广西宾阳中学高三物理阶段复习课件 4.1 牛顿第一定律 新人教版.ppt

1牛顿第一定律 1 知道物体的运动不需要力来维持 2 知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论 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 4 理解惯性的概念 知道质量是惯性大小的量度 5 会用惯性解释一些现象 重点 对牛顿第一定律和惯性的正确理解 难点 1 力和运动的关系 2 影响惯性大小的因素 一 理想实验的魅力1 亚里士多德的观点力是 物体运动状态的原因 2 伽利略的观点力不是 物体运动状态的原因 3 笛卡儿的观点如果没有其他原因 运动的物体将继续以同一速度沿着同一条直线运动 既不会 也不会 原来的方向 维持 维持 停下来 偏离 二 牛顿第一定律1 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改变这种状态 2 意义牛顿第一定律明确了 和 的关系 牛顿第一定律揭示了力是 物体运动状态的原因 而不是 物体运动状态的原因 匀速直线运动 静止 力 运动 改变 维持 3 惯性物体具有保持 状态或 状态的性质 4 惯性的量度 是物体惯性大小的量度 匀速直线运动 静止 质量 判一判 1 物体的运动状态发生改变时 物体必定受到外力作用 2 牛顿第一定律是一条实验定律 它是在科学实验的基础上得出的 3 乒乓球可以快速抽杀 是因为乒乓球惯性小 4 物体的速度越大 惯性越大 提示 1 由牛顿第一定律知 物体的运动不需要力来维持 但改变物体的运动状态则必须有力的作用 故 1 对 2 牛顿第一定律是物体在理想情况下的运动规律 反映的是物体在不受外力情况下所遵循的运动规律 而自然界不受力的物体是不存在的 所以 2 错 3 乒乓球的质量小 惯性小 运动状态容易改变 故可以快速抽杀 所以 3 对 4 质量是惯性大小的惟一量度 惯性大小与速度无关 故 4 错 探究理想斜面实验为了驳斥力是维持物体运动的原因的观点 意大利科学家伽利略设计了一个理想实验如图所示 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 试根据甲 乙 丙图完成下表 h h h v v v 甲 乙 丙 原来的高度 同一高度 运动下去 不是 知识点拨 速度与运动状态的关系 1 速度是描述物体运动状态的物理量 它是矢量 既有大小又有方向 2 当物体的速度大小和方向都保持不变时 则这个物体的运动状态保持不变 3 当物体的速度发生变化时 则这个物体的运动状态发生了变化 物体的运动状态变化有以下三种情况 速度方向不变 只有大小改变 速度大小不变 只有方向改变 速度的大小和方向都发生改变 探究归纳 力与运动的关系1 物体的运动不需要力来维持 1 运动的物体若不受力 物体将匀速运动下去 2 静止的物体若不受力 物体将保持静止 2 力是改变物体运动状态的原因 典例1 2012 宜昌高一检测 理想实验有时能更深刻地反映自然规律 伽利略设想了一个理想实验 如图所示为斜面实验的原理图 结合下列四项回答问题 减小第二个斜面的倾角 小球在这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 最后使它成为水平面 小球要沿水平面做持续的匀速运动 1 请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列 只填写序号即可 2 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 思路点拨 解答本题时应把握以下三点 1 明确理想实验的思维过程 2 能够实际发生的是事实 3 在事实的基础上经过推理得出的结论是推论 解析 1 体会伽利略的理想实验 可知排列顺序为 2 选b 以 为事实 减小摩擦则小球上升到另一斜面的高度增大 如果没有摩擦 小球将上升到释放时的高度 推理得出结论 继续减小第二个斜面的倾角 小球仍到达原高度 得到结论 最后使它成为水平面 小球将达不到释放时的高度 故将沿水平面持续运动 高度上升是速率减小的原因 由于高度不变 因而速度不变 推理得到结论 规律方法 理想斜面实验虽然无法在实验中验证 但它是建立在可靠的事实基础上的 抓住主要因素 忽略次要因素 在深刻地揭示自然规律的同时反映了辩证唯物主义的哲学思想 变式训练 关于伽利略的理想实验 下列说法正确的是 a 完全是理想的 没有以事实为基础b 利用气垫导轨 就能使实验成功c 是以可靠事实为基础 经科学抽象 深刻反映自然规律的d 该实验说明力是改变物体运动状态的原因 解析 选c 伽利略的推论是不能用实验证明的 这是因为物体完全不受外力的作用实际上是不可能的 物体不受阻力的条件也是无法实现的 但是随着现代科学技术的进步 可以将摩擦阻力减小到很小 例如可以用气垫导轨实验近似地验证 伽利略理想实验仅仅说明了物体的运动不需要力来维持 故c正确 牛顿第一定律和惯性1 牛顿第一定律 1 牛顿第一定律后半句 除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态 说明力与运动有什么关系 前半句 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态 说明物体具有什么性质 提示 除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态 