鲁科版高中物理必修第一册第5章牛顿运动定律5.1牛顿第一运动定律教学课件（共21张PPT）

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第五章 第1节
牛顿第一运动定律
我们在生活中常能见到以下现象：踢出的足球会慢慢停下来；摇人的时候叫来的人越多，车就会越容易推动；打架的时候你打出去的一拳不但别人痛，自己也痛……这就是著名的牛顿运动定律。
牛顿第一运动定律
牛顿第二运动定律
牛顿第三运动定律
如果仅靠直观感觉来看待力与运动之间的关系，我们会觉得亚里士多德的观点似乎更符合日常经验。从他的视角看，对于静止的马车，若马不拉车，车就不动；对于运动的马车，马不继续拉车，车会停下来。这难道不是证明了有力才有运动，运动需要外力来维持吗？
艺术作品中的古希腊战车
亚里士多德的观点可表述为：有外力的作用时物体才能运动，要维持物体的运动就需要外力
然而，伽利略设计了一个理想实验，让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几乎等高的地方。斜面倾角越小，小球运动到同一高度所经历的路程越远。当斜面倾角逐渐减小到 0，右侧变为水平面时，小球将为了达到那个永远无法达到的高度而一直运动下去。在这种情况下，小球在水平方向没有受力，却会一直运动下去。显然，伽利略的理想实验反驳了亚里士多德的观点
在此基础上，法国哲学家和科学家笛卡儿R. Descartes，1596—1650）把伽利略的结论推广到没有重力、摩擦力、空气阻力等更理想的情况，进一步完善了伽利略的观点。他提出：若没有其他原因，运动物体将继续以原来的速度沿直线运动
伽利略与笛卡儿的观点皆基于理想情况，在现实中很难实现。下面我们通过气垫导轨来演示在可忽略阻力情况下物体的匀速直线运动。用气泵给气垫导轨充气，气体从气垫导轨的小孔中喷出，在滑块与导轨间形成空气薄层——气垫。这样，滑块在气垫上滑动时受到的阻力很小，可忽略不计。将气垫导轨调至水平，给滑块一个初速度，使其运动起来。利用光电门和电子计时器测出滑块在运动过程中的速度几乎不变。可见，若水平方向没有外力作用，则滑块能保持匀速直线运动。
认识仪器---气垫导轨
不同型号的气垫导轨
气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器。它利用小型气源将压缩空气送入导轨内腔。空气再由导轨表面上的小孔中喷出，在导轨表面与滑行器内表面之间形成很薄的气垫层。
滑行器就浮在气垫层上，与轨面脱离接触，因而能在轨面上做近似无阻力的直线运动，极大地减小了以往在力学实验中由于摩擦力引起的误差。使实验结果接近理论值。结合打点计时器、光电门、闪光照相等，测定多种力学物理量和验证力学定律。中学物理实验中，利用气垫导轨验证动量守恒定律，研究弹簧振子的运动规律，研究物体的加速度等，和理论值就非常接近。
牛顿在伽利略、笛卡儿等人研究成果的基础上提出了著名的牛顿第一运动定律（Newton’s first law of motion），简称牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，除非有外力迫使它改变这种状态。
踢出的足球会慢慢停下
汽车在公路上匀速运动
任何物体都有保持静止或匀速直线运动状态不变的属性，物理学中将这种属性称为惯性（inertia）。
惯性大小表示了物体运动状态改变的难易程度，它只与物体的质量有关：质量大的物体运动状态相对不易改变，惯性大；质量小的物体运动状态相对容易改变，惯性小。可以说，质量是描述物体惯性大小的物理量
生活中的惯性
生活中，很多现象可以用惯性来解释。例如，乘坐汽车时，如果紧急刹车，我们的身体会前倾；跳远或跳高运动员助跑后，飞身一跃，会在空中继续前进；在公路上行驶的车辆，一旦遇到突发事件，小车容易停下，大车则不易停下......这些皆与物体的惯性有关
