2019-2020学年新教材高中物理 第四章 第1节 牛顿第一定律课件 新人教版必修第一册

第四章运动和力的关系第1节牛顿第一定律课标要求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。一、理想实验的魅力1．填一填(1)亚里士多德认为：必须作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要在某个地方。(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，小球将上升到原来释放时的。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。当第二个斜面放平，小球将永远下去。②推理结论：力(填“是”或“不是”)维持物体运动的原因。有力静止摩擦高度相同不是运动(3)笛卡儿的观点：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以沿运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。同一速度同一直线2．判一判(1)亚里士多德认为力是维持物体运动的原因。()(2)伽利略的理想实验可以想办法做到的。()(3)伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因。()(4)笛卡儿认为若没有力作用，物体的运动状态不会改变。()√××√3．选一选(1)关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是()A．只要接触面“相当光滑”，物体在水平面上就能匀速运动下去B．这个实验实际上是永远无法做到的C．利用气垫导轨，就能使实验成功D．要使物体运动就必须有力的作用，没有力的作用物体就静止解析：理想实验在实际情况下是永远不能实现的，其条件永远是理想化的，选项B正确；即使接触面“相当光滑”，也不会达到没有摩擦力的程度，选项A错误；利用气垫导轨当然也不能实现“理想”的条件，仍然存在一定的阻力，只不过阻力很小而已，选项C错误；力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动状态的原因，选项D错误。答案：B(2)伽利略的斜面实验可以证明()A．要物体运动必须有力作用，没有力作用的物体将静止B．要物体静止必须有力作用，没有力作用的物体就运动C．物体不受外力作用时，一定处于静止状态D．力不是维持物体运动的原因解析：伽利略的斜面实验证明了：力不是维持物体运动的原因，所以只有D正确。答案：D二、牛顿第一定律1．填一填(1)牛顿第一定律的内容：一切物体总保持状态或状态，除非作用在它上面的力迫使它这种状态。匀速直线运动静止改变(2)惯性：物体保持原来状态或状态的性质，牛顿第一定律也叫作定律。匀速直线运动静止惯性2．判一判(1)牛顿第一定律是可以通过实验验证的。()(2)牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动。()(3)牛顿第一定律说明一切物体都具有惯性。()(4)牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因。()××√√3．选一选(1)下列关于牛顿第一定律的说法正确的是()A．牛顿第一定律是牛顿在前人工作基础上研究得出的B．牛顿第一定律是通过理想实验方法得出的，可用实验验证C．惯性是一种力，惯性定律与惯性的实质相同D．物体的运动不需要力来维持，但物体的运动速度决定了惯性的大小解析：在伽利略和笛卡儿工作的基础上，牛顿提出了第一运动定律，故A正确；牛顿第一定律是牛顿在伽利略等前人实验的基础上，根据逻辑推理得出的，是以实验为基础，但又不是完全通过实验得出，故B错误；惯性不是力，物体总有保持原有运动状态不变的性质，这种性质叫作惯性，惯性定律就是牛顿第一定律，惯性定律与惯性两者不同，故C错误；惯性是物体固有的属性，物体的运动速度不能决定惯性的大小，惯性大小只与物体质量有关，质量大的物体惯性大，故D错误。答案：A(2)下列说法正确的是()A．静止的物体一定不受力，受力的物体一定运动B．物体运动状态发生变化，则物体一定受力的作用C．物体的运动需要力来维持，没有力作用时物体就要停下来D．物体运动状态不变时，有惯性，运动状态改变时没有惯性解析：物体处于静止或匀速直线运动时都可以不受力，或所受合外力为零，故A错误；力不是维持物体运动状态的原因，力是改变物体运动状态的原因，物体运动状态发生改变，一定受力的作用，故B正确；物体的运动不需要力来维持，故C错误；惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大惯性越大，与物体的运动状态、是否受力等因素没有关系，故D错误。答案：B三、惯性与质量1．填一填(1)描述物体惯性的物理量是它的。(2)质量越大的物体惯性越。(3)质量只有大小，没有，是标量。2．判一判(1)速度越大，物体的惯性越大。()(2)受力越大，物体的惯性越大。()(3)乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小。()(4)物体只有处于静止状态或匀速直线运动状态时才有惯性。()质量方向××√×大3．想一想如图甲所示，公交车上站着的乘客身体突然向后倾倒；如图乙所示，公交车内乘客身体突然向前倾倒。思考：(1)什么情况下会出现图甲的情景？(2)什么情况下会出现图乙的情景？提示：(1)公交车快速启动或突然加速时，乘客会向后倾倒。(2)公交车急刹车时，乘客会向前倾倒。突破点一对伽利略理想实验的理解[学透用活]1．伽利略理想实验的推论：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(1)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。(2)伽利略理想实验是把实验和逻辑推理相结合的一种科学研究方法。[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，如图所示。