高中物理 5.1 牛顿第一定律课件 沪科版必修1.ppt

第1课时牛顿第一定律 第五章研究力和运动的关系 课前自主学习 一 历史回顾在研究物体运动原因的过程中 亚里士多德的结论是 必须 上 物体才能运动 物体就要静止 即力是 物体运动的原因 知识梳理 有力作用在物体 没有力作用 维持 二 伽利略的理想实验1 伽利略注意到 当一个球沿斜面向下滚动时 它的速度 而向上滚动时 它的速度 他由此猜想当球沿水平面滚动时 它的速度应该是 实际上球滚动的越来越慢 伽利略认为是由于 的缘故 他推断 若没有 球将永远滚下去 2 伽利略通过研究理想斜面实验 得出的结论是 力不是 的原因 而恰恰是 的原因 增大 减小 不增不减 摩擦阻力 摩擦阻力 维持物体运动 改变物体 速度 3 笛卡儿补充和完善了伽利略的观点 明确指出 除非 物体将永远保持其 或 永远不会使自己 运动 而保持在 上运动 三 牛顿第一定律牛顿第一定律的内容 一切物体总保持 状态或 状态 除非作用在它上面的力迫使它 这种状态 该定律也叫做 物体受到外力作用 静止 运动状态 沿曲线 直线 直线运动 匀速 静止 改变 惯性定律 四 惯性1 物体保持原来的 状态或 状态的性质叫做惯性 惯性是物体的 2 是物体惯性大小的量度 惯性与物体的运动状态 关 匀速直线运动 静止 固有属性 质量 无 思考 在路上跑的人被绊倒时 是向前趴着倒下 而慢走的人滑倒时 则多是向后仰着摔倒 试论述这是为什么 答案 跑的人被绊倒时 身体上半部分因惯性继续向前运动 所以向前趴着倒下 慢走的人滑倒时 多是地面提供的摩擦力不够 脚向前的速度变大了 而头部等速度却没有变 故多是向后仰着滑倒 3 如图5 1 2所示 骑自行车时 如果骑的比较快 不容易停下来 如果骑的较慢 就容易停下来 能不能说速度是物体惯性大小的量度呢 图5 1 2 在受到相同阻力的情况下 速度不同 质量相同的物体 在相同的时间内速度的减少量是相同的 这说明质量相同的物体 它们改变运动状态的难易程度 惯性是相同的 与它们的速度无关 同样可分析 惯性大小与物体受力大小无关 4 惯性是力吗 它与力之间有什么关系呢 惯性不是力 不能把物体具有惯性理解成物体受到了 惯性力 1 惯性是物体保持原来运动状态的性质 是物体本身的属性 而力是物体对物体的作用 2 惯性的大小决定于物体本身质量的大小 力的大小决定于物体之间相互作用的强弱 3 力是改变物体运动状态的原因 而惯性却要物体保持原来的运动状态不变 1 关于伽利略的理想斜面实验下列说法正确的是 a 伽利略的理想实验是假想的 没有科学依据b 伽利略的理想实验是在可靠的事实基础上进行抽象思维而创造出来的一种科学推理方法 是科学研究中的一种重要方法c 伽利略的理想实验有力地否定了亚里士多德的观点d 在科学发展的今天 伽利略的理想斜面实验是可以通过实验演示的 基础自测 解析 伽利略的理想斜面实验是建立在可靠的实验事实基础之上 经过抽象思维 科学推理 把合理的假设 巧妙的构想和严密的推理有机地结合起来 深刻地揭示了自然规律 但现实中永远无法通过实验演示 答案 bc 2 柴油机的传动轮是由一个大轮和一个小轮组合成的 如图5 1 3所示 关于大轮的作用下列说法正确的是 a 提供更大的动力b 增加重量提高稳定性 图5 1 3 c 靠它的惯性 在转动时带动活塞压缩燃料d 无任何作用解析 大轮质量大 惯性大 当它转动起来后 就可靠它的惯性带动活塞将燃料压缩 大轮的作用就在于此 只有c正确 答案 c 3 我国公安部1993年7月作出规定 在各种小型车辆前排就座的人员 包括司机 必须系好安全带 这主要是为了在急刹车时 a 减小车的惯性 确保安全b 减小人的惯性 确保安全c 防止由于车的惯性而使人受到较大的冲力d 防止由于人的惯性而使人撞到汽车挡风板上解析 在小型车辆前排就座的人员必须系好安全带 这主要防止由于人的惯性而使人撞到汽车挡风板上受到伤害 答案 d 4 下列关于惯性的说法中 正确的是 a 人走路时没有惯性 被绊倒时有惯性b 百米赛跑到终点时不能立即停下是由于惯性 停下时就没有惯性了c 物体没有受外力作用时有惯性 受外力作用后惯性被克服了d 物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关解析 