【課件】課時4.1 （課件）牛頓第一定律（人教版2019必修第一冊）

課時4.1牛頓第一定律自主預習重點探究課堂小結隨堂訓練【學習目標】（1）知道力不是維持物體運動的原因或物體的運動不需要力來維持；（2）理解牛頓第一定律，知道它是邏輯推理的結果，不是實驗定律；（3）理解慣性的概念，知道質量是物體慣性大小的量度；（4）能夠解釋一些慣性現(xiàn)象；1力和運動的關系一、理想斜面實驗1.亞里士多德的觀點：力是_____物體運動狀態(tài)的原因。2.伽利略的觀點：力不是_____物體運動狀態(tài)的原因。3.笛卡兒的觀點：如果沒有其他原因，運動的物體將繼續(xù)以_________沿著同一條直線運動，既不會_______，也不會_____原來的方向。維持維持同一速度停下來偏離【探究活動】如圖是伽利略的斜面實驗原理圖。情景1：如圖甲所示，對稱斜面，小球無摩擦滾下。情景2：如圖乙所示，減小另一側斜面傾角，小球從同一位置自由釋放滾下。情景3：如圖丙所示，把另一側斜面放平，小球滾下。二、牛頓第一定律1.牛頓第一定律的內容：一切物體總保持

狀態(tài)或

狀態(tài)，除非作用在它上面的力

.2.慣性(1)物體保持原來

狀態(tài)或

狀態(tài)的性質叫作慣性.牛頓第一定律也被叫作

定律.(2)慣性是物體的

屬性，一切物體都具有慣性.勻速直線運動靜止迫使它改變這種狀態(tài)勻速直線運動靜止慣性固有二、牛頓第一定律1.牛頓第一定律的內容：一切物體總保持

狀態(tài)或

狀態(tài)，除非作用在它上面的力

.2.慣性(1)物體保持原來

狀態(tài)或

狀態(tài)的性質叫作慣性.牛頓第一定律也被叫作

定律.(2)慣性是物體的

屬性，一切物體都具有慣性.勻速直線運動靜止迫使它改變這種狀態(tài)勻速直線運動靜止慣性固有【歸納總結】1.物體的運動不需要力來維持:(1)運動的物體若不受力，物體將勻速運動下去。(2)靜止的物體若不受力，物體將保持靜止。2.力是改變物體運動狀態(tài)的原因。2知識點一

伽利略理想實驗[合作探究]在伽利略的斜面實驗的各個過程中，哪些可以通過實驗完成？哪些是推理得出的？理想實驗的意義：（1）伽利略理想實驗是以可靠的實驗事實為基礎，經過抽象思維，抓住主要因素，忽略次要因素，從而更深刻地揭示了自然規(guī)律，推翻了亞里士多德對運動和力的錯誤觀點，伽利略的研究方法的核心是把實驗和邏輯推理相結合。（2）第一次確立了物理實驗在物理學中的地位?！纠?】理想實驗是科學研究中的一種重要方法，它把可靠的事實和合理的推論結合起來，可以深刻地揭示自然規(guī)律.關于伽利略的理想實驗，下列說法錯誤的是（）A.只要接觸面足夠光滑，物體在水平面上就能勻速運動下去B.這個實驗實際上是永遠無法做到的C.利用氣墊導軌，就能使實驗成功D.雖然是想象中的實驗，但它是建立在可靠的實驗基礎上的【解析】只要接觸面有摩擦力，物體就不會永遠勻速運動下去，而實際的接觸面不可能達到理想狀態(tài)的光滑；伽利略的理想實驗是在可靠的事實基礎上的合理推理，故選項C錯誤，A、B、D正確.【例2】(多選)科學家關于物體運動的研究對樹立正確的自然觀具有重要作用。下列說法符合歷史事實的是(

