4.1 牛顿第一定律 课件高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第四章运动和力的关系第1节牛顿第一定律1.知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法。2.理解牛顿第一定律的内容及意义。3.理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。4.理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。学习目标运动和力有什么样的关系呢？滑冰运动员如果不用力，他会慢慢停下来。这与牛顿第一定律矛盾吗？课堂引入1

伽利略理想斜面实验如图所示，小球沿斜面由静止滚下，再滚上另一斜面。(1)在实际生活中，小球滚上另一斜面的最大高度等于h吗？(2)设想斜面是光滑的，小球滚上另一斜面的最大高度等于h吗？(3)设想斜面是光滑的，若减小第二个斜面的倾角，小球还能滚到另一斜面高h处吗？与没减小斜面的倾角之前相比，小球滚到另一斜面高h处通过的路程如何变化？(4)设想第二个斜面变成水平面，这时小球试图滚上另一斜面的相同高度，但永远达不到。这时小球的运动能停下来吗？(5)伽利略的理想实验揭示了什么道理？知识点一理想实验的魅力课堂引入21.亚里士多德：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。他得出结论，力是______________的原因。2.伽利略 (1)理想实验：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。如果没有摩擦，小球将到达原来的高度；如果第二个斜面倾角减小，小球仍将到达____________，但是运动的距离更长。由此可以推断，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。3.笛卡儿：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一______沿同一直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。(2)结论：力不是______物体运动的原因。(3)意义：伽利略理想实验是以可靠的实验事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律。伽利略的研究方法的核心是把实验和逻辑推理相结合。(4)理想实验的推论：一切运动着的物体在没有受外力的时候，它的速度将保持不变，并且一直运动下去。【思考】

在伽利略斜面实验的各个过程中(如图所示)。(1)哪些可以通过实验完成？哪些是推理得出的？(2)伽利略是通过怎样的方法来获得结论？A例1在研究运动和力的关系时，伽利略设计了著名的理想斜面实验(如图所示)，将可靠的事实和缜密的逻辑推理结合起来，能更深刻地反映自然规律。下面给出了伽利略斜面实验的五个事件，请对事件的性质进行判断并正确排序：由A点静止释放的小球，①若没有摩擦时，能滚到另一斜面与A点等高的C点；②当减小斜面动摩擦因数时，滚到另一斜面的最高位置，更接近于等高的C点；③若没有摩擦时减小斜面BC的倾角，小球将通过较长的路程，到达与A点等高的D点；④若没有摩擦时，当另一斜面水平放置时，小球将沿水平面一直运动下去；⑤不能滚到另一斜面与A点等高的C点。以下排序正确的是(

)A.事实⑤→事实②→推论①→推论③→推论④B.事实⑤→事实②→推论③→事实①→推论④C.事实⑤→事实②→事实①→推论③→推论④D.事实⑤→事实②→推论①→事实③→推论④D训练1伽利略的斜面实验证明了(

) A.使物体运动必须有力的作用，没有力的作用，物体将静止 B.使物体静止必须有力的作用，没有力的作用，物体将运动 C.物体不受外力作用时，一定处于静止状态 D.物体的运动不需要力来维持知识点二牛顿第一定律

如图所示，让一个小车从同一斜面上滑下，水平面上分别放置毛巾、木板和玻璃板，水平面与斜面平滑连接。仔细观察实验现象，回答下列问题。(1)实验观察到什么现象，说明了什么问题？(2)如果没有摩擦力的作用，小车将会怎样运动呢？(3)以上实验揭示了力和运动之间是什么关系？

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(Newton）1643-1727“我之所以看得比别人远,是因为我站在巨人的肩上”。1.牛顿第一定律的内容：一切物体总保持______________状态或静止状态，除非作用在它上面的力______它改变这种状态。

说明：运动状态改变即速度发生变化，有三种情况。 (1)速度的方向不变，______改变。 (2)速度的大小不变，______改变。 (3)速度的____________同时改变。2.惯性：物体保持原来______________状态或______状态的性质叫作惯性。匀速直线运动迫使大小方向大小和方向匀速直线运动静止3.对牛顿第一定律的理解(1)定性揭示了力和运动的关系①力是改变物体运动状态的原因，而不是______物体运动的原因。②物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或______状态。(2)牛顿第一定律无法用实验直接验证，它所描述的是一种理想状态，即不受外力的状态，但其得到的一切结论经过实践证明都是正确的。(3)揭示了一切物体都具有的一种______属性——惯性。因此牛顿第一定律也叫______定律。维持静止固有惯性【思考】

1.物体是否只有处于静止状态或匀速直线运动状态时才有惯性？

提示不是。一切物体都具有惯性。2.生活中马拉车，车就前进，停止用力，车就停下来。是否有力作用在物体上物体就运动，没有力作用在物体上物体就停止运动呢？马不拉车时，车为什么会停下来呢？提示不是。车之所以会停下来是因为受到阻力的作用。ABD例2(多选)下列对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，是没有外力维持木块运动的结果D.奔跑的运动员，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原来的运动状态CD训练2(多选)下列物理现象中，可以用牛顿第一定律解释的是(

) A.必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来 B.物体如果向正北方向运动，其受外力方向必须指向正北 C.如果没有外力作用，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 D.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)如图甲所示，公交车突然快速启动时，车上站着的乘客身体为什么会向后倾倒？(2)如图乙所示，公交车在运行时突然急刹车，车内乘客身体为什么会向前倾倒？甲

乙知识点三惯性与质量1.惯性的大小

物体惯性大小仅与______有关，______是物体惯性大小的唯一量度，惯性大小与物体是否运动、运动快慢等因素均____关。2.惯性的表现形式 (1)当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。原来静止的物体保持静止，原来运动的物体保持原来的速度继续运动。 (2)当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。质量质量无【思考】

1.如图所示，是体操和铅球项目的图片，

为什么运动员的身形明显不同？

2.战斗机在投入战斗时有时要抛掉副油箱，这是为什么？

3.汽车超载时遇到紧急刹车不容易停下来，为什么？

C例3下列说法正确的是(

)A.运动速度大的物体，不能很快停下来，是因为速度大时，惯性也大B.静止的火车启动时，速度变化慢，是因为火车静止时比运动时惯性大C.乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小D.物体受到的外力大，则惯性就小；受到的外力小，则惯