4-1牛顿第一定律.ppt

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1、第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理情景切入情景切入力力和和运运动动无无处处不不在在、无无时时不不有有用用不不同同的的力力推推同同一一辆辆车车(如如图图1)小小车车运运动动状状态态的的变变化化是是不不同同的的，当当停停止止推推力力后后，小小车车会会慢慢慢慢停停下下来来在在太太空空中中飞飞行行的的航航天天飞飞机机(如如图图2)没没有有推力也可保持高速飞行推力也可保持高速飞行第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理力与运力与运动动之之间间究竟有什么关系？究竟有什么关系？第四章第四章

2、牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理知识导航知识导航(1)本本章章是是在在前前面面三三章章对对力力和和运运动动分分别别研研究究的的基基础础上上，进进一一步步探探讨讨物物体体的的运运动动状状态态变变化化和和物物体体的的受受力力情情况况间间的的关关系系，在在物物理理学学上上把把本本章章内内容容称称为为动动力力学学牛牛顿顿运运动动定定律律是是动力学的基础，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第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理(2)本本章章在在探探究究力力和和运运动动之之间间关关系系的的基基础础上上，建建立立起起牛牛顿顿三三大大运运动动定定律律，进进而而应应用

3、用三三大大定定律律解解决决实实际际问问题题学学习习过过程中要掌握四个概念，三个定律和四种研究方法程中要掌握四个概念，三个定律和四种研究方法四四个个概概念念：惯惯性性、力力学学单单位位制制、作作用用力力和和反反作作用用力力、超重与失重超重与失重三三个个定定律律：牛牛顿顿第第一一定定律律(惯惯性性定定律律)、牛牛顿顿第第二二定定律律、牛牛顿顿第三定律第三定律四四种种研研究究方方法法：理理想想实实验验法法、控控制制变变量量法法、整整体体法法和和隔离法隔离法第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理(3)本本章章的的重重点点是是：正正确确地地理理解解牛牛顿顿的的三三个个定定律律，熟熟练练地运用牛

4、地运用牛顿顿定律解决定律解决问题问题；难难点是牛点是牛顿顿定律的定律的应应用用第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理学法指导学法指导(1)力与运动的关系惯性力与运动的关系惯性要要注注意意理理解解伽伽利利略略理理想想斜斜面面实实验验的的思思维维过过程程，澄澄清清思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)牛顿第二定律牛顿第二定律要要注注意意体体会会利利用用控控制制变变量量法法探探究究加加速速度度与与力力、质质量量的的关关系系的的过过程程，理理解解牛牛顿顿第第二二定定律律所所具具有有的的因因果果性性、同同向向性性、瞬时性、同一性、独立性、相对性等性质瞬时性、同一

5、性、独立性、相对性等性质第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理(3)牛牛顿顿第三定律第三定律牛牛顿顿第第三三定定律律是是研研究究物物体体之之间间的的相相互互作作用用的的关关系系，注注意意一一对对作作用用力力与与反反作作用用力力分分别别作作用用在在两两个个物物体体上上，且且同同生生同同灭灭同性同性质质(4)超重和失重超重和失重理理解解无无论论是是超超重重还还是是失失重重，物物体体实实际际受受到到的的重重力力是是不不变变的的(5)共点力的平衡共点力的平衡灵灵活活利利用用力力的的平平衡衡条条件件解解题题，注注意意合合成成法法、分分解解法法、正交分解法、正交分解法、图图解法等的灵活解法等的灵

6、活选择选择第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理1.牛牛顿顿第一定律第一定律第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理知道伽利略理想知道伽利略理想实验实验的思路、推理的思路、推理过过程和程和结论结论知道什么是知道什么是惯惯性，理解性，理解质质量是量是惯惯性大小的性大小的量度量度理解牛理解牛顿顿第一定律的内容、意第一定律的内容、意义义第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理在水平桌面上放一在水平桌面上放一块书块书本大小的玻璃，玻璃上放本大小的玻璃，玻璃上放10个玻璃球个玻璃球(

