4.1牛頓第一定律(課件)高中物理

千錘百煉鑄就精品授課人：點石成金授課日期：20XX年X月培養(yǎng)什么人/怎樣培養(yǎng)人/為誰培養(yǎng)人4.1牛頓第一定律01理想實驗的魅力02牛頓第一定律03慣性與質(zhì)量04典例分析目錄/contents導(dǎo)入新課初中我們學(xué)習(xí)了牛頓第一定律的基本內(nèi)容，你能說說它揭示了物體運動遵循怎樣的規(guī)律嗎？滑冰運動員如果不用力，他會慢慢停下來。這是否與牛頓第一定律矛盾呢？劉謙魔術(shù)小車不推就會停下來，推它才能運動風(fēng)吹樹搖，風(fēng)停樹靜。沒有風(fēng)吹，樹就處于靜止?fàn)顟B(tài)。我們發(fā)現(xiàn)以上現(xiàn)象似乎有一個共同特征：物體受力時才能運動。如果不受力，物體不會運動或停止運動。生活現(xiàn)象：實驗演示：實驗現(xiàn)象：

推木箱，木箱動；撤去推力，木箱不動（靜止）。車不推不走，球不踢不動，生活經(jīng)驗告訴我們物體運動似乎需要力來維持。亞里士多德

（古希臘哲學(xué)家）最早研究這個問題的，大概是古希臘學(xué)者亞里士多德。他也認(rèn)為物體的運動需要力來維持。這種觀點正確嗎？探索歷程必須有力作用在物體上，物體才能運動；沒有力的作用，物體就要靜止在一個地方。物體運動真的需要力來維持？是真相被掩蓋了吧！跨越時空的對話亞里士多德(Aristotle，前384—322)伽利略(GalileoGalilei，1564—1642)力是維持物體運動的原因方法：生活經(jīng)驗總結(jié)(思辨)實驗探究：推木塊實驗問題1：為什么木塊會停下來？問題2：怎樣才可以跑得更遠？加裝上輪子會不會運動得更遠？實驗室應(yīng)用——氣墊導(dǎo)軌演示實驗生活應(yīng)用—磁懸浮列車上海磁懸浮列車時速可達430公里/小時Part.01理想實驗的魅力ABCDEvθ若沒有摩擦阻力影響，物體將在水平面上永遠運動下去

伽利略認(rèn)為，將人們引入歧途的是摩擦，于是他大膽猜想，如果沒有摩擦：該實驗就是著名的伽利略理想斜面實驗：它是一種科學(xué)研究的方法物體的運動不需要力來維持，力是改變物體運動狀態(tài)的原因。觀察猜想實驗推理結(jié)論伽利略1564-1642伽利略的觀點：愛因斯坦1879-1955“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，它標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端?！钡芽▋?Descartes)1596-1650

伽利略同時代的法國科學(xué)家笛卡兒也研究了這個問題。他認(rèn)為：

如果沒有其他原因,運動的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運動,既不會停下來,也不會偏離原來的方向.

他還認(rèn)為，這應(yīng)該成為一個原理，是人類整個自然觀的基石。

無論是亞里士多德，還是伽利略和笛卡兒，都沒有提出力的概念。在伽利略和笛卡兒工作的基礎(chǔ)上，在隔了一代人之后，英國科學(xué)家牛頓提出了動力學(xué)的第一條基本定律：牛頓(Newton）1643-1727“我之所以看得比別人遠,是因為我站在巨人的肩上”⑵伽利略觀點中的“水平面”在笛卡兒的觀點中并沒有提及，而只是說直線，沿任意方向的直線，拓寬了人們的視野。⑴伽利略只說“一直運動下去”，而笛卡兒進一步明確了是“勻速直線運動下去”。Part.02牛頓第一定律1.內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。這就是牛頓第一定律（Newton’sfirstlaw）。不受外力（1）總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)受外力時物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變（2）物體這種保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫作慣性。因此牛頓第一定律也叫慣性定律。力不是維持物體運動的原因而是改變物體運動狀態(tài)的原因揭示了運動和力的關(guān)系2.含義(1)牛頓第一定律所描述的是物體不受外力作用時的狀態(tài)，與物體所受合外力為零是等效的。(2)牛頓第一定律不是實驗定律，它是在理想實驗的基礎(chǔ)上總結(jié)得出的。(3)牛頓第一定律只適用于慣性參考系中的運動，在非慣性參考系中不適用。3.理解：Part.03慣性與質(zhì)量2.一切物體都具有慣性.慣性是物體的固有性質(zhì),牛頓第一定律又叫慣性定律.1.

