高中物理必修一 第四章 第一节 牛顿第一定律 优秀课件

1、 第一节 牛顿第一定律 第第四四章章 牛顿运动定律牛顿运动定律 一、历史回顾 亚里士多德 (Aristotle,前384-前322) 力是维持物体运 动的原因 物体的运动是不是一物体的运动是不是一 定需要力？定需要力？ 伽利略 (Galileo,1564-1642) 物体的运动不 需要靠力来维持！ 伽利略的理想实验: 最大最大最短最短 较长较长 较小较小 无限长无限长阻力为零阻力为零 笛卡儿笛卡儿 (Descartes,1596-1650)(Descartes,1596-1650) 如果运动物体不受 任何力的作用，它将继 续以同一速度沿同一直 线运动，既不停下来也 不偏离原来的方向。 牛顿牛顿

2、 (Newton,1642-1727)(Newton,1642-1727) 一切物体总保持匀速一切物体总保持匀速 直线运动状态或静止状态直线运动状态或静止状态, 除非作用在它上面的力迫除非作用在它上面的力迫 使它改变这种状态使它改变这种状态 牛顿第一定律牛顿第一定律 二、牛顿第一定律二、牛顿第一定律 1牛顿第一定律的表述：牛顿第一定律的表述： 2牛顿在伽利略等人研究的基础上得出牛顿在伽利略等人研究的基础上得出 牛顿第一定律，伽利略理想斜面实验牛顿第一定律，伽利略理想斜面实验 为牛顿第一定律提供了实验依据为牛顿第一定律提供了实验依据 （2）力是改变物体运动状态的原因）力是改变物体运动状态的原因

3、（1）一切一切物体都具有保持物体都具有保持静止静止或或匀速直匀速直 线运动线运动状态的性质（惯性）状态的性质（惯性） 3牛顿第一定律的意义牛顿第一定律的意义 速度速度 力是物体产生加速度的原因力是物体产生加速度的原因 知识精析知识精析 一、力与物体运动状态变化的关系一、力与物体运动状态变化的关系 1速度是描述物体运动状态的一个物理量，它是矢量，速度是描述物体运动状态的一个物理量，它是矢量， 既有大小又有方向既有大小又有方向 2(1)当物体的速度大小和方向都保持不变时，则这个当物体的速度大小和方向都保持不变时，则这个 物体的运动状态保持不变物体的运动状态保持不变 (2)当物体的速度发生变化时，则

4、这个物体的运动状态发当物体的速度发生变化时，则这个物体的运动状态发 生了变化物体的运动状态变化有以下三种情况：生了变化物体的运动状态变化有以下三种情况： 速度的方向不变，只有大小改变速度的方向不变，只有大小改变 速度的大小不变，只有方向改变速度的大小不变，只有方向改变 速度的大小和方向都发生改变速度的大小和方向都发生改变 3力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动 状态的原因，物体运动状态发生改变必定受到了不为零的外状态的原因，物体运动状态发生改变必定受到了不为零的外 力作用，反之亦然，力与运动状态没有必然的联系力作用，反之亦然，力与运动状态没有

5、必然的联系 二、对牛顿第一定律的理解 1牛顿第一定律的意义在于正确揭示了力和运动的关牛顿第一定律的意义在于正确揭示了力和运动的关 系，纠正了力是维持物体运动的原因的错误观点，明确了力系，纠正了力是维持物体运动的原因的错误观点，明确了力 是改变物体运动状态的原因是改变物体运动状态的原因 2揭示了物体都有保持原来的静止或匀速直线运动状揭示了物体都有保持原来的静止或匀速直线运动状 态的性质态的性质惯性惯性 3牛顿第一定律是由牛顿第一定律是由“理想实验理想实验”加以加以“科学推理科学推理” 得到的所谓得到的所谓“理想实验理想实验”就是在实际实验的基础上，根据就是在实际实验的基础上，根据 实验现象，抓住

