鲁科版 (2019)必修 第一册第1节 牛顿第一运动定律教课课件ppt

这是一份鲁科版 (2019)必修 第一册第1节 牛顿第一运动定律教课课件ppt，共45页。PPT课件主要包含了匀速直线运动，不受力，运动状态，②③①④，实验事实，四个关系，思路点拨，答案B，答案见解析，提示物体的质量等内容，欢迎下载使用。
1．知道牛顿第一定律的内容，了解惯性的含义。知道质量是物体惯性大小的量度。2．学会根据理想实验的条件，结合现行器材，探究实验结果的正确性并进行讨论，能交流探究过程及结果。3．通过伽利略、笛卡儿等相关史实，能认识到物理学研究是不断完善的，坚持实事求是，激发学习与探究兴趣。
知识点一　力与运动的关系1．时空对话
必备知识·自主预习储备
2．运动状态：____是描述物体运动状态的物理量，运动状态的改变是指____的改变。3．力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是____物体运动状态的原因。思考　伽利略理想实验中的“理想”指的是什么？
提示：斜面光滑，水平面无限长。
体验1．思考辨析(正确的打√，错误的打×)(1)亚里士多德认为力是维持物体运动的原因。(　　)(2)笛卡儿认为物体的运动状态不需力来维持。(　　)(3)伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因。(　　)
知识点二　牛顿第一运动定律及其意义1．内容：一切物体总保持____________或____状态，除非有____迫使它改变这种状态。2．意义(1)指出了物体______(或所受合外力为零)时的运动状态是静止或匀速直线运动状态。(2)明确了力的作用效果，即力是____物体运动状态的原因。(3)指出了一切物体都具有保持原有运动状态____的性质。
3．惯性(1)定义：任何物体都有保持____或____________状态不变的属性。(2)大小：____是描述物体惯性大小的物理量。物体的质量大，惯性__；质量小，惯性__。(3)惯性的大小体现在________改变的难易程度上，和物体是否受力，是否运动____。
提醒　惯性是物体的固有属性，与物体是否受力无关，与物体的运动状态及所在的地理位置均无关。
体验2．思考辨析(正确的打√，错误的打×)(1)牛顿第一运动定律是可以通过实验验证的。(　　)(2)力的作用效果不仅可以改变物体的形状，也可以改变物体的运动状态。(　　)(3)牛顿第一运动定律说明一切物体都具有惯性。(　　)
马拉车，车就前进，停止用力，车就停下来。这是否说明必须有力作用在物体上，物体才能运动？
关键能力·情境探究达成
提示：停止用力，车停下来是因为受到了地面摩擦力的作用，不能说明必须有力作用在物体上，物体才能运动。
考点1　伽利略理想实验1．理想实验理想实验有时能更深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验如下：
(1)操作过程：让小球沿光滑斜面从左侧某一高度滚下。(2)实验现象：无论右侧斜面坡度如何，它都会沿斜面上升到与出发点几乎等高的地方。(3)实验结论：斜面的倾角越小，小球运动到同一高度所经历的路程越远，当斜面倾角逐渐减小到0时，右侧变为水平面，小球将为了达到那个永远无法达到的高度而一直运动下去。
2．伽利略理想实验的意义(1)研究方法：伽利略的理想实验将可靠的事实和理论推理结合起来，即采用“可靠事实＋抽象思维＋科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点，初步揭示了运动和力的正确关系。 (2)历史意义：第一次确立了实验在物理学中的地位。
【典例1】　理想实验有时能更深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，下面是关于该实验被打乱的步骤：
①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。②如图所示为两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。
③如果两个斜面是光滑的，小球将上升到原来释放时的高度。④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面做持续的匀速直线运动。(1)请将上述理想实验的步骤按照正确的顺序排列__________(只填写序号即可)。(2)在上述的理想实验步骤中，有的是可靠的实验事实，有的则是理想化的推论，则步骤②属于________。