慣性:物體有保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),這種性質(zhì)叫慣性.3．慣性的大?。嘿|(zhì)量是物體慣性大小的量度．質(zhì)量越大，慣性越大；慣性越大，物體保持原來狀態(tài)“本領(lǐng)”越大，運動狀態(tài)越難改變；反之，運動狀態(tài)就越容易改變。(1)慣性不是力，慣性與物體的受力情況無關(guān)．(2)慣性與物體是否有速度及速度的大小均無關(guān)．(3)慣性的“兩個表現(xiàn)”①不受外力的條件下，慣性表現(xiàn)出“保持”“原來的”運動狀態(tài)．②在受力條件下，慣性表現(xiàn)出運動狀態(tài)改變的難易程度．(4)慣性不是慣性定律.4．對慣性的理解6．對質(zhì)量的理解(1)從物質(zhì)的角度理解：質(zhì)量為物體所含物質(zhì)的多少．(2)從慣性的角度理解：質(zhì)量是決定物體慣性大小的唯一因素．(3)質(zhì)量只有大小，沒有方向，是標(biāo)量。在國際單位制中，質(zhì)量的單位是千克，符號為kg.5.質(zhì)量（mass）：是量度物體慣性大小的物理量。

想一想：為什么讓擺動的大沙袋停下來就比讓擺動的小球停下來費力得多。

從牛頓第一定律得知，物體都要保持它們原有的勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。可以說，它們都具有抵抗運動狀態(tài)變化的“能力”，即都具有慣性。那么，怎樣描述慣性的大小呢？例如：以相同的方式拋擲質(zhì)量不同的兩個石塊，質(zhì)量大的石塊需要的力大。想一想生活中“慣性”體現(xiàn)在哪里？不受力：表現(xiàn)為保持原來的運動狀態(tài)受力：表現(xiàn)為運動狀態(tài)改變的難易程度想一想：開車為什么要系安全帶乒乓球容易吹動和可以快速抽殺的原因是因為質(zhì)量小，運動狀態(tài)容易改變。慣性與速度大小有關(guān)嗎？戰(zhàn)斗機在進行作戰(zhàn)前為什么要扔掉副油箱？解釋生活現(xiàn)象思考設(shè)想：一個足球和一個鉛球以相同速度飛來，假如你必須用頭去頂其中一個，哪么你會頂哪一個？為什么？質(zhì)量越大，慣性越大。質(zhì)量是慣性的量度。分組實驗分別用鋼球和玻璃球?qū)嶒?，看看有什么實驗現(xiàn)象？如何解釋現(xiàn)象？解：因為當(dāng)瓶子從靜止?fàn)顟B(tài)突然向右加速運動時，瓶中的水由于慣性要保持原有的靜止?fàn)顟B(tài)，相對瓶來說是向左運動，氣泡也有慣性，但相比水來說質(zhì)量很小，慣性小可忽略不計，所以氣泡相對水向右移動。【典例】如圖所示，水平放置的小瓶內(nèi)裝有水，其中有氣泡，當(dāng)瓶子從靜止?fàn)顟B(tài)突然向右加速運動時，小氣泡在瓶內(nèi)將向何方運動？

請你用慣性的知識來解釋一下為什么當(dāng)你奔跑時碰到石塊,會向前跌倒;而如果你踩到西瓜皮,會向后倒?要點提示：奔跑時碰到石塊,人的下半身就停了下來,而人的上半身由于慣性,仍然保持原來的運動狀態(tài),所以會向前跌倒。如果你踩到西瓜皮,腳有一個向前運動的較大的速度,而人的上半身由于慣性,仍保持原來的狀態(tài),所以會向后倒。想一想課堂總結(jié)，課外探究再談螺絲魔術(shù)

