第1節(jié)　牛頓第一定律 課件

物理第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系第1節(jié)牛頓第一定律[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其推理過程，知道理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法．(難點(diǎn))2．理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義．(重點(diǎn))3．明確慣性的概念，會(huì)解釋有關(guān)的慣性現(xiàn)象．(難點(diǎn))01必備知識(shí)素養(yǎng)奠基02關(guān)鍵能力素養(yǎng)形成03分層演練素養(yǎng)達(dá)標(biāo)知識(shí)點(diǎn)1理想實(shí)驗(yàn)的魅力1．亞里士多德的觀點(diǎn)：必須有力作用在物體上，物體才能______；沒有力的作用，物體就要______在某個(gè)地方．即力是維持物體______的原因．運(yùn)動(dòng)靜止運(yùn)動(dòng)2．伽利略的觀點(diǎn)(1)理想實(shí)驗(yàn)：讓小球沿第一個(gè)斜面從靜止?fàn)顟B(tài)開始向下運(yùn)動(dòng)，然后沖上第二個(gè)斜面，如果沒有摩擦，小球上升的高度與釋放時(shí)的高度______．減小第二個(gè)斜面的傾角，小球滾動(dòng)的距離______．科學(xué)推論：當(dāng)將第二個(gè)斜面放平時(shí)，小球?qū)?huì)__________________．(2)結(jié)論：力不是______物體運(yùn)動(dòng)的原因．相同增大永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去維持3．笛卡兒的觀點(diǎn)：如果運(yùn)動(dòng)中的物體沒有受到______的作用，它將繼續(xù)以____________沿同一直線運(yùn)動(dòng)，既不停下來也不偏離原來的方向．力同一速度[判一判]1．(1)伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)是不科學(xué)的假想實(shí)驗(yàn)．(

)(2)理想實(shí)驗(yàn)所得到的結(jié)論是不可靠的．(

)(3)伽利略的“理想實(shí)驗(yàn)＋科學(xué)推論”的方法是一種科學(xué)方法．(

)×√×知識(shí)點(diǎn)2牛頓第一定律一切物體總保持__________________狀態(tài)或______狀態(tài)，除非作用在它上面的力__________________這種狀態(tài)．牛頓第一定律又叫____________．勻速直線運(yùn)動(dòng)靜止迫使它改變慣性定律[判一判]2．(1)物體在任何情況下始終處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．(

)(2)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，又揭示了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因．(

)×√[想一想]1．(1)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以用哪個(gè)物理量來描述？運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化有幾種情形？(2)①如圖甲所示，下落蘋果的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否變化？運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的原因是什么？②如圖乙所示，在管道口的出口處放一小磁鐵，小鐵球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變？運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的原因是什么？提示：(1)可以用速度來描述，常見以下幾種情況：①速度方向不變，只有大小改變；②速度大小不變，只有方向改變；③速度的大小和方向都改變．說明：運(yùn)動(dòng)的物體不一定受力，但物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)一定受到了力的作用．(2)①蘋果運(yùn)動(dòng)的速度越來越大，因?yàn)槭艿较蛳碌闹亓Φ淖饔茫谛¤F球出管道口后速度方向發(fā)生了改變，因?yàn)槭艿酱盆F吸引力的作用．知識(shí)點(diǎn)3慣性與質(zhì)量1．慣性：物體保持原來__________________狀態(tài)或______狀態(tài)的性質(zhì)．2．慣性的量度：______是物體慣性大小的唯一量度．勻速直線運(yùn)動(dòng)靜止質(zhì)量[判一判]3．(1)物體的速度越大，慣性越大．(

)(2)物體的質(zhì)量越大，慣性越大．(

)×√[想一想]2．從牛頓第一定律得知，物體都要保持它們?cè)械膭蛩僦本€運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)．也可以說，它們都具有抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的“能力”，即都具有慣性．那么，怎樣描述慣性的大小呢？提示：物體抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”與物體的質(zhì)量有關(guān)，如小轎車比大貨車啟動(dòng)時(shí)更容易提速；工廠的車床等一些機(jī)械，它們的質(zhì)量很大，目的是增大慣性，使運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不易改變；又如戰(zhàn)斗機(jī)在投入戰(zhàn)斗前，為了提高其靈活性而拋掉副油箱．1．(對(duì)牛頓第一定律的理解)關(guān)于牛頓第一定律有如下說法：①牛頓第一定律是實(shí)驗(yàn)定律；②牛頓第一定律說明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因；③牛頓第一定律和慣性的實(shí)質(zhì)是相同的；④物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持．其中正確的是(

