2014年秋高中物理必修一（新人教版）：第四章第1 牛顿第一定律课件

课件17张PPT。牛顿第一定律学习目标：
1.知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，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.知道什么是惯性，会正确解释有关惯性的现象。第1节重点
1.理解力和运动的关系。
2.理解牛顿第一定律，知道惯性与质量的关系。
难点
1.伽利略的理想实验的推理过程、牛顿第一定律的理解。 2.惯性与质量的关系、决定惯性大小的因素。重点难点一、理想实验的魅力
提出问题
1.观察演示实验,分析讨论力是不是维持物体运动的原因?
演示实验1
(1)桌子上铺毛巾,小车放在毛巾上,推它就动,不推就停;
(2)将毛巾换成玻璃板,或直接利用桌面,把小车放在桌面或玻璃板上,用力推一下,它运动一段时间才停下来。
结论:物体的运动不需要力来维持。
提出问题2.既然物体的运动不需要力来维持,前面的实验为什么会出现两种现象呢?矛盾出现在哪里呢?下面用小球来做个对比实验。一、理想实验的魅力演示实验2
(1)使斜槽下端与桌面上铺好的毛巾吻合,让小球从斜槽上自由滚下,标出小球在毛巾上滚动的距离;
(2)使斜槽下端直接与桌面吻合,让小球从斜槽上同一位置自由滚下,标出小球在桌面上滚动的距离;
(3)使斜槽下端与桌面上的玻璃板吻合,让小球从斜槽上同一位置自由滚下,标出小球在玻璃板上滚动的距离。
现象:接触面越光滑,小球滚动的距离越远。
结论:运动小球停下来的原因是受到了摩擦力的作用。提出问题一、理想实验的魅力3.在演示实验2中,若接触面光滑无摩擦,小球会怎样?点拨:物体的运动不需要力来维持。物体最后停下来的原因是有摩擦力的作用。若无摩擦力,运动物体会一直运动下去。提出问题一、理想实验的魅力4.根据伽利略理想斜面实验,阅读教材第69页第二、三自然段和“牛顿物理学的基石——惯性定律”,回答以下问题:
(1)为什么伽利略的实验是个“理想实验”?
(2)比较伽利略、笛卡儿和牛顿三个人的观点,他们都是叙述力和运动关系的,谁的更全面?
点拨:(1)我们不能消除一切阻力,也不能把第二个斜面做得无限长,所以伽利略的实验是个“理想实验”。
(2)①伽利略:在水平面上的物体,设想没有摩擦,一旦具有某一速度,物体将保持这个速度永远地运动下去。也就是说,力不是维持物体运动的原因。
②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,既不停下来,也不偏离原来的方向。
③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,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。这就是牛顿第一定律。
综上所述,牛顿第一定律更全面、更完善。二、牛顿物理学的基石----惯性定律1.伽利略、笛卡儿、牛顿等关于力和运动的关系,牛顿第一定律更完善,那么它从几个方面阐述了力和运动的关系?
点拨:两个方面:不受力时,物体保持匀速直线运动状态或静止状态;受力时,力迫使它改变运动状态。
2.根据牛顿第一定律,分析改变物体运动状态的原因。
点拨: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。
3.牛顿第一定律能否用实验来验证?
