4.1牛頓第一定律課件2023-2024學(xué)年高中物理新人教版必修第一冊師說

1．牛頓第一定律導(dǎo)學(xué)·掌握必備知識共研·突破關(guān)鍵能力精煉·落實學(xué)科素養(yǎng)核心素養(yǎng)定位物理觀念(1)了解伽利略關(guān)于運動和力的關(guān)系的認(rèn)識．(2)能準(zhǔn)確敘述牛頓第一定律的內(nèi)容．(3)知道質(zhì)量是物體慣性大小的量度．科學(xué)思維(1)能領(lǐng)悟理想實驗的科學(xué)推理方法及其意義．(2)能對牛頓第一定律所揭示的運動和力的關(guān)系有較深刻理解．(3)能通過實例說明質(zhì)量是物體慣性大小的量度，會解釋有關(guān)的慣性現(xiàn)象．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任(1)了解牛頓第一定律的發(fā)現(xiàn)過程，體會人類認(rèn)識事物本質(zhì)的曲折過程，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度．(2)通過具體實例，體會生活中慣性的應(yīng)用與防止，樂于將所學(xué)知識應(yīng)用于日常生活實際．導(dǎo)學(xué)·掌握必備知識一、理想實驗的魅力1．亞里士多德認(rèn)為：必須________________，物體才能運動；沒有力的作用，物體就要________________．有力作用在物體上靜止在某個地方2．伽利略的理想實驗(1)斜面實驗：如下圖所示，讓一個小球沿斜面從靜止?fàn)顟B(tài)開始運動，小球?qū)ⅰ皼_”上另一個斜面．①如果沒有________，小球?qū)⒌竭_(dá)原來的高度．

這是一種理想化的物理模型

②減小第二個斜面的傾角，小球運動的距離更長，但所達(dá)到的高度________．③當(dāng)?shù)诙€斜面最終變?yōu)樗矫鏁r，小球?qū)⒂肋h(yuǎn)運動下去．

合理的外推

(2)推理結(jié)論：力________(選填“是”或“不是”)維持物體運動的原因．摩擦相同不是3．笛卡兒的觀點：如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以________沿________運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向．同一速度同一直線二、牛頓第一定律

無法用實驗直接驗證1．牛頓第一定律的內(nèi)容：一切物體總保持____________狀態(tài)或________狀態(tài)，除非作用在它上面的力________________．2．慣性

體現(xiàn)了抵抗運動狀態(tài)改變的“能力”

(1)物體保持原來____________狀態(tài)或________狀態(tài)的性質(zhì)叫作慣性，牛頓第一定律也被叫作慣性定律．(2)慣性是物體的________屬性，一切物體都具有慣性．勻速直線運動靜止迫使它改變這種狀態(tài)勻速直線運動靜止固有三、慣性與質(zhì)量物體慣性大小僅與________有關(guān)，________是物體慣性大小的唯一量度，慣性大小與物體是否運動、運動快慢等因素均________關(guān)．質(zhì)量質(zhì)量無【情境思考】如圖所示，為冰壺比賽的場景．請對以下結(jié)論作出判斷：(1)靜止在地面上的冰壺，當(dāng)用力推它時，冰壺開始運動，說明力是使冰壺運動的原因．(

)(2)當(dāng)冰壺脫離運動員的作用時，冰壺沒有立即停下，而是繼續(xù)向前運動，說明冰壺具有慣性．(

)(3)撤去推力后，冰壺最終能停下來，是冰壺受摩擦力作用的結(jié)果．(

)(4)如果沒有摩擦力，冰壺會一直運動下去．(

)×√√√1理想實驗的魅力(1)談“理想”：①接觸面不可能絕對光滑；②水平面不可能做得無限長．(2)談“實驗”：理論實驗，非真實的科學(xué)實驗．(3)談“魅力”：伽利略“理想實驗”的卓越之處不是實驗本身，而是實驗所使用的獨特方法，在實驗事實的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理外推．1

