高中物理 第五章 研究力和运动的关系 5.1 牛顿第一定律课件 沪科版必修1.ppt

5 1牛顿第一定律 自主阅读 自我检测 一 重新习惯地球上的生活航天员回到地球上所谈的感受中蕴含着一个深刻的物理道理 那就是运动和力的关系 自主阅读 自我检测 二 伽利略的实验和牛顿的总结1 伽利略的实验实验设计思想 运动的小车能够停下来是由于它受到摩擦力和空气阻力作用的结果 伽利略基于摩擦阻力使小车的速度改变这一可靠事实 设计了一个无摩擦阻力的理想实验 具体做法与推理 让一小球沿一个斜面由静止滚下 小球紧接着滚上另一个斜面 如果没有摩擦 小球将滚到原来的高度 如果减小第二个斜面的倾角 小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程 继续减小第二个斜面的倾角 使它最终成为水平面 小球就沿着水平面以恒定速度永远地运动下去 从实验总结得结论 力不是维持运动的原因 力是使物体加速或减速的原因 自主阅读 自我检测 2 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 直到外力迫使它改变运动状态为止 2 牛顿第一定律的意义 指出了物体不受外力 或合力为零 时的运动状态 匀速直线运动或静止状态 揭示了力与运动的关系 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 3 伽利略斜面实验虽具有实验的特点但归根结底不是真实的实验 是一种理想实验 那么由此得到的结论可靠吗 为什么 提示 可靠 伽利略的斜面实验是建立在可靠的事实基础上的 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 自主阅读 自我检测 三 惯性有大小吗1 惯性 物体具有的总保持静止状态或匀速直线运动状态的性质称为惯性 2 惯性是物体的固有属性 与物体的受力状况及运动情况无关 3 质量是物体惯性大小的唯一量度 质量越大 物体的惯性越大 物体的运动状态越难改变 4 如图所示 当用铅笔猛击纸条时 纸条离开桌面 而钢笔帽依然竖立在桌上未倒 为什么 提示 纸条对钢笔帽的摩擦力作用时间很短 钢笔帽因惯性而保持原有的静止状态 自主阅读 自我检测 1 正误辨析 1 牛顿第一定律是实验定律 2 运动的物体惯性大 静止的物体惯性小 3 物体的惯性越大 运动状态越难改变 4 质量相同的物体 速度大的惯性一定大 5 不受外力作用时 物体的运动状态保持不变 答案 1 2 3 4 5 自主阅读 自我检测 2 多选 由牛顿第一定律可知 a 物体的运动是依靠惯性来维持的b 力停止作用后 物体的运动就不能维持c 物体做变速运动时 一定有外力作用d 力是改变物体惯性的原因解析 物体具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质叫做惯性 由于惯性的存在 物体才保持原来的运动状态 a正确 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 b错误 c正确 惯性是物体的固有属性 力不能改变物体的惯性大小 d错误 答案 ac 自主阅读 自我检测 3 多选 运动着的物体 若所受的一切力突然同时消失 那么它将 a 立即停止b 做匀速直线运动c 惯性改变d 惯性不变解析 因为物体在运动 当物体所受的一切外力都消失时 物体将保持原来的速度做匀速直线运动 故a错误 b正确 惯性只与质量有关 质量不变 惯性不变 与受力情况无关 故c错误 d正确 答案 bd 知识点一 知识点二 对牛顿第一定律的理解问题导引将一本书平放在桌子上 用力猛推它一下 看看当推力停止作用时 书是否也立刻停止运动了 在书的下面垫几支圆柱形的铅笔 再用力推动书本 如图 看看当推力停止作用时 情况与没垫铅笔时有什么不同 为什么 要点提示 不是 垫铅笔时书滑行时间和距离更长 因为初速度相同 阻力变小 知识点一 知识点二 知识归纳1 牛顿第一定律的意义 1 明确了惯性的概念 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 揭示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 确定了力与运动的关系 定律的后半句话 直到外力迫使它改变运动状态为止 定性地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 牛顿第一定律指出不受外力作用时物体的运动规律 它描述的只是一种理想状态 而实际中不受外力作用的物体是不存在的 当物体所受合力为零时 其效果跟不受外力的作用相同 但是 我们不能把 合力为零 理解为 不受外力作用 知识点一 知识点二 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 2 速度的大小不变 只有方向改变 3 速度的大小和方向同时发生改变 知识点一 知识点二 典例剖析 例1 多选 关于牛顿第一定律的理解正确的是 a 牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律b 不受外力作用时 物体的运动状态保持不变c 在水平地面上滑动的木块最终停下来 是由于没有外力维持木块运动d 飞跑的运动员 由于遇到障碍而被绊倒 这是因为他受到外力作用迫使他改变了原来的运动状态 知识点一 知识点二 解析 牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的状态 物体不受外力作用时总保持匀速直线运动状态或静止状态 a b正确 牛顿第一定律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的原因 