沪科版《6.1 科学探究：牛顿第一定律》同步研学和测试

沪科版《6.1 科学探究：牛顿第一定律》同步研学和测试

基本要求：

1. 体会亚里士多德与伽利略的思想冲突，通过动手实验，用分析和论证的方法探究出牛顿第一定律，并学会用自己的语言表述牛顿第一定律的内容。从对牛顿第一定律的探究过程中发展我们的观察能力、分析能力、归纳论证的能力和表述信息的能力。 2. 认识伽利略的理想实验方法，了解物理上理想实验的实质。

3. 通过大量事实认识惯性，并了解利用惯性及防止惯性的方法。能够将知识应用到生产、生活实践当中。

重点：牛顿第一定律的得出与理解

难点：匀速直线运动不需要外力来维持，惯性现象解释的语言叙述。

基本内容讲解：

我们学过了力，一切物体都受到力的作用。我们也学过了运动，运动是绝对的，一切物体都在运动，静止只是相对的。物体都受力，同时又都在运动，力的效果之一就是力能改变物体的运动状态。可见，力和物体的运动有密切的联系。我们在这一章中要学习力和运动二者之间的联系。

古希腊的学者亚里士多德早在两千年前就提出“力是维持物体运动的原因”。他的根据是一个物体（例如一辆车）运动起来后必须用力才能使它不停地运动下去，失去力的作用，运动会停下来。初看起来，他的观点似乎符合实际情况，所以这个观点在人类的历史上统治了近一千七百年，直到三百年前，人们才开始对这个观点是否正确提出疑问，并由伽利略和牛顿等几位科学家对力和运动的关系提出了科学的论断。 1. 伽利略的理想实验：

让一小球沿斜面由静止滚下，它将向另一斜面滚上，若无摩擦，小球将上升到原来的高度（如图1）。我们根据这种运动趋势进行分析推理：若减小第二个斜面的倾角，小球在这一斜面上要达到原来的高度就要通过更多的距离（如图2）；若继续减小倾角，最终使其成为一个水平面，则小球永远不能达到原来的高度，必将沿水平面以恒定的速度运动下去（如图3）。

伽利略理想实验不是简单地告诉我们一个结论，更重要的是传授给我们研究物理问题的基本思维方法：把实验事实同抽象思维结合起来；忽略次要矛盾，抓住主要矛盾；不盲目相信直觉和前人的结论，这些思维方法已成为人们进一步研究物理问题的一把钥匙。 2. 下面我们来模拟一下研究物体在没有受到其它物体的作用时，物体将如何运动？

这是一块倾斜放置的木板，它的下端又接出一块木板水平放置，木板上铺一块毛巾。让一辆小车从斜面上的某一位置由静止开始向下运动，这时我们发现小车停下来。这是为什么呢？同学们都知道，这是因为小车在水平的毛巾面上受到了阻力。

亚里士多德认为维持运动必须有力。现在，小车恰恰是因为受到了阻力，它的运动不能维持，可见，他的观点缺乏一定的前提条件，因此是不确切的。能不能让小车在水平面上运动的再远些呢？我们可以减小水平面对小车的阻力，用棉布表面的木板代替毛巾，重复上述实验。小车从斜面上的同一位置由静止开始向下运动，这样可以保证小车到达斜面底端具有跟刚才实验时相同的速度，小车在水平面上运动得更远了，原因是阻力小了。

从实验可知，木板对小车的阻力小了，小车运动得更远了，它的速度经过较长的时间才变为零。

我们把水平放置的木板表面换成一块比较光滑的木板，重复上述的实验。

可见，水平木板对小车的阻力越小，小车运动的越远，它的速度必须经过更长的时间才能变为零。

3. 牛顿第一定律

请同学们设想，如果小车从斜面上滑下来，滑到一个非常光滑、阻力无限小的光滑平面上，小车的运动将如何？由于有前三次实验做基础，这种无限光滑的平面虽然没有，但是我们也有充分的理由认为小车将永远运动下去。这就是历史上伽利略所做过的实验和通过实验得到的结论。

