高中物理人教版必修1课件：第4章 1牛顿第一定律39张PPT

(共39张PPT)
第四章
1　牛顿第一定律
※ 知道伽利略理想实验的思路、推理过程和结论
※※ 知道什么是惯性，理解质量是惯性大小的量度
※ 理解牛顿第一定律的内容、意义
课 前 预 习
理想实验的魅力
运动
静止
维持
维持
改变
力的作用
速度
直线
方向
代表人物 主要观点
亚里士多德 必须有力作用在物体上，物体才能__________；没有力的作用，物体就要_________，力是_________物体运动的原因
伽利略 力不是_________物体运动的原因，而是_________物体运动状态的原因
笛卡儿 如果运动中的物体没有受到_______________，它将继续以同一_________沿同一_________运动，既不停下来也不偏离原来的_________
1．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外力迫使它改变这种状态。
2．运动状态的改变：如果物体速度的_________或_________改变了，它的运动状态就发生了改变；如果物体做___________运动或_________，它的运动状态就没发生变化。
牛顿物理学的基石——惯性定律
匀速直线运动
静止
大小
方向
匀速直线
静止
1．惯性：物体具有保持原来_______________状态或_________状态的性质叫做惯性。
2．惯性的量度：_________是物体惯性大小的唯一量度。
惯性与质量
匀速直线运动
静止
质量
『判一判』
(1)伽利略的理想实验是不科学的假想实验。(　　)
(2)笛卡儿认为若没有力作用，物体的运动状态就不会改变。(　　)
(3)速度越大的物体，惯性越大。(　　)
(4)伽利略认为，没有力作用在物体上，它就不能运动。(　　)
(5)力无法改变物体的惯性。(　　)
×
√
×
×
√
D
答案：从图(1)可以看出，乘客向前倾，说明乘客相对车厢有向前运动的速度，所以汽车在减速。从图(2)可看出，乘客向后倾，说明乘客有相对车厢向后运动的速度，说明汽车在加速。
课 内 探 究
在足球场上，为了不使足球停下来，运动员带球前进必须不断用脚轻轻地踢拨足球(如下图甲)。又如为了不使自行车减速，总要不断地用力蹬脚踏板(如下图乙)。这些现象不正说明了运动需要力来维持吗？那为什么又说“力不是维持物体运动的原因”？
探究一 对牛顿第一定律的理解
提示：这一问题，我们可以这样思考：如果足球不是在草地上滚动，而是以相同的初速度在水平的水泥地板上滚动，它将会滚出比草地上远得多的距离，这说明了由于阻力的存在才导致足球的运动状态发生了改变，足球在草地上滚动时所受阻力大，运动状态很快发生改变；足球在水泥地面上滚动时所受阻力小，运动状态改变得慢，但终究还是要停下来。在盘带足球时，人对足球施加力的作用，恰恰是起了使足球已经变小的运动速度再变大的作用。自行车的例子也是同样的道理。
这两个例子都充分说明了阻力能使物体的运动状态发生改变(物体的速度变小)，动力也能使物体的运动状态发生改变(物体的速度变大)，即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。
1．牛顿第一定律的物理意义：
(1)揭示了力与运动的关系：
①力是改变物体运动状态的原因：物体受力的作用，它的运动状态就一定发生改变，并且产生加速度。
②力不是维持物体运动的原因：物体若不受力，它将做匀速直线运动或者保持静止状态。
(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，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。(物体做匀速曲线运动)
(3)速度的大小和方向同时发生改变。(物体做变速曲线运动)
特别提醒：(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。
(3)牛顿第一定律只适用于惯性参考系中的运动，在非惯性参考系中不适用。
C
解析：若物体受的合力为零，可能处于静止或匀速直线运动，A错误；物体运动不停止是因为惯性的原因，运动不需要力来维持，B错误；力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因，故C正确；由牛顿第一定律可知，外力停止作用后，物体由于惯性会保持原来的运动状态，故D错误，故选C。
D


解析：伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，故A错误；没有力作用在物体上，物体也可能做匀速直线运动，故B错误；牛顿认为力是改变物体运动状态的原因，故C错；D项是伽利略根据理想实验推论得出的结论，故D正确。
锤头松了，把锤柄的一端在凳子上撞击几下，锤头就套紧了，为什么？试解释其中的原因。
探究二 对惯性概念的理解
提示：锤与柄原来都处于运动状态，柄撞在凳子上受到阻力作用，改变了它的运动状态，就停止了运动，锤头由于惯性仍保持原来的运动状态，这样锤头就继续向前运动紧套在锤柄上了。
1．惯性与质量的关系
(1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。
(2)惯性与物体受力情况、运动情况及地理位置均无关。
(3)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
(1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此说“物体受到了惯性作用”、“产生了惯性”，“受到惯性力”等都是错误的。
(2)力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动状态的原因。力越大，运动状态越易改变；惯性越大，运动状态越难改变。
(3)惯性与物体的受力情况无关

3．惯性与速度的关系
(1)速度是表示物体运动快慢的物理量，是矢量，惯性是物体本身固有的性质，其大小仅由物体质量决定。
(2)一切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大小均无关。
4．惯性与惯性定律的关系
(1)惯性不是惯性定律，惯性没有条件限制，是物体的一种固有属性。
(2)惯性定律是物体不受外力作用时物体运动所遵守的一条规律。
特别提醒：(1)在不受力(或合外力为零)的条件下，惯性表现为保持原来的运动状态。
(2)在受力条件下，惯性表现为运动状态改变的难易程度。
C
解析：一切物体都具有惯性，惯性的大小只与物体的质量有关。惯性是物体本身的一种属性，与外界因素(受力的大小以及所处的环境)及自身的运动状态无关，故A、D选项错误。
静止的火车启动时，速度变化缓慢，是因为火车的质量大，惯性大，而不是因为静止的物体惯性大，B选项错误。
乒乓球可以快速抽杀，是因为其质量小，惯性小，在相同的力的作用下，运动状态容易改变，故C选项正确。
解析：节目所选的石板越大越好，因为石板质量越大，其惯性就越大，石板的运动状态就越难改变，所以人受到的冲击力就越小。
素 养 提 升
1．建模背景：理想实验是在实际实验的基础上经过概括、抽象、推理得出的实验模型。
2．建模特点：理想实验可把事实和理论思维结合起来，可以深刻地揭示自然规律。它得出的规律不能用实验直接验证，但能反映客观物质规律的新原理、新定律，推动科学的发展。
理想实验模型
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，如图所示的斜面实验，其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，小球在这个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，最后使它成一水平面，小球要沿水平面永远运动下去。
解析：体会伽利略的理想实验，可知排列顺序为②③①④，分类正确的是选项B。
②③①④
B
课 堂 达 标
课 时 作 业