第4节-牛顿第一定律第一课时(李)公开课.ppt

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1、第第7 7节节 牛顿第一定律牛顿第一定律 如果说我比别人看得更远些，那是如果说我比别人看得更远些，那是因为我站在了巨人的肩膀上因为我站在了巨人的肩膀上 牛顿牛顿1、足球为什么会运动？足球为什么会运动？2、为什么又会停下来？为什么又会停下来？因为足球受到了因为足球受到了脚施加的力脚施加的力!因为足球受到了因为足球受到了地面或空气的阻力地面或空气的阻力!力能改变物体的运动状态力能改变物体的运动状态结论：结论：物体不受力作用时物体不受力作用时,将做什么运动将做什么运动?想一想：想一想：你观察并思考过下列现象吗你观察并思考过下列现象吗?1、对静止的木箱施加一个水平方向、对静止的木箱施加一个水平方向 的

2、推力，木箱沿着水平方向运动。的推力，木箱沿着水平方向运动。撤去推力后，木箱停了下来。撤去推力后，木箱停了下来。撤去推力后，木箱运动状态怎么样撤去推力后，木箱运动状态怎么样?2、用铁锤敲击铁钉，钉子向下运动陷入木板。、用铁锤敲击铁钉，钉子向下运动陷入木板。你观察并思考过下列现象吗你观察并思考过下列现象吗?停止敲击，钉子就不再下陷。停止敲击，钉子就不再下陷。历史回顾历史回顾一、亚里士多德的观点一、亚里士多德的观点公元前公元前384年年公元前公元前322年年（没有力的作用，（没有力的作用，物体就不能运动）物体就不能运动）针对上述的情况，针对上述的情况，亚里士多德提出：亚里士多德提出：力是力是维持维持

3、物体物体 运动状态的原因运动状态的原因难道没有力的作用，物体真的就不能运动了吗？难道没有力的作用，物体真的就不能运动了吗？如何如何研究研究不受任何外力作用下物体的运动呢？不受任何外力作用下物体的运动呢？因为因为在自然界中在自然界中不不存在不受任何外力作用的环境存在不受任何外力作用的环境。研研究方法：究方法：推测推测实验实验+探究探究不同阻力对不同阻力对物体运动的影响物体运动的影响推测推测物体不受力作物体不受力作用时物体的运动用时物体的运动运动的物体运动的物体为什么会停下来？为什么会停下来？受到摩擦阻力的作用受到摩擦阻力的作用二、探究二、探究 摩擦阻力对物体运动速度的影响摩擦阻力对物体运动速度的

4、影响1、提出问题：、提出问题：如果所受如果所受摩擦力摩擦力不同，物体在不同，物体在水平面上水平面上速度变小快慢速度变小快慢一样吗？一样吗？2、建立假设：、建立假设：摩擦摩擦阻力阻力越越小小，物体在水平面上，物体在水平面上运动的运动的速度变小越慢速度变小越慢。3、设计实验：、设计实验：你的基本思路你的基本思路比较在摩擦阻力不同的水平面上，比较在摩擦阻力不同的水平面上，同一速度运动物体同一速度运动物体通过距离通过距离的长短。的长短。（1）实验研究的对象是什么）实验研究的对象是什么？小车小车（2）如何改变阻力的大小）如何改变阻力的大小？水平面铺不同的材料水平面铺不同的材料（3）小车速度减小的快慢看什

5、么）小车速度减小的快慢看什么？小车运行距离小车运行距离（4）为了比较小车运行距离，还要控制什么因素）为了比较小车运行距离，还要控制什么因素？应使小车的初始速度相同应使小车的初始速度相同（5）如果给你一个斜面，你如何确保小车在不同）如果给你一个斜面，你如何确保小车在不同 材料的水平面上具有相同的初始速度材料的水平面上具有相同的初始速度？让小车在斜面上的同一位置开始滑下让小车在斜面上的同一位置开始滑下（1 1）控制实验条件）控制实验条件：让让同一辆同一辆小车在小车在同一个同一个斜面的斜面的同一高度同一高度处处静止静止下滑。下滑。（2 2）实验变量：）实验变量：在水平木板上在水平木板上铺粗糙程度不同

