高中物理人教版必修一第四章 1 牛顿第一定律(共31张PPT)

(共31张PPT)
1 牛顿第一定律
1．理解力与运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持．
2．理解牛顿第一定律，了解牛顿第一定律的发现过程．
3．理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度．
运动
静止
维持
改变
受到外力
静止
曲线
直线
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_______
伽利略 力不是______物体运动的原因，而是______物体运动状态的原因
笛卡尔 除非物体__________的作用，物体将永远保持其______或运动状态，永远不会使自己沿______运动，而只保持在______上运动
1．伽利略的理想斜面实验说明 (　　)．
A．一切物体都具有惯性
B．亚里士多德的运动和力的关系的观点是错误的
C．力是维持物体运动的原因
D．力是改变物体运动状态的原因
解析　伽利略理想斜面实验中斜面放平后，球将永远运动下去，说明物体的运动是不需要力来维持的，故而推翻了亚里士多德的观点，故B正确．C与实验结论相反显然错误．但实验并没进一步说明力的作用是改变物体运动状态，也没有指出物体永远运动下去的原因是由于惯性，故A、D错误，故选B.
答案　B
牛顿第一定律的内容：一切物体总保持__________________或______状态，除非作用在它上面的力迫使它______这种状态．该定律也叫做__________．
特别提醒　物体的运动不需要力来维持，没有力的作用，物体或静止、或做匀速直线运动．
匀速直线运动状态
静止
改变
惯性定律
2. 关于牛顿第一定律的下列说法中，正确的是 (　　)．
A．牛顿第一定律是实验定律
B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因
C．惯性定律与惯性的实质是相同的
D．物体的运动需要力来维持
解析　牛顿第一定律强调了物体在不受力的情况下的运动规律，也说明了物体在受力时运动状态要改变，但自然界中不受力的物体是不存在的，故A错误；
惯性是物体保持原来运动状态不变的一种性质，惯性定律(即牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律，故C错误；由牛顿第一定律可知，物体的运动不需要力来维持，但要改变物体的运动状态，则必须有力的作用，B正确、D错误．
答案　B
1．惯性：物体具有的________________________状态或__________的性质叫惯性．
2．描述物体惯性大小的物理量是它们的______．
质量大的物体，运动状态________，我们说它惯性大；质量小的物体的运动状态__________，我们说它惯性小．______是物体惯性大小的唯一量度．
3．质量是______，只有大小，没有方向．单位是_____，符号是____．
保持原来匀速直线运动
静止状态
质量
难改变
容易改变
质量
标量
千克
kg
3. 下列关于惯性的说法，正确的是 (　　)．
A．惯性是物体保持原来运动状态的力
B．速度越大，物体的惯性也越大
C．不论在什么地方，质量越大，惯性也越大
D．同一物体在地球南北两极上的惯性比在赤道上的惯
性大
解析　物体的惯性有大小，它是由物体的质量决定的．质量越大的物体惯性越大，其运动状态越难改变．
答案　C
1．明确了惯性的概念
“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”，揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，指出一切物体在任何情况下都具有惯性．
2．确定了力的定义
“直到有外力迫使它改变这种运动状态为止”，实际上是对力的定义，即力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动状态的原因．
3．揭示了力与运动的关系
纠正了力是维持物体运动的原因的错误观点，明确了力是改变物体运动状态的原因．牛顿第一定律指所描述的物体不受外力的状态是一种理想化的状态，而实际中不受外力作用的物体是不存在的．物体在某方向上不受外力时，该方向上保持静止或匀速直线运动状态的情况是普遍存在的．
