1. 牛顿第一定律 课件 28张PPT

(共28张PPT)
第三章
牛顿运动定律
3.1
牛顿第一定律
运动学：在力学中，只研究物体怎样运动而不涉及力和运动的关系的分科，叫运动学。
静力学：在力学中，只研究物体在力的作用下处于平衡的规律的分科，叫静力学。
问题：力与运动之间有没有联系呢？
牛顿运动定律
动力学：在力学中，研究运动和力的关系的分科，叫动力学。
动力学的奠基人是英国科学家牛顿
你认为将运动和力联系起来的纽带（桥梁）是什么？
问题：你认为力和运动之间有什么样的关系呢？
力是改变物体运动状态的原因。
问题：亚里士多德对力和运动关系的观点是什么？
力是维持物体运动的原因。
问题：（演示）瓶盖放在桌子上，对它施加一个推力，它就运动，停止用力，它就静止了。请解释原因。
是因为有摩擦力作用。
师：你们都认为亚里士多德的观点错了吗？
生：力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因。惯性是维持物体运动的原因。
问题：如果没有摩擦力呢？
物体将永远运动下去(该错案持续了二千多年)
看冰壶比赛视频，思考：运动员撤去推力后，冰壶没有停下，而是运动了一段时间后才停下，冰壶为什么能继续运动？
是因为冰壶有惯性。
师：请一位同学小结力与运动的关系
必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止.
历史的回顾：亚里士多德
哈佛大学的校训：让柏拉图与你为友，让亚里士多德与你为友，更重要的，让真理与你为友
黑格尔称其为人类的导师
恩格斯称其为最博学的人
亚里士多德
Aristotle,前384-前322
力是物体运动的原因
物体一旦具有某一速度，只要没有加速和减速的原因，物体将保持这个速度继续运动下去。
历史的回顾：伽利略
Galileo,1564-1642
伽利略
在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故
有摩擦力的实际实验
无摩擦力的理想实验
伽利略理想斜面实验
结论：力不是维持物体运动的原因。
可靠的事实和深刻的理论思维的结合
逻
辑
推
理
以前还在哪里接触过类似实验？
阅读教材第71页图3-1-2前后两段文字，并思考下列问题：
问题1：让小球从一个斜面由静止滑下，小球将滚上另一个斜面，但上升的高度比释放的高度
。
问题2：如果没有摩擦，小球在斜面上将会上升到什么高度？
问题3：（继续）减小斜面的倾角后，小球将会上升到什么高度？
问题4：当斜面的倾角减小为零，即为水平面时，小球在水平面上会如何运动？
除非物体受到外力作用，物体将永远保持其静止或运动状态，永远不会使自己作曲线运动，而只保持在直线运动。
历史的回顾：笛卡儿
笛卡儿
Descartes,1596-1650
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
历史的回顾：牛顿
牛顿在伽利略等人研究的基础上得出牛顿第一定律，伽利略理想斜面实验为牛顿第一定律提供了实验依据。
牛顿
Newton,1643-1727
我之所以看得比别人远，是因为我站在巨人的肩膀上。
〖例1〗科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段，在研究和解决问题过程中，不仅需要相应的知识，还要注意运用科学的方法。理想实验有时更能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．其中有一个是经验事实，其余是推论。
（1）减小第二个斜面的倾角，小球在此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）若没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；
（4）继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动。
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）。
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，（2）（3）（4）是推论
B．（2）是事实，（1）（3）（4）是推论
C．（3）是事实，（1）（2）（4）是推论
D．（4）是事实，（1）（2）（3）是推论
（2）（3）（1）（4）
〖例1〗科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段，在研究和解决问题过程中，不仅需要相应的知识，还要注意运用科学的方法。理想实验有时更能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．其中有一个是经验事实，其余是推论。
（1）减小第二个斜面的倾角，小球在此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）若没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；
（4）继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动。
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）。
B
〖突破训练1〗关于伽利略理想实验，下列说法正确的是(　　)
A．完全是理想的，没有事实为基础的
