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1、第四章 牛顿运动定律学案高中物理必修1教学案 课 题：4-1 牛顿第一定律 一、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.理解惯性的概念，会解释有关的惯性现象二、知识要点一、伽利略的理想实验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，物体就要静止在一个地方2伽利略的斜面实验(1)理想实验：让小球沿一个斜面从静止状态开始向下运动，再让小球冲上第二个斜面，如果没有摩擦，无论第二个斜面的倾角如何，小球所达到的高度相同，若将第二个斜面放平，小球将永远运动下去(2)实验结论：力不是(填“是”或“不是”)维

2、持物体运动的原因3笛卡儿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、牛顿第一定律与惯性1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，我们把这个性质叫做惯性牛顿第一定律又叫惯性定律质量是物体惯性大小的唯一量度.三、学习探究区一、理想实验的魅力问题设计1日常生活中，我们有这样的经验：马拉车，车就前进，停止用力，车就停下来是否有力作用在物体上物体才能运动呢？马不拉车时，车为什么会停下来呢？2如果没有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，

3、水平面上运动的物体会怎样？请阅读课本中的“理想实验的魅力”，思考伽利略是如何由理想实验得出结论的要点提炼1关于运动和力的两种对立的观点(1)亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因这种错误的观点统治了人们的思维近二千年(2)伽利略的观点(伽利略第一次提出)：物体的运动不需要力来维持(填“需要”或“不需要”)2伽利略的理想实验的意义(1)伽利略的理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，即采用“可靠事实抽象思维科学推论”的方法推翻了亚里士多德的观点，初步揭示了运动和力的正确关系(2)第一次确立了物理实验在物理学中的地位二、牛顿物理学的基石惯性定律1对牛顿第一定律的理解(1)定性说明了力和运动的关系

4、说明了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说明力是改变物体运动状态的原因(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2物体运动状态的变化即物体运动速度的变化，有以下三种情况：(1)速度的方向不变，只有大小改变(物体做直线运动)(2)速度的大小不变，只有方向改变(物体做曲线运动)(3)速度的大小和方向同时发生改变(物体做曲线运动)三、惯性与质量问题设计坐在公共汽车里的人，当车突然启动时，有什么感觉？当运动的汽车突然停止时，又有什么感觉？解释上述现象要点提炼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)质量是物体惯性大小的唯一量度

5、，质量越大，惯性越大2惯性与力的关系(1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此物体“受到了惯性作用”、“产生了惯性”、“受到惯性力”等说法都是错误的(2)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3惯性的表现(1)不受力时，惯性表现为保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，有“惰性”的意思(2)受力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度质量越大，惯性越大，运动状态越难以改变延伸思考人能推动冰面上的重箱子，用同样的力却推不动粗糙地面上不太重的箱子，是不是冰面上的重箱子惯性小于粗糙地面上不太重的箱子呢？为什么？四、典型例题一、对伽利略理想实验的认识例1理想实验有时能更深刻地反映自然

6、规律伽利略设计了一个如图1所示的理想实验，他的设想步骤如下：图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；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；如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；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，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论下列有关事实和推论的分类正确的是()A是事实，是推论B是事实，是推论C是事实，是推论D是事实，是推论二、对牛顿第一定律的理解例2由牛顿第一定律可知()A物体的运动是依

7、靠惯性来维持的B力停止作用后，物体的运动就不能维持C物体做变速运动时，一定有外力作用D力是改变物体惯性的原因针对训练做自由落体运动的物体，如果下落过程中某时刻重力突然消失，物体的运动情况将是()A悬浮在空中不动B速度逐渐减小C保持一定速度向下做匀速直线运动D无法判断三、惯性的理解例3关于物体的惯性，下述说法中正确的是()A运动速度大的物体不能很快地停下来，是因为物体速度越大，惯性也越大B静止的火车启动时，速度变化慢，是因为静止的物体惯性大C乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性小D在宇宙飞船中的物体不存在惯性五、板书设计牛顿第一定律六、随堂练习1.(对伽利略理想实验的认识)关于伽利略的理想实验，

