高中物理 4.1牛頓第一定律.課件 新人教版必修1

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1、第四章牛頓運動定律第四章牛頓運動定律學案學案1 1 牛頓第一定律牛頓第一定律 如同如同“重的物體比輕的物體下落的快重的物體比輕的物體下落的快”這個觀點一這個觀點一樣，樣，“力是維持物體運動的原因力是維持物體運動的原因”這個觀點在物理學發(fā)這個觀點在物理學發(fā)展史上存在了很多年，主要原因是這兩個問題與實際展史上存在了很多年，主要原因是這兩個問題與實際生活聯(lián)系很密切，而生活中在證明這兩個問題時阻力生活聯(lián)系很密切，而生活中在證明這兩個問題時阻力往往無法忽略，所以造成了研究的困難，我們學習了往往無法忽略，所以造成了研究的困難，我們學習了這一節(jié)課以及前面對自由落體問題的研究方法，沿著這一節(jié)課以及前面對自由落

2、體問題的研究方法，沿著大師們的足跡，尋找一條研究這一類問題的正確方法，大師們的足跡，尋找一條研究這一類問題的正確方法，自己學完之后總結(jié)一下，看自己在學習過程中學到了自己學完之后總結(jié)一下，看自己在學習過程中學到了什么樣的知識，更重要的是學習到了什么樣的研究問什么樣的知識，更重要的是學習到了什么樣的研究問題的方法，自己對研究這一類問題有沒有獨到的見解。題的方法，自己對研究這一類問題有沒有獨到的見解。 動力學的奠基者是英國科學家牛頓動力學的奠基者是英國科學家牛頓(Isaac Newton,16431727)。他在。他在1687年出版的年出版的自然哲學的數(shù)學原理自然哲學的數(shù)學原理中提出了三條運動中提出

3、了三條運動定律定律,后人把它們總稱為牛頓運動定律后人把它們總稱為牛頓運動定律(Newton laws of motion),它們是整個動力學的基礎(chǔ)。它們是整個動力學的基礎(chǔ)。學點學點1 理想實驗的魅力理想實驗的魅力 亞里士多德的觀點亞里士多德的觀點 根據(jù)生活經(jīng)驗，亞里士多德得出結(jié)論：必須有力作用在物體上，物體才能運根據(jù)生活經(jīng)驗，亞里士多德得出結(jié)論：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。動；沒有力的作用，物體就要靜止在一個地方。 (2)伽利略的觀點伽利略的觀點 理想實驗理想實驗 如圖如圖4-1-1甲所示，讓小球沿一個斜面甲所示，讓小球沿一個斜面由靜止?jié)L下，小球?qū)?/p>

4、滾上另一個斜面。如由靜止?jié)L下，小球?qū)L上另一個斜面。如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨?。果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨取?如果第二個斜面傾斜角度減小，如圖如果第二個斜面傾斜角度減小，如圖4-1-1乙所乙所示，小球在這個斜面上達到原來的高度就要通過更示，小球在這個斜面上達到原來的高度就要通過更長的路程。繼續(xù)減小第二個斜面的傾斜角度，如圖長的路程。繼續(xù)減小第二個斜面的傾斜角度，如圖4-1-2丙所示，使它最終成為水丙所示，使它最終成為水平面，小球就再也達不到原來的高度，而將沿水平面以恒定的速度持續(xù)運動下去。平面，小球就再也達不到原來的高度，而將沿水平面以恒定的速度持續(xù)運動下去。 實驗結(jié)論：在水

5、平面上的物體，假設(shè)沒有摩擦，一旦物體具有某一速度，實驗結(jié)論：在水平面上的物體，假設(shè)沒有摩擦，一旦物體具有某一速度，物體將保持這個速度永遠運動下去，即物體的運動不需要力來維持。物體將保持這個速度永遠運動下去，即物體的運動不需要力來維持。 意義：伽利略的理想斜面實驗雖然是想象中的實驗，但這個實驗反映了一意義：伽利略的理想斜面實驗雖然是想象中的實驗，但這個實驗反映了一種物理思想，它是建立在可靠的事實基礎(chǔ)之上的。以事實為依據(jù)，以抽象為指導，種物理思想，它是建立在可靠的事實基礎(chǔ)之上的。以事實為依據(jù)，以抽象為指導，抓住主要因素，忽略次要因素，從而深刻地揭示了自然規(guī)律。抓住主要因素，忽略次要因素，從而深刻地

