第四章牛顿运动定律4.1牛顿第一定律课件2:49张PPT

课件49张PPT。第四章　牛顿运动定律
1　牛顿第一定律一、力与运动的关系1.亚里士多德的观点:必须有力作用在物体上,物体
_________;没有力的作用,物体就要_______________。才能运动静止在一个地方2.伽利略的斜面实验:
(1)理想实验:让小球沿一个斜面从
静止状态开始向下运动,再让小球冲
上第二个斜面,如果没有摩擦,无论
第二个斜面的倾角如何,小球所达到的高度_____,
若将第二个斜面放平,小球将_____________。
(2)实验结论:力不是___________________。相同永远运动下去维持物体运动的原因3.笛卡儿的观点:如果运动中的物体没有受到力的作用,
它将继续以_________沿_________运动,既不停下来也
不偏离原来的方向。
4.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___________这种状
态。牛顿第一定律又叫_________。同一速度同一直线匀速直线运动静止迫使它改变惯性定律二、惯性与质量1.惯性:物体保持原来_________________或_________
的性质。
2.惯性的表现:改变物体运动状态的_________。
3.惯性的量度:_____是物体惯性大小的唯一量度。匀速直线运动状态静止状态难易程度质量【思考辨析】
(1)亚里士多德认为物体的自然状态是静止,只有当它受到力的作用才会运动。 (　　)
(2)伽利略认为力不是维持物体运动的原因。 (　　)
(3)力不是使物体运动的原因,而是使物体运动状态改变的原因。 (　　)(4)速度大的物体,不能很快停下来,是因为速度大
时,惯性也大。 (　　)
(5)物体的运动状态的改变指的是速度的改
变。 (　　)提示:(1)√。亚里士多德认为必须有力作用物体才运动,没有力作用,物体一定静止,力是维持物体运动的原因。
(2)√。伽利略通过理想实验得出,物体的运动不需要力来维持,力不是维持物体运动的原因。(3)√。运动的物体在不受力时将一直运动下去,所以说物体运动不需要力来维持。要使物体的运动状态改变必须有力的作用,所以说力是改变运动状态的原因。
(4)×。物体惯性的大小仅与物体的质量有关,与运动状态无关。
(5)√。速度是描述物体运动状态的物理量,物体的运动状态不变,速度就不变。一对牛顿第一定律的理解
【典例】如图所示，在一辆表面光滑①且足够长的小车②上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)，两个小球随车一起运动③，当车突然停止运动时，若不考虑其他阻力④，则两个小球（ ）
导学号28974093A.一定相碰　　　 B.一定不相碰
C.不一定相碰 D.无法确定【审题关键】【正确解答】选B。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。【核心归纳】
1.牛顿第一定律的物理意义:
(1)揭示了力和运动的关系。
①力是改变物体运动状态的原因:只有受到力的作用,物体的运动状态才会发生改变,即产生加速度。②物体的固有属性是保持原有运动状态:物体若不受力,它将保持匀速直线运动状态或者保持静止状态。
(2)揭示了一切物体都具有的一种属性——惯性,所以牛顿第一定律也叫惯性定律。2.物体运动状态改变的三种情况:
(1)速度的方向不变,大小改变。
(2)速度的大小不变,方向改变。
(3)速度的大小和方向同时发生改变。3.应用牛顿第一定律分析问题的一般步骤:
(1)确定某物体为研究对象。
(2)分析物体原来的运动状态。
(3)找出物体的受力情况,判断物体运动状态是否变化。【过关训练】
1.东汉王充在《论衡·状留篇》中记述了球的运
动:“圆物投之于地,东西南北,无之不可;策杖叩动,
才微辄停”,关于运动和力的关系,下列说法中正确
的是 (　　)A.力是维持物体运动的原因
B.力是改变物体惯性大小的原因
C.力是改变物体位置的原因
D.力是改变物体运动状态的原因【解析】选D。“策杖叩动,才微辄停”说明有力作用时,圆物的运动状态由运动变为静止,所以力是改变物体运动状态的原因。2.(多选)(2018·日照高一检测)“复兴号”高铁在某段
水平轨道上匀速行驶,假设高铁上固定着盛满水的纸
杯。若突然发现纸杯中的水向右洒出,如图所示,则关于
高铁在此种情况下的运动,下列描述正确的是 (　　)A.高铁匀速向左运动
B.高铁可能突然向左加速运动
C.高铁可能突然向左减速运动
D.高铁可能突然向右减速运动【解析】选B、D。若高铁匀速向左运动,则水也匀速运动,速度相等,水不会从纸杯中洒出,A错误;高铁突然向左加速,由于惯性,水还没有来得及加速,所以高铁向左的速度大于水向左的速度,可以出现图示情况,B正确;高铁突然向左减速,由于惯性,水还没有来得及减速,所以高铁向左的速度小于水向左的速度,水应向左洒出,C错误;高铁突然向右减速,由于惯性,水还没有来得及减速,所以高铁向右的速度小于水向右的速度,水应向右洒出,D正确。【补偿训练】
1.关于力和运动的关系,下列说法正确的是 (　　)
A.物体的速度不断增大,表示物体必受外力作用
B.物体向着某个方向运动,则在这个方向上必受力的作
用
C.物体的速度大小不变,则其所受的合外力必为零