8、下列说法正确的是()A只要接触面摩擦相当小，物体在水平面上就能匀速运动下去B这个实验实际上是永远无法做到的C利用气垫导轨，就能使实验成功D虽然是想象中的实验，但是它建立在可靠的实验基础上2(对牛顿第一定律的理解)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的结果D飞跑的运动员，由于遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态3(力与运动的关系)某人用力推一下原来静止在水平面上的小车，小车便开始运动，以后改用较小的力就可以维持小车做匀速直

9、线运动，可见()A力是维持物体速度不变的原因B力是维持物体运动的原因C力是改变物体惯性的原因D力是改变物体运动状态的原因4(对惯性的理解)关于惯性，下列说法中正确的是()A受力越大的物体惯性越大B速度越大的物体惯性越大C已知物体在月球上所受的重力是地球上的1/6，故一个物体从地球移到月球惯性减小为1/6D质量越大的物体惯性越大备注栏 高中物理必修1教学案 课 题：4-2 实验：探究加速度与力、质量的关系1、学习目标 1.学会用控制变量法研究物理规律. 2.会测量加速度、力和质量，能作出物体运动的aF、a图象. 3.通过实验探究加速度与力、质量的定量关系2、知识要点 一、实验器材小车、砝码、小桶

10、、砂、细线、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、交流电源、纸带、刻度尺、天平二、实验原理实验的基本思想控制变量法1保持研究对象即小车的质量不变，改变小桶内砂的质量，即改变作用力，测出小车的对应加速度，验证加速度是否正比于作用力2保持小桶中砂的质量不变，即保持作用力不变，改变研究对象的质量，测出对应不同质量的加速度，验证加速度是否反比于质量 三、学习探究区一、实验方案的设计1三个物理量的测量方法近似法本实验的研究对象：放在长木板上的小车在拉力的作用下做匀加速直线运动(装置如图1所示)图1(1)小车质量的测量利用天平测出，在小车上增减砝码可改变小车的质量(2)拉力的测量当小桶和砂的质量远小于

11、小车的质量时，可以认为小桶和砂的重力近似等于对小车的拉力，即Fmg.(3)加速度的测量：逐差法2实验数据的处理方法图象法、化曲为直法(1)研究加速度a和力F的关系以加速度a为纵坐标，以力F为横坐标，根据测量数据描点，然后作出图象，如图2所示，若图象是一条通过原点的直线，就能说明a与F成正比(2)研究加速度a与物体质量m的关系 图2如图3甲所示，因为am图象是曲线，检查am图象是不是双曲线，就能判断它们之间是不是反比例关系，但检查这条曲线是不是双曲线，相当困难若a和m成反比，则a与必成正比我们采取化曲为直的方法，以a为纵坐标，以为横坐标，作出a图象，若a图象是一条直线，如图乙所示，说明a与成正比

12、，即a与m成反比图3二、实验步骤1用天平测出小车的质量M，并把数值记录下来2按图4所示的装置把实验器材安装好图43平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，多次移动木块位置，直到轻推小车，使小车在斜面上运动时可保持匀速直线运动为止4在小桶里放入适量的砂，在小车上加放适量的砝码，用天平测出小桶和砂的质量m，并记录下来接通电源，放开小车，待打点计时器在纸带上打好点后取下纸带5保持小车的质量不变，改变砂和小桶的质量，按步骤4再做5次实验6在每条纸带上选取一段比较理想的部分，算出每条纸带对应的加速度的值并记录在表格的相应位置.次数123456小车加速度a/(ms2)砂和小桶的质量m/kg拉力F

13、/N7.用纵坐标表示加速度，横坐标表示作用力，根据实验结果画出小车运动的aF图象，从而得出aF的关系8保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，求出相应的加速度，并设计表格如下根据实验结果画出小车运动的a图象，从而得出aM的关系.次数123456小车加速度a/(ms2)小车质量M/kg/kg19.整理实验器材，结束实验三、注意事项1实验中应先接通电源后释放小车2在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源用手轻轻地给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔均匀，表明小车受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下的分力平衡3改变砂的质量过程中，要始终保证砂桶(包括砂)的质量远小于小车的质量4作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能的分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点可舍去四、典型例题例某实验小组利用图5所示的装置探究加速度与力、质量的关系图5(1)下列做法正确的是_(填字母代号)A调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度(2)图6是甲、乙两同学根据实验数据画出的图象图6形成图线甲的原因是_形成图线乙的原因是_