6、问题的主要方面，忽略影响实验的次要因素，实验现象，抓住问题的主要方面，忽略影响实验的次要因素， 在理想情况下对实验进行合理外推从而得出结论的实验方在理想情况下对实验进行合理外推从而得出结论的实验方 法法 链接 4惯性：物体的这种保持原来匀速直线惯性：物体的这种保持原来匀速直线 运动状态或静止的性质叫做惯性（所以运动状态或静止的性质叫做惯性（所以 牛顿第一定律又叫惯性定律）牛顿第一定律又叫惯性定律） 三、惯性三、惯性 试举出试举出 生活中有关生活中有关 惯性的例子惯性的例子 惯性的例子在生活中很常见惯性的例子在生活中很常见. . 例如例如: : 运动员冲到终点后运动员冲到终点后, ,不能马上停住

7、不能马上停住, ,还要还要 向前跑一段向前跑一段. .这是由于运动员具有保持向前跑这是由于运动员具有保持向前跑 的惯性的惯性. . 自行车紧急刹车自行车紧急刹车, ,轮子不转了轮子不转了, ,但车子还但车子还 会向前滑动会向前滑动. .就是由于自行车刹车后具有前就是由于自行车刹车后具有前 进的惯性进的惯性. . 思考与讨论思考与讨论:惯性大小与什么有关惯性大小与什么有关? 运动的火车比运动的自行车停运动的火车比运动的自行车停 下来要下来要难难;推汽车要比推自行车要推汽车要比推自行车要 难难.试分析试分析惯性与质量惯性与质量的关系。的关系。 结论结论:物体的质量越大物体的质量越大,惯性越大惯性越

8、大 通过大量科学实验证明：通过大量科学实验证明： 在相同的力作用下，质量小的物体产生在相同的力作用下，质量小的物体产生 的加速度大，运动状态容易改变，我们说它的加速度大，运动状态容易改变，我们说它 的惯性小；的惯性小； 质量大的物体产生的加速度小，运动状质量大的物体产生的加速度小，运动状 态难改变，我们说它的惯性大态难改变，我们说它的惯性大 因此，质量是物体惯性大小的量度，因此，质量是物体惯性大小的量度， 质量越大，惯性越大质量越大，惯性越大 我们通常通过改变物体的质量大小来我们通常通过改变物体的质量大小来 改变的物体的惯性改变的物体的惯性. . 惯性的防止 汽车安全气囊安全带 三、对惯性的理

9、解三、对惯性的理解 1概念：概念：惯性是一种性质，保持原有运动状态不变的惯性是一种性质，保持原有运动状态不变的 性质，是物体的固有属性性质，是物体的固有属性 2决定因素：决定因素：由质量唯一决定，与运动状态无关，与由质量唯一决定，与运动状态无关，与 是否受力无关是否受力无关 3表现形式：表现形式： (1)在不受力条件下，惯性表现出在不受力条件下，惯性表现出“保持保持”“”“原来的原来的”运运 动状态，有动状态，有“惰性惰性”的意思的意思 (2)在受力条件下，惯性表现运动状态改变的难易程度，在受力条件下，惯性表现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质量越大，惯性越大，

10、运动状态越难以改变 四、惯性参考系和非惯性参考系四、惯性参考系和非惯性参考系 1惯性参考系：惯性参考系：保持静止状态或匀速直线运动状态的保持静止状态或匀速直线运动状态的 参考系参考系 2非惯性参考系：非惯性参考系：做变速运动的参考系做变速运动的参考系 3牛顿第一定律仅适用于惯性参考系牛顿第一定律仅适用于惯性参考系在研究物体运在研究物体运 动时，一般选地面或相对地面静止或匀速直线运动的物体为动时，一般选地面或相对地面静止或匀速直线运动的物体为 参考系参考系 例如：例如：(1)火车沿平直轨道匀速运动时，可将火车看做惯火车沿平直轨道匀速运动时，可将火车看做惯 性系来研究火车内其他物体的运动性系来研究