)A．①② B．②④C．①④ D．②③√解析：牛頓第一定律是通過邏輯推理得到的，不能通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，不是實(shí)驗(yàn)定律，即①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，則②正確；慣性定律是牛頓第一定律，慣性是物體保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)，它們的實(shí)質(zhì)是不同的，故③錯(cuò)誤；牛頓第一定律說明力不是維持速度的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，故④正確．2．(對(duì)慣性的理解)下列關(guān)于慣性的說法中正確的是(

)A．物體能夠保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)叫慣性B．物體不受外力作用時(shí)才有慣性C．物體靜止時(shí)有慣性，一開始運(yùn)動(dòng)，不再保持原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，也就失去了慣性D．物體靜止時(shí)沒有慣性，只有始終保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)才有慣性解析：物體能夠保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)叫慣性，慣性是物體特有的性質(zhì)，跟物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，所以A正確，B、C、D錯(cuò)誤．√3．(對(duì)慣性的理解)(多選)一汽車在路面情況相同的公路上直線行駛，下面關(guān)于車速、慣性、質(zhì)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(zhì)量越大，它的慣性越大C．車速越大，剎車后滑行的路程越長(zhǎng)D．車速越大，剎車后滑行的路程越長(zhǎng)，所以慣性越大√√解析：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(zhì)量決定．物體的質(zhì)量越大，其慣性越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變，物體的質(zhì)量越小，其慣性就越小，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越容易改變，B正確，A、D錯(cuò)誤；物體的速度越大，運(yùn)動(dòng)過程中速度的改變量越大，剎車后滑行的路程越長(zhǎng)，C正確．4．(伽利略的理想實(shí)驗(yàn))理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)能更深刻地反映自然規(guī)律．伽利略設(shè)想了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)，下面對(duì)如圖所示的斜面實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟中，有一個(gè)是可靠事實(shí)，其余是推論．

①減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上仍然要達(dá)到原來的高度；②兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面；③如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫艜r(shí)的高度；④繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，最后使它變成水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速直線運(yùn)動(dòng)．(1)請(qǐng)將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列：________(填寫序號(hào)即可)．(2)將上述設(shè)想步驟中的可靠事實(shí)和理想化的推論進(jìn)行分類．屬于可靠事實(shí)的步驟是________；屬于理想化推論的步驟是________．解析：(1)伽利略理想實(shí)驗(yàn)是在可靠事實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的推理，將實(shí)驗(yàn)理想化，并符合物理規(guī)律，得到正確的結(jié)論．②是可靠事實(shí)，因此放在第一步，③①是在無摩擦的情況下的設(shè)想，④屬于理想化推論，所以合理的實(shí)驗(yàn)順序?yàn)棰冖邰佗?(2)由(1)可知屬于可靠事實(shí)的步驟是②；屬于理想化推論的步驟是①③④.答案：(1)②③①④

(2)②

①③④探究一對(duì)牛頓第一定律的理解【情景導(dǎo)入】如圖所示，讓一個(gè)小車從同一斜面上滑下，水平面上分別放置毛巾、木板和玻璃板，水平面與斜面平滑連接．仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．(1)實(shí)驗(yàn)觀察到什么現(xiàn)象，說明了什么問題？(2)如果沒有摩擦力的作用，小車將會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢？(3)以上實(shí)驗(yàn)揭示了力和運(yùn)動(dòng)之間是什么關(guān)系？提示：(1)水平面越光滑，小車滑動(dòng)的距離越遠(yuǎn)．說明摩擦力是阻礙物體運(yùn)動(dòng)的原因．(2)如果沒有摩擦力的作用，小車將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去．(3)力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因．1．伽利略理想實(shí)驗(yàn)的方法和意義

(1)“科學(xué)推理”的方法實(shí)驗(yàn)事實(shí)：兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面．推理1：如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨龋评?：減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上仍要達(dá)到原來的高度．推理3：繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球?qū)⒀厮矫嬗肋h(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因．(2)意義：伽利略在理想實(shí)驗(yàn)中所應(yīng)用的科學(xué)推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，它標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端，使人類對(duì)自然的認(rèn)識(shí)由經(jīng)驗(yàn)型轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)理論型．伽利略對(duì)科學(xué)的貢獻(xiàn)就在于推翻直覺的觀點(diǎn)而用新的觀點(diǎn)代替它．2．對(duì)牛頓第一定律的理解【例1】下列關(guān)于牛頓第一定律的說法正確的是(

