高中物理 4.1牛顿第一定律.课件 新人教必修1.ppt

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1、第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律学案学案1 1 牛顿第一定律牛顿第一定律2021/8/11 星期三1 如同如同“重的物体比轻的物体下落的快重的物体比轻的物体下落的快”这个观点一这个观点一样，样，“力是维持物体运动的原因力是维持物体运动的原因”这个观点在物理学发这个观点在物理学发展史上存在了很多年，主要原因是这两个问题与实际展史上存在了很多年，主要原因是这两个问题与实际生活联系很密切，而生活中在证明这两个问题时阻力生活联系很密切，而生活中在证明这两个问题时阻力往往无法忽略，所以造成了研究的困难，我们学习了往往无法忽略，所以造成了研究的困难，我们学习了这一节课以及前面对自由落体问题的研究方法，

2、沿着这一节课以及前面对自由落体问题的研究方法，沿着大师们的足迹，寻找一条研究这一类问题的正确方法，大师们的足迹，寻找一条研究这一类问题的正确方法，自己学完之后总结一下，看自己在学习过程中学到了自己学完之后总结一下，看自己在学习过程中学到了什么样的知识，更重要的是学习到了什么样的研究问什么样的知识，更重要的是学习到了什么样的研究问题的方法，自己对研究这一类问题有没有独到的见解。题的方法，自己对研究这一类问题有没有独到的见解。动力学的奠基者是英国科学家牛顿动力学的奠基者是英国科学家牛顿(Isaac Newton,16431727)。他在他在1687年出版的自然哲学的数学原理中提出了三条运动定律年出

3、版的自然哲学的数学原理中提出了三条运动定律,后人把它们总称为牛顿运动定律后人把它们总称为牛顿运动定律(Newton laws of motion),它们是整个它们是整个动力学的基础。动力学的基础。2021/8/11 星期三2学点学点1 理想实验的魅力理想实验的魅力 亚里士多德的观点亚里士多德的观点 根据生活经验，亚里士多德得出结论：必须有力作用在物体上，物体才能运动；根据生活经验，亚里士多德得出结论：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在一个地方。没有力的作用，物体就要静止在一个地方。(2)伽利略的观点伽利略的观点 理想实验理想实验 如图如图4-1-1甲所示，让小球沿

4、一个斜面甲所示，让小球沿一个斜面由静止滚下，小球将滚上另一个斜面。如由静止滚下，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。果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。如果第二个斜面倾斜角度减小，如图如果第二个斜面倾斜角度减小，如图4-1-1乙所乙所示，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更示，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斜角度，如图长的路程。继续减小第二个斜面的倾斜角度，如图4-1-2丙所示，使它最终成为水平丙所示，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而将沿水平面以恒定的速度持续运动下去。面，小球就再也达不到原来的高度，而将沿

5、水平面以恒定的速度持续运动下去。实验结论：在水平面上的物体，假设没有摩擦，一旦物体具有某一速度，物实验结论：在水平面上的物体，假设没有摩擦，一旦物体具有某一速度，物体将保持这个速度永远运动下去，即物体的运动不需要力来维持。体将保持这个速度永远运动下去，即物体的运动不需要力来维持。意义：伽利略的理想斜面实验虽然是想象中的实验，但这个实验反映了一种意义：伽利略的理想斜面实验虽然是想象中的实验，但这个实验反映了一种物理思想，它是建立在可靠的事实基础之上的。以事实为依据，以抽象为指导，抓物理思想，它是建立在可靠的事实基础之上的。以事实为依据，以抽象为指导，抓住主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示了自

6、然规律。住主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示了自然规律。图图4-1-12021/8/11 星期三3【例【例1】理想实验有时能更深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实】理想实验有时能更深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实 验，如图验，如图 4-1-2所示的斜面实验，其中有一个是实验事实，其余是推论。所示的斜面实验，其中有一个是实验事实，其余是推论。减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度。减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度。两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另

7、一个斜面。如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的 匀速运动。匀速运动。请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列_（只填写序号（只填写序号 即可）。即可）。在上述的设想步骤中，有的属于在上述的设想步骤中，有的属于 可靠的事实，有的则是理想化的可靠的事实，有的则是理想化的 推论。下列关于事实和推论的分推论。下列关于事实和推论的分 类正确的是类正确的是()A.是事实，是事实

