然猛一拉，结果AB绳先断
D．在绳的A端突然猛一拉，结果CD绳先断
【例9】如图所示，一个玻璃杯内盛有半杯水，上面盖一块塑料板，板上放一只鸡蛋，用小木棒猛击塑料板，塑料板离杯飞出，鸡蛋却稳稳地落入杯中，请解释这一现象。
【当堂反馈、效果评价】
1．（多选）下面是摘自20世纪美国报纸上的一篇小文章：阿波罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中，飞船内宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话。宇航员：“汤姆，我们现在已关闭火箭上所有发动机，正向月球飞去。”汤姆：“你们关闭了所有发动机，那么靠什么力量推动火箭向前运动？”宇航员犹豫了半天，说：“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧。”若不计星球对火箭的作用力，由上述材料可知下列说法正确的是( )
A．汤姆问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”
B．宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”
C．宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持”
D．宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行
2．(多选)关于牛顿第一定律，下列说法不正确的是( )
A．力是维持物体运动的原因，没有力的物体将保持静止，比如自行车
B．物体的速度不断增大，表示物体必受力的作用
C．物体如果向正北方向运动，其受外力方向必须指向正北
D．不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，而受力的物体运动状态一定改变
3．(单选)如果正在做自由落体运动的物体的重力忽然消失，那么它的运动状态应该是( )
A．悬浮在空中不动 B．运动速度逐渐减小
C．做竖直向下的匀速直线运动 D．以上三种情况都有可能
4．（单选）下列事例中，利用了物体的惯性的是( )
①跳远运动员在起跳前尽可能高速助跑 ②跳伞运动员在落地前打开降落伞
③自行车轮胎制成不平整的花纹
④铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转
A．①②
B．③④
C．①④
D．②③
5．（单选）在谷物的收割和脱粒过程中，小石子、草屑等杂物很容易和谷物混在一起。另外，谷有瘪粒，为了将它们分离，农民常用一种叫做“风谷”的农具分选，如图所示，对它的分选原理描述错误的是( )
A．石子质量大惯性大，飞得最远
B．草屑和瘪谷粒质量小，飞得最近
C．草屑和瘪谷粒的惯性最大，飞得最近
D．空气阻力作用使它们速度变化快慢不同
6． (多选)一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶,下列关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论,正确的是( )
A.车速越大,它的惯性越大
B.质量越大,它的惯性越大
C.车速越大,刹车后滑行的路程越长
D.车速越大,刹车后滑行的路程越长,所以惯性越大
7．（单选）某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球,一手拿着球筒的中部,另一手用力击打羽毛球筒的上端,则( )
A.此同学无法取出羽毛球
B.该同学是在利用羽毛球的惯性
C.羽毛球筒向下运动过程中,羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来
D.羽毛球会从筒的下端出来
8．(单选)一碗水放置于火车车厢内的水平桌面上。当火车向右做匀加速运动时，水面形状接近于图( )
【课时作业】
1.（单选）如图所示，为现代人在实验室所做的伽利略斜面实验的频闪照片的组合图．实验中把小球从左侧斜面的某个位置由静止释放，它将冲上右侧斜面，频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两个小球间的距离依次减小；如果右侧斜面变成水平，频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两小球间的距离几乎相等．对于这个实验，以下叙述正确的是( )
A．小球冲上右侧斜面后做减速运动，表明“力是维持物体运动的原因”的结
论是正确的
B．小球最终也会在右侧水平面上停下来，表明“力是维持物体运动的原因”
的结论是正确的
C．因为没有绝对光滑的斜面或者平面，所以伽利略提出的“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远
运动下去”的结论是荒谬可笑的
D．上述实验表明“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是正确的
2．（单选）如图所示为月球车示意图，当该月球车分别在地面以较小的速率和在月面以较大的速率行驶时，下列判断正确的是( )
A．在地面运动时的惯性较大B．在月面运动时的惯性较大
C．在地面和月面惯性一样大D．在地面运动时的质量较大
3.（单选）如图所示,在匀速行驶的火车车厢内,有一人从B点正上方相对车厢静止释放一个小球,不计空气阻力,则小球( )
A.可能落在A处B.一定落在B处
C.可能落在C处D.以上都有可能
4. （单选）如图所示，在一辆表面光滑的小车上，有质量分别为m1、m2的两个小球随车一起匀速运动，当车突然停止时，如不考虑其他阻力，设车足够长，则( )
A．若m1＜m2，则两个小球一定相碰
B．若m1＝m2，则两个小球一定相碰
C．若m1＞m2，则两个小球一定相碰
D．两个小球一定不相碰
5．（单选）从水平匀速向右飞行的飞机上按相等的时间间隔依次放出a、b、c三个球，不考虑空气阻力，站在地面上的人看到它们在空中的排列情况是( )
6．（单选）对下列现象解释正确的是( )
A．在一定拉力作用下，车沿水平面匀速前进，没有这个拉力，小车就会停下来，所以力是维持物体运动的原因
B．向上抛出的物体由于惯性，所以向上运动，以后由于重力作用，惯性变小，所以速度也越来越小
C．急刹车时，车上的乘客由于惯性一样大，所以都会向前倾倒
D．质量大的物体运动状态不容易改变是由于物体的质量大，惯性也就大
7. （单选）如图所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面上放一光滑的小球B，劈形物体A从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )
A．沿斜面向下的直线
B．竖直向下的直线
C．无规则曲线
D．抛物线
8．（单选）如图所示，滑板运动员沿水平地面向前滑行，在横杆前相对于滑板竖直向上起跳，人与滑板分离，分别从横杆的上、下通过，忽略人和滑板在运动中受到的阻力．则运动员( )
A．起跳时脚对滑板的作用力斜向后
B．在空中水平方向先加速后减速
C．越过杆后落在滑板的后方
D．越过杆后仍落在滑板上起跳的位置
9．（多选）科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用．下列说法符合历史事实的是( )
A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变
B．伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有一定的速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去
C．笛卡儿指出：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
D．牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
10．（多选）小轩很喜欢爸爸新买的数码照相机，在旅途中拍下了火车内桌面上塑料杯瞬间的不同状态，如图中的甲、乙、丙所示．则下列关于火车运动状态的判断可能正确的是( )
A．甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向左加速，丙图中火车突然向左减速
B．甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向右加速，丙图中火车突然向左加速
C．甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向右减速，丙图中火车突然向右加速
D．甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向左加速，丙图中火车突然向右减速