2012高中物理課件 5.1 牛頓第一定律課件 滬科版必修1

1、5．1　牛頓第一定律,1．伽利略理想實(shí)驗(yàn)、力和運(yùn)動的關(guān)系(1)在研究物體運(yùn)動原因的過程中，亞里士多德的結(jié)論是：__________，物體才能運(yùn)動；____________，物體就要靜止，即：力是______物體運(yùn)動的原因．(2)伽利略注意到，當(dāng)球沿斜面向下滾動時，它的速度______，而向上滾動時，它的速度______，他由此猜想，當(dāng)球沿水平面滾動時，它的速度應(yīng)該是____________．而實(shí)際上球在水平面上滾動時會越來

2、越慢，伽利略認(rèn)為是由于______的作用．他推斷，若________，球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾動下去．,(3)伽利略通過研究理想斜面實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論是：力不是______________的原因，而恰恰是______________的原因．笛卡爾補(bǔ)充和完善了伽利略的觀點(diǎn)，明確指出：除非______，物體將永遠(yuǎn)保持其______或______________．,2．牛頓第一定律、慣性和質(zhì)量(1)牛頓第一定律的內(nèi)容：一切物體總保持______

3、______________或__________，除非作用在物體上的力迫使它___________________．物體具有的保持原來__________的性質(zhì)叫做慣性．(2)質(zhì)量大的物體，運(yùn)動狀態(tài)________，我們說它慣性大；質(zhì)量小的物體的運(yùn)動狀態(tài)________，我們說它慣性小．質(zhì)量是物體慣性大小的______量度．質(zhì)量是標(biāo)量，只有大小，沒有方向．單位是_____，符號是kg.,一、歷史上人類對力和運(yùn)動關(guān)系的主

4、要認(rèn)識● 要點(diǎn)梳理(1)亞里士多德的觀點(diǎn)：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動；沒有力的作用，物體就要靜止在一個地方．即力是維持物體運(yùn)動的原因．亞里士多德憑“直覺＋觀察”得出了一個錯誤結(jié)論．兩千多年過去了，直到現(xiàn)在，還有許多人靠這樣的方法處理問題，還在重復(fù)同樣的錯誤．,(2)伽利略的觀點(diǎn)：在水平面上的物體，設(shè)想沒有摩擦，一旦物體具有某一速度，它將保持這個速度繼續(xù)運(yùn)動下去，永遠(yuǎn)不會停止下來，即物體的運(yùn)動并不需要力來維持．(3)伽利略

5、的思想方法伽利略用“實(shí)驗(yàn)＋科學(xué)推理”的方法推翻了亞里士多德的觀點(diǎn)．伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)雖然是想像中的實(shí)驗(yàn)，但這個實(shí)驗(yàn)反映了一種物理思想，它是建立在可靠的事實(shí)基礎(chǔ)之上的．以事實(shí)為依據(jù)，以抽象為指導(dǎo)，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．,二、如何理解牛頓第一定律● 重點(diǎn)解讀對牛頓第一定律應(yīng)從以下幾個方面來理解：(1)明確了慣性的概念定律的前半句話“一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”，揭示了物體所具有的一

6、個重要的屬性——慣性，即物體保持勻速直線運(yùn)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．因此牛頓第一定律又叫慣性定律．,(2)確定了力的含義定律的后半句話“直到有外力迫使它改變這種運(yùn)動狀態(tài)為止”，實(shí)際上是對力的定義，即力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，并不是維持物體運(yùn)動的原因．這一點(diǎn)要切實(shí)理解．(3)定性揭示了力和運(yùn)動的關(guān)系牛頓第一定律指出物體不受外力作用時的運(yùn)動規(guī)律，它描述的只是一種理想狀態(tài)，而實(shí)際中不受外力

7、作用的物體是不存在的．當(dāng)物體所受合外力為零時，其效果跟不受外力的作用相同，因此，我們也可以把“不受外力作用”理解為“合外力為零”．,(4)牛頓第一定律不是由實(shí)驗(yàn)直接總結(jié)出來的在實(shí)際中不受力的物體是不存在的，牛頓第一定律不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，但是牛頓第一定律是建立在大量的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，通過思維的邏輯推理而發(fā)現(xiàn)的．例如：伽利略的理想實(shí)驗(yàn)．,三、慣性與質(zhì)量● 要點(diǎn)梳理(1)慣性是指物體總有保持自己原來狀態(tài)(速度)的本性，不能克服和避免