有人說螺絲魔術(shù)顛覆了牛頓第一定律：不給螺帽力的作用，螺帽也能運動起來。你怎么看？請在百度中搜索“螺絲魔術(shù)揭秘”，弄清螺絲魔術(shù)的原理。學(xué)以致用：水滴將落在哪里？車廂天花板上的O點有水滴下，P為O點正下方的位置，若車廂向前做勻速運動，試分析水滴落在什么位置？【例題】有一儀器的內(nèi)部電路如圖所示，其中M是質(zhì)量較大的一個金屬塊，兩端與彈簧相連接。將儀器固定在一輛汽車上，當(dāng)汽車啟動時，哪只燈亮？當(dāng)汽車急剎車時，哪只燈亮？為什么？當(dāng)汽車啟動時，汽車的速度變大了，而金屬塊由于慣性，將保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，從而使綠燈所在的電路被接通，所以啟動時綠燈亮；急剎車時，汽車的速度變小了，而金屬塊由于慣性，將保持原來的速度運動，從而使紅燈所在的電路被接通，所以急剎車時紅燈亮。當(dāng)汽車勻速行駛時，彈簧將使金屬塊復(fù)位，兩燈均不亮。解析：牛頓第一定律是否成立與選擇什么參考系有關(guān)。如果在一個參考系中，一個不受力的物體會保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，這樣的參考系叫作慣性參考系，簡稱慣性系。以加速運動的紙為參考系，牛頓第一定律并不成立，這樣的參考系叫作非慣性系。

自然和自然的法則在黑夜中隱藏，上帝說，讓牛頓去吧！于是一切都被照亮。

蒲柏Part.04典例分析鞏固練習(xí)1、關(guān)于伽利略實驗，下列說法正確的是（）A．完全是理想的，沒有事實為基礎(chǔ)；B．是以可靠事實為基礎(chǔ)的，經(jīng)科學(xué)抽象，深刻反映自然規(guī)律的；C．沒有事實為基礎(chǔ)，只有理想推理；D．以上說法都不對；B2.用繩子拴住一個小球在光滑的水平面上作圓周運動，當(dāng)繩子突然斷裂后，小球?qū)?)

A．保持原來的圓周運動狀態(tài)B．保持繩斷時的速度作勻速直線運動C．小球運動速度減小，但保持直線D．以上三種都有可能B3.有一熱氣球以一定的速度勻速豎直上升一定高度時，從熱氣球里掉出一個物體，這個物體離開熱氣球后將：（）A.繼續(xù)上升一段距離，然后下落。B.立即下落。C.以原來的速度永遠上升。D.以上說法都不對。A4.如圖示，固定在汽車上與汽車共同前進的油箱中有一氣泡，當(dāng)汽車突然加速時，關(guān)于汽泡相對油箱的運動情況，下列說法正確的是（）A、向后；B、向前；C、靜止；D、不能確定。

B5、伽利略創(chuàng)造的把實驗、假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)方法，有力地促進了人類科學(xué)認(rèn)識的發(fā)展。利用如圖所示的裝置做如下實驗：小球從左側(cè)斜面上的O點由靜止釋放后沿斜面向下運動，并沿右側(cè)斜面上升。斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料時，小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1、2、3。根據(jù)三次實驗結(jié)果的對比，可以得到的最直接的結(jié)論是（）A．如果斜面光滑，小球?qū)⑸仙脚cO點等高的位置B．如果小球不受力，它將一直保持勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài)C．如果小球受到力的作用，它的運動狀態(tài)將發(fā)生改變D．小球受到的力一定時，質(zhì)量越大，它的運動狀態(tài)就容易改變A6、如圖所示，一個劈形物體M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在劈形物體上表面上放一光滑小球m，劈形物體從靜止開始釋放，則小球在碰到斜面前的運動軌跡是（）A．沿斜面向下的直線 B．豎直向下的直線C．無規(guī)則直線 D．拋物線B7、某同學(xué)為了取出如圖所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿著球筒的中部，另一手用力擊打羽毛球筒的上端，則(

)A.此同學(xué)無法取出羽毛球B.該同學(xué)