下面是关于该实验的步骤：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]理想实验的思想方法：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[对点练清]1．[多选]下列说法正确的是()A．物体越重，重力加速度越大，下落的越快B．亚里士多德研究自然规律的方法是实验的方法C．伽利略研究自然规律的方法是猜想和假设，数学推理和科学实验相结合的方法D．理想斜面实验是通过“合理外推”得出自由落体运动的规律的，并没有直接验证自由落体运动的规律解析：物体下落的快慢与物体的质量无关，不管轻重的物体，自由下落时，下落一样快，故A错误；亚里士多德的研究方法主要应用了观察的方法和生活经验，提出的观点为：重的物体比轻的物体下落的快，故B错误；伽利略在研究自由落体运动时，通过猜想、数学推理，做小球沿斜面运动的实验，测出小球不同位移与所用时间均满足x∝t2，并将此实验结果合理外推，从而验证了他的猜想，故C正确；伽利略根据斜面上的实验结果进行合理的外推，得到自由落体的运动规律，并没有直接验证自由落体运动的规律，故D正确。答案：CD2．[多选]关于伽利略的理想实验的叙述正确的是()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：伽利略的理想实验是在实验事实的基础上，经过合理的想象得到的，所以实验方法是科学的，结果也是可靠的，故B、C正确，A、D错误。答案：BC3．伽利略的理想实验证明了()A．物体运动必须有力作用，没有力的作用物体将要静止B．物体运动速度越大，其惯性越大C．物体不受力作用时，一定处于静止状态D．物体不受力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态解析：根据牛顿第一定律可知，物体保持匀速直线运动或静止不需要力的作用，惯性的大小由质量决定，与速度无关，故A、B项错误；伽利略的斜面实验证明物体不受外力作用时，将保持静止或者匀速直线运动状态，故C项错误，D项正确。答案：D突破点二对牛顿第一定律的理解[学透用活]1．物体运动状态变化(即速度的变化)的三种情景：(1)速度的方向不变，大小变化。(2)速度的大小不变，方向变化。(3)速度的大小和方向同时发生变化。2．对牛顿第一定律的理解(1)揭示了力和运动的关系：①力是改变物体运动状态的原因(或者说力是使物体产生加速度的原因)，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惯性。因此牛顿第一定律也叫惯性定律。[特别提醒]牛顿第一定律是“经验定律”，无法用实验验证。[典例2]关于牛顿第一定律(惯性定律)，下列理解正确的是()A．向上抛出的物体，在向上运动的过程中，一定受到向上的作用力，否则不可能向上运动B．汽车在运动过程中，速度大时的惯性一定比速度小时的惯性大C．牛顿第一定律中提出的物体不受外力作用的条件是不可能达到的，所以这条定律可能是错的D．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证[解析]向上抛出的物体，由于惯性继续向上运动，故A错误；惯性只取决于物体的质量，质量越大，惯性越大，故B错误；牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，并不是实验定律，但它是正确的，故C错误，D正确。[答案]D[规律方法]力和运动的关系(1)力的作用效果是使物体发生形变或运动状态发生改变，而运动状态的改变就意味着物体的速度发生了改变，物体具有加速度，因此，力是使物体产生加速度的原因。(2)力是改变物体运动状态的原因，因此，物体运动状态发生改变时必定受到不为零的外力作用。[对点练清]4．[多选]下列关于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的作用时的运动规律B．不受外力作用时，物体一定处于静止状态C．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果D．飞跑的运动员，由于遇到障碍物而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态解析：牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的状态，A正确；不受外力时，物体保持匀速直线运动状态或静止状态不变，B错误；摩擦阻力改变了木块的运动状态，从而使其停了下来，C错误；障碍物的阻碍作用改变了运动员的运动状态，D正确。答案：AD5．下列说法正确的是()A．牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的，没有实验依据B．牛顿第一定律无法用实验直接验证，因此是不成立的C．理想实验的思维方法与质点概念的建立一样，都是一种科学抽象的思维方法D．由牛顿第一定律可知，静止的物体一定不受外力作用解析：牛顿第一定律是在理想实验的基础上经过合理归纳总结出来的，但无法用实验来直接验证，故选项A、B错误；理想实验的思维方法与质点概念的建立相同，都是突出主要因素、忽略次要因素的科学抽象的思维方法，故选项C正确；物体静止时不受外力或合外力为零，故选项D错误。答案：C6．[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：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。综上可知不可能发生的是B、C答案：BC突破点三对惯性的理解[学透用活]1．惯性是物体的固有属性：一切物体都具有惯性。2．惯性的大小(1)质量是惯性大小的唯一量度。质量越大，惯性越大；反之则越小。(2)惯性大小与物体运动状态(速度)、受力情况以及所处地理位置均无关。3．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。(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。[典例3]如图所示是一种汽车安全带控制装置示意图。当汽车处于静止或匀速直线运动时，摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动。当汽车