人教版 (2019)必修 第一册1 牛顿第一定律教课内容ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第一册1 牛顿第一定律教课内容ppt课件，共57页。PPT课件主要包含了本章素养概述，牛顿第一定律，目标体系构建，思维脉络，课前预习反馈，知识点1，理想实验的魅力，力的作用，小球将永远运动下去，维持物体运动的原因等内容，欢迎下载使用。
〔情 境 导 入〕力和运动无处不在、无时不有。用不同的力推同一辆车小车运动状态的变化是不同的，当撤去推力后，小车会慢慢停下来。在太空中飞行的航天飞行器没有推力也可保持高速飞行……力与运动之间究竟有什么关系？本章将探究这个问题。
〔内 容 提 要〕本章在前面三章内容的基础上研究运动和力的关系。牛顿运动定律是动力学的核心内容。教材首先阐述了牛顿第一定律，然后在实验的基础上学习牛顿第二定律。教材通过两类动力学问题研究了牛顿运动定律的综合应用，最后通过“超重和失重”进一步研究了牛顿运动定律在生活中的应用，培养学生认识和解决实际问题的能力。本章重点：①牛顿第二定律及其应用；②超重和失重。本章难点：①实验：探究加速度与力、质量的关系；②动力学两类基本问题；③超重、失重问题；④传送带模型；⑤板块模型。
〔学 法 指 导〕1．重视对物理现象的深入观察和对物理规律的亲身体验，例如课本的“拓展学习”“科学漫步”等，经过了深入观察和亲身体验后，物理知识不仅容易领悟而且印象深刻。2．注意物理方法的学习。本章中涉及许多重要的研究方法，例如在牛顿第一定律的研究中采用的理想斜面法、在牛顿第二定律的研究中利用的控制变量法、运用牛顿运动定律处理问题时常用的隔离法和整体法以及单位的规定方法、单位制的创建等。这些方法需要认真地体会和理解，以提高认知的境界。
3．正确的选取研究对象和进行受力分析是运用牛顿定律解题的关键。实际问题中根据需要可将物体隔离或将互相作用的几个物体看成一个整体来进行研究。要注意合外力与加速度的瞬时关系。牛顿运动定律往往用来处理恒力问题，当物体所受的合外力既不是恒力又不规律时，就需要分析加速度与合外力的瞬时对应关系，处理这类问题时，要先认真分析过程，掌握好力和加速度的瞬时关系，搞清楚物体运动的过程，这样才能找准运动规律，应用相应知识求解。
【学习目标】1．能准确叙述牛顿第一定律的内容，并能对该定律所揭示的运动和力的关系问题有较深刻的理解。2．了解伽利略关于运动和力的关系的认识。3．通过实例说明质量是物体惯性大小的量度。
1．力与运动关系的不同认识
2．伽利略的斜面实验：(1)理想实验：让小球沿一个斜面从静止状态开始向下运动，再让小球冲上第二个斜面，如果没有摩擦，无论第二个斜面的倾角如何，小球达到的高度________。若将第二个斜面放平，______________________。
(2)实验结论：力不是______________________。
1．内容：一切物体总保持________________状态或________状态， 除非作用在它上面的外力迫使它改变这种状态。2．力和运动的关系：力不是维持物体运动状态的原因，而是________物体运动状态的原因。
1．惯性：物体具有保持原来________________状态或________状态的性质叫作惯性。2．惯性的量度：________是物体惯性大小的唯一量度。
『判一判』(1)伽利略的理想实验是不科学的假想实验。(　　)(2)笛卡儿认为若没有力作用，物体的运动状态就不会改变。(　　)(3)速度越大的物体，惯性越大。(　　)
(4)伽利略认为，没有力作用在物体上，它就不能运动。(　　)(5)力无法改变物体的惯性。(　　)(6)牛顿认为力的真实效应总是改变物体的速度，而不是使物体运动。(　　)
『选一选』(2021·湖南永州市高一期末)中国女子冰壶队在2019年世锦赛上战胜诸多劲旅取得优异成绩，成为冰壶领域的生力军。如图所示，冰壶在冰面上运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向几乎不变，我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”。这里所指的“本领”是冰壶的惯性，冰壶惯性的大小取决于(　　)A．冰壶的质量　　　　B．冰壶的体积C．冰壶的速度 D．冰壶受到的阻力
解析：惯性是物体的固有属性；而质量却是惯性大小的唯一量度；故惯性的大小取决于冰壶的质量。故选A。