6、揭示了自然規(guī)律。圖圖4-1-1【例【例1】理想實驗有時能更深刻地反映自然規(guī)律。伽利略設(shè)想了一個理想實】理想實驗有時能更深刻地反映自然規(guī)律。伽利略設(shè)想了一個理想實 驗，如圖驗，如圖 4-1-2所示的斜面實驗，其中有一個是實驗事實，其余是推論。所示的斜面實驗，其中有一個是實驗事實，其余是推論。 減小第二個斜面的傾角，小球在這斜面上仍然要達到原來的高度。減小第二個斜面的傾角，小球在這斜面上仍然要達到原來的高度。 兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面。兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面。 如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫艜r的高度。如果沒有摩擦

7、，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫艜r的高度。 繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持續(xù)的繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持續(xù)的 勻速運動。勻速運動。 請將上述理想實驗的設(shè)想步驟按照正確的順序排列請將上述理想實驗的設(shè)想步驟按照正確的順序排列_（只填寫序號（只填寫序號 即可）。即可）。 在上述的設(shè)想步驟中，有的屬于在上述的設(shè)想步驟中，有的屬于 可靠的事實，有的則是理想化的可靠的事實，有的則是理想化的 推論。下列關(guān)于事實和推論的分推論。下列關(guān)于事實和推論的分 類正確的是類正確的是( ) A.是事實，是事實，是推論是推論 B.是事實，是事實，是推論是推論 C.是

8、事實，是事實，是推論是推論 D.是事實，是事實，是推論是推論圖圖4-1-2【解析】體會伽利略的理想實驗，可知排列順序為體會伽利略的理想實驗，可知排列順序為, ,分類正確的是分類正確的是B B。B （）笛卡兒的觀點（）笛卡兒的觀點 如果沒有其他原因，運動的物體將以同一速度沿著一條直線永恒地運動下去。笛如果沒有其他原因，運動的物體將以同一速度沿著一條直線永恒地運動下去。笛卡兒補充和完善了伽利略的觀點?？▋貉a充和完善了伽利略的觀點。 1關(guān)于伽利略理想實驗關(guān)于伽利略理想實驗,下列說法正確的是下列說法正確的是( )A.完全是理想的完全是理想的,沒有事實為基礎(chǔ)的沒有事實為基礎(chǔ)的B.是以可靠事實為基礎(chǔ)的，經(jīng)

9、科學抽象，深刻反映自然規(guī)律的是以可靠事實為基礎(chǔ)的，經(jīng)科學抽象，深刻反映自然規(guī)律的C.沒有事實為基礎(chǔ)，只是理想推理沒有事實為基礎(chǔ)，只是理想推理D.以上說法都不對以上說法都不對B學點學點2 牛頓物理學的基石牛頓物理學的基石慣性定律慣性定律 內(nèi)容：內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到有外一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。這就是牛頓第一定律，又叫慣性定律。力迫使它改變這種狀態(tài)為止。這就是牛頓第一定律，又叫慣性定律。 牛頓第一定律牛頓第一定律的理解的理解 明確了慣性的概念明確了慣性的概念 定律的前半句話定律的前半句話“一切物體總保持勻速直線運動狀

10、態(tài)或靜止狀態(tài)一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)”揭示了物體所具有的一個重要屬性揭示了物體所具有的一個重要屬性慣性，即物體保持勻速直線運動慣性，即物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(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狀態(tài)或靜止狀態(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。因此牛頓第一定律又叫慣性定律。有慣性。因此牛頓第一定律又叫慣性定律。 確定了力的含義確定了力的含義 定律的后半句話定律的后半句話“除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)”，實際上是對力的定義，即力是改變物體運動狀態(tài)的原因，并不是維持物實際上是對力的定義，即力是

11、改變物體運動狀態(tài)的原因，并不是維持物體運動的原因，這一點要切實理解。體運動的原因，這一點要切實理解。 定性揭示了力和運動的關(guān)系定性揭示了力和運動的關(guān)系 牛頓第一定律指出物體不受外力作用時的運動規(guī)律，它描述的只是牛頓第一定律指出物體不受外力作用時的運動規(guī)律，它描述的只是一種理想狀態(tài)，而實際中不受外力作用的物體是不存在的，當物體所受一種理想狀態(tài)，而實際中不受外力作用的物體是不存在的，當物體所受合外力為零時，其效果跟不受外力作用時相同。合外力為零時，其效果跟不受外力作用時相同。下列說法中正確的是下列說法中正確的是( )A.如果物體在運動，那么它一定受到力的作用如果物體在運動，那么它一定受到力的作用B

