4.1牛顿第一定律（课件）-【高效课堂】2024-2025学年高中物理同步精品备课一体化资源（人教版2019必修第一册）

知 识 回 顾 共点力平衡的条件 1.平衡状态 ①保持 状态 ② 运动状态 2.在 力作用下物体平衡的条件是 。 ① 法——转化为四力平衡 Fx= 0 Fy= 0 ②合成法——转化为 ，F合=0。 任意两个力都与第三力 。 3.使用正交分解法，几个力当中有两个以上的力是 的才使用，否则用合成法。 静止 匀速直线 共点 合力为0 正交分解 二力平衡 平衡 互相垂直 1 4.1牛顿第一定律 第四章 运动和力的关系 人教版高中物理 必修一 前面我们学习了怎样描述物体的运动，但是没有讨论物体为什么会运动。要讨论这个问题，必须知道运动和力的关系。在力学中，只研究物体怎样运动而不涉及运动和力的关系的分支，叫作运动学（kinematics）；研究运动和力的关系的分支，叫作动力学（dynamics）。 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。 学习目标 1.知道伽利略的理想实验及其推理过程，知道理想实验是科学研究的重要方法。（科学思维） 2.理解牛顿第一定律的内容及意义。（物理观念） 3.理解惯性的概念，会解释惯性的有关现象。（物理观念） 导入新课 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？ 一、理想实验的魅力 爱因斯坦曾把一代代科学家探索自然奥秘的努力，比作侦探小说中警员破案的过程。在侦探小说中，有时候明显可见的线索却把人们引到错误的判断上去。 一、理想实验的魅力 1.历史上对力与运动关系的认识过程 仅由生活经验得出的结论并不可靠。 亚里士多德 必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在某个地方。 伽利略 如果没有摩擦阻力，运动的物体将保持原速度一直运动下去。 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，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。 一、理想实验的魅力 2.伽利略理想斜面实验 实验事实 让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个对接的斜面。 推理1 如果没有摩擦力，小球将上升到原来的高度。 推理2 如果减小第二个斜面的倾斜度，小球会通过更长的路程，仍然可以到达原来的高度。 推理3 继续减小第二个斜面的倾斜度，使它最终成为水平面，小球就再也无法到达原来的高度，而将沿水平面持续运动下去。 实验结论 力不是维持物体运动的原因。 一、理想实验的魅力 3.伽利略理想斜面实验的思想方法与意义 （1）伽利略用“实验＋科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点。伽利略的理想斜面实验虽然是理想中的实验，但这个实验反映了一种物理思想，它是建立在可靠的事实基础之上的，以事实为依据，以抽象为指导，抓住主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示了自然规律。 （2）第一次确立了物理实验在物理研究中的基础地位。 （3）揭示了力不是维持物体运动的原因。 (4)“理想实验”的方法也有一定的局限性，由“理想实验”所得出的任何推论，都必须由观察或实验的结果来检验。 B 二、牛顿第一定律 在伽利略和笛卡儿工作的基础上，在隔了一代人以后，英国科学家 提出了动力学的一条基本定律： 。 牛顿 牛顿第一定律 对所有物体普遍适用。 二、牛顿第一定律 1.牛顿第一定律的内容： 物体总保持 状态或 状态，除非作用在它上面的 迫使它改变这种状态。 一切 匀速直线运动 静止 力 此力指合力。 不受力时的运动规律。 二、牛顿第一定律 2.对牛顿第一定律的理解 （1）明确了惯性的概念 定律的前半句话“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”，揭示了物体所具有的一个重要的属性—— ，即物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，牛顿第一定律指出 物体在 情况下都具有惯性，因此牛顿第一定律又叫 。 惯性 一切 任何 惯性定律 不能把“合外力为零”理解为“不受外力”。 二、牛顿第一定律 （2）揭示了力和运动的关系 定律的后半句话“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”，实际上是对 的定义，即力是 物体运动状态的原因，并不是 物体运动状态的原因，这一点要切实理解。 （3）不能用实验直接验证 牛顿第一定律指出物体 作用时的运动规律，它描述的只是一种 状态，而实际中不受外力作用的物体是 的，当物体所受合外力为 时，其效果跟不受外力作用的效果 。它是利用逻辑思维进行分析的产物， 用实验直接验证。 力 改变 维持 不受外力 理想 不存在 零 相同 不可能 二、牛顿第一定律 3.成立条件 （1）惯性参考系: 如果在一个参考系中，一个不受力的物体会保持匀速直线运动状态或静止状态，这样的参考系叫作 参考系，简称 。 （2）牛顿第一定律 惯性参考系中成立。 惯性 惯性系 仅在 二、牛顿第一定律 二、牛顿第一定律 二、牛顿第一定律 【注】 物体运动状态的标志是速度，运动状态是否改变由速度衡量，物体的速度（大小或方向）改变了,我们就说物体的运动状态改变了。 物体运动状态的变化有以下三种情况: ①速度方向不变,只有大小改变。 ②速度大小不变,只有方向改变。 ③速度大小和方向都改变。 运动的物体不一定受力,但物体运动状态改变一定受了力。 C C 三、惯性与质量 牛顿第一定律涉及两个重要的物理概念：力和惯性。有关力的内容我们在上一章已经有所认识，下面我们进一步来讨论惯性。 1.惯性：物体 原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。 2.对惯性的理解 （1） 物体都有惯性，惯性是物体的 。 （2）惯性由 次定，与物体受力情况及运动情况 。 保持 一切 固有属性 物体本身 无关 三、惯性与质量 3. 惯性的“三性” 普遍性 一切物体皆有惯性，惯性是物体的固有属性。 相关性 惯性仅与物体的质量有关，与物体的受力相关性或运动情况等无关。 唯一性 质量是惯性大小的唯一量度。 三、惯性与质量 三、惯性与质量 4.惯性与质量： 我们在改变物体运动状态时，会体验到物体惯性大小的不同。 例如，以相同的方式抛掷质量不同的两个石块，让它们获得同样的速度，需要的力就不同。质量大的石块需要的力大。再比如，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。 大量事例说明，不同质量的物体，惯性的大小是 的。也就是说，不同物体维持其原有运动状态的“能力”不同，质量大的物体惯性 ，运动状态 改变。描述物体惯性的物理量是它的 。 不一样 大 难 质量 三、惯性与质量 惯性可表现为 ①保持原来运动状态旳性质 ②抵抗运动状态改变的本领 ③运动状态改变的难易程度 三、惯性与质量 质量只有大小,没有方向，是 量。在国际单位制中，质量的单位是 ，符号为 。 标 千克 kg C 三、惯性与质量 惯性、惯性定律的区别 比较项 惯性 惯性定律 基本含义 物体本身固有的一种属性 物体运动的规律 理解要点 ①与是否运动无关，与速度大小无关 ②与是否受力无关 ③与所在位置无关（在地球、月球上都一样） ④只与质量有关 ①物体的运动具有“惰性”，“力”是改变这种“惰性”的唯一原因 ②惯性越大，运动状态越难改变 与力的关系 ①无关 ②惯性不是力 强调了“力”的作用效果- —改变运动状态(产生加速度) D 课堂小结 牛顿第一定律 力和运动的关系 亚里士多德的观点 伽利略的观点 笛卡尔的观点 牛顿第一定律 内容 理解 非实验定律 惯性与质量 概念 解释生活中的现象 $$