【典例1】 下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是
(　　)．
A．牛顿第一定律是实验定律
B．牛顿第一定律只是提出了惯性的概念
C．牛顿第一定律提出了当物体受到的合外力为零时，物
体将处于静止状态
D．牛顿第一定律既提出了物体不受外力作用时的运动规
律，又提出了力是改变物体运动状态的原因
解析　牛顿第一定律不是实验定律，A错；牛顿第一定律提出了惯性的概念，同时又指出了物体运动状态改变的原因，B错；牛顿第一定律提出了物体不受外力作用时，物体将处于静止状态或匀速直线运动状态，所以C错；综上所述，D选项是正确的．
答案　D
牛顿第一定律揭示了力与运动的关系，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，有力作用在物体上，它的运动状态就会改变，即速度一定会改变．
【跟踪1】 关于力和运动的关系，下列说法中正确的是 (　　)．
A．物体的速度不断增大，表示物体必受外力的作用
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　当物体速度增大时，运动状态发生了变化，而力是改变运动状态的原因，故物体必受外力作用，A项正确；物体向某个方向运动，可以不在此方向上受力的作用，故B项错误；当物体的速度大小不变时，其速度方向可能发生变化，即运动状态可能变化，合外力不一定为零，故C项错误；物体处于平衡状态时，所受合外力为零，并不是物体不受外力作用，故D项错误．
答案　A
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)质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大．
2．惯性与力无关
(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．惯性与速度无关
(1)速度是表示物体运动快慢的物理量，惯性是物体本身固有的性质．
(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．惯性的表现
(1)在不受力的情况下，惯性表现为保持原有状态的本领，有“惰性”的意思．
(2)在受力的情况下，惯性表现为运动状态改变的难易程度，质量越大，惯性越大，运动状态越难改变．
【典例2】 关于物体的惯性以下说法中正确的是 (　　)．
A．物体的运动速度越大，物体越难停下来，说明运动
速度大的物体惯性大
B．汽车突然减速时，车上的人向前倾，拐弯时人会往外
甩，而汽车匀速前进时，车上的人感觉平稳，说明突
然减速和转弯时有惯性，匀速运动时没有惯性
C．在同样大小的力作用下，运动状态越难改变的物
体，其惯性一定越大
D．在长直水平轨道上匀速运动的火车上，门窗紧闭的
车厢内有一人向上跳起后，发现落回原处，这是因为
人跳起后，车继续向前运动，人落下后必定向后偏
些，但因时间太短，偏后距离太小，不明显而已
解析　物体的惯性大小由质量唯一确定，与物体的速度无关，A错误；一切物体均有惯性，不论物体处于加速、减速还是匀速状态，B错误；同样大小的力作用于物体上，状态越难改变，说明物体保持原来状态的本领越大，惯性也越大，所以C正确；人向上跳起后，人在水平方向不受外力作用，由于惯性，人在水平方向的速度不变，与车速相同，因此仍落在车上原处，D错误．
答案　C
惯性是物体的固有属性，它的大小只与物体的质量有关，与其他因素无关，惯性越大的物体，它的运动状态越难改变．
【跟踪2】 下面说法正确的是 (　　)．
A．惯性是只有物体在匀速运动或静止时才表现出来的
性质
B．物体的惯性是指物体不受外力作用时仍保持原来直线
运动状态或静止状态的性质
C．物体不受外力作用时保持匀速直线运动状态或静止
状态，有惯性；受外力作用时，不能保持匀速直线运
动状态或静止状态，因而就无惯性
D．惯性是物体的属性，与运动状态和是否受力无关
解析　惯性是物体的固有属性，与运动状态无关，故A项错；有外力作用时，物体运动状态发生改变，但运动状态的改变不等于物体惯性的改变，“克服惯性”、“惯性消失”等说法均是错误的，不管物体是否受外力作用，其惯性是不能被改变的，故B、C两项错；物体惯性由物体本身决定，与运动状态和受力无关，故D项正确．
