第四章 牛顿运动定律
1 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.
2.理解牛顿第一定律的内容及意义.
3.知道什么是惯性,会正确地解释有关惯性的现象.
自主探究
1.牛顿第一定律:一切物体总保持 状态或 状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.?
2.惯性:物体具有保持原来 状态或 状态的性质叫做惯性.惯性是物体的 ,与物体的运动状态、物体是否受力均无关; 是惯性大小的唯一量度.?
合作探究
一、理想实验
1.两个斜面,小球从一个斜面的某一高度滚下,将到达另一个斜面的某一高度.
(1)若斜面光滑,则小球一定会滚到另一斜面的 高度;?
(2)若降低另一个斜面的坡度,则小球将到达 高度,不过,在另一个斜面上将滚得 ;?
(3)若把另一个斜面改成光滑的水平面,则物体将 .?
2.对力和运动关系的观点
代表人物
对力和运动关系的观点
亚里士多德
伽利略
笛卡儿
二、牛顿第一定律
1.牛顿第一定律的理解
(1)牛顿第一定律反映了 .?
(2)牛顿第一定律不是实验定律,是在可靠的实验事实的基础上,利用逻辑思维对事物进行分析的产物, 用实验直接验证.?
(3)提出了 的概念,它在牛顿运动定律中有极其重要的地位.?
2.惯性的理解
(1)任何物体都有惯性,任何状态下都有惯性.
(2)惯性 一种力,惯性是物体的 .?
三、惯性与质量
问题:歼击机的质量为什么比运输机、轰炸机小得多?体操运动员身材都比较矮小?电动抽水站的电动机和水泵为什么都要固定在很重的机座上?
1.惯性有 ,体现在物体运动状态改变的 上物体的运动状态 ,表示物体的惯性 ,物体的运动状态 ,表示物体的惯性 .?
2.惯性的 只与物体的 有关,具体关系是 .?
课堂检测
1.伽利略的斜面实验证明了( )
A.力不是维持物体运动的原因,没有力作用的物体也可以运动
B.要使运动物体静止必须有力作用,没有力作用的物体就一直运动
C.物体不受外力作用时,一定处于静止状态
D.一切物体都有惯性
2.17世纪,意大利物理学家伽利略根据“斜面实验”指出:在水平面上运动的物体之所以会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故.则下列说法正确的是( )
A.该实验是一理想实验,是在思维中进行的,无真实的实验基础,故其结果是荒谬的
B.该实验是以可靠的事实为基础,经过抽象思维,抓住主要因素,忽略次要因素,从而更深刻地反映自然规律
C.该实验证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论
D.该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据
3.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
4.下列关于惯性的说法中正确的是( )
A.物体能够保持原有运动状态的性质
B.物体不受外力作用时才有惯性
C.物体静止时有惯性,一开始运动,不再保持原有的运动状态,也就失去了惯性
D.物体静止时没有惯性,只有始终保持运动状态时才有惯性
5.如图所示,甲运动员在球场上得到篮球之后,甲、乙以相同的速度并排向同一方向奔跑,甲运动员要将球传给乙运动员,不计空气阻力,他应将球向什么方向抛出( )
A.抛出方向与奔跑方向相同,如图中箭头1所指的方向
B.抛出方向指向乙的前方,如图中箭头2所指的方向
C.抛出方向指向乙,如图中箭头3所指的方向
D.抛出方向指向乙的后方,如图中箭头4所指的方向
6.火车在平直轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有人向上跳起,发现仍落回原处,这是因为( )
A.人跳起后,车厢内空气给他一个向前的力,带着他随同火车向前运动
B.人跳起的瞬间,车厢底板给他一个向前的力,推动他随同火车一起向前运动
C.人跳起后,车厢继续向前运动,所以人落下后必定偏后一些,只是上升时间很短,偏后距离太小,不明显而已
D.人跳起后直至落地,在水平方向和车始终具有相同的速度
7.对下列现象解释正确的是( )
A.在一定拉力的作用下,车沿水平面匀速前进,没有这个拉力,小车就会停下来,所以力是使物体运动的原因
B.向上抛出的物体由于惯性,所以向上运动,以后由于重力作用,惯性变小,所以速度也越来越小
C.急刹车时,车上的乘客由于惯性一样大,所以都会向前倾倒
D.质量大的物体运动状态不容易改变,是由于物体的质量大,惯性也大的缘故
8.一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面,桌面上的A处有一小球.若车厢内的旅客突然发现小球沿如图所示的虚线从A点运动到B点,则由此可以判断列车的运行情况是( )
A.减速行驶,向北转弯
B.减速行驶,向南转弯
C.加速行驶,向南转弯
D.加速行驶,向北转弯
9.一天,下着倾盆大雨.某人乘坐列车时发现,车厢的双层玻璃窗内积水了.列车进站过程中,他发现水面的形状为图中的( )
10.一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶,下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论,正确的是( )
A.车速越大,它的惯性越大
B.质量越大,它的惯性越大
C.车速越大,刹车后滑行的路程越长
D.车速越大,刹车后滑行的路程越长,所以惯性越大
11.科学探究活动通常包括以下要素:提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与搜集证据、分析与论证、评估、交流与合作等.伽利略对落体运动的规律的探究过程如下:
A.伽利略依靠逻辑的力量推翻了亚里士多德的观点
B.伽利略提出了“落体运动的速度v与时间t成正比”的观点
C.为“冲淡”重力,伽利略设计用斜面来研究小球在斜面上运动的情况
D.伽利略换用不同质量的小球,沿同一斜面从不同位置由静止释放,并记录相应数据
E.伽利略改变斜面的倾角,重复实验,记录相应数据
F.伽利略对实验数据进行分析
G.伽利略将斜面实验得到的结论推广到斜面的倾角增大到90°时
(1)与上述过程中B步骤相对应的科学探究要素是 .?
