必修 第一册1 牛顿第一定律课堂教学课件ppt

这是一份必修 第一册1 牛顿第一定律课堂教学课件ppt，共55页。PPT课件主要包含了演示实验，理想实验的魅力，牛顿第一定律，惯性与质量，典例分析，巩固练习等内容，欢迎下载使用。

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？滑冰运动员如果不用力，他会慢慢停下来。这是否与牛顿第一定律矛盾呢？
小车不推就会停下来，推它才能运动
风吹树摇，风停树静。没有风吹，树就处于静止状态。
我们发现以上现象似乎有一个共同特征： 物体受力时才能运动。如果不受力，物体不会运动或停止运动。
实验现象： 推木箱，木箱动；撤去推力，木箱不动（静止）。
车不推不走，球不踢不动，生活经验告诉我们物体运动似乎需要力来维持。
最早研究这个问题的，大概是古希腊学者亚里士多德。他也认为物体的运动需要力来维持。
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。
亚里士多德(Aristtle，前384—322)
伽利略(GalileGalilei，1564—1642)
方法：生活经验总结(思辨)
问题1：为什么木块会停下来？
问题2：怎样才可以跑得更远？
加装上轮子会不会运动得更远？
实验室应用——气垫导轨
生活应用—磁悬浮列车
上海磁悬浮列车时速可达430公里/小时
若没有摩擦阻力影响，物体将在水平面上永远运动下去
伽利略认为，将人们引入歧途的是摩擦，于是他大胆猜想，如果没有摩擦：
该实验就是著名的伽利略理想斜面实验：它是一种科学研究的方法
物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因。
伽利略1564-1642
“伽利略的发现以及他所应用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，它标志着物理学的真正开端。”
笛卡儿(Descartes)1596-1650
伽利略同时代的法国科学家笛卡儿也研究了这个问题。他认为： 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直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向.
他还认为，这应该成为一个原理，是人类整个自然观的基石。
无论是亚里士多德，还是伽利略和笛卡儿，都没有提出力的概念。在伽利略和笛卡儿工作的基础上，在隔了一代人之后，英国科学家牛顿提出了动力学的第一条基本定律：
牛顿(Newtn）1643-1727
“我之所以看得比别人远,是因为我站在巨人的肩上”
⑵伽利略观点中的“水平面”在笛卡儿的观点中并没有提及，而只是说直线，沿任意方向的直线，拓宽了人们的视野。
⑴伽利略只说“一直运动下去”，而笛卡儿进一步明确了是“匀速直线运动下去”。
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。这就是牛顿第一定律（Newtn’s first law）。
（1）总保持匀速直线运动状态或静止状态
物体的运动状态发生改变
（2）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。因此牛顿第一定律也叫惯性定律。
力不是维持物体运动的原因而是改变物体运动状态的原因
(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。
2. 一切物体都具有惯性. 惯性是物体的固有性质, 牛顿第一定律又叫惯性定律.
1. 惯性: 物体有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质,这种性质叫惯性.
3．惯性的大小：质量是物体惯性大小的量度．质量越大，惯性越大；
惯性越大，物体保持原来状态“本领”越大，运动状态越难改变；反之，运动状态就越容易改变。
(1)惯性不是力，惯性与物体的受力情况无关．
(2)惯性与物体是否有速度及速度的大小均无关．
(3)惯性的“两个表现” ①不受外力的条件下，惯性表现出“保持”“原来的”运动状态． ②在受力条件下，惯性表现出运动状态改变的难易程度．
(4)惯性不是惯性定律.
6．对质量的理解(1)从物质的角度理解：质量为物体所含物质的多少．(2)从惯性的角度理解：质量是决定物体惯性大小的唯一因素．
(3)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.
