4.1 牛顿第一定律 课件-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

团结，勤奋，求实，创新 4.1 牛顿第一定律 会泽县茚旺高级中学 物理组 问题与思考 初中我们学习了牛顿第一定律的基本内容，你能说说它揭示了物体运动遵循怎样的规律吗？滑冰运动员如果不用力，他会慢慢停下来。这是否与牛顿第一定律矛盾呢？ 2 太 空 演 示 实 验 3 教学目标 1.了解牛顿第一定律的发现过程； 2.知道牛顿第一定律的内容, 理解运动和力的关系；（重点） 4 问题1：力和运动是什么关系？ 车不推不走，球不踢不动，生活经验告诉我们物体运动似乎需要力来维持。 亚里士多德 （古希腊哲学家） 核心观点： 力是维持物体运动的原因 生活经验、直观思维 必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在一个地方。 5 一、伽利略的猜想 伽利略 伽利略认为：将人们引入歧途的是摩擦。如果没有摩擦，物体将永远运动下去。 如何才能证明伽利略的猜想是正确的呢？ 一、力与运动关系的探寻之路——伽利略 1.7.2013 所以，伽利略得出了一个颠覆性的结论：让物体停下来的不是“没有力”，而是摩擦力。如果没有摩擦力，运动的物体将会永远运动下去。这有力地证明了：力，并不是维持物体运动的原因！那么，我们怎么才能用实验来证明伽利略这个大胆的猜想是正确的呢？ ‹#› 推理3：如果没有摩擦，将斜面改成无限长的水平面，小球将以恒定的速率一直运动下去。 伽利略的理想斜面实验 推理1：如果没有摩擦，小球将上升到原来高度。 推理2:如果没有摩擦 减小斜面倾角，小球将通过更长的路程，最终仍能到达原来高度。 结论：力不是维持物体运动的原因。 伽利略的发现，以及他所应用的科学的推理的方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。 爱因斯坦 伽利略的实验 观察 猜想 实验 推理 结论 实验事实 让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个对接的斜面。 推理1 如果没有摩擦力，小球将上升到原来的高度。 推理2 如果减小第二个斜面的倾斜度，小球会通过更长的路程，仍然可以到达原来的高度。 推理3 继续减小第二个斜面的倾斜度，使它最终成为水平面，小球就再也无法到达原来的高度，而将沿水平面持续运动下去。 实验结论 力不是维持物体运动的原因。 理想实验 （1）理想实验是一种理想化的实验，是科学研究中的一种重要方法，在现实生活并不能实现。 （2）理想实验的结论是正确的，因为它是建立在可靠的科学事实基础上，并把实验结果合理外推到一种理想状态的科学方法。 “理想实验”是以实践为基础的。所谓的“理想实验”就是在真实的科学实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际过程作出更深层的抽象分析。 一、力与运动关系的探寻之路——笛卡儿 笛卡儿 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。 艾萨克·牛顿 牛顿的总结：牛顿第一定律 英国物理学家、数学家，经典力学的奠基人。他系统总结了伽利略、笛卡尔等人的研究成果，完成了人类对自然认识的第一次理论大综合。 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。 二、牛顿第一定律 牛顿 思考与讨论 (1)我们通过哪个物理量来描述物体的运动状态？你认为物体的运动状态的改变可能会有几种情况？ (2)通过对牛顿第一定律的学习，你认为牛顿第一定律从几个方面阐述了力和运动的关系？ (3)牛顿第一定律可不可以用实验来直接验证？什么时候可以看作不受力？ ①牛顿第一定律不是实验定律,它是在实验事实的基础上,通过逻辑推理总结得出的。 1.7.2013 学习了定律内容，我们来深入思考几个问题。第一，我们通常用什么物理量来描述物体的运动状态？（引导学生回答：速度）那么，运动状态的改变又有哪些情况呢？（引导学生回答：速度大小改变、运动方向改变）第二，牛顿第一定律到底告诉了我们力和运动之间是什么关系？