【成才之路】高中物理 第四章牛顿运动定律1牛顿第一定律学案课件 新人教版必修1.ppt

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1、情景切入情景切入力和运动无处不在、无时不有用不同的力推同一辆力和运动无处不在、无时不有用不同的力推同一辆车车(如图如图1)小车运动状态的变化是不同的，当停止推力后，小车运动状态的变化是不同的，当停止推力后，小车会慢慢停下来在太空中飞行的航天飞机小车会慢慢停下来在太空中飞行的航天飞机(如图如图2)没有没有推力也可保持高速飞行推力也可保持高速飞行力与运动之间究竟有什么关系？力与运动之间究竟有什么关系？知识导航知识导航(1)本章是在前面三章对力和运动分别研究的基础上，本章是在前面三章对力和运动分别研究的基础上，进一步探讨物体的运动状态变化和物体的受力情况间的关进一步探讨物体的运动状态变化和物体的受力

2、情况间的关系，在物理学上把本章内容称为动力学牛顿运动定律是系，在物理学上把本章内容称为动力学牛顿运动定律是动力学的基础，也是整个经典物理理论的基础动力学的基础，也是整个经典物理理论的基础(2)本章在探究力和运动之间关系的基础上，建立起牛本章在探究力和运动之间关系的基础上，建立起牛顿三大运动定律，进而应用三大定律解决实际问题学习顿三大运动定律，进而应用三大定律解决实际问题学习过程中要掌握四个概念，三个定律和四种研究方法过程中要掌握四个概念，三个定律和四种研究方法四个概念：惯性、力学单位制、作用力和反作用力、四个概念：惯性、力学单位制、作用力和反作用力、超重与失重超重与失重三个定律：牛顿第一定律三

3、个定律：牛顿第一定律(惯性定律惯性定律)、牛顿第二定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律牛顿第三定律四种研究方法：理想实验法、控制变量法、整体法和四种研究方法：理想实验法、控制变量法、整体法和隔离法隔离法(3)本章的重点是：正确地理解牛顿的三个定律，熟练本章的重点是：正确地理解牛顿的三个定律，熟练地运用牛顿定律解决问题；难点是牛顿定律的应用地运用牛顿定律解决问题；难点是牛顿定律的应用学法指导学法指导(1)力与运动的关系惯性力与运动的关系惯性要注意理解伽利略理想斜面实验的思维过程，澄清思要注意理解伽利略理想斜面实验的思维过程，澄清思想深处对力和运动关系的错误认识想深处对力和运动关系的错误认识(2)牛顿

4、第二定律牛顿第二定律要注意体会利用控制变量法探究加速度与力、质量的要注意体会利用控制变量法探究加速度与力、质量的关系的过程，理解牛顿第二定律所具有的因果性、同向性、关系的过程，理解牛顿第二定律所具有的因果性、同向性、瞬时性、同一性、独立性、相对性等性质瞬时性、同一性、独立性、相对性等性质(3)牛顿第三定律牛顿第三定律牛顿第三定律是研究物体之间的相互作用的关系，注牛顿第三定律是研究物体之间的相互作用的关系，注意一对作用力与反作用力分别作用在两个物体上，且同生意一对作用力与反作用力分别作用在两个物体上，且同生同灭同性质同灭同性质(4)超重和失重超重和失重理解无论是超重还是失重，物体实际受到的重力是

5、不理解无论是超重还是失重，物体实际受到的重力是不变的变的(5)共点力的平衡共点力的平衡灵活利用力的平衡条件解题，注意合成法、分解法、灵活利用力的平衡条件解题，注意合成法、分解法、正交分解法、图解法等的灵活选择正交分解法、图解法等的灵活选择1.牛顿第一定律牛顿第一定律知道伽利略理想实验的思路、推理过程知道伽利略理想实验的思路、推理过程和结论和结论知道什么是惯性，理解质量是惯性大小知道什么是惯性，理解质量是惯性大小的量度的量度理解牛顿第一定律的内容、意义理解牛顿第一定律的内容、意义在水平桌面上放一块书本大小的玻璃，玻璃上放在水平桌面上放一块书本大小的玻璃，玻璃上放10个玻璃球个玻璃球(见下图见下图

