牛顿第一定律课件-高一上学期物理人教版()-1

第1节牛顿第一定律第四章运动和力的关系目

录CONTENTS知识点01随堂对点自测02课后巩固训练03知识点1知识点二牛顿第一定律知识点一理想实验的魅力知识点三惯性与质量知识点一理想实验的魅力

如图所示,让一个小车从同一斜面上同一高度处滑下,水平面上分别放置毛巾、木板和玻璃板,水平面与斜面平滑连接。(1)实验观察到什么现象,说明了什么问题?(2)如果没有摩擦力的作用,小车将会怎样运动呢?(3)以上实验揭示了什么问题?提示

(1)水平面越光滑,小车滑动的距离越远。说明摩擦力是阻碍物体运动的原因。(2)如果没有摩擦力的作用,小车将永远运动下去。(3)揭示了物体的运动不需要力来维持。1.亚里士多德:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在某个地方。他得出结论,力是______________的原因。2.伽利略 (1)理想实验:让一个小球沿斜面从静止状态开始运动,小球将“冲”上另一个斜面。如果没有摩擦,小球将到达原来的高度;如果第二个斜面倾角减小,小球仍将到达____________,但是运动的距离更长。由此可以推断,当斜面最终变为水平面时,小球要到达原有高度将永远运动下去。维持物体运动原来的高度(2)结论:力不是______物体运动的原因。(3)意义:伽利略理想实验是以可靠的实验事实为基础,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。伽利略的研究方法的核心是把实验和逻辑推理相结合。(4)理想实验的推论:一切运动着的物体在没有受外力的时候,它的速度将保持不变,并且一直运动下去。维持3.笛卡儿:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一______沿同一直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。速度思考判断(1)伽利略的理想实验是无法实现的。()(2)伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因。(

)(3)理想化的思想也是研究物理问题的重要方法。()√×√A例1伽利略曾用如图所示的“理想实验”来研究力与运动的关系,则下列符合实验事实的是(

)A.小球由静止开始释放,“冲”上对接的斜面B.小球会上升到原来释放时的高度C.减小斜面的倾角θ,小球仍然能到达原来的高度D.继续减小斜面的倾角θ,最后使它成水平面,小球沿水平面永远运动下去解析

小球由静止开始释放,“冲”上对接的斜面,这是事实,故A正确;因为生活中没有无摩擦的轨道,所以小球上升到原来释放时的高度为推理,故B错误;减小斜面的倾角θ,小球仍然到达原来的高度是在B项的基础上进一步推理,故C错误;继续减小斜面的倾角θ,最后使它成水平面,小球沿水平面永远运动下去,是在C项的基础上继续推理得出的结论,故D错误。D训练1伽利略的斜面实验证明了(

)A.使物体运动必须有力的作用,没有力的作用,物体将静止B.使物体静止必须有力的作用,没有力的作用,物体将运动C.物体不受外力作用时,一定处于静止状态D.物体的运动不需要力来维持知识点二牛顿第一定律

如图所示,在冰壶比赛中,运动员为了使冰壶到达某一固定位置,会给冰壶一个速度,当速度略小时,队员会用力摩擦冰壶前进的路线,使其更加光滑,这样冰壶就可以滑得“更远”。(1)冰壶行进过程中,速度越来越小是因为摩擦力的作用,说明运动和力是什么关系?(2)如果后面把路线摩擦得绝对光滑,冰壶将会处于什么状态?提示