答案　D
分析两鸡蛋相撞时，认为两蛋相撞受力是一样的，应同时破．而实际上我们应该分析的是蛋壳的承受力，而不能以整个蛋作为研究对象．
破蛋问题
【典例3】 同学们试着自己学做蛋炒饭时，你两手分别拿着一只鸡蛋，现用右手的鸡蛋去碰静止在你左手中的鸡蛋，结果将会如何？如果只破了一只鸡蛋，你认为先破的蛋是左手的还是右手的？
解析　当右手中运动的鸡蛋碰到左手中静止的鸡蛋时，右手中蛋壳因受左手中的蛋作用立即停下，但由于惯性蛋清仍要保持原有状态向前运动，所以将对鸡蛋壳有一个向外的冲击力，从而可以抵消蛋壳受到的撞击力．左手中静止的蛋壳只受外界撞击力而无内部力．受力分别如图所示．
所以若只破一个的话，一定是左手中的鸡蛋．
答案　鸡蛋可能会破　左手中的鸡蛋
如图4－1－1所示，乘客在公交车上发现车厢顶部A处有一小水滴落下，并落在地板偏前方的B点处，由此判断公交车的运动情况是
(　　)．

【我来冲关】
图4－1－1
A．向前加速运动 B．向前减速运动
C．向后匀速运动 D．向后减速运动
解析　水滴离开车顶后，由于惯性在水平方向上保持离开时的速度不变，而水滴落点B在A点正下方的前面，表明若车向前行驶，水滴下落时，车正在减速，A错、B对．若车向后减速运动时，水滴下落时将落在A点正下方的后方，C、D错．
答案　B
理想实验及其作用
理想实验就是在进行实验的过程中，为了研究、处理问题的方便，突出主要因素、忽略次要因素，用简单而抽象的理想物体代替复杂而具体的实际研究对象进行实验．在一定的条件下引入抽象化、理想化的模型是物理学中重要的科学分析方法. 理想实验方法是形成物理概念、建立物理规律的基础；运用理想实验方法，可以简化和纯化研究对象及其所处状态和发展变化的过程，大大方便了对物理问题的处理；对于许多复杂的物理问题、可以先进行理想实验，再对实验所得出的结论加以适当的修正，以便于解决实际的物理问题．
【状元微博】
1．某人用力推原来静止在水平面上的小车，使小车开始运动，此后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动，可见 (　　)．
A．力是维持物体运动的原因
B．力是维持物体运动速度的原因
C．力是使物体速度发生改变的原因
D．力是改变物体运动状态的原因
牛顿第一定律的理解
解析　根据牛顿第一定律，物体一旦具有某一速度，只要不受力，这个速度将保持不变，由此看来，力不是维持物体运动 (或速度)的原因，而是改变物体运动状态(即速度)的原因．之所以用较小的力就能维持小车做匀速直线运动，是因为小车在运动中还受到摩擦阻力的作用，所用较小的力就是用来平衡摩擦阻力的．故选项C、D正确，A、B错误．
答案　CD
2．如图4－1－2所示，在一辆表面光滑足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)，两小球原来随车一起运动，当车突然停止时，如不考虑其他阻力，则两个小球 (　　)．
图4－1－2
A．一定相碰 B．一定不相碰
C．不一定相碰 D．无法确定
解析　因小车表面光滑，因此球在水平方向上没有受到外力作用，原来两球与小车有相同的速度，当车突然停止时，没有任何力使小球改变运动，故两小球的速度不变，所以不会相碰．
答案　B
3．如图4－1－3所示，正在行驶的火车车厢内，有一人相对车厢由静止释放一小球，则小球 (　　)．
对惯性的理解
图4－1－3
A．可能落在A处
B．可能落在B处
C．可能落在C处
D．以上都不可能
解析　“相对车厢由静止释放一小球”的意思是，释放小球时，小球和车在水平方向具有相同的速度．如果火车加速，小球可能落在B点的后方A点；减速时，小球可能落在C点；匀速前进小球会落在B点，故A、B、C对．
答案　ABC
4．一汽车在路面情况相同(汽车在不同的情况下，具有相同的加速度)的公路上直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论，正确的是 (　　)．
A．车速越大，它的惯性越大
B．质量越大，它的惯性越大
C．车速越大，刹车后滑行的路程越长
D．车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大
解析　质量是惯性大小的量度，质量越大的物体，惯性越大；车速大，刹车时，减速运动的初速度大，而加速度不变，因而刹车滑行的路程长．故正确答案为B、C.
答案　BC