物体在任何运动状态和受力情况下都有惯性 惯性大小只与质量有关 答案 d 5 歼击机在进入战斗状态时要丢掉副油箱 如图5 1 4所示 这样做是为了 图5 1 4 a 减小重力 使运动状态保持稳定b 增大速度 使运动状态易于改变c 增大加速度 使运动状态不易变化d 减小惯性 有利于运动状态的改变解析 质量是物体惯性大小的量度 质量越小 惯性越小 运动状态越容易改变 故d正确 答案 d 6 关于力和运动的关系 下列说法正确的是 a 物体受力才会运动b 力使物体的运动状态发生改变c 停止用力 运动的物体就会停止d 力是使物体保持静止或匀速直线运动状态的原因 解析 关于力和运动的关系 必须明确力和物体的运动无关 力只与物体运动状态的改变有关 由牛顿第一定律可知 力的作用不是使物体产生运动 而是使物体改变运动状态 如果物体原来的状态是运动的 不受力仍将永远运动下去 即物体的运动不需要力来维持 因此a c是错误的 物体保持静止或匀速直线运动状态 是物体不受力时的运动规律 并不是力作用的结果 因此d是错误的 正确选项是b 答案 b 7 如图5 1 5所示 在匀速前进的小车上放一竖直的木块 突然发现木块向左倾斜 这是因为小车 图5 1 5 a 向右加速b 向左加速c 向左减速d 向右减速答案 ac 解析 物体的惯性大小仅与物体的质量有关 因质量是恒量 同一物体的质量与它所在的位置及运动状态无关 所以这个飞行器从地球到月球 其惯性大小不变 答案 c 课堂互动探究 1 理想实验是在真实的科学实验基础上 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 是人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的 实验 是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法 伽利略理想实验 2 结论一旦物体具有某一速度 如果它不受力 物体将以这个速度匀速运动下去 也就是说 力不是维持物体运动的原因 而恰恰是改变物体运动状态的原因 3 意义 1 提供了一种非常重要的研究方法 实验 科学推理 的方法 2 揭示了力是改变物体运动状态的原因 例1 理解实验有时能深刻地反映自然规律 伽利略设想了一个理想实验 如图5 1 6所示 图5 1 6 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时的高度 继续减小第二个斜面的倾角 最后使它成水平面 小球要沿水平面作持续的匀速运动 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 下列关于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 解析 是可靠事实 因此应放在第一步 是在可靠事实基础上提出的设想 斜面没有摩擦 是进行合理外推得出的推论 因此 正确的顺序是 其中 是事实 其余的是推论 答案 b题后反思 理想实验应建立在可靠事实的基础上 将实验条件理想化 并进行科学抽象和推理 得出正确的结论 分析物理问题时常采用的假设法 极端法都是 理想实验 这种方法的迁移 关于伽利略的理想实验 以下说法正确的是 a 完全是理想的 没有事实为基础的b 是以可靠的事实为基础的 经科学抽象 深刻反映自然规律的c 没有事实为基础 只有理想推理d 以上说法都不对解析 伽利略的理想斜面实验是建立在可靠事实的基础之上的 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 所以说法正确的选项为b 答案 b 1 内容 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态 除非作用在物体上的力迫使它改变这种状态 这就是牛顿第一定律 说明 1 牛顿第一定律指出物体不受外力作用时的运动规律 它描述的只是一种理想状态 2 牛顿第一定律是不能直接用实验来验证的 因为在宇宙中找不到 没有受到力的作用 的物体 但是 由它得出的一切推论 都经受了广泛 严谨的实验检验 证明结论是正确的 对牛顿第一定律的理解及应用 