粤教版高中物理必修第一册第四章牛顿运动定律第一节牛顿第一定律课件（31页PPT）

(共31张PPT)
第四章　牛顿运动定律
第一节　牛顿第一定律
1.初步体会伽利略理想实验的魅力，同时明确理想实验是科学探究的 重要方法.
2.理解牛顿第一定律的内容，同时尝试挖掘深层含义.
3.理解惯性的概念，同时尝试解释有关惯性的现象.
学习任务一 伽利略的理想实验
教材新知梳理
1. 亚里士多德认为：维持物体运动需要 .
2. 伽利略的理想实验
(2)推理结论：物体的运动不需要 来维持.
力　
高度相同　
增大　
永
远运动下去　
力　
关键核心突破
　　很多同学都很喜欢足球运动，在一次比赛中，足球被运动员踢出后在水 平草地上运动，如图所示.
(1)甲同学认为足球受重力、支持力、空气和草地的阻力，还有向前的推 力，你认为他的观点正确吗？
提示：(1)不正确，足球没有受到向前的推力.
(2)乙同学认为足球之所以会停下来，原因是足球受到的阻力改变了其运动状 态，你认为他的观点正确吗？
(2)正确.
(3)足球停下的现象是否违背了牛顿第一定律？
(3)不违背.
1. 亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因
两千多年前，人们的观测方法、手段有限，主要凭“直觉＋观察”得出这样 一个错误结论——力是维持物体运动的原因.而在当时也没有更先进的观测手 段去否定这样一个错误结论，在以后的两千年内，动力学一直没有多大的发 展，总认为有力的作用，物体才会运动，没有力的作用，物体就会停下来.
2. 伽利略的理想斜面实验
如图甲所示，让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个斜面.如果没 有摩擦，小球将上升到原来的高度.
如果第二个斜面倾斜角度小，如图乙，小球在这个斜面上达到原来的高度就 要通过更长的路程.继续减小第二个斜面的倾斜角度，如图丙，使它最终成为 水平面，小球就再也达不到原来的高度，而是沿水平面以恒定的速度持续运 动下去.
3. 伽利略的思想方法
伽利略用“实验＋科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点.
伽利略的理想斜面实验虽然是想象中的实验，但这个实验反映了一种物理思 想，它是建立在可靠的事实基础之上的.以事实为依据，以抽象为指导，抓住 主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示了自然规律.
伽利略的观点：在水平面上的物体，设想没有摩擦，一旦物体具有某一速 度，物体将保持这个速度一直运动下去.
4. 笛卡尔的观点
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，既不会停下 来，也不会偏离原来的方向.笛卡尔补充和完善了伽利略的观点.
【典例1】　理想实验有时能更深刻地反映自然规律.伽利略设想了一个理想 实验，下面对如图所示的斜面实验的设想步骤中，有一个是实验事实，其余 是推论.
①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度.
②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面.
③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度.
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它变成水平面，小球将沿水平面做持 续的匀速运动.
(1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列 (只要填写 序号即可).
(2)在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论.下 列关于事实和推论的分类正确的是 .
A. ①是事实，②③④是推论 B. ②是事实，①③④是推论
C. ③是事实，①②④是推论 D. ④是事实，①②③是推论
思路点拨：理想实验是一种思维活动，是抽象思维中设想出来的、无法做到 的实验，但是理想实验是建立在可靠事实的基础上的.
解析：本题考查对理想斜面实验的理解.只有②是事实，其他是推论.
②③①④　
B　
［跟踪练习］
A. 力是维持物体运动的原因
B. 力是保持物体速度不变的原因
C. 力是使物体产生加速度的原因
D. 力不是维持物体运动的原因
解析：伽利略的理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因，不受外力作 用的物体能保持原来的运动状态.力是使物体产生加速度的原因不是由伽利略 的斜面实验得出的.故选项D正确.
D
学习任务二 牛顿第一定律
教材新知梳理 x
匀速直线运动　
静止　
外力　
改变　
维
持　
关键核心突破
1. 对牛顿第一定律的理解
(1)定性说明了力和运动的关系：
①力是改变物体运动状态的原因，或者说力是产生加速度的原因，而不是维 持物体运动状态的原因.
②物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态.
(2)揭示了一切物体都具有一种固有属性——惯性.因此牛顿第一定律也叫惯 性定律.
2. 物体运动状态的变化即物体运动速度的变化，有以下三种情况
(1)速度的方向不变，只有大小改变(物体做直线运动).
(2)速度的大小不变，只有方向改变(物体做曲线运动).
(3)速度的大小和方向同时发生改变(物体做曲线运动).
3. 注意
(1)牛顿第一定律所描述的是物体不受外力作用时的状态，与物体所受合外力 为零是等效的.
(2)牛顿第一定律不是实验定律，它是在理想实验的基础上总结得出的.
B
A. 一定相碰 B. 一定不相碰
C. 不一定相碰 D. 无法确定
思路点拨：①小车上表面光滑且足够长，说明小车停止运动后，两小球在水 平方向不受外力的作用，且不会滑离小车.②两小球随车一起运动，说明两球 与小车的速度均相同.
解析：小车表面光滑，因此两小球在水平方向上没有受到外力的作用.原来两 个小球与小车具有相同的速度，当车突然停止运动时，由于惯性，两个小球 的速度不变，所以不会相碰.故选项B正确.
A. 人跳起时会得到一个向前的冲力，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，车在继续前进，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很 短，偏后的距离太小，不明显而已
D. 人跳起后直到落地，在水平方向上人和车始终具有相同的速度
D
学习任务三 惯性
教材新知梳理
1. 惯性定义：物体具有保持原来 状态或 状态的性 质，叫作惯性.