(1)说明力是改变物体运动状态的原因。(2)冰壶不受摩擦力作用,将永远做匀速直线运动。1.牛顿第一定律的内容:一切物体总保持______________状态或静止状态,除非作用在它上面的力______它改变这种状态。说明: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。匀速直线运动迫使大小方向大小和方向2.惯性:物体保持原来______________状态或______状态的性质叫作惯性。3.对牛顿第一定律的理解(1)定性揭示了力和运动的关系①力不是______物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。②物体不受外力时的运动状态:______________状态或______状态。(2)牛顿第一定律无法用实验直接验证,它所描述的是一种理想状态,即不受外力的状态,但其得到的一切结论经过实践证明都是正确的。(3)揭示了一切物体都具有的一种______属性——惯性。因此牛顿第一定律也叫______定律。匀速直线运动静止维持匀速直线运动静止固有惯性思考判断(1)牛顿第一定律是在伽利略和笛卡儿工作的基础上总结出来的。()(2)牛顿第一定律是从实验中直接得出的结论。(

)(3)不受力作用的物体是不存在的,故牛顿第一定律的建立毫无意义。(

)√××ABD例2

(多选)下列对牛顿第一定律的理解正确的是(

)A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律B.不受外力作用时,物体的运动状态保持不变C.在水平地面上滑动的木块最终停下来,是没有外力维持木块运动的结果D.奔跑的运动员,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解析

牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的运动规律,总保持匀速直线运动状态或静止状态,A、B正确;在水平地面上滑动的木块最终停下来,是由于摩擦力的作用改变了其运动状态;奔跑的运动员,遇到障碍而被绊倒,是因为他受到外力作用而改变了运动状态,C错误,D正确。CD训练2(多选)下列物理现象中,可以用牛顿第一定律解释的是(

)A.必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就要静止下来B.物体如果向正北方向运动,其受外力方向必须指向正北C.如果没有外力作用,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D.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解析

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态不变,直到有外力迫使它改变这种状态为止,没有外力作用时,物体可以做匀速直线运动,不一定静止,故A错误;物体向正北方向做匀速直线运动时,可以不受外力,当受向正北方向的力作用时,它向北运动的速度会变大,当受向正南方向的力作用时,它向北运动的速度会减小,但仍可以向正北方向运动,故B错误;C、D两种说法均符合牛顿第一定律,故C、D正确。知识点三惯性与质量

(1)如图甲所示,公交车突然快速启动时,车上站着的乘客身体为什么会向后倾倒?(2)如图乙所示,公交车在运行时突然急刹车,车内乘客身体为什么会向前倾倒?提示

(1)当公交车突然快速启动时,乘客的鞋底受到车的摩擦力作用随车运动,而身体由于要保持原来的静止状态,故向后倾倒。(2)乘客随车一起运动,当急刹车时,车停止运动,乘客的鞋底受到车的摩擦力作用也随车停止运动,而身体由于要保持原来的运动状态,故向前倾倒。

甲

乙1.惯性的大小物体惯性大小仅与______有关,______是物体惯性大小的唯一量度,惯性大小与物体是否运动、运动快慢等因素均____关。质量质量无2.惯性的表现形式(1)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。原来静止的物体保持静止,原来运动的物体保持原来的速度继续运动。(2)当物体受到外力作用时,惯性表现为改变运动状态的难易程度,物体的惯性越大,它的运动状态越难改变。【思考】

1.判断下列说法的正误。(1)静止的火车启动时速度变化缓慢是因为物体静止时的惯性大。(

)(2)在太空中的宇宙飞船内的物体不存在惯性。(

)(3)惯性只与物体的质量有关,物体的质量越大,物体的惯性就一定越大。()(4)推动静止的箱子比维持箱子的运动要费力,说明静止的物体惯性大。(

)××√×2.战斗机在投入战斗时有时要抛掉副油箱,这是为什么?提示

减小战斗机的质量以减小惯性,使战斗机有较好的机动性。3.汽车超载时遇到紧急刹车不容易停下来,为什么?提示

超载时质量大,惯性大,运动状态难改变。C例3下列说法正确的是(

)A.运动速度大的物体,不能很快停下来,是因为速度大时,惯性也大B.静止的火车启动时,速度变化慢,是因为火车静止时比运动时惯性大C.乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球的惯性小D.物体受到的外力大,则惯性就小;受到的外力小,则惯性就大解析