点拨:不能,因为不受力作用的物体是不存在的。
(受力但合力为0可看成不受力。在学生回答的基础上,给出明确答案,并指出:牛顿第一定律虽然所描述的是一种理想化状态,但它却正确揭示了自然规律。)典型例题例1 (2014·北京高考·单选) 伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验:小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是( )
A.如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置
B.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态
C.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变
D.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小解析:根据题意,铺垫材料粗糙程度降低时,小球上升的最高位置升高,当斜面绝对光滑时,小球在斜面上没有能量损失,因此可以上升到与O点等高的位置,而B、C、D三个选项,从题目不能直接得出,所以,选项A正确。
答案:A三、惯性与质量提出问题1.如图所示,在小车上竖放一长条木块,让小车在光滑玻璃板上运动,前面固定一个物块,当车被物块挡住时,车上的木块会向前倾倒。这是为什么?点拨:如图所示,木块随车一起运动,当车被挡住时,车停止运动,木块的底部受到车的摩擦作用,而木块由于要保持原来的运动状态,故向前倾倒。物体这种保持原来运动状态不变的性质叫惯性。
2.(1)木块立在静止的车上,忽然拉动小车,木块后倾。(2)人站在匀速行驶的车厢内竖直向上跳起,仍落回原地。说明产生这些现象的原因。
点拨:物体总具有保持原来运动状态的性质。三、惯性与质量3.总结什么叫惯性?
点拨:惯性是指物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
4.由牛顿第一定律知,一切物体都有保持它们原来的匀速直线运动或静止状态的性质,所以牛顿第一定律又叫惯性定律。当力迫使它改变这种状态时,它就会有抵抗运动状态改变的“本领”。这个“本领”与什么因素有关?请大家通过实例分析。
点拨:载重货车启动时,由静止到高速需要较长一段时间;冲锋舟比邮轮容易改变原来的运动状态。
以上实例说明:运动状态变化的难易程度与质量有关。
5.决定惯性大小的因素是什么?
点拨:惯性大小与质量有关,质量大的物体,惯性大;质量小的物体,惯性小。典型例题例2 (多选)以下说法中正确的是( )
A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律
B.不受外力作用时,物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性
C.在水平地面上滑动的木块最终要停下来,是由于没有外力来维持木块的运动
D.物体运动状态发生变化时,物体必定受到外力的作用
解析:牛顿第一定律描述的是一种理想的状况——物体不受外力作用,将保持静止状态或匀速直线运动状态不变,实际的情况是物体都要受到外力的作用,只要物体所受外力的合力为0,物体就保持静止状态或匀速直线运动状态不变,所以选项A正确;物体的运动并不需要力来维持,而是由物体本身所固有的一种属性——惯性来维持,力是改变物体运动状态的原因,所以选项B、D正确;选项C中木块最终要停下来的原因是:木块在运动过程中,受到各种摩擦阻力的作用,即木块所受外力的合力不为0,所以选项C是错误的。
答案:ABD典型例题例3关于物体的惯性，下列说法中正确的是（ ）
A.运动速度大的物体不能很快地停下来，是因为物体速度越大，惯性也越大
B.静止的火车启动时，速度变化慢，是因为静止的物体惯性大
C.乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性小
D.在宇宙飞船中的物体不存在惯性，因此可以飘浮答案:C
巩固练习1. (多选)关于牛顿第一定律的下列说法中正确的是（ BD ）
A.牛顿第一定律是实验定律
B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因
C.惯性定律与惯性的实质是相同的
D.物体的运动不需要力来维持巩固练习2.下列关于惯性的说法中，正确的是( D )
A.人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性
B.百米赛跑中跑到终点时不能立即停下来是由于惯性，停下时就没有惯性了
C.物体没有受外力作用时有惯性，受外力作用后惯性被克服了
D.物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关巩固练习3. 有一仪器中电路如图4-1-7所示，其中M是质量较大的一个金属块，两端与弹簧相连接，将仪器固定在一辆汽车上，当汽车启动时，哪只灯亮？当汽车急刹车时，哪只灯亮？为什么？
??答案:当汽车启动时，汽车的速度变大了，而金属块由于惯性，将保持原来的静止状态，而相对于汽车向后运动，从而使绿灯所在的电路被接通，所以启动时绿灯亮；反之，刹车时，汽车的速度变小了，而金属块由于惯性，将保持原来的速度运动，而相对于汽车向前运动，从而使红灯所在的电路被接通，所以刹车时红灯亮。当汽车匀速行驶时，弹簧将使金属块复位，两灯均不亮。布置作业
完成[课时学案]中交流讨论的内容