『想一想』请根据图中的情景，说明车子所处的状态，并对这种情景做出解释。  答案：从图(1)可以看出，乘客向前倾，说明乘客相对车厢有向前运动的速度，所以汽车在减速。从图(2)可看出，乘客向后倾，说明乘客有相对车厢向后运动的速度，说明汽车在加速。
如图所示，冰壶在冰面上的运动。如果摩擦阻力比较大，冰壶很快停下来；如果摩擦阻力很少，冰壶能滑得很远；如果摩擦阻力为零，冰壶将永远运动下去。
试结合上述现象分析：(1)牛顿第一定律中“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”说明运动与力有什么关系？(2)根据牛顿第一定律思考，如果物体不受外力作用，物体将处于什么状态？提示：(1)说明力是改变物体运动状态的原因。(2)原来静止的物体，不受外力时，仍然静止；原来运动的物体，不受外力时，速度保持不会变化，将永远做匀速直线运动。
1．对牛顿第一定律的理解(1)明确了惯性的概念牛顿第一定律的前半句话“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”，表明了物体所具有的一个重要的属性——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有惯性。因此牛顿第一定律又叫惯性定律。
(2)揭示了力和运动的关系牛顿第一定律的后半句话“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”，实质上是揭示了力和运动的关系，即力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。(3)反映了物体不受外力时的运动状态匀速直线运动或静止(即原来运动的保持其速度不变，原来静止的保持位置不变)。不受外力作用的物体是不存在的，但物体所受外力的合力为零与不受外力在效果上是等效的，这就使牛顿第一定律具有了实际意义。
2．运动状态变化的三种情况(1)速度的方向不变，只有大小改变。(物体做直线运动)(2)速度的大小不变，只有方向改变。(物体做匀速圆周运动)(3)速度的大小和方向同时发生改变。(物体做变速曲线运动)
特别提醒(1)牛顿第一定律所描述的是物体不受外力作用时的状态，与物体所受合外力为零是等效的。(2)牛顿第一定律不是实验定律，它是在理想实验的基础上总结得出的。(3)牛顿第一定律只适用于惯性参考系中的运动，在非惯性参考系中不适用。
　　　　　根据牛顿第一定律下列说法中正确的是(　　)A．静止或匀速直线运动的物体，一定不受任何外力作用B．物体运动不停止是因为受到力的作用C．要改变物体运动状态，必须有外力作用D．外力停止作用后，物体由于惯性会很快停下来
解析：若物体受的合力为零，可能处于静止或匀速直线运动，A错误；物体运动不停止是因为惯性的原因，运动不需要力来维持，B错误；力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因，故C正确；由牛顿第一定律可知，外力停止作用后，物体由于惯性会保持原来的运动状态，故D错误，故选C。
思维升华：牛顿第一定律巧应用(1)由“因”索“果”：在判断力与运动之间的关系时，一定要把握准牛顿第一定律的含义，即力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。(2)由“果”索“因”：如果物体的运动状态发生改变，则物体必然受到不为零的合外力的作用，所以判断物体的运动状态是否改变以及如何改变，应分析物体的受力情况。(3)应用步骤：应用牛顿第一定律解释有关现象时，一要看物体原来的运动状态，二要看物体现在的受力情况及所受合力是否为零，最后判断由于物体具有惯性将会出现的现象。
1．(2021·全国高一课时练习)围绕“力与运动”的关系的认识与研究人类经历了漫长的历史时期，下列叙述不符合历史事实的是(　　)A．亚里士多德根据“用力推车，车子前进，停止用力，车子就停下来”这一现象，提出了力是维持物体运动的原因B．亚里士多德在分析“推车问题”时，只强调了推力，而忽视了摩擦力的作用，因而得到了错误的结论C．伽利略用自己设计的理想实验，观察到了没有摩擦力的作用时小球就可以以恒定的速度运动下去，从而推翻了力是维持物体运动的原因的错误结论D．伽利略的理想实验虽然是假想实验，无法完成，但由此得到的结论是可靠的
