第4章 第1节 牛顿第一定律（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年高中物理必修第一册（教科版2019）

牛顿运动定律 第1节　牛顿第一定律 第四章 物理 必修 第一册 J　 返回导航 物理 必修 第一册 J　 返回导航 必备知识 自主学习 一、亚里士多德的运动理论 1．自然运动：无需____的帮助，自身就能实现的运动。 2．受迫运动：在____的不断作用下才能运动，外力一旦消失，受迫运动就会____。 伽利略理想斜面实验： 外力 外力 停止 物理 必修 第一册 J　 返回导航 必备知识 自主学习 图中的小球沿左斜面向下____运动，随后小球沿右斜面向上____运动， 若摩擦可以忽略不计，小球最终会到达与左斜面____的高度。改变右斜面的坡度，坡度越小，小球要达到同样的高度经过的坡长就会越__。若右斜面变成水平面，小球达不到原来的高度，永远________。伽利略否定了亚里士多德的错误认识，指出：原来运动的物体，如果没有其他物体的作用，将会________________。笛卡尔完善了伽利略的观点，指出：不受其他物体作用时，原来运动的物体将会做____________。 加速 减速 同样 长 运动下去 一直保持运动下去 匀速直线运动 物理 必修 第一册 J　 返回导航 必备知识 自主学习 二、牛顿第一定律 1．内容：一切物体总保持______________________状态，直到有外力____它改变这种状态为止。 2．惯性：一切物体都有保持__________________________的性质。____是惯性大小的量度。 匀速直线运动状态或静止 迫使 匀速直线运动状态或静止状态 质量 物理 必修 第一册 J　 返回导航 必备知识 自主学习 1．将一辆阻尼较小的实验小车放在可以移动的平板上，一开始木板和小车均处于静止状态，现突然拉动木板，小车运动起来以后再让木板停止运动，观察小车的运动，阐述惯性和外力对小车运动的作用。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 必备知识 自主学习 提示：当木板突然运动时，由于惯性小车仍处于静止状态，由于小车和木板之间存在滑动摩擦力，在摩擦力的作用下，小车开始加速，当木板停止运动时，由于惯性，小车继续向前运动，在摩擦力作用下，减速直至停止运动。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 必备知识 自主学习 2．判断下列说法的正误。(对的画“√”，错的画“×”) (1)物体只有处于匀速直线运动或静止状态下，才有惯性。(　　　　) (2)力是速度发生变化的原因。(　　　　) (3)任何物体都具有惯性，惯性是指物体保持原有速度不变的性质。(　　　　) (4)物体的运动状态发生了变化，一定受到了外力的作用。(　　　　) × √ √ √ 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 探究点一____从亚里士多德到伽利略 左图中的一名同学正在试图推动一个大箱子，当然箱子不推是不会动的；在右图中足球运动员将足球踢出后，足球向前飞行一段时间后落地。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 [问题设计] 根据左图我们是否可以说，必须有力作用在物体上，物体才会运动？那么右图中向前飞行的足球受到一个向前的推动力吗？ 提示：有力作用在物体上，物体才会运动，这种说法是错误的，物体的运动并不需力维持。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 1．亚里士多德对运动的认识 (1)自然运动：无需外力的帮助，自身就能实现的运动。 亚里士多德的观点：物体有自己固有的位置，偏离固有位置的物体将做趋向固有位置的运动，无须外力的作用。 (2)受迫运动：在外力的不断作用下才能运动，外力一旦消失，受迫运动就会停止。 亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 2．伽利略对运动的认识 伽利略理想斜面实验：小球沿斜面A点从静止状态开始运动，小球将滚上另一斜面，如图所示。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 推理1：如果没有摩擦，小球将到达原来的高度C点处； 推理2：减小第二个斜面的倾角，例如上图中的BD和BE，小球仍从A点静止释放，最终将达到原来的高度D点处和E点处，不过它要运动得远一些； 推理3：若将第二个斜面放平，如上图BF，小球无法到达原来的高度，它将永远运动下去。 结论：力不是维持物体运动的原因。 伽利略的研究方法：实验(理想实验)＋逻辑推理。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 3．伽利略的研究方法对物理学的意义 伽利略用“实验＋逻辑推理”的方法推翻了亚里士多德的观点，揭示了力不是维持物体运动的原因，确立了物理实验在研究中的基础地位，在自然科学的理论研究中具有重要地位，但也有局限性。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 4．伽利略和笛卡尔的观点 伽利略：原来运动的物体，如果没有其他物体的作用，将会一直保持运动下去。 