说明力是改变物体运动状态的原因 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态 说明一切物体都具有一个固有属性 惯性 2 根据牛顿第一定律思考 如果物体不受外力作用 物体将处于什么状态 提示 原来静止的物体 不受外力时永远静止 原来运动的物体 不受外力时将永远做匀速直线运动 即物体不受力的时候有两种状态 静止状态或匀速直线运动状态 3 牛顿第一定律能用实验来验证吗 我们知道 不受力的物体是不存在的 那么物体在什么情况下可以看做不受力呢 试举例说明 提示 不能 因为牛顿第一定律是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 而实际上不受力作用的物体是不存在的 当物体受力但所受合力为零时可以看做物体不受力 比如 研究冰面上刚刚抛出的冰块 冰壶的运动时 可以近似看做不受力 2 惯性 1 静止的物体具有惯性吗 运动的物体呢 提示 一切物体都具有惯性 不论物体静止还是运动 惯性是物体的固有属性 2 惯性是当有外力作用在物体上使它改变运动状态时 就会有抵抗运动状态改变的 本领 有的同学认为这个本领与物体运动速度的快慢有关 这种观点是否正确 你能不能结合实例分析一下呢 物体惯性的大小与什么因素有关 提示 这种观点不对 比如货车启动时 空车好启动 满载时不好启动 骑自行车起步时 单人和带人时的感觉不一样 单人好起步 再比如用力打出的乒乓球速度很大 但仍可用手去接 掷出的铅球速度不大 却不可用手直接去接等 从以上实例可看出 运动状态变化的难易程度与质量有关 与运动快慢无关 物体惯性的大小只与物体的质量有关 质量越大 惯性越大 质量越小 惯性越小 3 如图所示 要求不直接用手接触塑料板和鸡蛋 手头只有一根木棒 试用惯性知识解决把鸡蛋放入水中的难题 点拨 木棒打击塑料板的力度越大 棒与塑料板接触的时间越短 实验效果越好 提示 可以用木棒猛击塑料板 使塑料板飞出 而鸡蛋由于惯性仍保持原来的静止状态 就能使鸡蛋落入杯中 而避免手直接接触鸡蛋和塑料板 知识点拨 1 牛顿第一定律的理解 1 牛顿第一定律是物体不受外力作用时的运动规律 所描述的物体不受外力的状态是一种理想化的状态 因为不受外力作用的物体是不存在的 2 牛顿第一定律不能用实验验证 其正确性可通过由它推导出的结论与实验事实完全一致而得到证明 3 牛顿第一定律的实际应用场合是物体所受合外力为零 若物体在某方向上不受外力或在某方向上受平衡力作用时 则在该方向上保持静止状态或匀速直线运动状态 2 对惯性的三点说明 1 惯性不是一种力 找不出这个 力 的施力物体 若将它视为一种 力 意味着运动由这个 力 来维持 2 不要把惯性概念与牛顿第一定律相混淆 惯性指的是一切物体都具有保持匀速直线运动和静止状态的性质 牛顿第一定律反映了物体不受外力时的运动规律 3 惯性是不能被克服的 但可以利用惯性做事或防止惯性的不良影响 规律方法 惯性记忆口诀物体有惯性 惯性物属性 大小看质量 不论动与静 探究归纳 1 牛顿第一定律 1 内容 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态 除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态 2 理解 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 2 惯性 1 定义 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 普遍性 一切物体在任何情况下都具有惯性 3 大小 质量是惯性大小的惟一量度 典例2 2012 佛山高一检测 关于惯性 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 宇宙飞船在太空中飞行时也具有惯性c 力是改变物体惯性的原因d 物体只有受外力作用时才有惯性 解析 可通过以下表格对选项逐一分析答案 b 规律方法 惯性和惯性定律的区别 1 惯性是一切物体所具有的一种性质 不需要附加限制条件 2 惯性定律是一切物体在不受外力作用时物体运动所遵循的规律 在惯性定律中所说的物体没有受到外力的作用 是一种理想的情况 它指出了运动不需要力来维持 力是改变物体运动状态的原因 变式训练 下列说法中 正确的是 a 一切物体都有惯性 惯性就是惯性定律 二者没有区别b 两个质量相同的物体 在阻力相同的情况下 速度大的不容易停下来 所以速度大的物体惯性大c 推动地面上静止的物体比维持这个物体做匀速运动所需的力大 所以静止的物体惯性大d 物体的惯性大小与物体的运动状态及受力情况无关 只跟物体的质量有关 解析 选d 惯性是物体具有的固有属性 而惯性定律揭示了力与运动的关系 故a错 质量是惯性大小的惟一量度 与速度无关 故b c错 d对 温馨提示 惯性在生活中的应用有很多 培养学生解释与惯性相关的现象 以及应用惯性知识解决实际问题的能力是教学的目标之一 典例 如图所示是一种汽车安全带控制装置的示意图 当汽车处于静止或匀速直线运动时 摆锤竖直悬挂 锁棒水平 棘轮可以自由转动 安全带能被拉动 当汽车突然刹车时 摆锤由于惯性绕轴摆动 使得锁棒锁定棘轮的转动 安全带不能被拉动 若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置 汽车的可能运动方向和运动状态是 a 向右行驶 突然刹车b 向左行驶 突然刹车c 向左行驶 匀速直线运动d 向