(2)与上述过程中F步骤相对应的科学探究要素是 .?
12.有一仪器中的电路如图所示,其中M是质量较大的一个钨块,将仪器固定在一辆汽车上,汽车启动时, 灯亮,原理是 ;汽车急刹车时, 灯亮.?
参考答案
自主探究
1.匀速直线运动 静止
2.匀速直线运动 静止 固有属性 质量
合作探究
一、理想实验
1.相同 相同 更远 永远运动下去
2.
代表人物
对力和运动关系的观点
亚里士多德
力是维持物体运动的原因
伽利略
力不是维持物体运动的原因
笛卡儿
如果运动中的物体没有受到力的作用,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
二、牛顿第一定律
1.(1)力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因 (2)不能 (3)惯性
2.不是 固有属性
三、惯性与质量
1.大小 难易程度 变化难 大 变化易 小
2.大小 质量 质量大,惯性就大,质量小,惯性就小
课堂检测
1.A
2.BD 解析:伽利略的斜面实验尽管是理想实验,但是以可靠的事实为基础,经过抽象思维,抓住主要因素,忽略次要因素,反映了自然规律.推翻了“力是维持物体运动的原因”的观点,为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据.
3.B 解析:力是改变物体运动状态的原因,选项A错误,B正确;惯性与质量有关,和物体的速度、运动情况无关,选项C、D错误.
4.A 解析:惯性是物体保持原有运动状态的性质,选项A正确;惯性是物体固有的属性,不会因运动状态的改变而改变,也不会因受外力而改变,选项B错误;惯性只与物体的质量有关,与物体的运动状态无关,选项C、D错误.
5.C 解析:球原来与甲、乙速度相同,由于惯性,抛出后球沿原来运动方向与甲、乙运动得一样快,此方向三者相对静止,故要将球传给乙,甲沿3方向抛出即可,选项C正确.
6.D 解析:人随火车运动,具有相同的向前的速度,当人向上跳起后,由于惯性,人将保持原水平方向的速度,所以仍落回到车的原处.
7.D 解析:力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因,选项A错误;惯性只与物体的质量有关,与速度无关,选项B错误;乘客的质量不同,惯性也不同,选项C错误;物体的质量越大,惯性越大,运动状态就越难改变,选项D正确.
8.B 解析:小球具有惯性,相对于列车向前运动,故列车在减速;相对于列车向北运动,故列车向南转弯.
9.B 解析:列车进站时刹车,速度减小,而水由于惯性仍要保持原来较大的速度,所以水向前涌,液面形状和B图一致.
10.BC 解析:质量是惯性大小的量度,质量大则惯性大,故选项B正确;汽车在相同的路面上刹车时,有相同的动摩擦因数,加速度为定值,依据运动学公式可知,初速度越大,刹车滑行的距离越长,故选项C正确.
11.答案:(1)猜想与假设 (2)分析与论证
12.解析:汽车启动时,钨块由于惯性向后移,使绿灯电路接通,绿灯亮;汽车急刹车时,钨块由于惯性向前运动,使红灯接通电路,红灯亮.
答案:绿 钨块由于惯性向后移,使绿灯电路接通 红
课件11张PPT。1 牛顿第一定律一、历史回顾1. 亚里士多德的观点：力是维持 物体运动的原因．这种观点持 续了两千年(公元前384-前322)2. 伽利略的观点：物体的运动不 需要力来维持，力是改变物体 速度的原因． 伽利略观点是通 过理想实验总结出的(1564-1642)伽利略 (Galileo，1564-1642)爱因斯坦：伽利略的 发现以及他所应用的科 学的推理方法是人类思 想史上的最伟大的发现 之一，而且标志着物理 的真正开端。客观事实：小球从一个斜面的高处滚下，会 滚上另一个对接的斜面，摩擦力 越小，越接近原来的高度推 理：小球将会达到同一高度 对接斜面倾角越小，运动距离越远 对接斜面倾角为零，小球永远运动假 想：摩擦力大小为零，小球将会达到 同一高度理想实验补充笛卡儿(Descartes，1596-1650) 如果没有其他原因， 运动的物体将继续以同 一速度沿着一条直线运 动，既不会停下来，也 不会偏离原来的方向。初中版：物体不受外力作用时，将保持原来 的静止或匀速直线运动状态不变。高中版：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。二、牛顿第一定律理 解 （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，说明力不是维持物 体运动的原因. （2）外力的作用是迫使物体改变其运 动, 说明力是使物体运动速度改变的原因. （3）不受外力作用的物体是不存在的.不受外力作用---受外力作用，但合外力为零 （B） 一切物体都具有惯性，物体的 运动并非一定需要力来维持。 （A）惯性是物体的固有属性，不论 物体运动与否、受力与否，都具有惯性。 且惯性只和质量有关。 （4）一切物体都有保持匀速直线运动 状态或静止状态的性质，这种性质叫惯性.
