4.1牛顿第一定律（课件）高一物理（沪科版2020上海）

第一节

牛顿第一定律

2目录01伽利略的斜面理想实验02牛顿第一定律我们在生活中常见到这样的现象：要使小车运动起来必须用力推或拉；停止用力后，小车就会慢慢停下来。通过观察这些现象，我们会直觉地认为物体的运动是推、拉等作用的结果。但人跳起来后，滑板依然由A位置向前运动到D位置。似乎在此过程中，滑板的运动并不需要力来维持。古希腊哲学家亚里士多德在观察和直觉的基础上，根据经验和事实，思考了力与运动的关系。他认为：如无外部推力，地球上所有的物体都会停下来静止不动；运动的物体若要继续运动必须有力维持。亚里士多德的观点可归纳为：力是维持物体运动的原因。在此后近2000年的时间里，亚里士多德的观点得到了普遍的认同。直到17世纪初，伽利略对亚里士多德的这一观点提出了质疑。亚里士多德伽利略亚里士多德公元前384～前322牛顿1643年-1727年伽利略1564年-1642年笛卡尔1596年-1650年跨世纪之争静止在地面上的冰壶，当人推它时，冰壶开始运动当冰壶脱离运动员的作用时，冰壶没有立即停下，而是继续向前运动。冰壶停下来的原因是摩擦力。如果没有摩擦力，运动物体会一直运动下去。

力推物动，符合亚里士多德观点力撤物还动，违背亚里士多德观点伽利略的斜面理想实验伽利略巧妙地设想了一个小球在两个斜面上运动的实验来推理。ABCDEvθ伽利略理想光滑斜面实验实验结论：力不是维持物体运动状态的原因理想实验法：

以可靠事实为基础，经过思维抽象，把研究的事物理想化，以思维超越现实和科学技术,从而更深刻揭示了自然规律。首先，“理想实验”是以实践为基础的。所谓的“理想实验”就是在真实的科学实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际过程作出更深入一层的抽象分析。其次，“理想实验”的推理过程，是以一定的逻辑法则为根据的，而这些逻辑法则，都是从长期的社会实践中总结出来的，并为实践所证实了的。理想实验：在自然科学的理论研究中，“理想实验”具有重要的作用。作为一种抽象思维的方法，“理想实验”可以使人们对实际的科学实验有更深刻的理解，可以进一步揭示出客观现象和过程之间内在的逻辑联系，并由此得出重要的结论。“理想实验”只是一种逻辑推理的思维过程，它的作用只限于逻辑上的证明与反驳，而不能用来作为检验认识正确与否的标准。相反，由“理想实验”所得出的任何推论，都必须由观察或实验的结果来检验。物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因。观察猜想实验推理结论伽利略1564-1642爱因斯坦1879-1955“伽利略的发现以及他所应用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，它标志着物理学的真正开端。”总结笛卡儿(Descartes)1596-1650

伽利略同时代的法国科学家笛卡儿也研究了这个问题。他认为，如果没有其他原因,运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向.

他还认为，这应该成为一个原理，是人类整个自然观的基石。笛卡尔牛顿第一定律

牛顿在伽利略等人研究的基础上，于1687年发表了他的名著《自然哲学的数学原理》，书中提出了关于运动规律的三个命题，后人在此基础上总结归纳出了三条运动定律。其中，牛顿第一定律（Newton’sfirstlaw）牛顿(Newton）1643-1727它就是动力学的第一条基本定律，我们一起来学习吧！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。这就是牛顿第一定律（Newton’sfirstlaw）牛顿第一定律揭示了力和运动的关系，表明力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因；如果物体不受力的作用，其速度的大小和方向都将保持不变。牛顿第一定律描述的是一种理想化的状态，即物体不受任何力作用的状态。但由于不可能把一个物体孤立起来，完全不受力作用的物体实际上是不存在的。我们通常看到的匀速直线运动状态和静止状态都是物体受到平衡力作用的结果。牛顿著作《自然哲学的数学原理》不受外力总保持匀速直线运动状态或静止状态受外力时物体的运动状态发生改变物体这种保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性力不是维持物体运动的原因而是改变物体运动状态的原因含义牛顿第一定律的含义(1)牛顿第一定律所描述的是物体不受外力作用时的状态，与物体所受合外力为零是等效的。(2)牛顿第一定律不是实验定律，它是在理想实验的基础上总结得出的。(3)牛顿第一定律只适用于惯性参考系中的运动，在非惯性参考系中不适用。牛顿第一定律理解：a.物体不受力匀速直线运动状态或静止状态力不是维持物体运动状态的原因①揭示了力和运动的关系：

