第4章 第1节 牛顿第一定律-【优学精讲】2024-2025学年高中物理必修第一册教用课件(教科版)

第四章　牛顿运动定律 第1节　牛顿第一定律 1 1．知道伽利略的理想实验及其推理过程，知道理想实验是科学研究的重要方法。　2.理解牛顿第一定律的内容及意义。　3.明确惯性的概念，会解释有关的惯性现象。　4.会用牛顿第一定律定性分析问题。 返回导航 课前 知识梳理 1 课堂 深度探究 2 随堂 巩固落实 3 内容 索引 课前 知识梳理 PART 01 第一部分 4 一、亚里士多德的运动理论 1．亚里士多德把运动分为两大类——________运动和__________运动。在他看来，每个物体都有自己的固有位置，偏离固有位置的物体将做________________的运动。 2．亚里士多德认为：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要停止运动。 自然　 受迫　 趋向固有位置　 课前 知识梳理 返回导航 二、伽利略的研究工作 1．伽利略的理想实验：让一个小球沿左斜面向下运动时，会越来越快，随后小球沿右斜面向上运动，会越来越慢。若摩擦可以忽略不计，小球最终会到达与左斜面同样的高度。改变右斜面的坡度，坡度越小，小球要达到同样的高度经过的坡长就会越长。如果右斜面变成水平面，小球将永远运动下去。 理想实验是一种以可靠的事实为依据，忽略次要因素，并把实验的情况合理外推到一种理想状态，从而揭示自然现象本质的假想实验。 课前 知识梳理 返回导航 2．伽利略的观点：原来运动的物体，如果没有其他物体的作用，将会一直保持运动下去。 3．笛卡尔的观点：不受其他物体的作用时，原来运动的物体将会做________________运动。 匀速直线　 课前 知识梳理 返回导航 三、牛顿第一定律　惯性 1．牛顿第一定律：一切物体总保持________________状态或________状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 2．惯性：一切物体都有保持______________状态或______________状态的性质。 3．任何物体，无论处于什么状态，都具有惯性。惯性是物体固有属性，物体的运动并不需要力来维持。 匀速直线运动　 静止　 匀速直线运动 静止　 课前 知识梳理 返回导航 四、质量是惯性大小的量度 1．惯性的量度：可用物体____________的大小来描述它惯性的大小，即____________是物体惯性大小的量度。 2．质量只有大小，没有方向，是标量，符号是m，国际单位制中，质量的单位是__________，符号是__________。 质量　 质量　 千克　 kg 课前 知识梳理 返回导航 判断下列说法是否正确。 (1)伽利略理想斜面实验是不科学的假想实验。(　　) (2)理想实验所得到的结论是不可靠的。(　　) (3)伽利略的“理想实验＋科学推论”的方法是一种科学方法。(　　) (4)物体只有处于静止状态或匀速直线运动状态时才有惯性。(　　) (5)物体运动速度越大，惯性越大。(　　) (6)力无法改变物体的惯性。(　　) ×　 ×　 √　 ×　 ×　 √　 课前 知识梳理 返回导航 课堂 深度探究 PART 02 第二部分 11 知识点一　对牛顿第一定律的理解   如图所示，让一个小车从同一斜面上滑下，水平面上分别放置毛巾、木板和玻璃板，水平面与斜面平滑连接。仔细观察实验现象。 课堂 深度探究 返回导航 (1)实验中观察到什么现象？说明了什么问题？ 提示：水平面越光滑，小车滑动的距离越远。说明摩擦力是阻碍物体运动的原因。 (2)如果没有摩擦力的作用，小车将会怎样运动呢？ 提示：如果没有摩擦力的作用，小车将永远运动下去。 (3)以上实验揭示了力和运动之间是什么关系？ 提示：力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。 课堂 深度探究 返回导航 1．伽利略理想实验   实验事实：两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。 推理1：如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。 推理2：减小另一个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍要达到原来的高度。 推理3：继续减小另一个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面永远运动下去。 实验结论：力不是维持物体运动的原因。 课堂 深度探究 返回导航 2．运动状态 (1)速度的方向不变，只有大小改变。 (2)速度的大小不变，只有方向改变。 (3)速度的大小和方向都发生改变。 课堂 深度探究 返回导航 3．对牛顿第一定律的理解 (1)揭示了力与运动的关系 ①力是改变物体运动状态的原因：物体受力的作用，它的运动状态就一定发生改变，并且产生加速度。 ②力不是维持物体运动的原因：物体若不受力，它将做匀速直线运动或者保持静止状态。 (2)揭示了一切物体都具有的一种属性——惯性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律。 课堂 深度探究 返回导航 √ 　　　(多选)(2024·山东聊城联考期末)伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的科学研究方法。图(a)、图(b)分别表示这两项研究中的实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是(　　) A．图(a)通过对小球在斜面上的运动研究，合理外推得出自由落体是一种匀变速直线运动 B.图(a)中先在倾角较小的斜面上实验，可“冲淡”重力，便于测量时间 C．图(b)中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验能直接观察到小球达到等高处 D.图(b)的实验为“理想实验”，通过逻辑 推理得出物体的运动不需要力来维持的结论 √ √ 课堂 深度探究 返回导航 [解析]　题图(a)通过对小球在斜面上的运动研究，在得出斜面上小球运动特征后，合理外推得出自由落体运动是一种匀变速直线运动，故A正确； 题图(a)中先在倾角较小的斜面上进行实验，来“冲淡”重力的作用效果，因为在倾角较小的斜面上的小球加速度较小，运动相等位移所用时间较长，更有利于时间的测量，故B正确； 题图(b)中没有摩擦阻力的斜面实际并不存在，故实验不能直接观察到小球达到等高处，故C错误； 题图(b)的实验为“理想实验”，伽利略结合实验结果，通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持的结论，故D正确。 课堂 深度探究 返回导航 √ 　　　关于物体的运动状态和所受合力的关系，以下说法正确的是(　　) A．所受合力为零的物体一定处于静止状态 B．速度是物体运动状态的标志性物理量 C．物体所受合力不为零时，物体的速度一定不为零 D．只有合力发生变化时，物体的运动状态才会发生变化 课堂 深度探究 返回导航 [解析]　物体所受合力为零，一定处于平衡状态，可能处于静止状态，也可能处于匀速直线运动状态，故A错误； 速度是物体运动状态的标志性物理量，故B正确； 力是改变物体运动状态的原因，只要合力不为零，物体的运动状态就会产生改变，但某时刻的速度可能为零，故C、D错误。 课堂 深度探究 返回导航 知识点二　惯性的理解和应用   1．如图所示，公交车在运行时突然急刹车，车内乘客身体为什么会向前倾倒？ 提示：乘客随车一起运动，当急刹车时，车停止运动，乘客的下半部分受到车的摩擦力作用也随车停止运动，而上半部分由于要保持原来的运动状态，故向前倾倒。 课堂 深度探究 返回导航 2．公路上奔驰的汽车，速度越大，刹车时停下来所用的时间越长，这能说明速度越大惯性越大吗？ 课堂 深度探究 返回导航 3．以相同速度冲向你的乒乓球和铅球，你敢接吗？ 提示：乒乓球敢接，因为乒乓球的质量小，惯性小；铅球不敢接，因为铅球的质量大，惯性大。 课堂 深度探究 返回导航 1．惯性与质量的关系 (1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。 (2)惯性与物体受力情况、运动情况及地理位置均无关。 (3)质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大。 课堂 深度探究 返回导航 2．惯性与力的关系 (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。 课堂 深度探究 返回导航 3．惯性与速度的关系 (1)速度是表示物体运动快慢的物理量，是矢量，惯性是物体本身固有的性质，其大小仅由物体质量决定。 (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。 课堂 深度探究 返回导航 √ 　　　(2024·湖南长沙长郡中学期中)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，初步形成了惯性的概念，为牛顿力学的建立奠定了基础，下列有关惯性的说法正确的是(　　) A．没有力的作用，物体只能处于静止状态 B．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性 C．汽车超速会增大汽车的惯性 D．物体匀速运动或者静止时，惯性就会消失 课堂 深度探究 返回导航 [解析]　没有力的作用，物体也可以做匀速直线运动，故A错误； 惯性是物体保持原有运动状态的性质，即抵抗运动状态变化的性质，故B正确； 惯性只跟质量有关，与物体的运动状态无关，故C、D错误。 课堂 深度探究 返回导航 　　　(2024·宁夏青铜峡中学期中)乘客坐在水平方向沿直线匀速行驶的汽车内感觉不到汽车在运动，但汽车一旦急刹车，乘客身体会前倾，这两种情况下(　　) A．两种情况，乘客都有惯性 B．