解析：亚里士多德根据“用力推车，车子前进，停止用力，车子就停下来”这一现象，提出了力是维持物体运动的原因，故A正确，不符合题意；亚里士多德在分析“推车问题”时，只强调了推力，而忽视了摩擦力的作用，因而得到了错误的结论，故B正确，不符合题意；在伽利略的实验中不可能真正观察到无摩擦力时小球以恒定速度做直线运动这一现象，故C错误，符合题意；“理想实验”是人们假想的实验，但是由此推理得到的结论是可靠的，故D正确，不符合题意。
锤头松了，把锤柄的一端在凳子上撞击几下，锤头就套紧了，为什么？试解释其中的原因。
提示：锤与柄原来都处于运动状态，柄撞在凳子上受到阻力作用，改变了它的运动状态，就停止了运动，锤头由于惯性仍保持原来的运动状态，这样锤头就继续向前运动紧套在锤柄上了。
1．惯性与质量的关系(1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。(2)惯性与物体受力情况、运动情况及地理位置均无关。(3)质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大。
2．惯性与力的关系(1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此说“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”，“受到惯性力”等都是错误的。(2)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，越易改变运动状态；惯性越大，运动状态越难改变。(3)惯性与物体的受力情况无关。
3．惯性与速度的关系(1)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。(2)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。4．惯性与惯性定律的关系(1)惯性不是惯性定律，惯性没有条件限制，是物体的一种固有属性。(2)惯性定律是物体不受外力作用时物体运动所遵守的一条规律。
特别提醒(1)在不受力(或合外力为零)的条件下，惯性表现为保持原来的运动状态。(2)在受力条件下，惯性表现为运动状态改变的难易程度。质量越大，惯性越大，运动状态越难改变。
　　　　　(2021·浙江金华市高一期末)如图甲和乙，是踩香蕉皮摔倒和一名骑行的人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的照片。
下面是从物理的角度去解释这两种情境，其中正确的是(　　)A．甲图中踩了香蕉皮摔倒是因为人的惯性变小了原因B．乙图中人和车摔倒是因为雨天路面太滑造成的C．踩香蕉皮摔倒是因为下半身速度大于上半身的速度造成的D．自行车行驶速度越大，其惯性越大，所以造成人车倒地现象思路引导：一切物体在任何状态下都有惯性，其大小取决于物体的质量，和其他因素无关。
解析：甲图中踩了香蕉皮摔倒是因为人的脚受到的摩擦力突然变小，脚不能立刻停下来，脚向前滑，由于惯性，上半身还要保持原来的运动状态，从而使得人下半身速度大于上半身的速度，所以人会向后倾倒，而不是人惯性变小了的原因，故A错误，C正确；乙图中人和车摔倒是因为车的前轮陷入水坑后前轮立刻停止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态，因此人和车将向前倾倒。而不是因为雨天路面太滑造成，故B错误；惯性只与物体的质量有关，与速度大小没有关系，故D错误。
思维升华：惯性理解两注意(1)注意一个“一切”，即一切物体具有惯性；(2)注意一个“唯一”，即质量是惯性大小的“唯一”量度。
2．(2021·西安西港花园高级中学高一期末)安全带是保障行车安全的一道防线。下列说法正确的是(　　)A．系好安全带可以减小人的惯性B．系好安全带可以增大人的惯性
C．若未系好安全带，刹车时最有可能受到伤害的是人体背部D．若未系好安全带，刹车时最有可能受到伤害的是人体面部
解析：人体惯性的大小取决于人体的质量，与是否系安全带无关，故A、B错误；若未系好安全带，刹车时人体由于惯性会向前倾倒，最有可能受到伤害的是人体面部，故C错误，D正确。
惯性的“相对性”　　　　如图所示，将一玻璃瓶装水后密闭，并平放在水平桌面上，在瓶的中部有一小气泡处于静止状态，现突然用力将瓶子向前推动，使其在桌面上向前运动一段距离后停止，可看到气泡相对瓶子的运动情况是(　　)A．向前　　　　　　　B．向后C．先向前，再向后 D．先向后，再向前