6、)，用小勺一个一个地把球盛到碗内，用小勺一个一个地把球盛到碗内(滚出滚出玻璃板的球不能再盛玻璃板的球不能再盛)看谁在看谁在10秒钟内盛的球最多？请他秒钟内盛的球最多？请他讲讲成功的窍门想一想，其中有科学道理吗？讲讲成功的窍门想一想，其中有科学道理吗？1古希腊的哲学家亚里士多德古希腊的哲学家亚里士多德(公元前公元前384前前322)根根据经验事实得出结论说：必须据经验事实得出结论说：必须 在物体上，物在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要体才能运动，没有力的作用，物体就要 即力即力是维持是维持的原因的原因2十七世纪的意大利科学家十七世纪的意大利科学家，他在大，他在大量实验的基础上明确指出

7、：在水平面上运动的物体会停下量实验的基础上明确指出：在水平面上运动的物体会停下来，是因为受到来，是因为受到的缘故；如果没有的缘故；如果没有 ，物体将保持自己的速度，物体将保持自己的速度有力作用有力作用静止下来静止下来物体运动物体运动伽利略伽利略摩擦阻力摩擦阻力摩擦阻力摩擦阻力一直运动下去一直运动下去3英国科学家英国科学家在伽利略等人的研究基础上，在伽利略等人的研究基础上，根据自己的进一步研究，得出下述结论：根据自己的进一步研究，得出下述结论：一切物体总保持一切物体总保持运动状态或运动状态或状态，直到状态，直到 迫使它改变这种状态为止迫使它改变这种状态为止这就是牛顿第一定律这就是牛顿第一定律4量

8、度物体惯性大小的物理量是量度物体惯性大小的物理量是5锤头松了，木工常常使锤柄向下，迅速撞击工作锤头松了，木工常常使锤柄向下，迅速撞击工作台或其他物体，锤柄台或其他物体，锤柄，锤头由于，锤头由于惯性惯性，保持原来向下保持原来向下，便紧紧地套在，便紧紧地套在锤柄上锤柄上(如图如图)牛顿牛顿匀速直线匀速直线静止静止有外力有外力它们的质量它们的质量很快停下来很快停下来运动的速度运动的速度(1)亚里士多德观点：力是维持物体运动的原因亚里士多德观点：力是维持物体运动的原因(错错误观点误观点)(2)伽利略的理想实验伽利略的理想实验如下图所示，让小球沿一个斜面从静止开始滚下来，如下图所示，让小球沿一个斜面从静

9、止开始滚下来，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度，他推论说，如果减小第二个斜面的倾角，如图来的高度，他推论说，如果减小第二个斜面的倾角，如图乙，使小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的乙，使小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程继续减小第二个斜面的倾角，使它最终成为水平面路程继续减小第二个斜面的倾角，使它最终成为水平面(图丙图丙)，小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒，小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定的速率持续运动下去定的速率持续运动下去伽利略依据理想实验提出的观点：在水平面上运动伽利略

10、依据理想实验提出的观点：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物的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故物体不受外力作用，就会保持自己的速度不变体不受外力作用，就会保持自己的速度不变(3)笛卡儿补充和完善了伽利略的观点：如果没有其他笛卡儿补充和完善了伽利略的观点：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向既不会停下来，也不会偏离原来的方向(贵州清华实验中学贵州清华实验中学0910学年高一期末学年高一期末)伽利略对运伽利略对运动的研究，不仅确立了许多用于描述运动的基

11、本概念，而动的研究，不仅确立了许多用于描述运动的基本概念，而且创造了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法，或且创造了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法，或者说给出了科学研究过程的基本要素这些基本要素包含者说给出了科学研究过程的基本要素这些基本要素包含以下几点：以下几点：提出假设；提出假设；对现象的一般观察；对现象的一般观察；通过实通过实验对推论进行检验；验对推论进行检验；对假说进行修正和推广；对假说进行修正和推广；运用逻运用逻辑辑(包括数学包括数学)得出推论请按科学研究过程的顺序将基本得出推论请按科学研究过程的顺序将基本要素填入下图要素填入下图(只填序号只填序号)答案：答案：(1)内容：

