第5章第1节牛顿第一运动定律(共44张PPT)

(共44张PPT)
第1节　牛顿第一运动定律
第5章 牛顿运动定律
学习目标要求 核心素养和关键能力
1.知道力与运动之间的关系。 2.能理解理想实验法的意义，根据惯性的特点解释生活中的惯性现象。 3.能理解牛顿第一定律的内涵。 1.科学思维
能领悟理想实验的科学推理方法及其意义；能从不同的角度解决动力学问题。
2.关键能力
科学推理能力。
教材知识梳理
知识方法探究
随堂对点自测
目
录
CONTENTS
///////
///////
///////
课时定时训练
///////
1.力与运动的关系
(1)几种观点
一、力与运动的关系
代表人物 主要观点
亚里士多德 有外力的作用时物体才能______，要______物体的运动就需要外力
伽利略 力不是______物体运动的原因
笛卡儿 如果运动中的物体没有受到力的作用，运动物体将继续以____________沿直线运动
运动
维持
维持
原来的速度
(2)伽利略的理想实验：让一个小球沿光滑斜面从左侧某一高度滚下时，无论右侧斜面坡度如何，它都会沿斜面上升到与出发点__________的地点。减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍将达到______高度，但它要运动得远些。继续减小第二个斜面的倾角，球到达同一高度时就会运动得______。若将第二个斜面放平，球将永远运动下去。如图所示。
几乎等高
同一
更远
伽利略“理想实验”的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特方法：在实验的基础上，进行合理外推。
2.结论：力不是______物体运动的原因。
维持
【判一判】
(1)亚里士多德认为力是维持物体运动的原因。( )
(2)伽利略认为，没有力作用在物体上，它就不能运动。( )
(3)笛卡儿认为若没有力作用，物体的运动状态就不会改变。( )
√
×
√
1.牛顿第一运动定律：一切物体总保持______________或静止状态，除非有______迫使它改变这种状态。
2.惯性：任何物体都有保持静止或______________状态不变的属性。
3.惯性与质量：质量大的物体惯性____。质量是描述物体__________的物理量。
说明：惯性大小只由质量大小决定，与其他因素无关。
二、牛顿第一运动定律及其意义
匀速直线运动
外力
匀速直线运动
大
惯性大小
【想一想】
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？说明原因。
探究1　对牛顿第一运动定律的理解
■情境导入
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。
(1)实验观察到什么现象，说明了什么问题？
(2)如果没有摩擦力的作用，小车将会怎样运动呢？
(3)以上实验揭示了力和运动之间是什么关系？
答案　(1)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，小车将永远运动下去。
(3)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。
■归纳拓展
1.牛顿第一运动定律的物理意义
(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：物体受到力的作用，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状态的原因：物体若不受力，它将保持匀速直线运动或者静止状态。
(2)揭示了一切物体都具有的一种属性——惯性，所以牛顿第一运动定律也叫惯性定律。
2.物体运动状态改变的三种情况
(1)速度的方向不变，大小改变。
(2)速度的大小不变，方向改变。
(3)速度的大小和方向同时发生改变。
ACD
【例1】 (多选)(2021·河南洛阳市高一上学期期末)关于牛顿第一定律，以下说法正确的是(　　 )
A.牛顿第一定律又叫惯性定律
B.牛顿第一定律是牛顿通过大量实验总结出来的实验结论
C.牛顿第一定律说明一切物体都有惯性
D.牛顿第一定律说明力可以改变物体的运动状态
解析　牛顿第一定律是在实验的基础上进一步地推理概括出来的科学理论，而不是直接通过实验得出的，故B错误；牛顿第一定律既提出了物体不受力作用时的运动规律，即惯性定律，又提出了力是改变物体运动状态的原因，故A、C、D正确。
【针对训练1】 (多选)(2021·山东省日照高一上学期检测)“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.高铁可能突然向右减速运动
解析　如果高铁正在向左匀速运动，突然加速，则碗中的水由于惯性仍保持原有的速度，就会向右洒出，故B正确；如果高铁正向右匀速运动，突然减速，则碗中的水由于惯性仍保持原来的速度，就会向右洒出，故D正确。
BD
■情境导入
(1)如图甲所示，公交车突然快速启动时，车上站着的乘客身体为什么会向后倾倒？
(2)如图乙所示，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？
探究2　对惯性的理解与应用
答案　(1)当公交车由静止突然快速启动时，乘客的下半部分受到车的摩擦力作用也随车运动，而上半部分由于要保持原来的静止状态，故向后倾倒。
(2)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。
■归纳拓展
