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

1 第四章 牛顿运动定律 邹老师 4.1 牛顿第一定律 2 “不受重力”的物体的运动 3 一、对“力与运动”关系的研究 亚里士多德 亚里士多德：力是维持物体运动的原因 自然运动：重物下落、轻物上升 强迫运动：只能在外力强迫下运动 观察 下落的物体怎么解释？ 飞行的箭矢怎么解释？ 自然不允许真空存在 公元前384～前322 4 一、对“力与运动”关系的研究 1564年～1642年 伽利略的斜面实验 亚里士多德 伽利略 5 一、对“力与运动”关系的研究 1564年～1642年 伽利略的斜面实验 亚里士多德 伽利略 6 7 一、对“力与运动”关系的研究 亚里士多德 伽利略 没有摩擦，球能够上升到同样高度？ 斜面越光滑，球能达到的高度越接近释放高度。 当斜面完全光滑，球就能够上升到同样的高度 外推法 毛毡 木板 玻璃 一、对“力与运动”关系的研究 亚里士多德 伽利略 1.斜面光滑时，球从斜面一端滑下，将在另一端上升到同样高度 2.减小倾角，要上升到原来的高度，球沿着斜面运动得越来越远 3.倾角为0，球将一直运动下去。 结论：运动不需要力来维持！ 理想实验 ：在真实的科学实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾。 一、对“力与运动”关系的研究 亚里士多德 伽利略 一个运动的物体，假如有了某种速度以后，只要没有增加或减少速度的外部原因，便会始终保持这一速度。 这一条件只有在水平的平面上才有可能。因为在斜面情况下，朝下的斜面提供了加速的原因，而朝上的斜面提供了减速的原因。由此可见，只有在水平面上运动才是不变的” 《两门新科学的对话》 1638年 一、对“力与运动”关系的研究 亚里士多德 伽利略 水平面和平面的区别： 平面 水平面 伽利略认为运动的物体在不受力时，保持匀速圆周运动 A B C 11 一、对“力与运动”关系的研究 亚里士多德 伽利略 笛卡尔 “每一单独的物质将继续保持原运动状态，直到与其它物质相碰被迫改变这一状态为止” “所有的运动，其本身都是沿直线的” 1596年-1650年 1644年 12 一、对“力与运动”关系的研究 亚里士多德 伽利略 笛卡尔 牛顿 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非有作用力迫使它改变这种状态。 牛顿第一定律 1643年—1727年 1687年 牛顿第一定律的重要意义： ①定义了惯性的概念：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质 ②将自然界错综复杂的相互作用抽象为一个物理概念——力。第一次引入了力的概念 （惯性定律） ③描述了力和运动的关系：力使物体运动状态改变 13 一、对“力与运动”关系的研究 亚里士多德 伽利略 笛卡尔 牛顿 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非有作用力迫使它改变这种状态。 牛顿第一定律 注意事项 惯性： ②惯性不是力 运动状态：既包括速度的大小，又包括速度的方向 ①保持运动状态不变的性质 没有例外 固有属性 （惯性定律） 科学家 所处年代 对力与运动的看法 研究方法 亚里士多德 前384～前322 观察 伽利略 1564～1642 实验 笛卡尔 1596～1650 哲学观点 牛顿 1643～1727 归纳 A.力维持运动 B.力不维持运动，力改变运动 C.惯性：物体保持静止或匀速圆周运动 D.惯性：物体保持静止或匀速直线运动 A.力维持运动 B.力不维持运动，力改变运动 B.力不维持运动，力改变运动 B.力不维持运动，力改变运动 C.惯性：物体保持静止或匀速圆周运动 D.惯性：物体保持静止或匀速直线运动 D.惯性：物体保持静止或匀速直线运动 一、对“力与运动”关系的研究 15 二、用牛顿第一定律解释实际问题 1、在运动的地铁上抛球 ①地铁做匀速直线运动 16 二、用牛顿第一定律解释实际问题 1、在运动的地铁上抛球 ①地铁做匀速直线运动 17 二、用牛顿第一定律解释实际问题 1、在运动的地铁上抛球 ①地铁做匀速直线运动 力会改变物体运动状态 在一个方向上合力为零， 这个方向上的运动状态不会被改变。 变式 力是一个矢量，具有方向性 18 二、用牛顿第一定律解释实际问题 2、在地球上竖直起跳 地球自西向东旋转，处在赤道上的人垂直起跳，落点位置相比于起跳位置。（ ） A. 偏西 B. 偏东 C. 不变 D. 不知道 C 水平方向不受力，人保持相对地面静止 19 二、用牛顿第一定律解释实际问题 3、斜飞的鸟 小鸟沿直线斜向上匀速飞行，它的飞行方向与竖直方向夹角为45°： ①假如没有飞行阻力，小鸟扇翅膀得到的动力方向？ ②假如有飞行阻力，并且阻力与飞行方向相反，小鸟得到的动力方向？ G 分析： 小鸟保持匀速飞行，说明合力没有改变它的飞行状态 说明小鸟所受合力为0 F G f 对小鸟进行受力分析，如左图所示 小鸟需要一个向上的力 分析： 小鸟保持匀速飞行，说明合力没有改变它的飞行状态 说明小鸟所受合力为0 对小鸟进行受力分析，如左图所示 小鸟需要一个向右上方的力 21 例1：伽利略用两个斜面，把一个斜面固定，让小球从固定斜面上滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面倾角逐渐改变至零，如图。伽利略设计这个实验过程的目的是为了说明（ ） A．如果没有摩擦，小球能从固定斜面滚上另一个倾角可以改变的斜面 B．如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度 C．维持物体做匀速直线运动并不需要力 D．如果物体不受到力，就不会运动 随堂练习 22 例2：你是否认同这些说法，简述你的理由。 （1）运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性。 （2）物体受力时，它的惯性会发生改变。 （3）惯性与物体运动的快慢无关。 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非有作用力迫使它改变这种状态。 牛顿第一定律 没有例外 固有属性 随堂练习 23 例3：伽利略设想了一个理想实验（图中两斜面底部均用一小段光滑圆弧连接），得出力不是维持物体运动的原因： （1）减小右边斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。 （2）两个斜面对接，让静止的小球沿左边斜面滚下，小球将滚上右边另一个斜面。 （3）如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。 （4）继续减小右边斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球就应沿水平面一直运动下去。 将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列。 在上述步骤中，哪些属于可靠的事实？哪些是理想化的推论？ （2）属于可靠的事实 （1）（3）（4）属于理想化的推论 随堂练习 24 例4：“复兴号”动车在某段水平轨道上匀速行驶，高铁车厢窗台上放着一只盛满水的纸杯。若突然发现纸杯中的水向前洒出，试判断此时高铁的运动状态，并简要阐述判断依据。 高铁在减速： 水由于惯性维持原来的速度，纸杯随高铁速度减慢，所以水相对纸杯往前洒出 随堂练习 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.42 $$