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高中物理-4.1《牛顿第一定律》精品课件新人教版必修1


4.1《牛顿第一定律》

教学目标
? 知识与技能 ? 1、理解力和运动的关系,知道物体的运动 不需要力来维持。 ? 2、理解牛顿第一定律,知道它是逻辑推理 的结果,不受力的物体是不存在的。 ? 3、理解惯性的概念,知道质量是惯性大小 的量度.

历 史 的 回 顾

定 律 的 学 习

知 识 的 深 化

练 习 与 巩 固

历 史 的 回 顾
在伽利略和牛顿以前,人们认为力是维持物体运 动所不可缺少的.
古希腊哲学家 亚里士多德提出: 必须有力作 用在物体上, 物 体才能运动, 没 有力的作用, 物 体就要停下来. 这种认识一直延续了 两千多年!
力是物体运 动的原因!

公元17世纪,著名的科学家伽利略根据实验推 翻了亚里士多德的观点!
亚里士多德的认识 是错误的!

伽利略指出:在水平面上运动的物体所以会停 下来,是因为受到摩擦阻力的缘故.如果在一个光 滑的的水平面上,没有使物体加速或减速的原因, 物体就会保持自己的速度不变,从而指出亚里士 多德的观点是错误的!

伽利略的理想实验和推论如下: 1.如图所示,两斜面对接,让静止的小球沿一个 斜面滚下来,小球将滚上另一个斜面.如果没有 摩擦,,小球将上升到原来静止时的高度.
等 高

2.如果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,但 要通过更长的距离.
等 高

3.继续减小第二个斜面的倾角,使它成为水平面, 小球不可能达到原来的高度,就要沿水平面以不变 的速度持续运动下去.

伽利略通过以可靠的事实为基础, 经过抽象思维的理想实验,从而推翻 了亚里士多德的观点! 伽利略的这种把可靠的事实和深 刻的理论思维结合起来的理想实验, 是科学研究中的一种重要方法.

迪卡儿的观点
? 法国的科学家笛卡儿进一步补充了 伽利略得出的结论,使人们的认识 又深化了一步.笛卡儿认为: ? 物体不受外力时,除了速度的大小 不会改变,永远运动下去,运动的 方向也不会改变

定 律 的 学 习
牛顿在伽利略等人的研究基础上,通过自己的研 究,进一步得出下述结论:

牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线 运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改 变这种状态为止.
惯性:物体有保持原来的匀速直线运动状态或静 止状态的性质,这种性质叫惯性. * 一切物体都具有惯性,惯性是物体的固有性质, 物体的运动并不需要力来维持.牛顿第一定律又叫惯 性定律.

惯性的例子在生活中很常见.例如:
运动员冲到终点后,不能马上停住,还要向前 跑一段.这是由于运动员具有保持向前跑的惯性.

自行车紧急刹车,轮子不转了,但车子还会向 前滑动.就是由于自行车刹车后具有前进的惯性.
……

知 识 的 深 化
1.力是使物体产生加速度的原因:

列车出站时,是由静止开始运动,并且速度不断 增加,具有加速度.这个加速度是由于受到机车牵引 力的作用而产生的. 列车进站时,速度越来越小,最后停下来,也有加 速度.这个加速度是由于受到阻力的作用而产生的. 由此可见,力是使物体产生加速度的原因. * 同一辆小车,用小力去推,它起动得慢,即加 速度小,用大力去推,它起动得快,即加速度大,可 见同一物体,受到外力大,产生的加速度也就大.

通过实验验证发现:物体的加速度与它 所受的作用力成正比

即:a ∝ F

2.质量是物体惯性大小的量度:
用同样的力去推质量不同的小车,质量大 的小车起动得慢,即加速度小,质量小的小车起 动快,即加速度大. 由此可见,质量不同的物体运动状态改变的 难易不同,也就是惯性大小不同.外力相同情况下, 质量大的物体惯性大,运动状态难改变.质量小的 物体惯性小,运动状态容易改变.可见,质量是物 体惯性大小的量度. 在生活中,要针对惯性的影响加以考虑.需 要利用惯性作用时,可以适当加大物体质量,要 避免惯性影响时,可以适当减小物体质量.

