人教版 (2019)必修 第一册1 牛顿第一定律教课课件ppt

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目 标 素 养1.知道亚里士多德的观点,知道伽利略理想斜面实验及推理方法。注意培养实验探究能力。2.理解牛顿第一定律的内容和意义,并能解释有关现象,学会应用物理规律解决实际问题。3.知道惯性概念,知道惯性是物体的固有属性。培养正确的物理观念。
一、理想实验的魅力1.亚里士多德的观点: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　在某个地方。 2.伽利略的斜面实验。(1)理想实验过程。①让一个小球沿斜面从　静止　状态开始运动,小球将“冲”上另一个斜面。 
②如果没有　摩擦　,小球将到达原来的高度。  ③如果第二个斜面倾角　减小　,小球仍将到达原来的　高度　,但是运动的距离更长。  ④当斜面最终变为水平面时,小球要到达原有高度将　永远运动　下去。 
(2)实验结论:力　不是　(选填“是”或“不是”)维持物体运动的原因。 3.笛卡儿的观点:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以　同一速度　沿同一直线运动,既不会停下来也不会偏离原来的方向。 
微思考1观察下图并思考,你能得出什么结论?
提示:力是维持物体运动的原因。
二、牛顿第一定律1.内容:一切物体总　保持　匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力　迫使　它改变这种状态。 2.惯性:物体这种保持原来　匀速直线运动　状态或　静止　状态的性质叫作惯性。 3.牛顿第一定律揭示了运动和力的关系:力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体　运动状态　的原因。 
微思考2本组照片记录了一名骑车人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的过程。从物理的角度如何解释此情境?
提示:骑车人与自行车原来处于运动状态,车前轮陷入水坑后前轮立刻静止,但骑车人与车的后半部分由于惯性仍保持原有的运动状态,因此摔倒。
三、惯性与质量1.不同质量的物体,惯性的大小是不一样的,也就是说,不同物体维持其原有运动状态的“能力”不同,质量大的物体 惯性　大。描述物体惯性的物理量是它的质量。 2.质量只有　大小　,没有　方向　,是标量。在国际单位制中,质量的单位是千克,符号为kg。 
一 对伽利略理想实验的理解
重难归纳1.伽利略的思想方法与意义。(1) 伽利略用“实验+科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点。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,抓住主要因素,忽略次要因素,从而深刻地揭示了自然规律。(2)第一次确定了物理实验在物理研究中的基础地位。(3)揭示了力不是维持物体运动的原因。
2.理想实验的局限性。“理想实验”在自然科学理论研究中有着重要的作用,但是理想实验方法也有一定的局限性。(1)“理想实验”只不过是一种逻辑推理的思维过程,它的作用只限于逻辑上的证明与反驳,而不能用来作为检验认识正确与否的标准。(2)由“理想实验”得出的任何推论,都必须由观察和实验结果来检验。
如图所示,小球沿斜面由静止滚下,再滚上另一斜面。在实际生活中,小球滚上另一斜面的最大高度等于 h吗?
提示:不等。滚上另一斜面的最大高度小于h,因为受到阻力作用。
典例剖析理想实验有时更能深刻地反映自然规律。如图所示,伽利略设想了一个理想实验,其中有一个是实验事实,其余是推论。
①减小第二个斜面的倾角,小球在这一斜面上仍然要达到原来的高度。②两个斜面对接,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面。
③如果没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度。④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成为水平面,小球将沿水平面做持续的匀速运动。(1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列:　　　　　　(填写序号即可)。 (2)在上述设想步骤中,有的属于可靠的事实,有的则是理想化的推论。下列关于事实和推论的分类正确的是　　　。A.①是事实,②③④是推论B.②是事实,①③④是推论C.③是事实,①②④是推论D.④是事实,①②③是推论答案:(1)②③①④ (2)B
解析:步骤②是理想实验的实验基础,属于可靠的事实;在此基础上利用推理,先得到小球不受阻力作用将上升到原来释放时的高度的推论;再设想减小第二个斜面的倾角直至第二个斜面成为水平面时,得到小球将匀速运动的推论。所以正确的排列顺序是②③①④,正确的分类是②是事实,①③④是推论。
学以致用理想实验是科学研究中的一种重要方法,它把可靠的事实和合理的推论结合起来,可以深刻地揭示自然规律。关于伽利略的理想实验,下列说法正确的是(　　)A.只要接触面“相当光滑”,物体在水平面上就能匀速运动下去B.这个实验实际上是永远无法做到的C.利用气垫导轨,就能使实验成功D.要使物体运动就必须有力的作用,没有力的作用物体就静止答案:B