不受外力（不存在）---无法用实验验证

牛顿第一定律可不可用实验来验证？

但当物体受力但所受外力的合力为零时可以看作物体不受力。或者说合力为零与不受外力是等效的。b.有力的作用迫使物体的运动状态发生改变力是改变物体运动状态的原因运动状态改变即速度发生变化，有三种情况：(1)速度的方向不变，

改变。(2)速度的大小不变，

改变。(3)速度的

同时改变。大小方向大小和方向惯性与质量2.一切物体都具有惯性.惯性是物体的固有性质,牛顿第一定律又叫惯性定律.1.惯性:物体有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质,这种性质叫惯性.3．惯性的大小：质量是物体惯性大小的量度．质量越大，惯性越大；惯性越大，物体保持原来状态“本领”越大，运动状态越难改变；反之，运动状态就越容易改变。1.惯性不是力，惯性与物体的受力情况无关．2.惯性与物体是否有速度及速度的大小均无关．3.惯性的“两个表现”

(1)不受外力的条件下，惯性表现出“保持”“原来的”运动状态．

(2)在受力条件下，惯性表现出运动状态改变的难易程度．4.惯性不是惯性定律.力除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态惯性定律牛顿第一定律又称为惯性定律，两个方面：力和惯性惯性一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态惯性理解惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性惯性唯一取决于质量牛顿第一定律惯性的理解固有属性一切物体在任何情况下都具有惯性，惯性是物体固有的一种属性惯性与质量不同质量的物体惯性不同，质量大的惯性大，描述惯性的物理量是质量1.惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性2.质量是惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大3.惯性大小与物体运动状态无关，与物体受力情况以及地理位置无关4.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(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重点解析如图所示，在瓶内装满水，瓶内有一个气泡，用手拉着水平做加速运动，气泡在瓶中的位置会如何变化？解释你所观察到的现象2．对质量的理解(1)从物质的角度理解：质量为物体所含物质的多少．(2)从惯性的角度理解：质量是决定物体惯性大小的唯一因素．(3)质量只有大小，没有方向，是标量。在国际单位制中，质量的单位是千克，符号为kg.1.

质量（mass）：是量度物体惯性大小的物理量。

质量及理解探究历程牛顿第

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。这就是牛顿第一定律（Newton’sfirstlaw）。惯性质量惯性:物体有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质,这种性质叫惯性.理想实验亚里士多德伽利略笛卡儿总结典例分析【例题1】（2022·浙江·高一期中）一篮球运动员站在三分线处投篮命中，被扔出的篮球在空中划过一道弧线。若篮球视为质点，空气阻力不计，在篮球还未进入篮筐之前，使篮球在空中飞行时运动状态发生变化的施力物体是（）A．地球 B．篮球 C．篮球运动员 D．篮筐【参考答案】A【例题2】下列关于惯性的说法中，正确的是（）A．做匀速直线运动的物体和静止的物体没有惯性B．只有物体的速度发生改变时，才有具有惯性C．汽车刹车时，乘客的身子会向前倾倒，是因为汽车有惯性D．物体都具有惯性，与物体是否受力无关，与物体速度是否变化也无关【参考答案】D【例题3】伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。斜面上先