11、火车内其他物体的运动 (2)火车由静止加速启动时，如果以火车为参考系，原来火车由静止加速启动时，如果以火车为参考系，原来 静止在火车内水平光滑桌面上的物体会相对火车向后加速运静止在火车内水平光滑桌面上的物体会相对火车向后加速运 动，但物体水平方向上并没有受力因此牛顿第一定律不成动，但物体水平方向上并没有受力因此牛顿第一定律不成 立，火车为非惯性系立，火车为非惯性系 链接 方法指导方法指导 一、力和运动状态的关系一、力和运动状态的关系 例例1 1下列对运动的认识不正确的是下列对运动的认识不正确的是() A亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当 它

12、受到力的作用才会运动它受到力的作用才会运动 B伽利略认为力不是维持物体速度的原因伽利略认为力不是维持物体速度的原因 C牛顿认为力的真正效果是改变物体的速度，而不仅牛顿认为力的真正效果是改变物体的速度，而不仅 仅是使之运动仅是使之运动 D伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水 平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续 运动下去运动下去 解析解析运动是物体的自然属性，并不需要力来维持，故运动是物体的自然属性，并不需要力来维持，故 选项选项A错误、错误、B正确；力产生的效果是改变物体的运

13、动状态，正确；力产生的效果是改变物体的运动状态， 即改变速度，故选项即改变速度，故选项C正确；如果物体不受外力，其运动状正确；如果物体不受外力，其运动状 态不态不变，即速度不变，故选项变，即速度不变，故选项D D正确正确 答案答案A 二、对牛顿第一定律的理解和应用二、对牛顿第一定律的理解和应用 例例2 2关于牛顿第一定律，下列说法正确的是关于牛顿第一定律，下列说法正确的是() A牛顿第一定律是实验定律牛顿第一定律是实验定律B惯性定律与惯性的实质是相惯性定律与惯性的实质是相 同的同的C在水平面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力在水平面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力 维持木块运动维持木

14、块运动D物体运动状态发生变化时，必定受到外力的作用物体运动状态发生变化时，必定受到外力的作用 解析解析牛顿第一定律是牛顿在总结前人经验和结论的基础上得牛顿第一定律是牛顿在总结前人经验和结论的基础上得 出的，并不是由实验得出的定律，故选项出的，并不是由实验得出的定律，故选项A错误；惯性定律是说物错误；惯性定律是说物 体不受外力作用时所遵循的规律，而惯性是无论物体不受外力作用时所遵循的规律，而惯性是无论物体受不受力，物体受不受力，物 体总具有的一种性质，它们的实质不相同，故选项体总具有的一种性质，它们的实质不相同，故选项B错误；错误； 水平面上滑动的木块最终停下来的原因是木块在运动过程中受水平面上

15、滑动的木块最终停下来的原因是木块在运动过程中受 到摩擦阻力的作用，如果无摩擦，物体将继续运动，不能说物体的到摩擦阻力的作用，如果无摩擦，物体将继续运动，不能说物体的 运动必须有力维持，故选项运动必须有力维持，故选项C错误；由牛顿第一定律知，力是改变错误；由牛顿第一定律知，力是改变 物体运动状态的原因，故选项物体运动状态的原因，故选项D正确正确 答案答案D 点评点评应用牛顿第一定律解题时，应牢牢抓住两点，一个是力应用牛顿第一定律解题时，应牢牢抓住两点，一个是力 改变物体的运动状态；另一个是惯性维持物体原有运动状态，是物改变物体的运动状态；另一个是惯性维持物体原有运动状态，是物 体的固有属性体的固