12、一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状内容：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态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态(2)含义：含义：一切物体都有惯性，惯性是物体的固有属一切物体都有惯性，惯性是物体的固有属性性力是改变物体运动状态的原因力是改变物体运动状态的原因物体运动不需要力来维持物体运动不需要力来维持特别提醒：特别提醒： 牛顿第一定律只适用于惯性参考系牛顿第一定律只适用于惯性参考系.物体运动状态的标志是速度，运动状态是否改变由速物体运动状态的标志是速度，运动状态是否改变由速度衡量，物体的速度度衡量，物体的速度(大小或方向大小或方向)改变了，

13、我们就说物体改变了，我们就说物体的运动状态改变了的运动状态改变了特别提醒：特别提醒：(1)牛顿第一定律揭示了力与运动的关系：物体的运动牛顿第一定律揭示了力与运动的关系：物体的运动状态改变即速度发生变化，是由于物体受到了力的作用状态改变即速度发生变化，是由于物体受到了力的作用(2)牛顿第一定律不同于共点力的平衡，前者是物体不牛顿第一定律不同于共点力的平衡，前者是物体不受作用力的运动状态，后者是合力为零时的运动状态受作用力的运动状态，后者是合力为零时的运动状态.(1)惯性与质量的关系惯性与质量的关系惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性惯性与物体受力情况、

14、运动情况及地理位置均无惯性与物体受力情况、运动情况及地理位置均无关关质量是物体惯性大小的惟一量度，质量越大，惯性质量是物体惯性大小的惟一量度，质量越大，惯性越大越大(2)惯性与力的关系惯性与力的关系惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此说说“物体受到了惯性作用物体受到了惯性作用”、“产生了惯性产生了惯性”，“受到惯受到惯性力性力”等都是错误的等都是错误的力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运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，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

15、难改变运动状态越难改变(3)惯性与速度的关系惯性与速度的关系速度是表示物体运动快慢的物理量，是矢量，惯性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是物体本身固有的性质，其大小仅由物体质量决定一切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大一切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大小均无关小均无关一天，下着倾盆大雨某人乘坐列车时发现，车厢的一天，下着倾盆大雨某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了列车进站过程中，他发现水面的形双层玻璃窗内积水了列车进站过程中，他发现水面的形状如图中的状如图中的()答案：答案：C解析：解析：列车进站时刹车，速度减小，

16、而水由于惯性仍列车进站时刹车，速度减小，而水由于惯性仍要保持原来较大的速度，所以水向前涌，液面形状和选项要保持原来较大的速度，所以水向前涌，液面形状和选项C一致一致下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是()A只有静止或做匀速直线运动的物体才有惯性只有静止或做匀速直线运动的物体才有惯性B做变速运动的物体没有惯性做变速运动的物体没有惯性C力是改变惯性的原因力是改变惯性的原因D物体在任何情况下都具有惯性物体在任何情况下都具有惯性解析：解析：本题是考查对惯性概念的理解，和对本题是考查对惯性概念的理解，和对“力与力与运动关系运动关系”的认识，一切物体总保持匀速直线运动状态或的认识，一切物体总保持匀速直线运

17、动状态或静止状态的性质叫做物体的惯性这里的静止状态的性质叫做物体的惯性这里的“一切物体一切物体”说说明，不论组成物体的物质的状态明，不论组成物体的物质的状态(固体、液体、气体三态固体、液体、气体三态)是什么，不论物体是什么种类，无论物体的体积大小如何，是什么，不论物体是什么种类，无论物体的体积大小如何，质量是大是小，总之只要是物体都具有惯性其中的质量是大是小，总之只要是物体都具有惯性其中的“总总保持保持”指的是任何物体任何时刻都具有这一性质，无论物指的是任何物体任何时刻都具有这一性质，无论物体是否受到外力作用、是否运动、如何运动，无论在什么体是否受到外力作用、是否运动、如何运动，无论在什么方向

