4.1 牛顿第一定律 课件（37张PPT）

(共37张PPT)
第四章 牛顿运动定律
运动学
第三章研究
物体的受力
力学
第一、二章研究物体的运动
动力学
运动和力之间有什么关系呢？
§4.1 牛顿第一定律
2022年11月5日19时50分，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心成功将中星19号卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。该卫星主要为跨太平洋重要航线、东太平洋海域及北美西海岸等覆盖区域提供通信服务。
物体运动的原因是什么？
生活经验：力推物动，力撤物停。
有力作用在物体上，物体才运动；撤掉力，运动就停止．力是维持物体运动的原因．
亚里士多德
前384年-前322年
亚里士多德的运动观
质疑：
原来运动的物体之所以停下来，难道真的是因为在运动方向上没有力的作用吗？
想一想
（1）不再蹬地，滑板车最后会怎么样？
（2）不蹬地时，滑板车是不是立刻停下来？
（3）从不蹬地到停下来的过程中，滑板车还受到什么力？
质疑：
原来运动的物体之所以停下来，难道真的是因为在运动方向上没有力的作用吗？
大胆猜想
如果没有摩擦力的影响，在水平面面上运动的物体会一直运动下去。
如果没有摩擦力的影响，在水平面面上运动的物体会怎样呢？
提出问题
伽利略的研究
灵感来源：伽利略针和单摆实验
伽利略的研究
针在不同位置时，小球总是能够到达与释放点相同的高度
针的位置越高，摆球运动的轨迹越长，运动得越远
伽利略的研究
伽利略针和单摆实验
随着摩擦影响逐渐减小，小球上升的高度越来越高，越来越接近释放点的高度（等高线）
实验现象：
h
斜面越光滑， 小球上升的高度越接近释放点的高度
如果没有摩擦力，这个小球将达到释放点的高度
合理推理
μ
大
小
h
h
h
实验事实
随着右侧斜面倾角的减小，小球速度为0时到达同一高度，且小球运动的距离越来越远
实验现象：
如果没有摩擦作用的影响，在水平面上运动的物体会一直运动下去！
合理推理
实验事实
随着光滑斜面倾角的减小，小球回到原来释放点的高度所需要走的距离越来越远
伽利略理想斜面实验
力不是维持物体运动的原因
伽利略理想实验的本质：想象着把实际中存在、影响物体运动的摩擦力去掉，抓住事物的本质。这种依据逻辑推理把实际的实验理想化的思想，也是研究物理问题时的重要方法之一。
理想实验=实验事实+逻辑推理
条件限制 实验事实 逻辑推理
阻力不可能完全消除 阻力越小，小球就越接近释放点等高位置 如果完全没有摩擦，小球将到达释放点等高位置
第二个斜面不可能无限长 右侧斜面倾角越小，小球就运动得越远 只要水平面光滑且足够长，小球就会永远运动下去
伽利略的研究——理想斜面实验
笛卡尔的补充
如果运动中的物体没有其他原因的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不会停下来，也不偏离原来的方向。
笛卡儿
1596-1650
想一想
对比伽利略与笛卡儿表述，有什么不同？
如果没有摩擦作用的影响，运动的物体会以恒定速度一直运动下去！物体的运动不需要力来维持！
—伽利略
如果运动中的物体没有其他原因的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不会停下来，也不偏离原来的方向。
—笛卡儿
匀速直线运动
牛顿第一定律
1.内容：
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。
牛顿
1643-1727
平衡状态
牛顿第一定律可不可以用实验来验证？
1、不受力的物体不存在或者光滑的物体也不存在。
2、牛顿第一定律所描述的物体的状态是一种理想化状态。
F合= 0
【例】如图所示，在一辆表面光滑足够长的小车上，有质量为和的两个小球(，两小球原来随车一起运动。当车突然停止时，如不考虑其他阻力，则两个小球(　　)
A．一定相碰
B．一定不相碰
C．不一定相碰
D．无法确定
B
牛顿第一定律
1.内容
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。
牛顿
1643-1727
2.惯性
物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，叫作惯性。
2.惯性
物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
如何比较两个物体的惯性大小呢？
惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。
惯性反映了物体维持原有运动状态的能力。
施加相同的作用力比较物体运动状态改变的难易程度
质量越大，惯性越大
公路上行驶的货车，满载时刹车停下来所需要的时间比空载时刹车停下来所需时间更长
2.惯性
物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。
惯性反映了物体维持原有运动状态的能力大小。
质量是惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大，运动状态越难改变。
亚里士多德
提出观点
引发争议
伽利略
创立方法
指引方向
笛卡儿
补充完善
深化认识
牛顿
系统总结
明确内涵
课堂小结
力是维持物体运动的原因
力不是维持物体运动的原因
匀速直线运动
力是改变物体运动的原因
课堂练习
小试牛刀
1、(多选)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用．下列说法符合历史事实的是(　　 )
A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变
B．伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去
C．笛卡儿指出：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
D．牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
BCD
小试牛刀
2、(多选)下列对牛顿第一定律的理解正确的是(　　 )
A．牛顿第一定律反映了物体不受外力的作用时的运动规律
B．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变
C．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是没有外力维持木块运动的结果
D．奔跑的运动员，由于遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态
ABD
3、下列事例中，利用了物体的惯性的是(　　)
C
小试牛刀
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
4、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。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
A
小试牛刀
5、如图所示，某同学面朝列车行进方向坐在车厢中，水平桌面上放有一相对桌面静止的小球。列车在水平直轨道上运动时，突然，小球相对桌面向后滚动，则可判断(　　)
B
A. 列车在刹车
B. 列车在做加速运动
C. 列车一定在做匀减速直线运动
D. 列车一定在做匀速直线运动
小试牛刀
6、下列选项是四位同学根据图中驾驶员和乘客的身体姿势，分别对向前运动的汽车运动情况做出的判断，其中正确的是(　　)
A.汽车一定做匀加速直线运动
B.汽车一定做匀速直线运动
C.汽车可能是突然减速
D.汽车可能是突然加速
C
小试牛刀