高中物理 第5章 研究力和运动的关系 5.1 牛顿第一定律课件 沪科版必修1.ppt

5 1牛顿第一定律 第5章研究力和运动的关系 目标定位 1 知道关于运动和力的两种对立的观点 2 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 3 理解牛顿第一定律的内容及意义 4 理解惯性的概念 会解释有关的惯性现象 内容索引 知识探究新知探究点点落实 达标检测当堂检测巩固反馈 知识探究 答案不是 车之所以会停下来是因为受到阻力的作用 1 日常生活中 我们有这样的经验 马拉车 车就前进 停止用力 车就停下来 是否有力作用在物体上物体才能运动呢 马不拉车时 车为什么会停下来呢 一 伽利略的实验和牛顿的总结 答案 问题设计 答案如果没有摩擦阻力 也不受其他任何力 水平面上运动的物体将保持这个速度永远运动下去 2 阅读课本 重新习惯地球上的生活 部分后请思考 如果没有摩擦阻力 也不受其他任何力的作用 水平面上运动的物体会怎样 答案 答案理想实验再现 如图甲所示 让小球沿一个斜面由静止滚下 小球将滚上另一个斜面 如果没有摩擦 小球将上升到原来的高度 如果减小第二个斜面的倾斜角度 如图乙所示 小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程 继续减小第二 3 伽利略是如何由理想实验得出结论的 答案 个斜面的倾斜角度 如图丙所示 使它最终成为水平面 小球就再也达不到原来的高度 而将沿水平面以恒定的速度永远运动下去 1 关于力和运动的两种对立的观点 1 亚里士多德的观点 力是 这种错误的观点统治了人们的思维近两千年 2 伽利略的观点 伽利略第一次提出 力 它只是使物体或的原因 2 牛顿第一定律 一切物体总保持状态或状态 直到外力迫使它改变运动状态为止 要点提炼 维持运动的原因 不是维持运动的原因 加速 减速 匀速直线运动 静止 3 对牛顿第一定律的理解 1 定性说明了力和运动的关系 说明了物体不受外力时的运动状态 说明力是物体运动状态即产生的原因 2 揭示了一切物体都具有的一种固有属性 惯性 因此牛顿第一定律也叫惯性定律 4 物体运动状态的变化即物体运动速度的变化 有以下三种情况 1 速度的方向不变 只有改变 物体做直线运动 2 速度的大小不变 只有改变 物体做曲线运动 3 速度的大小和方向同时发生改变 物体做曲线运动 匀速直线运动状态或静止状态 改变 加速度 大小 方向 二 惯性有大小吗 答案当汽车突然启动时 人身体后倾 当汽车突然停止时 人身体前倾 这是因为人具有惯性 原来人和车一起保持静止状态 当车突然启动时 人的身体下部随车运动了 但身体上部由于惯性保持原来的静止状态 所以会向后倾 原来人和车一起运动 当车突然停止时 人的身体下部随车停止了 但身体上部由于惯性保持原来的运动状态 故向前倾 坐在公共汽车里的人 当车突然启动时 有什么感觉 当运动的汽车突然停止时 又有什么感觉 解释上述现象 答案 问题设计 1 惯性 物体保持运动或状态的特性 叫做惯性 2 惯性是物体的 一切物体都具有惯性 3 质量是物体惯性大小的唯一量度 质量越大 惯性 4 惯性与力的关系 1 惯性不是力 而是物体本身固有的一种属性 因此物体 受到了惯性作用 产生了惯性 受到惯性力 等说法都是错误的 2 是改变物体运动状态的原因 是维持物体运动状态的原因 要点提炼 匀速直线 静止 固有属性 越大 力 惯性 5 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 有 惰性 的意思 2 受力时 惯性表现为的难易程度 质量越大 惯性越大 运动状态越改变 运动状态改变 难 人能推动冰面上的重箱子 用同样的力却推不动粗糙地面上不太重的箱子 是不是冰面上的重箱子惯性小于粗糙地面上不太重的箱子呢 为什么 延伸思考 答案不是 质量是物体惯性大小的唯一量度 重箱子的惯性大于轻箱子的惯性 判断物体惯性的大小应在相同情况下比较 比如用同样的力推都处于冰面上或都处于粗糙地面上质量不同的物体 比较哪个物体的运动状态更容易改变 答案 一 对伽利略理想实验的认识例1理想实验有时能更深刻地反映自然规律 伽利略设计了一个如图1所示的理想实验 他的设想步骤如下 图1 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的高度 继续减小第二个斜面的倾角 最后使它成为水平面 小球将沿水平面做持续的匀速运动 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 下列有关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 