人教版 (2019)必修 第一册1 牛顿第一定律教课ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第一册1 牛顿第一定律教课ppt课件，共48页。PPT课件主要包含了知识点三惯性与质量，思路点拨等内容，欢迎下载使用。

关键能力·情境探究达成
知识点一　理想实验的魅力
知识点二　牛顿第一定律
1．亚里士多德的观点：必须________________，物体才能运动；没有力的作用，物体就要______________。
2．伽利略的理想实验(1)斜面实验：如图所示，让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将到达_____________。如果第二个斜面的倾角减小，小球仍将到达原来的____，但是运动的距离____，当第二个斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将____________。(2)推理结论：力____(选填“是”或“不是”)维持物体运动的原因。
3．笛卡儿的观点：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以________沿________运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。
在伽利略的斜面实验的各个过程中(如图所示)。问题1　上述实验中哪些可以通过实验完成？提示：小球由静止状态从斜面上滚下，可以滚上另一斜面，是实验事实，可以通过实验完成。
问题2　上述实验中哪些是推理得出的？提示：若两个斜面均光滑，则小球一定会上升到原来的高度；减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度；当斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去。上述三种情况不可以通过实验完成。
1．理想实验的推论一切运动着的物体在没有受到外力的时候，它的速度将保持不变，并且一直运动下去。2．理想实验的意义(1)伽利略用“实验和科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点。(2)第一次确立了物理实验在物理学研究中的基础地位。
(3)揭示了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。(4)“理想实验”的研究方法在自然科学的理论研究中有着重要的作用。但是，“理想实验”的方法也有其一定的局限性，由“理想实验”所得出的任何推论，都必须由观察或实验的结果来检验。
【典例1】　理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠的事实和合理的推论结合起来，可以深刻地揭示自然规律。关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是(　　)A．只要接触面“相当光滑”，物体在水平面上就能匀速运动下去B．这个实验实际上是永远无法做到的C．利用气垫导轨，就能使实验成功D．要使物体运动就必须有力的作用，没有力的作用物体就静止
B　[理想实验在实际情况下是永远不能实现的，其条件永远是理想化的，选项B正确；即使接触面“相当光滑”，也不会达到没有摩擦力的程度，选项A错误；利用气垫导轨不能实现“理想”的条件，仍然存在一定的阻力，只不过阻力很小而已，选项C错误；力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动状态的原因，选项D错误。]
[跟进训练]1．(2022·黑龙江哈尔滨三中高一阶段检测)墨子是春秋战国时期著名的思想家，墨家的著作《墨经》中写道：“力，刑之所以奋也。”“刑”同“形”，即物体；“奋”，意思是“(物体)动也”，即开始运动或者运动加快。这句话的意思就是“力能使物体由静止开始运动，或者使运动的物体运动得越来越快”。对墨子这句关于力和运动的理解，下列说法正确的是(　　)A．墨子的观点与亚里士多德关于力和运动的观点基本相同B．力是维持物体运动的原因C．力是改变物体运动状态的原因D．当物体不受力时，物体将停止运动
C　[墨子的观点表达出力是改变物体运动状态的原因，与亚里士多德的观点不同，A错误；力是改变物体运动状态的原因，力不是维持物体运动的原因，B错误，C正确；当物体所受合力为零或不受力时，物体将保持匀速直线运动状态或静止状态，D错误。]
1．牛顿第一定律的内容：一切物体总保持_______________状态或____状态，除非作用在它上面的力__________这种状态。2．惯性(1)物体保持原来____________状态或____状态的性质叫作惯性。牛顿第一定律也被叫作____定律。(2)惯性是物体的____属性，一切物体都具有惯性。
如图所示是冰壶在冰面上运动的情景。冰壶比赛过程中，运动员在冰壶前面擦扫冰面，可以使表面冰层融化，形成一层薄薄的水膜，而水膜的阻力比冰面要小，所以冰壶可以滑行得更远。
