4.1牛頓第一定律課件2023-2024學(xué)年高中物理新人教版必修第一冊(cè)師說

1．牛頓第一定律導(dǎo)學(xué)·掌握必備知識(shí)共研·突破關(guān)鍵能力精煉·落實(shí)學(xué)科素養(yǎng)核心素養(yǎng)定位物理觀念(1)了解伽利略關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的認(rèn)識(shí)．(2)能準(zhǔn)確敘述牛頓第一定律的內(nèi)容．(3)知道質(zhì)量是物體慣性大小的量度．科學(xué)思維(1)能領(lǐng)悟理想實(shí)驗(yàn)的科學(xué)推理方法及其意義．(2)能對(duì)牛頓第一定律所揭示的運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系有較深刻理解．(3)能通過實(shí)例說明質(zhì)量是物體慣性大小的量度，會(huì)解釋有關(guān)的慣性現(xiàn)象．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任(1)了解牛頓第一定律的發(fā)現(xiàn)過程，體會(huì)人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折過程，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度．(2)通過具體實(shí)例，體會(huì)生活中慣性的應(yīng)用與防止，樂于將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于日常生活實(shí)際．導(dǎo)學(xué)·掌握必備知識(shí)一、理想實(shí)驗(yàn)的魅力1．亞里士多德認(rèn)為：必須________________，物體才能運(yùn)動(dòng)；沒有力的作用，物體就要________________．有力作用在物體上靜止在某個(gè)地方2．伽利略的理想實(shí)驗(yàn)(1)斜面實(shí)驗(yàn)：如下圖所示，讓一個(gè)小球沿斜面從靜止?fàn)顟B(tài)開始運(yùn)動(dòng)，小球?qū)ⅰ皼_”上另一個(gè)斜面．①如果沒有________，小球?qū)⒌竭_(dá)原來的高度．

這是一種理想化的物理模型

②減小第二個(gè)斜面的傾角，小球運(yùn)動(dòng)的距離更長(zhǎng)，但所達(dá)到的高度________．③當(dāng)?shù)诙€(gè)斜面最終變?yōu)樗矫鏁r(shí)，小球?qū)⒂肋h(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去．

合理的外推

(2)推理結(jié)論：力________(選填“是”或“不是”)維持物體運(yùn)動(dòng)的原因．摩擦相同不是3．笛卡兒的觀點(diǎn)：如果運(yùn)動(dòng)中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以________沿________運(yùn)動(dòng)，既不會(huì)停下來，也不會(huì)偏離原來的方向．同一速度同一直線二、牛頓第一定律

無法用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證1．牛頓第一定律的內(nèi)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

體現(xiàn)了抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的“能力”

(1)物體保持原來____________狀態(tài)或________狀態(tài)的性質(zhì)叫作慣性，牛頓第一定律也被叫作慣性定律．(2)慣性是物體的________屬性，一切物體都具有慣性．勻速直線運(yùn)動(dòng)靜止迫使它改變這種狀態(tài)勻速直線運(yùn)動(dòng)靜止固有三、慣性與質(zhì)量物體慣性大小僅與________有關(guān)，________是物體慣性大小的唯一量度，慣性大小與物體是否運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)快慢等因素均________關(guān)．質(zhì)量質(zhì)量無【情境思考】如圖所示，為冰壺比賽的場(chǎng)景．請(qǐng)對(duì)以下結(jié)論作出判斷：(1)靜止在地面上的冰壺，當(dāng)用力推它時(shí)，冰壺開始運(yùn)動(dòng)，說明力是使冰壺運(yùn)動(dòng)的原因．(

)(2)當(dāng)冰壺脫離運(yùn)動(dòng)員的作用時(shí)，冰壺沒有立即停下，而是繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，說明冰壺具有慣性．(

)(3)撤去推力后，冰壺最終能停下來，是冰壺受摩擦力作用的結(jié)果．(

)(4)如果沒有摩擦力，冰壺會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去．(

)×√√√1理想實(shí)驗(yàn)的魅力(1)談“理想”：①接觸面不可能絕對(duì)光滑；②水平面不可能做得無限長(zhǎng)．(2)談“實(shí)驗(yàn)”：理論實(shí)驗(yàn)，非真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)．(3)談“魅力”：伽利略“理想實(shí)驗(yàn)”的卓越之處不是實(shí)驗(yàn)本身，而是實(shí)驗(yàn)所使用的獨(dú)特方法，在實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理外推．1

