【高中物理】2023-2024学年人教版必修第1册 牛顿第一定律教学课件.pptx

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1、第一第一节 牛牛顿顿第一定律第一定律第四章第四章 运动和力的关系运动和力的关系本节目标本节目标1.了解伽利略理想实验的推理过程。2.知道牛顿第一定律的内容。3.知道惯性的概念，认识一切物体都有惯性。4.掌握惯性与质量的关系。初中我们学习了牛顿第一定律的基本内容，你能说说初中我们学习了牛顿第一定律的基本内容，你能说说它揭示了物体运动遵循怎样的规律吗？滑冰运动员如果不它揭示了物体运动遵循怎样的规律吗？滑冰运动员如果不用力，他会慢慢停下来。这是否与牛顿第一定律矛盾呢？用力，他会慢慢停下来。这是否与牛顿第一定律矛盾呢？要使一个物体运动，必要使一个物体运动，必须推它或着拉它。须推它或着拉它。自行车要前进

2、，也必须用力自行车要前进，也必须用力生活经验生活经验:力推物动，力撤物停。力推物动，力撤物停。亚里士多德：力是维持物体运动的原亚里士多德：力是维持物体运动的原因。因。伽利略伽利略F推推Ff亚里士多德认为，运动分为自然运动和强迫运动；自然运动是重物下降、轻物上升，其他一切物体的运动（包括匀速运动）都是强迫运动，只有在推动者的直接推动下才能进行，不再推动时物体便归于平静。历史上对运动和力的关系的研究亚里士多德力是维持物体运动的原因。现实生活中，我们推动物体，物体才前进，停止推动物体，物体就停下来；马拉车，车前进，停止拉车，车就停下了。那么力真的是维持物体运动的原因吗？历史上对运动和力的关系的研究伽

3、利略认为，一个运动的物体，假如有了某种速度以后，只要没有增加或减小速度的外部原因，便会始终保持这一速度这个条件只有在水平的平面上才有可能，因为在斜面的情况下，朝下的斜面提供了加速的原因，而朝上的斜面提供了减速的原因。伽利略理想实验伽利略力不是维持物体运动的原因。为了证明自己的观点，伽利略设计了如下图所示的实验。让一个小球从静止开始运动，小球将冲上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将到达原来的高度，当倾角变小，运动的距离将变长，当斜面变成水平面后，小球将永远运动下去。伽利略理想实验伽利略因为阻力并不能完全消除，所以伽利略的实验是一个“理想实验”。他这种依据逻辑推理将实际实验理想化的思想是我们研究物理

4、问题的重要方法之一。伽利略理想实验伽利略与伽利略同时代的科学家笛卡儿认为，如果物体处于运动之中，那么如无其他作用的话，它将继续以同一速度在同一直线上运动，既不停下也不偏离原来方向。运动和力的关系笛卡儿有没有不受力的物体？有没有不受力的物体？当物体受力但所当物体受力但所当物体受力但所当物体受力但所受外力的合受外力的合受外力的合受外力的合力为零力为零力为零力为零时可以看作物体不受时可以看作物体不受时可以看作物体不受时可以看作物体不受力，牛顿第一定律。力，牛顿第一定律。力，牛顿第一定律。力，牛顿第一定律。牛顿第一牛顿第一定律所描定律所描述的物体述的物体不受外力不受外力的状态，的状态，是一种是一种理理

5、想化状态想化状态。能用实验验证吗？能用实验验证吗？一切物体一切物体总保持匀速直线运动状态总保持匀速直线运动状态或静止状态或静止状态,直到有直到有外力迫使它改外力迫使它改变这种状态为止。变这种状态为止。一切物体一切物体总保持总保持物体在不受力时，总保持匀速直线状态或静止状态物体在不受力时，总保持匀速直线状态或静止状态u力不是维持物体运动状态的原因力不是维持物体运动状态的原因物体运动状态的改变需要外力物体运动状态的改变需要外力u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 我们该如何理解牛顿第我们该如何理解牛顿第一定律呢？一定律呢？二、牛顿第一定律二、牛顿第一定律一切物体总保持匀速直线运动

6、状态一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态或静止状态,直到有外力迫使它改直到有外力迫使它改变这种状态为止。变这种状态为止。牛顿第一定律牛顿第一定律一切物体都有保持匀速直线运动一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的状态或静止状态的性质性质惯性定律惯性定律惯性惯性惯性惯性、二、牛顿第一定律二、牛顿第一定律牛顿第一定律牛顿第一定律1.如如图图所示所示,用力踢球用力踢球,球向上运球向上运动动起来起来.这这个例子能否个例子能否说说明有明有力才有运力才有运动动,运运动动需要力来需要力来维维持的持的观观点是正确的点是正确的?为为什么什么?答案答案:不能不能.正是由于脚正是由于脚对对球的力球的力,改改