7、见见下下图图)，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(滚滚出出玻璃板的球不能再盛玻璃板的球不能再盛)看看谁谁在在10秒秒钟钟内盛的球最多？内盛的球最多？请请他他讲讲讲讲成功的成功的窍门窍门想一想，其中有科学道理想一想，其中有科学道理吗吗？第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理1古古希希腊腊的的哲哲学学家家亚亚里里士士多多德德(公公元元前前384前前322)根根据据经验经验事事实实得出得出结论说结论说：必：必须须 在在物物体体上上，物物体才能运体才能运动动，没有力的作用，物体就要，没有力的作用，物体就要 即即力力是是

8、维维持持的原因的原因2十七世十七世纪纪的意大利科学家的意大利科学家，他他在在大大量量实实验验的的基基础础上上明明确确指指出出：在在水水平平面面上上运运动动的的物物体体会会停停下下来，是因来，是因为为受到受到的的缘缘故；如果没有故；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第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理3英国科学家英国科学家在在伽伽利利略略等等人人的的研研究究基基础础上上，根据自己的根据自己的进进一步研究，得出下述一步研究，得出下述结论结论：一切物体一切

9、物体总总保持保持运运动动状状态态或或状状态态，直到，直到 迫使它改迫使它改变这变这种状种状态为态为止止这这就是牛就是牛顿顿第一定律第一定律4量度物体量度物体惯惯性大小的物理量是性大小的物理量是5锤锤头头松松了了，木木工工常常常常使使锤锤柄柄向向下下，迅迅速速撞撞击击工工作作台台或其他物体，或其他物体，锤锤柄柄，锤锤头头由由于于惯惯性性，保保持持原来向下原来向下，便便紧紧紧紧地地套套在在锤锤柄柄上上(如如图图)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第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定

10、律人教版物理第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理(1)亚亚里士多德里士多德观观点：力是点：力是维维持物体运持物体运动动的原因的原因(错误错误观观点点)(2)伽利略的理想伽利略的理想实验实验如如下下图图所所示示，让让小小球球沿沿一一个个斜斜面面从从静静止止开开始始滚滚下下来来，小小球球将将滚滚上上另另一一个个斜斜面面，如如果果没没有有摩摩擦擦，小小球球将将上上升升到到原原来来的的高高度度，他他推推论论说说，如如果果减减小小第第二二个个斜斜面面的的倾倾角角，如如图图乙乙，使使小小球球在在这这个个斜斜面面上上达达到到原原来来的的高高度度就就要要通通过过更更长长的的路路程程继继续续减减小小

11、第第二二个个斜斜面面的的倾倾角角，使使它它最最终终成成为为水水平平面面(图图丙丙)，小小球球就就再再也也达达不不到到原原来来的的高高度度，而而沿沿水水平平面面以以恒恒定的速率持定的速率持续续运运动动下去下去第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理伽伽利利略略依依据据理理想想实实验验提提出出的的观观点点：在在水水平平面面上上运运动动的的物物体体之之所所以以会会停停下下来来，是是因因为为受受到到摩摩擦擦阻阻力力的的缘缘故故物物体不受外力作用，就会保持自己的速度不体不受外力作用，就会保持自己的速度不变变(3)笛笛卡卡儿儿补补充充和和完完善善了了

12、伽伽利利略略的的观观点点：如如果果没没有有其其他他原原因因，运运动动的的物物体体将将继继续续以以同同一一速速度度沿沿着着一一条条直直线线运运动动，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第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理(贵贵州州清清华华实实验验中中学学0910学学年年高高一一期期末末)伽伽利利略略对对运运动动的的研研究究，不不仅仅确确立立了了许许多多用用于于描描述述运运动动的的基基本本概概念念，而而且且创创造造了了一一套套对对近近代代科科学学的的发发展展极极为为有有益益的的科科学学方方法法，或或者者说说给给出出了了科科学学研研究究过过程程的的基基本本

