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

亚里士多德 伽利略 迪卡儿 牛顿 第一节 牛顿第一定律 第四章 牛顿运动定律 2020年7月23日，长五火箭成功发射天问一号火星探测器 2020年7月23日12时41分，长征五号运载火箭在中国文昌航天发射场点火起飞，飞行了2000多秒后，成功将天问一号火星探测器送入预定轨道，中国迈出行星探测的第一步——奔向火星。 探测器的发射升空，要靠地面上技术人员的控制，要想成功的控制它的运动，就必须要知道它为什么能够这样运动，也就是物体运动的原因是什么？ 是 运动的原因 ——关于运动的原因是什么？这是一个古老的话题，可以追溯到公元前四世纪（2000多年前），最早对这个问题做出回答的古希腊哲学家亚里士多德。 一、亚里士多德的运动观 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。 (公元前384-前322) 运动的原因 ——亚里士多德的结论： 物体的运动需要力来维持，力是维持物体运动的原因。 也正是因为亚里士多德的运动观念与我们的生活经验相符合，所以从公元前四世纪诞生开始，2000多年里没有受到过质疑，直到近400年前伽利略的出现。 ——伽利略是文艺复兴时期意大利的物理学家。 (1564-1642) 文艺复兴时期是文学艺术和科学技术蓬勃发展的时期，这一时期新思想萌发，批判精神高涨，伽利略也正是在这样的时代背景下对亚里士多德的观点提出了质疑。 二、伽利略的研究 实际现象：小球沿斜面向下滚动时，它的速度增加，向上滚动时，速度减小。 提出猜想：当球沿水平面滚动时，速度应不增不减。 二、伽利略的研究 实验现象：原来运动的物体归于静止。 猜想与假设：如果没有摩擦作用，在水平面运动的物体将会一直运动下去。 质疑：原来运动的物体归于静止，是真的“没有力”的作用吗？ 认为：运动的物体最后停了下来，这是摩擦作用的结果。 三、伽利略的理想斜面实验——斜面对接实验 三、伽利略的理想斜面实验——斜面对接实验 三、伽利略的理想斜面实验——斜面对接实验 三、伽利略的理想斜面实验——斜面对接实验 三、伽利略的理想斜面实验——斜面对接实验 三、伽利略的理想斜面实验——斜面对接实验 三、伽利略的理想斜面实验——斜面对接实验 结论：如果没有摩擦作用的影响，在水平面运动的物体会一直运动下去。 三、伽利略的理想斜面实验——斜面对接实验 伽利略的斜面实验为什么是一个“理想实验”？ 想一想 理想实验=实验事实＋逻辑推理 阻力越小，小球就越接近释放点等高位置。 如果完全没有摩擦，小球将到达释放点等高位置。 右侧斜面倾角越小，小球运动得越远 只要水平面光滑且足够长，小球就会永远运动下云。 三、伽利略的理想斜面实验——斜面对接实验 伽利略理想斜面实验的本质是可靠的实验事实基础上想象着把实际中存在、影响物体运动的摩擦力去掉，从而抓住力与运动关系的本质，而这种依据逻辑推理把实际的实验理想化的思想，也为之后物理学的发展指明了方向，成为人们研究物理学问题时的重要方法之一。 理想实验=实验事实＋逻辑推理 伽利略的研究方法与亚里士多德有何不同？ 观察 亚里士多德 思考 结论 观察 伽利略 猜想 实验 推理 结论 伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理的真正开端。 ——爱因斯坦 四、笛卡儿的补充 笛卡儿：如果运动中的物体没有其他原因的作用，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。 伽利略：如果没有摩擦作用的影响，在水平面上运动的物体会一直运动下去。 匀速直线运动 五、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，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 1、内容： 五、牛顿第一定律——惯性定律 2、惯性 (1)“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态” (2)保持静止或匀速直线运动状态是物体一种固有属性，这一属性称为惯性。 (3)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。 (4)惯性反映了物体维持原有运动状态的能力，能力越大，惯性越大。 如何比较两物体的惯性大小呢？ 五、牛顿第一定律——惯性定律 2、惯性 (1)“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态” (2)保持静止或匀速直线运动状态是物体一种固有属性，这一属性称为惯性。 (3)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。 (4)惯性反映了物体维持原有运动状态的能力，能力越大，惯性越大。 (5)质量是物体惯性大小的量度，质量越大，惯性越大，运动状态越难改变。 五、牛顿第一定律——惯性定律 3、力与运动的关系： (1)力是改变物体运动状态的原因 (2)力是使物体产生加速度的原因。 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”。 运动状态（速度） 速度大小 速度方向 五、牛顿第一定律——惯性定律 牛顿第一定律能用实验直接验证吗？如果不能，我们凭什么想念它呢？ 任何物体都各周围的物体有相互作用，不受力作用的物体是不存在的，所以，牛顿第一定律所描述的状态是一种理想状态，它是利用逻辑思维进行分析的产物，不可能用实验直接验证。 之所以相信它，是因为相信逻辑思维的力量，当然这种逻辑思维一定是建立在实验基础之上的——就是伽利略的理想实验。 课堂小结——力与运动关系的认识历程 亚里士多德 观察现象 总结观点 力是维持物体运动的原因 伽利略 创立方法 指引方向 力不是维持物体运动的原因 迪卡儿 补充完善 深化认识 物体不受力作用时做匀速直线运动 牛顿 系统总结 明确内涵 力是改变物体运动状态的原因 想一想 作用在物体上的力能够改变物体的运动状态，产生加速度；而物体具有的惯性又在抵抗运动状态的改变。 可见，物体的加速度与力、质量有关，有什么样的定量关系呢？ 1、下列说法中正确的是 （ ） A．运动越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大 B．小球由于重力的作用而自由下落时，它的惯性就不存在了 C．一个小球被竖直上抛，当抛出后能继续上升，是因为小球受到了向上的推力 D．物体的惯性是物体保持匀速直线运动状态或静止状态的一种属性，与物体的速度大小无关 D 练习 2、火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为(　 　) A．人跳起时会受到一个向前的冲力，使他随火车一起向前运动。 B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随火车一起向前运动。 C．人跳起后，车继续前进，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很短，偏后的距离很小，不明显而已。 D．人从跳起到落回地板，由于惯性，在水平方向上人和车始终具有相同的速度。 D 练习 D 3、我国《道路交通安全法》中规定:各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带,这是因为( ) A.系好安全带可以减小惯性 B.是否系好安全带对人和车的惯性没有影响 C.系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害 D.系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害 练习 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 $$