粤教版高中物理必修第一册第四章第一节牛顿第一定律课件

第一节牛顿第一定律第四章牛顿运动定律1．初步体会伽利略理想实验的魅力，知道理想实验是科学探究的重要方法．2．理解牛顿第一定律的内容及意义．3．理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度．学习任务必备知识·自主预习储备知识点一伽利略的理想实验1．亚里士多德认为：维持物体运动需要__．2．伽利略的理想实验(1)斜面实验：将轨道弯成曲线，在轨道的一边释放一颗钢珠，如果不存在摩擦力，钢珠将上升到轨道另一边与原来的释放________的点．减小另一边斜面的倾角，钢珠滚动的距离____，当另一边斜面放平，钢珠将________________________．(2)推理结论：物体的运动不需要__来维持．力高度相同增大以恒定的速度一直运动下去力3．笛卡尔的补充笛卡尔认为：如果没有其他原因，运动的物体将继续以________沿着一条直线运动，既不会______，也不会偏离原来的____．同一速度停下来方向知识点二牛顿第一定律1．内容：一切物体总保持____________状态或____状态，直到有____迫使它改变这种状态为止．2．牛顿第一定律的意义揭示了力和运动的关系：力是____物体运动状态的原因，而不是____物体运动的原因．匀速直线运动静止外力改变维持体验

1．(1)伽利略的理想实验是科学的理想实验． (

)(2)必须有力作用在物体上，物体才会运动． (

)(3)物体的运动状态改变指的是速度的改变． (

)(4)牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因． (

)×√√√知识点三惯性1．惯性定义：物体具有保持原来____________状态或____状态的性质称为惯性．2．惯性是物体的________，与物体的受力情况及运动情况____．3．____是惯性大小的量度，质量越大的物体惯性____，质量越小则惯性____．提醒

一切物体在任何情况下都具有惯性．

匀速直线运动静止固有属性无关质量越大越小体验

2．(1)物体运动的速度越大，惯性越大． (

)(2)乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性小． (

)(3)在宇宙飞船中的物体不存在惯性． (

)×√×关键能力·情境探究达成很多同学都很喜欢足球运动，在一次比赛中，对于被运动员踢出的在水平草地上运动的足球．请探究：(1)甲同学认为足球受重力、支持力、空气和草地的阻力，还有向前的推力，你认为他的观点正确吗？(2)乙同学认为足球之所以会停下来，原因是足球受到阻力改变了其运动状态，你认为他的观点正确吗？(3)足球停下的现象是否违背了牛顿第一定律？提示：(1)不正确，足球没有受到向前的推力．(2)正确．(3)不违背．考点1伽利略理想实验1．伽利略的理想斜面实验如图甲所示，让小球沿一个斜面从静止滚下，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．如果第二个斜面倾斜角度小，如图乙，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斜角度，如图丙，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定的速度持续运动下去．甲乙丙2．伽利略的思想方法伽利略用“实验＋科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点．伽利略的理想斜面实验虽然是想象中的实验，但这个实验反映了一种物理思想，它是建立在可靠的事实基础之上的．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．伽利略的观点：在水平面上的物体，设想没有摩擦，一旦物体具有某一速度，物体将保持这个速度一直运动下去．【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，下面对如图所示的斜面实验的设想步骤中，有一个是实验事实，其余是推论．

①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．②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面．③如果没有摩擦，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，最后使它变成水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动．(1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列____________(只要填写序号即可)．(2)在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论．下列关于事实和推论的分类正确的是________．A．①是事实，②③④是推论

B．②是事实，①③④是推论C．③是事实，①②④是推论

D．④是事实，①②③是推论思路点拨：理想实验是一种思维活动，是抽象思维中设想出来的、无法做到的实验，但是理想实验是建立在可靠事实的基础上的．②③①④B规律方法

对理想实验的认识“理想实验”虽然叫作“实验”，但它同真实的科学实验是有区别的．真实的科学实验是一种实践活动，而“理想实验”则是一种思维的活动，前者是可以将猜想通过物理过程实现的实验，后者则是人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”．[跟进训练]1．(多选)图甲、乙分别表示伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究过程，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法．下列说法正确的是(

)A．图甲中通过对小球在斜面上运动的研究，合理外推得出小球自由落体运动是匀变速直线运动B．图甲中先在倾角较小的斜面上进行实验，可以减小小球重力，使时间测量更容易C．图乙中实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持D．图乙中在左侧斜面上由静止释放小球，小球可运动到比释放点更高的位置√√AC

[伽利略对自由落体运动的研究，设想物体下落的速度与时间成正比，因当时物体的瞬时速度很难测量，所以伽利略用数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比，因此要测量时间，由于自由落体运动的加速度较大，下落的时间很短，比较难测量，伽利略设计了让小球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力的作用效果，小球在斜面上运动的加速度较小，运动的时间较长，这样比较容易测量，伽利略做了上百次的实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推得出小球自由落体运动是匀变速直线运动，A正确，B错误；题图乙中实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持，C正确；题图乙中在左侧斜面上由静止释放小球，小球不可能运动到比释放点更高的位置，D错误．]考点2牛顿第一定律1．对牛顿第一定律的理解(1)定性说明了力和运动的关系：①力是改变物体运动状态的原因，或者说力是产生加速度的原因，而不是维持物体运动状态的原因．②物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态．(2)揭示了一切物体都具有一种固有属性——惯性．因此牛顿第一定律也叫惯性定律．2．物体运动状态的变化即物体运动速度的变化，有以下三种情况(1)速度的方向不变，只有大小改变(物体做直线运动)．(2)速度的大小不变，只有方向改变(物体做曲线运动)．(3)速度的大小和方向同时发生改变(物体做曲线运动)．3．注意(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．【典例2】如图所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)，两个小球随车一起运动，当车突然停止运动时，若不考虑其他阻力，则两个小球(

