3.4 牛顿第一定律 课件 (共21张PPT)

第4节 牛顿第一定律
你观察并思考过下列现象吗?
1、对静止的小车施加一个水平方向
的推力，小车沿着水平方向运动。
撤去推力后，小车会慢慢停下来。
撤去推力后，小车运动状态怎么样?
2、用铁锤敲击铁钉，钉子向下运动陷入木板。
你观察并思考过下列现象吗?
停止敲击，钉子就不再下陷。
历史回顾
一、亚里士多德的观点
公元前384年—公元前322年
（没有力的作用，
物体就不能运动）
他的观点，对吗？
针对上述的情况，
亚里士多德提出：
力是维持物体 运动状态的原因
运动的小车为什么会停下来？
受到摩擦阻力的作用使小车速度慢慢变小最后停下来
二、 探究
摩擦阻力对小车运动速度变小的快慢的影响
1、提出问题：
如果所受摩擦力不同，小车在
水平面上速度变小快慢一样吗？
2、建立假设：
摩擦阻力越小，小车在水平面上
运动的速度变小越慢。
（1）实验研究的对象是什么？
小车
（2）如何改变摩擦阻力的大小？
水平面铺不同的材料
（3）小车速度减小的快慢看什么？
小车运行距离
（4）实验时应控制哪些因素相同？如何控制？
应使小车的初始速度相同
让小车在斜面上的同一位置开始滑下
设计实验方案
（5）、具体实验操作步骤如何？
1．在水平木板上分别铺上棉布和毛巾，如图甲和乙，
让小车从斜面的顶端由静止开始滑下，观察小车在
水平面上运动的距离，并将结果记录在表3-3中。
2．水平木板上不铺任何材料，如图丙，重复上述实验。
表面的材料
小车受到的摩擦力
（填“大、较小、小”）
小车运动的距离（填“大、较小、小”）
毛巾
棉布
木 板
4、收集事实和证据
小
较小
大
5、得出结论：
平面越光滑，物体运动时受到摩擦力越_____，运动的距离越 _______，运动时间越 ______，速度减小得越 _______。
小
长
慢
长
推测
如果平面比木板还要光滑，将会怎么样？
表面材料
阻力大小
滑行距离
小车速度减小的快慢
玻 璃
最 长
最 小
最 慢
假如小车在运动中不受到任何阻力，其运动情况又会怎样呢？
理想平面
无限长
无阻力
不 变
如果小车在水平面上运动时不受到摩擦力的作用。
那么它将________________________
________________________
无休止地按原方向运动下去，
运动的速度将保持不变。
400年前，伽利略曾采用类似的方法得出结论：如果物体在运动中不受到力的作用，它的速度将保持不变。
笛卡儿补充了伽利略的认识，指出：如果运动物体不受到任何力的作用，它不会向左、右方向偏，将永远沿原来的方向做匀速运动。
牛顿总结了伽利略等人的研究成果，进一步得出
三、牛顿第一定律
一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
阐述的是物体不受外力作用时的运动规律，
其因是物体不受外力作用，
其果有二：
?静止状态；
? 作匀速直线运动。
（两者只能是其中之一）
1、定律内容
2、牛顿第一定律的解读：
（1）一切物体：
是指宇宙中所有物体，不论物体是固体、
液体还是气体。
是自然界中的普遍规律。
（2）没有受到外力作用
是定律成立的条件，是一种理想情况。
（3）的时候
是“不受力”与“运动状态”瞬时对应的关系
（4）总
是指“一直”的意思。
（5）保持
是指“不变”。
（7）或
（6）静止状态、匀速直线运动
两种运动状态。
指一个物体只能处于一种状态，到底处于
哪种状态，由原来的状态决定。
（实验加推理）
这一结论是如何得出的？
3、牛顿第一定律的发现过程：
是在前人基础上加以研究和总结。
伽利略（运动速度）
笛卡尔（运动方向）
如果说我比别人看得更远些，
那是因为我站在了巨人的肩
膀上。 ——牛顿
（1643年—1727年）
1、如图甲，小球竖直下落
的运动中，为什么速度
越来越大？
2、如图乙，小球竖直向上抛出的运动中，为什么速度
越来越小？
3、如图丙，小球沿斜向上方向抛出的运动中，为什么
运动方向会发生变化？
受到竖直向下重力
受到竖直向下重力，与运动方向相反。
重力起到改变运动方向的作用。
（1）力不是维持物体运动的原因。
（2）力是改变物体运动状态的原因。
力和运动之间的关系。
通过本节课，你有什么收获？
