人教版高中物理必修一　4．1牛顿第一定律课件（共23张PPT）

(共23张PPT)
4.1牛顿第一定律
有一个基本问题，几千年来都因为它太复杂而含糊不清，这就是运动的问题。
——爱因斯坦
运动学
第三章研究的是物体的受力
力学
第一、二章研究的是物体的运动
运动和力之间有什么关系呢？
一、历史回顾
要使一个物体运动，必须推它或着拉它。
自行车要前进，也必须用力
生活经验:力推物动，力撤物停。
换句话说：力是维持物体运动的原因。
伽利略
如果接触面非常光滑没有摩擦，运动的木箱将会怎样？
现实生活中小球
由于摩擦力的作用，小球不可能回到原来的高度，沿水平面也不可能永远运动下去。
二、理想实验的魅力
1
2
3
在光滑对称的斜面上 ，由静止同一位置释放小球：
然后到达等高的位置。
或一直保持速度不变运动下去。
再换句话说：物体不受力时，就会保持自己的速度不变。
结论：1、物体的运动不需要力去维持。
换句话说：力不是维持物体运动的愿因。
伽利略
理想实验研究方法：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，从而更深刻的揭示自然规律。
理想实验在现实中能实现吗？
理想实验是凭空想出来的吗？
理想实验=可靠事实+理论思维
除非物体受到外力作用，物体将永远保持静止或运动状态，永远保持在直线上运动。
脑洞大开
关于“状态”
如果一个物体速度的大小或方向变了，我们也说，它的“运动状态”发生了改变。
如果一个物体由静止变为运动或由运动变为静止。我们说，它的“运动状态”发生了改变。
速度是矢量
大小
方向
静止即V=0，变为某一数值
结论：“状态”即速度，速度变（不论大小变化，还是方向变化）状态就变。
三、牛顿物理学的基石——惯性定律
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
速度即状态
也可以说力是改变物体速度的原因
力是产生加速度的原因
物体总有保持原来匀速直线运动或静止状态的性质。
力是改变物体运动状态的原因
换句话说
惯性
牛顿第一定律可不可以用实验来验证？
牛顿第一定律所描述的物体不受外力的状态，只是一种理想化状态，所以不能用实验来验证。
不受力的物体不存在。
当物体受力但所受外力的合力为零时可以看作物体不受力。或者说合力为零与不受外力是等效的，这样就使得牛顿第一定律在实际应用中有了实际意义。
就像我们说一个人一无所有。
四、惯性与质量
物体总有保持原来匀速直线运动或静止状态的性质。
请观察图中的情景，对这种情景做出解释。试着总结惯性有什么样的特点？
①一切物体都具有惯性
惯性特点：
②惯性是物体的固有属性，不是力的作用
石头大的好搬，还是小的好搬？
惯性的大小与什么因素有关呢？
只与质量有关，质量越大惯性越大，质量越小惯性越小
1、运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性？
2、运动速度大的物体惯性就大呢？
错,惯性与物体的运动状态无关
错,决定惯性的唯一量度就是质量
3、惯性是一种特殊的力吗？
不是,惯性是物体本身固有的一种属性，而力是物体之间的相互作用。
总的来说：惯性是一切物体的固有属性，与物体是否受到外力、物体是否运动均没有关系，质量才是惯性大小的唯一量度。
前面学习运动的相对性时我们已经知道，为了描述物体的运动，要选择一个物体做参考系而参考系的选择带有一定的任意性，例如，描述火车车厢内物体的运动时，可以选择地面为参考系，也可以选择车厢为参考系。
但是，在应用牛顿第一定律时，可以任意选择参考系吗?考察下面的情况也许会有助。
科学漫步
惯性参考系
在一节火车车厢内有一个水平的光滑桌面，桌上有一个小球。如果火车停在水平的铁轨上，小球能够静止在桌面上，能够保持它的静止状态不变。这是符合牛顿第一定律的。
如果火车突然向前开动，小球的状态会有什么变化吗?在火车加速的同时，小球会运动吗?这时它受到水平方向的力吗?用加速运动的车厢作为参考系，牛顿第一定律适用吗?
在有些参考系中，不受力的物体会保持静止或匀速直线运动的状态，这样的参考系叫做惯性参考系，简称惯性系( (inertial system)以加速运动的火车为参考系，牛顿第一定律并不成立，这样的参考系叫做非惯性系。
课后习题解答：
1、回答下列问题
(1)飞机投弹时，如果当目标在飞机的正下方时投下炸弹，能击中目标吗?为什么?
(2)地球在从西向东自转。你向上跳起来以后，为什么还落到原地，而不落到原地的西边?
1、不能。因为炸弹离开飞机后，由于惯性，仍具有离开飞机时的水平速度，故仍向前运动一段距离。
解：
2、地球由西向东转，人也跟地球一起由西向东运动。当人跳起后，由于惯性，人仍保持与地球相同的由西向东的速度，故人落到原地。
2、我国道路交通安全法规定，在各种小型车辆前排乘坐的人必须系好安全带。为什么要做这样的规定?
那为啥电车不用呢？
解：
任何物体都有惯性，汽车高速行驶时，里面的人和车一样速度都很大，一旦出现危险情况，紧急刹车时，车在摩擦力的作用下减速停住，而人由于惯性继续向前运动，人很可能离开座位撞在车窗玻璃上，造成严重的伤害，而安全带可以起到很好的缓冲作用，可以減轻伤害。
3、一个同学说，向上抛出的物体，在空中向上运动，肯受到向上的用力，否则它不可能向上运动。这个结论错在什么地方?
向上抛出的物体，由于惯性，在空中继续向上运动，不需要继续受向上的作用力。
解：
4、请你通过实例说明，如果所选的参考系在相对于某惯性系做变速运动，惯性定律在所选的参考系中就不成立。
根据题意可知，如果所选的参考系在相对于某惯性系做变速运动，惯性定律在所选的参考系中就不成立。
所以举例如下：
在一个匀加速直线运动的小车的蓬顶用线悬挂一小球，那么可以知道，线将与竖直线有定夹角，但是，如果选择小车为参考系时，小球只受到重力和细线的拉力，这两个力大小也不相等，方向也不相对，但是小球却相对小车静止。故惯性定律不成立。
解：
课堂小结
一、牛顿物理学的基石——惯性定律
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
⑴ 力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因；力是产生加速度的原因。
⑵ 物体不受外力 （或所受外力的合力为零）时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。
（3）不受力的物体不存在。
二、惯性与质量
物体总有保持原来匀速直线运动或静止状态的性质。
①一切物体都具有惯性
②惯性是物体的固有属性，不是力的作用
总的来说：惯性是一切物体的固有属性，与物体是否受到外力、物体是否运动均没有关系，质量才是惯性大小的唯一量度。
结论：“状态”即速度，速度变（不论大小变化，还是方向变化）状态就变。
三、关于“状态”
如果一个物体速度的大小或方向变了，我们也说，它的“运动状态”发生了改变。
如果一个物体由静止变为运动或由运动变为静止。我们说，它的“运动状态”发生了改变。
速度是矢量
大小
静止即V=0，变为某一数值
方向