笛卡尔：不受其他物体作用时，原来运动的物体将会做匀速直线运动。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 【例1】 伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力的促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是(　　) B 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 A．若小球不受力，它将一直保持匀速直线运动或静止状态 B．若斜面光滑，小球在右侧斜面将上升到与O点等高的位置 C．若小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变 D．小球受到的力一定时，质量越大，它的运动状态就越难改变 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 [练1] (多选)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。下列说法符合历史事实的是(　　) A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变 B．伽利略通过“理想实验”得出结论：运动必具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去 C.笛卡儿指出：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 D．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证 BC 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 探究点二____牛顿第一定律、惯性 歼－15舰载机在勾住阻拦索的瞬间，飞行员会承受巨大的载荷，这对飞行员的颈椎、腰椎和脊柱都会产生影响。血液加速向飞行员头部涌去，飞行员眼前会出现“红视”现象…… 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 [问题设计] 歼－15舰载机在勾住阻拦索的瞬间，为什么血液会向飞行员的头部涌去？这种现象可以消除吗？ 提示：由于惯性，惯性是不可以消除的。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 一、牛顿第一定律 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 二、牛顿第一定律所揭示的内容 1．运动是物体的自然属性，并不是力产生运动。 2．提出惯性的概念，即一切物体都有保持匀速直线运动状态或者静止状态的性质。 3．揭示了力与运动的关系。力是改变物体运动状态的原因，即产生加速度的原因。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 三、对惯性的理解 1．牛顿第一定律的表述中“一切物体”指任何具有质量的物体。“总”指在任何情况下，即不受任何条件的限制。 2．“保持匀速直线运动状态或静止状态”是指物体保持瞬时速度的性质，可以理解为若某时刻物体突然不受力的作用，它将保持此刻的速度做匀速直线运动或者静止不动，也可以理解为物体总是要反抗自身速度的改变。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 3．惯性是物体的固有属性，与运动状态、是否受力等其他因素无关。 4．质量是惯性大小的量度。这是动力学中关于质量的定义。质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 四、牛顿第一定律所揭示的力与运动的关系 1．质量大，惯性大，即物体保持原有运动状态不变的能力大，在相同的外力作用下，运动状态越难以改变，即加速度小。 2．力是改变物体运动状态的原因，对于相同质量的物体，力越大，运动状态越容易改变，即加速度越大。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 【例2】 一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面，桌面上P处有一相对桌面静止的小球。由于列车运动状态的改变，车厢中的旅客发现小球沿如图(俯视图)中的虚线从P点运动到Q点，则说明列车是减速且在向北转弯的图是(　　) C 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 [练2] 关于惯性下列说法正确的是(　　) A．人被石块绊倒，是因为上半身有惯性，下半身失去惯性 B．紧急刹车时的汽车不能立即停下来，是因为惯性的缘故 C．踢出去的足球速度在不断变化，惯性大小也在不断变化 D．汽车匀速行驶，乘客不会前倾后仰，说明匀速时惯性小 B 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 素养训练 学业评价 1．如图所示，关于两个斜面实验，下列分析正确的是(　　) C 物理 必修 第一册 J　 返回导航 素养训练 学业评价 A．