7、变变了足球原来的静止状了足球原来的静止状态态,故力是改故力是改变变物体运物体运动动状状态态的原因的原因.脚离开球后脚离开球后,球仍然向球仍然向上运上运动动,故不是有力才有运故不是有力才有运动动,力不是力不是维维持物体运持物体运动动的原因的原因.2.内容内容:一切物体一切物体总总保持保持 状状态态或或 状状态态,除非作用在它上面的力迫使它除非作用在它上面的力迫使它 这这种状种状态态.3.意意义义:牛牛顿顿第一定律揭示了第一定律揭示了 的关系的关系,即力不即力不是是 物体运物体运动动状状态态的原因的原因,而是而是 物体运物体运动动状状态态的原因的原因.匀速直匀速直线线运运动动静止静止改改变变运运动

8、动和力和力维维持持改改变变探究探究二二牛顿第一定律牛顿第一定律问题情境问题情境1687年年,英国物理学家牛英国物理学家牛顿顿在笛卡儿、伽利略等人工作的在笛卡儿、伽利略等人工作的基基础础上上,撰写自然哲学的数学原理一撰写自然哲学的数学原理一书书,提出了提出了动动力学力学的一条基本定律的一条基本定律:一切物体一切物体总总保持匀速直保持匀速直线线运运动动状状态态或静或静止状止状态态,除非作用在它上面的力迫使它改除非作用在它上面的力迫使它改变这变这种状种状态态.这这就就是牛是牛顿顿第一定律第一定律,它与牛它与牛顿顿第二定律、牛第二定律、牛顿顿第三定律构成第三定律构成了牛了牛顿顿力学的完整体系力学的完整

9、体系.1.牛牛顿顿第一定律中的第一定律中的“除非作用在它上面的力迫使它改除非作用在它上面的力迫使它改变变这这种状种状态态”说说明力与运明力与运动动有什么关系有什么关系?“一切物体一切物体总总保持匀保持匀速直速直线线运运动动状状态态或静止状或静止状态态”说说明物体具有什么性明物体具有什么性质质?答案答案:“除非作用在它上面的力迫使它改除非作用在它上面的力迫使它改变这变这种状种状态态”说说明明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.“一切物体一切物体总总保持匀速直保持匀速直线线运运动动状状态态或静止状或静止状态态”说说明一切物体都具有一个固有属明一切物体都具有一个固有属性性惯惯性性.

10、2.根据牛根据牛顿顿第一定律思考第一定律思考,如果物体不受力的作用如果物体不受力的作用,物体将物体将处处于什么状于什么状态态?答案答案:原来静止的物体原来静止的物体,不受力不受力时时永永远远静止静止;原来运原来运动动的物的物体体,不受力不受力时时将永将永远远做匀速直做匀速直线线运运动动.即物体不受力的即物体不受力的时时候候有两种状有两种状态态:静止状静止状态态或匀速直或匀速直线线运运动动状状态态.过程建构过程建构对对牛牛顿顿第一定律的理解第一定律的理解.(1)明确了明确了惯惯性的概念性的概念.牛牛顿顿第一定律揭示了物体具有一个第一定律揭示了物体具有一个重要属性重要属性惯惯性性,即物体具有保持匀

11、速直即物体具有保持匀速直线线运运动动状状态态或或静止状静止状态态的性的性质质.牛牛顿顿第一定律指出第一定律指出,一切物体在任何情况一切物体在任何情况下都具有下都具有惯惯性性,正因正因为为如此如此,牛牛顿顿第一定律又叫第一定律又叫惯惯性定律性定律.(2)明确了力的含明确了力的含义义.力不是力不是维维持物体运持物体运动动状状态态的原因的原因,而是而是改改变变物体运物体运动动状状态态的原因的原因.(3)定性地揭示了运定性地揭示了运动动和力的关系和力的关系.任何物体任何物体,只要其运只要其运动动状状态态保持不保持不变变,它所受的合力必然它所受的合力必然为为0;反之反之,如果物体的运如果物体的运动动状状

12、态发态发生了生了变变化化,那么那么该该物体必受到不物体必受到不为为0的合力作用的合力作用.【典例【典例2】(多多选选)关于牛关于牛顿顿第一定律的第一定律的说说法法,正确的是正确的是()A.由牛由牛顿顿第一定律可知第一定律可知,物体在任何情况下始物体在任何情况下始终处终处于静于静止状止状态态和匀速直和匀速直线线运运动动状状态态B.牛牛顿顿第一定律是依靠第一定律是依靠实验实验事事实实,直接直接归纳总结归纳总结得出的得出的C.牛牛顿顿第一定律揭示了物体不受力作用第一定律揭示了物体不受力作用时时的运的运动规动规律律D.牛牛顿顿第一定律既揭示了物体保持原有运第一定律既揭示了物体保持原有运动动状状态态的原