问题1　图中的冰壶为什么会停下来？这说明了什么问题？提示：冰壶停下来是因为受到了冰面的摩擦力的作用。说明力是改变物体运动状态的原因。问题2　试猜想如果冰壶不受外力作用将处于什么状态？提示：冰壶原来静止，不受外力作用时，仍然保持静止；冰壶原来运动，不受外力作用时，将保持匀速直线运动状态。问题3　从(1)、(2)两个问题中，我们能得到什么结论？提示：物体不受外力作用或所受合力为零时，总保持静止或匀速直线运动状态。
1．运动状态变化的三种情况(1)速度的方向不变，只有大小改变。(物体做直线运动)(2)速度的大小不变，只有方向改变。(物体做匀速圆周运动)(3)速度的大小和方向同时发生改变。(物体做曲线运动)
2．对牛顿第一定律的理解(1)明确了惯性的概念牛顿第一定律的前半句话“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”，表明了物体所具有的一个重要的属性——惯性，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性。因此牛顿第一定律又叫惯性定律。
(2)揭示了力和运动的关系牛顿第一定律的后半句话“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”，实质上是揭示了力和运动的关系，即力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。
(3)反映了物体不受外力时的运动状态匀速直线运动或静止(即原来运动的保持其速度不变，原来静止的保持静止)。不受外力作用的物体是不存在的，但物体所受外力的合力为零与不受外力在效果上是等效的，这就使牛顿第一定律具有了实际意义。
【典例2】　如图所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)，两个小球随车一起运动，当车突然停止运动时，若不考虑其他阻力，则两个小球(　　)A．一定相碰　B．一定不相碰C．不一定相碰　D．无法确定
[思路点拨]　①小车表面光滑且不考虑其他阻力说明小球在水平方向上不受力的作用。②两小球随车一起运动说明两小球速度相同。
B　[小车表面光滑，因此两小球在水平方向上没有受到外力的作用。原来两个小球与小车具有相同的速度，当车突然停止运动时，由于惯性，两个小球的速度不变，所以不会相碰，故B正确。]
规律总结　力和运动的关系(1)力的作用效果是使物体发生形变或运动状态发生改变，而运动状态的改变就意味着物体的速度发生了改变，物体具有加速度，因此，力是使物体产生加速度的原因。(2)力是改变物体运动状态的原因，因此，物体运动状态发生改变时必定受到不为零的外力作用。
[跟进训练]2．(多选)关于牛顿第一定律的理解正确的是(　　)A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律B．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变C．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块的运动D．奔跑的运动员遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态
ABD　[牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时的状态，即总保持匀速直线运动状态或静止状态，A、B正确；牛顿第一定律揭示了力和运动的关系，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因，在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于摩擦力的作用改变了木块的运动状态；奔跑的运动员遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用而改变了原来的运动状态，C错误，D正确。]
3．在匀速行驶的火车车厢内，有一人从B点正上方相对车厢静止释放一个小球，不计空气阻力，则小球(　　)A．可能落在A处　　B．一定落在B处C．可能落在C处　　　D．以上都有可能
B　[火车匀速行驶，在小球未释放前小球随火车一起运动，小球的速度等于火车的速度v0；在小球由静止释放后，由牛顿第一定律可知小球在水平方向的速度保持不变，即vx＝v0，即小球下落的过程中小球在水平方向的速度始终等于火车的速度，小球一定落到B处，故B正确，A、C、D错误。]
1．描述物体惯性的物理量是它的____。____大的物体惯性大。2．质量：只有____，没有____，是____。在国际单位制中，质量的单位是____，符号为kg。
如图所示，是公交车上的两种常见现象。问题1　根据生活经验分辨上面两幅图片中哪个是刹车哪个是启动呢？提示：第一幅图片是车启动的时候，人由于惯性向后，第二幅图片是刹车的时候，人由于惯性向前。
问题2　你能否用物理知识解释一下为什么出现这种现象吗？提示：加速时，人的上半身还保持原来的静止状态，而下半身与车一起加速前进，于是由于惯性人向后仰。减速时，人的上半身还保持原来的运动状态，而下半身与车一起减速前进，于是由于惯性人向前倾。问题3　汽车的速度越大，刹车时上述现象越明显，这能说明速度越大惯性越大吗？提示：不能，物体惯性的大小与物体的速度无关。