通过实验验证发现:物体的加速度与它 的质量成反比

即:a ∝1/m

练 习 与 巩 固
一:被踢出的冰块,在摩擦力可以忽略的冰面上匀速 滑动,冰块受不受向前的作用力? A: 不 受 B: 受

选A
此时,冰块由于惯性而以被踢出时的速度 作匀速运动,不受向前的作用力.

二:判断: 1.只有静止或做匀速直线运动的的物体才有惯性.





2.做变速运动的物体没有惯性. 对 3.任何物体都有惯性. 对 错 错

惯性和物体的运动状态、存在 的物质状态、所处的空间位置 等都无关,只和物体的质量有 关,惯性是物体的固有性质,任 何物体都有惯性。质量是物体 惯性大小的量度。 故:1和2错误、3正确

三、小试牛刀
1、关于惯性的下列说法中,正确的是( D ) A、只有静止或做匀速直线运动的物体才有 惯性 B、做变速运动的物体没有惯性 C、力是改变惯性的原因 D、物体在任何情况下都有惯性

2、下列说法正确的是( D) A、要物体运动必须有力的作用,没有 力作用物体就静止. B、要物体静止必须有力的作用,没有 力的作用物体就运动. C、物体不受力作用时一定处于静止 状态 D、物体不受外力作用时总保持原来 的匀直线或静止状态.

3、关于伽利略的理想实验的叙述中正确的是 A.这个实验是凭空想象的 B.这个实验虽然是想象的,但它得出的结论是 可靠的 C.理想实验是一种科学方法 D.理想实验是一个纯思维实验,其正确性应接 受实践的检验
解析:选C.理想实验是在实验事实的基础上,进行理想 化推理,得出结论.故C对.

4、关于运动状态与所受外力的关系,下面 说法中正确的是( ) A .物体受到恒定的力作用时,它的运动 状态不发生改变 B.物体受到不为零的合力作用时,它的运 动状态要发生改变 C.物体受到的合力为零时,它一定处于 静止状态 D.物体的运动方向一定与它所受的合力 的方向相同

解析:选B.物体只要受到的合力不为零, 不论是否恒力,运动状态就要发生变化, 故A错B对;合力方向不一定与运动方向 相同,故D错;合力为零时,物体可能处 于静止也可能匀速直线运动,故C错.

小结:
亚里士多德:力是维持物体运动的原因. 伽利略:水平面上做匀速直线运动的物体并不需要外力来维持. 笛卡儿:物体不受外力时,速度的大小和方向不会改变,永远运动下去, 牛顿:力是改变物体运动状态的原因 力是改变物体速度的原因

牛顿第一定律: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 使它改变这种状态为止. 惯性:物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性

课后习题答案
? 1(1)不能。 ? 因为飞机在投弹时,由于惯性炸弹跟飞机一样, 也具有一定的水平运动速度。因此,当炸弹离开 飞机后的下落过程中,做的几乎是一个平抛运动。 此时,如果目标在飞机的正下方,炸弹是无法击 中目标的。
? (2)你站在地球上,由于惯性,你仍有和地球同 样的速度。在你跳起来时, 你相对地球来说水平方 向是静止的。所以还是落到原地。

? 2、汽车突然刹车时,由于惯性, 人 会继续向前运动,容易碰到前面的 车窗发生危险。而系安全带,由于 安全带的缓冲和制动效果可以保护 人的安全。 ? 3、因为由于惯性而要保持其初速 度(速度不断减小是由于重力的作 用效果),不是因为受到了向上力 的作用。

? 4、地面是很好的参考系,若我们 选择一辆相对地面做匀加速直线运 动的汽车为参考系(当然是非惯 性)。你坐在车上看地面的大树, 就会发现树在做加速运动,但大树 并没有受到水平方向的作用力,这 样一来,惯性定律就不再成立。



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