4.1 牛顿第一定律 课件-2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

1. 牛顿第一定律 第四章 运动和力的关系 运动 力 动力学 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。这与牛顿第一定律矛盾吗？ 问题 爱因斯坦曾把一代代科学家探索自然奥秘的努力，比做福尔摩斯破案过程。在侦探故事中，有时候明显可见的线索却把人们引到错误的判断上去，也就是说，光凭经验来做判断常常是靠不住的。 必须有力的作用在物体上，物体才能运动. 没有力的作用物体就要静止在一个地方. 亚里士多德根据经验事实得到结论：力是维持物体运动的原因. 5 在探究运动原因的“侦探小说”里，这正是由明显的线索引出错误判断的案例，而且这个“错案”竟维持了近两千年。 直至四百多年前，伽利略才创造了有效的“侦察”方法，发现了正确答案的线索，成为了物理学中的“福尔摩斯”。 伽利略是如何做到的呢？ 一、理想实验的魅力 思考 沿斜面向上滚动的物体速度减小 沿斜面向下滚动的物体速度增大 猜想：沿水平面运动的物体速度不增加不减小 实际上球滚动时越来越慢，伽利略认为是由于阻力的缘故。 除非物体受到力的作用，物体将永远保持静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而保持在直线上运动。 笛卡儿还认为：上述观点应该作为一个原理加以确立，并且是人类整个自然观的基础。 笛卡尔的补充与完善 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. 二、牛顿第一定律 2.理解 牛顿第一定律又叫惯性定律，是牛顿物理学的基石。 (1)惯性：物体具有保持原来匀速运动状态或静止状态的性质 惯性 牛顿物理学 (2) 揭示了物体不受外力时的运动规律：总保持匀速直线运动状态或静止状态。 (3) 揭示了力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态原因. 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。 乘车时为什么要系安全带？ 牛顿第一定律得知，物体都有要保持它们原有的匀速直线运动状态或静止状态。也就是说，它们都有抵抗运动状态变化“能力”，即都具有惯性。那么，怎样描述惯性的大小呢？ 思考与讨论： 思考：为何“秋风”可以“扫落叶”，却不能“扫汽车”？ 运动员为什么敢于扑点球？ 火车来了为什么要跑？ 惯性与质量 质量是惯性大小唯一的量度。质量越大，则物体的惯性越大，反之则越小。 问题：用细绳分别系一铁球、一泡沫塑料球置于水瓶中，使铁球悬挂、塑料球悬浮，如图甲所示．当瓶子突然向右运动时(有向右的加速度)，观察比较两个球的运动状态．你看到的现象也许会让你惊讶，小铁球的情况正如你所想的一样，相对瓶子向左运动，但塑料球却相对瓶子向右运动，如图乙所示．为什么会这样呢？ 答案：因为相同体积的水的质量与球的质量不相同，质量越大，运动状态越难以改变，故铁球运动状态的改变比瓶子(及瓶子中的水)慢，所以铁球会相对瓶子向左偏，而塑料球运动状态的改变比瓶子(及瓶子中的水)快，所以塑料球会相对瓶子向右偏. 有图有真相 1．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，不能避免或克服。 (2)质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大． 2．惯性与力的关系 (1)惯性不是力。力是物体对物体的作用，必然要涉及两个物体，单独一个物体不会产生力的作用；每个物体都具有惯性．不需要两个物体的相互作用，惯性只有大小没有方向，惯性的大小只与物体的质量有关，而力的大小跟许多因素有关。因此不能把惯性说成是“惯性力”“受到惯性作用”或“克服物体的惯性”，一般只能说“具有惯性”。 三、对惯性概念的理解及应用 (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，运动状态越易改变；惯性越大，运动状态越难改变． (3)惯性和力是决定物体运动状态的两个必不可少的原因，惯性是永恒的主观内因，外力是即时的客观外因，内因通过外因表现出来，外因决定着内因的表现形式。 3．惯性与速度的关系 (1)速度是表示物体运动快慢的物理量，惯性是物体本身固有的性质． (2)一切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大小均无关．速度大的物体受力难停下来，意思是位移大(x大)时间长（t大），不是运动状态改变难（a小）。 一、历史足迹 伽利略理想斜面实验 亚里士多德 伽利略 笛卡尔 牛顿 二、牛顿第一定律 力不是维持物体运动状态的原因 力是改变物体运动状态的原因 三、惯性 一切物体都具有惯性 惯性是物体的固有属性 惯性定律 、 、 质量是唯一量度 课堂小结 $