D.物体处于平衡状态,则该物体必不受外力作用【解析】选A。物体速度不断增大,运动状态发生了改变,根据牛顿第一定律可知,物体一定受到了力的作用,故A正确;物体朝某个方向运动,沿着该方向可能做匀速直线运动,故该方向可能不受力,B错误;物体的速度大小不变,但方向可能改变,如匀速圆周运动,故合力可能不为零,C错误;物体处于平衡状态,则该物体可能不受外力作用,但也有可能受到外力的合外力等于0,D错误。2.(2018·新乡高一检测)火车在长直水平轨道上匀速行驶,在门窗紧闭的车厢内,有一个人竖直向上跳起,发现仍落回到车上原处,这是因为 (　　)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向后一些,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【解析】选D。人向上跳起后,由于惯性保持向前的运动速度,所以人在空中时在向前的方向上仍具有和火车一样的速度,从而落回到车上的原处。3.(多选)关于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,是由于没有
外力维持木块运动的结果
D.飞跑的运动员遇到障碍而被绊倒,这是因为他受到
外力作用迫使他改变原来的运动状态【解析】选A、B、D。牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时的状态,即总保持匀速直线运动状态或静止状态不变,A、B正确;牛顿第一定律还揭示了力和运动的关系,力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因,在水平地面上滑动的木块最终停下来,是由于摩擦阻力的作用而改变了木块的运动状态,飞跑的运动员,遇到障碍而被绊倒,是因为他受到外力作用而改变了运动状态,C错误,D正确。二　惯性的理解和应用
【典例】下列关于惯性的说法正确的是 (　　)
导学号28974094
A.汽车速度越大越难刹车,表明速度越大惯性越大
B.两个物体质量相同,惯性不一定相同
C.乒乓球可快速抽杀,是因为乒乓球惯性小
D.宇宙飞船中的物体处于完全失重状态,所以没有惯性【正确解答】选C。惯性的大小只与物体的质量有关,与其他因素无关,汽车的质量没有改变,所以惯性不变,故A错误;质量是惯性大小的量度,两个物体只要质量相同,那么惯性一定相同,故B错误;乒乓球可快速抽杀,是因为乒乓球质量小,惯性小,故C正确;惯性的大小只与物体的质量有关,与其他因素无关,所以宇宙飞船中的物体的惯性不变,故D错误。【核心归纳】
1.惯性的性质:一切物体都具有惯性,惯性是物体本身的一种基本属性。
2.惯性相关因素:惯性大小只与质量有关,质量越大、惯性越大;惯性的大小和物体是否运动、是否受力以及运动的快慢是没有任何关系的。【特别提醒】
(1)速度大的物体更难停下来,是因为速度大的物体在停下来的过程中速度变化量大,并不是因为它的运动状态难以改变。
(2)惯性不是力,因此“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”“受到惯性力”等说法都是错误的。【过关训练】
打水漂是人类最古老的游戏之一(如图),仅需要一块小瓦片,在手上呈水平放置后,用力水平飞出,瓦片擦着水面飞行,瓦片不断地在水面上向前弹跳,直至下沉。下列判断正确的是 (　　)A.飞出时的初速度越大,瓦片的惯性一定越大
B.飞行时所用时间越长,瓦片的惯性一定越大
C.飞出去的距离越长,瓦片的惯性一定越大
D.瓦片的质量越大,惯性一定越大【解析】选D。惯性是物体本身具有的一种性质,惯性的大小只与物体的质量有关,所以瓦片的质量越大,惯性一定越大,与初速度、时间、飞行距离等因素无关,故A、B、C错误,D正确。【补偿训练】
1.(2018·温州高一检测)在物理课上,老师在讲解“惯性”概念时,做了一个小实验:用两根细绳分别悬挂一个乒乓球和一个同体积的实心小铁球,用力对着乒乓球吹气,乒乓球偏离了竖直方向;用几乎同样大的力对着小铁球吹气,小铁球几乎没有动。这个实验主要说明的物理问题是 (　　)A.只有运动的物体才具有惯性
B.只有静止的物体才具有惯性
C.物体的质量越大,其具有的惯性也越大
D.一切物体都具有惯性【解析】选C。物体在任何情况下都有惯性,物体惯性的大小仅由其质量大小决定,质量越大,惯性越大。2.下列关于惯性的说法中,正确的是 (　　)
A.物体只有在突然运动或突然停止时才有惯性
B.物体的质量越大或速度越大,其惯性也就越大
C.在太空中飞行的航天飞机内的物体,其惯性消失
D.惯性是物体的属性,与物体是否受力和运动无关【解析】选D。物体的惯性是物体的固有属性,只与物体的质量有关,与物体的位置、是否受力和如何运动无关。故A、B、C错误,D正确。 【拓展例题】考查内容:惯性的应用实例
【典例】如图所示是一种汽车安全带控制装置的示意图,当汽车处于静止或匀速直线运动状态时,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,汽车可能的运动方向和运动状态是(　　)A.向左行驶,突然刹车
B.向右行驶,突然刹车
C.向左行驶,匀速直线运动
D.向右行驶,匀速直线运动【正确解答】选B。当汽车匀速行驶时,摆锤与汽车无相对运动,所以不会向右摆动,故C、D错误;当汽车向右行驶,突然刹车时,车速减小,而摆锤由于惯性仍保持原有的速度向右运动,故A错误,B正确。