4.1 牛顿第一定律 课件 -2025-2026学年高一上学期物理粤教版必修第一册

4.1牛顿第一定律 ——静者恒静，动者恒动 粤教版高中物理必修第一册 第四章 牛顿运动定律 1.7.2013 大家好，欢迎来到今天的物理课堂。今天，我们将一起探索一个物理学中最基本也最重要的定律——牛顿第一定律。它揭示了宇宙中万物运动的根本规律，告诉我们“静者恒静，动者恒动”的奥秘。 ‹#› 思考：力与运动的关系 亚里士多德 (Aristotle, 前384-前322) 核心观点 力是维持物体运动的原因。 观点解释 若要使物体持续运动，必须对其施加力。一旦撤去力，物体便会停止。 日常经验 推箱子，箱子运动；停止推，箱子很快停下。 1.7.2013 亚里士多德认为，力是维持物体运动的原因。这个观点非常符合我们的日常经验，比如我们推一个箱子，箱子就会运动，一旦我们停止推它，箱子很快就会停下来。这个观点在当时被人们普遍接受，并统治了学术界近两千年。 ‹#› 思考：真的是这样吗？ 问题一 为什么在冰面上推出去的冰壶，即使不继续推，也能滑行很远？ 问题二 为什么从高处落下的物体，在没有空气阻力的情况下，会越落越快？ 结论 亚里士多德的观点无法解释这些现象，说明其存在局限性。 1.7.2013 但是，真的是这样吗？让我们来看一些其他的例子。在冰面上推出去的冰壶，即使我们不再推它，它也能滑行很远。还有，一个苹果从树上掉下来，它并没有受到我们的推力，但它的速度却越来越快。这些现象，亚里士多德的理论就无法解释了。这说明，他的观点存在着局限性。 ‹#› 力与运动的关系 伽利略的观点可表述为： 若没有其他原因，运动物体将继续以原来的速度沿直线运动。 伽利略 验证猜想 伽利略的理想斜面实验 伽利略的理想斜面实验 伽利略 Galileo Galilei (1564-1642) 意大利天文学家、物理学家和工程师，欧洲近代自然科学的创始人之一。 实验观察一 小球从左侧斜面滚下，会冲上右侧斜面，最终达到与释放点几乎等高的位置。 实验观察二 减小右侧斜面倾角，小球仍达相同高度，但滑行距离更长。 逻辑推论 若右侧为无阻力水平面，小球将以恒定速度永远运动下去。 理想实验：想象着把实际中存在、影响物体运动的摩擦力去掉，抓住事物的本质。 1.7.2013 真正的突破来自于伟大的科学家伽利略。他设计了一个著名的理想斜面实验。他发现，小球从一个斜面滚下，会冲上另一个斜面，并且几乎能达到原来的高度。如果减小第二个斜面的倾角，小球滑行的距离会更长，但仍然能达到几乎相同的高度。伽利略由此大胆推测，如果第二个斜面变成一个没有任何阻力的水平面，那么小球将永远以恒定的速度运动下去。 ‹#› 伽利略的理想斜面实验 笛卡尔的补充 人物：笛卡尔 (René Descartes, 1596-1650) 核心观点 如果没有其他原因，运动的物体将持续以同样的速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。 历史意义 笛卡尔明确了运动的方向性，为牛顿第一定律（惯性定律）的建立奠定了重要的理论基础。 1.7.2013 伽利略之后，法国科学家笛卡尔对这一观点进行了补充和完善。他指出，如果没有其他原因，运动的物体将持续以同样的速度沿着一条直线运动。笛卡尔的贡献在于，他明确了物体运动的方向性，这为后来牛顿第一定律的最终确立奠定了重要的基础。 ‹#› 牛顿第一定律 艾萨克·牛顿 (Isaac Newton) 惯性定律 定律内容 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 核心思想 揭示了力不是维持运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。 1.7.2013 这就是牛顿第一定律，也叫惯性定律。它的内容是：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。这个定律非常简洁，但却蕴含着深刻的物理思想。 ‹#› 如何理解牛顿第一定律？ 静者恒静 一切不受外力作用的物体，总保持静止状态。 动者恒动 一切不受外力作用的物体，总保持匀速直线运动状态。 力的作用 力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。 1.