[解析]　伽利略设计了一个理想实验的步骤是：先在两个对接的斜面上，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度；接着减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度；继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面做匀速直线运动。故实验步骤是②③①④，并且步骤②属于实验事实。
[跟进训练]1．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．实际上这个实验是永远无法做到的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
B　[在实际情况下理想实验条件永远是理想化的，是永远不能实现的，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。]
考点2　牛顿第一定律及其意义对牛顿第一定律的认识1．一切：说明牛顿第一定律适用于任何物体，没有范围限制。2．没有受外力作用包含两种情况(1)物体不受任何力的作用，一种理想状态；(2)物体所受合外力为零。3．总：指在成立条件下结果是确定的，没有例外。
4．或：指两种状态必居其一，是选择的意思，不能同时存在，物体只能处于两种状态中的一种。5．定律揭示的规律(1)物体本身有保持原来运动状态的属性，不受力是保持原来运动状态不变的原因之一。(2)要改变物体的运动状态，必须有力作用于物体。(3)力的作用不是维持运动，而是改变运动状态。6．不能用实验证明，只能在实验基础上通过科学推理得到。
【典例2】　(多选)在匀速前进的磁悬浮列车里，小明将一小球放在水平桌面上，且小球相对桌面静止。关于小球与列车的运动，下列说法正确的是(　　)A．若小球向前滚动，则磁悬浮列车在加速前进B．若小球向后滚动，则磁悬浮列车在加速前进C．磁悬浮列车急刹车时，小球向前滚动D．磁悬浮列车急刹车时，小球向后滚动
BC　[列车加(减)速时，小球由于惯性保持原来的运动状态不变，相对于车向后(前)滚动，故B、C正确。]
规律方法　牛顿第一定律应用技巧(1)力与运动之间的关系：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。(2)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力作用，所以根据物体的运动状态分析物体所受合力是否为零。
[跟进训练]2．如图所示，一个劈形物体M，各表面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在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
B　[由于劈形物体M的各表面均光滑，所以小球m在水平方向上不受力的作用，故小球m在水平方向上将保持“静止”状态；小球m在竖直方向上受到重力及劈形物体M的支持力作用，当劈形物体从静止开始释放后，小球在碰到斜面前在竖直方向的运动状态不发生改变，B正确。]
考点3　对惯性的理解和应用1．惯性现象的“一只”“二有”“三区别”(1)“一只”：惯性的大小只跟物体的质量有关。(2)“二有”：惯性是一切物体固有的属性；物体在任何情况下都有惯性。(3)“三区别”：惯性与第一定律的区别；惯性与力的区别；惯性与速度的区别。
3．惯性的“两表现”(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，质量越大，惯性越大，运动状态越难改变。
【典例3】　如图所示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
C　[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，故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，故C正确，D错误。]
规律方法　利用惯性解释现象的方法(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，分析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。
