2020年高中物理 第4章 牛顿运动定律 第1节 牛顿第一定律课件 新人教版必修1

第四章牛顿运动定律第1节牛顿第一定律学习目标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．理解惯性的概念，会解释有关的惯性现象．填一填、做一做、记一记课前自主导学|基础知识·填一填|一、理想实验的魅力1．人类对运动与力的关系的认识历程代表人物主要观点亚里士多德必须有力作用在物体上，物体才能1___________；没有力的作用，物体就要2___________运动静止代表人物主要观点伽利略力不是3___________物体运动的原因，而是4___________物体运动状态的原因笛卡儿如果运动中的物体没有受到5___________，它将继续以同一6___________沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向维持改变力的作用速度2.伽利略的理想实验(1)斜面实验：让静止的小球从第一个斜面滚下，冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度．减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离增大，但所达到的高度相同．当第二个斜面放平，小球将永远运动下去．(2)推理结论：力7___________(填“是”或“不是”)维持物体运动的原因．不是二、牛顿第一定律1．牛顿第一定律：一切物体总保持8_______________状态或9___________状态，除非作用在它上面的力10__________________________．2．惯性：物体具有保持原来11_________________状态或12___________状态的性质叫惯性．牛顿第一定律也叫做13___________定律．匀速直线运动静止迫使它改变这种状态匀速直线运动静止惯性三、惯性与质量1．惯性：物体保持原来14___________状态或15___________状态的性质．2．惯性的表现：改变物体运动状态的16___________．3．惯性的量度：17___________是物体惯性大小的唯一量度．静止匀速直线运动难易程度质量|基础小题·做一做|1．正误判断(1)伽利略的理想实验是永远无法做到的．()(2)伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因．()(3)牛顿第一定律是由实验直接归纳总结得出的．()(4)由牛顿第一定律可知，当一个做匀加速直线运动的物体所受外力全部消失时，物体立刻静止．()(5)速度越大，物体的惯性越大．()(6)受力越大，物体的惯性越大．()√×××××2．(多选)关于牛顿第一定律有下列说法，其中正确的是()A．牛顿第一定律可用实验来验证B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因C．惯性定律与惯性的实质是相同的D．物体的运动不需要力来维持解析：选BD牛顿第一定律不是实验定律，故不能用实验来验证，选项A错误；牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因，选项B正确；惯性定律是物体遵循的规律，而惯性是物体的性质，其实质是不相同的，选项C错误；物体的运动不需要力来维持，选项D正确．3．关于物体的惯性，下列说法中正确的是()A．物体保持匀速直线运动状态或静止时才有惯性B．物体在不受力或所受外力的合力为零时才有惯性C．改变一个物体的惯性，必须要有力的作用D．一切物体都有惯性，物体的运动并不需要力来维持解析：选D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，惯性与受力情况无关．[思维拓展](1)日常生活中，我们有这样的经验：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才能运动呢？马不拉车时，车为什么会停下来呢？提示：不是．因为受到阻力的作用．(2)如果没有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，水平面上运动的物体的运动状态会改变吗？提示：如果没有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，水平面上运动的物体将保持这个速度沿直线永远运动下去．(3)自行车比赛中，高速行进的自行车受到障碍物阻碍，人会向哪倒地？这是什么原因造成的？提示：向前．这是因为人具有惯性．|核心知识·记一记|1．力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因．2．一切物体总保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使它改变这种状态．3．一切物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，叫惯性．4．惯性是物体的固有属性，惯性的大小只与质量有关，与物体是否受力及运动状态无关．析要点、研典例、重应用课堂互动探究★要点一对伽利略理想实验的理解1．伽利略的理想实验推论：一切运动着的物体在没有受到外力的时候，它的速度将保持不变，并且一直运动下去．2．理想实验的意义：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．|例题展示|【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，如图所示．下面是关于该实验被打乱的步骤：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如图为两个对接的斜面，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，最后使它成为水平面，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__________(填写序号即可)．(2)在上述的设想实验步骤中，有的属于可靠的实验事实，有的则是理想化的推论，请问步骤②属于________．[解析]本题向我们展示了科学史上著名的理想实验的思想方法，即在实验事实的基础上，经过合理的想象，获取结论．针对题目所述的实验步骤，正确的排列顺序是②③①④，步骤②属于可靠的实验事实．