高中物理第四章牛顿运动定律4.1牛顿第一定律课件新人教必修170911351.pptx

1、1牛顿第一定律,自主阅读,自我检测,一、理想实验的魅力 1.亚里士多德的观点:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方。 2.当球沿水平面运动,它的速度越来越小,伽利略认为这是什么原因造成的? 提示:伽利略认为这是摩擦阻力作用的结果。,自主阅读,自我检测,3.伽利略的理想斜面实验 (1)理想实验:让小球沿一个斜面从静止状态开始向下运动,再让小球冲上第二个斜面。如果没有摩擦,无论第二个斜面的倾角如何,小球所达到的高度相同;若将第二个斜面放平,小球将永远运动下去。 (2)伽利略通过理想斜面实验的推理得出了什么结论? 提示:力不是维持物体运动的原因。 4.笛卡儿的观点

2、:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来,也不偏离原来的方向。,自主阅读,自我检测,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。 2.什么是物体的惯性? 提示:物体具有的保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质就叫惯性。 3.任何物体都具有惯性,所以牛顿第一定律又叫惯性定律。 4.牛顿第一定律是怎样得出的,可以用实验来验证吗? 提示:因为不可能把自然界的任何物体完全孤立出来,也就是说,不受力作用的物体是不存在的,所以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

3、能用实验直接验证。,自主阅读,自我检测,三、惯性与质量 1.惯性表现为改变物体运动状态的难易程度。 2.惯性的量度:质量是物体惯性大小的唯一量度。 3.质量只有大小,没有方向,是标量,符号是m,国际单位制中,质量的单位是千克,符号是kg。,自主阅读,自我检测,1.正误辨析 (1)亚里士多德认为物体的自然状态是静止,只有当它受到力的作用才会运动。 () 解析:亚里士多德认为必须有力作用,物体才运动,没有力作用,物体一定静止,力是维持物体运动的原因。 答案: (2)伽利略认为力不是维持物体运动的原因。 () 解析:伽利略通过理想实验得出,物体的运动不需要力来维持,力不是维持物体运动的原因。 答案:

4、 (3)笛卡儿认为若没有力作用,物体的运动状态就不会改变。 () 解析:笛卡儿认为若没有力作用,物体将保持原来的速度运动,物体的运动状态不变。 答案:,自主阅读,自我检测,(4)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。 () 解析:物体的惯性大小仅与物体的质量有关,与其他因素都没关系。质量越大的物体,它的惯性越大。 答案: (5)牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度,而不是使物体运动。 () 解析:力的作用效果是改变物体的运动状态,即产生加速度,改变物体的速度。 答案:,自主阅读,自我检测,2.如图所示,惯性最大的是() 解析:质量是物体惯性大小的唯一量度,质量越大,惯性

5、越大,故选项B正确。 答案:B 3.为什么说伽利略的斜面实验是“理想实验”? 答案:因为我们不能消除一切阻力,也不能把第二个斜面做得无限长,所以伽利略的实验是个“理想实验”。,知识点一,知识点二,对牛顿第一定律的理解 问题导引 如图所示,冰壶在冰面上的运动。如果摩擦阻力比较大,冰壶很快停下来;如果摩擦阻力很小,冰壶能滑得很远;如果摩擦阻力为零,冰壶将永远运动下去。 试结合上述现象讨论: (1)牛顿第一定律中“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”说明运动与力有什么关系? (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?,知识点一,知识点二,要点提示:(1)说明力是改变物

6、体运动状态的原因。 (2)原来静止的物体,不受外力时,仍然静止;原来运动的物体,不受外力时,将永远做匀速直线运动。,知识点一,知识点二,知识归纳 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。,知识点

7、一,知识点二,(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(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。 画龙点睛伽利略说“力不是维持物体运动的原因”,牛顿告诉我们“力是改变物体运动状态的原因”。这就是二者的区别。,知识点一,知识点二,典例剖析 【例1】 (多选)关于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的作用时的运动规律 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,是由于没有外力维持木块运动的

8、结果 D.飞跑的运动员遇到障碍而被绊倒,这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态,知识点一,知识点二,解析:牛顿第一定律描述了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,选项A、B正确;牛顿第一定律还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,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而改变了木块的运动状态,飞跑的运动员遇到障碍而被绊倒,是因为他受到外力作用而改变了运动状态,选项C错误,D正确。 答案:ABD,知识点一,知识点二,规律方法牛顿第一定律巧应用 (1)由“因”索“果”:在判断力与运动之间的关系时,一定要把握准