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)质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大。
2.惯性与力的关系
(1)惯性不是力，因此“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”“受到惯性力”等说法都是错误的。
(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，物体的运动状态越容易改变；惯性越大，物体的运动状态越难改变。
(3)惯性与物体的受力情况无关。
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，惯性是物体本身固有的属性。
(2)一切物体都有惯性，并且惯性的大小由物体本身决定，与物体是否有速度及速度的大小无关。
提示：运动的物体总要保持运动，物体的惯性总是以保持“原状”或者反抗“改变”两种形式表现出来。
C
【例2】 (2021·甘肃兰州市第二片区高一上学期期末)关于惯性，下列说法中正确的是(　　)
A.物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性
B.物体运动速度大时惯性大
C.质量是惯性大小的唯一量度
D.体积越大的物体惯性越大
解析　惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大惯性越大，质量越小惯性越小，质量是惯性大小的唯一量度，故选项C正确。
【针对训练2】 如图所示的情形中，关于物体惯性的说法正确的是(　　)
A.战斗机需要及时抛掉副油箱是为了减小惯性
B.长征火箭搭载飞船升空过程中惯性不断增大
C.轿车乘坐人员必须系安全带是为了减小惯性
D.精彩刺激的水上飞行器表演的演员没有惯性
A
解析　战斗机及时抛掉副油箱是为了减轻质量，减小惯性，提高了飞机的灵活性，故A正确；长征火箭搭载飞船升空过程中质量不断减小，惯性不断减小，故B错误；惯性大小只与物体的质量有关，与其他因素无关，轿车乘坐人员必须系安全带是为了减小车辆碰撞过程中对人的二次伤害，不改变人的惯性，故C错误；惯性大小的唯一量度是物体的质量，与物体的速度大小，与物体的速度是否变化无关。精彩刺激的水上飞行器表演的演员质量不变，惯性不变，故D错误。
1.(伽利略理想实验)(2021·陕西高陵区高一月考)如图所示，为现代人在实验室所做的伽利略斜面实验的频闪照片的组合图。实验中把小球从左侧斜面的某个位置由静止释放，它将冲上右侧斜面，频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两个小球间的距离依次减小；如果右侧斜面变成水平，频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两小球间的距离几乎相等。对于这个实验，以下叙述正确的是(　　)
D
A.小球冲上右侧斜面后做减速运动，表明“力是维持
物体运动的原因”的结论是正确的
B.小球最终也会在右侧水平面上停下来，表明“力是
维持物体运动的原因”的结论是正确的
C.因为没有绝对光滑的斜面或者平面,所以伽利略提出
的“如果没有摩擦阻力, 小球将在水平面上永远运动下去”的结论是荒谬可笑的
D.上述实验表明“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是正确的
解析　小球冲上右侧斜面后做减速运动，表明“力是维持物体运动的原因”的结论是错误的，故A错误；小球最终也会在右侧水平面上停下来，是由于受到摩擦力的作用的原因，故B错误；因为没有绝对光滑的斜面或者平面，所以伽利略提出的“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是一种理想的推论，但是却有着非常重要的现实意义，它开创了物理学研究的新方法，故C错误；上述实验表明“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是正确的，故D正确。
B
2.(牛顿第一定律的理解)牛顿是近代科学的开创者，他一生致力于科学研究，有许多重大发明，为科学事业做出了巨大的贡献，他提出的牛顿运动三定律成为经典力学的基础。由牛顿第一定律可知(　　)
A.合力停止作用后，物体就会慢慢停下来
B.物体的速度改变时，一定受到合力的作用
C.物体只有在静止或做匀速直线运动时才有惯性
D.力是改变物体运动状态的原因，也就是改变物体
惯性的原因
解析　合力停止作用后，物体速度保持不变，故A错误；力是改变速度的原因，物体的速度改变时，合力一定不为零，故B正确；惯性是物体的固有属性，与运动状态无关，故C错误；力是改变物体运动状态的原因，惯性大小只与物体的质量有关，与受力无关，故D错误。
A
3.(惯性的理解)一辆公交车在行驶中，一条小狗突然横穿马路，司机本能地急刹车，导致乘客身体往前倾。关于这个现象，下列说法正确的是(　　)
A.乘客身体前倾是因为具有惯性
B.乘客随汽车运动时才具有惯性
C.汽车速度越大，则乘客惯性越大
D.乘客身体前倾程度越大，则乘客惯性越大
解析　司机急刹车时，由于摩擦力作用，乘客的脚随车停止运动，但由于惯性，上身仍向前运动，因此出现身体前倾，这是由于惯性造成的，A正确；惯性大小的唯一量度就是质量，质量大的惯性大，与物体的形状，运动状态等其它因素无关，B、C、D错误。
B
4.(牛顿第一定律的应用)如图所示，甲车快速倒车时车尾撞上静止的乙车车头，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