6、铺粗糙程度不同的的材料，从而改变的的材料，从而改变小车在水平运动时受到的小车在水平运动时受到的阻力不同阻力不同。是使小车在水平面上开始的速度相同是使小车在水平面上开始的速度相同目目 的的:（3 3）需要记录哪些信息，画一个记录表。）需要记录哪些信息，画一个记录表。表面的材料表面的材料小车受到的摩擦力小车受到的摩擦力（填（填“大、较大、较小小、小、小”）小车运动的距离小车运动的距离(厘厘米米)你的基本方法你的基本方法控制变量法控制变量法1在水平木板上分别铺上棉布和丝绸，如图甲和乙，在水平木板上分别铺上棉布和丝绸，如图甲和乙，让小车从斜面的顶端由静止开始滑下，观察小车在让小车从斜面的顶端由静止开始

7、滑下，观察小车在 水平面上运动的距离，并将结果记录在表水平面上运动的距离，并将结果记录在表3-33-3中。中。2水平木板上不铺任何材料，如图丙，重复上述实验。水平木板上不铺任何材料，如图丙，重复上述实验。表面的材料表面的材料小车受到的摩擦力小车受到的摩擦力（填（填“大、较大、较小小、小、小”）小车运动的距离小车运动的距离(厘厘米米)棉棉 布布 丝丝 绸绸 木木 板板4、收集事实和证据收集事实和证据小小较较小小大大5、得出结论：、得出结论：平面越光滑，物体运动时受到摩擦力越平面越光滑，物体运动时受到摩擦力越 _，运动的距离越，运动的距离越 _，运动时间越，运动时间越 _，速度减小得越速度减小得越

8、 _。小小长长慢慢长长推测推测如果平面比木板还要光滑，将会怎么样如果平面比木板还要光滑，将会怎么样？表面材料表面材料 阻力大小阻力大小 滑行距离滑行距离 小车速度减小小车速度减小的快慢的快慢玻玻 璃璃最最 长长最最 小小最最 慢慢假如小车在运动中不受到任何阻力，假如小车在运动中不受到任何阻力，情况又会怎样呢？情况又会怎样呢？理想平面理想平面无限长无限长无阻力无阻力不不 变变如果小车在水平面上运动时不受到摩擦力的作用。如果小车在水平面上运动时不受到摩擦力的作用。那么它将那么它将_ _ 无休止地按原方向运动下去，无休止地按原方向运动下去，运动的速度将保持不变。运动的速度将保持不变。400年前，年前

9、，伽利略伽利略曾采用曾采用类似的方法类似的方法得出得出结论结论：如果：如果物体在运动中不受到力的作物体在运动中不受到力的作用，它的速度将保持不变。用，它的速度将保持不变。笛卡儿笛卡儿补充了伽利略的认补充了伽利略的认识，指出：如果运动物体不识，指出：如果运动物体不受到任何力的作用，它不会受到任何力的作用，它不会向左、右方向偏，将永远沿向左、右方向偏，将永远沿原来的方向做匀速运动。原来的方向做匀速运动。牛顿牛顿总结了伽利略等人的研究成果，进一步得出总结了伽利略等人的研究成果，进一步得出三、牛顿第一定律三、牛顿第一定律一切物体在一切物体在没有受到外力没有受到外力作用的时候，作用的时候，总总保持静止状

10、态保持静止状态或或匀速直线运动匀速直线运动状态。状态。阐述的是物体不受外力作用时的运动规律，阐述的是物体不受外力作用时的运动规律，其因其因是物体是物体不受外力作用不受外力作用，其果其果有二：有二：静止状态静止状态；作作匀速直线匀速直线运动。运动。（两者只能是其中之一）（两者只能是其中之一）1、定律内容、定律内容2、牛顿第一定律的、牛顿第一定律的解读解读：（1 1）一切物体一切物体：是指宇宙中所有物体，不论物体是固体、是指宇宙中所有物体，不论物体是固体、液体还是气体液体还是气体。是自然界中的普遍规律是自然界中的普遍规律。（2 2）没有受到外力作用）没有受到外力作用是定律成立的条件，是一种理想情况

11、是定律成立的条件，是一种理想情况。（3 3）的的时候时候是是“不受力不受力”与与“运动状态运动状态”瞬时对应的瞬时对应的关系关系（4 4）总）总（5 5）保持保持（7 7）或或（6 6）静止状态、匀速直线运动静止状态、匀速直线运动指一个物体只能处于一种状态，到底处于指一个物体只能处于一种状态，到底处于哪种状态，由原来的状态决定哪种状态，由原来的状态决定。（实验加实验加推理推理）这一结论是如何得出的？这一结论是如何得出的？3、牛顿第一定律的、牛顿第一定律的发现过程发现过程：是在前人基础上加以研究和总结。是在前人基础上加以研究和总结。伽利略（运动速度）伽利略（运动速度）笛卡尔（运动方向）笛卡尔（运