8、，是推论是推论 B.是事实，是事实，是推论是推论 C.是事实，是事实，是推论是推论 D.是事实，是事实，是推论是推论图图4-1-2【解析】体会伽利略的理想实验，可知排列顺序为体会伽利略的理想实验，可知排列顺序为,分类正确的是分类正确的是B B。B （）笛卡儿的观点（）笛卡儿的观点 如果没有其他原因，运动的物体将以同一速度沿着一条直线永恒地运动下去。笛卡如果没有其他原因，运动的物体将以同一速度沿着一条直线永恒地运动下去。笛卡儿补充和完善了伽利略的观点。儿补充和完善了伽利略的观点。2021/8/11 星期三4 1关于伽利略理想实验关于伽利略理想实验,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.完全是理

9、想的完全是理想的,没有事实为基础的没有事实为基础的B.是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映自然规律的是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映自然规律的C.没有事实为基础，只是理想推理没有事实为基础，只是理想推理D.以上说法都不对以上说法都不对B2021/8/11 星期三5学点学点2 牛顿物理学的基石牛顿物理学的基石惯性定律惯性定律 内容：内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。这就是牛顿第一定律，又叫惯性定律。力迫使它改变这种状态为止。这就是牛顿第一定律，又叫惯性定律。牛顿第一定律的理解牛顿第一

10、定律的理解 明确了惯性的概念明确了惯性的概念 定律的前半句话定律的前半句话“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”揭示了物体所具有的一个重要属性揭示了物体所具有的一个重要属性惯性，即物体保持匀速直线运动惯性，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具状态或静止状态的性质，牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性。因此牛顿第一定律又叫惯性定律。有惯性。因此牛顿第一定律又叫惯性定律。确定了力的含义确定了力的含义 定律的后半句话定律的后半句话“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态除非作用在它上面的力迫使它改

11、变这种状态”，实际上是对力的定义，即力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物实际上是对力的定义，即力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动的原因，这一点要切实理解。体运动的原因，这一点要切实理解。定性揭示了力和运动的关系定性揭示了力和运动的关系 牛顿第一定律指出物体不受外力作用时的运动规律，它描述的只是牛顿第一定律指出物体不受外力作用时的运动规律，它描述的只是一种理想状态，而实际中不受外力作用的物体是不存在的，当物体所受一种理想状态，而实际中不受外力作用的物体是不存在的，当物体所受合外力为零时，其效果跟不受外力作用时相同。合外力为零时，其效果跟不受外力作用时相同。2021/8/11 星期

12、三6下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.如果物体在运动，那么它一定受到力的作用如果物体在运动，那么它一定受到力的作用B.力是使物体做变速运动的原因力是使物体做变速运动的原因C.撤去作用力，运动物体最终总要停下来撤去作用力，运动物体最终总要停下来D.力只能改变物体运动速度的大小力只能改变物体运动速度的大小【例【例2】以下各说法中正确的是】以下各说法中正确的是()A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律 B.不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性 C.在水平地面上滑

13、动的木块最终要停下来，是由于没有外力维持在水平地面上滑动的木块最终要停下来，是由于没有外力维持 木块运动木块运动 D.物体运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用物体运动状态发生变化时，物体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体不受任何外力作用时，物体不受任何外力作用时，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的作用，只要物体所受的外力的合力为零，物体就保持

14、静止或匀速直线运动状态不变，所以选项是正确的。物体的运动并不需要力来维持，而是物体本身具有不变，所以选项是正确的。物体的运动并不需要力来维持，而是物体本身具有惯性。力是改变物体运动状态的原因，所以选项、正确。选项中木块最终惯性。力是改变物体运动状态的原因，所以选项、正确。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，速度逐渐减要停下来的原因是：木块在运动过程中，受到各种摩擦阻力的作用，速度逐渐减小到零，所以选项是错误的。小到零，所以选项是错误的。BABD 22021/8/11 星期三7学点学点3 惯性与质量惯性与质量 惯性的理解惯性的理解 普遍性：普遍性：惯性是物体

15、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。无关性：无关性：惯性与运动状态无关，不论物体是处于怎样的运动状态，惯惯性与运动状态无关，不论物体是处于怎样的运动状态，惯性总是存在的。当物体原来静止时，它一直性总是存在的。当物体原来静止时，它一直“想想”保持这种静止状态；当物保持这种静止状态；当物体原来运动时，它一直体原来运动时，它一直“想想”以那一时刻的速度做匀速直线运动。惯性与是以那一时刻的速度做匀速直线运动。惯性与是否受力无关，与速度大小无关。否受力无关，与速度大小无关。唯一性：唯一性：惯性由质量唯一决定，质量是惯性大小的量度。惯性由质量唯一决定，质量是惯性大小的