16、有属性 水平面上滑动的木块最终停下来的原因是木块在运动过程中受水平面上滑动的木块最终停下来的原因是木块在运动过程中受 到摩擦阻力的作用，如果无摩擦，物体将继续运动，不能说物体的到摩擦阻力的作用，如果无摩擦，物体将继续运动，不能说物体的 运动必须有力维持，故选项运动必须有力维持，故选项C错误；由牛顿第一定律知，力是改变物错误；由牛顿第一定律知，力是改变物 体运动状态的原因，故选项体运动状态的原因，故选项D正确正确 答案答案D 点评点评应用牛顿第一定律解题时，应牢牢抓住两点，一个是力应用牛顿第一定律解题时，应牢牢抓住两点，一个是力 改变物体的运动状态；另一个是惯性维持物体原有运动状态，是物改变物体

17、的运动状态；另一个是惯性维持物体原有运动状态，是物 体的固有属性体的固有属性 变式训练变式训练1 16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行 了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理 学发展的新纪元在以下说法中，与亚里士多德观点相反的学发展的新纪元在以下说法中，与亚里士多德观点相反的 是是() A四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物 体受的力越大，速度就越大体受的力越大，速度就越大 B一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐

18、停一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停 下来下来,这说明这说明,静止状态才是物体长时间不受力时的静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状自然状 态态” C两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快 D一个物体维持匀速直线运动，不需要受力一个物体维持匀速直线运动，不需要受力 解析解析亚里士多德认为物体受的力越大，速度就越大，亚里士多德认为物体受的力越大，速度就越大， 力是维持物体运动的力是维持物体运动的的原因，静止是不受力的自然状态；从的原因，静止是不受力的自然状态；从 同一高度重物下落得较快物体匀速直线运动不需要受力与同一高度重物下落得较快

19、物体匀速直线运动不需要受力与 亚里士多德的观点相反，所以选项亚里士多德的观点相反，所以选项D D正确正确 答案答案D D 三、惯性概念三、惯性概念 例例3 3火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内有一人火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内有一人 向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为() A人跳起时会受到一个向前的冲力，使他随火车一起人跳起时会受到一个向前的冲力，使他随火车一起 向前运动向前运动 B人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推 动他随火车一起向前运动动他随火车一起向前运动 C人跳起后，车继续前进

20、，所以人落下后必定偏后一人跳起后，车继续前进，所以人落下后必定偏后一 些，只是由于时间很短，偏后的距离很小，不明显而已些，只是由于时间很短，偏后的距离很小，不明显而已 D人从跳起到落回地板，由于惯性，在水平方向上人人从跳起到落回地板，由于惯性，在水平方向上人 和车始终具有相同的速度和车始终具有相同的速度 解析解析人跳起后落回原地的现象是由于惯性造成的人跳起后落回原地的现象是由于惯性造成的,人跳人跳 起后起后,在水平方向上合外力为零在水平方向上合外力为零,由于惯性由于惯性,人将保持原来和车人将保持原来和车 一样的水平速度一样的水平速度, ,下落时下落时, ,定会落回原处定会落回原处, ,故选项故

21、选项D D正确正确 答案答案D D 变式训练变式训练2 若行驶中的火车上的乘客，发现放在桌面上的水杯突然若行驶中的火车上的乘客，发现放在桌面上的水杯突然 向前滑动了，则说明火车正在加速、减速，还是匀速运动？向前滑动了，则说明火车正在加速、减速，还是匀速运动？ 解析解析当火车减速时，由于惯性，桌面上的水杯仍具有当火车减速时，由于惯性，桌面上的水杯仍具有 原来的速度，所以相对桌面向前滑动了，因此，水杯向前滑原来的速度，所以相对桌面向前滑动了，因此，水杯向前滑 动，能说明火车做减速运动动，能说明火车做减速运动 答案答案火车正在做减速运动火车正在做减速运动 互动平台互动平台 育才老师与细心同学关于乘车