伽利略利用图甲、乙中的斜面进行实验，均可得出力是维持物体运动的原因 B．伽利略利用图甲、乙中的斜面进行实验，均可得出自由落体运动的规律 C．伽利略利用图甲中的斜面进行实验，得出力是改变物体运动状态的原因；利用图乙中的斜面进行实验，得出自由落体运动的规律 D．伽利略利用图甲中的斜面进行实验，得出自由落体运动的规律；利用图乙中的斜面进行实验，得出力是改变物体运动状态的原因 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 素养训练 学业评价 2．(多选)牛顿第一定律指出一切物体都具有惯性。从惯性角度对以下现象的解释正确的是(　　) A．“天宫课堂”第三课的毛细效应实验中，细管中的液面不断上升，速度比地面上同样的演示快得多，这是因为空间站处于失重状态，液体的惯性很小 B. “强弩之末，势不能穿鲁缟”，弩箭的速度减小后惯性减小了，所以“不能穿鲁缟” C．货车超载后惯性增大，不容易刹车，很危险 D．羽毛球和网球相比，羽毛球惯性小，更容易改变运动状态 CD 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 素养训练 学业评价 3．在足球运动中，足球入网如图所示，则(　　) A．踢香蕉球时足球可视为质点 B．足球在飞行和触网时惯性不变 C．足球在飞行时受到脚的作用力和重力 D．触网时足球对网的力大于网对足球的力 B 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 素养训练 学业评价 4．如图所示，在一辆表面光滑的小车上，放有质量分别为m1、m2的两个球，随车一起匀速运动，当车突然停止运动，其他阻力不计，设车无限长，则两小球(　　) A．一定相碰 B．一定不相碰 C．若m1>m2，则肯定相碰 D．若m1<m2，则一定不相碰 B 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 课时梯级训练(20) 物理 必修 第一册 J　 返回导航 谢谢观看 物理 必修 第一册 J　 返回导航 物理观念 科学探究 科学态度与责任 1.了解亚里士多德和伽利略的运动理论。 2．建立惯性的概念。 3．形成关于力和运动的基本观念，知道并理解牛顿第一定律的内容。 1.探究伽利略的研究方法以及对运动的基本观点。 2．探究牛顿第一定律建立的过程以及在描述自然过程时的逻辑原理。 1.体会伽利略的思想方法，体会物理实验对于物理研究的作用。 2．通过生产生活中的实际事例体会牛顿第一定律在解释和解决动力学问题时的思想方法。 本实验并不能得到力与运动状态的关系，A、C错误；根据题意，先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球上升高度一直增加，可推知，当斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置，B正确；本实验质量是固定的，不能得到质量与运动状态之间的关系，D错误。 亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才会运动，A错误；伽利略通过“理想实验”得出结论：一个运动的物体，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去，B正确；笛卡儿指出：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，C正确；伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并利用斜面“冲淡了”重力作用进行了验证，D错误。 列车做减速运动，小球由于惯性相对于桌面向前运动，即向左运动，B、D错误；列车向北转弯，由于惯性，小球相对桌面向南运动，C正确，A错误。 人被石块绊倒，是因为上半身的惯性要保持向前运动，但下半身并没有失去惯性，A错误；紧急刹车时的汽车不能立即停下来，是因为惯性的缘故，B正确；惯性的大小由质量决定，踢出去的足球速度在不断变化，但惯性大小保持不变，C错误；汽车匀速行驶，乘客不会前倾后仰，乘客的质量保持不变，惯性保持不变，D错误。 伽利略利用题图甲中的斜面进行实验，得出力是改变物体运动状态的原因；利用题图乙中的斜面进行实验，通过不断增大倾角，由一般的匀加速运动通过极限法推理到自由落体运动，从而得出自由落体运动的规律，C正确，A、B、D错误。 惯性是物体的固有属性，只与物体的质量有关。细管中的液面不断上升，速度比地面上同样的演示快得多，这是因为空间站处于失重状态，液体的惯性不变，A错误；弩箭的速度减小后惯性不变，B错误；货车超载后，总质量变大，惯性增大，不容易刹车，很危险，C正确；羽毛球和网球相比，羽毛球质量较小，羽毛球惯性小，更容易改变运动状态，D正确。 在研究如何踢出“香蕉球”时，需要考虑踢在足球上的位置与角度，所以不可以把足球看作质点，A错误；惯性只与质量有关，足球在飞行和触网时质量不变，则惯性不变，B正确；足球在飞行时脚已经离开足球，故在忽略空气阻力的情况下只受重力，C错误；触网时足球对网的力与网对足球的力是相互作用力，大小相等，D错误。 小车表面光滑，两个小球在水平方向上不受力的作用，根据牛顿第一定律，两球都保持原速度做匀速直线运动，它们之间的距离不会发生变化，因而它们一定不相碰，与质量的大小无关，B正确。 $$