B．是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映自然规律的
C．没有事实为基础，只有理想推理
D．伽利略理想实验否定了力是维持物体运动的原因
BD
〖例2〗外力使物体的运动状态发生变化，运动状态发生变化是指（
）
A．只有物体的速度大小改变，速度方向不变
B．只有物体的速度方向改变，速度大小不变
C．物体的速度大小、方向都必须改变
D．只要物体的速度大小、方向之中有一项改变
〖活动二〗运动状态的变化
D
例题
2.下例几种情况下，物体的运动状态一定没发生改变的是（
）
A．物体在斜面匀速下滑
B．运动员以恒定速率沿圆形跑道跑步
C．物体做自由落体运动
D．悬停在空中的直升机
AD
突破训练
2、物体运动状态的改变需要外力
牛顿第一定律
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
1、物体在不受力时，总保持匀速直线状态或静止状态——惯性
力不是维持物体运动速度的原因
力是改变物体运动状态原因
1.内容:
运动状态改变,即速度发生改变，速度变化则产生了加速度
力是产生加速度的原因
牛顿第一定律能不能用实验来验证？
什么时候可以看作不受力,并举例说明。
思考
牛顿第一定律所描述的物体不受外力的状态，是一种理想化状态。这种状态虽不能实现，但在现实中却可以用合力为零的状态来代替它，或者说合力为零与不受外力是等效的。
完全理想的情况是难以实现的，但是我们可以在气垫导轨上做一个近似的实验。
气垫导轨
气泵
导轨
滑块
〖例3〗关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（
）
A．牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的，没有实验依据
B．牛顿第一定律无法用实验直接验证，因此是不成立的
C．理想实验的思维方法与质点概念的建立一样，都是一种科学抽象的思维方法
D．由牛顿第一定律可知，静止的物体一定不受外力作用
答案：C
例题
3.做自由落体运动的物体，如果下落过程中某时刻重力突然消失，物体的运动情况是(
)
A.悬浮在空中不动
B.速度逐渐减小
C.保持一定速度向下匀速直线运动
D.无法判断
突破训练
C
惯性
惯性是物体的固有属性
一切物体在任何状态下都有惯性
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，这种性质叫做惯性。
质量大，惯性大。惯性只和物体质量有关，和其他因素无关。
质量是物体惯性大小的唯一量度.
牛顿第一定律又叫惯性定律
4.表现：
（1）静止的物体，惯性体现在保持静止状态；
（2）匀速运动的物体，惯性体现在保持匀速直线运动状态；
（3）受到外力作用的物体，惯性体现在反抗外力的作用。
物体的惯性总是以保持“原状”或反抗运动状态改变的“本领”两种形式表现出来。
惯性
C
例题
〖例4〗月球表面上的重力加速度为地球表面上的重力加速度的1/6，同一个飞行器在月球表面上时与在地球表面上时相比较(　)
A．惯性减小为在地球上的1/6，重力不变
B．惯性和重力减小为在地球上的1/6
C．惯性不变，重力减小为在地球上的1/6
D．惯性和重力都不变
4.关于物体的惯性，下述说法中正确的是(
　
)
A．在体育运动中，体操运动员有灵活的动作表现而相扑运动员不容易被别人摔倒，是因为体操运动员惯性小而相扑运动员惯性大的缘故
B．国际乒联为了增加乒乓球比赛的观赏性，将乒乓球直径由以前的38mm改为现在的40mm，是因为乒乓球的质量变大后，其惯性大，从而可降低球的飞行速度，提高接球率，增多比赛的回合
C．行驶中的公交车突然刹车，车内乘客往往会向前倾倒，是因为受到后椅背的推力作用的缘故
D．体温表在使用前为了使内部水银柱下降往往要甩一甩，是因为通过甩可对内部水银柱施加一个甩力
AB
突破训练
1.如图所示，在瓶内装满水，
将乒乓球用细线拴住并按入
水中，线的另一端固定在瓶
盖上。盖上瓶盖并将瓶子翻
转，乒乓球将浮在水中。用
手托着瓶子水平向右做加速
直线运动，乒乓球在瓶中的
位置会如何变化？解释你所观察到的现象。
答案：乒乓球相对瓶向右移动
解析：因为同体积的水球质量大于乒乓球的质量，所以水球的惯性大于乒乓球的惯性。乒乓球的运动状态更容易改变，即乒乓球的速度增加得更快，故乒乓球相对瓶向右移动。
能力提升
2．如图所示，一个劈
形物体A放在固定的斜
面上，上表面水平，
在其上表面放一光滑的
小球B，劈形物体A从
静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是(　　)
A．沿斜面向下的直线
B．竖直向下的直线
C．介于A、B两直线之间的某条直线
D．无规则曲线
能力提升
B
3.在谷物的收割和脱
粒过程中，小石子、
草屑等杂物很容易和
谷物混在一起，另外
谷粒中也有瘪粒．为了将它们分离，可用扬场机分选，如图所示。它的分选原理是(?
)
A．小石子质量最大，空气阻力最小，飞得最远
B．空气阻力对质量不同的物体影响不同
C．瘪谷粒和草屑质量最小，在空气阻力作用下，反向加速度最大，飞得最远
D．空气阻力使它们的速度变化不同
能力提升
D
二、牛顿第一定律：
一、历史的回顾：
亚里士多德→
伽利略→
笛卡尔→
牛顿
1、物体不受外力时的运动状态是匀速直线运动或静止
2、一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质——惯性，惯性是物体的固有性质。
3、外力的作用是迫使物体改变原来的运动状态
三、惯性与质量
小结