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4.1 牛顿第一定律 课件(人教版必修1)


高中物理· 必修1· 人教版 学以致用

牛顿第一定律

第四章 牛顿运动定律
1 牛顿第一定律

目标定位

预习导学

课堂讲义

对点练习

目标定位

牛顿第一定律

1


知道伽利略的理想实验及其推理过程,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

明确惯性的概念,会解释有关的惯性现象.

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预习导学

课堂讲义

对点练习

预习导学

牛顿第一定律

一、理想实验的魅力 1. 有力作用在物体上 没有力的作用 . 2. (1) 原来释放时的高度 增大 永远运动下去. (2) 不是 . 3. 以同一速度 同一直线 . [想一想]:伽利略的理想实验揭示了什么道理?

答案

伽利略的实验揭示了力不是维持物体运动的原因.

二、牛顿物理学的基石——惯性定律 1. 匀速直线运动 静止 力. 惯性 .
对点练习

2. 匀速直线运动 静止
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预习导学 三、惯性与质量 运动状态的变化
[想一想]:

牛顿第一定律

质量

(1)是不是只有匀速直线运动或静止的物体才具有惯性?

(2)有人说“速度越大惯性越大”“受力越小惯性越大”,对吗?

答案

(1)不是;一切物体都具有惯性.物体的惯性与

运动状态无关.
(2)不对,惯性只与质量大小有关,而与速度大小无

关,与受力大小也无关.
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课堂讲义
一、对伽利略的理想实验的理解 1.关于运动和力的两种对立的观点

牛顿第一定律

(1)亚里士多德的观点: 力是维持物体运动的原因.这种错误的观点统治了人们的 思维近二千年. (2)伽利略的观点 :
物体的运动不需要力来维持,力是改变物体速度的原因. 2.伽利略的理想实验的意义 (1)伽利略的理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来,即 采用“事实基础+抽象思维+科学推论”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)第一次确立了物理实验在物理学中的地位.
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课堂讲义

牛顿第一定律

【例1】理想实验有时更能深刻地反映自然规律.伽利略设 计了一个如图4-1-1所示的理想实验,他的设想步骤如下: 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 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, 小球将沿水平面做持续的匀速运动. 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).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.下列有关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 图4-1-1
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牛顿第一定律

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 ,小球将沿水平面做持续 的匀速运动.
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物理情景 :可靠的事实
第 1步

理想化的推论
第 2步 进一步的推论

第 3、 4步

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课堂讲义

牛顿第一定律

【例1】理想实验有时更能深刻地反映自然规律.伽利略 设计了一个如图4-1-1所示的理想实验,他的设想步骤如下: 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,小球将沿水平面做持续的匀速运动. 请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列________( ②③①④ 只要填写序号即可).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.下列有关事实和推论的分类正确 的是( B ) 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 图4-1-1
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二、对牛顿第一定律的理解 1.对牛顿第一定律的理解

牛顿第一定律

(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的一种固有属性——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)
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课堂讲义 3.注意:

牛顿第一定律

(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.

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牛顿第一定律

【例2】关于牛顿第一定律的 牛顿第一定律:一切物体总保 理解正确的是( ) A.牛顿第一定律反映了物体 持匀速直线运动状态或静止状 态,除非作用在它上面的力迫 不受外力的作用时的运动规 律 使它改变这种状态. 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 摩擦力迫使它停下来. 最终停下来,是由于没有外 力维持木块运动的结果 D.飞跑的运动员,由于遇到 障碍而被绊倒,这是因为他 外力迫使他改变原来的运动状态. 受到外力作用迫使他改变原 来的运动状态
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三、对惯性的理解

牛顿第一定律

1.惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性. 2.质量是惯性大小的唯一量度.质量越大,惯性越大. 3.惯性大小与物体运动状态无关,与物体受力情况以及地理 位置无关. 4.惯性的表现

(1)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)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.
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课堂讲义
【例3】关于惯性,下列说法 正确的是( ) A.惯性是物体固有的属性,惯 性越大的物体,它的运动状态越难 改变 B.同一物体运动时的惯性大于静 止时的惯性 C.“嫦娥三号”卫星在地球上 的惯性与它绕月球飞行时的惯性相 同(燃料消耗忽略不计) D.各种机床和发电机的底座做 得很笨重,并用螺丝固定在地面上 ,目的是增大惯性.
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牛顿第一定律

质量是惯性大小
的唯一量度.

质量越大,惯性
越大.

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牛顿第一定律

借题发挥

分析有关惯性的问题时,应注意惯性的三个性质:
(1)普遍性:一切物体在任何情况下都具有惯性; (2)无关性:惯性与物体的运动状态和受力情况均无关; (3)唯一性:惯性由物体的质量唯一决定.

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牛顿第一定律

【例4】在匀速行驶的
火车车厢内,有一人从B

点正上方相对车厢静止
释放一个小球,不计空 气阻力,则小球( A.可能落在A处 B.一定落在B处 )

图 4 - 1- 2
惯性

C.可能落在C处
D.以上都有可能
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在水平方向保持与车速相 同的速度

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对点练习 对伽利略的理想实验的理解 1.伽利略的理想斜面实验 说明( ) A.亚里士多德关于运动 和力的关系是正确的 B.亚里士多德关于运动 和力的关系是错误的 C.力是维持物体运动的 原因 D.物体的运动不需要力 来维持
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牛顿第一定律

亚里士多德的观点: 力是维持物体运动的 原因. 实验揭示了力不是维持物 体运动的原因.

对点练习

对点练习
对牛顿第一定律的理解 2.关于牛顿第一定律,下 列说法中正确的是( ) A.牛顿第一定律是在伽利 略“理想实验”的基础上总 结出来的 B.不受力作用的物体是不 存在的,故牛顿第一定律的 建立毫无意义 C.牛顿第一定律表明,物 体只有在不受外力作用时才 具有惯性 D.牛顿第一定律表明,物 体只有在静止或做匀速直线 运动时才具有惯性
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牛顿第一定律
牛顿第一定律是在伽利略“理 想实验”的基础上经过抽象、 加工、推理后总结出来的

不受力与受合外力为零是等效的

惯性是物体的固有属性.

对点练习

对点练习

牛顿第一定律

对惯性的理解 3.如图4-1-3所示,冰壶在冰 面运动时受到的阻力很小,可以 在较长时间内保持运动速度的大 小和方向不变,我们可以说冰壶 有较强的抵抗运动状态变化的 “本领”.这里所指的“本领” 是冰壶的惯性,则惯性的大小取 决于( ) A.冰壶的速度 B.冰壶的质量 质量是惯性大小的 C.冰壶受到的推力 D.冰壶受 唯一量度. 到的阻力
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对点练习
4.根据牛顿运动定律,以下选 项中正确的是( ) A.人只有在静止的车厢内,竖 直向上高高跳起后,才会落在车厢 的原来位置 B.人在沿直线匀速前进的车厢 内,竖直向上高高跳起后,将落在 起跳点的后方 C.人在沿直线加速前进的车厢 内,竖直向上高高跳起后,将落在 起跳点的后方 D.人在沿直线减速前进的车厢 内,竖直向上高高跳起后,将落在 起跳点的后方
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牛顿第一定律

由于惯性,人在竖 直跳起前后水平方 向与车相对静止

由于惯性,人在竖
直跳起后水平方向

的速度与起跳时车
速相同
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牛顿第一定律

再见
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