在水平地面上滑动的木块最终停下来 是由于摩擦阻力的作用而改变了木块的运动状态 飞跑的运动员 遇到障碍而被绊倒 是因为他受到外力作用而改变了运动状态 c错误 d正确 答案 abd规律方法 1 力是改变物体运动状态的原因是指合外力不为零时 物体运动状态发生改变 但力与速度的大小 方向之间没有必然的关系 2 物体不受力或物体所受合外力为零时 物体运动状态不发生改变 知识点一 知识点二 变式训练1做自由落体运动的物体 如果下落过程中某时刻重力突然消失 物体的运动情况将是 a 悬浮在空中不动b 速度逐渐减小c 保持一定速度向下做匀速直线运动d 无法判断解析 物体自由下落时 仅受重力作用 重力消失以后 物体将不受力 根据牛顿第一定律的描述 物体将以重力消失瞬间的速度做匀速直线运动 故选项c正确 答案 c 知识点一 知识点二 对惯性的理解问题导引坐在公共汽车里的人 当车突然启动时 有什么感觉 当运动的汽车突然停止时 又有什么感觉 解释上述现象 要点提示 当汽车突然启动时 人身体后倾 当汽车突然停止时 人身体前倾 这是因为人具有惯性 原来人和车一起保持静止状态 当车突然启动时 人的身体下部随车运动了 但上部由于惯性保持原来的静止状态 所以不会向后倾 人和车一起运动 当车突然停止时 人的身体下部随车停止了 但上部由于惯性保持原来的运动状态 故人向前倾 知识点一 知识点二 知识归纳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 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 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 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 知识点一 知识点二 3 惯性的表现 1 物体不受力时 惯性表现为保持原来的匀速直线运动状态或静止状态 有 惰性 的意思 2 物体受力时 惯性表现为运动状态改变的难易程度 质量越大 惯性越大 运动状态越难以改变 4 惯性与惯性定律 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 知识点一 知识点二 典例剖析 例2 关于物体的惯性 下述说法正确的是 a 运动速度大的物体不能很快地停下来 是因为物体速度越大 惯性也越大b 静止的火车启动时 速度变化慢 是因为静止的物体惯性大c 乒乓球可以快速抽杀 是因为乒乓球惯性小d 在宇宙飞船中的物体不存在惯性解析 惯性大小只与物体质量有关 与物体的速度无关 故a错误 质量是物体惯性大小的唯一量度 火车速度变化慢 表明它的惯性大 是因为它的质量大 与是否静止无关 故b错误 乒乓球能被快速抽杀 表明它的运动状态容易发生改变 是因为它的惯性小 故c正确 一切物体在任何情况下都有惯性 故d错误 答案 c 知识点一 知识点二 典例剖析 例2 关于物体的惯性 下述说法正确的是 a 运动速度大的物体不能很快地停下来 是因为物体速度越大 惯性也越大b 静止的火车启动时 速度变化慢 是因为静止的物体惯性大c 乒乓球可以快速抽杀 是因为乒乓球惯性小d 在宇宙飞船中的物体不存在惯性解析 惯性大小只与物体质量有关 与物体的速度无关 故a错误 质量是物体惯性大小的唯一量度 火车速度变化慢 表明它的惯性大 是因为它的质量大 与是否静止无关 故b错误 乒乓球能被快速抽杀 表明它的运动状态容易发生改变 是因为它的惯性小 故c正确 一切物体在任何情况下都有惯性 故d错误 答案 c 知识点一 知识点二 规律方法惯性是物体的固有属性 其大小与质量有关 与是否运动或是否受力无关 知识点一 知识点二 变式训练2下列关于惯性的说法正确的是 a 静止的物体有惯性 外力使它运动起来以后 惯性就被克服了b 运动的物体有惯性 外力使它停止以后惯性就被克服了c 物体运动状态改变时才有惯性d 惯性是物体的固有属性 不随运动状态变化而变化解析 惯性是物体的固有属性 不随运动状态变化而变化 故d正确 c错误 有外力作用时 物体运动状态发生改变 但运动状态改变不等于惯性的改变 克服惯性 惯性消失 说法是错误的 故a b错 答案 d 1 2 3 4 1 多选 关于伽利略的理想实验 下列说法正确的是 a 只要接触面摩擦相当小 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 虽然是想象中的实验 但是它建立在可靠的实验基础上解析 只要接触面摩擦存在 物体就受到摩擦力的作用 物体在水平面上就不能匀速运动下去 故a错误 没有摩擦是不可能的 这个实验实际上是永远无法做到的 故b正确 若使用气垫导轨进行理想实验 可以提高实验精度 但是仍然存在摩擦力 故c错误 虽然是想象中的实验 但是它建立在可靠的实验基础上 故d正确 答案 bd 1 2 3 4 2 某人用力推一下原来静止在水平面上的小车 小车便开始运动 以后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动 可见 a 力是维持物体速度不变的原因b 力是维持物体运动的原因c 力是改变物体惯性的原因d 力是改变物体运动状态的原因解析 力是改变物体运动状态的原因 小车原来静止 在力的作用下小车开始运动 是力使其运动状态发生了改变 用较小的力就能使小车做匀速直线运动是推力与摩擦力的合力为零的缘故 答案 d 1 2 3 4 3 下列关于惯性的说法正确的是 a 同一物体运动速度大时比速度小时难以停下来 所以物体运动速度大时具有较大的惯性b 同一物体受的力越大 停下来就越困难 所以物体受的推力越大 则惯性越大c 不同物体比较 体积越大 惯性越大d 不同物体比较 质量越大 惯性越大解析