2012高中物理 4.1牛顿第一定律课件 新人教版必修1

第四章牛顿运动定律 1 牛顿第一定律 一 理想实验的魅力1 伽利略斜面实验 小球沿斜面由 滚下 再滚上另一斜面 如不计摩擦将滚到 处 放低后一斜面 仍达到同一高度 但要滚得 若放平后一斜面 球将 滚下去 2 伽利略通过 理想实验 和科学推理 得出的结论是 力不是 物体运动的原因 而恰恰是 物体运动的原因 3 法国科学家笛卡尔补充和完善了伽利略的观点 他提出 除非物体 的作用 物体将永远保持其 或运动状态 永远不会使自己沿曲线运动 而只保持在 上运动 4 物体运动状态的改变 是指物体 发生了改变 二 牛顿物理学的基石 惯性定律1 牛顿第一定律 一切物体总保持 或 除非作用在它上面的力迫使它 这就是牛顿第一定律 又叫做惯性定律 特别提醒 牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物 不可能用实验直接验证 2 惯性 物体具有的 的性质叫做惯性 三 惯性与质量1 惯性表现为改变物体运动状态的 2 质量大的物体 运动状态 我们说它惯性大 质量小的物体的运动状态 我们说它惯性小 是物体惯性大小的唯一量度 3 质量是 只有大小 没有方向 单位是 符号是 一 对牛顿第一定律的理解1 明确了惯性的概念定律的前半句话 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态 揭示了物体所具有的一个重要的属性 惯性 即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质 牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性 因此牛顿第一定律又叫惯性定律 2 揭示了力和运动的关系定律的后半句话 除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态 实质上是揭示了力和运动的关系 即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 3 反映了物体不受外力时的运动状态匀速直线运动或静止 即原来运动的保持其速度不变 原来静止的保持静止 不受外力作用的物体是不存在的 但物体所受外力的合力为零与不受外力在效果上是等效的 这就使牛顿第一定律具有了实际意义 特别提醒 1 物体之所以运动 并不是因为受到了力的作用 力的作用是改变物体的运动状态 而不是维持物体运动的原因 惯性才是维持物体运动的原因 2 牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律 也无法用实验验证 它是牛顿以伽利略的理想实验为基础 总结前人的研究成果 加以丰富的想象而推理得出的一条理想条件下的规律 以下各种说法中正确的是 A 牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律B 不受外力作用时 物体的运动状态保持不变是由于物体具有惯性C 在水平地面上滑动的木块最终要停下来 是由于没有外力维持木块运动的结果D 物体运动状态发生变化时 物体必定受到外力的作用 解析 牛顿第一定律描述的是一种理想的情况 物体不受任何外力作用时 将保持静止状态或匀速直线运动状态 所以A正确 物体的运动并不需要力来维持 而是由物体本身所固有的一种属性 惯性来维持的 力是改变物体运动状态的原因 所以B D正确 C中木块最终要停下来的原因是 木块在运动过程中 受到各种摩擦阻力的作用 即木块受到外力的合力不为零所导致的 所以C错误 答案 ABD 二 对惯性概念的理解及应用1 惯性与质量的关系 1 惯性是物体的固有属性 一切物体都具有惯性 2 惯性与物体受力情况 运动情况及地理位置均无关 3 质量是物体惯性大小的唯一量度 质量越大 惯性越大 2 惯性与力的关系 1 惯性不是力 而是物体本身固有的一种性质 因此说 物体受到了惯性作用 产生了惯性 受到惯性力 等都是错误的 2 力是改变物体运动状态的原因 惯性是维持物体运动状态的原因 惯性越大 运动状态越难改变 3 惯性与速度的关系 1 速度是表示物体运动快慢的物理量 惯性是物体本身固有的性质 2 一切物体都有惯性 和物体是否有速度及速度的大小均无关 4 惯性的表现 1 在不受力的情况下 惯性表现为保持原有状态的本领 有 惰性 的意思 2 在受力的情况下 惯性表现为运动状态改变的难易程度 质量越大 惯性越大 运动状态越难改变 特别提醒 1 一切物体 在任何情况下都具有惯性 即物体具有惯性是不需要条件的 2 比较惯性大小 只看质量大小 质量大则惯性大 在匀速前进的磁悬浮列车里 小明将一小球放在水平桌面上相对桌面静止 关于小球运动与列车的运动 下列说法正确的是 A 如果小球向前滚动 则磁悬浮列车在加速前进B 如果小球向后滚动 则磁悬浮列车在加速前进C 磁悬浮列车急刹车时 小球向前滚动D 磁悬浮列车急刹车时 小球向后滚动 解析 如果磁悬浮列车减速 磁悬浮列车运动的速度变小了 而小球因为有惯性 要保持原来的匀速直线运动状态 所以小球运动的速度要大于磁悬浮列车运动的速度 即小球要相对磁悬浮列车向前滚 反之 当磁悬浮列车加速时 磁悬浮列车运动的速度变大了 而小球因为有惯性 要保持原来的匀速直线运动状态 所以小球运动的速度要小于磁悬浮列车运动的速度 即小球要相对磁悬浮列车向后滚 由以上分析可知 选项B C正确 答案 BC 思考与讨论 从牛顿第一定律我们得知 物体都要保持它们原来的匀速直线运动或静止的状态 或者说 它们都具有抵抗运动状态变化的 本领 但是这种 本质 的大小是不一样的 物体抵抗运动状态变化的 