12、.力是使物體做變速運動的原因力是使物體做變速運動的原因C.撤去作用力，運動物體最終總要停下來撤去作用力，運動物體最終總要停下來D.力只能改變物體運動速度的大小力只能改變物體運動速度的大小【例【例2】以下各說法中正確的是】以下各說法中正確的是( ) A.牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時的運動規(guī)律牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時的運動規(guī)律 B.不受外力作用時，物體運動狀態(tài)保持不變是由于物體具有慣性不受外力作用時，物體運動狀態(tài)保持不變是由于物體具有慣性 C.在水平地面上滑動的木塊最終要停下來，是由于沒有外力維持在水平地面上滑動的木塊最終要停下來，是由于沒有外力維持 木塊運動木塊運動 D.物體

13、運動狀態(tài)發(fā)生變化時，物體必定受到外力的作用物體運動狀態(tài)發(fā)生變化時，物體必定受到外力的作用【解析【解析】牛頓第一定律描述的是一種理想的情況牛頓第一定律描述的是一種理想的情況物體不受任何外力作用時，物體不受任何外力作用時，物體將保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)不變。實際的情況是物體都要受到外物體將保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)不變。實際的情況是物體都要受到外力的作用，只要物體所受的外力的合力為零，物體就保持靜止或勻速直線運動力的作用，只要物體所受的外力的合力為零，物體就保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)不變，所以選項是正確的。物體的運動并不需要力來維持，而是物體本狀態(tài)不變，所以選項是正確的。物體的運動并不需

14、要力來維持，而是物體本身具有慣性。力是改變物體運動狀態(tài)的原因，所以選項、正確。選項中身具有慣性。力是改變物體運動狀態(tài)的原因，所以選項、正確。選項中木塊最終要停下來的原因是：木塊在運動過程中，受到各種摩擦阻力的作用，木塊最終要停下來的原因是：木塊在運動過程中，受到各種摩擦阻力的作用，速度逐漸減小到零，所以選項是錯誤的。速度逐漸減小到零，所以選項是錯誤的。BABD 2學點學點3 慣性與質(zhì)量慣性與質(zhì)量 慣性的理解慣性的理解 普遍性：普遍性：慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性。慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性。 無關(guān)性：無關(guān)性：慣性與運動狀態(tài)無關(guān)，不論物體是處于怎樣的運動狀態(tài)，慣性與運動

15、狀態(tài)無關(guān)，不論物體是處于怎樣的運動狀態(tài)，慣性總是存在的。當物體原來靜止時，它一直慣性總是存在的。當物體原來靜止時，它一直“想想”保持這種靜止狀態(tài)；保持這種靜止狀態(tài)；當物體原來運動時，它一直當物體原來運動時，它一直“想想”以那一時刻的速度做勻速直線運動。慣以那一時刻的速度做勻速直線運動。慣性與是否受力無關(guān)，與速度大小無關(guān)。性與是否受力無關(guān)，與速度大小無關(guān)。 唯一性：唯一性：慣性由質(zhì)量唯一決定，質(zhì)量是慣性大小的量度。慣性由質(zhì)量唯一決定，質(zhì)量是慣性大小的量度。 我們知道，推動一輛自行車要比推動一輛汽車容易得多，這表明質(zhì)量我們知道，推動一輛自行車要比推動一輛汽車容易得多，這表明質(zhì)量越大的物體，運動狀態(tài)

16、越難改變，即該物體的慣性越大；而質(zhì)量越小的物越大的物體，運動狀態(tài)越難改變，即該物體的慣性越大；而質(zhì)量越小的物體，運動狀態(tài)越容易改變，即該物體的慣性較小，所以，質(zhì)量是物體慣性體，運動狀態(tài)越容易改變，即該物體的慣性較小，所以，質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，慣性是物體本身固有的性質(zhì)。大小的唯一量度，慣性是物體本身固有的性質(zhì)。 說明：說明：慣性不是一種力，將它視為一種慣性不是一種力，將它視為一種“力力”，意味著運動由這個，意味著運動由這個“力力”來維持，違背了力和運動的關(guān)系，并且無法確定出這個來維持，違背了力和運動的關(guān)系，并且無法確定出這個“力力”的施的施力物體；力物體；不要把慣性概念與牛頓第一定律相

