2018高中物理 專題4.1 牛頓第一定律同步課件 新人教版必修1.ppt

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第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律 運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)學(xué) 力 怎樣運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的原因 復(fù)習(xí)回顧 動(dòng)力學(xué)的奠基人是英國科學(xué)家牛頓 這些都是動(dòng)力學(xué)的非凡成就 而牛頓運(yùn)動(dòng)定律就是動(dòng)力學(xué)的根基 亞里士多德 一 歷史的回顧 必須有力作用在物體上 物體才能運(yùn)動(dòng) 沒有力的作用 物體就要靜止 力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因 如果沒有摩擦阻力 球?qū)⒃谒矫嫔嫌肋h(yuǎn)滾動(dòng)下去 伽利略 依據(jù) 有摩擦力的實(shí)際實(shí)驗(yàn) 無摩擦力的理想實(shí)驗(yàn) 力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因 力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 可靠的事實(shí)和深刻的理論思維的結(jié)合 邏輯推理 以前還在哪里接觸過類似實(shí)驗(yàn) 如果沒有其他原因 運(yùn)動(dòng)的物體將繼續(xù)以同一速度沿著同一條直線運(yùn)動(dòng) 既不會(huì)停下來 也不會(huì)偏離原來的方向 一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)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) 牛頓在伽利略等人研究的基礎(chǔ)上得出牛頓第一定律 伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)為牛頓第一定律提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù) 我之所以看得比別人遠(yuǎn) 是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏?2 物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變需要外力 1 內(nèi)容 一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)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) 1 物體在不受力時(shí) 總保持勻速直線狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài) 力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因 力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 說明 二 牛頓第一定律 牛頓第一定律能不能用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證 什么時(shí)候可以看作不受力并舉例說明 牛頓第一定律所描述的物體不受力的狀態(tài) 是一種理想化狀態(tài) 這種狀態(tài)雖不能實(shí)現(xiàn) 但在現(xiàn)實(shí)中卻可以用合力為零的狀態(tài)來代替它 或者說合力為零與不受力是等效的 思考 冰壺比賽 1 慣性是指物體抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的 本領(lǐng) 2 一切物體都有慣性 3 慣性不是力 慣性是物體的一種固有屬性 4 慣性與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)形式無關(guān) 與物體的受力情況無關(guān) 牛頓第一定律又叫慣性定律 三 慣性與質(zhì)量 1 慣性 一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì) 這種性質(zhì)叫做慣性 2 理解 乒乓球?yàn)槭裁春茌p 描述物體慣性的物理量是質(zhì)量 慣性只與質(zhì)量有關(guān) 和其他因素?zé)o關(guān)質(zhì)量越大 慣性越大 戰(zhàn)斗機(jī)空戰(zhàn)前為什么要拋棄副油箱 慣性現(xiàn)象的應(yīng)用與防止 有人設(shè)想 乘坐氣球飄在高空 由于地球自轉(zhuǎn) 一晝夜就能環(huán)游世界 這個(gè)設(shè)想可行嗎 分析 因?yàn)榈厍蛏系囊磺形矬w 包括地球周圍的大氣 都隨著地球一起在自轉(zhuǎn) 氣球升空后 由于慣性 它仍保持原來的自轉(zhuǎn)速度 當(dāng)忽略其他與地球有相對(duì)運(yùn)動(dòng) 如風(fēng) 的作用產(chǎn)生的影響時(shí) 升空的氣球與它下方的地面處于相對(duì)靜止的狀態(tài) 不可能使它相對(duì)地球繞行一周的 解答 這個(gè)設(shè)想不符合物理原理 不可行 看一看 練一練 2 右邊兩幅圖中哪幅是剎車 哪幅是加速 為什么 1 行走的人被石塊絆倒 試解釋原因 3 