1．对惯性的理解(1)惯性是物体保持原来运动状态的一种性质，是物体维持运动状态的原因。(2)一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性。2．惯性的表现形式(1)物体不受力时，惯性表现为保持原来的运动状态。(2)物体受力且合力不为零时，物体仍然具有惯性，此时惯性表现为物体运动状态改变的难易程度，惯性越大，物体运动状态越难改变。
3．四个关系(1)惯性与质量的关系：质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大。(2)惯性与力的关系：惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，惯性大小与物体的受力情况无关。(3)惯性与速度：一切物体都有惯性，惯性大小与物体是否有速度及速度的大小无关。(4)惯性与惯性定律：惯性是物体具有的一种固有属性，惯性定律是物体不受外力时所遵循的一条规律，属性不同于规律。惯性定律揭示了物体的惯性。
【典例3】　如图所示是一种汽车安全带控制装置示意图。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、匀速直线运动B．向左行驶、匀速直线运动C．向右行驶、突然刹车D．向左行驶、突然刹车
C　[若汽车做匀速直线运动，则摆锤不会从实线位置摆到虚线位置，故选项A、B均错误；由题图可知摆锤向右摆动，根据惯性知识可知，汽车可能向左加速或向右减速，故选项C正确，选项D错误。]
规律方法　解答惯性现象的思路(1)明确研究的物体原来处于怎样的运动状态。(2)当外力作用在物体的某一部分时，这一部分运动状态的变化情况。(3)明确物体由于惯性要保持怎样的运动状态，然后判断物体会出现什么现象。
[跟进训练]4．(2022·北京市丰台区高一期末)为了车辆的行驶安全，《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》中有以下规定。遵守以下哪条规定能够减小突发事故时车辆及驾乘人员的惯性(　　)A．机动车载物严禁超载B．机动车不得超过限速标志标明的最高时速C．饮酒后不得驾驶机动车D．驾乘人员应当按规定使用安全带
A　[惯性只和物体的质量有关，与其他物理量无关，质量越小惯性越小，严禁超载，减小机动车的总质量，可以减小惯性，A正确。]
学习效果·随堂评估自测
1．下列说法正确的是(　　)A．牛顿第一定律又称惯性定律，所以惯性定律与惯性的实质相同B．伽利略通过理想斜面实验，说明物体的运动不需要力来维持C．同一物体在地球上和月球上的惯性不同D．牛顿第一定律可通过实验直接来验证
B　[牛顿第一定律又称惯性定律，惯性定律是揭示力与运动关系的物理定律，而惯性是物体具有的基本属性，二者实质不同，故A错误；伽利略通过理想斜面实验，说明物体的运动不需要力来维持，故B正确；惯性只与物体的质量有关，同一物体在地球上和月球上的惯性相同，故C错误；牛顿第一定律是利用逻辑思维进行分析的产物，不能通过实验来直接验证，故D错误。]
2．一个做匀加速直线运动的物体，在运动过程中，若所受的一切外力都突然消失，则由牛顿运动定律可知该物体将(　　)A．立即静止B．改做匀速直线运动C．继续做匀加速直线运动D．改做变加速直线运动
B　[做匀加速直线运动的物体，外力消失以前是加速运动的，根据牛顿第一定律，一切外力消失，物体将做匀速直线运动。故B正确，A、C、D错误。]
3．(2022·广东红岭中学高一阶段检测)大型油罐车内部设置了一些固定挡板，如图所示，油罐车在水平路面上行驶，下列说法正确的是(　　)A．油罐车匀速前进时，油没有惯性B．油罐车加速前进时，油的液面仍然保持水平C．油罐车减速前进时，两挡板间油的液面前低后高D．挡板间油的质量相对小，可以有效减少变速时油的涌动
D　[惯性的大小只取决于物体的质量，和物体的运动状态无关，故A错误；当油罐车加速前进时，由于惯性油向后涌动，所以油的液面应前低后高，故B错误；当油罐车减速前进时，油向前涌动，油的液面前高后低，故C错误；当挡板间油的质量相对小时，油的惯性小，所以可以有效减小变速时油的涌动，故D正确。]
4．(多选)高铁在某段水平轨道上匀速行驶，假设高铁上固定着盛满水的水杯。若突然发现水杯中的水向右洒出，如图所示，则关于高铁在此种情况下的运动，下列描述正确的是(　　)A．高铁匀速向左运动B．高铁可能突然向左加速运动C．高铁可能突然向左减速运动D．高铁可能突然向右减速运动
BD　[如果小车正在向左匀速运动，突然加速，则水杯中的水由于惯性仍保持原有的速度，就会向右洒出，故B正确；如果小车正向右匀速运动，突然减速，则水杯中的水由于惯性仍保持原来的速度，就会向右洒出，故D正确。]
回归本节知识，自我完成以下问题：1．亚里士多德关于力与运动的观点是什么？提示：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力作用，物体就静止在某个地方。2．伽利略关于力与运动的观点是什么？提示：力不是维持物体运动的原因。