4.1牛頓第一定律（課件）20242025年初升高暑假預(yù)習(xí)強化之精細(xì)講義

牛頓第一定律PARTONE理想實驗的魅力歷史上關(guān)于力與運動的關(guān)系的認(rèn)識理想實驗的魅力代表人物

亞里士多德伽利略笛卡爾歷史上關(guān)于力與運動的關(guān)系的認(rèn)識理想實驗的魅力代表人物：亞里士多德

對力和運動關(guān)系的看法必須有力作用在物體上,物體才能運動；沒有力的作用,物體就會停下來,即力是維持物體運動的原因局限性：亞里士多徳沒有對觀察到的物理現(xiàn)象進(jìn)行深入的分析.只看到對物體施加的推力，而未考慮到運動的物體之所以會停下，是因為受到摩擦阻力等作用研究方法基于生活經(jīng)驗得來歷史上關(guān)于力與運動的關(guān)系的認(rèn)識理想實驗的魅力代表人物：伽利略

對力和運動關(guān)系的看法如果沒有摩擦阻力,運動的物體將保持某個速度一直運動下去,即力不是維持物體運動的原因研究方法(理想實驗)實驗+邏輯推理局限性：伽利略理想斜面實驗的實驗事實、設(shè)計思路、科學(xué)推論這一思維過程，雖不同于科學(xué)實臉.但仍能解釋力與運動的關(guān)系歷史上關(guān)于力與運動的關(guān)系的認(rèn)識理想實驗的魅力代表人物：笛卡爾

對力和運動關(guān)系的看法如果運動中的物體沒有受到力的作用.它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動,既不停下來,也不偏離原來的方向局限性：笛卡兒強調(diào)了伽利略沒有明確表述的慣性運動的直線性研究方法數(shù)學(xué)演繹法歷史上關(guān)于力與運動的關(guān)系的認(rèn)識理想實驗的魅力維持運動需要力嗎？你一定有過這樣的生活經(jīng)驗：在平地上騎自行車的時候,即使不踩踏板，車也會前進(jìn)一段距離，但因為沒有繼續(xù)用力，它最終還是要停下來.但物體的運動并不需要力來維持，運動之所以會停下來，是因為受到了摩擦阻力。伽利略的理想斜面實驗理想實驗的魅力?事實:

AB、BC是兩個對接的斜面，讓小球從M斜面上某高度處由靜止?jié)L下。小球?qū)L上BC斜面，所達(dá)到的高度略低于在AB上釋放時的高度。

伽利略的理想斜面實驗理想實驗的魅力?推理1：如果斜面光滑，小球?qū)⑸仙皆瓉頁穹艜r的高度.推理2：減小右側(cè)斜面的傾角(如BD、BE)，小球在這個斜面上仍將達(dá)到同一高度，但這時它要運動得遠(yuǎn)些。推理3：繼續(xù)減小右側(cè)斜面的傾角，最后變成水平面(如BF)，小球無法到達(dá)釋放時的高度,將以恒定的速率永遠(yuǎn)運動下去。?結(jié)論：物體的運動不需要力來維持。伽利略的思想方法與意義理想實驗的魅力伽利略用“實驗+邏輯推理”的方法推翻了亞里士多德的觀點，揭示了力不是維持物體運動的原因，確立了物理實驗在研究中的基礎(chǔ)地位，在自然科學(xué)的理論研究中的重要地位，但也有局限性。伽利略的思想方法與意義理想實驗的魅力理想實驗的魅力?談“理想”:A.接觸面不可能絕對光滑；

B.水平面不可能做得無限長.?談“實驗"：理論實驗,非真實的科學(xué)實驗。?談“魅力”：伽利略"理想實驗”的卓越之處不是實驗本身，而是實驗所使用的獨特方法，在實驗事實的基礎(chǔ)上，進(jìn)行合理外推。理想實驗的魅力【典例1】伽利略對自由落體運動及運動和力的關(guān)系的研究，開創(chuàng)了科學(xué)實驗和邏輯推理相結(jié)合的研究方法。圖(a)、(b)分別表示這兩項研究中實驗和邏輯推理的過程,對這兩項研究,下列說法正確的是（