“理想實驗”與“真實實驗”(1)真實實驗是一種實踐活動，是可以通過一定的實驗器材和實驗方法來實現(xiàn)的．(2)理想實驗體現(xiàn)了邏輯思維活動，但思維過程的基礎(chǔ)是真實、可靠的．2運動狀態(tài)改變的三種情形(1)速度的方向不變，大小改變．(2)速度的大小不變，方向改變．(3)速度的大小和方向同時發(fā)生改變．2體重與體育運動在許多體育項目中通過改變質(zhì)量來增加或減小慣性，以利于提高運動成績．如體操運動員希望有靈活的身體，而相撲運動員則不希望被別人推倒，所以相撲運動員的質(zhì)量要比體操運動員的質(zhì)量大得多．共研·突破關(guān)鍵能力目標(biāo)一伽利略理想斜面實驗【導(dǎo)思】在伽利略的斜面實驗的各個過程中(如圖所示)，哪些可以通過實驗完成？哪些是推理得出的？提示：小球由靜止?fàn)顟B(tài)從斜面上滾下，可以滾上另一斜面，是實驗事實，可以通過實驗完成，其余各個結(jié)論是由推理得出的，不可以通過實驗完成．【歸納】1．理想實驗的推論一切運動著的物體在沒有受到外力的時候，它的速度將保持不變，并且一直運動下去．2．理想實驗的意義(1)伽利略理想實驗是以可靠的實驗事實為基礎(chǔ)，經(jīng)過抽象思維，抓住主要因素，忽略次要因素，從而更深刻地揭示了自然規(guī)律．(2)伽利略理想實驗是把實驗和邏輯推理相結(jié)合的一種科學(xué)研究方法．【典例】例1[2023·河北邢臺高一月考]在研究運動和力的關(guān)系時，伽利略設(shè)計了著名的理想斜面實驗(如圖所示)，將可靠的事實和縝密的邏輯推理結(jié)合起來，能更深刻地反映自然規(guī)律．下面給出了伽利略斜面實驗的五個事件，請對事件的性質(zhì)進(jìn)行判斷并正確排序：由A點靜止釋放的小球，①若沒有摩擦?xí)r，能滾到另一斜面與A點等高的C點；②當(dāng)減小斜面動摩擦因數(shù)時，滾到另一斜面的最高位置，更接近于等高的C點；③若沒有摩擦?xí)r減小斜面BC的傾角，小球?qū)⑼ㄟ^較長的路程，到達(dá)與A點等高的D點；④若沒有摩擦且當(dāng)另一斜面水平放置時，小球?qū)⒀厮矫嬉恢边\動下去；⑤不能滾到另一斜面與A點等高的C點．以下排序正確的是(

)A．事實⑤→事實②→推論①→推論③→推論④B．事實⑤→事實②→推論③→事實①→推論④C．事實⑤→事實②→事實①→推論③→推論④D．事實⑤→事實②→推論①→事實③→推論④答案：A解析：由實驗事實⑤不能滾到另一斜面與A點等高的C點，實驗事實②當(dāng)減小斜面動摩擦因數(shù)時，滾到另一斜面的最高位置，更接近于等高的C點，從而可推理出①若沒有摩擦?xí)r，能滾到另一斜面與A點等高的C點，接著推理出③若沒有摩擦?xí)r減小斜面BC的傾角，小球?qū)⑼ㄟ^較長的路程，到達(dá)與A點等高的D點，最后推理出④若沒有摩擦且當(dāng)另一斜面水平放置時，小球?qū)⒀厮矫嬉恢边\動下去，故選A．目標(biāo)二牛頓第一定律的理解【導(dǎo)思】如圖所示，將一小車從斜面的同一高度由靜止釋放，最后小車停在了不同水平面上的不同距離處．(1)小車在斜面上時的合力方向向哪？此時小車做什么運動？小車在水平面上時的合力方向向哪？此時小車做什么運動？表明物體的運動與力存在什么關(guān)系？(2)三圖中，由上到下小車沿水平面運動的距離逐漸變遠(yuǎn)，原因是小車受到的阻力逐漸減小，可以猜想，如果水平面光滑，小車將做什么運動？提示：(1)沿斜面向下；加速運動；沿水平方向向左；減速運動；力是改變物體運動狀態(tài)的原因．(2)勻速直線運動．【歸納】1．提出了慣性概念定律的前半部分內(nèi)容“一切物體總保持勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài)”，揭示了所有物體普遍具有的一種屬性——慣性，即物體保持勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài)，是本質(zhì)屬性，不需要條件．一切物體在任何情況下都具有保持勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)．因此，牛頓第一定律又叫慣性定律．2．明確了力的作用效果定律的后半部分內(nèi)容“除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)”，說明了力的作用效果可以改變物體的運動狀態(tài)．3．揭示了力和運動的關(guān)系牛頓第一定律指出物體不受外力時的運動規(guī)律，定律描述的只是一種理想狀態(tài)，而實際中物體不受外力的作用的情況是不存在的，當(dāng)物體所受到的合外力為零時，其效果跟不受外力的作用效果相同．力與運動的關(guān)系：運動不需要力維持，但運動狀態(tài)的改變離不開力的作用．【典例】例2(多選)關(guān)于牛頓第一定律有下列說法，其中正確的是(