解析:理想实验在实际情况下是永远不能实现的,其条件永远是理想化的,选项B正确;即使接触面“相当光滑”,也不会达到没有摩擦力的程度,选项A错误;利用气垫导轨当然也不能实现“理想”的条件,仍然存在一定的阻力,只不过阻力很小而已,选项C错误;力是改变物体运动状态的原因,并不是维持物体运动状态的原因,选项D错误。
二 对牛顿第一定律的理解
重难归纳1.对牛顿第一定律的理解。(1)揭示了一切物体都具有的一个重要属性——惯性。(2)揭示了物体在不受力或所受合外力为零时的运动状态——静止或匀速直线运动状态。(3)揭示了力和运动的关系——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。
特别提醒“不受外力”和 “合外力为零”是不同的:“不受外力”是一种理想的情况,是不存在的;“受到的合外力为零”是现实中存在的。牛顿第一定律是物体“不受外力”时的运动状态,不是实验定律。只不过“合外力为零”的运动状态与“不受外力”的运动状态是等效的,因此物体受“合外力为零”时,也保持静止状态或匀速直线运动状态。
2.物体运动状态改变的三种情况。(1)速度方向不变,大小改变。(2)速度大小不变,方向改变。(3)速度大小和方向同时改变。
某市晚报的通讯并有配图如下。
遇险情急刹车　乘客受伤本报讯　今天清晨6:30,21路公交车在行驶途中遇险,司机紧急刹车,有三名站在后排的乘客由于突然刹车失去惯性向前急冲而受伤……
(1)分析此时公交车的运动状态,并解释产生此现象的原因。(2)指出这则报道中的错误之处。提示:(1)公交车突然刹车或减速。根据牛顿第一定律,当公交车突然刹车或减速时,人下半部分随车减速,由于惯性上半身仍保持原来的运动状态,导致向前倾倒。(2)报道中的错误是“突然刹车失去惯性”,惯性只与质量有关,与运动状态无关,所以“失去惯性”是错误的。
典例剖析关于牛顿第一定律,下列说法正确的是(　　)A.牛顿第一定律是利用逻辑思维对事物进行分析的产物,不可能用实验直接证明B.不受力作用的物体是不存在的,故牛顿第一定律的建立毫无意义C.牛顿第一定律表明,物体只有在不受外力作用时才具有惯性D.牛顿第一定律表明,物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性答案:A
解析:牛顿第一定律是牛顿在伽利略等前人实验的基础上,根据逻辑推理得出的,是以实验为基础,但又不是完全通过实验得出,选项A正确;虽然在地球上不受力作用的物体是不存在的,但牛顿第一定律给出了物体不受力作用时的运动规律,为科学的发展奠定了基础,选项B错误;牛顿第一定律表明物体具有保持原来速度不变的性质,即惯性,惯性的大小与物体的受力情况和运动情况均无关,选项C、D错误。
学以致用关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是(　　)A.物体受到的外力越大时,惯性越小B.物体运动状态发生变化时,必定受到外力的作用C.物体不受外力作用时,一定处于静止状态D.在水平地面上滑动的物体最终要停下来,是因为没有外力来维持答案:B
解析:惯性的大小只与自身质量有关,质量越大惯性越大,选项A错误;力是改变物体运动状态的原因,故当物体运动状态发生变化时,必定受到了外力作用,选项B正确;物体不受外力作用时,有可能做匀速直线运动,选项C错误;力不是维持物体运动的原因,物体之所以会停下来,是因为受到了摩擦阻力,改变了它的运动状态,选项D错误。
重难归纳1.惯性的属性。(1)普遍性:惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性。(2)无关性:惯性与运动状态无关,与是否受力无关。(3)唯一性:惯性由质量唯一决定。
2.惯性与质量。(1)质量是物体惯性大小的唯一量度。物体的质量越大,惯性越大;质量越小,惯性越小;质量不变,惯性不变。(2)对质量的理解。①从物质角度理解:质量为物体所含物质的多少。②从惯性角度理解:质量是决定物体惯性大小的唯一因素。
3.惯性与力。一切物体在任何情况下都具有惯性,即物体具有惯性是不需要条件的,惯性与物体的受力情况以及运动情况无关。可从以下几个方面区分惯性与力。(1)性质方面。惯性是物体保持原来的运动状态不变的性质,是物体本身的固有属性;力是物体对物体的作用。(2)决定因素。惯性的大小取决于物体本身质量的大小,与是否受力及受力的大小无关;力的大小取决于物体之间相互作用的强弱。
(3)效果方面。物体不受外力或所受合外力为零时,惯性表现为保持原来的运动状态不变;物体受到外力作用时,惯性表现为改变运动状态的难易程度,物体的惯性越大,它的运动状态越难改变。(4)惯性不是力。惯性是物体本身固有的一种性质,因此“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”“受到惯性力”等说法都是错误的。
4.惯性与惯性定律。(1)惯性是物体的一种固有属性,惯性定律是物体不受外力作用时所遵守的一条规律,属性不同于规律。(2)惯性使物体保持原来的运动状态,但能否保持取决于其受力情况。当物体不受外力(或所受合外力为零)时,物体将保持静止状态或匀速直线运动状态。惯性定律告诉我们一切物体都有惯性以及惯性的概念,正因为物体有惯性,故物体的运动不需要力来维持,这是它们的联系。
5.惯性与速度。(1)速度是表示物体运动快慢的物理量,惯性是物体本身的固有属性。(2)惯性与物体的速度大小无关。
沪杭高铁的列车最高速度可达到400 km/h以上,是世界上跑得最快的火车。有人说火车的速度越大,惯性越大,刹车停止所需时间越长,刹车距离越大,你认为这种说法正确吗?