13、要要素素这这些些基基本本要要素素包包含含以以下下几几点点：提提出出假假设设；对对现现象象的的一一般般观观察察；通通过过实实验验对对推推论论进进行行检检验验；对对假假说说进进行行修修正正和和推推广广；运运用用逻逻辑辑(包包括括数数学学)得得出出推推论论请请按按科科学学研研究究过过程程的的顺顺序序将将基基本本要素填入下要素填入下图图(只填序号只填序号)第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理答案：答案：第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理(1)内内容容：一一切切物物体体总总保保持持匀匀速速直直线线运运动动状状态态或或静静止止状状态态，除非作用在它上面的力迫使它改，除非作用在它上

14、面的力迫使它改变这变这种状种状态态(2)含含义义：一一切切物物体体都都有有惯惯性性，惯惯性性是是物物体体的的固固有有属属性性力是改力是改变变物体运物体运动动状状态态的原因的原因物体运物体运动动不需要力来不需要力来维维持持第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理特别提醒：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.第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理物体运物体运动动状状态态的的标标志是速度，运志是速度，运动动状状态态是否改是否改变变由速由速度衡量，物体的速度度衡量，物体的速度(大小或方向大小或方向)改改变变了，我了，我们们就就说说物体物体的运的运动

15、动状状态态改改变变了了第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理特别提醒：特别提醒：(1)牛牛顿顿第第一一定定律律揭揭示示了了力力与与运运动动的的关关系系：物物体体的的运运动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)牛牛顿顿第第一一定定律律不不同同于于共共点点力力的的平平衡衡，前前者者是是物物体体不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.第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理(1)惯惯性与性与质质量的关系量的关系惯惯性是物体的固有属性，一切物体都具有性是物体的固

16、有属性，一切物体都具有惯惯性性惯惯性性与与物物体体受受力力情情况况、运运动动情情况况及及地地理理位位置置均均无无关关质质量量是是物物体体惯惯性性大大小小的的惟惟一一量量度度，质质量量越越大大，惯惯性性越大越大第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理(2)惯惯性与力的关系性与力的关系惯惯性性不不是是力力，而而是是物物体体本本身身固固有有的的一一种种性性质质，因因此此说说“物物体体受受到到了了惯惯性性作作用用”、“产产生生了了惯惯性性”，“受受到到惯惯性性力力”等都是等都是错误错误的的力力是是改改变变物物体体运运动动状状态态的的原原因因，惯惯性性是是维维持持物物体体运运动动状状态态的的原原

17、因因力力越越大大，运运动动状状态态越越易易改改变变；惯惯性性越越大大，运运动动状状态态越越难难改改变变第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理(3)惯惯性与速度的关系性与速度的关系速速度度是是表表示示物物体体运运动动快快慢慢的的物物理理量量，是是矢矢量量，惯惯性性是物体本身固有的性是物体本身固有的性质质，其大小，其大小仅仅由物体由物体质质量决定量决定一一切切物物体体都都有有惯惯性性，和和物物体体是是否否有有速速度度及及速速度度的的大大小均无关小均无关第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理一一天天，下下着着倾倾盆盆大大雨雨某某人人乘乘坐坐列列车车时时发发现现，车车厢厢的的双双层

18、层玻玻璃璃窗窗内内积积水水了了列列车车进进站站过过程程中中，他他发发现现水水面面的的形形状如状如图图中的中的()答案：答案：C第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理解析：解析：列车进站时刹车，速度减小，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一致一致第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理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只有静止或做匀速直线线运运动动的物体才有的物体才有惯惯性性B做做变变

