牛頓第一定律課件-2023-2024學年高一上學期物理人教版必修一

牛頓第一定律及慣性關于牛頓2艾薩克·牛頓(1643年1月4日—1727年3月31日)爵士,英國皇家學會會長,英國著名的物理學家,百科全書式的“全才”,著有《自然哲學的數學原理》、《光學》。他在1687年發(fā)表的論文《自然定律》里,對萬有引力和三大運動定律進行了描述。這些描述奠定了此后三個世紀里物理世界的科學觀點,并成為了現代工程學的基礎。牛頓第一定律簡述3定義一切物體總是保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。這就是牛頓第一定律。

物理意義：(1)

定義了力：力是改變物體運動狀態(tài)的原因（即是產生加速度的原因），而不是維持物體運動的原因。(2)

定義了慣性：任何物體都保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質叫作慣性。慣性4物體保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的性質，稱為慣性。慣性是物體的一種固有屬性，表現為物體對其運動狀態(tài)變化的一種阻抗程度，質量是對物體慣性大小的量度

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。當作用在物體上的外力為零時，慣性表現為物體保持其運動狀態(tài)不變，即保持靜止或勻速直線運動；當作用在物體上的外力不為零時，慣性表現為外力改變物體運動狀態(tài)的難易程度。在外力作用下，相同加速度的物體質量越大慣性越大。所以物體的慣性，在任何時候（受外力作用或不受外力作用），任何情況下（靜止或運動），都不會改變，更不會消失。慣性是物質自身的一種屬性。實驗過程伽利略研究運動學的方法是把實驗和數學結合在一起，既注重邏輯推理，又依靠實驗檢驗。

他對光滑斜面的推論是通過實驗觀察，并推論得到的。但是這個完全光滑的斜面在現實中不存在，因為無法。將摩擦力完全消除，因此理想斜面實驗屬于伽利略的邏輯推理部分56伽利略的理想斜面實驗伽利略對光滑斜面的推論若沒有摩擦阻力，球將永遠滾下去伽利略的理想斜面實驗實驗如圖所示，讓小球沿一個光滑斜面從靜止狀態(tài)開始下滾，小球將滾上另一個斜面，達到與原來差不多的高度然后再下滾。他推論，只是因為摩擦力，球才沒能達到原來的高度。然后，他減小后一斜面的傾角，小球在這個斜面上仍達到同一高度，但這時它要滾得遠些。繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，球達到同一高度就會滾得更遠。于是他對斜面平放時的情況進行研究，結論顯然是球將永遠滾下去。這就是說，力不是維持物體的運動即維持物體的速度的原因，而恰恰是改變物體運動狀態(tài)即改變物體速度的原因。因此，一旦物體具有某一速度，如果它不受力，就將以這一速度勻速直線地運動下去添加頁腳7適用范圍牛頓第一定律只適用于慣性參考系。在質點不受外力作用時，能夠判斷出質點靜止或作勻速直線運動的參考系一定是慣性參考系，因此只有在慣性參考系中牛頓第一運動定律才適用。牛頓第一定律在非慣性參考系（即有加速度的系統）中不適用，因為不受外力的物體，在該參考系中也可能具有加速度，這與牛頓第一定律相悖。8獨立性牛頓第一定律是完全獨立的基本定律，它的獨立性表現在：確定了慣性參考系并引出了邏輯循環(huán)論證，這是公理體系的表現，任何學科的第一命題都要具有此特性。指出了任何物體都具有慣性，建立的慣性概念。

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它的否命題揭示出力的概念，力是物體對物體的作用，力使物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化。是牛頓第二定律的基礎，首先，牛頓第一定律為第二定律準備了概念（力、慣性質量、慣性系）并定性闡明力和運動的關系；其次，第一定律主要說明物體不受外力作用時的運動狀態(tài)。不受外力作用和物體所受外力矢量和為零不是一碼事，因此不能把牛頓第一定律當成牛頓第二定律在F=0時的特殊情況。綜上所述，牛頓第一定律是完全獨立的基本定律，用其解決的問題，別任何規(guī)律都無法解決，第二、第三定律根本不能取代第一定律定律影響101.牛頓第一定律給出了一個沒有加速度的參考系——慣性系，使人們對物理問題的研究和物理量的測量有意義，

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從而使它成為整個力學甚至物理學的出發(fā)點。

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牛頓第二、第三定律以及由牛頓運動定律建立起來的質點力學體系，如動量定理、動量守恒定律、動能定理等，只對慣性系成立。2.牛頓第一定律是其他原理的前提和基礎。第一定律中包含的基本概念，奠定了經典力學的概念基礎，從而使它處于理論系統中第一個原理的前提地位，這表現在：（1）首次批駁了延續(xù)兩千多年的亞里士多德等人錯誤的力的概念，為確立正確的力的概念奠定了基礎。（2）第一次科學地給出了力的定性定義（含力的本質和力的效果）。（3）第一次提出了經典力學的幾個基本概念，為第二、第三定律以及由牛頓運動定律建立起來的質點力學體系原理奠定了概念基礎。

11第一定律習題明確物體具有慣性“一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)”，揭示了一切物體都具有慣性，即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，叫做慣性。量度物體慣性大小的物理量是質量。例題1

關于慣性，下列說法中正確的是（）A、慣性是指原來靜止的物體總有保持靜止狀態(tài)，原來運動的物體總有保持勻速直線運動

狀態(tài)的性質B、靜止的火車啟動時速度變化緩慢，是因為火車靜止時慣性比較大；C、乒乓球可以快速抽殺，是因為乒乓球的慣性小的緣故；D、在宇宙飛船內的物體不存在慣性。答案：A、C添加頁腳12【解析】根據慣性的定義，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，叫做慣性，可以知道，A選項正確。量度物體慣性大小的物理量是質量，在B選項中，不論火車的運動狀態(tài)如何，其質量不變，因此，無論火車運動還是靜止，其慣性一樣大，故B選項錯誤。乒乓球的質量較小，故其慣性較小，C選項正確。牛頓第一定律指出，一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，即一切物體都具有慣性，沒有例外，故D選項錯誤。13A．沿斜面向下的直線

B．豎直向下的直線C．無規(guī)則的曲線

D．拋物線例題3

如圖所示，一個劈形物體M，各面均光滑，放在固定的斜面上，水平面上放一個光滑的小球