“理想實(shí)驗(yàn)”與“真實(shí)實(shí)驗(yàn)”(1)真實(shí)實(shí)驗(yàn)是一種實(shí)踐活動(dòng)，是可以通過一定的實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)方法來實(shí)現(xiàn)的．(2)理想實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了邏輯思維活動(dòng)，但思維過程的基礎(chǔ)是真實(shí)、可靠的．2運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的三種情形(1)速度的方向不變，大小改變．(2)速度的大小不變，方向改變．(3)速度的大小和方向同時(shí)發(fā)生改變．2體重與體育運(yùn)動(dòng)在許多體育項(xiàng)目中通過改變質(zhì)量來增加或減小慣性，以利于提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)．如體操運(yùn)動(dòng)員希望有靈活的身體，而相撲運(yùn)動(dòng)員則不希望被別人推倒，所以相撲運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量要比體操運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量大得多．共研·突破關(guān)鍵能力目標(biāo)一伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)【導(dǎo)思】在伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)的各個(gè)過程中(如圖所示)，哪些可以通過實(shí)驗(yàn)完成？哪些是推理得出的？提示：小球由靜止?fàn)顟B(tài)從斜面上滾下，可以滾上另一斜面，是實(shí)驗(yàn)事實(shí)，可以通過實(shí)驗(yàn)完成，其余各個(gè)結(jié)論是由推理得出的，不可以通過實(shí)驗(yàn)完成．【歸納】1．理想實(shí)驗(yàn)的推論一切運(yùn)動(dòng)著的物體在沒有受到外力的時(shí)候，它的速度將保持不變，并且一直運(yùn)動(dòng)下去．2．理想實(shí)驗(yàn)的意義(1)伽利略理想實(shí)驗(yàn)是以可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，經(jīng)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．(2)伽利略理想實(shí)驗(yàn)是把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的一種科學(xué)研究方法．【典例】例1[2023·河北邢臺(tái)高一月考]在研究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系時(shí)，伽利略設(shè)計(jì)了著名的理想斜面實(shí)驗(yàn)(如圖所示)，將可靠的事實(shí)和縝密的邏輯推理結(jié)合起來，能更深刻地反映自然規(guī)律．下面給出了伽利略斜面實(shí)驗(yàn)的五個(gè)事件，請(qǐng)對(duì)事件的性質(zhì)進(jìn)行判斷并正確排序：由A點(diǎn)靜止釋放的小球，①若沒有摩擦?xí)r，能滾到另一斜面與A點(diǎn)等高的C點(diǎn)；②當(dāng)減小斜面動(dòng)摩擦因數(shù)時(shí)，滾到另一斜面的最高位置，更接近于等高的C點(diǎn)；③若沒有摩擦?xí)r減小斜面BC的傾角，小球?qū)⑼ㄟ^較長(zhǎng)的路程，到達(dá)與A點(diǎn)等高的D點(diǎn)；④若沒有摩擦且當(dāng)另一斜面水平放置時(shí)，小球?qū)⒀厮矫嬉恢边\(yùn)動(dòng)下去；⑤不能滾到另一斜面與A點(diǎn)等高的C點(diǎn)．以下排序正確的是(

)A．事實(shí)⑤→事實(shí)②→推論①→推論③→推論④B．事實(shí)⑤→事實(shí)②→推論③→事實(shí)①→推論④C．事實(shí)⑤→事實(shí)②→事實(shí)①→推論③→推論④D．事實(shí)⑤→事實(shí)②→推論①→事實(shí)③→推論④答案：A解析：由實(shí)驗(yàn)事實(shí)⑤不能滾到另一斜面與A點(diǎn)等高的C點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)事實(shí)②當(dāng)減小斜面動(dòng)摩擦因數(shù)時(shí)，滾到另一斜面的最高位置，更接近于等高的C點(diǎn)，從而可推理出①若沒有摩擦?xí)r，能滾到另一斜面與A點(diǎn)等高的C點(diǎn)，接著推理出③若沒有摩擦?xí)r減小斜面BC的傾角，小球?qū)⑼ㄟ^較長(zhǎng)的路程，到達(dá)與A點(diǎn)等高的D點(diǎn)，最后推理出④若沒有摩擦且當(dāng)另一斜面水平放置時(shí)，小球?qū)⒀厮矫嬉恢边\(yùn)動(dòng)下去，故選A．目標(biāo)二牛頓第一定律的理解【導(dǎo)思】如圖所示，將一小車從斜面的同一高度由靜止釋放，最后小車停在了不同水平面上的不同距離處．(1)小車在斜面上時(shí)的合力方向向哪？此時(shí)小車做什么運(yùn)動(dòng)？小車在水平面上時(shí)的合力方向向哪？此時(shí)小車做什么運(yùn)動(dòng)？表明物體的運(yùn)動(dòng)與力存在什么關(guān)系？(2)三圖中，由上到下小車沿水平面運(yùn)動(dòng)的距離逐漸變遠(yuǎn)，原因是小車受到的阻力逐漸減小，可以猜想，如果水平面光滑，小車將做什么運(yùn)動(dòng)？提示：(1)沿斜面向下；加速運(yùn)動(dòng)；沿水平方向向左；減速運(yùn)動(dòng)；力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因．(2)勻速直線運(yùn)動(dòng)．【歸納】1．提出了慣性概念定律的前半部分內(nèi)容“一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)”，揭示了所有物體普遍具有的一種屬性——慣性，即物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，是本質(zhì)屬性，不需要條件．一切物體在任何情況下都具有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)．因此，牛頓第一定律又叫慣性定律．2．明確了力的作用效果定律的后半部分內(nèi)容“除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)”，說明了力的作用效果可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．3．揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系牛頓第一定律指出物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，定律描述的只是一種理想狀態(tài)，而實(shí)際中物體不受外力的作用的情況是不存在的，當(dāng)物體所受到的合外力為零時(shí)，其效果跟不受外力的作用效果相同．力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：運(yùn)動(dòng)不需要力維持，但運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變離不開力的作用．【典例】例2(多選)關(guān)于牛頓第一定律有下列說法，其中正確的是(