一切物体都具有惯性,惯性大小仅由物体的质量决定,与外界因素(受力与否、受力的大小与个数、运动状态以及所处环境)无关,故A、B、D错误;乒乓球可以快速抽杀,是因为其质量很小,惯性小,运动状态容易改变,故C正确。C训练3在谷物的收割和脱粒过程中,小石子、草屑等杂物很容易和谷物混在一起。另外,谷有瘪粒,为了将它们分离,农民常用一种叫作“风谷”的农具分选,如图所示,对它的分选原理描述错误的是(

)A.小石子质量大惯性大,飞得最远B.草屑和瘪谷粒质量小,飞得最近C.草屑和瘪谷粒的惯性最大,飞得最近D.空气阻力作用使它们速度变化快慢不同解析

小石子、实谷粒、草屑和瘪谷粒飞出时初速度基本相同,由于形状和大小不同,在飞行中受到的空气阻力的影响不同,所以它们的速度变化快慢不同,故D正确;草屑和瘪谷粒质量小惯性小,速度变化快,落点近;小石子质量大惯性大,速度变化慢,落点远,故A、B正确,C错误。随堂对点自测2D1.(伽利略理想斜面实验)(人教版教材必修第一册P84图4.1-1改编)如图所示,为现代人在实验室所做的伽利略斜面实验的频闪照片的组合图。实验中把小球从左侧斜面的某个位置由静止释放,它将冲上右侧斜面,频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两个小球间的距离依次减小;如果右侧斜面变成水平,频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两小球间的距离几乎相等。对于这个实验,以下叙述正确的是(

)A.小球冲上右侧斜面后做减速运动,表明“力是维持物体运动的原因”的结论是正确的B.小球最终也会在右侧水平面上停下来,表明“力是维持物体运动的原因”的结论是正确的C.因为没有绝对光滑的斜面或者平面,所以伽利略提出的“如果没有摩擦阻力,小球将在水平面上永远运动下去”的结论是荒谬可笑的D.上述实验表明“如果没有摩擦阻力,小球将在水平面上永远运动下去”的结论是正确的解析

小球冲上右侧斜面后做减速运动,表明“力是维持物体运动的原因”的结论是错误的,故A错误;小球最终也会在右侧水平面上停下来,是由于受到摩擦力作用,故B错误;因为没有绝对光滑的斜面或者平面,所以伽利略提出的“如果没有摩擦阻力,小球将在水平面上永远运动下去”的结论是一种理想的推论,但是却有非常重要的现实意义,它开创了物理研究的新方法,故C错误;上述实验表明“如果没有摩擦阻力,小球将在水平面上永远运动下去”的结论是正确的,故D正确。B2.(牛顿第一定律的理解)关于牛顿第一定律,下列说法正确的是(

)A.牛顿第一定律是依靠实验事实,直接归纳总结得出的B.根据牛顿第一定律可知,力是改变物体运动状态的原因C.根据牛顿第一定律可知,力是维持物体运动的原因D.牛顿第一定律反映了物体受到外力时的运动规律解析

牛顿第一定律是牛顿在伽利略等前人实验的基础上,根据逻辑推理得出的,故A错误;根据牛顿第一定律可知,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,故B正确,C错误;由牛顿第一定律可知,物体在不受力的作用时保持静止状态或匀速直线运动状态,所以牛顿第一定律反映了物体不受外力时的运动规律,故D错误。D3.(惯性与质量)关于惯性的大小,下面说法中正确的是(

)A.两个质量相同的物体,速度大的不容易停下来,所以速度大的物体惯性大B.在月球上举重比在地球上容易,所以质量相同的物体在月球上比在地球上惯性小C.推动地面上静止的物体,要比维持这个物体做匀速运动所需的力大,所以物体静止时惯性大D.两个质量相同的物体,不论速度大小如何,它们的惯性大小一定相同解析