19、速运速运动动的物体没有的物体没有惯惯性性C力是改力是改变惯变惯性的原因性的原因D物体在任何情况下都具有物体在任何情况下都具有惯惯性性第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理解解析析：本本题题是是考考查查对对惯惯性性概概念念的的理理解解，和和对对“力力与与运运动动关关系系”的的认认识识，一一切切物物体体总总保保持持匀匀速速直直线线运运动动状状态态或或静静止止状状态态的的性性质质叫叫做做物物体体的的惯惯性性这这里里的的“一一切切物物体体”说说明明，不不论论组组成成物物体体的的物物质质的的状状态态(固固体体、液液体体、气气体体三三态态)是是什什么么，不不论论物物体体是是什什么么种种类类，无无

20、论论物物体体的的体体积积大大小小如如何何，质质量量是是大大是是小小，总总之之只只要要是是物物体体都都具具有有惯惯性性其其中中的的“总总保保持持”指指的的是是任任何何物物体体任任何何时时刻刻都都具具有有这这一一性性质质，无无论论物物体体是是否否受受到到外外力力作作用用、是是否否运运动动、如如何何运运动动，无无论论在在什什么么方方向向，没没有一个物体是例外的，都具有惯性有一个物体是例外的，都具有惯性第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理惯惯性性是是物物体体本本身身固固有有的的属属性性，与与外外力力作作用用无无关关，外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力是是改改变变运

21、运动动状状态态的的原原因因做做变变速速运运动动的的物物体体，其其运运动动状状态态(速速度度)在在不不断断改改变变，必必须须受受外外力力的的作作用用，这这正正说说明明物物体体具具有有惯惯性性，要要使使其其运运动动状状态态变变化化，必必须须对对它它施施加加力力的作用的作用答案：答案：D第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理月月球球表表面面上上的的重重力力加加速速度度为为地地球球表表面面上上的的重重力力加加速速度度的的1/6，同同一一个个飞飞行行器器在在月月球球表表面面上上时时与与在在地地球球表表面面上上时时相相比比较较()A惯惯性减小性减小为为在地球上的在地球上的1/6，重力不，重力不变

22、变B惯惯性和重力减小性和重力减小为为在地球上的在地球上的1/6C惯惯性不性不变变，重力减小，重力减小为为在地球上的在地球上的1/6D惯惯性和重力都不性和重力都不变变答案：答案：C第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理解析：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

23、表面上的重力为G月月mg月月m(1/6)g地地(1/6)G地地.第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理以下以下说说法中正确的是法中正确的是()A牛牛顿顿第第一一定定律律反反映映了了物物体体不不受受外外力力作作用用时时的的运运动动规规律律B不不受受外外力力作作用用时时，物物体体运运动动状状态态保保持持不不变变是是由由于于物体具有物体具有这样这样的性的性质质，即，即惯惯性性C在在水水平平面面上上滑滑动动的的木木块块最最终终要要停停下下来来，是是由由于于没没有外力有外力维维持木持木块块运运动动D物体运物体运动动状状态发态发生生变变化化时时，必定受到外力的作用，必定受到外力的作用第四章第四章

24、 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理解解析析：牛牛顿顿第第一一定定律律描描述述的的是是一一种种理理想想的的情情况况物物体体不不受受任任何何外外力力作作用用，物物体体将将保保持持静静止止状状态态或或匀匀速速直直线线运运动动状状态态不不变变实实际际的的情情况况是是物物体体都都要要受受到到外外力力的的作作用用，只只要要物物体体所所受受的的外外力力的的合合力力为为零零，物物体体就就保保持持静静止止或或匀匀速速直直线线运运动动状状态态不不变变，所所以以A选选项项是是正正确确的的；物物体体的的运运动动并并不不需需要要力力来来维维持持，而而是是由由物物体体本本身身所所固固有有的的一一种种属属性性惯惯性性来来

25、维维持持的的，力力是是改改变变物物体体运运动动状状态态的的原原因因，所所以以选选项项B、D正正确确；C选选项项中中木木块块最最终终要要停停下下来来的的原原因因是是：木木块块在在运运动动过过程程中中，受受到到各各种种摩摩擦擦阻阻力力的的作作用用，即即木木块块受受到到的的外外力力的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第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理点评：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物体运动状态的原因，从而在本题中