)A．牛頓第一定律可用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證B．牛頓第一定律說明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因C．慣性定律與慣性的實(shí)質(zhì)是相同的D．牛頓第一定律說明物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持答案：BD解析：不受力的物體是不存在的，牛頓第一定律不是實(shí)驗(yàn)定律，故不能用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，A錯(cuò)誤；牛頓第一定律說明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，B正確；牛頓第一定律又叫慣性定律，牛頓第一定律是物體遵循的規(guī)律，而慣性是物體的性質(zhì)，實(shí)質(zhì)是不相同的，C錯(cuò)誤；牛頓第一定律說明物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持，D正確．例3[2023·江西南昌高一期末]如圖所示，在一足夠長(zhǎng)的木板C上有兩個(gè)物體A和B，兩個(gè)物體隨木板一起以速度v向右運(yùn)動(dòng)．若兩物體與木板間的摩擦不計(jì)，且mA>mB，則當(dāng)用外力使木板突然停止后(

)A．A物體的慣性大，速度變化快，A、B兩物體間的距離將減小B．A物體的慣性大，速度變化慢，A、B兩物體間的距離將增大C．A、B兩物體均做勻速直線運(yùn)動(dòng)，它們間的距離不變D．A、B兩物體均做減速直線運(yùn)動(dòng)，它們間的距離減小答案：C解析：當(dāng)用外力使木板突然停止后，A、B兩物體受力不變，仍然受力平衡，原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，即A、B兩物體均做勻速直線運(yùn)動(dòng)，它們間的距離不變，故選C.目標(biāo)三慣性的理解和應(yīng)用【導(dǎo)思】(1)如圖所示，公交車在運(yùn)行時(shí)突然急剎車，車內(nèi)乘客身體為什么會(huì)向前傾倒？(2)“同一物體在地球上的重力比在月球上大，所以物體在地球上的慣性比在月球上大”，這種說法對(duì)嗎？為什么？提示：(1)乘客隨車一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)急剎車時(shí)，車停止運(yùn)動(dòng)，乘客的下半部分受到車的摩擦力作用也隨車停止運(yùn)動(dòng)，而上半部分由于要保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故向前傾倒．(2)不對(duì)．慣性大小只與質(zhì)量有關(guān)，與位置無關(guān)．雖然物體在地球上的重力比在月球上大，但物體的質(zhì)量不變，即慣性不變．【歸納】1．慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性．2．物體慣性的大小由質(zhì)量決定，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，與是否受力無關(guān)，與物體的速度大小無關(guān)．3．慣性的表現(xiàn)(1)在不受力的條件下，慣性表現(xiàn)出維持其原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的“能力”，有“惰性”的意思．(2)在受力的條件下，慣性的大小表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度．質(zhì)量越大，慣性越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變．【典例】例4[2023·重慶八中高一上月考]如圖所示，冰壺在冰面運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力很小，可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向不變，我們可以說冰壺有較強(qiáng)的抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”．這里所指的“本領(lǐng)”是冰壺的慣性，則慣性的大小取決于(

)A．冰壺的速度

B．冰壺的質(zhì)量C．冰壺受到的推力D．冰壺受到的阻力答案：B解析：慣性是物體的固有屬性，而質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，故慣性的大小取決于冰壺的質(zhì)量，故選B.例5(多選)下列各圖所示現(xiàn)象中，利用了慣性的是(