物体的惯性大小只与物体的质量有关,两个质量相同的物体,惯性大小相等,与是否运动和运动速度大小及所处位置无关,故A、B、C错误,D正确。B4.(惯性的应用)某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球,一手拿着球筒的中部,另一手用力击打羽毛球筒的上端,则(

)A.此同学无法取出羽毛球B.该同学是在利用羽毛球的惯性C.羽毛球筒向下运动过程中,羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来D.羽毛球会从筒的下端出来解析

一手拿着球筒的中部,另一手用力击打羽毛球筒的上端,羽毛球筒在力的作用下向下运动,而羽毛球由于具有惯性而保持静止,所以羽毛球会从筒的上端出来,是在利用羽毛球的惯性,故B正确,A、D错误;羽毛球相对羽毛球筒向上运动,羽毛球受到向下的摩擦力,故C错误。课后巩固训练3AC题组一

理想实验的魅力1.(多选)伽利略理想斜面实验创造性的把实验、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。关于伽利略的斜面实验,下列说法正确的是(

)基础对点练A.该实验虽然是理想实验,是在思维中进行的,但仍以真实的实验为基础B.如果斜面粗糙,不论右侧斜面倾角如何,小球也将上升到与释放点等高的位置C.该实验说明了物体的运动不需要力来维持D.该实验证明了力是维持物体运动的原因解析

该实验是理想实验,是在思维中进行的,同时是以斜面实验真实的实验为基础,故A正确;如果斜面粗糙,小球会有能量损失,将不能上升到与释放点等高的位置,故B错误;该实验说明了物体的运动不需要力来维持,故C正确,D错误。D2.伽利略对“运动和力的关系”和“自由落体运动”的研究,开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图1、图2分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程,对这两项研究,下列说法正确的是(

)A.图1中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的,实验可实际完成B.图1的实验为“理想实验”,通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持C.图2通过对自由落体运动的研究,合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动D.图2中先在倾角较小的斜面上进行实验,可“冲淡”重力,使时间测量更容易解析

完全没有摩擦阻力的斜面实际上是不存在的,故实验不可能实际完成,故A错误;图1的实验为“理想实验”,通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持,故B错误;伽利略设想物体下落的速度与时间成正比,因为当时无法测量物体的瞬时速度,所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比,那么位移与时间的平方成正比;由于当时用滴水法计时,无法记录自由落体的较短时间,伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下,来“冲淡”重力的作用效果,而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多,所用时间长得多,所以容易测量。伽利略做了上百次实验,并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推,故C错误,D正确。C题组二

牛顿第一定律3.下列说法正确的是(

)A.牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的,没有实验依据B.牛顿第一定律无法用实验直接验证,因此是不成立的C.理想实验的思维方法与质点概念的建立一样,都是一种科学抽象的思维方法D.由牛顿第一定律可知,物体的运动需要力来维持解析

牛顿第一定律是在理想实验的基础上经过合理归纳总结出来的,虽然无法用实验来直接验证,但其结论是正确的,故选项A、B错误;理想实验的思维方法与质点概念的建立相同,都是突出主要因素、忽略次要因素的科学抽象的思维方法,故选项C正确;物体的运动不需要力来维持,故选项D错误。C4.(2025·山西长治期末)在我国悠久的历史长河中,古人在认识自然的过程中提出的一些观点与现今的物理学理论相符合,甚至要比西方早几百年。例如《墨经》中指出:“力,行之所以奋也”,意思是力可以使物体由静到动。下列关于此句话的理解正确的是(

)A.有力作用物体一定能运动起来 B.没有力作用物体就一定处于静止状态C.力是改变物体运动状态的原因 D.物体的运动必需要力来维持解析

静止的物体所受合力为零,则物体仍处于静止状态,但一定有力的作用,A错误;由牛顿第一定律可知,力是改变物体运动状态的原因,运动是不需要力来维持,C正确,D错误;没有力作用,物体可能处于静止或匀速运动状态,B错误。C5.(2025·四川凉山月考)关于牛顿第一定律,下列说法正确的是(