2 意义 1 揭示了物体所具有的一个重要的属性 惯性 即物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质 2 揭示了力和运动的关系 即力是改变物体运动状态的原因 并不是维持物体运动的原因 例2 关于牛顿第一定律的下列说法中 正确的是 a 牛顿第一定律是实验定律b 牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因c 惯性定律与惯性的实质是相同的d 物体的运动不需要力来维持 解析 牛顿第一定律强调了物体在不受力的情况下的运动规律 也说明了在受力时运动状态的改变 但自然界中不受力的物体是不存在的 故a错误 惯性是物体保持原来运动状态不变的一种性质 惯性定律 即牛顿第一定律 则反映物体在一定条件下的运动规律 故c错误 由牛顿第一定律可知 物体的运动不需要力来维持 但要改变物体的运动状态 则必须有力的作用 b d正确 答案 bd 题后反思 牛顿第一定律虽然不是实验定律 但是 由它得出的一切推论 都经受了广泛 严谨的实验检验 证明结论是正确的 牛顿第一定律揭示了力和运动的关系 力不是维持物体运动的原因 力是改变物体运动状态的原因 如果正在做自由落体运动的物体的重力忽然消失 那么它的运动状态应该是 a 悬浮在空中不动b 运动速度逐渐减小c 做竖直向下的匀速直线运动d 以上三种情况都有可能 解析 由题意可知 正在做自由落体运动的物体一定具有速度 而且仅受重力作用 如果重力忽然消失 则物体就不受外力的作用 根据牛顿第一定律 撤去外力作用的物体应该保持它撤消外力时的运动状态 所以该物体应该做竖直向下的匀速直线运动 答案 c 1 定义 物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性 说明 1 惯性是物体的固有属性 一切物体都具有惯性 2 惯性与运动状态无关 不论物体是处于怎样的运动状态 惯性总是存在的 当物体原来静止时 它一直 想 保持这种静止状态 当物体运动时 它一直 想 以那一时刻的速度做匀速直线运动 对惯性的理解 3 惯性与是否受力无关 与速度大小无关 2 惯性的量度质量是物体惯性大小的量度 而一个物体惯性的大小 则意味着改变物体运动状态的难易程度 3 惯性的表现惯性的具体表现形式有两种 当物体不受外力或所受合外力为零时 惯性表现为保持原来的运动状态不变 当物体受到外力作用时 惯性表现为运动状态改变的难易程度 物体惯性越大 它的运动状态越难改变 物体惯性越小 它的运动状态越容易改变 4 力和运动的关系力不是维持物体速度 运动状态 的原因 而是改变物体速度 运动状态 的原因 物体运动状态发生改变时 物体具有加速度 所以 力是使物体产生加速度的原因 例3 下列说法中正确的是 a 物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性b 物体只有受外力作用时才有惯性c 物体的速度大时惯性大d 力是改变惯性的原因e 力是改变物体运动状态的原因 解析 因为任何时候一切物体都有惯性 惯性是物体的固有属性 所以a b错 因为物体惯性的大小仅与质量有关 质量大 惯性大 质量小 惯性小 所以c错 因为力是改变物体运动状态的原因 即力是产生加速度的原因 而一个物体的运动状态改变 即速度改变 时 其惯性大小并不改变 d错 e对 答案 e题后反思 一切物体无论运动状态如何 受力如何 均有惯性 质量是惯性的唯一量度 与运动状态 受力情况无关 火车在平直的轨道上匀速行驶 门窗紧闭的车厢内有人向上跳起 发现仍落回原处 这是因为 a 人跳起后 车厢内的空气给他一个向前的力 带着它随同火车向前运动b 人跳起的瞬间 车厢地板给他一个向前的力 推动他随同火车一起向前运动c 人跳起后 车厢继续向前运动 所以人落下后必定偏后一些 只是上升时间很短 偏后距离太小 不明显而已 d 当人向上跳起后 由于惯性将保持原水平方向的速度 所以仍落回原处解析 人随火车共同运动 具有向前的速度 当人向上跳起后 由于惯性将保持原水平方向的速度 所以仍落回原处 答案 d 例4 如图5 1 7所示 一个劈形物体m 各面均光滑 放在固定的斜面上 上表面成水平 在水平面上放