18、，没有一个物体是例外的，都具有惯性方向，没有一个物体是例外的，都具有惯性惯性是物体本身固有的属性，与外力作用无关，外惯性是物体本身固有的属性，与外力作用无关，外力不可能改变一个物体的惯性力不可能改变一个物体的惯性力是改变运动状态的原因做变速运动的物体，其力是改变运动状态的原因做变速运动的物体，其运动状态运动状态(速度速度)在不断改变，必须受外力的作用，这正说在不断改变，必须受外力的作用，这正说明物体具有惯性，要使其运动状态变化，必须对它施加力明物体具有惯性，要使其运动状态变化，必须对它施加力的作用的作用答案：答案：D月球表面上的重力加速度为地球表面上的重力加速度月球表面上的重力加速度为地球表面

19、上的重力加速度的的1/6，同一个飞行器在月球表面上时与在地球表面上时相，同一个飞行器在月球表面上时与在地球表面上时相比较比较()A惯性减小为在地球上的惯性减小为在地球上的1/6，重力不变，重力不变B惯性和重力减小为在地球上的惯性和重力减小为在地球上的1/6C惯性不变，重力减小为在地球上的惯性不变，重力减小为在地球上的1/6D惯性和重力都不变惯性和重力都不变答案：答案：C解析：解析：物体的惯性大小仅与物体的质量大小有关，因物体的惯性大小仅与物体的质量大小有关，因质量是恒量，同一物体的质量与它所在位置及运动状态无质量是恒量，同一物体的质量与它所在位置及运动状态无关，所以这个飞行器从地球到月球，其惯

20、性大小不变，物关，所以这个飞行器从地球到月球，其惯性大小不变，物体的重力是个变量，这个飞行器在月球表面上的重力为体的重力是个变量，这个飞行器在月球表面上的重力为G月月mg月月m(1/6)g地地(1/6)G地地.以下说法中正确的是以下说法中正确的是()A牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律规律B不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有这样的性质，即惯性物体具有这样的性质，即惯性C在水平面上滑动的木块最终要停下来，是由于没在水平面上滑动的木块最终要停下来，是由于没有外力维持木块运动有外力维持木块

21、运动D物体运动状态发生变化时，必定受到外力的作用物体运动状态发生变化时，必定受到外力的作用解析：解析：牛顿第一定律描述的是一种理想的情况牛顿第一定律描述的是一种理想的情况物物体不受任何外力作用，物体将保持静止状态或匀速直线运体不受任何外力作用，物体将保持静止状态或匀速直线运动状态不变实际的情况是物体都要受到外力的作用，只动状态不变实际的情况是物体都要受到外力的作用，只要物体所受的外力的合力为零，物体就保持静止或匀速直要物体所受的外力的合力为零，物体就保持静止或匀速直线运动状态不变，所以线运动状态不变，所以A选项是正确的；物体的运动并不选项是正确的；物体的运动并不需要力来维持，而是由物体本身所固

22、有的一种属性需要力来维持，而是由物体本身所固有的一种属性惯惯性来维持的，力是改变物体运动状态的原因，所以选项性来维持的，力是改变物体运动状态的原因，所以选项B、D正确；正确；C选项中木块最终要停下来的原因是：木块在运动选项中木块最终要停下来的原因是：木块在运动过程中，受到各种摩擦阻力的作用，即木块受到的外力的过程中，受到各种摩擦阻力的作用，即木块受到的外力的合力不为零所导致的，所以合力不为零所导致的，所以C选项是错误的选项是错误的答案：答案：ABD点评：点评：对于力和运动的关系，一个典型错误认识就是：对于力和运动的关系，一个典型错误认识就是：力是维持物体运动状态的原因，从而在本题中误选力是维持

