人教版 (新课标)必修1第四章 牛顿运动定律1 牛顿第一定律复习课件ppt

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1.知道物体的运动不需要力来维持。2.知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法。3.理解牛顿第一定律。4.理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。5.会用惯性解释一些现象。
重点：对牛顿第一定律和惯性的正确理解。难点：1.力和运动的关系。 2.影响惯性大小的因素。
一、理想实验的魅力1.亚里士多德的观点力是_____物体运动状态的原因。2.伽利略的观点力不是______物体运动状态的原因。3.笛卡儿的观点如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着同一条直线运动，既不会_______，也不会_____原来的方向。
二、牛顿第一定律1.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改变这种状态。2.意义牛顿第一定律明确了___和_____的关系。牛顿第一定律揭示了力是______物体运动状态的原因，而不是_____物体运动状态的原因。
3.惯性物体具有保持______________状态或______状态的性质。4.惯性的量度_____是物体惯性大小的量度。
【判一判】(1)物体的运动状态发生改变时，物体必定受到外力作用。( )(2)牛顿第一定律是一条实验定律，它是在科学实验的基础上得出的。( )(3)乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性小。( )(4)物体的速度越大，惯性越大。( )
提示：(1)由牛顿第一定律知，物体的运动不需要力来维持，但改变物体的运动状态则必须有力的作用。故(1)对。(2)牛顿第一定律是物体在理想情况下的运动规律，反映的是物体在不受外力情况下所遵循的运动规律，而自然界不受力的物体是不存在的，所以(2)错。(3)乒乓球的质量小，惯性小，运动状态容易改变， 故可以快速抽杀。所以(3)对。(4)质量是惯性大小的惟一量度，惯性大小与速度无关，故(4)错。
探究理想斜面实验为了驳斥力是维持物体运动的原因的观点，意大利科学家伽利略设计了一个理想实验如图所示，让小球沿一个斜面由静止滚下，小球将滚上另一个斜面。如果没有摩擦，试根据甲、乙、丙图完成下表。
【知识点拨】速度与运动状态的关系(1)速度是描述物体运动状态的物理量，它是矢量，既有大小又有方向。(2)当物体的速度大小和方向都保持不变时，则这个物体的运动状态保持不变。(3)当物体的速度发生变化时，则这个物体的运动状态发生了变化。物体的运动状态变化有以下三种情况：①速度方向不变，只有大小改变。②速度大小不变，只有方向改变。③速度的大小和方向都发生改变。
【探究归纳】力与运动的关系1.物体的运动不需要力来维持(1)运动的物体若不受力，物体将匀速运动下去。(2)静止的物体若不受力，物体将保持静止。2.力是改变物体运动状态的原因
【典例1】(2012·宜昌高一检测)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，如图所示为斜面实验的原理图，结合下列四项回答问题:
①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度。②两个对接的斜面，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，小球要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____(只填写序号 即可)。(2)在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论。下列关于事实和推论的分类正确的是( )A.①是事实，②③④是推论B.②是事实，①③④是推论C.③是事实，①②④是推论D.④是事实，①②③是推论
【思路点拨】解答本题时应把握以下三点：(1)明确理想实验的思维过程。(2)能够实际发生的是事实。(3)在事实的基础上经过推理得出的结论是推论。
【解析】(1)体会伽利略的理想实验，可知排列顺序为②③①④。(2)选B。以②为事实，减小摩擦则小球上升到另一斜面的高度增大，如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度，推理得出结论③；继续减小第二个斜面的倾角，小球仍到达原高度，得到结论①；最后使它成为水平面，小球将达不到释放时的高度，故将沿水平面持续运动；高度上升是速率减小的原因，由于高度不变，因而速度不变，推理得到结论④。
【规律方法】理想斜面实验虽然无法在实验中验证,但它是建立在可靠的事实基础上的，抓住主要因素，忽略次要因素，在深刻地揭示自然规律的同时反映了辩证唯物主义的哲学思想。
【变式训练】关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是( )A.完全是理想的，没有以事实为基础B.利用气垫导轨，就能使实验成功C.是以可靠事实为基础，经科学抽象，深刻反映自然规律的D.该实验说明力是改变物体运动状态的原因【解析】选C。伽利略的推论是不能用实验证明的，这是因为物体完全不受外力的作用实际上是不可能的，物体不受阻力的条件也是无法实现的。但是随着现代科学技术的进步，可以将摩擦阻力减小到很小，例如可以用气垫导轨实验近似地验证。伽利略理想实验仅仅说明了物体的运动不需要力来维持。故C正确。
牛顿第一定律和惯性1.牛顿第一定律(1)牛顿第一定律后半句“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”说明力与运动有什么关系？前半句“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”说明物体具有什么性质？提示：“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”说明力是改变物体运动状态的原因，“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”说明一切物体都具有一个固有属性——惯性。
