4.1 牛顿第一定律-【点石成金系列】2020-2021学年高中物理课件（2019人教版必修第一册）

§4.1 牛顿第一定律 刘谦魔术 小车不推就会停下来，推它才能运动 风吹树摇，风停树静。没有风吹，树就处于静止状态。 我们发现以上现象似乎有一个共同特征： 物体受力时才能运动。如果不受力，物体不会运动或停止运动。 生活现象： 实验演示： 实验现象： 推木箱，木箱动；撤去推力，木箱不动（静止）。 一、回顾历史 亚里士多德 (Aristotle,前384-前322) 只有力作用在物体上，物体才能运动。没有力的作用，物体就要静止在一个地方。 换句话说： 力是维持物体运动的原因。 方法：生活经验总结(思辨) 物体运动真的需要力来维持？是真相被掩盖了吧！ 跨越时空的对话 亚里士多德 (Aristotle，前384—322) 伽利略 (GalileoGalilei，1564—1642) 力是维持物体运动的原因 实验探究： 推木块实验 问题1：为什么木块会停下来？ 问题2：怎样才可以跑得更远？ 加装上轮子会不会运动得更远？ 实验室应用——气垫导轨 演示实验 生活应用—磁悬浮列车 上海磁悬浮列车时速可达430公里/小时 理想斜面实验 回顾历史，探究定律 实验事实 逻辑推理 （无摩擦，右斜面足够长） 右斜面固定 摩擦越小,球滚得越高 球将滚上原来的高度 实验事实 逻辑推理 （无摩擦，右斜面足够长） 右斜面固定 摩擦越小,球滚得越高 球将滚上原来的高度 减小右倾角 球沿斜面滚得越远 球沿斜面滚得越远，一直滚到原来的高度 实验事实 逻辑推理 （无摩擦，右斜面足够长） 右斜面固定 摩擦越小,球滚得越高 球将滚上原来的高度 减小右倾角 球沿斜面滚得越远 球沿斜面滚得越远，一直滚到原来的高度 放平右斜面 球滚得最远 球将一直滚动下去 当一个物体在一个水平面上运动，没有碰到任何障碍时…它的运动将是匀速的，假若平面是在空间无限延伸的话,它将无限地继续进行下去。 伽利略理想斜面实验模拟 伽利略：物体不受力时，就会保持匀速直线运动状态。 即：力不是维持物体运动的原因。 伽利略 (GalileoGalilei，1564—1642) 提出问题 实验探究 科学推广 得出结论 思考 为什么叫理想斜面实验，建立了怎样的理想模型？ 伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。 ——爱因斯坦 实验（事实）+逻辑推理 理想实验的魅力 理想实验 笛卡尔：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。 (1596-1650) 笛卡尔 补充完善，形成定律 回顾历史，探究定律 伽利略和笛卡尔对物体的运动作了准确的描述，但是没有指明加速、减速的原因是什么，这个原因跟运动的关系是什么。 思考 牛顿(Newton,1642-1727) 1、内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 牛顿：“如果说我看得比别人更远些，那是因为我站在巨人的肩膀上。” 二、牛顿第一定律 2、理解： （1）“一切物体” ——所有物体普遍适用。 （2）“总” ——总是这样，没有例外！ （3）“或” ——两者必居其一，且只是其一，并不是同时存在。 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 内容： （4）“除非…迫使…改变…” ——两层含义! 既然牛顿定律更完善，那么我们该怎样来理解呢？它又从几个方面阐述了力和运动的关系呢？ 牛顿物理学的基石----牛顿第一定律 ①揭示了力和运动的因果关系！ 3、两层含义 一切物体 1、一开始是运动的 2、一开始是静止的 不受外力 保持匀速直线运动 保持静止状态 = 所受合外力为零F合=0 所受合外力不为零F合≠ 0 运动状态改变 力是产生加速度（改变运动状态）的原因。 速度改变 原因 原因 结果 结果 结果 冰壶在冰面运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变。 牛顿第一定律能否用实验来验证？ 牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证，但是生活中许多现象可以帮助我们理解牛顿第一定律。 阻力很小的现象——冰壶 ①揭示了力和运动的因果关系！ 3、两层含义 一切物体 1、一开始是运动的 2、一开始是静止的 不受外力 保持匀速直线运动 保持静止状态 = 所受合外力为零F合=0 所受合外力不为零F合≠ 0 运动状态改变 力是产生加速度的原因。 速度改变 ②提出了惯性概念：揭示一切物体都有惯性！ 原因 原因 结果 结果 结果 理解定律，了解惯性 惯性 牛