17、混淆，慣性指的是一切物體不要把慣性概念與牛頓第一定律相混淆，慣性指的是一切物體都具有保持勻速直線運動和靜止狀態(tài)的性質(zhì)，牛頓第一定律反映了物體不都具有保持勻速直線運動和靜止狀態(tài)的性質(zhì)，牛頓第一定律反映了物體不受外力時的運動規(guī)律。受外力時的運動規(guī)律。 定定義：義：物體保持勻速直線運動或靜止狀態(tài)的特性，叫做慣性物體保持勻速直線運動或靜止狀態(tài)的特性，叫做慣性?！纠纠? 3】下列關(guān)于慣性的說法中正確的是】下列關(guān)于慣性的說法中正確的是( )( ) A. A.物體只有靜止或做勻速直線運動時才有慣性物體只有靜止或做勻速直線運動時才有慣性 B.B.物體只有受外力作用時才有慣性物體只有受外力作用時才有慣性 C.

18、C.物體的運動速度大時慣性大物體的運動速度大時慣性大 D.D.物體在任何情況下都有慣性，且慣性大小只與質(zhì)量大小有關(guān)物體在任何情況下都有慣性，且慣性大小只與質(zhì)量大小有關(guān)【解析】慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性，與物慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性，與物體的運動狀態(tài)及受力情況無關(guān)，故只有項正確。體的運動狀態(tài)及受力情況無關(guān)，故只有項正確。下列關(guān)于慣性的說法中，正確的是下列關(guān)于慣性的說法中，正確的是( )A.人走路時沒有慣性，被絆倒時有慣性人走路時沒有慣性，被絆倒時有慣性B.物體不受外力時有慣性，受外力后慣性被克服掉了，運動狀態(tài)物體不受外力時有慣性，受外力后慣性被克服掉了，運動狀態(tài) 才

19、發(fā)生了改變才發(fā)生了改變C.物體的速度越大慣性越大，因為速度越大的物體越不容易停下來物體的速度越大慣性越大，因為速度越大的物體越不容易停下來D.慣性是物體的固有屬性，只要物體存在，慣性就存在并被確定慣性是物體的固有屬性，只要物體存在，慣性就存在并被確定 3 有人說：有人說：“伽利略的理想斜面實驗是假想實驗，實際中不可能伽利略的理想斜面實驗是假想實驗，實際中不可能做到，所以是不科學的。做到，所以是不科學的?！蹦阏J為這個觀點對嗎？談談你的理解。你認為這個觀點對嗎？談談你的理解。 上述觀點缺乏對實驗思想的理解，往往不能透過現(xiàn)象看待問題的上述觀點缺乏對實驗思想的理解，往往不能透過現(xiàn)象看待問題的本質(zhì)，對物

20、理學研究問題的方法缺乏認識。伽利略的理想斜面實驗是本質(zhì)，對物理學研究問題的方法缺乏認識。伽利略的理想斜面實驗是將可靠的事實和理論思維結(jié)合起來，透過事物的表面現(xiàn)象看其本質(zhì)，將可靠的事實和理論思維結(jié)合起來，透過事物的表面現(xiàn)象看其本質(zhì)，它深刻地反映了自然規(guī)律。事實上我們周圍的物體，都要受到這個力它深刻地反映了自然規(guī)律。事實上我們周圍的物體，都要受到這個力或那個力的作用，因此不可能完全用實驗來直接證明得到的結(jié)論。但或那個力的作用，因此不可能完全用實驗來直接證明得到的結(jié)論。但是，從理想實驗得出的一切推論，都經(jīng)受住了實踐的檢驗，實質(zhì)上這是，從理想實驗得出的一切推論，都經(jīng)受住了實踐的檢驗，實質(zhì)上這是一種間接證明的方法。伽利略的理想實驗為牛頓第一定律的建立奠是一種間接證明的方法。伽利略的理想實驗為牛頓第一定律的建立奠定了堅實的基礎(chǔ)。定了堅實的基礎(chǔ)。 綜上所述，伽利略的理想斜面實驗實質(zhì)上是實驗事實和合理推理綜上所述，伽利略的理想斜面實驗實質(zhì)上是實驗事實和合理推理相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種科學抽象思維的體現(xiàn)。相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種科學抽象思維的體現(xiàn)。退出退出