(2)根据牛顿第一定律思考，如果物体不受外力作用，物体将处于什么状态？提示：原来静止的物体，不受外力时永远静止;原来运动的物体，不受外力时将永远做匀速直线运动。即物体不受力的时候有两种状态：静止状态或匀速直线运动状态。
(3)牛顿第一定律能用实验来验证吗?我们知道，不受力的物体是不存在的，那么物体在什么情况下可以看做不受力呢？试举例说明。提示：不能。因为牛顿第一定律是物体不受外力作用时的运动规律，它描述的只是一种理想状态，而实际上不受力作用的物体是不存在的。当物体受力但所受合力为零时可以看做物体不受力。比如：研究冰面上刚刚抛出的冰块、冰壶的运动时，可以近似看做不受力。
2.惯性(1)静止的物体具有惯性吗？运动的物体呢？提示：一切物体都具有惯性，不论物体静止还是运动，惯性是物体的固有属性。
(2)惯性是当有外力作用在物体上使它改变运动状态时，就会有抵抗运动状态改变的“本领”。有的同学认为这个本领与物体运动速度的快慢有关，这种观点是否正确？你能不能结合实例分析一下呢？物体惯性的大小与什么因素有关？提示：这种观点不对。比如货车启动时，空车好启动,满载时不好启动；骑自行车起步时，单人和带人时的感觉不一样，单人好起步。再比如用力打出的乒乓球速度很大，但仍可用手去接，掷出的铅球速度不大，却不可用手直接去接等。从以上实例可看出，运动状态变化的难易程度与质量有关，与运动快慢无关。物体惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，质量越小，惯性越小。
(3)如图所示，要求不直接用手接触塑料板和鸡蛋，手头只有一根木棒，试用惯性知识解决把鸡蛋放入水中的难题。
点拨：木棒打击塑料板的力度越大，棒与塑料板接触的时间越短，实验效果越好。
提示：可以用木棒猛击塑料板，使塑料板飞出，而鸡蛋由于惯性仍保持原来的静止状态，就能使鸡蛋落入杯中，而避免手直接接触鸡蛋和塑料板。
【知识点拨】 1.牛顿第一定律的理解(1)牛顿第一定律是物体不受外力作用时的运动规律，所描述的物体不受外力的状态是一种理想化的状态，因为不受外力作用的物体是不存在的。(2)牛顿第一定律不能用实验验证，其正确性可通过由它推导出的结论与实验事实完全一致而得到证明。(3)牛顿第一定律的实际应用场合是物体所受合外力为零，若物体在某方向上不受外力或在某方向上受平衡力作用时，则在该方向上保持静止状态或匀速直线运动状态。
2.对惯性的三点说明(1)惯性不是一种力，找不出这个“力”的施力物体，若将它视为一种“力”，意味着运动由这个“力”来维持。(2)不要把惯性概念与牛顿第一定律相混淆，惯性指的是一切物体都具有保持匀速直线运动和静止状态的性质，牛顿第一定律反映了物体不受外力时的运动规律。(3)惯性是不能被克服的，但可以利用惯性做事或防止惯性的不良影响。
【规律方法】惯性记忆口诀 物体有惯性， 惯性物属性， 大小看质量， 不论动与静。
【探究归纳】 1.牛顿第一定律(1)内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。(2)理解：力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因。2.惯性(1)定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。(2)普遍性：一切物体在任何情况下都具有惯性。(3)大小：质量是惯性大小的惟一量度。
【典例2】(2012·佛山高一检测)关于惯性，下列说法中正确的是( )A.物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性 B.宇宙飞船在太空中飞行时也具有惯性C.力是改变物体惯性的原因D.物体只有受外力作用时才有惯性
【解析】可通过以下表格对选项逐一分析答案：B
【规律方法】惯性和惯性定律的区别(1)惯性是一切物体所具有的一种性质,不需要附加限制条件。(2)惯性定律是一切物体在不受外力作用时物体运动所遵循的规律，在惯性定律中所说的物体没有受到外力的作用，是一种理想的情况。它指出了运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因。
【变式训练】下列说法中，正确的是( )A.一切物体都有惯性，惯性就是惯性定律，二者没有区别B.两个质量相同的物体，在阻力相同的情况下，速度大的不容易停下来，所以速度大的物体惯性大C.推动地面上静止的物体比维持这个物体做匀速运动所需的力大，所以静止的物体惯性大D.物体的惯性大小与物体的运动状态及受力情况无关，只跟物体的质量有关
【解析】选D。惯性是物体具有的固有属性，而惯性定律揭示了力与运动的关系，故A错；质量是惯性大小的惟一量度，与速度无关，故B、C错，D对。
【温馨提示】惯性在生活中的应用有很多，培养学生解释与惯性相关的现象，以及应用惯性知识解决实际问题的能力是教学的目标之一。
【典例】如图所示是一种汽车安全带控制装置的示意图。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。当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁定棘轮的转动，安全带不能被拉动。若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车的可能运动方向和运动状态是( )
A.向右行驶、突然刹车 B.向左行驶、突然刹车C.向左行驶、匀速直线运动 D.向右行驶、匀速直线运动
【思路点拨】解答本题关键在于： (1)正确理解惯性、惯性定律。(2)理清题意，正确建立物理模型。(3)准确判断出摆锤运动情况与车的运动间的关系。
【解析】选A。本题考查对惯性的理解。由题图中摆锤向右摆动可知，这是由于车的运动引起的。本来车做匀速运动，摆锤在竖直方向，后来由于车的运动状态发生变化，而摆锤由于惯性，运动状态并没有立即发生变化，由此可知会出现题图中所示情形。造成这种现象的原因是向右行驶，突然刹车或向左行驶，突然加速。故选A项。