23、物体运动状态的原因，从而在本题中误选C.对对C的正确理解是：木块慢慢停下来不是因为不受外力，而是的正确理解是：木块慢慢停下来不是因为不受外力，而是因为受到了阻力使它的速度不断减小因为受到了阻力使它的速度不断减小(温州市温州市2010年高一八校联考年高一八校联考)关于牛顿第一定律有下关于牛顿第一定律有下列说法，其中正确的是列说法，其中正确的是()A牛顿第一定律可用实验来验证牛顿第一定律可用实验来验证B牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因C只有静止或做匀速直线运动的物体才有惯性只有静止或做匀速直线运动的物体才有惯性D物体的运动需要力来维持物体的运动需

24、要力来维持答案：答案：B在足球场上，为了不使足球停下来，运动员带球前进在足球场上，为了不使足球停下来，运动员带球前进必须不断用脚轻轻地踢拨足球必须不断用脚轻轻地踢拨足球(如下图甲如下图甲)又如为了不使又如为了不使自行车减速，总要不断地用力蹬脚踏板自行车减速，总要不断地用力蹬脚踏板(如下图乙如下图乙)这些这些现象不正说明了运动需要力来维持吗？那为什么又说现象不正说明了运动需要力来维持吗？那为什么又说“力力不是维持物体运动的原因不是维持物体运动的原因”？解析：解析：这一问题，我们可以这样思考：如果足球不是这一问题，我们可以这样思考：如果足球不是在草地上滚动，而是以相同的初速度在水平的水泥地板上在草

25、地上滚动，而是以相同的初速度在水平的水泥地板上滚动，它将会滚出比草地上远得多的距离，这说明了由于滚动，它将会滚出比草地上远得多的距离，这说明了由于阻力的存在才导致足球的运动状态发生了改变，足球在草阻力的存在才导致足球的运动状态发生了改变，足球在草地上滚动时所受阻力大，运动状态很快发生改变；足球在地上滚动时所受阻力大，运动状态很快发生改变；足球在水泥地面上滚动时所受阻力小，运动状态改变得慢，但终水泥地面上滚动时所受阻力小，运动状态改变得慢，但终究还是要停下来在盘带足球时，人对足球施加力的作用，究还是要停下来在盘带足球时，人对足球施加力的作用，恰恰是起了使足球已经变小的运动速度再变大的作用自恰恰是

26、起了使足球已经变小的运动速度再变大的作用自行车的例子也是同样的道理行车的例子也是同样的道理这两个例子都充分说明了阻力能使物体的运动状态发这两个例子都充分说明了阻力能使物体的运动状态发生改变生改变(物体的速度变小物体的速度变小)，动力也能使物体的运动状态发，动力也能使物体的运动状态发生改变生改变(物体的速度变大物体的速度变大)，即力不是维持物体运动的原因，即力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因而是改变物体运动状态的原因在路上跑的人被绊倒时是向前趴着倒下，而慢走的人在路上跑的人被绊倒时是向前趴着倒下，而慢走的人滑倒时，则多是向后仰着摔倒滑倒时，则多是向后仰着摔倒(见下图见下图)，试

27、论述其原因，试论述其原因 答案：答案：在讨论人绊倒还是滑倒的过程中，要区分人各在讨论人绊倒还是滑倒的过程中，要区分人各部分的运动情况，所以决不能再将人看成质点，并对人各部分的运动情况，所以决不能再将人看成质点，并对人各部分运动情况分别讨论部分运动情况分别讨论人被绊倒时，首先是人的脚由于受力而停止向前，而人被绊倒时，首先是人的脚由于受力而停止向前，而人的上半身由于惯性仍要前进，所以人上半身向前趴着倒人的上半身由于惯性仍要前进，所以人上半身向前趴着倒下下慢走的人，由于进入光滑地面，脚所受阻力突然减小，慢走的人，由于进入光滑地面，脚所受阻力突然减小，脚速度加快，而人的上半身由于惯性仍将维持原来较慢的脚速度加快，而人的上半身由于惯性仍将维持原来较慢的速度，所以人将向后仰倒速度，所以人将向后仰倒