滬科版物理必修1課件：5.1

第5章研究力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系第5章研究力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系5．1牛頓第一定律目標(biāo)導(dǎo)航1.了解力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因．2．了解牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律，并能用牛頓第一定律解釋生活中的有關(guān)問(wèn)題．(重點(diǎn))3．了解慣性概念，知道慣性是物體的固有屬性，知道質(zhì)量是物體慣性大小的量度．(重點(diǎn))新知初探自學(xué)導(dǎo)引一、重新習(xí)慣地球上的生活航天員回到地球上所談的感受中蘊(yùn)含著一個(gè)深刻的物理道理，那就是_________的關(guān)系.運(yùn)動(dòng)和力二、伽利略的實(shí)驗(yàn)和牛頓的總結(jié)1．伽利略的實(shí)驗(yàn)2．牛頓第一定律(1)內(nèi)容：一切物體總保持______________狀態(tài)或_____狀態(tài)，直到_____迫使它____運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止．(2)意義：揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，力不是_____物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是_____物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因．勻速直線運(yùn)動(dòng)靜止外力改變維持改變想一想1．伽利略斜面實(shí)驗(yàn)雖具有實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)但不是真實(shí)的實(shí)驗(yàn)，是理想實(shí)驗(yàn)，由此得到的結(jié)論可靠嗎，為什么？提示：可靠．伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)是建立在可靠的事實(shí)基礎(chǔ)上的，以事實(shí)為依據(jù)，以抽象為指導(dǎo)，抓住主要因素，忽略次要因素，從而深刻地揭示了自然規(guī)律．三、慣性有大小嗎1．慣性是物體的_____屬性，與物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)情況______．2．____是物體慣性大小的唯一量度．_____越大，物體的慣性越大，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變．固有無(wú)關(guān)質(zhì)量質(zhì)量想一想2．如圖所示，當(dāng)用鉛筆猛擊紙條時(shí)，紙條離開(kāi)桌面，而鋼筆帽依然豎立在桌上未倒．為什么？提示：紙條對(duì)鋼筆帽的摩擦力作用時(shí)間很短,鋼筆帽因慣性而保持原有的靜止?fàn)顟B(tài)．要點(diǎn)探究講練互動(dòng)要點(diǎn)一對(duì)牛頓第一定律的理解學(xué)案導(dǎo)引1．牛頓第一定律是實(shí)驗(yàn)定律嗎？2．牛頓第一定律揭示了什么規(guī)律？3．什么是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化？1.慣性的概念定律的前半句話“一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”揭示了物體所具有的一個(gè)重要的屬性——慣性，即物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，牛頓第一定律指出一切物體在任何情況下都具有慣性．2．力的含義定律的后半句話“直到有外力迫使它改變這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止”，這句話指明了力的作用效果，即力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，這一點(diǎn)明確了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系．3．牛頓第一定律的得出牛頓第一定律是由理想實(shí)驗(yàn)加以科學(xué)推理得到的，但是由它得出的一切結(jié)論都經(jīng)受了廣泛、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，證明結(jié)論是正確的．4.物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化即物體運(yùn)動(dòng)速度的變化，有以下三種情況(1)速度的方向不變，只有大小改變．(2)速度的大小不變，只有方向改變．(3)速度的大小和方向同時(shí)發(fā)生改變．特別提醒：(1)牛頓第一定律所描述的是物體不受外力時(shí)的狀態(tài)，與物體所受合外力為零是等效的．(2)牛頓第一定律不是實(shí)驗(yàn)定律，它是在理想實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)得出的．(2012·徐州高一檢測(cè))關(guān)于牛頓第一定律的理解正確的是(

)A．牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律B．不受外力作用時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變例1C．在水平地面上滑動(dòng)的木塊最終停下來(lái)，是由于沒(méi)有外力維持木塊運(yùn)動(dòng)的結(jié)果D．飛跑的運(yùn)動(dòng)員，由于遇到障礙而被絆倒,這是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔闷仁顾淖冊(cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)【思路點(diǎn)撥】

解此題的關(guān)鍵是正確理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系．【精講精析】

牛頓第一定律描述的是物體不受外力作用時(shí)的狀態(tài)，即總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，A、B正確；牛頓第一定律揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，在水平地面上滑動(dòng)的木塊最終停下來(lái)，是由于摩擦阻力的作用而改變了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，飛跑的運(yùn)動(dòng)員，遇到障礙而被絆倒，是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔枚淖兞诉\(yùn)動(dòng)狀態(tài)，C錯(cuò)誤，D正確．【答案】

ABD【方法指引】

關(guān)于牛頓第一定律的問(wèn)題要注意：(1)力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因是指合外力不為零時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變．但力與速度的大小、方向之間沒(méi)有必然的關(guān)系．(2)物體不受力或物體所受合外力為零時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不發(fā)生改變．變式訓(xùn)練1．關(guān)于牛頓第一定律的理解，正確的是(

)A．牛頓第一定律只是揭示了物體具有慣性，因此也叫慣性定律B．牛頓第一定律描述物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，故物體不受力時(shí)才有慣性C．牛頓第一定律既揭示了物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，又揭示了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因D．在任何情況下，物體都有慣性解析：選CD.牛頓第一定律既揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，也揭示了物體具有慣性，也不能認(rèn)為牛頓第一定律只揭示了物體具有慣性，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；一切物體都有慣性，物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持，慣性是物體固有的屬性，物體不論處于什么狀態(tài)，都有慣性，與是否受力無(wú)關(guān)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；牛頓第一定律既揭示了物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，又揭示了力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，故C項(xiàng)正確．要點(diǎn)二對(duì)慣性的理解學(xué)案導(dǎo)引1．慣性大小的決定因素是什么？2．慣性是力嗎？它與力之間有什么關(guān)系嗎？3．慣性就是慣性定律嗎？要點(diǎn)理解“慣性”的本質(zhì)慣性是物體的固有屬性．一切物體在任何時(shí)刻、任何情況下都具有慣性．與物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況無(wú)關(guān)“慣性”與