)A．牛頓第一定律可用實驗來驗證B．牛頓第一定律說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因C．慣性定律與慣性的實質(zhì)是相同的D．牛頓第一定律說明物體的運動不需要力來維持答案：BD解析：不受力的物體是不存在的，牛頓第一定律不是實驗定律，故不能用實驗來驗證，A錯誤；牛頓第一定律說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因，B正確；牛頓第一定律又叫慣性定律，牛頓第一定律是物體遵循的規(guī)律，而慣性是物體的性質(zhì)，實質(zhì)是不相同的，C錯誤；牛頓第一定律說明物體的運動不需要力來維持，D正確．例3[2023·江西南昌高一期末]如圖所示，在一足夠長的木板C上有兩個物體A和B，兩個物體隨木板一起以速度v向右運動．若兩物體與木板間的摩擦不計，且mA>mB，則當(dāng)用外力使木板突然停止后(

)A．A物體的慣性大，速度變化快，A、B兩物體間的距離將減小B．A物體的慣性大，速度變化慢，A、B兩物體間的距離將增大C．A、B兩物體均做勻速直線運動，它們間的距離不變D．A、B兩物體均做減速直線運動，它們間的距離減小答案：C解析：當(dāng)用外力使木板突然停止后，A、B兩物體受力不變，仍然受力平衡，原來運動狀態(tài)不變，即A、B兩物體均做勻速直線運動，它們間的距離不變，故選C.目標(biāo)三慣性的理解和應(yīng)用【導(dǎo)思】(1)如圖所示，公交車在運行時突然急剎車，車內(nèi)乘客身體為什么會向前傾倒？(2)“同一物體在地球上的重力比在月球上大，所以物體在地球上的慣性比在月球上大”，這種說法對嗎？為什么？提示：(1)乘客隨車一起運動，當(dāng)急剎車時，車停止運動，乘客的下半部分受到車的摩擦力作用也隨車停止運動，而上半部分由于要保持原來的運動狀態(tài)，故向前傾倒．(2)不對．慣性大小只與質(zhì)量有關(guān)，與位置無關(guān)．雖然物體在地球上的重力比在月球上大，但物體的質(zhì)量不變，即慣性不變．【歸納】1．慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性．2．物體慣性的大小由質(zhì)量決定，與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，與是否受力無關(guān)，與物體的速度大小無關(guān)．3．慣性的表現(xiàn)(1)在不受力的條件下，慣性表現(xiàn)出維持其原來運動狀態(tài)的“能力”，有“惰性”的意思．(2)在受力的條件下，慣性的大小表現(xiàn)為運動狀態(tài)改變的難易程度．質(zhì)量越大，慣性越大，運動狀態(tài)越難改變．【典例】例4[2023·重慶八中高一上月考]如圖所示，冰壺在冰面運動時受到的阻力很小，可以在較長時間內(nèi)保持運動速度的大小和方向不變，我們可以說冰壺有較強(qiáng)的抵抗運動狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”．這里所指的“本領(lǐng)”是冰壺的慣性，則慣性的大小取決于(

)A．冰壺的速度

B．冰壺的質(zhì)量C．冰壺受到的推力D．冰壺受到的阻力答案：B解析：慣性是物體的固有屬性，而質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，故慣性的大小取決于冰壺的質(zhì)量，故選B.例5(多選)下列各圖所示現(xiàn)象中，利用了慣性的是(