)A．自行車滑行B．使錘子套緊C．系好安全帶D．跳遠(yuǎn)助跑答案：ABD解析：自行車原來處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)不再蹬自行車時(shí)，由于慣性，自行車仍然能滑行一段距離，該現(xiàn)象是利用慣性，A正確；錘頭和錘柄一起向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)錘柄撞在地上靜止時(shí)，錘頭由于慣性繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，可以緊套在錘柄上，該現(xiàn)象利用了錘頭的慣性，B正確；汽車高速行駛時(shí)，如果遇到緊急情況剎車，人由于慣性還要保持原來的高速運(yùn)動(dòng)，會(huì)撞到前面物體造成損傷，所以駕駛員要使用安全帶，這是防止慣性帶來的傷害，C錯(cuò)誤；跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員助跑是為了起跳前使自己處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，起跳后，人由于慣性會(huì)跳的更遠(yuǎn)，該現(xiàn)象是利用慣性，D正確．例6如圖所示，某同學(xué)面向車行駛方向坐在沿平直軌道勻速行駛的列車車廂里．這位同學(xué)發(fā)現(xiàn)面前的水平桌面上一個(gè)原來靜止的小球突然向他滾來，則可判斷(

)A．列車正在剎車

B．列車突然加速C．列車突然減速

D．列車仍在勻速直線運(yùn)動(dòng)答案：B解析：當(dāng)列車加速時(shí)，小球由于慣性要保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，相對(duì)于列車向后運(yùn)動(dòng)，即這位同學(xué)發(fā)現(xiàn)面前的水平桌面上一個(gè)原來靜止的小球突然向他滾來的現(xiàn)象，故列車突然加速．精煉·落實(shí)學(xué)科素養(yǎng)1.漫畫中的情景在公交車急剎時(shí)常會(huì)出現(xiàn)．為提醒乘客注意，公交公司征集到幾條友情提示語(yǔ)，其中對(duì)慣性的理解正確的是(

)A.站穩(wěn)扶好，克服慣性

B．穩(wěn)步慢行，避免慣性C．當(dāng)心急剎，失去慣性

D．謹(jǐn)防意外，慣性恒在答案：D解析：慣性是物體具有的保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，是物體固有的屬性，不能被克服或避免，也不會(huì)失去，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確．2．關(guān)于物體的慣性，下列說法中正確的是(

)A．戰(zhàn)斗機(jī)在作戰(zhàn)時(shí)，甩掉副油箱是為了減小慣性，提高飛行的靈活性B．用力推一個(gè)靜止在地面上的物體，沒有推動(dòng)，原因是物體的慣性太大了C．高速公路上要限速，是因?yàn)檐囁僭酱髴T性越大D．由于子彈的速度越大，其殺傷力就越大，所以子彈的慣性大小與其速度大小有關(guān)答案：A解析：C、D錯(cuò)：慣性是物體本身的一種屬性，它不隨物體速度大小的變化而變化，所以子彈殺傷力大和高速公路上限速等都不是因?yàn)槲矬w的慣性發(fā)生了變化．B錯(cuò)：用力推一個(gè)靜止在地面上的物體，沒有推動(dòng)，說明地面對(duì)物體有摩擦力的作用，而不是因?yàn)槲矬w的慣性太大．A對(duì)：戰(zhàn)斗機(jī)甩掉副油箱減小了質(zhì)量，而慣性與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越小慣性越小，所以可以提高戰(zhàn)斗機(jī)飛行的靈活性．3．關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，以下敘述正確的是(

)A．力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因B．物體受多個(gè)力作用時(shí)，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定不斷變化C.在多個(gè)力作用下做勻速運(yùn)動(dòng)的物體，若去掉其中的一個(gè)力，其運(yùn)動(dòng)速度一定減小D．物體不受力的作用時(shí)也能運(yùn)動(dòng)答案：D解析：A錯(cuò)：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因．B錯(cuò)：受多個(gè)力作用，當(dāng)合力為零時(shí)，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不會(huì)改變．C錯(cuò)：在多個(gè)力作用下做勻速運(yùn)動(dòng)的物體，若去掉其中的一個(gè)力，其余力的合力與這個(gè)力大小相等，方向相反，若其余力的合力與速度方向相同，則其運(yùn)動(dòng)速度增大．D對(duì)：根據(jù)牛頓第一定律可知，物體不受力的作用時(shí)，保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)．4．下列關(guān)于牛頓第一定律的說法中正確的是(

)A．由牛頓第一定律可知，物體在任何情況下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)B．處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物體，一定不受任何外力作用C．伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)說明了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，同時(shí)也說明了力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因D．牛頓第一定律既揭示了物體保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，又揭示了物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因答案：D解析：物體只有在不受力的作用或合外力為零時(shí)，才能總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物體，可能不受外力作用，也可能受到外力的作用，但外力