)A．由牛頓第一定律可知，物體在任何情況下始終處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)B．牛頓第一定律是反映物體慣性大小的，因此它也叫慣性定律C．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，因此物體只在不受外力時(shí)才有慣性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，又揭示了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因√[解析]物體只有不受外力或者所受合外力為0時(shí)，才能處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；牛頓第一定律反映了物體具有慣性這種性質(zhì)，因此它也叫慣性定律，故B錯(cuò)誤；牛頓第一定律反映了力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，慣性是物體本身固有的屬性，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，與物體受力情況無關(guān)，故C錯(cuò)誤；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——慣性，又揭示了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因——力，故D正確．[針對(duì)訓(xùn)練1]

(多選)關(guān)于古代先賢們對(duì)力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的探究史實(shí)，下列說法正確的是(

)A．亞里士多德根據(jù)直接經(jīng)驗(yàn)得出物體的運(yùn)動(dòng)需要由力來維持B．伽利略認(rèn)為在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體之所以會(huì)停下來是由于受到摩擦力的作用C．笛卡兒認(rèn)為如果運(yùn)動(dòng)物體不受任何力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動(dòng)D．牛頓提出了慣性定律，用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證了不受力的物體會(huì)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)√√√解析：亞里士多德根據(jù)現(xiàn)實(shí)經(jīng)驗(yàn)得出的結(jié)論：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)，沒有力的作用，物體就要靜止在一個(gè)地方，故A正確；意大利物理學(xué)家伽利略根據(jù)“伽利略斜面實(shí)驗(yàn)”指出：在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體之所以會(huì)停下來，是因?yàn)槭艿侥Σ磷枇?，故B正確；笛卡兒認(rèn)為如果運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，既不停下來也不偏離原來的方向，故C正確；牛頓第一定律是利用邏輯思維對(duì)事實(shí)進(jìn)行分析的產(chǎn)物，不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，故D錯(cuò)誤．探究二對(duì)慣性的理解和應(yīng)用【情景導(dǎo)入】1．公路上奔馳的汽車，速度越大，剎車時(shí)停下來所用的時(shí)間越長(zhǎng)，這能說明速度越大慣性越大嗎？1．慣性與質(zhì)量(1)慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性．(2)質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，質(zhì)量越大，慣性越大．2．慣性與力(1)慣性不是力，而是物體本身固有的一種性質(zhì)，始終具有且與外界條件無關(guān)；力只有在物體間相互作用時(shí)才有，離開了物體就無所謂力．因此說“物體受到了慣性作用”“產(chǎn)生了慣性”“受到慣性力”等都是錯(cuò)誤的．(2)力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，慣性是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因．對(duì)同一物體，力越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越易改變；慣性越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變．3．慣性的表現(xiàn)形式(1)在不受力的條件下，慣性表現(xiàn)為保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，有“惰性”的意思．(2)在受力的條件下，慣性表現(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．4．慣性現(xiàn)象的分析方法(1)明確研究對(duì)象原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．(2)明確當(dāng)外力作用在該物體的某一部分(或外力作用在與該物體有關(guān)聯(lián)的其他物體上)時(shí)，這一部分的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化情況．(3)該物體由于慣性將保持怎樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，判斷最后會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象．【例2】對(duì)一些實(shí)際生活中的現(xiàn)象，某同學(xué)試圖從慣性角度加以解釋，其中正確的是(

)A．采用大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)后，某些一級(jí)方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機(jī)的速度，這表明通過科學(xué)手段能使小質(zhì)量的物體獲得大的慣性B．射出槍膛的子彈在運(yùn)動(dòng)相當(dāng)長(zhǎng)一段距離后連一件棉衣也穿不透，這表明它的慣性小了C．貨運(yùn)列車運(yùn)行到不同的車站時(shí)，經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂，這會(huì)改變它的慣性D．摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí)，車手一方面要控制適當(dāng)?shù)乃俣?，另一方面要將身體稍微向里傾斜，通過調(diào)控人和車的慣性達(dá)到安全行駛的目的√[解析]采用了大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)后，一級(jí)方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機(jī)的速度，這是由于功率增大了，與慣性無關(guān)，A錯(cuò)誤；射出槍膛的子彈在運(yùn)動(dòng)一段距離后連一件棉衣也穿不透，是由于速度減小了，子彈的慣性沒有變化，B錯(cuò)誤；貨運(yùn)列車運(yùn)行到不同的車站時(shí)，經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂，此時(shí)列車質(zhì)量改變了，它的慣性也會(huì)改變，C正確；摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí)，車手一方面要控制適當(dāng)?shù)乃俣龋硪环矫嬉獙⑸眢w稍微向里傾斜，是為了防止