《牛顿第一定律》课件

《牛顿第一定律》

将一张纸剪成三截，但未完全剪断，如果快速用力撕两边，纸会断成几截？

如果在中间的纸下面夹一个夹子，然后快速撕两边，纸会断成几截？撕纸条实验观点：力是物体维持运动状态的原因方法：观察+直觉经验观点：运动不需要力来维持|亚里士多德(公元前384－322)伽利略(1564－1642)力和运动的关系运动的物体之所以停下来，是因为没有外力作用了吗？运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦力的阻碍作用运动物体，真的需要拉力的作用吗？伽利略(1564－1642)减小摩擦力？质疑进一步减小摩擦力-气垫导轨实验如果没有阻力的影响，在水平面上运动的物体会怎样呢？伽利略认为将永远运动下去猜想伽利略针和单摆实际实验伽利略对接斜面理想实验如果没有阻力的影响，在水平面上运动的物体会怎样呢？伽利略认为将永远运动下去猜想方法：可靠实验+逻辑推理伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。理想实验爱因斯坦

（1879-1955）重大物理发现年表AB点击此处添加标题标题数字等都可以通过点击和重新输入进行更改，顶部“开始”面板中可以对字体、字号等进行修改。标题数字等都可以通过点击和重新输入进行更改，顶部“开始”面板中可以对字体、字号等进行修改。点击此处添加标题在水平面上，若没有阻力，球将永远滚下去。伽利略（1564-1642）笛卡尔（1596-1650）如果没有其他原因，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。笛卡尔的补充牛顿第一定律一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。牛顿

（1643~1727）牛顿1687年出版经典力学的第一部著作划时代的巨作

牛顿第一定律一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。牛顿

（1643~1727）惯性力牛顿第一定律的意义揭示了：一切物体在任何状态下都具有惯性将自然界错综复杂的相互作用抽象为一个物理概念——力，指出力是使物体运动状态发生变化的原因涉及到对立的双方惯性头靠：

避免撞车时的鞭打效应（颈部来回剧烈运动）气囊：

车辆发生碰撞时充气安全带：

撞车时可阻止身体前冲惯性惯性惯性与什么因素有关呢？体操运动员相扑运动员惯性观察和实验表明，对于任何物体，在受到相同的作用力时，决定它们运动状态变化难易程度的唯一因素就是它们的质量。质量是惯性大小的唯一量度

将一张纸剪成三截，但未完全剪断，如果快速用力撕两边，纸会断成几截？

如果在中间的纸下面夹一个夹子，然后快速撕两边，纸会断成几截？撕纸条实验历史长河中的科学家亚里士多德伽利略笛卡尔牛顿善于观察，提出问题不畏权威，细致观察，追求真理思维缜密，补充完善归纳总结，升华概念“三个一”：

一个方法——理想实验法

一个定律——牛顿第一定律（惯性定律）

一个量度——质量是惯性大小的唯一量度发现规律小结尊重规律应用规律问题一伽利略的理想斜面实验[情境探究]现代人验证“伽利略的理想斜面实验的描述中是由于摩擦作用导致小车停止”设计以下情景演示,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,小车行驶距离最大的是玻璃面,其次是木板面,距离最小的是毛巾面。结合上述现象讨论:(1)如果水平面是“绝对光滑”,小车的运动情况会怎样?这样得出的结论正确吗?(2)这个结论说明什么问题?要点提示

(1)小车将一直运动下去;正确,这是在实验事实基础上推理得出的结论。(2)说明物体的运动不需要力来维持。[知识点拨]伽利略的思想方法和意义1.伽利略用“实验+科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点。伽利略的理想斜面实验虽然是理想实验,但这个实验反映了一种物理思想,它是建立在可靠的事实基础之上,以事实为依据,以抽象为指导,抓住主要因素,忽略次要因素,从而深刻揭示自然规律。2.第一次确立了物理实验在物理研究中的基础地位。3.揭示了力不是维持物体运动的原因。要点笔记

“理想实验”虽然在研究中有重大作用,但是它只是一种思维过程,只限于逻辑上的证明与反驳,不能用作检验认识正确与否的标准。[实例引导]例1(2020湖北黄冈高一月考)图1是伽利略利用斜面实验研究自由落体运动的示意图,图2是伽利略为了说明力和运动的关系利用斜面实验的示意图。下列说法正确的是(

)A.图1中甲、乙、丙、丁均是实验得到的现象B.图1中甲、乙、丙、丁均是推理得到的运动情景C.图2中伽利略通过实验观察到A处释放的小球运动到C处D.图2的推理表明力不是维持物体运动的原因解析

伽利略做题图1的理想斜面实验时,由于受到当时实验条件的限制,只做了斜面倾角很小的实验,则只有题图1甲是实验得到的现象,其他都是合理外推得出的结论,故A、B错误;题图2的理想斜面实验,通过推理得出若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,故C错误;由题图2得出的结论是物体具有某一速度的物体如果不受力,它将以这一速度永远运动下去,表明了力不是维持物体运动的原因,故D正确。答案