答案 解析 解析本题是在可靠事实的基础上进行合理的推理 将实验理想化 并符合物理规律 得到正确的结论 而 是可靠事实 因此放在第一步 是在斜面上无摩擦的设想 最后推导出水平面上的理想实验 因此正确顺序是 解析物体具有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质叫做惯性 由于惯性的存在 物体才保持原来的运动状态 a对 力是改变物体运动状态的原因 而不是维持物体运动的原因 b错 c对 惯性是物体的固有属性 力不能改变物体的惯性大小 d错 二 对牛顿第一定律的理解例2 多选 由牛顿第一定律可知a 物体的运动是依靠惯性来维持的b 力停止作用后 物体的运动就不能维持c 物体做变速运动时 一定有外力作用d 力是改变物体惯性的原因 答案 解析 解析对小球受力分析可知 车内的小球只受竖直方向的重力和支持力 这两个力是一对平衡力 小球所受合外力为零 所以无论车厢如何运动 小球相对于地面仍然处于静止状态 b正确 针对训练如图2所示 小球a静止放在小车的光滑底板上 设小车底板足够长 当小车受到水平向右的力f作用时 小车从静止开始在水平面上做加速直线运动 则小球a相对于地的运动情况a 做匀速直线运动b 处于静止状态c 做与小车同方向速度越来越大的直线运动d 做与小车反方向速度越来越大的直线运动 答案 解析 图2 三 惯性的理解例3关于物体的惯性 下列有关说法正确的是a 物体抵抗运动状态变化的性质是惯性 答案 解析 c 同一物体运动越快越难停止运动 说明物体的速度越大 其惯性越大d 由于巨轮惯性很大 施力于巨轮 经过很长一段时间后惯性变小 解析惯性是指物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质 所以物体抵抗运动状态变化的性质是惯性 其大小和物体的质量有关系 与物体的运动状态及是否受力无关 a正确 c d错误 在月球上和在地球上 重力加速度的大小不一样 所受的重力大小也就不一样了 但质量不变 惯性也不变 b错误 课堂要点小结 达标检测 1 对伽利略理想实验的认识 多选 关于伽利略的理想实验 下列说法正确的是a 只要接触面摩擦相当小 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 使用气垫导轨 就能使实验成功d 虽然是想象中的实验 但是它建立在可靠的实验基础上 答案 1 2 3 4 解析 解析只要接触面摩擦存在 物体就受到摩擦力的作用 物体在水平面上就不能匀速运动下去 故a错误 没有摩擦是不可能的 这个实验实际上是永远无法做到的 故b正确 若使用气垫导轨进行理想实验 可以提高实验精度 但是仍然存在摩擦力 故c错误 虽然是想象中的实验 但是它建立在可靠的实验基础上 故d正确 1 2 3 4 2 对牛顿第一定律的理解 多选 关于牛顿第一定律的理解正确的是a 不受外力作用时 物体的运动状态保持不变b 物体做变速运动时 一定受外力作用c 在水平地面上滑动的木块最终停下来 是由于没有外力维持木块运动的结果d 飞跑的运动员 由于遇到障碍而被绊倒 这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态 答案 1 2 3 4 解析 解析牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的状态 即总保持匀速直线运动状态或静止状态不变 a正确 牛顿第一定律揭示了力和运动的关系 力是改变物体运动状态的原因 而不是维持物体运动状态的原因 物体做变速运动说明运动状态在改变 b正确 在水平地面上滑动的木块最终停下来 是由于摩擦阻力的作用而改变了运动状态 飞跑的运动员 遇到障碍而被绊倒 是因为他受到外力作用迫使他改变了原来的运动状态 c错误 d正确 1 2 3 4 1 2 3 4 解析力是改变物体运动状态的原因 小车原来静止 在力的作用下小车开始运动 是力使其运动状态发生了改变 用较小的力就能使小车做匀速直线运动是推力与摩擦力的合力为零的缘故 3 力与运动的关系 某人用力推一下原来静止在水平面上的小车 小车便开始运动 以后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动 可见a 力是维持物体速度不变的原因b 力是维持物体运动的原因c 力是改变物体惯性的原因d 力是改变物体运动状态的原因 答案 解析 1 2 3 4 4 对惯性的理解 物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质称为惯性 下列有关惯性的说法中 正确的是a 乘坐