22、系安全带的对话 育才：我国交通法规定：各种小型车辆前排乘坐的 人(包括司机)必须系好安全带，你知道为什么要这样规定吗？ 细心：这是为了保障前排乘坐人的安全因为在行车过 程中，若发生意外情况需紧急刹车或车辆发生碰撞时，如果 前排乘坐的人没有系好安全带，则由于惯性他们要保持原来 的速度与挡风玻璃(或方向盘)相撞，会造成人身伤害倘若 系好安全带就可以有效减轻甚至避免人身伤害了 粗心同学与细心同学关于汽车超载现象的对话 粗心：昨天傍晚回家路上，又看见交警叔叔在严查车辆 超载现象 细心：可不是吗，车辆超载后果严重着呢！据有关部门 统计表明，30%左右的车祸根源就是超载 粗心：我想超载也没关系，只要不超速

23、就行了 细心：这你就不懂了，车辆超载后相当于增大了物体的 质量，这样其惯性也就增大了，所以超载的车辆其运动状态 相对难改变，一旦遇到意外情况时，就很难停下来，后果不 堪设想 粗心：原来如此，我又长见识了！ 1、关于伽利略理想实验的说法正确的、关于伽利略理想实验的说法正确的 是是 （ ） A完全是理想的，没有事实为基础的完全是理想的，没有事实为基础的 B是以可靠事实为基础的，经科学抽象，是以可靠事实为基础的，经科学抽象， 深刻反映自然规律的深刻反映自然规律的 C没有事实为基础，只是理想推理没有事实为基础，只是理想推理 D以上说法都不对以上说法都不对 B 、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（

24、） A、物体不受力作用就一定静止、物体不受力作用就一定静止 B、物体不受力作用就一定是匀速直线运动、物体不受力作用就一定是匀速直线运动 C、物体受力才能运动、物体受力才能运动 D、以是说法都是错误的、以是说法都是错误的 D 、正在做曲线运动的物体，若它所受到的外、正在做曲线运动的物体，若它所受到的外 力同时消失，那么它将（力同时消失，那么它将（ ） A物体立即停下来物体立即停下来 B物体继续做曲线运动物体继续做曲线运动 C物体将做匀速直线运动物体将做匀速直线运动 D物体将改变运动方向物体将改变运动方向 C 1 1、惯性说法正确的是（、惯性说法正确的是（ ） A A、人走路时没有惯性，被绊倒时有

25、惯性、人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性 B B、物体速度大时，惯性大、物体速度大时，惯性大 C C、物体不受外力时有惯性，受外力后被克服了、物体不受外力时有惯性，受外力后被克服了 D D、物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均、物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均 无关无关 D 火车在长直轨道上匀速行驶,坐在门窗密闭的车 厢内的一人将手中的钥匙相对车竖直上抛,钥匙 将落在 A.手的后方 B.手的前方 C.落在手中 D.无法确定 下列关于惯性的说法中,正确的是 A.物体只有在静止时才具有惯性 B.物体运动速度越大,其惯性也越大 C.太空中的物体没有惯性 D.不论物体运动与否,受力与否, 物体都

26、具有惯性 惯性是物体的固有属性，不论物体惯性是物体的固有属性，不论物体 处于什么状态，都具有惯性。处于什么状态，都具有惯性。 以下说法中正确的是以下说法中正确的是 A A牛顿第一定律反映了物体不受外力的作用时牛顿第一定律反映了物体不受外力的作用时 的运动规律的运动规律 B B不受外力作用时，物体的运动状态保持不变不受外力作用时，物体的运动状态保持不变 C C在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由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的结果于没有外力维持木块运动的结果 D D飞跑的运动员，由于通到障碍而被绊倒，这飞跑的运动员，由于通到障碍而被绊倒，这 是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状 态态 有人设想，乘坐气球飘在高空，有人设想，乘坐气球飘在高空， 由于地球自转，一昼夜就能环游世界，由于地球自转，一昼夜就能环游世界， 这个设想可行吗？这个设想可行吗？ 答：因为地球上一切物体，（包括地球周围的大答：因为地球上一切物体，（包括地球周围的大 气）都随着地球一起运动，气球升空后，由于惯气）都随着地球一起运动，气球升空后，由于惯 性，它仍保持原来随地球自转的速度