26、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第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理(温温州州市市2010年年高高一一八八校校联联考考)关关于于牛牛顿顿第第一一定定律律有有下下列列说说法，其中正确的是法，其中正确的是()A牛牛顿顿第一定律可用第一定律可用实验实验来来验证验证B牛牛顿顿第一定律第一定律说说明力是改明力是改变变物体运物体运动动状状态态的原因的原因C只有静止或做匀速直只有静止或做匀速直线线运运动动的物体才有的物体才有惯惯性性D物体的运物体的运动

27、动需要力来需要力来维维持持答案：答案：B第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理在足球在足球场场上，上，为为了不使足球停下来，运了不使足球停下来，运动员带动员带球前球前进进必必须须不断用脚不断用脚轻轻轻轻地踢地踢拨拨足球足球(如下如下图图甲甲)又如又如为为了不使了不使自行自行车车减速，减速，总总要不断地用力蹬脚踏板要不断地用力蹬脚踏板(如下如下图图乙乙)这这些些现现象不正象不正说说明了运明了运动动需要力来需要力来维维持持吗吗？那？那为为什么又什么又说说“力不力不是是维维持物体运持物体运动动的原因的原因”？第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动

28、定律人教版物理解解析析：这这一一问问题题，我我们们可可以以这这样样思思考考：如如果果足足球球不不是是在在草草地地上上滚滚动动，而而是是以以相相同同的的初初速速度度在在水水平平的的水水泥泥地地板板上上滚滚动动，它它将将会会滚滚出出比比草草地地上上远远得得多多的的距距离离，这这说说明明了了由由于于阻阻力力的的存存在在才才导导致致足足球球的的运运动动状状态态发发生生了了改改变变，足足球球在在草草地地上上滚滚动动时时所所受受阻阻力力大大，运运动动状状态态很很快快发发生生改改变变；足足球球在在水水泥泥地地面面上上滚滚动动时时所所受受阻阻力力小小，运运动动状状态态改改变变得得慢慢，但但终终究究还还是是要要

29、停停下下来来在在盘盘带带足足球球时时，人人对对足足球球施施加加力力的的作作用用，恰恰恰恰是是起起了了使使足足球球已已经经变变小小的的运运动动速速度度再再变变大大的的作作用用自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第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理这这两两个个例例子子都都充充分分说说明明了了阻阻力力能能使使物物体体的的运运动动状状态态发发生生改改变变(物物体体的的速速度度变变小小)，动动力力也也能能使使物物体体的的运运动动状状态态发发生生改改变变(物物体体的的速速度度变变大大)，即即力力不不是是维维持持物物体体运运动动的的原原因因，而是改变物体运动状态的原因而是改变物体

30、运动状态的原因第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理在路上跑的人被在路上跑的人被绊绊倒倒时时是向前是向前趴趴着倒下，而慢走的人着倒下，而慢走的人滑倒滑倒时时，则则多是向后仰着摔倒多是向后仰着摔倒(见见下下图图)，试论试论述其原因述其原因 第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理答答案案：在在讨讨论论人人绊绊倒倒还还是是滑滑倒倒的的过过程程中中，要要区区分分人人各各部部分分的的运运动动情情况况，所所以以决决不不能能再再将将人人看看成成质质点点，并并对对人人各各部分运动情况分别讨论部分运动情况分别讨论人人被被绊绊倒倒时时，首首先先是是人人的的脚脚由由于于受受力力而而停停止止向向前前，而而人人的的上上半半身身由由于于惯惯性性仍仍要要前前进进，所所以以人人上上半半身身向向前前趴趴着着倒倒下下慢慢走走的的人人，由由于于进进入入光光滑滑地地面面，脚脚所所受受阻阻力力突突然然减减小小，脚脚速速度度加加快快，而而人人的的上上半半身身由由于于惯惯性性仍仍将将维维持持原原来来较较慢慢的的速度，所以人将向后仰倒速度，所以人将向后仰倒第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律人教版物理