D规律方法

分清事实与推论的方法(1)事实是真实发生的事情,在实验时我们可以亲眼观测到的现象。(2)推论是根据现象推测发生这件事的条件或会出现的结果。变式训练1(多选)(2020山西太原高一期末)如图是伽利略著名的斜面实验示意图。将小球从左侧斜面某一位置由静止释放,小球将“冲”上右侧的斜面。如果没有摩擦,小球将到达原来的高度。如果右侧斜面倾角减小,小球仍将到达原来的高度,但是运动的距离会更长……根据这一实验(

)A.伽利略合理外推出小球在水平面丁上运动的结果B.伽利略推断出任何物体都具有惯性C.伽利略推断出力是维持物体运动状态不变的原因D.伽利略推断出物体的运动不需要力来维持解析

如果没有摩擦,小球将上升到释放时的高度,进一步假设若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,继续减小角度,最后使它成水平面,小球将沿水平面做持续匀速运动,即伽利略合理外推出小球在水平面丁上运动的结果,A正确;理想斜面实验只能说明小球具有惯性,推广到一切物体的是牛顿,B错误;该实验证实了力不是维持物体运动的原因,即物体的运动不需要力来维持,C错误,D正确。答案

AD问题二对牛顿第一定律的理解[情境探究]如图所示,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”。试结合上述现象讨论:(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)如果后面把路径摩擦的绝对光滑,冰壶将会处于什么状态?要点提示

(1)说明力是改变物体运动状态的原因。(2)冰壶原来是运动的,当合外力为零时,冰壶将永远做匀速直线运动。[知识点拨]1.运动状态改变的三种情况(1)速度方向不变,只有速度大小改变(2)速度大小不变,只有速度方向改变(3)速度大小和方向都改变2.对牛顿第一定律的理解

[实例引导]例2(2021宁夏六盘山高级中学高一期末)根据牛顿第一定律,下列说法正确的是(

)A.自行车紧急刹车,轮子不转了,车子就会立即停止B.气球吊着物体上升,某时刻绳子突然断了,物体立刻相对地面向下运动C.由于地球由西向东转,所以我们向上跳起后不会落到原地D.运动员冲刺到终点后,由于惯性不能马上停下来,还要向前跑一段距离解析

刹车时,虽然轮子不转了,但车子还有较大的速度,由于惯性还会向前运动,故A错误;绳子断的瞬间,物体有向上的速度,则物体仍保持向上的运动,故B错误;我们向上跳起后,由于惯性,保持了与地球相同的转动速度,故落下后仍在原地,C错误;运动员冲刺到终点后,由于惯性不能马上停下来,还要向前跑一段距离,D正确。答案

D规律方法

巧用牛顿第一定律(1)由“因”索“果”:在判断力与运动之间的关系时,一定要把握准牛顿第一定律的含义,即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。(2)由“果”索“因”:如果物体的运动状态发生改变,则物体必然受到不为零的合外力的作用,所以判断物体的运动状态是否改变以及如何改变,应分析物体的受力情况。(3)应用步骤:应用牛顿第一定律解释有关现象时,一要看物体原来的运动状态,二要看物体现在的受力情况及所受合力是否为零,最后判断由于物体具有惯性将会出现的现象。变式训练2

小云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,另一手用一个较大的力F击打羽毛球筒的上端,则(

)A.该同学无法取出羽毛球B.该同学是在利用羽毛球的惯性C.该同学击打筒的上端是为了改变羽毛球筒的惯性D.羽毛球筒向下运动的过程中,羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来解析

用较大的力击打羽毛球筒,羽毛球筒迅速向下运动,根据牛顿第一定律,羽毛球由于惯性仍在原位置,羽毛球相对于羽毛球筒向上运动,羽毛球从上端出来,故A错误、B正确;该同学击打筒的上端是为了改变羽毛球筒的运动状态,故C错误;羽毛球相对球筒向上运动,受到向下的摩擦力,故D错误。答案

B问题三对惯性的理解和应用[情境探究]请你用惯性的知识来解释一下为什么当你奔跑时碰到石块,会向前跌倒;而如果你踩到西瓜皮,会向后倒?要点提示

奔跑时碰到石块,人的下半身就停了下来,而人的上半身由于惯性,仍然保持原来的运动状态,所以会向前跌倒。如果你踩到西瓜皮,脚有一个向前运动的较大的速度,而人的上半身由于惯性,仍保持原来的状态,所以会向后倒。[知识点拨]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)质量是物体惯性大小的唯一量度,质量越大,惯性越大。2.惯性与力无关(1)惯性不是力,而是物体本身固有的一种性质,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)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。3.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。要点笔记

惯性和惯性定律的区别:惯性是一切物体所具有的一种性质,不需要附加限制条件;而惯性定律(牛顿第一定律)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作用是一种理想情况。[实例引导]例3(福建福州高一期末)对一些生活中的现象,某同学试图从惯性角度加以分析。其中正确的是(

)A.太空中处于失重状态的物体没有惯性B.“安全带,生命带,前排后排都要系”,系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害C.“强弩之末,势不能穿鲁缟”,是因为强弩的惯性减小了D.战斗机作战前抛掉副油箱,是为了增大战斗机的惯性解析