【教师整理】高中物理（人教版）必修一：第四章 第一节 牛顿第一定律（共14张PPT）

课件14张PPT。第四章 第一节 牛顿第一定律
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图20-1
　　请你思考：
　　1．亚里士多德认为力的作用是什么？
　　2．伽利略认为“直觉”不可靠，主要忽视了什么？
　　3．牛顿认为力的作用又是什么？
　　基础梳理
　　知识精析
　　一、力与物体运动状态变化的关系
　　1．速度是描述物体运动状态的一个物理量，它是矢量，既有大小又有方向．
　　2．(1)当物体的速度大小和方向都保持不变时，则这个物体的运动状态保持不变．
　　(2)当物体的速度发生变化时，则这个物体的运动状态发生了变化．物体的运动状态变化有以下三种情况：
　　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．
　　3．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，物体运动状态发生改变必定受到了不为零的外力作用，反之亦然，力与运动状态没有必然的联系． 　　二、对牛顿第一定律的理解
　　1．牛顿第一定律的意义在于正确揭示了力和运动的关系，纠正了力是维持物体运动的原因的错误观点，明确了力是改变物体运动状态的原因．
　　2．揭示了物体都有保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质——惯性．
　　3．牛顿第一定律是由“理想实验”加以“科学推理”得到的．所谓“理想实验”就是在实际实验的基础上，根据实验现象，抓住问题的主要方面，忽略影响实验的次要因素，在理想情况下对实验进行合理外推从而得出结论的实验方法．　　三、对惯性的理解
　　1．概念：惯性是一种性质，保持原有运动状态不变的性质，是物体的固有属性．
　　2．决定因素：由质量唯一决定，与运动状态无关，与是否受力无关．
　　3．表现形式：
　　(1)在不受力条件下，惯性表现出“保持”“原来的”运动状态，有“惰性”的意思．
　　(2)在受力条件下，惯性表现运动状态改变的难易程度，质量越大，惯性越大，运动状态越难以改变．　　　四、惯性参考系和非惯性参考系
　　1．惯性参考系：保持静止状态或匀速直线运动状态的参考系．
　　2．非惯性参考系：做变速运动的参考系．
　　3．牛顿第一定律仅适用于惯性参考系．在研究物体运动时，一般选地面或相对地面静止或匀速直线运动的物体为参考系．
　　例如：(1)火车沿平直轨道匀速运动时，可将火车看做惯性系来研究火车内其他物体的运动．
　　(2)火车由静止加速启动时，如果以火车为参考系，原来静止在火车内水平光滑桌面上的物体会相对火车向后加速运动，但物体水平方向上并没有受力．因此牛顿第一定律不成立，火车为非惯性系．　　方法指导
　　一、力和运动状态的关系
　　例1　下列对运动的认识不正确的是(　　)
　　A．亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动
　　B．伽利略认为力不是维持物体速度的原因
　　C．牛顿认为力的真正效果是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动
　　D．伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去
　　解析　运动是物体的自然属性，并不需要力来维持，故选项A错误、B正确；力产生的效果是改变物体的运动状态，即改变速度，故选项C正确；如果物体不受外力，其运动状态不变，即速度不变，故选项D正确．
　　答案　A 　　二、对牛顿第一定律的理解和应用
　　例2　关于牛顿第一定律，下列说法正确的是(　　)
　　A．牛顿第一定律是实验定律
　　B．惯性定律与惯性的实质是相同的
　　C．在水平面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动
　　D．物体运动状态发生变化时，必定受到外力的作用
　　解析　牛顿第一定律是牛顿在总结前人经验和结论的基础上得出的，并不是由实验得出的定律，故选项A错误；惯性定律是说物体不受外力作用时所遵循的规律，而惯性是无论物体受不受力，物体总具有的一种性质，它们的实质不相同，故选项B错误；　　水平面上滑动的木块最终停下来的原因是木块在运动过程中受到摩擦阻力的作用，如果无摩擦，物体将继续运动，不能说物体的运动必须有力维持，故选项C错误；由牛顿第一定律知，力是改变物体运动状态的原因，故选项D正确．
　　答案　D
　　点评　应用牛顿第一定律解题时，应牢牢抓住两点，一个是力改变物体的运动状态；另一个是惯性维持物体原有运动状态，是物体的固有属性．　　变式训练1
　　16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元．在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是(　　)
　　A．四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物体受的力越大，速度就越大
　　B．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来,这说明,静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”
　　C．两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快
　　D．一个物体维持匀速直线运动，不需要受力
　　解析　亚里士多德认为物体受的力越大，速度就越大，力是维持物体运动的的原因，静止是不受力的自然状态；从同一高度重物下落得较快．物体匀速直线运动不需要受力与亚里士多德的观点相反，所以选项D正确．
　　答案　D 　　三、惯性概念
　　例3　火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为(　　)
　　A．人跳起时会受到一个向前的冲力，使他随火车一起向前运动
　　B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随火车一起向前运动
　　C．人跳起后，车继续前进，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很短，偏后的距离很小，不明显而已
　　D．人从跳起到落回地板，由于惯性，在水平方向上人和车始终具有相同的速度
　　解析　人跳起后落回原地的现象是由于惯性造成的,人跳起后,在水平方向上合外力为零,由于惯性,人将保持原来和车一样的水平速度,下落时,定会落回原处,故选项D正确．
　　答案　D 　　变式训练2
　　若行驶中的火车上的乘客，发现放在桌面上的水杯突然向前滑动了，则说明火车正在加速、减速，还是匀速运动？
　　解析　当火车减速时，由于惯性，桌面上的水杯仍具有原来的速度，所以相对桌面向前滑动了，因此，水杯向前滑动，能说明火车做减速运动．
　　答案　火车正在做减速运动　　互动平台
　　育才老师与细心同学关于乘车系安全带的对话
　　育才：我国《交通法》规定：各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带，你知道为什么要这样规定吗？
　　细心：这是为了保障前排乘坐人的安全．因为在行车过程中，若发生意外情况需紧急刹车或车辆发生碰撞时，如果前排乘坐的人没有系好安全带，则由于惯性他们要保持原来的速度与挡风玻璃(或方向盘)相撞，会造成人身伤害．倘若系好安全带就可以有效减轻甚至避免人身伤害了．　　粗心同学与细心同学关于汽车超载现象的对话
　　粗心：昨天傍晚回家路上，又看见交警叔叔在严查车辆超载现象．
　　细心：可不是吗，车辆超载后果严重着呢！据有关部门统计表明，30%左右的车祸根源就是超载．
　　粗心：我想超载也没关系，只要不超速就行了．
　　细心：这你就不懂了，车辆超载后相当于增大了物体的质量，这样其惯性也就增大了，所以超载的车辆其运动状态相对难改变，一旦遇到意外情况时，就很难停下来，后果不堪设想．
　　粗心：原来如此，我又长见识了！