9、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。,知识点一,知识点二,变式训练1关于力和运动的关系,下列说法正确的是() A.物体的速度不断增大,表示物体必受外力的作用 B.物体向着某个方向运动,则在这个方向上必受力的作用 C.物体的速度大小不变,则其

10、所受的合外力必为零 D.物体处于平衡状态,则该物体必不受外力作用 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,故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,知识点一,知识点二,对惯性的理解和应用 问题导引 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

11、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。,知识点一,知识点二,知识归纳 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。,知识点一,知识点二,3.惯性与速度的关系 (1)速度是表示物体运

12、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,并且惯性的大小由物体本身决定,与物体是否有速度及速度的大小无关。 4.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。 画龙点睛惯性是物体的本质属性,由质量唯一确定,与其他任何因素无关。,知识点一,知识点二,典例剖析 【例2】关于惯性的大小,下列叙述正确的是() A.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 B.两个质量相同的物体,不管速度大小如何,它

13、们的惯性的大小一定相同 C.推动地面上静止的物体,要比维持这个物体做匀速直线运动所需的力大,所以物体静止时惯性大 D.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 解析:物体的惯性的大小是由物体的质量决定的,质量相同,则惯性大小相同,惯性的大小与物体的位置、是否受力和运动状态是否变化均无关。故B正确,A、C、D错误。 答案:B,知识点一,知识点二,规律方法正确理解惯性概念,领会以下几点: (1)物体的惯性与物体是否运动无关,与运动状态是否变化无关。 (2)物体的惯性与物体是否受力无关,与受力的大小和方向无关。 (3)物体的惯性与物体的速度大小无关。 (4)惯性不是一种

14、力,不能这样说:物体保持原来运动状态是因为受到了惯性力。,知识点一,知识点二,变式训练2下列关于惯性的说法中,正确的是 () A.物体只有在突然运动或突然停止时才有惯性 B.物体的质量越大或速度越大,其惯性也就越大 C.在太空中飞行的航天飞机内的物体,其惯性消失 D.惯性是物体的属性,与物体是否受力和运动状态无关 解析:物体的惯性是物体的固有属性,只与物体的质量有关,与物体的位置、是否受力和运动状态无关。故选项A、B、C错误,选项D正确。 答案:D,1,2,3,4,5,1.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

15、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(),1,2,3,4,5,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,1,2,3,4

16、,5,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,是由于受到摩擦力的作用的原因,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,但是却有着非常重要的现实意义,它开创了物理量研究的新方法,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。 答案:D,1,2,3,4,5,2.关于牛顿第一定律,下列说法正确的是() A.牛顿第一定律是一条实验定律 B.牛顿第一定律说明力是维持物体运动状态的

17、原因 C.惯性定律和惯性的实质是相同的 D.物体的运动不需要力来维持 解析:牛顿第一定律反映的是物体在不受力的情况下所遵循的运动规律,而自然界中不受力的物体是不存在的,因此它是理想条件下的运动定律,但不是实验定律,它来源于大量真实的科学实验,但不能用真实的实验来验证,选项A错误;由牛顿第一定律可知,物体的运动不需要力来维持,力的本质是使物体发生形变的原因、是改变物体运动状态的原因、是使物体产生加速度的原因,选项B错误,D正确;惯性是物体的固有属性,惯性定律是在一定条件下物体运动遵循的规律,二者实质不同,选项C错误。 答案:D,1,2,3,4,5,3.关于惯性的下列说法正确的是() A.物体能够保持原有运动状态的性质叫惯性 B.物体不受外力作用时才有惯性 C.物体静止时有惯性,一开始运动,不再保持原有的运动状态,也就失去了惯性 D.物体静止时没有惯性,只有始终保持运动状态时才有惯性 解析:物体保持原有运动状态的性质叫惯性,选项A正确;惯性是物体固有的属性,不会因运动状态的改变而改变,也不会因受外力而改变,选项B错误;惯性只与物体的质量有关,与物体的运动状态无关,选项C、D错误。 答案:A,1,2,3,4,5,4.下列事例中,利用了物体的惯性的是() A.B. C.D. 解析:跳远