4.1牛顿第一定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件

第四章 运动和力的关系 4.1 牛顿第一定律 牛顿第一定律揭示了物体运动遵循怎样的规律？ 教学目标 1．理解力与运动的关系。 2．理解牛顿第一定律的内容及意义。 3．理解惯性的概念，会解释有关的惯性现象。 运动学 第三章研究的是物体的受力 力学 第一、二章研究的是物体的运动 动力学 运动和力之间有什么关系呢？ 运动和力的关系 动力学知识在生产和科学研究中很重要，设计各种机器，控制交通工具，研究天体运动等，都离不开动力学知识。 初中我们学习了牛顿第一定律的基本内容，你能说说它揭示了物体运动遵循怎样的规律吗？滑冰运动员如果不用力，他会慢慢停下来。这是否与牛顿第一定律矛盾呢？ 要使一个物体运动，必须推它或着拉它。 生活经验:力推物动，力撤物停。 亚里士多德：力是维持物体运动的原因。 一、理想实验的魅力 伽利略认为，将人们引入歧途的是摩擦，而物体在通常情况下运动时，摩擦又是难以避免的。 伽利略注意到，当一个球沿斜面向下滚动时，它的速度增大；向上滚动时，速度减小。 猜想：当球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减。然而，实际情况却是，即使沿水平面滚动，球也会越滚越慢，最后停了下来。伽利略认为这是摩擦作用的结果。若没有摩擦，球将永远运动下去。 此处输入标题文本 验证猜想 我们知道，阻力不可能完全消除，第二个斜面也不可能做得无限长，所以，伽利略的实验是一个“理想实验”。虽然这个实验无法实现，但是，伽利略在实验基础上进一步推理的方法，帮助我们找到了解决运动和力的关系问题的方法。 伽利略理想实验的本质：想象着把实际中存在、影响物体运动的摩擦力去掉，抓住事物的本质。 小球会一直运动下去吗？ 可以推断：如果没有摩擦，当斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去。这说明，力不是维持物体运动的原因。 伽利略 亚里士多德 我们知道，阻力不可能完全消除。 理想实验：想象着把实际中存在、影响物体运动的摩擦力去掉，抓住事物的本质。 质量还很大，带正电。 力不是维持物体运动的原因 正电。 你赢了 迪卡儿认为，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，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。 让我来！ 笛卡儿 牛顿 二、牛顿第一定律 1、定义：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。这就是牛顿第一定律。 2、物理意义： (1)揭示了力与运动的关系： ①力是改变物体运动状态的原因：物体受力的作用，它的运动状态就一定发生改变，并且产生加速度。 ②力不是维持物体运动的原因：物体若不受力，它将做匀速直线运动或者保持静止状态。 (2)揭示了一切物体都具有的一种属性——惯性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律。 3、物体运动状态改变的三种情况： (1)速度的方向不变，只有大小改变。(物体做直线运动) (2)速度的大小不变，只有方向改变。(物体做匀速曲线运动) (3)速度的大小和方向同时发生改变。(物体做变速曲线运动) 特别提醒： (1)牛顿第一定律所描述的是物体不受外力作用时的状态，与物体所受合外力为零是等效的。　　　 (2)牛顿第一定律不是实验定律，它是在理想实验的基础上总结得出的。 (3)牛顿第一定律只适用于惯性参考系中的运动，在非惯性参考系中不适用。 牛顿第一定律可不可以用实验来验证？什么时候可以看作不受力并举例说明。 牛顿第一定律所描述的物体不受外力的状态，只是一种理想化状态，所以不能用实验来验证。 当物体受力但所受外力的合力为零时可以看作物体不受力。 * * 三、惯性与质量 1、定义：一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫做惯性。 惯性不是外界强加给它的，是物体固有的，一切物体都具有惯性。 从牛顿第一定律得知，物体都要保持它们原有的匀速直线运动状态或静止状态。可以说，它们都具有抵抗运动状态变化的“能力”，即都具有惯性。那么，怎样描述惯性的大小呢？ 例如，搬质量不同的两个石块，质量大的石块需要的力大。 结论：惯性只与质量有关，质量越大惯性越大，质量越小惯性越小。 让摆动的大沙袋停下来就比让摆动的小球停下来费力得多。 2．惯性与质量的关系 (1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。 (2)惯性与物体受力情况、运动情况及地理位置均无关。 (3)质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大。 3．惯性与力的关系 (1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此说“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”，“受到惯性力”等都是错误的。 (2)力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动状态的原因。力越大，运动