牛顿第一定律又叫惯性定律. 1、伽利略的理想实验证明了（ ）
A．要物体运动必须有力作用，没有力作用物体将静止
B．要物体静止必须有力作用，没有力作用物体就运动
C．物体不受外力作用时，一定处于静止状态
D．物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动或静止状态 2、下列说法中正确的是（ ）
A．运动越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大
B．小球由于重力的作用而自由下落时，它的惯性就不存在了
C．一个小球被竖直上抛，当抛出后能继续上升，是因为小球受到了向上的推力
D．物体的惯性是物体保持匀速直线运动状态或静止状态的一种属性，与物体的速度大小无关 3、关于惯性，下列说法正确的是（ ）
A．惯性是一切物体的基本属性 B．物体的惯性与物体的运动状态无关
C．物体运动快，惯性就大 D．惯性大小用物体的质量大小来量度课件23张PPT。1 牛顿第一定律力是维持物体运动的原因亚里士多德
(公元前384－322)力和运动关系有力才有运动，力撤去运动也停止一、依据 ：观察和直觉 伽利略的观点： 在水平面上运动的物体所以会停下来，是因为受到摩擦的缘故。伽利略
(1564－1642)力和运动关系一、伽利略的观点： 在水平面上运动的物体所以会停下来，是因为受到摩擦的缘故。 继续研究：减少摩擦？伽利略
(1564－1642)力和运动关系 合理推理：如果没有摩擦？一、 任何速度一旦施加给一个运动着的物体，只要除去加速或减速的原因，此速度可保持不变。不过，这是只能在水平面上发生的情形。伽利略
(1564－1642)力和运动关系伽利略的观点： 在水平面上运动的物体所以会停下来，是因为受到摩擦的缘故。一、伽利略对接斜面 理想实验一种重要的物理方法——理想实验
以可靠事实为基础，经过思维抽象，把研究的事物理想化，以思维超越现实和科学技术,从而更深刻揭示了自然规律。可靠事实笛卡儿的观点： 如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会改变原来的方向。力和运动关系笛卡尔
(1596－1650)一、牛顿第一定律1.内容一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。 二、牛顿的观点与前人有何相同之处？牛顿第一定律如果我看得比别人更远些，那是因为我站在巨人的肩膀上。看得更远体现在哪？更远二、牛顿
(1643-1727)一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会改变原来的方向。
笛卡尔
(1596－1650)保持运动状态是无条件的
物体的固有属性保持运动状态是有条件牛顿第一定律2. 意义指出力是改变运动状态的原因；
提出了物体的一个固有属性：惯性。牛顿一句话，涉及到对立的双方！“力与惯性”二、大师们的启迪伽利略
(1564－1642)亚里士多德
(公元前384－322)牛顿
(1643-1727)力是维持物体运动的原因观察和直觉力不是维持物体运动的原因实验和推理惯性定律总结和思考“马力既竭，輈犹能取也”（公元前770—476） 春秋末年《考工记》：亚里士多德
(公元前384－322)大师们的启迪伽利略
(1564－1642)亚里士多德
(公元前384－322)牛顿
(1643-1727)观察和直觉实验和推理总结和思考惯 性1. 惯性保持静止或匀速直线运动状态的性质；
物体固有的，内在的本能反应；
一切物体、任何环境、任何情况下均有三、你经历过惯性现象？惯 性惯性现象有利还是有弊呢？三、2013年某省新出炉交通规则: 司机不系安全带，记3分，罚100元;
副驾不系安全带，记1分， 罚50元.头靠： 避免撞车时的鞭打效应（颈部来回剧烈运动）气囊： 车辆发生碰撞时充气舰载机在勾住阻拦索的瞬间，飞行员出现“红视”现象歼-15舰载机在勾住阻拦索的瞬间，飞行员会承受巨大的载荷，这对飞行员的颈椎、腰椎和脊柱都会产生影响。同时由于惯性的作用，血液加速向飞行员头部涌去，飞行员眼前会出现“红视”现象……
—《京华时报》课堂小结
“三个一”，即
一个方法——理想实验法
一个定律——牛顿第一定律（惯性定律）
一个量度——质量是惯性大小的唯一量度
发现规律尊重规律应用规律1 查阅关于惯性的应用如弹道式导弹工程中惯性制导系统等。
2 假设某时刻地球停止自转，试想象会发生什么事情？总结四、作业：
