4.1 牛頓第一定律 課件高一上學期物理人教版（2019）必修第一冊

第四章運動和力的關(guān)系第1節(jié)牛頓第一定律1.知道伽利略的理想實驗及其主要推理過程和推論，知道理想實驗是科學研究的重要方法。2.理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義。3.理解力和運動的關(guān)系，知道物體的運動不需要力來維持。4.理解慣性的概念，知道質(zhì)量是慣性大小的量度。學習目標運動和力有什么樣的關(guān)系呢？滑冰運動員如果不用力，他會慢慢停下來。這與牛頓第一定律矛盾嗎？課堂引入1

伽利略理想斜面實驗如圖所示，小球沿斜面由靜止?jié)L下，再滾上另一斜面。(1)在實際生活中，小球滾上另一斜面的最大高度等于h嗎？(2)設想斜面是光滑的，小球滾上另一斜面的最大高度等于h嗎？(3)設想斜面是光滑的，若減小第二個斜面的傾角，小球還能滾到另一斜面高h處嗎？與沒減小斜面的傾角之前相比，小球滾到另一斜面高h處通過的路程如何變化？(4)設想第二個斜面變成水平面，這時小球試圖滾上另一斜面的相同高度，但永遠達不到。這時小球的運動能停下來嗎？(5)伽利略的理想實驗揭示了什么道理？知識點一理想實驗的魅力課堂引入21.亞里士多德：必須有力作用在物體上，物體才能運動；沒有力的作用，物體就要靜止在某個地方。他得出結(jié)論，力是______________的原因。2.伽利略 (1)理想實驗：讓一個小球沿斜面從靜止狀態(tài)開始運動，小球?qū)ⅰ皼_”上另一個斜面。如果沒有摩擦，小球?qū)⒌竭_原來的高度；如果第二個斜面傾角減小，小球仍將到達____________，但是運動的距離更長。由此可以推斷，當斜面最終變?yōu)樗矫鏁r，小球要到達原有高度將永遠運動下去。3.笛卡兒：如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一______沿同一直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向。(2)結(jié)論：力不是______物體運動的原因。(3)意義：伽利略理想實驗是以可靠的實驗事實為基礎，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。伽利略的研究方法的核心是把實驗和邏輯推理相結(jié)合。(4)理想實驗的推論：一切運動著的物體在沒有受外力的時候，它的速度將保持不變，并且一直運動下去?！舅伎肌?/p>

在伽利略斜面實驗的各個過程中(如圖所示)。(1)哪些可以通過實驗完成？哪些是推理得出的？(2)伽利略是通過怎樣的方法來獲得結(jié)論？A例1在研究運動和力的關(guān)系時，伽利略設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)進行判斷并正確排序：由A點靜止釋放的小球，①若沒有摩擦時，能滾到另一斜面與A點等高的C點；②當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若沒有摩擦時減小斜面BC的傾角，小球?qū)⑼ㄟ^較長的路程，到達與A點等高的D點；④若沒有摩擦時，當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④D訓練1伽利略的斜面實驗證明了(

) A.使物體運動必須有力的作用，沒有力的作用，物體將靜止 B.使物體靜止必須有力的作用，沒有力的作用，物體將運動 C.物體不受外力作用時，一定處于靜止狀態(tài) D.物體的運動不需要力來維持知識點二牛頓第一定律

如圖所示，讓一個小車從同一斜面上滑下，水平面上分別放置毛巾、木板和玻璃板，水平面與斜面平滑連接。仔細觀察實驗現(xiàn)象，回答下列問題。(1)實驗觀察到什么現(xiàn)象，說明了什么問題？(2)如果沒有摩擦力的作用，小車將會怎樣運動呢？(3)以上實驗揭示了力和運動之間是什么關(guān)系？

無論是亞里士多德，還是伽利略和笛卡兒，都沒有提出力的概念。在伽利略和笛卡兒工作的基礎上，在隔了一代人之后，英國科學家牛頓提出了動力學的第一條基本定律：牛頓(Newton）1643-1727“我之所以看得比別人遠,是因為我站在巨人的肩上”。1.牛頓第一定律的內(nèi)容：一切物體總保持______________狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力______它改變這種狀態(tài)。

說明：運動狀態(tài)改變即速度發(fā)生變化，有三種情況。 (1)速度的方向不變，______改變。 (2)速度的大小不變，______改變。 (3)速度的____________同時改變。2.慣性：物體保持原來______________狀態(tài)或______狀態(tài)的性質(zhì)叫作慣性。勻速直線運動迫使大小方向大小和方向勻速直線運動靜止3.對牛頓第一定律的理解(1)定性揭示了力和運動的關(guān)系①力是改變物體運動狀態(tài)的原因，而不是______物體運動的原因。②物體不受外力時的運動狀態(tài)：勻速直線運動狀態(tài)或______狀態(tài)。(2)牛頓第一定律無法用實驗直接驗證，它所描述的是一種理想狀態(tài)，即不受外力的狀態(tài)，但其得到的一切結(jié)論經(jīng)過實踐證明都是正確的。(3)揭示了一切物體都具有的一種______屬性——慣性。因此牛頓第一定律也叫______定律。維持靜止固有慣性【思考】

1.物體是否只有處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)時才有慣性？

提示不是。一切物體都具有慣性。2.生活中馬拉車，車就前進，停止用力，車就停下來。是否有力作用在物體上物體就運動，沒有力作用在物體上物體就停止運動呢？馬不拉車時，車為什么會停下來呢？提示不是。車之所以會停下來是因為受到阻力的作用。ABD例2(多選)下列對牛頓第一定律的理解正確的是(

)A.牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時的運動規(guī)律B.不受外力作用時，物體的運動狀態(tài)保持不變C.在水平地面上滑動的木塊最終停下來，是沒有外力維持木塊運動的結(jié)果D.奔跑的運動員，由于遇到障礙而被絆倒，這是因為他受到外力作用迫使他改變原來的運動狀態(tài)CD訓練2(多選)下列物理現(xiàn)象中，可以用牛頓第一定律解釋的是(

) A.必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就要靜止下來 B.物體如果向正北方向運動，其受外力方向必須指向正北 C.如果沒有外力作用，運動的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向 D.力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因(1)如圖甲所示，公交車突然快速啟動時，車上站著的乘客身體為什么會向后傾倒？(2)如圖乙所示，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？甲

乙知識點三慣性與質(zhì)量1.慣性的大小

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)。2.慣性的表現(xiàn)形式 (1)當物體不受外力或所受合外力為零時，慣性表現(xiàn)為保持原來的運動狀態(tài)不變。原來靜止的物體保持靜止，原來運動的物體保持原來的速度繼續(xù)運動。 (2)當物體受到外力作用時，慣性表現(xiàn)為改變運動狀態(tài)的難易程度，物體的慣性越大，它的運動狀態(tài)越難改變。質(zhì)量質(zhì)量無【思考】

1.如圖所示，是體操和鉛球項目的圖片，

為什么運動員的身形明顯不同？

2.戰(zhàn)斗機在投入戰(zhàn)斗時有時要拋掉副油箱，這是為什么？

3.汽車超載時遇到緊急剎車不容易停下來，為什么？

C例3下列說法正確的是(

)A.運動速度大的物體，不能很快停下來，是因為速度大時，慣性也大B.靜止的火車啟動時，速度變化慢，是因為火車靜止時比運動時慣性大C.乒乓球可以快速抽殺，是因為乒乓球的慣性小D.物體受到的外力大，則慣性就??；受到的外力小，則慣