)A．一定相碰 B．一定不相碰C．不一定相碰 D．无法确定√思路点拨：①小车上表面光滑且足够长，说明小车停止运动后，两小球在水平方向不受外力的作用，且不会滑离小车．②两小球随车一起运动，说明两球与小车的速度均相同．B

[小车表面光滑，因此两小球在水平方向上没有受到外力的作用．原来两个小球与小车具有相同的速度，当车突然停止运动时，由于惯性，两个小球的速度不变，所以不会相碰，故选项B正确．]规律方法

牛顿第一定律巧应用(1)由“因”索“果”：在判断力与运动之间的关系时，要把握牛顿第一定律的含义，即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)由“果”索“因”：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外力的作用，所以判断物体的运动状态是否改变以及如何改变，应分析物体的受力情况．(3)应用步骤：一要看物体原来的运动状态，二要看物体现在的受力情况，最后判断由于物体具有惯性将会出现的现象．[跟进训练]2．火车在长直水平轨道上匀速行驶，在门窗紧闭的车厢内，有一个人竖直向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为(

)A．人跳起时会得到一个向前的冲力，使他随火车一起向前运动B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随火车一起向前运动C．人跳起后，车在继续前进，所以人落下后必定偏向后一些，只是由于时间很短，偏后的距离太小，不明显而已D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和车始终具有相同的速度√考点3惯性1．对惯性的理解(1)惯性是物体保持原状态的一种性质，是物体维持原运动状态的原因．(2)一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性．2．惯性的表现形式(1)物体不受力时，惯性表现为保持原来的运动状态．(2)物体受力且合力不为零时，物体仍然具有惯性，此时惯性表现为物体运动状态改变的难易程度，惯性越大，物体运动状态越难改变．3．几个关系(1)惯性与质量的关系：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：惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，惯性大小与物体的受力情况无关．(3)惯性与速度：一切物体都有惯性，惯性大小与物体是否有速度及速度的大小无关．(4)惯性与惯性定律：惯性不是惯性定律，惯性是物体的一种固有属性，惯性定律是物体不受外力时所遵循的一条规律．

√思路点拨：惯性只与物体的质量有关，与速度、重力等均无关．C

[物体的惯性大小与物体的运动状态无关，只与物体的质量有关，所以惯性与速度的大小无关，故选项A、B错误；乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的质量小，所以它的惯性小，故选项C正确；在月球上和在地球上，重力加速度的大小不一样，所以受到的重力的大小也就不一样，但质量不变，惯性也不变，故选项D错误．]规律方法

惯性的特性(1)普遍性：一切物体都有惯性．(2)唯一性：质量是惯性大小的唯一量度．(3)无关性：惯性大小与运动状态无关，与受力情况及所处位置无关．[跟进训练]3．某同学在乘坐公交车时，遭遇了如图所示的情况．报纸对此事进行了相关报道(如表所示)．请你根据所学知识回答下列问题．遇险情急刹车乘客受伤本报讯今天清晨6：30，21路公交车在行驶途中遇险，司机紧急刹车，有三名站在后排的乘客由于突然刹车失去惯性向前急冲而受伤……(1)分析此时公交车的运动状态，并解释产生此现象的原因；(2)指出这则报道中的错误之处．[解析]

(1)当车突然刹车减速或向后倒车时，人的下半身随车一起运动，状态发生改变，人的上半身因为惯性保持原来的运动状态而身体前倾，公交车的运动状态是公交车突然刹车或突然减速；出现报道中的现象的原因是一切物体都具有惯性．(2)当公交车突然刹车时，公交车和乘客的脚同时受到阻力的作用而停止运动，而乘客的上半身因为惯性继续保持向前的运动状态而向前倾倒；惯性是物体的固有属性，取决于物体的质量，与物体的运动状态无关，报道中的“突然失去惯性”说法是错误的．[答案]

(1)公交车的运动状态是公交车突然刹车或突然减速；出现报道中的现象的原因是一切物体都具有惯性．(2)报道中的错误是“突然刹车失去惯性”．学习效果·随堂评估自测1．以下说法符合物理学史的是(

)A．关于自由落体运动，伽利略认为，越重的物体下落越快B．亚里士多德通过理想斜面实验得出结论：力是维持物体运动的原因C．牛顿最早提出力不是维持物体运动的原因D．牛顿第一定律又称为惯性定律，是利用逻辑思维对事实进行分析的产物√D

[关于自由落体运动，亚里士多德认为，越重的物体下落越快；伽利略认为同一地点，轻重物体下落一样快，发现亚里士多德关于落体运动的认识有自相矛盾的地方，故A错误；伽利略通过理想斜面实验得出结论：力不是维持物体运动的原因，而是改变