本领 与什么因素有关 请大家通过实例进行分析 点拨 惯性是物体的固有属性 不管物体处于什么状态 也不管物体是否受力以及受什么样的力 一个物体的惯性是不变的 与速度的大小没有关系 任何物体都具有这样的本领 物体的这种本领也不尽相同 这种本领的大小仅由物体的质量决定 比如 车床等一些机械 它们的质量很大 目的是使惯性增大 运动状态不易改变 另外两个物体总是质量小的运动状态改变起来更容易些 解析 当物体速度增大时 运动状态发生了变化 而力是改变运动状态的原因 故物体必受外力作用 A项正确 物体向某个方向运动 可以不在此方向上受力的作用 故B项错误 当物体的速度大小不变时 其速度方向可能发生变化 即运动状态可能变化 合外力不一定为零 故C项错误 物体处于平衡状态时 所受合外力为零 并不是物体不受外力作用 故D项错误 答案 A 反思总结 1 速度是描述物体运动状态的一个物理量 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 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 a 速度的方向不变 只有大小改变 b 速度的大小不变 只有方向改变 c 速度的大小和方向都发生改变 只要运动状态发生变化 必然受到力的作用 跟踪发散 1 1 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 由牛顿第一定律可知 力的作用不是使物体产生运动 而是使物体的运动状态改变 物体如果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 答案是B 答案 B C 在同样大小的力作用下 运动状态越难改变的物体 其惯性一定越大D 在长直水平轨道上匀速运动的火车上 门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起后 发现落回原处 这是因为人跳起后 车继续向前运动 人落下后必定向后偏些 但因时间太短 偏后距离太小 不明显而已 解析 物体的惯性大小由质量惟一确定 与物体的速度无关 A错误 一切物体均有惯性 不论物体处于加速 减速还是匀速状态 B错误 同样大小的力作用于物体 状态越难改变 说明物体保持原来状态的本领越大 惯性也越大 所以C正确 人向上跳起后 人在水平方向不受外力作用 由于惯性 人在水平方向的速度不变 与车速相同 因此仍落在车上原处 D错误 答案 C 跟踪发散 2 1 一天 下着倾盆大雨 某人乘坐列车时发现 车厢的双层玻璃窗内积水了 列车进站过程中 他发现水面的形状如下图中的 解析 列车进站时刹车 速度减小 而水由于惯性仍要保持原来较大的速度 所以水向前涌 液面形状和选项C一致 答案 C 1 伽利略的斜面实验证明了 A 要物体运动必须有力作用 没有力作用的物体将静止B 要物体静止必须有力作用 没有力作用的物体就运动C 物体不受外力作用时 一定处于静止状态D 物体不受外力作用时 总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态 解析 伽利略的斜面实验证明了力不是维持物体运动的原因 而是改变物体运动的原因 如果物体不受外力作用 将保持原来的匀速直线运动状态或静止状态 故只有D项正确 答案 D 2 在力学理论建立的过程中 有许多伟大的科学家作出了贡献 关于科学家和他们的贡献 下列说法正确的是 A 伽利略认为力不是维持物体运动的原因B 亚里士多德认为物体的运动不需要力来维持C 牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因D 笛卡儿对牛顿第一定律的建立作出了贡献 解析 伽利略认为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 选项A正确 在历史上 亚里士多德认为力是维持物体运动的原因 他的观点是错误的 选项B错误 伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因 选项C错误 笛卡儿补充和完善了伽利略的观点 选项D正确 答案 AD 3 下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是 A 牛顿第一定律是实验定律B 牛顿第一定律只是提出了惯性的概念C 牛顿第一定律提出了当物体受到的合力为零时 物体将处于静止状态D 牛顿第一定律既提出了物体不受外力作用时的运动规律 又提出了力是改变物体运动状态的原因 解析 牛顿第一定律不是实验定律 A错 牛顿第一定律提出了惯性的概念 同时又指出了物体运动状态改变的原因 B错 牛顿第一定律提出了物体不受外力作用时 物体将处于静止状态或匀速直线运动状态 所以C错 综上所述 D选项是正确的 答案 D 4 惯性较大的物体必然会导致物体的 A 运动状态的改变难B 运动状态的改变慢C 运动状态的改变量较小D 运动的速度比较大 解析 物体运动状态改变的难与易 是由物体惯性的大小决定的 惯性越大 其运动状态的改变就越难 反之就越容易 A正确 物体运动状态改变的快慢是由加速度决定的 物体的惯性大小并不能说明加速度的大小 也就不能说其运动状态改变得快慢 B错误 运动状态的改变量取决于其加速度和时间 C错误 惯性的大小取决于质量的大小 与速度的大小没有关系 D错误 故正确答案为A 答案 A 5 2011 唐山市高一期末 2009年世界女子冰壶锦标赛决赛中 中国女队以8比6战胜瑞典队 夺得冠军 某同学研究中国女队最后一次投出冰壶的运动 其受力与运动状态之间关系的说法中正确的是 A 只要冰壶的运动状态