下列現(xiàn)象不是由慣性引起的是 A 撞擊斧柄斧頭套緊 B 猛抽紙條紙出杯未動(dòng) C 拉拉力器彈簧伸長 D 緊急剎車人向前傾倒 C 附 慣性系 物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其改變是由于它受的力決定的 而與其他因素?zé)o關(guān) 而運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度又與其自身的質(zhì)量有關(guān) 我們知道加速度是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化快慢的物理量 那么 物體運(yùn)動(dòng)的加速度就與力 質(zhì)量有關(guān) 有什么定量的關(guān)系呢 這就我們下節(jié)課將要繼續(xù)探究的問題 思考 一 歷史的回顧1 亞里士多德的觀點(diǎn)2 伽利略的觀點(diǎn)二 牛頓第一定律1 內(nèi)容2 理解3 慣性現(xiàn)象4 慣性的理解5 慣性的應(yīng)用與防護(hù) 課堂小結(jié) 1 關(guān)于伽利略理想實(shí)驗(yàn) 以下說法正確的是 A 完全是理想的 沒有事實(shí)為基礎(chǔ)的 B 是以可靠事實(shí)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(shí)為基礎(chǔ) 只是理想推理D 以上說法都不對(duì) B 典例探究 解析 真實(shí)的實(shí)驗(yàn)是一種實(shí)踐的活動(dòng) 是可以通過一定的實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)方法而實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn) 理想實(shí)驗(yàn) 是一種思維的活動(dòng) 是人們?cè)诔橄笏季S中設(shè)想出來而實(shí)際上無法做到的 實(shí)驗(yàn) 正確選項(xiàng)為B 理想實(shí)驗(yàn) 并不是脫離實(shí)際上的主觀臆想 它是以實(shí)踐為基礎(chǔ)的 是在真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上抓住主要矛盾 忽略次要矛盾 是以一定的邏輯法則為依據(jù)的 而這些邏輯法則 都是從長期的社會(huì)實(shí)踐中總結(jié)出來的 并為實(shí)踐所證實(shí)了的 理想實(shí)驗(yàn)可以深刻地揭示自然規(guī)律 2 關(guān)于伽利略的理想實(shí)驗(yàn) 說法正確的是 A 只要接觸面比較光滑 物體在水平面上就能勻速運(yùn)動(dòng)下去 B 這個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是永遠(yuǎn)無法做到的 C 利用先進(jìn)儀器就能使實(shí)驗(yàn)成功 D 雖然是想象中的實(shí)驗(yàn) 但它是建立在可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的 BD 3 下列物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒有發(fā)生變化的是 A 正駛?cè)胲囌镜钠嘊 停在空中的直升飛機(jī)C 勻速直線下落的跳傘員D 環(huán)繞地球勻速運(yùn)轉(zhuǎn)的人造衛(wèi)星 BC 4 關(guān)于牛頓第一定律 下列說法正確的是 A 牛頓第一定律是一條實(shí)驗(yàn)定律B 牛頓第一定律說明了力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因C 慣性定律和慣性的實(shí)質(zhì)是相同的D 物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持 BD 5 以下說法正確的 A 牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時(shí)的規(guī)律 B 不受外力作用時(shí)物體的運(yùn)狀態(tài)不變 C 在水平地面上滑動(dòng)的木塊最終停下來 是由于沒有外力維持運(yùn)動(dòng) D 飛跑的運(yùn)動(dòng)員由于通過障礙而被絆倒 這是由于它受到外力作用 迫使他改變?cè)瓉磉\(yùn)動(dòng)狀態(tài) ABD 6 做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體 如果下落過程中某時(shí)刻重力突然消失 物體的運(yùn)動(dòng)情況是 A 懸浮在空中不動(dòng)B 速度逐漸減小C 保持一定速度向下勻速直線運(yùn)動(dòng)D 無法判斷 C 7 火車在長直軌道上勻速行駛 坐在門窗密閉的車廂內(nèi)的一人將手中的鑰匙相對(duì)車豎直上拋 鑰匙將落在 A 手的后方B 手的前方C 落在手中D 無法確定 C 8 下列說法正確的是 A 不受力的物體不可能運(yùn)動(dòng) 故力是物體運(yùn)動(dòng)的原因B 受力大的物體速度大 故力是決定物體速度大小的原因C 力是保持物體運(yùn)動(dòng)的原因 如果物體不受力的作用 它只能保持靜止不能保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)D 力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的原因 D 9 如圖 桌面上有一光滑的木塊 木塊上有一小球 