[答案](1)②③①④(2)可靠的实验事实|对点训练|1．(多选)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BC伽利略的理想实验虽然是假想的，但是实验方法却是科学的，结果也是可靠的．理想实验是一种以可靠的事实为依据，忽略次要因素并把实验的情况合理外推到理想状态，从而揭示自然现象本质的假想实验，不能用实验验证．2．伽利略理想实验揭示了()A．若物体运动，那么它一定受力B．力不是维持物体运动的原因C．只有受力才能使物体处于静止状态D．只有受力才能使物体运动解析：选B伽利略理想实验指出：如果水平面没有摩擦，那么在水平面上的物体一旦获得某一速度，物体将保持这一速度一直运动下去，而不需要外力来维持，故A、D错误；运动和静止都不需要力来维持，故B正确，C错误．★要点二对牛顿第一定律的理解1．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，大小改变．(2)速度的大小不变，方向改变．(3)速度的大小和方向同时发生改变．2．对牛顿第一定律的理解(1)明确了惯性的概念：定律的前半句话“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”，揭示了物体所具有的一个重要的属性——惯性，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性．因此牛顿第一定律又叫惯性定律．(2)揭示了力和运动的关系：定律的后半句话“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”，实质上是揭示了力和运动的关系，即力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因．(3)反映了物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动或静止(即原来运动的保持其速度不变，原来静止的保持静止)．不受外力作用的物体是不存在的，但物体所受外力的合力为零与不受外力在效果上是等效的，这就使牛顿第一定律具有了实际意义．(4)牛顿第一定律是在理想实验的基础上经过科学推理得到的，但由它得出的一切结论，都经受了广泛、严谨的实验检验，证明结论是正确的．|例题展示|【例2】(多选)关于牛顿第一定律，下面说法中正确的是()A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律B．牛顿第一定律就是惯性C．不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性D．运动的物体状态发生变化时，物体必定受到外力的作用[解析]牛顿第一定律又叫惯性定律，但不能说惯性定律就是惯性．惯性是指一切物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，它是物体的固有性质，惯性大小仅由物体的质量决定，与物体是否受力及物体的运动状态无关．而惯性定律指物体在不受外力作用(合外力为零)的条件下所遵守的运动规律，它指出了力是改变物体运动状态的原因，而不是产生或维持物体运动的原因．总之，惯性和惯性定律是两个不同的概念，但惯性定律揭示出物体具有惯性．故选ACD.[答案]ACD|对点训练|3．(多选)物体的运动状态改变了，不可能发生的是()A．速率不变B．速度不变C．物体未受任何力D．运动方向不变解析：选BC物体的运动状态发生了变化，即速度发生了变化，可能是速度大小(即速率)变化，也可能是方向变化，还可能是大小和方向同时变化．物体的运动状态发生了变化，一定是因为物体受到了力的作用．4．做自由落体运动的物体，如果下落过程中某时刻重力突然消失，物体的运动情况将是()A．悬浮在空中不动B．速度逐渐减小C．保持一定速度向下做匀速直线运动D．无法判断解析：选C物体自由下落时，仅受重力作用，重力消失以后，物体将不受力，根据牛顿第一定律的描述，物体将以重力消失瞬间的速度做匀速直线运动，故选项C正确．★要点三对惯性的理解1．惯性的理解(1)惯性是物体保持原来运动状态的一种性质，是物体维持运动状态的原因．(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：惯性是物体具有的一种固有属性，惯性定律是物体不受外力时所遵循的一条规律，属性不同于规律．惯性定律揭示了物体的惯性．|例题展示|【例3】(2018·河南省商丘市高一期中)下列关于惯性的说法中，正确的是()A．物体只有在静止或做匀速直线运动时才有惯性B．抛出去的物体，脱手后能继续向远处运动靠的是惯性C．同一物体在地球上的惯性比在月球上的惯性大D．物体在高速运动时不容易停下来，所以物体的速度越大，惯性越大[解析]任何物体在任何情况下都有惯性，故A错误；抛出去的物体，脱手后能继续向远处运动靠的是惯性，故B正确；质量是决定惯性大小的唯一量度，故同一物体在地球上的惯性和在月球上一样，故C错误；惯性与速度大小无关，故D错误，故选B.[答案]B[易错警示]惯性与力的三点区别(1)性质方面：惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，是物体本身的属性，而力是物体对物体的作用．(2)大小方面：惯性的大小取决于物体本身质量的大小，力的大小取决于物体之间相互作用的强弱．(3)效果方面：力是改变物体运动状态的原因，而惯性却要物体保持原来的运动状态不变．|对点训练|5．如图所示，惯性最大的是()解析：选B质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大，故选项B正确．6．关于物体的惯性，下列有关说法正确的是()A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B．已知月球上的重力加速度是地球上的16，故一个物体从地球移到月球惯性减小为原来的16C．同一物体运动越快越难停止运动，说明物体的速度越大，其惯性越大D．由于巨轮惯性很大，施力于巨轮，经过很长一段时间后惯性变小解析：选A惯性是指物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，所以物体抵抗运动状态变化的性质是惯性，其大小和物体的质量有关系，与物体的运动状态及是否受力无关，A正确，C、D错误；在月球上和在地球上，重力加速度的大小不一样，所受的重力大小也就