两种情况，乘客都没有惯性 C．前者乘客有惯性，后者没有 D．前者乘客没有惯性，后者有 √ 课堂 深度探究 返回导航 [解析]　惯性是物体本身的一种属性，和运动状态无关，所以两种情况都具有惯性；当汽车紧急刹车时，乘客向前倾倒，是因为乘客和车都要保持原来的运动状态，汽车刹车，速度慢了，乘客的下身随汽车速度减慢，而上身由于具有惯性仍要保持原来的运动状态，所以要向前倾倒；当汽车匀速直线行驶时，乘客和汽车保持原来的运动状态，二者处于相对静止的状态，乘客就不会倾倒。 课堂 深度探究 返回导航 知识点三　应用牛顿第一定律分析实际问题 　　　(2024·江苏盐城联考期末)如图所示，甲车快速启动时车头撞上静止的乙车车尾，导致两车司机受伤。根据牛顿运动定律，下列情形最有可能出现的是(　　) A.甲司机胸部受伤 B．乙司机胸部受伤 C．两位司机都是背部受伤 D．两位司机都是胸部受伤 √ 课堂 深度探究 返回导航 [解析]　甲车快速启动时撞到乙车而停止运动，甲车司机由于惯性，相对于甲车向前运动，与甲车的方向盘相碰造成甲车司机胸部受伤。乙车静止，乙车车尾由于受到撞击而向前运动，乙车司机由于惯性保持静止，乙车司机相对于乙车向后运动，与乙车的座椅相碰而造成乙车司机背部受伤，故A正确，B、C、D错误。 课堂 深度探究 返回导航 　　　在匀速行驶的火车车厢内，有一人从B点正上方相对车厢静止释放一个小球，不计空气阻力，则小球(　　) A．可能落在A处　　　 B．一定落在B处 C．可能落在C处　　　 D．以上都有可能 [解析]　火车匀速行驶，在小球未释放前，小球随车一起运动，小球的速度等于车的速度v；在小球由静止释放后，由于惯性小球在水平方向的速度保持不变，即vx＝v，即小球下落的过程中小球在水平方向的速度始终等于车的速度，小球一定落到B处，故B正确，A、C、D错误。 √ 课堂 深度探究 返回导航 随堂 巩固落实 PART 03 第三部分 34 √ 1．(对牛顿第一定律的理解)(2024·四川泸州统考期末)关于牛顿第一定律的理解，下列说法正确的是(　　) A．物体所受合外力为零时，一定处于静止状态 B．物体所受合外力不为零时，一定会使物体的速度发生变化 C．伽利略提出的理想斜面实验在科学发达的今天是可以实现的 D．速度越大的汽车越不容易停下来，是因为汽车速度越大，惯性越大 随堂 巩固落实 返回导航 解析：物体所受合外力为零时，可能处于静止状态或匀速直线运动状态，故A错误； 物体所受合外力不为零时，由牛顿第一定律可知一定会使物体的速度发生变化，故B正确； 伽利略提出的理想斜面实验是实验和逻辑推理的结合，在科学发达的今天也不可以实现，故C错误； 物体的质量是惯性的唯一量度，故D错误。 随堂 巩固落实 返回导航 √ 2．(惯性的理解和应用)(2024·江苏南通统考期中)根据《中华人民共和国道路安全法》第五十一条规定，汽车行驶时，驾驶人、乘坐人员应当按规定使用安全带，乘客不管坐前排还是后排，乘车就必须系安全带。关于安全带，下列说法正确的是(　　) A．系好安全带可以减小汽车的惯性 B．系好安全带可以减小驾驶员和乘客的惯性 C.系好安全带可以完全避免撞击对驾驶员和乘客的伤害 D．系好安全带对驾驶员、乘客和车的惯性都没有影响 随堂 巩固落实 返回导航 解析：物体的惯性只与物体的质量有关，所以系好安全带并不能减小汽车的惯性，也不能减小驾驶员和乘客的惯性，即系好安全带对驾驶员、乘客和车的惯性都没有影响，故A、B错误，D正确； 系好安全带不能完全避免撞击对驾驶员和乘客造成的伤害，但可以在一定程度上减轻驾驶员和乘客受到的伤害，故C错误。 随堂 巩固落实 返回导航 3．(惯性的理解和应用)(多选)(2024·浙江高一联考期中)牛顿第一定律揭示了一切物体都具有惯性，下列生活现象中关于惯性的理解正确的是(　　) A．拍打衣服上的灰尘，是利用了惯性 B．跳远时我们要助跑，助跑速度越大，惯性越大 C．坐车时我们要系安全带，是为了减小惯性 D.电动自行车与大货车在等红绿灯时，电动自行车容易启动，是因为其质量小，惯性小 √ √ 随堂 巩固落实 返回导航 解析：拍打衣服上的灰尘，是利用了惯性，故A正确； 惯性只与质量有关，与助跑速度无关，故B错误； 坐车时我们要系安全带，是为了减小惯性带来的危害，故C错误； 电动自行车与大货车在等红绿灯时，电动自行车容易启动，是因为其质量小，惯性小，故D正确。 随堂 巩固落实 返回导航 4．(应用牛顿第一定律分析实际问题)火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为(　　) A．人跳起后，车厢内的空气给人一个向前的力，这力使他向前运动 B．人跳起时，车厢对人有一个向前的摩擦力，这力使人向前运动 C.人跳起后，车继续向前运动，所以人下落后必定向后偏一些，只是由于时间很短，距离太小，不明显而已 D．人跳起后，人和车在水平方向的速度始终相同 √ 随堂 巩固落实 返回导航 解析：人向上跳起，发现仍落回到车上原处，是因为在起跳前，人与车相对静止，而人具有惯性，起跳后，人与车在水平方向仍具有相同的速度，所以仍落回原处。A、B、C错误，D正确。 随堂 巩固落实 返回导航 $