)A.力是维持物体运动的原因,没有力的作用物体将保持静止B.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的运动C.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D.运动越快的汽车越不容易停下来,说明汽车运动得越快惯性越大解析

根据牛顿第一定律的内容可以判断力是改变物体运动状态的原因,不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态,故A错误;在水平面上滑动的木块最终停下来是由于摩擦力阻力作用的结果,故B错误;牛顿第一定律既提出了物体不受外力作用时的运动规律,同时又指出了物体运动状态改变的原因,故C正确;运动越快的汽车越不容易停下来,是由于停下来需要改变的速度大,而惯性大小与物体的速度无关,只与物体的质量有关,故D错误。D题组三

惯性与质量6.关于“惯性”的说法正确的是(

)A.物体的速度越大,惯性越大B.物体的速度发生改变,惯性也随之改变C.质量为1kg的物体在地球上的惯性比在月球上大D.不同质量的物体,惯性的大小不一样解析

惯性是物体的固有属性,只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,与物体的速度、所处位置等无关,故A、B、C错误,D正确。D7.(人教版教材P871T改编)关于惯性,下列说法正确的是(

)A.飞机投弹时在目标正上方投下炮弹,才能击中目标B.在太空中处于漂浮状态的航天员没有惯性C.汽车速度越大,刹车后制动时间越长,是因为汽车速度越大,惯性越大D.列车摘下或加挂一些车厢会改变它的惯性解析

飞机投弹时,炮弹抛出后具有与飞机等大的速度,由于惯性,炮弹会继续向前运动,若在目标正上方时投下炸弹,则落地后不能击中目标,A错误;惯性是物体的固有属性,物体惯性的变化只与其质量有关,与速度等其他物理量或所处状态无关,B、C错误;列车摘下或加挂车厢会使列车的质量发生变化,则其惯性会发生变化,D正确。C8.我国高铁列车在运行过程中十分平稳。某列高铁列车沿直线进站时。车厢内水平桌面上水杯内的水面形状可能是(

)解析

高铁列车沿直线进站时做匀减速运动,由于惯性,水保持原来的运动状态,水相对于水杯会向前偏移,故C正确。C9.关于惯性,下列说法正确的是(

)A.公共汽车紧急刹车时,乘客要向前倾倒,说明乘客受到惯性力的作用B.短跑运动员最后冲刺时很难立即停下来,是因为速度越大,惯性越大C.惯性的大小仅与质量有关,质量越大,惯性越大D.把手中的球由静止释放后,球能竖直下落,是由于球具有惯性解析

公共汽车紧急刹车时,乘客的脚随汽车停止运动,而上半身由于惯性要保持原来的运动状态,故向前倾倒,惯性不是力,故A错误;惯性的大小仅与质量有关,与速度无关,质量越大,惯性越大,故B错误,C正确;把手中的球由静止释放后,球能竖直下落,是由于球受到重力作用,故D错误。综合提升练AB10.(多选)下列关于物体惯性的说法正确的是(

)A.除去衣服上的灰尘时,用力拍打衣服是利用了惯性B.战斗机在战斗前丢掉副油箱,目的是减小惯性C.被抛出的小球在空中运动时,其惯性发生了变化D.“强弩之末,势不能穿鲁缟”,是因为强弩在运动的末端惯性减小了解析

拍打衣服前,灰尘和衣服都处于静止状态,拍打衣服时,衣服运动,灰尘由于惯性继续保持静止,从而使二者分离,利用了惯性,A正确;战斗机在战斗前丢掉副油箱,目的是减小战斗机的质量,从而减小战斗机的惯性,提高作战的灵活性,B正确;小球被抛出后在空中速度不断发生变化,但是其质量保持不变,故惯性保持不变,C错误;强弩在运动过程中质量不变,则其惯性不变,D错误。D11.如图所示,在一辆表面光滑的小车上,有质量分别为m1、