第三，这个定律描述的是“不受力”的情况，现实中有没有完全不受力的物体？我们能不能直接用实验来验证它？什么时候我们可以近似认为物体不受力呢？ ‹#› 2.牛顿第一定律的意义 揭示了力和运动的关系 （1）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。 （2）物体不受外力时，总保持匀速直线运动状态或静止状态. ②牛顿第一定律描述的是物体不受外力时所处的运动状态： 匀速直线运动状态或静止状态。 ③牛顿第一定律适用于物体所受合外力为零的情况。 15 牛顿 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，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 系统总结，明确内涵 亚里士多德 笛卡尔 伽利略 提出问题，引起争议 创立方法，引导方向 补充完善，深化认识 课堂小结 问题与思考 在奔跑时，为什么磕绊到石头通常向前跌倒？而若是踩到香蕉皮，通常向后跌倒？ 17 1.定义：一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫做惯性。 三、惯性 2.对惯性的理解 普遍性 一切物体皆有惯性，惯性是物体的固有属性 相关性 惯性仅与物体的质量有关，与物体的受力或运动情况等无关 唯一性 质量是惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大。 惯性可表现为 ①保持原来运动状态旳性质 ②抵抗运动状态改变的本领 ③运动状态改变的难易程度 3.对质量的进一步理解 (1)从物质的角度理解：质量为物体所含物质的多少。 (2)从惯性的角度理解：质量是决定物体惯性大小的唯一因素。 (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。 思考与讨论 为什么战斗机在战斗前要抛掉副油箱？ （提示：我们可以尝试从惯性的物理特性以及飞机空中作战的灵活性需求这两个角度展开深入思考。） 在空战场景中，战机的敏捷性是制胜关键。副油箱主要用于长途飞行时携带燃油，但其自身质量会带来较大的惯性，影响战机的加速、转向和爬升能力。 1.7.2013 课程的最后，给大家留一个拓展思考题。大家看我们目录页的这张战斗机图片，为什么战斗机在投入战斗前，通常会抛掉副油箱呢？大家可以从惯性和飞机灵活性的角度来想一想。答案我们下节课揭晓！ ‹#› 防范惯性带来的危害 驾乘系好安全带 车辆紧急刹车时，人会因惯性向前冲，安全带能有效约束人体，防止二次碰撞造成伤害。 保持安全车距 前车突然减速或刹车，后车由于惯性不能立即停下，足够的车距能预留反应时间，避免追尾事故。 转弯必须减速 尤其是大型货车，质量大惯性也大，高速转弯时易因惯性保持直线运动而侧翻，因此必须提前减速。 设置缓冲设施 高速公路终点或紧急出口设置沙堆、橡胶减速带等缓冲带，利用设施的形变消耗车辆惯性带来的动能。 小结： 一条核心定律 牛顿第一定律（惯性定律） 揭示了力与运动的本质关系：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。 一个核心概念 惯性 物体保持原有匀速直线运动状态或静止状态的固有属性。惯性是物质的本质属性之一，其大小仅由物体的质量唯一决定。 一种科学方法 伽利略的理想实验法 将可靠的实验事实与合理的逻辑推理有机结合。在实际实验无法达到理想条件时，通过逻辑推理弥补实验的不足，是物理学研究的重要思想方法。 1.7.2013 好了，我们来总结一下今天的内容。我们学习了一条核心定律——牛顿第一定律，理解了一个核心概念——惯性，还了解了一种重要的科学方法——理想实验法。希望大家记住，力不是维持运动的原因，而是改变运动状态的原因；惯性只和质量有关。 ‹#› 《惯性》（牛顿第一定律・物语芬芳） 万物恋着本初的模样， 静自安然，动亦不肯易向。 若非外力轻叩尘壤， 怎会更迭前行的乐章。 1.7.2013 课程的最后，给大家留一个拓展思考题。大家看我们目录页的这张战斗机图片，为什么战斗机在投入战斗前，通常会抛掉副油箱呢？大家可以从惯性和飞机灵活性的角度来想一想。答案我们下节课揭晓！ ‹#› Lavf58.46.101 $