)A.亞里士多德認為:必須有力作用在物體上，物體的運動狀態(tài)才會改變B.伽利略通過“理想實驗”得出結論:一旦物體具有某一速度，如果它不受力，它將以這一速度永遠運動下去C.笛卡兒指出:如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動，既不停下來也不偏離原來的方向D.牛頓認為，物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質【解析】選B、C、D。亞里士多德認為物體的運動需要力來維持，A錯誤；牛頓根據(jù)選項B中伽利略的正確觀點和選項C中笛卡兒的正確觀點，得出了物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質，選項B、C、D正確。2知識點二

牛頓第一定律【活動探究】（1）日常生活中，我們有這樣的經驗：馬拉車，車就前進，停止用力，車就停下來，是否有力作用在物體上物體才能運動呢？馬不拉車時，車為什么會停下來呢？（2）如果沒有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，水平面上運動的物體的運動狀態(tài)會改變嗎？1.運動狀態(tài)改變的三種情況:物體的運動狀態(tài)就是指物體的運動速度，運動狀態(tài)改變就是指運動速度的改變。而速度是矢量，既有大小，又有方向。故運動狀態(tài)改變有以下三種情況:(1)速度的方向不變、大小改變，如勻加速直線運動。(2)速度的方向改變、大小不變，如汽車拐彎時保持速率不變的曲線運動。(3)速度的方向改變、大小改變，如擺球的自由擺動。2.對牛頓第一定律的理解(1)定性說明了力和運動的關系：①力是改變物體運動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運動的原因.②物體不受外力時的運動狀態(tài)：勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài).(2)揭示了一切物體都具有的一種固有屬性——慣性.因此牛頓第一定律也叫慣性定律.(3)牛頓第一定律是牛頓在總結前人工作的基礎上得出的，是在理想實驗的基礎上加以科學推理和抽象得到的，但其得到的一切結論經過實踐證明都是正確的.(4)牛頓第一定律無法用實驗直接驗證.它所描述的是一種理想狀態(tài)，即不受外力的狀態(tài).【例4】(多選)關于牛頓第一定律，下列說法中正確的是(

) A.牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時的運動規(guī)律 B.牛頓第一定律就是慣性 C.不受外力作用時，物體的運動狀態(tài)保持不變是由于物體具有慣性

D.物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化時，物體必定受到外力的作用

解析牛頓第一定律有三層含義：不受力時物體將保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，這是由于一切物體都具有慣性；受到力的作用物體的運動狀態(tài)就要發(fā)生變化，從而揭示出力是改變物體運動狀態(tài)的原因；指出了物體在不受力時的運動狀態(tài)，故選項A、C、D正確；牛頓第一定律并不是慣性，慣性是物體的一種性質，而牛頓第一定律是物體的運動規(guī)律，兩者是不同的概念，不可混為一談，選項B錯誤。答案ACD【例5】如圖所示，在一輛表面光滑的足夠長的小車上，有質量為m1和m2的兩個小球(m1>m2)，兩個小球原來隨車一起運動，當車突然停止時，如不考慮其他阻力，則兩個小球(

)A.一定相碰B.一定不相碰C.不一定相碰D.無法確定【解析】選B。當小車停止時，兩小球在水平方向上不受力的作用，由牛頓第一定律知均保持原來的速度做勻速直線運動，故兩小球一定不相碰。則A、C、D錯誤，B正確。3知識點三