）A．圖(a)通過邏輯推理得出物體的運動需要力來維持B．圖(a)中的斜面是完全光滑的C．圖(b)實驗中因為不存在沒有摩擦阻力的斜面，所以該實驗結(jié)論與實際不符D．圖(b)的實驗為“理想實驗”，通過邏輯推理得出物體的運動不需要力來維持的結(jié)論D理想實驗的魅力【典例2】（多選）圖(a)、(b)是伽利略的兩個斜面實驗，開創(chuàng)了科學(xué)實驗和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)研究方法。下列說法符合物理史實的是（

）A．圖(a)中通過研究小球在斜面上的運動，推理出自由落體運動規(guī)律B．圖(a)中讓小球從斜面滾下，可“沖淡”重力，使速度測量更容易C．圖(b)中斜面沒有摩擦，小球上升到等高的位置是真實的實驗結(jié)果D．圖(b)中伽利略通過邏輯推理得出力不是維持物體運動的原因ADPARTTWO牛

頓

第

一

定

律(慣

性

定

律)內(nèi)容牛頓第一定律(慣性定律)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)。牛頓第一定律表明，物體具有保持原來靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì),我們把這個性質(zhì)稱為慣性.牛頓第一定律也叫慣性定律。內(nèi)容牛頓第一定律(慣性定律)?對牛頓第一定律中“除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)”的理解，這句話揭示了運動和力的關(guān)系，糾正了“力是維持物體運動的原因”的錯誤觀點，明確指出了力是改變物體運動狀態(tài)的原因，進(jìn)而說明了力是產(chǎn)生加速度的原因。內(nèi)容牛頓第一定律(慣性定律)?物體的運動狀態(tài)改變，即物體的速度發(fā)生改變.運動狀態(tài)變化有以下三種情況：A.速度方向不變，大小改變;B.速度大小不變，方向改變;C.速度大小和方向均改變。內(nèi)容牛頓第一定律(慣性定律)不受力等效于狀態(tài)靜止勻速直線運動運動狀態(tài)F狀態(tài)改變(△v≠0)v大小改變，方向不變v大小不變，方向改變v大小改變，方向改變a≠0力是產(chǎn)生加速度的原因F合=0成立條件牛頓第一定律(慣性定律)牛頓第一定律只適用于慣性系。在有些參考系中,不受力的物體會保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動的狀態(tài),這樣的參考系叫作慣性參考系，簡稱慣性系。例如，研究地面上的物體時，一般把地面看成慣性系，相對地面靜止或做勻速直線運動的參考系，也可以看成慣性系。成立條件牛頓第一定律(慣性定律)慣性系與非慣性系火車沿平直軌道勻速運動時，可將火車看成慣性系來研究火車內(nèi)其他物體的運動。以加速運動的火車為參考系，原來靜止在火車內(nèi)光滑水平桌面上的物體會相對火車向后做加速運動，但物體在水平方向上并沒有受力，因此牛頓第一定律并不成立，這樣的參考系稱為非慣性系。PARTTHREE慣性與質(zhì)量慣性慣性與質(zhì)量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。慣性是牛頓第一定律的表現(xiàn)方式，“一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”揭示了物體的一個固有屬性--慣性，即物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。牛頓第一定律指出一切物體在任何情況下都具有慣性。慣性的具體表現(xiàn)形式慣性與質(zhì)量物體的慣性總是以保持“原狀”或反抗“改變”兩種形式表現(xiàn)出來。?當(dāng)物體不受外力或者所受合外力為零時，慣性表現(xiàn)為保持原來的運動狀態(tài)不變：原來靜止的物體保持靜止，原來運動的物體保持原來的速度繼續(xù)運動。例如，冰壺在冰面運動時，可以在較長時間內(nèi)保持運動速度的大小和方向不變。慣性的具體表現(xiàn)形式慣性與質(zhì)量物體的慣性總是以保持“原狀”或反抗“改變”兩種形式表現(xiàn)出來。?當(dāng)物體受到外力作用時，慣性表現(xiàn)為改變物體運動狀態(tài)的難易程度,物體的慣性越大，它的運動狀態(tài)越難改變。例如，靜止的籃球比靜止的汽車更容易運動起來。慣性的量度慣性與質(zhì)量?質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，等價于改變物體運動狀態(tài)的難易程度。質(zhì)量越大，慣性越大;慣性越大，運動狀態(tài)越難改變。慣性的量度慣性與質(zhì)量?慣性與物體的運動狀態(tài)、受力情況、所處位置等其他因素均無關(guān)。例如，同樣一輛汽車,停在車庫時與在高速公路上行駛時，運動狀態(tài)、受力情況及所處位置均發(fā)生了變化，但質(zhì)量不變，慣性就不變。慣性的量度慣性與質(zhì)量對慣性的理解?慣性與力無關(guān)：慣性不是力，不能說“物體受到慣性作用”“產(chǎn)生了慣性”“受到慣性力”“克服慣性”等.?慣性與速度無關(guān)：慣性的大小只由物體的質(zhì)量決定，與其他因素?zé)o關(guān).切勿認(rèn)為物體的速度越大，慣性越大，也不要認(rèn)為運動的物體有慣性，靜止的物體沒有慣性。慣性的量度慣性與質(zhì)量對慣性的理解?慣性不同于慣性定律：慣性是物體本身具有的屬性，無條件;慣性定律是一條規(guī)律，揭示了物體不受外力時的運動狀態(tài)，“不受外力”是先決條件。?“力”與“慣性”的不同力是改變物體運動狀態(tài)的原因，即力越大,運動狀態(tài)越易改變；慣性是維持物體運動狀態(tài)的原因，即慣性越大,運動狀態(tài)越難改變。慣性與質(zhì)量【典例3】對于慣性概念的理解，下列說法中正確的是（

