4.1牛顿运动第一定律—人教版高中物理必修一课件(共29张PPT)

(共29张PPT)
4.1牛顿第一定律
人教版
高中物理必修一
第四章牛顿运动定律
牛顿第一定律
牛顿第一定律
一、理想实验的魅力
初中我们学习了牛顿第一定律的基本内容,你能说说它揭示了物体运动遵循怎样的规律吗?踢出去的足球,它会慢慢停下来,这是否与牛顿第一定律矛盾呢?
思考：物体的运动需不需要力来维持？你的理由。
一、理想实验的魅力
必须有力作用在物体上，
物体才能运动；
没有力的作用，
物体就要静止在一个地方。
开拓者——亚里士多德
古希腊
公元前384年—前322年
探索历程
一、理想实验的魅力
伽利略的观点
探索历程
在水平面上以一定速度运动的物体，若没有摩擦阻力，物体将保持这个速度永远运动下去。
所以，物体的运动不需要力来维持；
力是改变物理运动状态的原因。
意大利
伽利略
1564年—1642年
一、理想实验的魅力
1.伽利略认为是什么让正在运动的物体停止了运动?
2.如图所示,让一个小球沿着比较光滑的斜面从静止开始运动,小球冲上另一个也比较光滑的斜面,发现了什么规律?当斜面变得更光滑时,发现了什么?
3.假如斜面变得完全光滑,没有摩擦时,小球的运动会有什么规律?
解答:伽利略根据实验指出,在水平面上运动的物体之所以会停下来,是因为受到了摩擦阻力。
解答:让一个小球沿着比较光滑的斜面从静止开始运动,小球冲上另一个也比较光滑的斜面运动时,上升的高度接近释放点的高度,当斜面变得更光滑时,小球上升的高度更接近释放点的高度。
解答:假如斜面变得完全光滑,小球将上升到与释放点一样的高度。
一、理想实验的魅力
4.将第二个斜面的倾角减小,小球的运动会有什么规律?
5.当斜面最终变为水平时,小球还能到达原有的高度吗?这说明了什么?
解答:如果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,但是要通过更长的距离。
解答:继续减小第二个斜面的倾角,直至最后成为水平面,小球不可能达到原来的高度,而要沿着水平面以恒定的速度运动下去。
一、理想实验的魅力
伽利略的理想实验
探索历程
意大利
伽利略
1564年—1642年
物体的运动不需要力来维持
斜面是完全光滑的
一、理想实验的魅力
小组探讨
请结合刚刚回顾的伽利略的研究过程，结合之前所学，小组讨论并总结具体探究问题时的流程，画出流程图。
(1)质疑旧观点;
(2)找到问题的切入点进行合理分析;
(3)通过实验、推理、总结;
(4)证实旧观点的错误;
(5)提出新观点。
一、理想实验的魅力
笛卡尔的补充完善
探索历程
法国
笛卡儿
1596年—1650年
如果运动中的物体没有受到力的作用，他将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。
一、理想实验的魅力
亚里士多德
笛卡尔
伽利略
牛顿
提出问题引起争议
创立方法
引导方向
补充完善
深化知识
系统总结明确内涵
二、牛顿第一定律（惯性定律）
如果说我比别人看得更远些,那是因为我站在了巨人的肩上——牛顿
二、牛顿第一定律（惯性定律）
阅读课本“牛顿第一定律”部分的内容,回答下列问题。
1.运动状态发生了改变是指什么发生了改变?
2.什么是惯性?为什么牛顿第一定律又叫作惯性定律?
解答:物体的运动状态用速度来描述,运动状态改变就是速度发生了变化。
解答:物体保持原来运动状态不变的性质叫作惯性。牛顿第一定律揭示了物体具有惯性,所以牛顿第一定律也叫作惯性定律。
二、牛顿第一定律（惯性定律）
3.牛顿第一定律揭示了运动和力的什么关系?