“第一定律”

的區(qū)別牛頓第一定律是研究物體在不受外力作用時(shí)如何運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，是一條運(yùn)動(dòng)定律，它指出了“物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”的原因．而慣性是“物體具有保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”的特性；兩者完全不同要點(diǎn)理解“慣性”與

“力”的區(qū)別①物理意義不同：慣性是指物體具有保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)；而力是指物體對(duì)物體的作用．慣性是物體本身的屬性，始終具有這種性質(zhì)，與外界條件無(wú)關(guān)；力則只有物體與物體發(fā)生相互作用時(shí)才有，離開(kāi)了物體就無(wú)所謂力②構(gòu)成的要素不同：慣性只有大小，沒(méi)有方向和作用點(diǎn)，而大小也沒(méi)有具體數(shù)值，無(wú)單位；力是由大小、方向和作用點(diǎn)三要素構(gòu)成，它的大小有具體的數(shù)值，單位是牛頓③慣性是保持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)；力作用則是改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)要點(diǎn)理解“慣性”與“外力作用”的關(guān)系物體原來(lái)具有某個(gè)速度，則慣性力圖使其繼續(xù)保持這一速度，但力圖保持與能否保持則是不同的．當(dāng)物體受到合外力為零時(shí)，物體可保持這個(gè)速度，當(dāng)物體所受合外力不為零時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就發(fā)生了變化．物體的慣性和外力作用這一對(duì)矛盾的對(duì)立統(tǒng)一，形成了宏觀物體的形形色色的各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)．如果沒(méi)有外力，物體也就沒(méi)有復(fù)雜多樣的運(yùn)動(dòng)形式；如果沒(méi)有慣性，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變不需要力的作用下列說(shuō)法中正確的是(

)A．?dāng)S出的鉛球速度不大，所以其慣性很小，可以用手去接B．用力打出的乒乓球速度很大，因此其慣性很大，不能用手去接C．相同的兩輛車(chē)，速度大的比速度小的難以停下，是因?yàn)樗俣却蟮能?chē)慣性大D．相同的兩輛車(chē)，速度大的比速度小的難以停下，是因?yàn)樗俣却蟮能?chē)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化大例2【思路點(diǎn)撥】

物體具有總保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，即慣性．比較慣性大小，由質(zhì)量確定．【精講精析】

因?yàn)閼T性的大小僅由質(zhì)量來(lái)決定，鉛球質(zhì)量很大，其慣性大，盡管速度不大，但是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)很難改變，故不能用手接．乒乓球則與其相反,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變,盡管速度很大，也可以用手去接，所以選項(xiàng)A、B是錯(cuò)誤的．由C選項(xiàng)知，兩輛相同的車(chē)應(yīng)具有相同的慣性,至于為什么初速度大的物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間會(huì)長(zhǎng)一些，應(yīng)該這樣理解：由于兩物體所受的摩擦力相同，物體做減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小相同，相同時(shí)間內(nèi)速度的變化相同，初速度大的運(yùn)動(dòng)時(shí)間就長(zhǎng)，但其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度是相同的．由此可見(jiàn)，C選項(xiàng)說(shuō)法是錯(cuò)誤的，兩物體的慣性一樣大．【答案】

D【規(guī)律總結(jié)】慣性是物體的固有屬性，其大小與質(zhì)量有關(guān)，與是否運(yùn)動(dòng)或是否受力無(wú)關(guān)．變式訓(xùn)練2．下列關(guān)于慣性的說(shuō)法中正確的是(

)A．靜止的物體有慣性，外力使它運(yùn)動(dòng)起來(lái)以后，慣性就被克服了B．運(yùn)動(dòng)的物體有慣性，外力使它停止以后慣性就被克服了C．物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)才有慣性D．慣性是物體的固有屬性，不隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化而變化解析：選D.慣性是物體的固有屬性，不隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化而變化，故D正確，C錯(cuò)誤，有外力作用，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，但運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變不等于慣性的改變，“克服慣性”、“慣性消失”說(shuō)法是錯(cuò)誤的，故A、B錯(cuò)．熱點(diǎn)示例創(chuàng)新拓展慣性在生活中的應(yīng)用[經(jīng)典案例]卡車(chē)或拖拉機(jī)的后面，常掛有拖車(chē)．當(dāng)拖車(chē)裝滿了貨物后，質(zhì)量很大，慣性也很大汽車(chē)緊急剎車(chē)時(shí)，如果剎車(chē)裝置在車(chē)頭，前面的機(jī)車(chē)停住了，而后面的拖車(chē)由于慣性卻仍按原來(lái)的速度往前沖，在短時(shí)間內(nèi)將產(chǎn)生巨大的破壞力,甚至造成翻車(chē)事故．在實(shí)踐中，人們找到一個(gè)借助拖車(chē)慣性進(jìn)行剎車(chē)的方法，如圖所示，試解釋其慣性剎車(chē)的原理．【審題指導(dǎo)】

解釋其慣性剎車(chē)原理，關(guān)鍵要弄清楚慣性剎車(chē)的結(jié)構(gòu)．【解題樣板】

如題圖所示，在機(jī)車(chē)與拖車(chē)的連接處裝上慣性剎車(chē)裝置，也就是在連桿AB上套裝一個(gè)彈簧，這個(gè)彈簧可以固定在拖車(chē)上的滑道C里滑動(dòng)．當(dāng)車(chē)頭向前加速時(shí)，連桿利用