牛頓第一定理（基礎(chǔ)）
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1、知道牛頓第一定理的內(nèi)容；
2、理解慣性是物質(zhì)的一種屬性，會解釋常見的慣性現(xiàn)象。
【要點(diǎn)梳理】
要點(diǎn)一、牛頓第一定理
一切物體在沒有遭到力的作用時，總保持靜止、或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，這就是牛頓第一定理。
要點(diǎn)闡釋：
對定理的理解：
1、“一切”說明該定理對于所有物體都適用，不是特殊現(xiàn)象。
2、“沒有遭到力的作用”是定理創(chuàng)立的條件。“沒有遭到力的作用”有兩層涵義：一是該物體確定沒有遭到任何力的作用，這是一種理想化的情況(實(shí)際上，不受任何力的作用的物體是不存在的)；二是該物體所受合力為零，它的作用療效可以等效為不受任何力的作用時的作用療效。
3、“或”指兩種狀態(tài)必居其三，不能同時存在，也就是說物體在不受力的作用時，原先靜止的物體仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，原先運(yùn)動的物體仍保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。
(4)牛頓第一定理的內(nèi)涵：物體在不受力的情況下仍然可以保持原有的運(yùn)動狀態(tài)，說明力不是維持物體運(yùn)動的緣由，而是使物體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變的誘因。或則說：物體的運(yùn)動不須要力來維持，要改變物體的運(yùn)動狀態(tài)，必須對物體施加力的作用。
5、牛頓第一定理不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，而是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過剖析、概括、推理總結(jié)下來的。
6、牛頓第一定理是關(guān)于力與運(yùn)動關(guān)系的規(guī)律，它反映了物體在不受力(或受合力為零)時的運(yùn)動規(guī)律，在不受任何力時，物體要保持原有的運(yùn)動狀態(tài)不變。
要點(diǎn)二、慣性
物體保持運(yùn)動狀態(tài)不變的性質(zhì)，叫慣性。
要點(diǎn)展現(xiàn)：
對慣性的理解。
1、一切物體都有慣性，一切物體是指無論是二氧化碳、液體、還是固體；無論是靜止還是運(yùn)動；無論受力還是不受力都具有慣性。慣性是物體本身的一種屬性。
2、慣性指物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)不變的性質(zhì)。即靜止的物體總要保持靜止?fàn)顟B(tài)，運(yùn)動的物體總要保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。
3、慣性是物體的屬性，不是力。因而在談到慣性時，只能說“物體具有慣性”，或“由于慣性”，而不能說“受到慣性作用”或“慣性力”等。慣性只有大小，慣性的大小僅取決于物體的質(zhì)量，質(zhì)量大，慣性也大。
【典型例題】
類型一、牛頓第一定理
1、（2011?蘇州）人類對“運(yùn)動和力的關(guān)系”的認(rèn)識就經(jīng)歷了一個坎坷漫長的探求過程。
（1）古埃及哲學(xué)家亞里士多德覺得：。這一依據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)和事物假象得出的錯誤觀點(diǎn)被人們承襲了近2000年。
（2）十七世紀(jì)，伽利略通過理想斜面實(shí)驗(yàn)，正確地闡明了“運(yùn)動和力的關(guān)
系”。如圖所示，伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)有如下步驟：
①減小第二個斜面的夾角，小球在這個斜面上依然要達(dá)到原先的高度。
②兩個對接的斜面，讓小球沿一個斜面從靜止?jié)L下，小球?qū)L上另一個斜面。
③如果沒有磨擦，小球?qū)⑸仙皆柔尫艜r的高度。
④繼續(xù)降低第二個斜面的夾角，最后使它成水平面，小球?qū)⒀厮矫嬉院愣ㄋ俾食掷m(xù)運(yùn)動下去。
上述步驟中，有的屬于可靠事實(shí)，有的則是科學(xué)結(jié)論。將這種事實(shí)和結(jié)論進(jìn)行分類排序，以下正確的是A．事實(shí)②→事實(shí)①→推論③→推論④
B．事實(shí)②→推論①→推論③→推論④
C．事實(shí)②→推論①→推論④→推論③
D．事實(shí)②→推論③→推論①→推論④
（3）伽利略得出：運(yùn)動物體若果不收其它物體的作用，將會。伽利略由此開創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)和推理相結(jié)合的科學(xué)研究方式。
【答案】（1）力是維持物體運(yùn)動的誘因；
（2）D；
（3）永遠(yuǎn)勻速運(yùn)動下去。
【解析】：（1）關(guān)于力和運(yùn)動的關(guān)系，亞里士多德的觀點(diǎn)是錯誤的，他說力是維持物體運(yùn)動的緣由，按照化學(xué)學(xué)歷史事實(shí)回答第一空。