）A．判斷物體有無慣性，要看物體是否靜止或做勻速直線運動B．慣性是物體本身的固有屬性，與其是否受力、是否運動等外部因素?zé)o關(guān)C．只有速度不易改變的物體才有慣性D．物體所受外力的大小影響著物體慣性是否發(fā)生變化B慣性與質(zhì)量【典例4】關(guān)于慣性的下列說法中正確的是（

）A．物體不受外力作用時才有慣性B．物體能夠保持原有運動狀態(tài)的性質(zhì)叫慣性C．物體只有在勻速直線運動時才有慣性 D．物體速度越大其慣性越大B慣性與質(zhì)量【典例5】下列關(guān)于牛頓第一定律的敘述正確的是（

）A．牛頓第一定律揭示了運動和力的關(guān)系，力是維持物體運動狀態(tài)的原因B．牛頓第一定律是利用邏輯思維進(jìn)行分析的產(chǎn)物，可以用實驗直接驗證C．牛頓第一定律是否成立與選擇什么參考系有關(guān)D．牛頓第一定律是否成立與選擇什么參考系無關(guān)C慣性與質(zhì)量【典例6】人在處于一定運動狀態(tài)的車廂內(nèi)豎直向上跳起，下列分析人的運動情況的選項中正確的是（

）A．只有當(dāng)車廂處于靜止?fàn)顟B(tài)，人才會落回跳起點B．若車廂沿直線水平勻速前進(jìn)，人將落在跳起點的后方C．若車廂沿直線水平加速前進(jìn)，人將落在跳起點的后方D．若車廂沿直線水平減速前進(jìn)，人將落在跳起點的后方C慣性與質(zhì)量1．閩江河口龍舟競渡歷史可追溯到秦漢，那時河口居有一支閩越王無諸氏族，他們擅長劃舟，喜賽龍舟，留下了龍舟競渡傳統(tǒng)。《福州地方志》記載：“福州龍舟競渡，臺江、西湖皆有之?！眻D為龍舟比賽的照片，下列說法正確的是（

）A．龍舟的速度越大，慣性也越大B．獲得冠軍的龍舟，其平均速度一定最大C．龍舟齊頭并進(jìn)時，相對于河岸是靜止的D．龍舟能前進(jìn)是因為水對船槳的作用力大于船槳對水的作用力B慣性與質(zhì)量2．在向右行駛的汽車車廂的天花板上懸掛有一個小球A，在A的正下方地板上有一點B，如圖所示。下列說法正確的是（