慣性的理解和應用【問題探究】(1)公交車快速啟動時，乘客為什么會向后傾倒?(2)公交車急剎車時，乘客為什么會向前傾倒?(3)運動的乒乓球很容易被抽殺，而運動的重型汽車卻很難停下來，這是為什么?(4)從(3)中你能得出什么結論?1.慣性與質量的關系 (1)慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性。 (2)質量是物體慣性大小的唯一量度，質量越大，慣性越大。2.慣性與力的關系 (1)慣性不是力，而是物體本身固有的一種性質，因此“物體受到了慣性作用”、“產生了慣性”、“受到慣性力”等說法都是錯誤的。 (2)力是改變物體運動狀態(tài)的原因。慣性是維持物體運動狀態(tài)的原因。力越大，物體的運動狀態(tài)改變越快；慣性越大，物體的運動狀態(tài)越難改變。 (3)慣性與物體的受力情況無關。3.慣性與速度的關系 (1)速度是表示物體運動快慢的物理量，慣性是物體本身固有的性質。 (2)一切物體都有慣性，并且慣性的大小由物體本身決定，與物體是否有速度及速度的大小無關。4.慣性與慣性定律的關系 (1)慣性是物體具有的一種固有屬性。慣性定律是物體不受外力作用時所遵守的一條規(guī)律，屬于不同于規(guī)律。 (2)慣性使物體保持原來運動狀態(tài)，但能否保持取決于其受力情況。當物體不受外力(或所受合外力為零)時，物體將保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。慣性定律揭示了物體的慣性，正因為物體有慣性，物體的運動才不需要力來維持。【例6】如圖所示，木塊放在表面光滑的小車上并隨小車一起沿桌面向左做勻速直線運動。當小車遇到障礙物而突然停止運動時，車上的木塊將(

)A.立即停下來

B.立即向前倒下C.立即向后倒下

D.仍繼續(xù)向左做勻速直線運動【解析】車停止前，木塊和小車一起做勻速直線運動，并且木塊和小車具有共同的速度，當小車突然停止時，由于木塊在光滑的接觸面上，水平方向不受力，因此由于慣性，木塊還要保持原來的速度向左做勻速直線運動，故D正確。答案D4課堂訓練1.一天下著傾盆大雨，某人乘坐列車時發(fā)現(xiàn)，車廂的雙層玻璃窗內積水了。列車進站過程中(箭頭表示列車進站的方向)，他發(fā)現(xiàn)水面的形狀是如圖所示中的(

C

)2.(多選)一汽車在路面情況相同的公路上直線行駛，下面關于車速、慣性、質量和滑行路程的討論，正確的是(

)A.車速越大，它的慣性越大B.質量越大，它的慣性越大C.車速越大，剎車后滑行的路程越長，慣性不變D.車速越大，剎車后滑行的路程越長，所以慣性越大【解析】選B、C。慣性是物體本身的固有屬性，不隨外界條件的變化而變化，只由本身的質量決定，物體的質量越大，其慣性越大，運動狀態(tài)越難改變，物體的質量越小，其慣性就越小，運動狀態(tài)越容易改變，B正確，A、D錯。物體的速度越大，運動過程中速度的改變量越大，剎車后滑行的路程越長，但慣性不變，C正確。3.有一儀器中電路如圖所示，其中M是質量較大的一個金屬塊，兩端與彈簧相連接。將儀器固定在一輛汽車上，當汽車向前開動時，哪只燈亮?當汽車急剎車時，哪只燈亮?為什么?【解析】當汽車向前開動時，汽車的速度變大了，而金屬塊由于慣性，將保持原來的靜止狀態(tài)，從而使綠燈所在的電路被接通，所以向前開動時綠燈亮；急剎車時，汽車的速度變小了，而金屬塊由于慣性，將保持原來的速度運動，從而使紅燈所在的電路被接通，所以急剎車時紅燈亮。答案：見解析4.下面關于慣性的說法中，正確的是(

)A.運動速度大的物體比運動速度小的物體難以停下來，所以運動速度大的物體具有較大的慣性B.物體受的推力越大，要它停下來就越困難，所以物體受的推力越大，則慣性越大C.物體的體積越大，慣性越大D.物體含的物質越多，慣性越大【解析】選D。質量是慣性大小的唯一量度，質量大，慣性大，質量小，慣性小，D對；慣性大小與物體運動速度、受力大小、體積大小等因素無關，A、B、C錯。5.關于慣性的下列說法中正確的是(

)A.物體能夠保持原有運動狀態(tài)的性質叫慣性B.物體不受外力作用時才有慣性C.物體靜止時有慣性，一開始運動，不再保持原有的運動狀態(tài)，也就失去了慣性D.物體靜止時沒有慣性，只有始終保持運動狀態(tài)才有慣性【解析】選