典例剖析下图是一种汽车安全带控制装置示意图。当汽车处于静止或匀速直线运动时,刹车摆锤竖直悬挂,锁棒水平,棘轮可以自由转动,安全带能被拉动。当汽车突然刹车时,摆锤由于惯性绕轴摆动,使得锁棒锁定棘轮的转动,安全带不能被拉动。若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置,汽车的可能运动方向和运动状态是(　　)
A.向右行驶、匀速直线运动B.向左行驶、匀速直线运动C.向右行驶、突然刹车D.向左行驶、突然刹车答案:C解析:若汽车做匀速直线运动,则摆锤不会从实线位置摆到虚线位置,选项A、B错误;由题图可知摆锤向右摆动,根据惯性知识可推知,汽车可能向左加速或向右减速,选项C正确,D错误。
方法归纳解释惯性现象的方法(1)明确研究的物体原来处于怎样的运动状态。 (2)当外力作用在该物体的某一部分(或外力作用在与该物体有关联的其他物体上)时,明确这一部分的运动状态的变化情况。 (3)该物体由于惯性保持怎样的运动状态,判断最后会出现什么现象。
学以致用如图所示,在一辆表面光滑且足够长的小车上,有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2),两小球原来随车一起运动。当车突然停止时,如不考虑其他阻力,则两个小球(　　)A.一定相碰B.一定不相碰C.不一定相碰D.无法确定答案:B解析:因小车表面光滑,因此球在水平方向上没有受到外力作用。原来两球与小车有相同速度,当车突然停止时,由于惯性,两小球的速度不变,所以不会相碰。
1.伽利略创造性地把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验:将斜面1与斜面2平滑连接,让小球由斜面1上的O处由静止开始滚下,小球将滚上斜面2;逐渐减小斜面2的倾角,仍使小球从O处由静止滚下。如果没有摩擦,则(　　) A.小球在斜面2上能上升的最大高度逐渐降低B.小球在斜面2上每次都能上升到与O处等高的位置C.当斜面2最终变为水平面时,小球将处于静止状态D.当斜面2最终变为水平面时,小球的运动状态将不断改变答案:B
解析:如果不考虑摩擦,小球到另一个斜面上时,每次都能上升到与O点等高的位置,故选项B正确,A错误;当斜面2最终变为水平面时,小球将做匀速直线运动,故选项C、D错误。
2.关于物体运动状态与所受外力的关系,下列说法正确的是(　　)A.物体受到恒定外力作用时,它的运动状态一定不变B.物体受到的合外力不为零时,一定做变速运动C.物体受到的合外力为零时,一定处于静止状态D.物体受到的合外力为零时,一定处于匀速直线运动状态答案:B
解析:当物体受到恒定外力作用时,它的运动状态一定发生变化,故选项A错误;当物体受到的合外力不为零时,物体的运动状态一定改变,故物体一定做变速运动,故选项B正确;当物体受到的合外力为零时,物体处于静止或匀速直线运动状态,故选项C、D错误。
3.(多选)如图所示,在水平路面上,一辆匀速运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子,瓶内有一气泡。若突然发现瓶中气泡向左移动,则关于小车在此种情况下的运动,下列描述正确的是(　　)A.小车可能突然向右加速运动B.小车可能突然向左加速运动C.小车可能突然向右减速运动D.小车可能突然向左减速运动答案:BC
解析:由于水的密度比气泡的密度大很多,同体积水的质量比气泡大得多,故水惯性比气泡大,当小车突然向左加速(或向右减速)运动时,水由于惯性相对于小车向右运动,气泡被挤压,相对于小车向左运动,故选项A、D错误,B、C正确。
4.在某次交通事故中一辆载有30吨“工”字形钢材的载重汽车由于避让横穿马路的电动车而紧急制动,结果车厢上的钢材向前冲出,压扁驾驶室。关于这起事故原因的物理分析正确的是(　　)A.由于车厢上的钢材有惯性,在汽车制动时,继续向前运动,压扁驾驶室B.由于汽车紧急制动,使其惯性减小,而钢材惯性较大,所以继续向前运动C.由于车厢上的钢材所受阻力太小,不足以克服其惯性,所以继续向前运动