）A．若汽車勻速行駛的過程中細(xì)線突然斷裂，小球A將落在B點的左側(cè)B．若汽車勻速行駛的過程中細(xì)線突然斷裂，小球A將落在B點的右側(cè)C．若汽車加速行駛的過程中細(xì)線突然斷裂，小球A將落在B點的左側(cè)D．若汽車加速行駛的過程中細(xì)線突然斷裂，小球A將落在B點的右側(cè)C慣性與質(zhì)量3．有關(guān)運動與力的關(guān)系，下列說法正確的是（

）A.離地球越遠(yuǎn)的物體所受的重力越小,所以物體慣性也越小B.力是改變物體的運動狀態(tài)即產(chǎn)生加速度的原因C.只有物體所受的合力發(fā)生改變,物體的運動狀態(tài)才會發(fā)生改變D.作用力和反作用力作用在同一個物體上B慣性與質(zhì)量4．圖甲是小李因踩到香蕉皮而摔倒的情景，圖乙是小張因被石頭絆到而摔倒的情景，則下列說法正確的是（

）A．小李摔倒是因為下半身的速度大于上半身的速度B．小張摔倒是因為下半身仍保持原來的運動狀態(tài)C．人行走越快越容易摔倒，因此速度越大，人的慣性越大D．小李摔倒是因為小李的慣性變小了A慣性與質(zhì)量5．關(guān)于物體的慣性，下列說法正確的是（

）A．物體的質(zhì)量越大，慣性越大B．物體的速度越大，慣性越大C．汽車靜止時，沒有慣性D．汽車剎車時，慣性增大A慣性與質(zhì)量

C慣性與質(zhì)量7．如圖所示，一同學(xué)站在公交車內(nèi)，公交車正沿著圖中箭頭方向行駛，當(dāng)剎車時，她的身體會向前傾。造成該同學(xué)身體向前傾的主要原因是（

）A．車對該同學(xué)施加向前的力B．車內(nèi)空氣對該同學(xué)施加向前的力C．車地板對該同學(xué)施加向后的摩擦力D．剎車時，車改變了該同學(xué)所受重力的方向C慣性與質(zhì)量8．在東漢王充所著的《論衡?狀留篇》中提到“是故湍瀨之流，沙石轉(zhuǎn)而大石不移。何者？大石重而沙石輕也。”從物理學(xué)的角度對文中所描述現(xiàn)象的解釋，下列說法正確的是（

）A．水沖沙石，沙石才能運動，因為力是產(chǎn)生運動的原因B．“沙石轉(zhuǎn)而大石不移”是因為物體運動狀態(tài)改變的難易程度與質(zhì)量有關(guān)C．只有在水的持續(xù)沖力作用下沙石才能一直運動，是因為運動需要力來維持D．“大石不移”是因為大石受到的阻力大于水的沖力B慣性與質(zhì)量9．(多選)伽利略理想斜面實驗創(chuàng)造性的把實驗、假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)方法，有力地促進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識的發(fā)展。關(guān)于伽利略的斜面實驗，下列說法正確的是（

）A．該實驗雖然是理想實驗，是在思維中進(jìn)行的，但仍以真實的實驗為基礎(chǔ)B．如果斜面粗糙，不論右側(cè)斜面傾角如何，小球也將上升到與釋放點等高的位置C．該實驗說明了物體的運動不需要力來維持D．該實驗證明了力是維持物體運動的原因AC慣性與質(zhì)量10.亞里士多德是古代最偉大的哲學(xué)家、科學(xué)家和教育家之一,但由于歷史的局限性,亞里士多德的有些認(rèn)識是錯誤的,一位科學(xué)家為了證明亞里士多德的一個結(jié)論的錯誤，設(shè)計了一個斜面理想實驗，下圖是這個實驗的示意圖。(1)設(shè)計這個實驗的科學(xué)家是

（選填：“牛頓”或“伽利略”)，這個理想實