[跟进训练]3．如图所示，一个盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别用绳悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球，容器中的水和铁球、乒乓球都处于静止状态。当容器随小车突然向右运动时，两球的运动状况是(以小车为参考系)(　　)A．铁球向左，乒乓球向右B．铁球向右，乒乓球向左C．铁球和乒乓球都向左D．铁球和乒乓球都向右
A　[静止的小车突然向右运动，即向右加速运动，由于与同体积的“水球”相比，铁球质量大、惯性大，铁球的运动状态难改变，即速度变化慢，而同体积的“水球”的运动状态容易改变，即速度变化快，而且水和车一起向右加速运动，所以当小车突然向右运动时，铁球相对于小车向左运动。同理，由于乒乓球与同体积的“水球”相比，质量小，惯性小，故乒乓球相对于小车向右运动，故A正确。]
学习效果·随堂评估自测
C．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，运用等效替代法找到三者的定量关系D．卡文迪许利用理想实验法说明力是改变物体运动状态的原因，从而推翻亚里士多德的观点
2．春秋时期齐国人的著作《考工记·辀人篇》中有“劝登马力，马力既竭，辀犹能一取焉”的记载，如图所示，意思是马拉车的时候，马虽然对车不再施力了，但车还能继续向前运动一段距离，这一现象说明了车具有惯性，下列关于惯性的说法正确的是(　　)A．马对车的力越大，车的惯性越大B．车的速度越大，惯性越大C．车的质量越大，惯性越大D．车的惯性与质量无关
C　[惯性大小的唯一量度是质量，与速度无关，与物体是否受力无关，质量越大，惯性越大，故A、B、D错误，C正确。]
3．下列说法正确的是(　　)A．静止或匀速直线运动的物体一定不受外力的作用B．战斗机在战斗前丢掉副油箱，目的是减小惯性C．从高处下落的玻璃杯比低处下落的玻璃杯容易碎，是因为前者惯性比较大D．物体运动状态改变的难易程度取决于速度的大小
B　[物体处于静止状态或匀速直线运动状态也可能是因为受到的合外力为零，选项A错误；战斗机为了提高作战的灵活性，战斗前丢掉副油箱，从而减小飞机的质量，减小飞机的惯性，增加飞机的机动性，选项B正确；从高处下落的玻璃杯比低处下落的玻璃杯容易碎，是因为从高处下落的玻璃杯受到的冲击力大，所以容易碎，惯性大小取决于玻璃杯的质量，选项C错误；对于运动的物体，惯性表现为运动状态改变的难易，选项D错误。]
4．(新情境题：以气球上升为背景，考查牛顿第一定律)如图所示，物体B在气球A的带动下匀速上升，运动到某一时刻，连接A、B的绳子断了，关于A、B后来的运动情况，则：(不考虑空气阻力)(1)B是否立即下落？请描述B的运动情况。(2)绳子断后A是否仍是匀速上升？请描述A的运动情况。
[解析]　(1)否。物体B与A整体匀速上升，气球的浮力与总重力等大反向；绳子断后，B由于惯性仍有向上的速度，在重力作用下，B将先减速上升再加速下落。(2)否。绳子断后，A受浮力大于其重力，合力方向向上，所以A的运动状态发生变化做变速运动。
回归本节知识，自我完成以下问题：(1)伽利略通过理想斜面实验得出的力与运动的关系是怎样的？
提示：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。
(2)牛顿第一定律的内容是什么？
提示：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非有外力迫使它改变这种状态。
(3)物体惯性的大小由什么因素决定？
阅读材料·拓宽物理视野
不系安全带，安全气囊就是个“炸弹”为了保证安全气囊在适当的时候打开，生产厂家都给汽车安全气囊设置了起爆条件，只有满足了这些条件，安全气囊才能够弹出。虽然在一些交通事故中，车内乘客已经碰得头破血流，但是如果达不到安全气囊爆炸的条件，安全气囊也是不会打开的。安全气囊打开需要合适的速度和角度。理论上讲，只有速度高于30千米/小时，并且车辆的正前方左右大约60°之间位置撞击在固定的物体上，安全气囊才会打开。
技术人员设计气囊的初衷是希望气囊充分展开到位之后再来保护乘客，这个时候气囊已经完全展开，内部压力变得平衡。但是，乘客如果不系安全带，在碰撞刚一发生的时候过早地向前倾，或者在车内飞起，这样就会过早和还没有充分展开的气囊接触。由于气囊的展开速度过快，气囊内部的压力还没有达到平衡，没有完全打开的安全气囊还在爆破状态就遇到了乘客的身体，这样必然会对乘客造成更大伤害。
这个时候，如果系上了座椅安全带，就能够在碰撞刚刚发生的时候控制住乘客的身体避免乘客过早地向前倾，从而能够让安全气囊充分打开，气囊内部的压力达到平衡的时候接触到安全气囊，这样才能最大限度地降低安全气囊产生的副作用。