4.1牛顿第一定律 课件-2026-2027学年高一上学期物理教科版必修第一册

该高中物理课件围绕牛顿第一定律展开，通过“书本运动”情境导入引发对力与运动关系的思考，结合小车在不同平面滑行实验过渡到伽利略理想斜面实验，构建从生活经验到科学理论的学习支架。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，通过亚里士多德、伽利略等人物研究方法对比及理想实验逻辑推理，强化力与运动关系的物理观念。借助辨析题和生活实例（如汽车安全带）帮助学生理解惯性，既培养学生科学推理能力，也为教师提供清晰教学脉络与丰富实例。

伽利略在研究物体运动时提出了一个理想实验，用我们的轨道可以模拟这个实验，把一个小球从斜轨上的某个位置释放，小球滚下后上到另一边的斜轨上，到达一定高度后速度为零。我们记下这个位置，理想实验所到达的高度应该与释放高度相同。这个实验中小球到达的高度比释放高度略低一些。我们把右边轨道的倾角变得小一些，再次从左边轨道的原高度释放小球，小球滚下后，上到右边的斜轨上，到达第一次释放后达到的高度后，速度为零，这时小球向右走的距离更大一些。我们把右边轨道的倾角变得更小一些。第三次从左边轨道的原高度释放小球，小球滚下后上到右边的斜轨上，到达与前面相同高度后，速度为零。这时小球向右走的距离比第二次要更大一些。可以设想如果把右边的轨道放平。小球永远达不到应该达到的高度，它将一直运动下去。 牛顿第一定律 第四章　牛顿运动定律 重难点 学习牛顿第一定律,领悟力不是维持物体运动状态而是改变物体运动状态的原因 2 了解物理学史上对力与运动关系的认识过程,进一步了解伽利略理想斜面实验以及实验所反映出的物理思想 1 结合生产、生活实例,理解质量是惯性的唯一量度 3 F 1.让原来静止的书本动起来，需要怎么办？ 静止下来 力推物动，力撤物止 2.如果我们把力给撤去，书本将会？ 导练 情景导入 伽利略的理想斜面实验 一 亚里士多德 (公元前384 - 322) 亚里士多德的研究 必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就会停下来，即_________________________ 研究方法：基于__________得来 力是维持物体运动的原因 生活经验 铺有毛巾的木板 一般的木板 特别平的玻璃板 开始演示 小车从同一斜面同一高度下滑在不同的水平面上运动，观察情况 观察与思考 永远运动下去 伽利略理想实验示意图 假如平面足够光滑(完全没有摩擦力)，滑块的运动情况会怎样？ A B C D E v θ 等高 伽俐略的研究 如果没有摩擦阻力，运动的物体将保持某个速度一直运动下去，即力_____维持物体运动的原因 伽利略 (1564－1642) 研究方法：_______________ 不是 实验＋逻辑推理 有同学认为“理想实验”就是空想出的实验,不具备实际意义,这种想法正确吗? 答案　不正确。理想实验是一种以可靠的事实为依据,忽略次要因素,并把实验情况合理外推到一种理想状态,从而来揭示自然现象本质的假想实验,虽然它是抽象思维中设想出来的,在实验室无法验证,但它建立在可靠的事实基础上,以物理事实为依据,经过科学抽象和逻辑推理,从而深刻揭示了物理现象的本质,理想斜面实验反映了一种重要的物理思想。 思考与讨论 研究方法：____________ 笛卡尔的研究 笛卡尔 不受其他物体作用时，原来运动的物体将会做_______________ 匀速直线运动 数学演绎法 牛顿 牛顿在伽利略等人工作的基础上得出牛顿第一定律.伽利略理想斜面实验为牛顿第一定律提供了实验依据. 1.伽利略对“自由落体运动”和“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重要科学研究方法。图a、图b分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程,下列相关说法正确的是 A.图a通过对自由落体运动的研 究,合理外推得出小球的运动 不需要力来维持 B.图a中在倾角较小的斜面上进行实验,可“冲淡”重力,使时间测量更容易 C.图b中斜面倾角减小到零时,小球一定会一直运动下去 D.图b的实验为“理想斜面实验”,通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持 √ 例题 牛顿第一定律　惯性 二 牛顿第一定律 1642年，伽利略逝世，1643年牛顿在英国诞生。牛顿是人类历史上最伟大的科学家。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第一定律，它是牛顿物理学的基石 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止 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,说明什么? 答案　力不是维持物体运动的原因。 2.直到有外力迫使它改变这种运动状态,说明什么? 答案　力是改变物体运动状态的原因。 3.牛顿第一定律指出运动不需要力来维持,但我们骑自行车时必须不断地蹬脚踏板才能维持力的运动,这与牛顿第一定律矛盾吗? 答案　不矛盾。自行车运动时受到来自地面的摩擦力,如果不蹬车,车速度将减小,运动状态要改变。不断地蹬脚踏板就为了克服摩擦阻力,保持车的运动状态。 思考与讨论 (1)牛顿第一定律是在伽利略和笛卡尔工作的基础上总结出来的。 (　　) (2)牛顿第一定律是从实验中直接得出的结论。(　　) (3)不受力作用的物体是不存在的,故牛顿第一定律的建立毫无意义。(　　) (4)物体的运动需要力来维持。(　　) × √ × × 辨析 2.(多选)关于牛顿第一定律的理解正确的是 A.牛顿第一定律描述的状态可以用实验直接验证 B.不受外力作用时,物体的运动状态保持不变 C.在水平地面上滑动的木块最终停下来,是由于没有外力维持木块的运动 D.奔跑的运动员遇到障碍而被绊倒,是因为他受到外力作用迫使他改变原 来的运动状态 √ √ 例题 3.正在加速滑行的雪橇,如果所受外力突然消失,则雪橇 A.