解析　甲车向后倒车撞到乙车上而停止运动，甲车司机相对于甲车向后运动，甲车司机由于惯性继续向后运动而使背部受伤。乙车静止，乙车车头由于受到撞击而导致乙车向后运动，乙车司机相对于乙车向前运动，所以乙车司机由于惯性保持静止而和乙车的方向盘相碰，造成乙车司机胸部受伤，故B正确，A、C、D错误。
题组一　对牛顿第一定律的理解
1.(2021·四川自贡市旭川中学高一考试)关于牛顿第一定律的理解，下列说法正确的是(　　)
A.力是维持物体运动状态的原因
B.力是改变物体运动状态的原因
C.物体的质量较小，但运动的速度较大时，惯性也可以很大
D.物体自由下落时比竖直上抛时的惯性小
解析　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，惯性只和物体的质量有关，与物体的运动状态无关，B正确。
B
2.(2021·北京市丰台区高一上学期期末)如图所示，小明用水平方向的力推一木箱。小明发现：用力推时，木箱才能运动；撤去推力，木箱便停下来。有四位同学对此过程发表了自己的看法，你认为正确的是(　　)
D
A.木箱的运动需要力来维持
B.木箱由静止到运动需要力的作用，由运动到静止不需
要力的作用
C.撤去推力，木箱停下来是木箱具有惯性的表现
D.撤去推力，木箱停下来是由于摩擦力的作用
解析　力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因，故选项A、B、C错误，D正确。
题组二　对惯性的理解与应用
3.(2021·浙江省长兴县、德清县、安吉县高一上学期联考)一碗水放置于火车车厢内的水平桌面上。当火车向右做匀加速运动时，水面形状接近于图(　　)
B
解析　火车向右加速时，由于惯性水面形状应接近于图B。
4.(2021·深圳市福景外国语学校高二学业考试)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。如图所示的四个运动物体中，惯性最大的是(　　)
D
解析　因为质量越大，惯性越大，比较四个选项，可以看出列车的质量最大，因此列车的惯性最大，故选项D正确。
5.(2020·浙江义乌高一开学考试)公安部门要求小型客车的驾驶员行驶时必须使用安全带，其目的是防止(　　)
D
A.受到向前的冲击力而撞击车体
B.受到座椅靠背向前的推力而撞击车体
C.受到向前的惯性力而撞击车体
D.由于惯性继续向前运动而撞击车体
解析　小型客车的驾驶员行驶时必须使用安全带，其目的是防止刹车时驾驶员由于惯性继续向前运动而撞击车体，故选项D正确。
6.(2021·湖南省湘东五校高一上学期段考)某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端，则(　　)
B
A.此同学无法取出羽毛球
B.该同学是在利用羽毛球的惯性
C.羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力才
会从上端出来
D.羽毛球会从筒的下端出来
解析　该同学的做法能利用羽毛球的惯性，从筒的上端取出
羽毛球，球筒向下运动时，球受到向下的摩擦力，综上所述，选项B正确。
7.(多选)(2021·黑龙江伊美区第二中学高一开学考试)如图所示，一木块立在光滑的水平平板小车上，并随小车一起沿粗糙的水平地面向右做匀速直线运动，当小车突然加速，车上的木块将(　　)
CD
A.也跟着小车加速运动
B.向左平滑出小车，落地后向左倾倒
C.木块未落地时，在小车上做匀速直线运动
D.向左平滑出小车，落地后向右倾倒
解析　小车加速前，木块和小车一起向右做匀速直线运动，即木块和小车具有共同的速度，当小车突然加速时，由于木块在光滑的接触面上，不受摩擦力的作用，木块由于惯性，还要保持原来大小不变的速度向右做匀速直线运动，而小车的速度逐渐变大，所以木块会相对于小车向左水平滑出小车，落地后，由于惯性，木块相对地面运动速度继续向右，下部受到地面方向向左的摩擦力而减速，上部由于惯性继续保持原速度向右运动，所以木块落地后向右倾倒，故选项C、D正确。
8.(2021·浙江杭州市高三月考)如图所示是月球车示意图。月球车能完成月球探测、考察、采集样品等任务,当它在月球表面行驶时(　　)
C
A.不受重力 B.不受阻力
C.仍有惯性 D.不遵循牛顿运动定律
解析　月球车在月球上受到月球对它的引力，故A错
误；月球车在运动过程中支持力和重力是一对平衡力，由于受到月球的支持力，加上月球的表面不光滑，所以月球车会受到阻力，故B错误；惯性是物体本身的一种性质，质量是惯性大小的唯一量度，与物体所处的位置无关，所以月球车在月球上仍然有惯性，故C正确；月球车运动的过程中和在地球上一样，仍然遵循牛顿运动定律，故D错误。
9.(多选)同学们到中国科技馆参观，看到了一个有趣的科学实验：如图所示，一辆小火车在平直轨道上匀速行驶，当火车将要从“∩”形框架的下方通过时，突然从火车顶部的小孔中向上弹出一小球，该小球越过框架后，又与通过框架的火车相遇，并恰好落回原来的孔中。下列说法中正确的是(　　)
BD
A.相对于地面，小球运动的轨迹是直线
B.相对于地面，小球运动的轨迹是曲线
C.小球能落回小孔是因为小球在空中运动的过程中受到
水平向前的力
D.小球能落回小孔是因为小球具有惯性，在水平方向保
持与火车相同的速度
解析　相对于地面，小球竖直方向先做减速运动，后做加速运动，水平方向做匀速运动，轨迹是曲线，A错误，B正确；能落回小孔是因为小球具有惯性，在水平方向保持与火车相同的速度，故C错误，D正确。
本节内容结束
THANKS