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1节 牛顿第一定律 第四章 运动和力的关系 高中物理人教版（2019）必修第一册 新知讲解 1、古希腊哲学家亚里斯多德观点：物体的运动需要力来维持。 必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用,物体就要静止下来。 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”维持了很久。 一、历史回顾 新知讲解 2、意大利物理学家伽利略的观点：物体的运动不需要力来维持。 物体的运动并不需要力来维持，运动之所以会停下来，是因为受到了摩擦阻力。 新知讲解 现代人所做伽利略斜面实验的频闪照片。 二、伽利略的理想实验 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。如果没有摩擦，小球将到达原来的高度。 新知讲解 如果第二个斜面倾角减小，小球仍将到达原来的高度，但是运动的距离更长。 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。 这个实验说明：力不是维持物体运动的原因。 验 伽利略理想实验 新知讲解 思考讨论：为什么说伽利略的实验是一个“理想实验”？ 第一：阻力不可能完全消除；第二：斜面也不可能做得无限长。所以，伽利略的实验是一个“理想实验”。 说明：虽然这个实验无法实现，但是，伽利略在实验基础上进一步推理的方法，帮助我们找到了解决运动和力的关系问题的方法。 1、关于伽利略理想实验，以下说法正确的是 ( ) A．完全是理想的，没有事实为基础的。 B．是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映自然规律的。 C．没有事实为基础，只是理想推理。 D．以上说法都不对。 针对练习 B 新知讲解 伽利略同时代的法国科学家笛卡儿也研究了这个问题。 他认为，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。 新知讲解 在伽利略和笛卡儿工作的基础上，英国科学家牛顿提出了动力学的一条基本定律： 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，这就是牛顿第一定律。 （1）物体这种保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。牛顿第一定律也被叫作惯性定律。 三、牛顿第一定律 新知讲解 2、牛顿第一定律揭示了运动和力的关系： （1） 物体不受外力时的状态是匀速直线运动状态或静止状态，说明力不是维持物体运动的原因。 （2） 外力的作用是迫使物体改变其运动状态，说明力是使物体运动状态改变的原因。 （2）惯性不是外界强加给它的，是物体固有的，一切物体都具有惯性。 新知讲解 思考1：牛顿第一定律可不可以直接用实验来验证？为什么？ 思考2：什么时候可以看作不受力？并举例说明。 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。 当物体受力但所受外力的合力为零时可以看作物体不受力。 新知讲解 四、惯性与质量 1、惯性的表现 （1）在不受力的条件下，惯性表现为保持原来的运动状态； 新知讲解 让大小不同的车由静止获得同样的速度，需要的力就不同，质量大的汽车需要的力大。 （2）在受力条件下，惯性表现为阻止物体运动状态的改变。 新知讲解 让摆动的大沙袋停下来就比让摆动的小沙袋停下来费力得多。 大小不同的沙袋 新知讲解 思考讨论：从牛顿第一定律得知，物体都要保持它们原有的匀速直线运动状态或静止状态。也可以说，它们都具有抵抗运动状态变化的“能力”，即都具有惯性。那么，怎样描述惯性的大小呢？ 参考答案：不同物体维持其原有运动状态的“能力” 不同，质量大的物体惯性大。描述物体惯性的物理量是它的质量。 新知讲解 (1)质量是惯性大小的唯一量度。质量越大惯性越大，质量越小惯性越小。 (2)惯性是一切物体所固有的一种属性。惯性与物体的运动状态、所处位置等外部条件无关。 2、惯性与质量 (3)质量只有大小，没有方向，是标量。在国际单位制中，质量的单位是千克，符号为kg。 2、正在运动着的物体，如果它所受的一切外力同时消失，那么它将（　） A．立即停下来 B．先慢下来，然后再停下来 C．改变运动方向 D．沿原来的运动方向做匀速直线运动 课堂练习 1、物体具有保持原来——————————状态或———————状态的性质，叫做惯性，物体惯性大小的唯一量度是物体的———————。 匀速直线运动 静止 质量 D 课堂练习 3、下列说法正确的是（　　） A．高速行驶的公共汽车紧急刹车时，乘客都要向前倾倒，说明乘客受到惯性力的作用 B．短跑运动员最后冲刺时，速度很大，很难停下来，说明速度越大，惯性越大 C．惯性的大小仅与质量有关，质量越大，惯性越大 D．把手中的球由静止释放后，球能竖直下落，是由于球具有惯性的缘故 . C 课堂练习 4、公交车辆有广播提示语：“车辆转弯，请抓好扶手”，是为了避免转弯时乘客（　　） A．向前倾倒 B．向后倾倒 C．向弯道的内侧倾倒 D．向弯道的外侧倾倒 D 课堂练习 5、一列火车减速进站，最后停在站台上。火车在减速过程中，下列说法正确的是（　　） A．火车的惯性越来越小 B．火车的惯性一直不变 C．火车停止时惯性为零 D．火车的惯性不断增大 B 拓展提高 1、《中华人民共和国道路交通安全法》明确规定：机动车载物应当符合核定的载质量，严禁超载。这个规定的实施是保障交通安全的有效措施之一。请你根据所学的物理知识，写出制定这一规定的两条科学依据：—————————————————————————————————————————————————————————— ———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— 物体的惯性大小与质量有关，质量越大惯性越大， 遇到紧急的情况下操作更加困难； 物体的质量大，则物体在相等的速度时的动能大，汽车的刹车片与 车轮之间的最大摩擦力是一定的，汽车的动能越大则刹车的时间越 长，位移越大，遇到紧急的情况刹车的距离更大，更容易引起交通事故。 拓展提高 2、牙医建议每天早晚各刷一次牙能有效预防各种口腔疾病。生活中人们常常刷牙后，用力甩一甩牙刷后放回牙刷杯中。关于用力甩牙刷的分析正确的是（　　） A．用力甩牙刷使牙刷运动和停止，说明牙刷的运动状态要靠力来维持 ； B．刷毛间的水被甩出去是因为刷毛太细太光滑，没有摩擦力造成的； C．用力甩牙刷使牙刷运动和停止，说明牙刷的运动状态要靠力来维持 仅仅是个人习惯没有科学依据 ； D．甩牙刷时，在突然运动和突然停止瞬间，刷毛之间的水由于惯性继续运动，导致水、刷毛分离，有利于保持刷毛干燥，从而有利于口腔健康。 D 课堂总结 1、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，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 2、力不是维持物体运动的原因而是使物体运动状态改变的原因。 3、质量是物体惯性大小的唯一量度。 板书设计 一、历史回顾 1、亚里斯多德观点：物体的运动需要力来维持。 2、伽利略的观点：物体的运动不需要力来维持。 二、伽利略的理想实验 伽利略的理想实验利用了实验+推理帮助我们找到了解决运动和力的关系问题的方法。 三、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，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态，这就是牛顿第一定律。牛顿第一定律也被叫作惯性定律。 四、惯性与质量 质量是惯性大小的唯一量度。质量越大惯性越大，质量越小惯性越小。 板书设计 作业布置 课后练习和同步练习 谢 谢 $$