4.1 牛顿第一定律 课件-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第一章 运动的描述 第二章 匀变速直线运动的研究 第三章 相互作用--力 第四章 运动和力的关系 力学 思考 物体的运动和物体受到的力之间有什么关系呢？ 如何控制卫星按预定轨道运动？ 运动和力有什么关系？ 第四章 运动和力的关系 第一节 牛顿第一定律 自由摆动的秋千会停下来 滚动的足球最终会停下来 随风摆动的风铃最终会停下来 引入 在平地上骑自行车的时候，即使不踩踏板，车也会前进一段距离，但因为没有继续用力，它最终还是要停下来 。 引入 问题1： 亚里士多德是基于什么得出这个结论的？ 力是维持物体运动的原因 提出观点 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。 即：力是维持物体运动的原因。 产生质疑 物理学不能仅仅通过观察来认识，我们 还能通过实验方法和逻辑来进行验证 问题2： 伽利略“若没有摩擦阻力，球将永远滚下去。”的思想是如何产生的？ 等高性 产生质疑 实验现象： 1.小车在平面上由运动到静止。 2.小车在毛巾上运动距离最近，在凹面纸板上运动距离次之，在长板上运动距离最远。 为什么小车运动的距离不一样？ ---是摩擦阻力的原因 探究实验 1.为什么小车运动的距离不一样？摩擦力大小不同 2.结论：说明力可以改变物体的运动状态 如果长板完全光滑呢？ 结果分析 问题3： 教科书中描述的理想实验是如何设计的？它怎样说明了伽利略的思想？ 理想实验 如果没有阻力的影响，在水平面上的物体将会一直运动下去，所以维持物体运动不需要力。 提出观点 “理想实验”，它以可靠的事实为基础，突出主要因素、忽略次要因素，通过抽象思维深刻揭示自然规律。 力并不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因 事实 让一个小球沿斜面从静止状态开始运动,小球将冲上另一个斜面 推理 如果没有摩擦,小球将到达原来的高度 减小第二个斜面的倾角,小球运动的距离更长,但所达到的高度不变 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 结论 理想斜面实验 (多选)下列关于伽利略的理想实验的叙述中正确的是(　　) A.这个实验是凭空想象的 B.这个实验虽然是想象的，但它得出的结论是可靠的 C.理想实验是一种科学方法 D.理想实验是一个纯思维实验，其正确性应接受实践的检验 小练 正确答案BC 理想实验有时能更深刻地反映自然规律。 伽利略设想了一个理想实验，如图所示。 下面是关于该实验被打乱的步骤： ①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要到达原来的高度。 ②如图为两个对接的斜面，让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个斜面。 ③如果没有摩擦，小球将到达原来的高度。 ④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动。 (1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列________(填写序号即可)。 (2)在上述的设想实验步骤中，有的属于可靠的实验事实，有的则是理想化的推论，请问步骤②属于________________。 小练 ②③①④　(2)可靠的实验事实 问题4： 笛卡尔对伽利略的观点作了哪些补充和完善？你如何看待笛卡尔对这一问题的认识？ 除非物体受到力的作用，物体将永远保持其静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动。 做出修正 笛卡尔 牛顿第一定律（惯性定律） 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。 得出结论 物理学的基石--牛顿第一定律 内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上的力迫使它改变这种状态。 牛顿第一定律 无论是亚里士多德，还是伽利略和笛卡尔，都没有提出力的概念。 牛顿的高明之处在于，他将物体间复杂多样的相互作用抽象为“力”。 一切物体在没有受到外力的作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。 初中表述 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。 描述了物体不受力的状态 描述了物体受力后的状态 描述的是理想状态，牛顿第一定律无法通过实验证实，是一种逻辑分析的产物 牛顿第一定律 惯性：物体的固有属性----抵抗运动状态改变的能力 表现形式： ①合外力为0或不受外力时，保持原来的运动状态不变 ②合外力不为0时，改变物体运动状态的难以程度 惯性 牛顿第一定律的另一个表述—惯性（万物都很懒） (多选)关于牛顿第一定律有下列说法，其中正确的是(　　) A.牛顿第一定律可用实验来验证 B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因 C.惯性定律与惯性的实质是相同的 D.物体的运动不需要力来维持 小练 正确答案BD (多选)物体的运动状态改变了，不可能发生的是(　　) A.速率不变 B.速度不变 C.物体未受任何力 D.运动方向不变 小练 正确答案BC 尝试解释此举能张开塑料袋的原因 牛顿第一定律的理解 固体 液体 气体 都具有惯性 质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大。 牛顿第一定律的理解 领先欧洲千年的粮食拣选农具——扬谷风车 风车由车架、外壳、风扇、喂斗及调节门等构成，里面横着一根装有风叶的木轴，给木轴加力，带动风叶飞速旋转就可以产生强风。经过风车吹过的谷类作物颗粒和杂质会分开，粮食变得纯净起来。 不费吹灰之力…… 蚍蜉撼大树，可笑不自量。 质量小，惯性小，运动状态容易改变 质量大，惯性大，运动状态难以改变 牛顿第一定律的理解 在匀速运动的车上以一初速度竖直上抛物体，物体做什么运动? 某方向受力为零，则该方向的v不变。牛顿第一定律的方向性 牛顿第一定律的理解 运动状态V的改变是需要时间的 惯性 火车在水平长直轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到火车上原处。这是因为(　　) A.人跳起后，车厢内空气给他一向前的力，带着他随同火车一起向前运动 B.人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动 C.人跳起后，火车在继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显而已 D.人跳起后直到落地，在水平方向上和火车始终具有相同的速度 小练 正确答案D 地铁是城市中修建的快速轨道交通，在中心城区时，列车一般运行在全封闭的地下隧道内。假设某段隧道是南北朝向，列车在其中做直线运动。某位刚睡醒的乘客，想确认列车行进方向，以下判断正确的是(　　) A.若列车速度发生变化时，乘客们向北倾斜，则列车一定向北运动 B.若列车速度发生变化时，乘客们向北倾斜，则列车一定向南运动 C.若列车马上要到站时，乘客们向北倾斜，则列车一定向南运动 D.若列车马上要到站时，乘客们向北倾斜，则列车一定向北运动 小练 正确答案D 就一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是(　　) A.采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度。这表明，可以通过科技进步使小质量的物体获得大惯性 B.射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性变小了 C.货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性 D.摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到转弯的目的 小练 正确答案C 惯性与力 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，运动状态越易改变；惯性越大，运动状态越难改变。 ③惯性与物体的受力情况无关。 惯性与速度 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。 惯性与惯性定律 ①惯性不是惯性定律，惯性没有条件限制，是物体的一种固有属性。 ②惯性定律是物体不受外力作用时物体运动所遵守的一条规律。 牛顿第一定律的理解 三个“一” 一方法——理想实验法 一定律——牛顿第一定律 一量度——质量是惯性大小的唯一量度 课堂小结 动恒动、静恒静，运动不用力维持； 大小改、方向变，状态才需力改变； 不想动、不想静，物体天生有惯性； 重难改、轻易变，惯性只随质量变。 课堂小结 $$