法国的科学家笛卡儿进一步补充了伽利略得出的结论，使人们的认识又深化了一步。笛卡儿认为，物体不受外力时，除了速度的大小不会改变，永远运动下去，也不会改变运动的方向。 最后，英国的著名物理学家牛顿总结了前人研究的成果，建立了力和运动的关系的第一条规律，牛顿第一定律。

一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态，这就是著名的牛顿第一定律。

物体不受外力作用时，原来运动的物体要保持匀速直线运动；原来静止的物体要保持静止状态。这个规律说明了维持物体的匀速直线运动是不需要外力的。 4. 由牛顿第一定律，我们可以得出以下几个方面的问题： （1）匀速直线运动不需要外力来维持。 （2）力是使物体运动状态发生改变的原因。

（3）任何物体都有一种性质，也就是保持自己原有的运动状态不变的性质，我们把这种性质叫做惯性。惯性是物体本身固有的一种属性。任何物体在任何时候都有惯性。它只与

物体的质量有关系。（为什么会有两种情况呢？这由什么来决定呢？）

（4）惯性是维持物体做匀速直线运动的原因。 （5）牛顿第一定律又叫惯性定律。

（6）牛顿第一定律不是从实验中直接得出来的，也就是说它不是一个实验定律，当然也就不能用实验来验证。但是它又有深厚的实验基础。它是在实验的基础上通过进一步的科学推理而得到的，由这个定律进一步得出的一切科学推论都经受住了实践的检验，因此，牛顿第一定律早已成为大家公认的力学基本定律之一。 5. 惯性

我们可以把5个象棋子摞起来，然后用尺迅速打击下部的象棋子，观察上面的象棋子落在何处。实验发现棋子落回原处，由于棋子原来是静止状态，由于惯性，它要保持原来的静止状态，所以落回原处。

把木块立放在小车上，当小车突然向前运动时，我们发现木块要向后倒。因为木块原来是静止状态，当下部突然向前运动，上部由于惯性仍保持静止，所以向后倒。 把木块平放在小车上，在小车和木块间涂点滑石粉（或撒点小米粒），当小车遇到障碍物突然停止时，我们发现木块将向前滑出。原来，开始木块随小车一起向前运动，小车突然停止，木块由于惯性仍向前运动，所以向前滑出。如果没有滑石粉（或小米粒），这时木块的下部要突然由运动变为静止，而木块的上部由于惯性，还要保持原来的运动状态，所以木块就向前倾倒。

由上面的两个实验我们就可以解释车上的乘客为什么在车起动时要向后倾倒，在车刹车时要向前倾倒了。所以为了安全起见，坐在汽车前排的乘客和司机一定要系好安全带。 6. 惯性的应用

拍打衣服可除去灰尘。

使劲甩手可把手上的水甩掉。

撞击可以使锤头、斧头紧套在把上。 摩托车飞跃断桥。

宇航员走出飞船后，仍能与飞船“并肩”前进，不会落在飞船后面。

【典型例题】

例1. 用绳子栓住一个小球在光滑的水平面上作圆周运动，当绳子突然断裂，小球将 [ ]

A. 保持原来的圆周运动状态

B. 保持绳断时的速度作匀速直线运动

C. 小球运动速度减小，但保持直线运动状态 D. 以上三种都有可能

分析：原来小球受绳拉力作用在作圆周运动，当绳子突然断裂，小球在光滑水平方向上就没有再受到力了，因此小球将保持绳断时刻的速度大小和方向而运动。 解答：B

例2. 下列说法正确的是 [ ] A. 物体不受力作用就一定静止。

B. 物体不受力作用就一定是匀速直线运动。 C. 物体受力才 …… 此处隐藏：3913字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……