12、动方向）如果说我比别人看得更远些，如果说我比别人看得更远些，那是因为我站在了巨人的肩那是因为我站在了巨人的肩膀上。膀上。牛顿牛顿（1643年年1727年年）4、牛顿第一定律的、牛顿第一定律的重要贡献重要贡献：（1）力）力不是维持不是维持物体运动的原因。物体运动的原因。（2）力）力是改变是改变物体运动状态的原因。物体运动状态的原因。深刻地揭示了力和运动之间的关系。深刻地揭示了力和运动之间的关系。1、如图甲，小球竖直下落如图甲，小球竖直下落 的运动中，为什么速度的运动中，为什么速度 越来越大？越来越大？2、如图乙，小球竖直向上抛出的运动中，为什么速度如图乙，小球竖直向上抛出的运动中，为什么速度 越

13、来越小？越来越小？3、如图丙，小球沿斜向上方向抛出的运动中，为什么如图丙，小球沿斜向上方向抛出的运动中，为什么 运动方向会发生变化？运动方向会发生变化？重力向下重力向下重力向下，与运动方向相反。重力向下，与运动方向相反。重力起到改变运动方向的作用。重力起到改变运动方向的作用。关于力和运动关系的一个假想的实验关于力和运动关系的一个假想的实验P108在爱因斯坦（在爱因斯坦（Albert Einstein）、英费尔德）、英费尔德（L.Infeld）合著的物理学的进化一书中，有这样）合著的物理学的进化一书中，有这样一个用来说明力和运动关系的假想的实验：一个用来说明力和运动关系的假想的实验：假如有人推假

14、如有人推着一辆小车在平路上行走，然后突然停止推那辆小车，着一辆小车在平路上行走，然后突然停止推那辆小车，小车不会立刻停止运动，它还会继续运动一段很短的距小车不会立刻停止运动，它还会继续运动一段很短的距离。怎样才能增加这段距离呢？离。怎样才能增加这段距离呢？这可以有许多办法。例这可以有许多办法。例如，在车轮上涂油或把路修得更平滑等。车轮转动得越如，在车轮上涂油或把路修得更平滑等。车轮转动得越容易、路越平滑，车便可以继续运动得越远。但是归根容易、路越平滑，车便可以继续运动得越远。但是归根到底，在车轮上涂油和把路修平等都只有一种作用：减到底，在车轮上涂油和把路修平等都只有一种作用：减小外部的影响，即

15、车轮内及车轮与路之间的摩擦力减小小外部的影响，即车轮内及车轮与路之间的摩擦力减小了了假想路是绝对平滑的，而车轮也毫无摩擦，那么假想路是绝对平滑的，而车轮也毫无摩擦，那么就没有什么会阻碍小车运动，而它就会永远运动下去。就没有什么会阻碍小车运动，而它就会永远运动下去。三、牛顿第一定律三、牛顿第一定律1、定律内容、定律内容一切物体在一切物体在没有受到外力没有受到外力作用的时候，作用的时候，总总保持静止状态保持静止状态或或匀速直线运动匀速直线运动状态。状态。（1）力）力不是维持不是维持物体运动的原因。物体运动的原因。（2）力）力是改变是改变物体运动状态的原因。物体运动状态的原因。3、深刻地揭示了力和运

16、动之间的关系、深刻地揭示了力和运动之间的关系实验加实验加推理推理2、定律的、定律的发现过程发现过程（亚里士多德的观点是错误的）（亚里士多德的观点是错误的）【例【例1】用绳子栓住一个小球在光滑的水平面上用绳子栓住一个小球在光滑的水平面上 作圆周运动作圆周运动,当绳子突然断裂当绳子突然断裂，小球将小球将-（）A保持原来的圆周运动状态保持原来的圆周运动状态。B保持绳断时的速度作匀速直线运动保持绳断时的速度作匀速直线运动。C小球运动速度减小，但保持直线小球运动速度减小，但保持直线。D以上三种都有可能以上三种都有可能。【分析】【分析】原来小球受绳拉力作用在作圆周运动，原来小球受绳拉力作用在作圆周运动，当