速度越来越快 B.速度越来越慢,最后停下来 C.立刻保持静止 D.做匀速直线运动 √ 惯性与质量 三 惯性 一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质 物体惯性的大小表现为保持自身原有运动状态不变的能力大小。不同物体的惯性可能不同。如图，一个弹簧压缩后用细线拴住，两边紧靠两辆质量不同的小车(m甲>m乙)，剪断细线后，弹簧同时弹射两小车，我们发现质量小的乙车加速度大，运动状态容易改变，质量大的甲车加速度小，运动状态不容易改变，这说明什么？ 说明车的惯性与质量有关，质量大惯性大，质量小惯性小。 (1)飞机在投入战斗时有时要抛掉副油箱,这是为什么? 答案　减小飞机的质量以减小惯性,使飞机有较好的机动性。 (2)汽车超载时遇到紧急刹车不容易停下来,为什么? 答案　质量越大,惯性越大,运动状态越难改变。 思考与讨论 (1)速度越大,物体的惯性越大。 (　　) (2)受力越大,物体的惯性越大。 (　　) (3)物体从竖直向上运动的气球上掉落后,立即向下运动。 (　　) (4)刹车后,货车没有立即停下来,而是又向前运行了一段距离是由于惯性。(　　) × √ × × 辨析 防止惯性造成的伤害——安全带 安全带 安全气囊 乘车时为什么要系安全带？ 观察与思考 4.对于惯性概念的理解,下列说法中正确的是 A.判断物体有无惯性,要看物体是否静止或做匀速直线运动 B.惯性是物体本身的固有属性,与其是否受力、是否运动等外部因素无关 C.只有速度不易改变的物体才有惯性 D.物体所受外力的大小影响着物体惯性是否发生变化 √ 例题 5.如图所示的情景中,下列说法正确的是 A.雨雪天汽车装防滑铁链是为 了帮助汽车克服惯性 B.喷洒农药无人机(包括携带的 药液)在进行喷洒工作时惯性不变 C.滑动运动员下滑的快慢不会改变运动员的惯性大小 D.磁悬浮列车的车头设计可以减小阻力,所以它的惯性比较小 √ 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 伽利略设想物体下落的速度与时间成正比,因为当时无法测量物体的瞬时速度,所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比,那么位移与时间的平方成正比;由于当时用滴水法计算,无法记录自由落体的较短时间,伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下,来“冲淡”重力的作用效果,而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多,所用时间长的多,所以容易测量。伽利略做了上百次实验,并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推,故A错误,B正确; 图b中斜面倾角减小到零时,由于摩擦力的存在,小球最终会停止运动,故C错误; 伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持,故D错误。 牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时的状态,即总保持匀速直线运动状态或静止状态,是一种理想状态,不能用实验直接验证,A错误,B正确; 牛顿第一定律揭示了力和运动的关系,力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因,在水平地面上滑动的木块最终停下来,是由于摩擦力的作用改变了木块的运动状态;奔跑的运动员遇到障碍而被绊倒,是因为他受到外力作用而改变了原来的运动状态,C错误,D正确。 正在加速滑行的雪橇,如果所受外力突然消失,则雪橇做匀速直线运动,D正确。 惯性是物体本身的固有属性,物体的惯性只由其质量决定,与其是否受力、是否运动等外部因素无关。 雨雪天汽车装防滑铁链不是为了帮助汽车克服惯性,而是为了增大摩擦力,防止车辆打滑,故A错误;喷洒农药无人机(包括携带的药液)在进行喷洒工作时,随着质量的减小,惯性减小,故B错误;惯性只由质量决定,所以滑雪运动员下滑的快慢不会改变运动员的惯性大小,故C正确; 磁悬浮列车的车头设计可以减小阻力,但它的惯性由质量决定,不一定惯性小,故D错误。 Keep Thinking! Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $用弹簧的两端同时弹击质量不同的小车，使他们从静止开始运动。我们发现质量小的车速度变化大，运动状态容易改变。惯性小。质量大的车产生的加速度小，运动状态难改变，也就是惯性大。同理，如果同时给速度相同、质量不同的汽车以相同的制动力，则质量小的车先停，质量大的车后停。这说明了他们的惯性与质量有关。质量大，惯性大。可见质量是物体惯性大小的亮度，也就是说，物体的惯性大小与受力情况及运动状态无关，仅决定物体自身的质量。 车和球在空气中穿行，车如果是匀速运动，那加速然后开始匀速运动的时候，气球基本上就在保持在差不多的地方。因为之所以差不多，是因为空气扰动了，它会有一点小摆动。但是车钥匙加速的时候，加速的时候它就往后了。停下来的时候他回来，因为停下来的加速度是往后面，所以他就越往前了，跟车的加速方向是相反的。好，现在如果我用罩子把它罩起来，你觉得会怎么样？大家看这里面有三样东西，一个比空气轻的充满了氦气的气球，一个跟空气差不多重量的一个气球，一个是比空气重的小玩意儿掉在这里。好，当我加速的时候，123123。123，这个小人。一开始他就往这边去了，往后黄气球比空气轻，往这边去了，往你加速的方向去了，跟刚才没有罩子是不是不一样了？蓝气球跟空气差不多重，它在里面晃来晃去不太明显。因为相对车子的加速参考系来说，由于惯性物体要保留原来的位置，所以相对车子他要往后转。所以这个重的东西他往后甩过去，打在这个壁上。但是清的气球因为空气比它质量大，空气往后退的时候把这个气球往前挤过去了。假如这个东西封闭的是水，假如这里有个小乒乓球，当你当车子一潭水往前加速的时候，这个水就会往后，然后把乒乓球。往前挤。