推動(dòng)木塊 小球的位置可能在桌面上的哪點(diǎn) A A點(diǎn)B B點(diǎn)C O點(diǎn)D 無法確定 C 10 做勻速直線運(yùn)動(dòng)的小車上水平放置一密閉的裝有水的瓶子 瓶內(nèi)有一氣泡 如圖所示 當(dāng)小車突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí) 氣泡相對(duì)于瓶子將 A 向前運(yùn)動(dòng)B 向后運(yùn)動(dòng)C 無相對(duì)運(yùn)動(dòng)D 無法判斷 B 思考 如果把水換成空氣 氣泡換成一段水銀柱 密封在水平玻璃管內(nèi) 小車突然停止運(yùn)動(dòng) 水銀柱相對(duì)于瓶子的運(yùn)動(dòng)如何 解一 因?yàn)楫?dāng)瓶子從靜止?fàn)顟B(tài)突然向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí) 瓶中的水由于慣性要保持原有的靜止?fàn)顟B(tài) 相對(duì)瓶來說是向左運(yùn)動(dòng) 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(jì) 所以氣泡相對(duì)水向右移動(dòng) 同理 當(dāng)瓶子從向右勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突然停止時(shí) 小氣泡在瓶內(nèi)將向左運(yùn)動(dòng) 解二 設(shè)想有一 水泡 其體積 形狀和 氣泡 相同 當(dāng)玻璃管向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí) 這塊水就和周圍的水一起向右加速運(yùn)動(dòng) 相對(duì)于玻璃管不會(huì)有相對(duì)運(yùn)動(dòng) 這塊水所受的外力由周圍的水對(duì)它產(chǎn)生 設(shè)想將這個(gè) 水泡 換成 氣泡 周圍水對(duì)氣泡的作用力不變 氣泡將在該力作用于做加速運(yùn)動(dòng) 因?yàn)闅馀莸馁|(zhì)量小于水泡的質(zhì)量 所以氣泡的加速度大于水泡的加速度 即氣泡相對(duì)于玻璃管向右運(yùn)動(dòng) 11 如圖所示 一個(gè)劈形物體A 各面均光滑 放在固定斜面上 上面成水平 水平面上放一光滑小球B 劈形物體從靜止開始釋放 則小球在碰到斜面前的運(yùn)動(dòng)軌跡是 A 沿斜面向下的直線B 豎直向下的直線C 無規(guī)則的曲線D 拋物線 B 12 如圖所示 高為h的車廂在平直軌道上勻減速向右行駛 加速度大小為a 車廂頂部A點(diǎn)處有油滴滴落到車廂地板上 車廂地板上的O點(diǎn)位于A點(diǎn)正下方 則油滴落地點(diǎn)必在O點(diǎn)的 方 填 左 或 右 離O點(diǎn)距離為 答案 右 ah g 解 設(shè)油滴離開車廂頂部時(shí) 車速為v0 油滴由于慣性此時(shí)也具有水平速度v0 對(duì)地做平拋運(yùn)動(dòng) 車廂做勻減速運(yùn)動(dòng) 聯(lián)立 式解出油滴落地點(diǎn)到O點(diǎn)的距離 所以油滴落在O點(diǎn)的右方 解析 開始A B隨木板一起勻速運(yùn)動(dòng) 說明A B所受的合外力為零 當(dāng)木板停止運(yùn)動(dòng)后 若木塊光滑 A B水平方向上不受外力的作用 仍以原來的速度做勻速運(yùn)動(dòng) 則相互間距離保持不變 若木板粗糙 由于A B的材料相同 它們與木板的動(dòng)摩擦因數(shù)相同 其加速度相同 即A B以相同的初速度和加速度做勻減速運(yùn)動(dòng) 所以它們之間的距離仍保持不變 D 13 由同種材料制成的物體A和B放在長木板上 隨長木板一起以速度v向右做勻速直線運(yùn)動(dòng) 如圖所示 已知mA mB 某時(shí)刻木板停止運(yùn)動(dòng) 下列說法正確的是 A 若木塊光滑 由于A的慣性較大 A B間距離將增大B 若木板光滑 由于B的慣性較小 A B間距離將減小C 若木板粗糙 A B一定會(huì)相撞D 不論木板是否光滑 A B間的相對(duì)距離保持不變 有人設(shè)想 乘坐氣球飄在高空 由于地球的自轉(zhuǎn) 一晝夜就能周游世界 請(qǐng)你評(píng)價(jià)一下 這個(gè)設(shè)想可行嗎 分析 因?yàn)榈厍蛏系囊磺形矬w 包括地球周圍的大氣 都隨著地球一起在自轉(zhuǎn) 氣球升空后 由于慣性 它仍保持原來的自轉(zhuǎn)速度 當(dāng)忽略其他與地球有相對(duì)運(yùn)動(dòng) 如風(fēng) 的作用產(chǎn)生的影響時(shí) 升空的氣球與它下方的地面處于相對(duì)靜止的狀態(tài) 不可能使它相對(duì)地球繞行一周的 解答這個(gè)設(shè)想不符合物理原理 不可行 討論 運(yùn)動(dòng)學(xué) 只研究物體怎樣運(yùn)動(dòng)的理論 叫運(yùn)動(dòng)學(xué) 動(dòng)力學(xué) 研究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的理論 叫動(dòng)力學(xué) 動(dòng)力學(xué)的奠基人是英國科學(xué)家牛頓 1687年出版的 自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 是牛頓的動(dòng)力學(xué)奠基之作 自然和自然的法則在黑暗中隱藏 上帝說 讓牛頓去吧 于是一切都被照亮 AlexanderPope 力學(xué)介紹 2 