16、量度。我们知道，推动一辆自行车要比推动一辆汽车容易得多，这表明质量越我们知道，推动一辆自行车要比推动一辆汽车容易得多，这表明质量越大的物体，运动状态越难改变，即该物体的惯性越大；而质量越小的物体，大的物体，运动状态越难改变，即该物体的惯性越大；而质量越小的物体，运动状态越容易改变，即该物体的惯性较小，所以，质量是物体惯性大小的运动状态越容易改变，即该物体的惯性较小，所以，质量是物体惯性大小的唯一量度，惯性是物体本身固有的性质。唯一量度，惯性是物体本身固有的性质。说明：说明：惯性不是一种力，将它视为一种惯性不是一种力，将它视为一种“力力”，意味着运动由这个，意味着运动由这个“力力”来维持，违背了

17、力和运动的关系，并且无法确定出这个来维持，违背了力和运动的关系，并且无法确定出这个“力力”的施力物的施力物体；体；不要把惯性概念与牛顿第一定律相混淆，惯性指的是一切物体都具有不要把惯性概念与牛顿第一定律相混淆，惯性指的是一切物体都具有保持匀速直线运动和静止状态的性质，牛顿第一定律反映了物体不受外力时保持匀速直线运动和静止状态的性质，牛顿第一定律反映了物体不受外力时的运动规律。的运动规律。定义：定义：物体保持匀速直线运动或静止状态的特性，叫做惯性。物体保持匀速直线运动或静止状态的特性，叫做惯性。2021/8/11 星期三8【例【例3 3】下列关于惯性的说法中正确的是】下列关于惯性的说法中正确的是

18、()()A.A.物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性 B.B.物体只有受外力作用时才有惯性物体只有受外力作用时才有惯性 C.C.物体的运动速度大时惯性大物体的运动速度大时惯性大 D.D.物体在任何情况下都有惯性，且惯性大小只与质量大小有关物体在任何情况下都有惯性，且惯性大小只与质量大小有关【解析】惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动状态及受力情况无关，故只有项正确。的运动状态及受力情况无关，故只有项正确。下列关于惯性的说法中，正确的是下列关于惯性的说法中，正确的是()A.人走路时没有惯性，

19、被绊倒时有惯性人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性B.物体不受外力时有惯性，受外力后惯性被克服掉了，运动状态物体不受外力时有惯性，受外力后惯性被克服掉了，运动状态 才发生了改变才发生了改变C.物体的速度越大惯性越大，因为速度越大的物体越不容易停下来物体的速度越大惯性越大，因为速度越大的物体越不容易停下来D.惯性是物体的固有属性，只要物体存在，惯性就存在并被确定惯性是物体的固有属性，只要物体存在，惯性就存在并被确定 32021/8/11 星期三9 有人说：有人说：“伽利略的理想斜面实验是假想实验，实际中不可能伽利略的理想斜面实验是假想实验，实际中不可能做到，所以是不科学的。做到，所以是不科学的。”你

20、认为这个观点对吗？谈谈你的理解。你认为这个观点对吗？谈谈你的理解。上述观点缺乏对实验思想的理解，往往不能透过现象看待问题的上述观点缺乏对实验思想的理解，往往不能透过现象看待问题的本质，对物理学研究问题的方法缺乏认识。伽利略的理想斜面实验是本质，对物理学研究问题的方法缺乏认识。伽利略的理想斜面实验是将可靠的事实和理论思维结合起来，透过事物的表面现象看其本质，将可靠的事实和理论思维结合起来，透过事物的表面现象看其本质，它深刻地反映了自然规律。事实上我们周围的物体，都要受到这个力它深刻地反映了自然规律。事实上我们周围的物体，都要受到这个力或那个力的作用，因此不可能完全用实验来直接证明得到的结论。但或

21、那个力的作用，因此不可能完全用实验来直接证明得到的结论。但是，从理想实验得出的一切推论，都经受住了实践的检验，实质上这是，从理想实验得出的一切推论，都经受住了实践的检验，实质上这是一种间接证明的方法。伽利略的理想实验为牛顿第一定律的建立奠是一种间接证明的方法。伽利略的理想实验为牛顿第一定律的建立奠定了坚实的基础。定了坚实的基础。综上所述，伽利略的理想斜面实验实质上是实验事实和合理推理相综上所述，伽利略的理想斜面实验实质上是实验事实和合理推理相结合的产物，是一种科学抽象思维的体现。结合的产物，是一种科学抽象思维的体现。2021/8/11 星期三10祝同学们在学习上取得更大进步！退出退出2021/8/11 星期三112021/8/11 星期三12