（2）這是根據(jù)思維程序排序的問題，伽利略的觀點(diǎn)是在實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過推理概括得出推論，第一步是實(shí)驗(yàn)事實(shí)，即②；小球滾到左邊斜面的高度與小球自由放手的位置接近，磨擦越小越接近，得出推理，倘若無磨擦，小球上升的高度與自由放手位置相同，即第二步是③；繼續(xù)推理，在無磨擦的情況下假如改變兩側(cè)斜面的傾斜程度，減少傾解，仍能使小球上升的高度與自由放手的位置相同，即第三步是①；繼續(xù)大膽推理，在無磨擦的情況下，兩側(cè)斜面繼續(xù)減少夾角為0，即水平，則小球永遠(yuǎn)運(yùn)動，即第四步是④。根據(jù)這樣的思維程序排列次序。
（3）這是實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，再推理得出的推論，實(shí)驗(yàn)未能直接驗(yàn)證，運(yùn)動物體不受力將永遠(yuǎn)勻速運(yùn)動下去。【總結(jié)升華】關(guān)于力和運(yùn)動的關(guān)系牛頓第一定律需不需要力來維持，歷史上有兩種對立的觀點(diǎn)：亞里士多德覺得，力是維持物體運(yùn)動的誘因；伽利略等人覺得，力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的誘因。現(xiàn)今人們普遍覺得力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的緣由的觀點(diǎn)是正確的，這一觀點(diǎn)難以經(jīng)過實(shí)驗(yàn)直接否認(rèn)，而是在大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過推理概括得出的。
2、（2011?杭州）在太空中飛行的宇宙飛船，假如它遭到的一切外力消失，這么宇宙飛船將（）
A．立刻靜止B．減速飛行C．加速飛行D．勻速飛行
【答案】D
【解析】在一切外力消失前，宇宙飛船是運(yùn)動的，當(dāng)一切外力消失后，就再也沒有才能改變飛船運(yùn)動狀態(tài)的力，所以飛船不會停出來，不會減速飛行也不會加速飛行，飛船只能按原先的運(yùn)動速率永遠(yuǎn)的勻速飛行下去。
【總結(jié)升華】解答本題可依據(jù)牛頓第一定理來剖析，牛頓第一定理告訴我們：一切物體在不受外力作用時，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，直至有外力改變它為止。
舉一反三：
【變式】小冬用繩子拴著一鐵塊牛頓第一定律需不需要力來維持，使鐵塊繞手做圓周運(yùn)動，假若鐵塊遭到的力忽然全部消失，鐵塊將（）
A．立刻停止運(yùn)動B．做勻速直線運(yùn)動
C．繼續(xù)做圓周運(yùn)動D．速率越來越慢直至停止運(yùn)動
【答案】B
類型二、慣性
3、關(guān)于物體的慣性，下述說法正確的是()
A．賽車能很快停出來，說明車沒有慣性
B．跳高運(yùn)動員起跳前助跑，是為了獲得慣性
C．籃球射入球門時才具有慣性
D．百米運(yùn)動員抵達(dá)終點(diǎn)時不能立刻停出來，是由于運(yùn)動員具有慣性
【答案】D
【解析】該題考察對慣性的理解。慣性是物質(zhì)的一種屬性，一切物體在任何情況下都有慣性。無論物體運(yùn)動還是靜止。故AC錯。慣性不是力，它只有大小沒有方向，因而物體“獲得慣性”、“受到慣力作用”等說法都是錯誤的，故B錯。
【總結(jié)升華】①慣性是一切物體都具有的，無論是二氧化碳、液體、固體都有慣性。
②物體在任何情況下都有慣性，無論運(yùn)動、靜止、受力或不受力都有慣性。
③慣性的大小只有質(zhì)量有關(guān)，與速率無關(guān)。
舉一反三：
【變式】下列說法正確的是()
A．慣性是物體的一種屬性
B．物體只有靜止時才有慣性
C．物體只有遭到力的作用時才具有慣性
D．物體只有運(yùn)動時才有慣性
【答案】A
4、下列用于避免因慣性導(dǎo)致車禍的交通規(guī)則是
A．橋梁設(shè)有限重標(biāo)志
B．汽車靠左行駛
C．禁止超速超員
D．紅燈停、綠燈行
E．請保持車距
F．小車輛駕駛員開車時，系好安全帶
【答案】C、E、F
【解析】本題考察慣性知識在交通規(guī)則中的應(yīng)用。橋梁設(shè)有限重標(biāo)志牌，是為了避免汽車過重壓壞橋面故A不選。禁止汽車超速越載，是由于物體的慣性大小與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大的物體，慣性越大，汽車不易停止，易發(fā)生交通車禍。保持車距是由于車有慣性，制動后不能立刻停止。行車系好安全帶是由于緊急制動時，駕駛員因?yàn)閼T性會繼續(xù)往前運(yùn)動，易碰撞車身而發(fā)生車禍。
【總結(jié)升華】慣性知識的應(yīng)用一是借助慣性做事情，二是避免因慣性帶來的害處。注意加以分辨。舉一反三：
【變式1】以下現(xiàn)象借助慣性知識的是：
A．洗衣機(jī)將衣物甩干
B．奔跑時被腳下的石頭砸傷
C．打網(wǎng)球時擊球入籃筐
D．上車后，請扶好把手
【答案】A、C
【變式2】坐在公共車輛里的人，身體猛然向前傾，這可能是因?yàn)檐囕v
A忽然減速前進(jìn)B忽然加速前進(jìn)
C往前行駛時忽然制動D忽然啟動前進(jìn)
【答案】AC
5、（2011?承德）去年5月1日起，我國開始推行“醉駕人刑”。如圖是一名正在接受檢測的駕駛員，他除了沒有系安全帶，但是警察還嗅到一股酸味，經(jīng)儀器測量，屬酒后開車，警察當(dāng)正式其扣押。請用數(shù)學(xué)知識解釋：為何急煞車時，不系安全帶會發(fā)生危險？
【答案與解析】：一切物體都具有慣性，急煞車時車輛停止（減速）運(yùn)動，而駕駛員因?yàn)閼T性還要保持原先的運(yùn)動狀態(tài)，所以不系安全帶會發(fā)生危險。
【總結(jié)升華】本題結(jié)合法律知識考查化學(xué)知識，彰顯了數(shù)學(xué)和生活等方面的聯(lián)系，平常要多觀察，多思索。