物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變需要外力 1 內(nèi)容 一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)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) 1 物體在不受力時(shí) 總保持勻速直線狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài) 力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 說明 二 牛頓第一定律 力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 2 對(duì)定律的理解 1 揭示了運(yùn)動(dòng)和力之間的關(guān)系 力是改變物體運(yùn)動(dòng)速度的原因 力是物體產(chǎn)生加速度的原因 總保持 說明物體與生俱來的本領(lǐng) 一種抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的本領(lǐng) 慣性 2 揭示了慣性和質(zhì)量之間的關(guān)系 速度可以突變嗎 答 當(dāng)有外力作用迫使物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí) 物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)在原有的基礎(chǔ)上發(fā)生變化 慣性的大小就表現(xiàn)為物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度 正因?yàn)槲矬w的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是在原有的基礎(chǔ)上一點(diǎn)點(diǎn)變化的 所以速度是不能突變的 亞里士多德是第一個(gè)嘗試研究物理學(xué)并給出 物理學(xué) 這一名稱的人 他生活在古希臘文明發(fā)展的鼎盛期 從17歲開始 跟隨大哲學(xué)家柏拉圖一直學(xué)習(xí)了20年 亞里士多德力圖以世界的本來面目來說明各種自然現(xiàn)象 這是他的進(jìn)步之處 但由于當(dāng)時(shí)研究物理學(xué)只是依靠直覺和思維來進(jìn)行 所以他的很多關(guān)于物理方面的論述 顯然今天看來是錯(cuò)誤的 然而在當(dāng)時(shí) 能夠擺脫神的意志 特別是形成一套自圓其說的體系 這是很不簡單的 亞里士多德曾說過 我沒有現(xiàn)成的根據(jù) 沒有可照抄的模式 我是一位開拓者 所以我是渺小的 我希望讀者諸君能夠承認(rèn)我已成就的 原諒我所未能成就的 亞里士多德幾乎在每一個(gè)科學(xué)領(lǐng)域 如 植物 動(dòng)物 天文 氣象 數(shù)學(xué)和物理等 都作出了自己的貢獻(xiàn) 其學(xué)說對(duì)后世的西方思想和科學(xué)產(chǎn)生了重大的影響 這一點(diǎn)沒有其他任何一位古希臘思想家可以相比 當(dāng)今世界著名的高等學(xué)府美國哈佛大學(xué)的校訓(xùn)就是 讓柏拉圖與你為友 讓亞里士多德與你為友 更重要的是 讓真理與你為友 亞里士多德曾說過一句名言 我敬愛柏拉圖 但我更愛真理 由此可見亞里士多德追求真理的執(zhí)著精神 公元前323年 馬其頓王朝被希臘人推翻 亞里士多德也遭到不幸 失去了他苦心搜集的各種標(biāo)本和資料 失去了他的全部書稿 第二年 在極度失望的情況下 這位科學(xué)的始祖飲毒而死 伽利略 著名意大利數(shù)學(xué)家 天文學(xué)家 物理學(xué)家 哲學(xué)家 是首先在科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上融會(huì)貫通了數(shù)學(xué) 天文學(xué) 物理學(xué)三門科學(xué)的科學(xué)巨人 伽利略是科學(xué)革命的先驅(qū) 伽利略科學(xué)上的成就與他首創(chuàng)的實(shí)驗(yàn)與理論相結(jié)合的研究方法分不開 他對(duì)物理規(guī)律的論證十分嚴(yán)格 這個(gè)論證過程可概括為 觀察 假說 數(shù)學(xué)分析 推論 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 他不但親自設(shè)計(jì)和演示過許多實(shí)驗(yàn) 而且親自研制出不少技術(shù)精湛的實(shí)驗(yàn)儀器 例如浮力天平 溫度計(jì) 望遠(yuǎn)鏡 顯微鏡等 他倡導(dǎo)實(shí)驗(yàn)與理論計(jì)算相結(jié)合的方法 把實(shí)驗(yàn)事實(shí)與抽象思維結(jié)合起來 用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)理論推導(dǎo) 開創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)具有嚴(yán)密邏輯理論體系的近代科學(xué) 被譽(yù)為 近代科學(xué)之父 愛因斯坦為之評(píng)論說 伽利略的發(fā)現(xiàn) 以及他使用的科學(xué)推理方法 是人類思想史上最偉大的成就之一 而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端 不考慮空氣阻力 炸彈在飛機(jī)的正下方 飛機(jī)投彈后 炸彈在飛機(jī)的什么位置