1 牛顿第一定律
[学科素养与目标要求]
物理观念：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，会解释与惯性有关的现象．
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：如图1所示，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．
图1
(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．
三、惯性与质量
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唯一量度．
判断下列说法的正误．
(1)伽利略的理想实验说明力是维持物体运动的原因．( × )
(2)力不是维持物体运动的原因，而是使物体运动状态改变的原因．( √ )
(3)物体只有处于静止状态或匀速直线运动状态时才有惯性．( × )
(4)物体运动速度越大，越难停下，其惯性越大．( × )
(5)力可以改变物体的运动状态，但无法改变物体的惯性大小．( √ )
一、对伽利略理想斜面实验的理解
1．理想斜面实验
(1)事实：如图2所示，AB、BC是两个对接的斜面，让小球从AB斜面上某高度处由静止滚下，小球将滚上BC斜面，所达到的高度略低于在AB上释放时的高度．
图2
(2)推理1：如果斜面光滑，小球将上升到原来释放时的高度．
推理2：减小右侧斜面的倾角(如BD、BE)，小球在这个斜面上仍将达到同一高度，但这时它要运动得远些．
推理3：继续减小右侧斜面的倾角，最后变成水平面(如BF)，小球无法达到释放时的高度，将以恒定的速率永远运动下去．
(3)理想实验推论：一切运动着的物体在没有受到外力的时候，它的速度将保持不变，并且一直运动下去．
2．理想实验的意义：伽利略理想实验是以可靠的实验事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律．伽利略的研究方法的核心是把实验和逻辑推理相结合．
例1 (多选)理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠的事实和合理的推论结合起来，可以深刻地揭示自然规律．关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是( )
A．只要接触面足够光滑，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，但它是建立在可靠的实验基础上的
答案 ABD
解析 只要接触面有摩擦力，物体就不会永远匀速运动下去，而实际的接触面不可能达到理想状态的光滑；伽利略的理想实验是在可靠的事实基础上的合理推理，故选项C错误，A、B、D正确．