5. 质量（mass）：是量度物体惯性大小的物理量。
想一想：为什么让摆动的大沙袋停下来就比让摆动的小球停下来费力得多。
从牛顿第一定律得知，物体都要保持它们原有的匀速直线运动状态或静止状态。可以说，它们都具有抵抗运动状态变化的“能力”，即都具有惯性。那么，怎样描述惯性的大小呢？
例如：以相同的方式抛掷质量不同的两个石块，质量大的石块需要的力大。
生活中“惯性”体现在哪里？
不受力：表现为保持原来的运动状态
受力：表现为运动状态改变的难易程度
想一想：开车为什么要系安全带
乒乓球容易吹动和可以快速抽杀的原因是因为质量小，运动状态容易改变。
惯性与速度大小有关吗？
战斗机在进行作战前为什么要扔掉副油箱？
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？
质量越大，惯性越大。质量是惯性的量度。
分别用钢球和玻璃球实验，看看有什么实验现象？如何解释现象？
解：因为当瓶子从静止状态突然向右加速运动时，瓶中的水由于惯性要保持原有的静止状态，相对瓶来说是向左运动，气泡也有惯性，但相比水来说质量很小，惯性小可忽略不计，所以气泡相对水向右移动。
【典例】如图所示，水平放置的小瓶内装有水，其中有气泡，当瓶子从静止状态突然向右加速运动时，小气泡在瓶内将向何方运动？
请你用惯性的知识来解释一下为什么当你奔跑时碰到石块,会向前跌倒;而如果你踩到西瓜皮,会向后倒?
要点提示：奔跑时碰到石块,人的下半身就停了下来,而人的上半身由于惯性,仍然保持原来的运动状态,所以会向前跌倒。如果你踩到西瓜皮,脚有一个向前运动的较大的速度,而人的上半身由于惯性,仍保持原来的状态,所以会向后倒。
有人说螺丝魔术颠覆了牛顿第一定律：不给螺帽力的作用，螺帽也能运动起来。你怎么看？请在百度中搜索“螺丝魔术揭秘”，弄清螺丝魔术的原理。
学以致用：水滴将落在哪里？
车厢天花板上的O点有水滴下，P为O点正下方的位置，若车厢向前做匀速运动，试分析水滴落在什么位置？
【例题】有一仪器的内部电路如图所示，其中M是质量较大的一个金属块，两端与弹簧相连接。将仪器固定在一辆汽车上，当汽车启动时，哪只灯亮？当汽车急刹车时，哪只灯亮？为什么？
当汽车启动时，汽车的速度变大了，而金属块由于惯性，将保持原来的静止状态，从而使绿灯所在的电路被接通，所以启动时绿灯亮；急刹车时，汽车的速度变小了，而金属块由于惯性，将保持原来的速度运动，从而使红灯所在的电路被接通，所以急刹车时红灯亮。当汽车匀速行驶时，弹簧将使金属块复位，两灯均不亮。
牛顿第一定律是否成立与选择什么参考系有关。如果在一个参考系中，一个不受力的物体会保持匀速直线运动状态或静止状态，这样的参考系叫作惯性参考系，简称惯性系。以加速运动的纸为参考系，牛顿第一定律并不成立，这样的参考系叫作非惯性系。
自然和自然的法则在黑夜中隐藏，上帝说，让牛顿去吧！于是一切都被照亮。
1、关于伽利略实验，下列说法正确的是（ ）A．完全是理想的，没有事实为基础；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；C．没有事实为基础，只有理想推理；D．以上说法都不对；
2.用绳子拴住一个小球在光滑的水平面上作圆周运动，当绳子突然断裂后，小球将( ) A．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C．小球运动速度减小，但保持直线D．以上三种都有可能
3.有一热气球以一定的速度匀速竖直上升一定高度时，从热气球里掉出一个物体，这个物体离开热气球后将： （ ）A.继续上升一段距离，然后下落。B.立即下落。C.以原来的速度永远上升。D.以上说法都不对。
4.如图示，固定在汽车上与汽车共同前进的油箱中有一气泡，当汽车突然加速时，关于汽泡相对油箱的运动情况，下列说法正确的是（ ）A 、向后；B 、向前； C、静止； D、不能确定。
5、伽利略创造的把实验、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：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是（　　）A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置B．如果小球不受力，它将一直保持匀速直线运动或静止状态C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变D．小球受到的力一定时，质量越大，它的运动状态就容易改变
6、如图所示，一个劈形物体M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在劈形物体上表面上放一光滑小球m，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是（　　）A．沿斜面向下的直线B．竖直向下的直线C．无规则直线D．抛物线
7、某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端，则 (　　)A.此同学无法取出羽毛球B.该同学是在利用羽毛球的惯性C.羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来D.羽毛球会从筒的下端出来
解析：一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端，羽毛球筒在力的作用下向下运动，而羽毛球由于惯性而保持静止，所以羽毛球会从筒的上端出来，是在利用羽毛球的惯性，故B正确。
一个定律、一种方法；一种性质、一群伟人。
亚里士多德 (前384-前322)
伽利略(1564—1642)
牛顿(1642-1727)