2. 惯性是物体的 ，与物体的受力情况及运动情况 .
3. 是惯性大小的量度，质量越大的物体惯性 ，质量越小则 惯性 .
匀速直线运动　
静止　
固有属性　
无关　
质量　
越大　
越小　
关键核心突破
1. 惯性的理解
(1)惯性是物体保持原状态的一种性质，是物体维持运动状态的原因.
(2)一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性.
2. 惯性的表现形式
(1)物体不受力时，惯性表现为保持原来的运动状态.
(2)物体受力且合力不为零时，物体仍然具有惯性，此时惯性表现为物体运动 状态改变的难易程度，惯性越大，物体运动状态越难改变.
3. 几个关系
(1)惯性与质量的关系：质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯 性越大.
(2)惯性与力的关系：惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，惯性大小 与物体的受力情况无关.
(3)惯性与速度：一切物体都有惯性，惯性大小与物体是否有速度及速度的大 小无关.
(4)惯性与惯性定律：惯性是物体具有的一种固有属性，惯性定律是物体 不受外力时所遵循的一条规律，惯性不同于惯性定律.惯性定律揭示了物 体的惯性.
4. 惯性的特性
(1)普遍性：一切物体都有惯性.
(2)唯一性：质量是惯性大小的唯一量度.
(3)无关性：惯性大小与运动状态无关，与受力情况及所处位置无关.
A. 同一汽车，速度越快，越难刹车，说明物体速度越大，惯性越大
B. 物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性
C. 乒乓球可以快速抽杀是因为乒乓球的惯性小
思路点拨：惯性只与质量有关，与速度、重力等均无关.
C
解析：物体的惯性大小与物体的运动状态无关，只与物体的质量有关，所以 惯性与速度的大小无关，故选项A、B错误；乒乓球可以快速抽杀，是因为乒 乓球的质量小，惯性小，运动状态容易改变，故选项C正确；在月球上和在 地球上，重力加速度的大小不一样，所以物体受到的重力的大小也就不一 样，但质量不变，惯性也不变，故选项D错误.
［跟踪练习］
3. 佳琪同学在乘坐公交车时，遭遇了如图所示的情况.某报社对此事进行了相 关报道.请你根据所学知识回答下列问题.
遇险情急刹车　乘客受伤
本报讯　今天清晨6：30，21路公交车在行驶途中遇险，司机紧急刹车，有 三名站在后排的乘客由于突然刹车失去惯性向前急冲而受伤……
(1)分析此时公交车的运动状态，并解释产生此现象的原因.
解析：(1)当车突然刹车减速或向后倒车时，人的下半身随车一起运动，状态 发生改变，人的上半身因为惯性保持原来的运动状态而前倾，所以公交车的 运动状态是：公交车突然刹车或突然减速；报道所指现象的原因是：惯性.
(2)指出这则报道中的错误之处.
解析：(2)当公交车突然刹车时，公交车和乘客的脚同时受到阻力的作用而停 止运动，而乘客的上半身因为惯性继续保持向前的运动状态而倾倒；惯性是 物体的固有属性，取决于物体的质量，与物体的运动状态无关，报道中“突 然失去惯性”的说法是错误的.
答案：(1)公交车的运动状态是：公交车突然刹车或突然减速；出现报道所指 现象的原因是：惯性.
答案：(2)报道中的错误是“突然刹车失去惯性”.
A. 空间站中的物体由于处于失重状态会失去惯性
B. 羽毛球可以快速扣杀，是因为羽毛球惯性小
C. 静止的火车启动十分缓慢，说明火车静止时比运动时惯性较大
D. 从高处下落的玻璃杯比从低处下落的玻璃杯容易碎，是因为前者惯性比较 大
B
解析：惯性是物体的固有属性，物体在任何情况下都有惯性，失重时也有惯 性，故A错误；物体的惯性只与物体的质量有关，羽毛球的质量小，惯性 小，容易扣杀，故B正确；惯性与速度无关，故C错误；惯性与物体所处的位 置高度无关，故D错误.
A. 牛顿第一定律是依靠实验事实，直接归纳总结得出的
B. 根据牛顿第一定律可知，力是维持物体运动的原因
C. 惯性是物体的固有属性，物体的质量越大，惯性越大
D. 物体保持静止或匀速直线运动状态时有惯性，加速时没有惯性
C
A. 小车一定是突然加速了
B. 小车一定是突然减速了
C. 小车可能做匀速直线运动
D. 小车一定有向左的加速度
D
解析：某时刻小球向右偏离了一定角度，说明在极短时间内小球相对小车速 度向右.如果小车开始时向左运动，一定是小车突然加速，小球由于惯性仍保 持原来的状态，向右偏离；如果小车开始时向右运动，一定是小车突然减 速，小球由于惯性仍保持原来的状态，向右偏离.两种情况都是小车有向左的 加速度而出现的现象，所以A、B、C错误，D正确.
4. 如图所示是一种汽车安全带控制装置.当汽车处于静止或匀速直线运动时， 摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动.当汽车突然 刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁定棘轮的转动，安全带不能被 拉动，若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置.
请回答下列问题：
(1)汽车的可能运动方向和运动状态如何？
解析：(1)当摆锤摆到图中虚线位置时，汽车可能向右减速，也可能向左加速 运动.
(2)当汽车停下来时，安全带能被拉动吗？
解析：(2)当汽车停止时，又恢复到实线位置，安全带能被拉动.
答案：(2)能.
答案：(1)向右减速或向左加速运动.