4.牛顿第一定律能用实验验证吗?
5.那么学习牛顿第一定律还有实际意义吗？
解答:力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因。
解答:牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的,因为实际情况下,物体不受外力的情况是不存在的,所以不能用实验来验证。这个定律是牛顿在前人研究的大量可靠的实验成果的基础上,用运动理论思维进行合理的外推得到的。
解答:这种状态虽不能实现，但在现实中却可以用合力为0的状态来代替它，或者说合力为0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。
二、牛顿第一定律（惯性定律）
1.牛顿第一定律的内容：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。
2.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。
二、牛顿第一定律（惯性定律）
(2)揭示了一切物体都具有的一种属性——惯性，一切物体都有惯性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律。
3.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)
二、牛顿第一定律（惯性定律）
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。(在研究地面上物体的运动时，一般选取地面、相对于地面静止或匀速直线运动的物体为参考系，这样的参考系为惯性参考系）
根据牛顿第一定律下列说法中正确的是
(　　)
A．静止或匀速直线运动的物体，一定不受任何外力作用
B．物体运动不停止是因为受到力的作用
C．要改变物体运动状态，必须有外力作用
D．外力停止作用后，物体由于惯性会很快停下来
C
三、惯性
情境1　锤子松脱时,我们把锤子倒过来,锤把子用力撞击支持面,锤子就牢牢地紧固在把子上了。锤子为什么能紧固在把子上?
情境2　人能推动冰面上的重箱子,用同样的力却推不动粗糙
地面上不太重的箱子。是不是冰面上的重箱子惯性小于粗糙
地面上不太重的箱子的惯性呢?为什么?
解答:锤子松脱时,我们把锤子倒过来,锤把子用力撞击支持面而停止运动,锤子由于惯性而继续向下运动,就紧固在把子上了。
解答:不是。质量是物体惯性大小的唯一量度,重箱子的惯性大于轻箱子的惯性。判断物体惯性的大小应在相同情况下比较,比如用同样的力推都处于冰面上或都处于粗糙地面上质量不同的物体,比较哪个物体的运动状态更容易改变。
三、惯性
①当物体不受力或所受合外力为零时，惯性表现为保持原来的运动状态不变的性质，原来静止的物体将继续保持静止，原来运动的物体将保持原来的速度继续运动(匀速直线运动)。?
②当物体所受的合外力不为零时，在同样力的作用下，表示为运动状态变化的难易程度，惯性越大,运动状态越难改变。?
③惯性只与物体的质量有关，质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大。?
惯性是物体维持原来运动状态的能力。
三、惯性
(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。
惯性与力的关系
三、惯性
(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。
惯性与质量的关系
三、惯性
(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。
惯性与速度的关系
三、惯性
(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。
惯性与惯性定律的区别与联系
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。
关于物体的惯性，下列说法中正确的是
(　　)
A．运动速度大的物体不能很快地停下来，是因为物体的速度越大，惯性也越大
B．静止的火车启动时，速度变化慢，是因为静止的物体惯性大的缘故
C．乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小
D．在宇宙飞船中的物体不存在惯性
C
关于惯性和牛顿第一定律,下列说法中正确的是(　　)。
A.放在地上的足球,被运动员飞起一脚,用力克服了它的惯性,所以足球滚动了
B.车子速度大的时候,制动后不易停住,惯性大;车子速度小的时候,制动后容易停住,惯性小
C.同一物体在地球上和月球上惯性相同
D.物体不受力或受到平衡力时才有惯性,做加速运动时速度时刻变化,因此就没有惯性
C
如图所示,一小车内有水,水中有一气泡,小车正在向右匀速运动时,当突然刹车时,气泡将(　　)。
A.相对小车向右运动　　　　
B.相对小车静止
C.相对小车向左运动
D.无法确定
C
课后作业：
完成第四章第一节相关练习
预习《实验：探究加速度与力、质量的关系》