17、绳子突然断裂，小球在光滑水平方向上就当绳子突然断裂，小球在光滑水平方向上就没没 有有再受到力了，因此小球将再受到力了，因此小球将保持保持绳断时刻的速绳断时刻的速 度大小和方向而运动度大小和方向而运动。B【例【例2】下列说法正确的是下列说法正确的是-（）A物体不受力作用就一定静止物体不受力作用就一定静止。B物体不受力作用就一定是匀速直线运动物体不受力作用就一定是匀速直线运动。C物体受力才能运动物体受力才能运动。D以上说法都是错误的以上说法都是错误的。【分析】【分析】牛顿第一定律指出牛顿第一定律指出，物体不受外力物体不受外力作用时作用时，物体将保持静止或匀速直线运动物体将保持静止或匀速直线运动。说

18、明物体说明物体可以有两种表现状态可以有两种表现状态，同时也说明同时也说明物体不受力时也能运动物体不受力时也能运动，力不是维持物体运力不是维持物体运动的原因动的原因。D1、牛顿第一定律是、牛顿第一定律是-（）A是通过斜面小车是通过斜面小车实验直接得到实验直接得到的结论的结论 B只是通过只是通过理论分析得出理论分析得出的规律的规律 C只是通过只是通过日常生活得出日常生活得出的规律的规律 D是是在实验的基础上在实验的基础上，经过，经过分析推理得出分析推理得出 的结论的结论D 2、牛顿第一定律适合于牛顿第一定律适合于-（）A、静止的物体、静止的物体 B、运动的物体、运动的物体 C、任何物体、任何物体

19、D、地球上的任何物体、地球上的任何物体C3、下列说法正确的是下列说法正确的是-（）A.物体不受外力作用时，总保持匀速直线运动。物体不受外力作用时，总保持匀速直线运动。B.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。C.物体不受外力作用时物体不受外力作用时,总保持静止状态。总保持静止状态。D.力是维持物体运动的原因力是维持物体运动的原因。DBAB以以2米米/秒的速度向上匀速直线运动秒的速度向上匀速直线运动静止静止（2）如果小球向上运动到达）如果小球向上运动到达B点时，点时，一切外力突然消失，则此后小球一切外力突然消失，则此后小球 将做什么运动？将做什么运动？5、如图如图，将一只小球竖

20、直向上抛出将一只小球竖直向上抛出，小球先后经过小球先后经过A、B两个位置。已两个位置。已 知小球在知小球在A、B两个位置的速度分两个位置的速度分 别为别为2米米/秒、秒、0米米/秒。秒。（1）如果小球向上运动到达）如果小球向上运动到达A点时，点时，一切外力突然消失，则此后小球一切外力突然消失，则此后小球 将做什么运动？将做什么运动？牛顿（牛顿（1643（格里历）年（格里历）年1月月4日日1727年年3月月21日）爵士，英日）爵士，英国皇家学会会员，是一位国皇家学会会员，是一位英国物理学家、数学家、天文学家、自英国物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家、炼金术士然哲学家、炼金术士和反对三位一体的

21、不信耶稣否定救赎论和原和反对三位一体的不信耶稣否定救赎论和原罪的罪的基督徒基督徒，著有自然哲学的数学原理、光学、二项，著有自然哲学的数学原理、光学、二项式定理和微积分。他在式定理和微积分。他在1687年发表的论文自然哲学的数年发表的论文自然哲学的数学原理里，学原理里，对万有引力和三大运动定律进行了描述对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为了现代工程奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性，展示了地面物

22、体与天体的运动都遵循着相同的自然定律；一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律；为太阳中心说提供了强有力的理论支持，并推动了科学革命。在为太阳中心说提供了强有力的理论支持，并推动了科学革命。在力学上，牛顿阐明了力学上，牛顿阐明了动量和角动量守恒的原理动量和角动量守恒的原理。在光学上，他。在光学上，他发发明了反射望远镜明了反射望远镜，并基于对三棱镜将白光发散成可见，并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察，光谱的观察，发展出了颜色理论发展出了颜色理论。他还系统地。他还系统地表述了冷却定律，并研究了音速。表述了冷却定律，并研究了音速。在数学上，牛顿与戈特弗里德在数学上，牛顿与戈特弗里德莱布尼茨分享了发展出微积学的莱布尼茨分享了发展出微积学的荣誉。他也荣誉。他也证明了广义二项式定理证明了广义二项式定理，提出了，提出了“牛顿法牛顿法”以趋近函以趋近函数的零点，并为幂级数的研究作出了贡献。数的零点，并为幂级数的研究作出了贡献。