)A．自行車滑行B．使錘子套緊C．系好安全帶D．跳遠(yuǎn)助跑答案：ABD解析：自行車原來處于運動狀態(tài)，當(dāng)不再蹬自行車時，由于慣性，自行車仍然能滑行一段距離，該現(xiàn)象是利用慣性，A正確；錘頭和錘柄一起向下運動，當(dāng)錘柄撞在地上靜止時，錘頭由于慣性繼續(xù)向下運動，可以緊套在錘柄上，該現(xiàn)象利用了錘頭的慣性，B正確；汽車高速行駛時，如果遇到緊急情況剎車，人由于慣性還要保持原來的高速運動，會撞到前面物體造成損傷，所以駕駛員要使用安全帶，這是防止慣性帶來的傷害，C錯誤；跳遠(yuǎn)運動員助跑是為了起跳前使自己處于運動狀態(tài)，起跳后，人由于慣性會跳的更遠(yuǎn)，該現(xiàn)象是利用慣性，D正確．例6如圖所示，某同學(xué)面向車行駛方向坐在沿平直軌道勻速行駛的列車車廂里．這位同學(xué)發(fā)現(xiàn)面前的水平桌面上一個原來靜止的小球突然向他滾來，則可判斷(

)A．列車正在剎車

B．列車突然加速C．列車突然減速

D．列車仍在勻速直線運動答案：B解析：當(dāng)列車加速時，小球由于慣性要保持原來的運動狀態(tài)，相對于列車向后運動，即這位同學(xué)發(fā)現(xiàn)面前的水平桌面上一個原來靜止的小球突然向他滾來的現(xiàn)象，故列車突然加速．精煉·落實學(xué)科素養(yǎng)1.漫畫中的情景在公交車急剎時常會出現(xiàn)．為提醒乘客注意，公交公司征集到幾條友情提示語，其中對慣性的理解正確的是(

)A.站穩(wěn)扶好，克服慣性

B．穩(wěn)步慢行，避免慣性C．當(dāng)心急剎，失去慣性

D．謹(jǐn)防意外，慣性恒在答案：D解析：慣性是物體具有的保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì)，是物體固有的屬性，不能被克服或避免，也不會失去，故A、B、C錯誤，D正確．2．關(guān)于物體的慣性，下列說法中正確的是(

)A．戰(zhàn)斗機(jī)在作戰(zhàn)時，甩掉副油箱是為了減小慣性，提高飛行的靈活性B．用力推一個靜止在地面上的物體，沒有推動，原因是物體的慣性太大了C．高速公路上要限速，是因為車速越大慣性越大D．由于子彈的速度越大，其殺傷力就越大，所以子彈的慣性大小與其速度大小有關(guān)答案：A解析：C、D錯：慣性是物體本身的一種屬性，它不隨物體速度大小的變化而變化，所以子彈殺傷力大和高速公路上限速等都不是因為物體的慣性發(fā)生了變化．B錯：用力推一個靜止在地面上的物體，沒有推動，說明地面對物體有摩擦力的作用，而不是因為物體的慣性太大．A對：戰(zhàn)斗機(jī)甩掉副油箱減小了質(zhì)量，而慣性與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越小慣性越小，所以可以提高戰(zhàn)斗機(jī)飛行的靈活性．3．關(guān)于運動和力的關(guān)系，以下敘述正確的是(

)A．力是維持物體運動的原因B．物體受多個力作用時，其運動狀態(tài)一定不斷變化C.在多個力作用下做勻速運動的物體，若去掉其中的一個力，其運動速度一定減小D．物體不受力的作用時也能運動答案：D解析：A錯：力不是維持物體運動的原因，力是改變物體運動狀態(tài)的原因．B錯：受多個力作用，當(dāng)合力為零時，其運動狀態(tài)不會改變．C錯：在多個力作用下做勻速運動的物體，若去掉其中的一個力，其余力的合力與這個力大小相等，方向相反，若其余力的合力與速度方向相同，則其運動速度增大．D對：根據(jù)牛頓第一定律可知，物體不受力的作用時，保持靜止或勻速直線運動．4．下列關(guān)于牛頓第一定律的說法中正確的是(

)A．由牛頓第一定律可知，物體在任何情況下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)B．處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的物體，一定不受任何外力作用C．伽利略理想斜面實驗說明了力不是維持物體運動的原因，同時也說明了力是改變物體運動狀態(tài)的原因D．牛頓第一定律既揭示了物體保持原有運動狀態(tài)的原因，又揭示了物體運動狀態(tài)改變的原因答案：D解析：物體只有在不受力的作用或合外力為零時，才能總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，故A錯誤；處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的物體，可能不受外力作用，也可能受到外力的作用，但外力