解析：瓶中气泡实质上是水的“空隙”，故应用惯性知识分析时，研究对象应该是水而不是气泡。当瓶子向前加速运动时，由于惯性，瓶中水要保持原来的静止状态，气泡后边的水由于瓶底的作用随瓶一起向前加速运动，而气泡前边的水将相对瓶向后运动，即气泡相对瓶向前移动。当瓶子做减速运动时，气泡前边的水受瓶的作用随瓶一起做减速运动，而气泡后边的水将相对瓶向前运动，把气泡挤到后面即相对瓶向后移动。
核心素养　科学思维本题易错选B或D，误认为当推动瓶子向前运动时，瓶中气泡要保持原来的静止状态，故气泡相对于瓶子向后运动。实际上气泡相对于同体积“水泡”，质量小，运动状态更容易改变，加速时气泡向前运动，减速时气泡向后运动。
1．(2021·浙江高一月考)关于物体的惯性，正确的说法是(　　)A．同一物体在地球表面比在月球表面惯性大B．汽车行驶得快，刹住它困难，所以速度大的物体惯性大C．由于绕地球运行的宇宙飞船内的物体处于完全失重状态，因此飞船内的物体不存在惯性D．运动状态越难改变的物体惯性越大
解析：物体的惯性大小取决于物体的质量，质量越大，惯性越大，所以同一物体在地球表面比在月球表面惯性相等，A错误；物体的惯性大小取决于物体的质量，质量越大，惯性越大，与物体的运动状态及受力情况无关，B错误；绕地球运行的宇宙飞船内的物体处于完全失重状态，飞船内的物体依然存在惯性，惯性与物体的运动状态及受力情况无关，C错误；在同样大小的外力作用下，运动状态越难改变说明物体的质量越大，所以物体惯性越大，D正确。
2．(2021·全国高一期末)“严禁超重，严禁超速，严禁酒后驾驶”是阻止马路车祸的有力三招。在这三招中，都应用到我们学过的物理知识。下列说法中正确的是(　　)A．“严禁超重”是为了控制汽车刹车后的滑行距离B．“严禁超速”是为了控制汽车的惯性C．“严禁酒后驾驶”是为了控制汽车的惯性D．汽车超重会增大汽车的惯性
解析：“严禁超重”是禁止质量变大，是为了减小汽车的惯性，故A错误；“严禁超速”是为了在紧急情况下减小制动时间，由于汽车的质量不变，所以汽车的惯性仍不变，故B错误；“严禁酒后驾驶”是提高驾驶员的注意力，同时控制反应时间，与汽车的惯性无关，故C错误；汽车超重，质量变大，从而使汽车的惯性增加，故D正确。
3．(2021·江苏苏州市高一期末)伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究，开创了科学实验和逻辑推理和谐结合的重要科学研究方法。图a、图b分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，
下列相关说法正确的是(　　)A．图a通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速直线运动B．图a中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易C．图b中斜面倾角减小到零时，小球一定会一直运动下去D．图b的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持
解析：伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计时，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力的作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长的多，所以容易测量。伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推，A错误，B正确；实际中没有摩擦力的斜面并不存在，图b中斜面倾角减小到零时，小球也不会一直运动下去，C错误；伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持，D错误。
4．(多选)(2021·湖北荆州市荆州中学高一月考)在列车的车厢内，有一个自来水龙头C。第一段时间内，水滴落在水龙头的正下方B点，第二段时间内，水滴落在B点的右方A点，如图所示。那么列车可能的运动是(　 　)A．先静止，后向右做加速运动B．先做匀速运动，后做加速运动C．先做匀速运动，后做减速运动D．上述三种情况都有可能