概念： 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。 共点力平衡条件 1.7.2013 我们可以从三个层面来理解牛顿第一定律。首先，“静者恒静”，一切不受外力作用的物体，将永远保持静止状态。其次，“动者恒动”，一切不受外力作用的物体，将永远保持匀速直线运动状态。最后，也是最关键的一点，力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。 ‹#› 什么是惯性？ 定义 物体保持运动状态不变的性质叫做惯性。 说明 惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都具有惯性。 惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。 1.7.2013 惯性，就是物体保持运动状态不变的性质。需要注意的是，惯性是物体本身固有的一种属性，无论物体是静止的还是运动的，无论它是否受到力的作用，它都具有惯性。而且，惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大的物体，惯性就越大。 ‹#› 生活中的惯性 跳远助跑 运动员通过助跑获得速度，起跳后利用惯性保持高速运动状态，从而跳得更远。 拍打灰尘 拍打衣服时，衣服运动而灰尘因惯性保持静止，从而与衣服分离，达到除尘效果。 锤击钉子 挥动锤子后，锤柄停止但锤头因惯性继续运动，将动能传递给钉子，使其进入物体。 1.7.2013 惯性在我们的生活中无处不在。比如，跳远运动员在起跳前会进行一段距离的助跑，这就是为了利用惯性，使自己跳得更远。再比如，我们拍打衣服上的灰尘，当衣服受到力的作用而运动时，灰尘由于惯性会保持原来的静止状态，从而与衣服分离。用锤子钉钉子也是同样的道理。 ‹#› 惯性的“副作用” 汽车刹车前倾 刹车时，乘客身体因惯性继续向前运动，导致前倾，这也是安全带的重要性所在。 高速行驶限速 质量越大惯性越大，制动距离越长。限速是为了确保紧急情况下有足够的刹车时间。 骑行转弯倾倒 转弯过快时，身体因惯性保持直线运动趋势，容易向外倾倒，需通过倾斜身体来平衡。 1.7.2013 当然，惯性也会给我们带来一些“副作用”。比如，当汽车突然刹车时，乘客的身体会由于惯性继续向前运动，从而向前倾倒。这也是为什么我们在乘坐汽车时要系好安全带。同样，高速公路上对不同车型有不同的限速要求，也是因为质量越大的物体，惯性越大，制动距离就越长。骑自行车时，如果转弯太快，身体也容易因为惯性而向外倾倒。 ‹#› 课堂小结 牛 顿 第 一 定 律 一、伽俐略的理想斜面实验 二、牛顿第一定律 惯性 三、惯性与质量 亚里士多德 伽俐略 笛卡尔 牛顿 物体具体保持原来的匀速直线运动状态或者静止状态的性质 力不是维持物体 运动状态的原因 力是改变物体运动状态的原因 惯性定律 一切物体都具有惯性 惯性是物体的固有属性 质量是物体惯性大小的唯一量度 考点一　理想实验 1.(2024·巴中市高一阶段练习)17世纪，物理学家伽利略根据实验指出：在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故，这里的实验是指“伽利略斜面实验”，关于该实验，你认为下列陈述正确的是（ ） A.该实验是一理想实验，无真实的实验基础，故其结果是荒谬可笑的 B.该实验是以可靠的事实为基础，经过抽象思维，反映出物体的运动并 　不需要力来维持 C.该实验肯定了亚里士多德的观点“力是改变物体运动状态的原因” D.该实验是可以在实验室完成的 基础对点练 B 2.“复兴号”高铁在某段水平轨道上匀速行驶，假设高铁上固定着盛满水的水杯。若突然发现水杯中的水向右洒出，如图所示，则关于高铁在此种情况下的运动，下列描述正确的是（ ） A.高铁一定匀速向左运动 B.高铁可能突然向左加速运动 C.高铁可能突然向左减速运动 D.高铁可能突然向右加速运动 基础对点练 B 拓展思考 思考问题 在太空中，宇航员处于失重状态，他们还具有惯性吗？为什么？ 大家可以课后思考一下，我们下节课再来讨论。 1.7.2013 最后，留给大家一个拓展思考题。我们知道，在太空中，宇航员会处于失重状态，感觉自己轻飘飘的。那么，他们还具有惯性吗？为什么？大家可以课后思考一下，我们下节课再来讨论。 ‹#› $