惯性有时对我们有利，以此节约能源，造福百姓。有时惯性猛如虎，足以让一个家庭支离破碎……
《中华人民共和国道路交通安全法》第七十六条规定，机动车与非机动车驾驶人、行人之间发生交通事故，非机动车驾驶人、行人没有过错的，由机动车一方承担赔偿责任；有证据证明非机动车驾驶人、行人有过错的，根据过错程度适当减轻机动车一方的赔偿责任；机动车一方没有过错的，承担不超过百分之十的赔偿责任。
上段还是下段的细绳先断
用细绳把一本较厚重的书捆牢，然后将细绳的一端悬挂起来，另一端用手牵住
先迅速用力将细绳往下一拉，看细绳的哪一段先断开再做一次，拉力逐渐加大，直到细绳被拉断，看看又是细绳的哪一段先断开
比较两次拉断细绳的结果，想想这是为什么？
当迅速用力拉绳时，下段细绳先断。原因是:由于书本比较厚重，惯性较大,其运动状态难以改变，在迅速向下拉绳的瞬间，书本可以认为固定不动，上段绳的力没来得及增大，而此时下段细绳承受的力将比上段细绳承受的力大，因此，下段细绳将会先断。当缓慢增大拉力时，由平衡条件可知，上段细绳承受的力为书的重力和手对下段细绳拉力之和，所以上段细绳的拉力总比下段细绳的拉力大，上段细绳一定先断。
1.一位同学说，向上抛出的物体在空中向上运动时，肯定受到了向上的作用力，否则它不可能向上运动。你认为他的说法对吗？为什么？
2.有人认为，只有静止或做匀速直线运动的物体才具有惯性，做变速运动的物体不具有惯性。这种看法对吗？物体的惯性与物体的运动状态是否有关？请用实例来说明你的看法
错误。实际上，物体向上运动是因为它具有惯性，能够保持原有的运动状态。物体之所以还能继续向上运动，是因为它的惯性使得它继续保持运动状态
错误。一个物体，如果不受外力，或者所受合外力为零时，它就会静止，或者做匀速直线运动。变速运动的物体之所以变速，是因为一直都在受到力的作用，这个时候惯性还在，惯性每时每秒都在与力做着斗争。如果突然把力去掉，那么惯性会立刻让这个物体做匀速直线运动。
3.下列情形中，物体的运动状态发生变化的是
A.小石块做自由落体运动
B.小球在光滑水平面上做匀速直线运动
C.汽车在转弯时速度的大小不变
D.铅球被抛出以后的运动
ACD
【解析】
A、小石块做自由落体运动，速度大小不断增大运动状态发生了变化，故A正确B、小球在光滑的水平面上做匀速直线运动，速度的大小和方向均不变，运动状态不变，故B错误;C、汽车在转弯时速度的大小不变，但方向发生了变化，运动状态发生了变化，故C正确;D、铅球被抛出后的运动，速度大小和方向均发生了变化，所以运动状态发生了变化，故D正确。
4.对一些生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以分析。其中正确的是
A.“ 强弩之末，势不能穿鲁缟 ”，是因为强弩的惯性减小了
B.汽车超速行驶易引发交通事故，是因为速度大的汽车惯性大
C.车辆转弯时适当减速，是为了减小车辆的惯性，使行驶更安全
D.货运列车在有些车站加挂车厢，这会增大它的惯性
D
【解析】
A、“强弩之末，势不能穿鲁缟”,是因为弩的速度小了，而质量没变，惯性不变，故A错误;B、惯性的大小只与质量有关，与速度无关，故B错误;C、车辆转弯时适当减速，是为了减小车由于惯性造成的危害，车辆质量不变惯性不变，故C错误;D、货运列车在车站加挂车厢，质量变大，会增大它的惯性，故D正确。
5.下列情况可能存在的是
A.物体的速度很大，但惯性很小
B.物体的惯性很大，但质量很小
C.物体的体积很大，但惯性很小
D.物体所受的合外力很大，但惯性很小
ACD
【解析】
物体质量是惯性的唯一决定因素，即质量越大，惯性越大，与物体的速度、体积和合外力的大小无关，故ACD正确，B错误。