13、因的原因,又揭示了物体运又揭示了物体运动动状状态态改改变变的原因的原因解析解析:物体不受力物体不受力时时表表现为处现为处于静止状于静止状态态或匀速直或匀速直线线运运动动状状态态,故故选项选项A错误错误,选项选项C正确正确;牛牛顿顿第一定律不是第一定律不是实验实验定定律律,是牛是牛顿顿在伽利略等人研究的基在伽利略等人研究的基础础上上,根据根据逻辑逻辑推理得出推理得出的的,选项选项B错误错误;牛牛顿顿第一定律明确了第一定律明确了惯惯性的概念性的概念,揭示了运揭示了运动动和力的关系和力的关系,即力是改即力是改变变物体运物体运动动状状态态的原因的原因,选项选项D正正确确.答案答案:CD对惯对惯性的理解

14、与性的理解与应应用用(1)(1)如如图图甲所示，公交甲所示，公交车车突然快速启突然快速启动时动时，车车上站着的乘客身体上站着的乘客身体为为什么会向后什么会向后倾倾倒？倒？(2)(2)如如图图乙所示，公交乙所示，公交车车在运行在运行时时突然急刹突然急刹车车，车车内乘客身体内乘客身体为为什么会向前什么会向前倾倾倒？倒？惯性与质量惯性与质量惯性惯性：一切物体都有保持匀速直线运动状态或静状态的性质，这种性质：一切物体都有保持匀速直线运动状态或静状态的性质，这种性质叫做惯性。叫做惯性。（1 1）惯性是物体的固有属性）惯性是物体的固有属性（2 2）惯性与运动状态无关）惯性与运动状态无关（3 3）惯性与是否

15、受力无关，与速度大小无关）惯性与是否受力无关，与速度大小无关一切物体都具有惯性；一切物体都具有惯性；惯性定律和惯性的区别和联系惯性定律是物体不受外力作用时所遵从的规律牛顿第一定律也称为惯性定律。惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性。乒乓球为什么可以快速抽杀？战斗机战斗前为什么要抛掉副油箱？设想：一个足球和一个铅球以相同速度飞来，假如你必须用头去顶其中一个，哪么你会顶哪一个？为什么？有两个同学一胖（质量大）一瘦（质量小），当你尽全力分别去推，哪个同学容易被推动？说明什么？惯性只和物体质量有关，和其他因素无关。质量描述物体惯性大小的物理量。表征物体运动状态改变的难易程度物体的质量越大，惯性越大，

16、质量是惯性的位移量度。拍打衣服上的灰尘利用惯性使锤头套紧用铲将沙子扬起生活中，利用惯性和防止惯性危害的实例有哪些？惯性的利用安全带对人体起到缓冲的作用防止惯性带来的危害坐车时系安全带必须有力作用在物体必须有力作用在物体必须有力作用在物体必须有力作用在物体上，物体才能运动，上，物体才能运动，上，物体才能运动，上，物体才能运动，没有力的作用，物没有力的作用，物没有力的作用，物没有力的作用，物体就要静止。体就要静止。体就要静止。体就要静止。伽利略伽利略如果运动物体如果运动物体如果运动物体如果运动物体不受力不受力不受力不受力,速度将速度将速度将速度将保持不变持续保持不变持续保持不变持续保持不变持续运动

17、下去。运动下去。运动下去。运动下去。笛卡尔笛卡尔如果没有其他原因，运动的物如果没有其他原因，运动的物如果没有其他原因，运动的物如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条体将继续以同一速度沿着一条体将继续以同一速度沿着一条体将继续以同一速度沿着一条直线运动直线运动直线运动直线运动 ，既不会停下来，既不会停下来，既不会停下来，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。也不会偏离原来的方向。也不会偏离原来的方向。也不会偏离原来的方向。一切物体总保持匀速直线运一切物体总保持匀速直线运一切物体总保持匀速直线运一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到动状态或静止状态，直到动状态或静止状态，直到动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状有外力迫使它改变这种状有外力迫使它改变这种状有外力迫使它改变这种状态为止。（牛顿第一定律）态为止。（牛顿第一定律）态为止。（牛顿第一定律）态为止。（牛顿第一定律）惯惯 性性亚里士多德亚里士多德牛顿牛牛 顿顿课堂小结