你能列举出生活中的一个力学现象
并用牛顿第一运动定律来解释它吗
关于力和运动关系的一个假想的实验
P108
在爱因斯坦（Albert Einstein）、英费尔德（L.Infeld）合著的《物理学的进化》一书中，有这样一个用来说明力和运动关系的假想的实验：假如有人推着一辆小车在平路上行走，然后突然停止推那辆小车，小车不会立刻停止运动，它还会继续运动一段很短的距离。怎样才能增加这段距离呢？这可以有许多办法。例如，在车轮上涂油或把路修得更平滑等。车轮转动得越容易、路越平滑，车便可以继续运动得越远。但是归根到底，在车轮上涂油和把路修平等都只有一种作用：减小外部的影响，即车轮内及车轮与路之间的摩擦力减小了……假想路是绝对平滑的，而车轮也毫无摩擦，那么就没有什么会阻碍小车运动，而它就会永远运动下去。
【例1】用绳子栓住一个小球在光滑的水平面上
作圆周运动,当绳子突然断裂，小球将-----（ ）
A．保持原来的圆周运动状态。
B．保持绳断时的速度作匀速直线运动。
C．小球运动速度减小，但保持直线。
D．以上三种都有可能。
巩固练习
【分析】原来小球受绳拉力作用在作圆周运动，
当绳子突然断裂，小球在光滑水平方向上就没
有再受到力了，因此小球将保持绳断时刻的速
度大小和方向而运动。
B
【例2】下列说法正确的是-------------------（ ）
A．物体不受力作用就一定静止。
B．物体不受力作用就一定是匀速直线运动。
C．物体受力才能运动。
D．以上说法都是错误的。
【分析】牛顿第一定律指出，物体不受外力作用时，物体将保持静止或匀速直线运动。说明物体可以有两种表现状态，同时也说明物体不受力时也能运动，力不是维持物体运动的原因。
D
1、牛顿第一定律是--------------------------（ ）
A．是通过斜面小车实验直接得到的结论
B．只是通过理论分析得出的规律
C．只是通过日常生活得出的规律
D．是在实验的基础上，经过分析推理得出
的结论
D
2、牛顿第一定律适合于-------------------（ ）
A、静止的物体 B、运动的物体
C、任何物体 D、地球上的任何物体
C
3、下列说法正确的是 -----------------------（ 　）
A .物体不受外力作用时，总保持匀速直线运动。
B .力是改变物体运动状态的原因。
C .物体不受外力作用时, 总保持静止状态。
D .力是维持物体运动的原因 。
4、正在运动的物体，如果受到的外力突然消失，
则它将-----------------------------------------（ ）
　A．立即停止 　
B．速度减小，最后停止
　C．运动方向变为与原来相反
D．做匀速直线运动
D
B
A
B
以2米/秒的速度向上匀速直线运动
静止
（2）如果小球向上运动到达B点时，
一切外力突然消失，则此后小球
将做什么运动？
5、如图，将一只小球竖直向上抛出，
小球先后经过A、B两个位置。已
知小球在A、B两个位置的速度分
别为2米/秒、0米/秒。
（1）如果小球向上运动到达A点时，
一切外力突然消失，则此后小球
将做什么运动？
牛顿（1643（格里历）年1月4日—1727年3月21日）爵士，英国皇家学会会员，是一位英国物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家、炼金术士和反对三位一体的不信耶稣否定救赎论和原罪的基督徒，著有《自然哲学的数学原理》、《光学》、《二项式定理》和《微积分》。他在1687年发表的论文《自然哲学的数学原理》里，对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律；为太阳中心说提供了强有力的理论支持，并推动了科学革命。在力学上，牛顿阐明了动量和角动量守恒的原理。在光学上，他发明了反射望远镜，并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察，发展出了颜色理论。他还系统地表述了冷却定律，并研究了音速。在数学上，牛顿与戈特弗里德·莱布尼茨分享了发展出微积学的荣誉。他也证明了广义二项式定理，提出了“牛顿法”以趋近函数的零点，并为幂级数的研究作出了贡献。