8、．(2)慣性只與物體本身有關(guān)，而與物體是否運(yùn)動、是否受力無關(guān)．對任何物體，無論它是運(yùn)動還是靜止，無論是運(yùn)動狀態(tài)改變還是不變，物體都有慣性．,(3)物體慣性的大小是描述物體保持原來的運(yùn)動狀態(tài)本領(lǐng)強(qiáng)弱的，物體慣性大，保持原來的運(yùn)動狀態(tài)的本領(lǐng)強(qiáng)，物體的運(yùn)動狀態(tài)難改變．慣性大小僅與物體的質(zhì)量有關(guān)．質(zhì)量是物體慣性大小的量度，物體質(zhì)量越大，運(yùn)動狀態(tài)越難改變，即慣性越大．(4)慣性不是力，慣性是物體具有的保持勻速直線運(yùn)動或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，力是物體

9、對物體的作用，慣性和力是兩個不同的概念．,①減小第二個斜面的傾角，小球在這個斜面上仍然要達(dá)到原來的高度；②兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面；③如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫诺母叨龋虎芾^續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運(yùn)動．,請將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列：________(只要填寫序號即可)．在上述的設(shè)想步驟中，有的屬于可靠的事實(shí)，有的則是理想化的推論

10、．下列關(guān)于事實(shí)和推論的分類正確的是(　　)A．①是事實(shí)，②③④是推論　　B．②是事實(shí)，①③④是推論C．③是事實(shí)，①②④是推論 D．④是事實(shí)，①②③是推論,【解析】　根據(jù)對伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)的理解，合理順序應(yīng)該是②③①④.通過重現(xiàn)伽利略的實(shí)驗(yàn)可知②是事實(shí)，而①③④是理想化的推論．因?yàn)樵谌魏纹矫娴沫h(huán)境中，物體間總是有摩擦的，假設(shè)沒有摩擦是一種科學(xué)的理想狀態(tài)，是不能實(shí)現(xiàn)的．故A、C、D均錯誤，B正確．【答案】?、冖邰佗堋,【解析

11、】　物理學(xué)史中，亞里士多德的觀點(diǎn)是重的物體下落快，輕的物體下落慢，力是維持物體運(yùn)動的原因；伽利略的看法是若沒有空氣阻力，一切物體自由下落的快慢是相同的，力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因．【答案】　重的物體下落快，輕的物體下落慢　不需要外力作用,【方法總結(jié)】　解決此類問題的關(guān)鍵是：(1)要深刻理解牛頓第一定律的意義：即①力不是維持物體運(yùn)動的原因；②一切物體都具有慣性；③力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因．(2)運(yùn)用牛頓第一定律解決問題時，正確的受

12、力分析是關(guān)鍵，如果物體在某一方向上不受力或所受合力為零，則物體在這一方向上的運(yùn)動狀態(tài)(即速度)保持不變．,【答案】　ABD,【解析】　當(dāng)汽車啟動時，汽車的速度變大了，而金屬塊由于慣性，將保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，而相對于汽車向后運(yùn)動．從而使綠燈所在的電路被接通，所以啟動時綠燈亮；反之，剎車時，汽車的速度變小了，而金屬塊由于慣性，將保持原來的速度運(yùn)動，而相對于汽車向前運(yùn)動，從而使紅燈所在的電路被接通，所以剎車時紅燈亮．當(dāng)汽車勻速行駛時，彈簧將使

13、金屬塊復(fù)位，兩燈均不亮．【答案】　當(dāng)汽車啟動時，綠燈亮；當(dāng)汽車急剎車時，紅燈亮．,A．當(dāng)石料隨平板車快速前進(jìn)時已經(jīng)受了一個向前的力，這個力在車突然停止時繼續(xù)起作用B．在平板車突然停止時，平板車對石料施加一個向前的力C．平板車突然停止，石料由于慣性會繼續(xù)往前沖D．平板車在突然停止前速度越快，石料向前沖得越遠(yuǎn)【答案】　CD,【解析】　慣性的大小僅由質(zhì)量來確定，鉛球質(zhì)量很大，其慣性大，盡管速度不大，但是運(yùn)動狀態(tài)很難改變，故不可用手去

14、接，而乒乓球則與其相反，運(yùn)動狀態(tài)容易改變，盡管速度很大，也可以用手去接，所以A、B錯誤．相同的兩車慣性應(yīng)相同，要讓速度大的車停下來，其運(yùn)動狀態(tài)變化量大，因此較難，D對，C錯．【答案】　D,【評析】　物體的慣性大小與其運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，在加速度相同時，速度大的物體停下來所花的時間長，但這并不表明其慣性大，因?yàn)闀r間長短并不能反映運(yùn)動狀態(tài)改變的難易程度．,【答案】　BCD,伽利略通過理想實(shí)驗(yàn)方法否定了亞里士多德的觀點(diǎn)，說明物體的運(yùn)動不需要力來維

15、持．牛頓在前人的基礎(chǔ)上提出了牛頓第一定律，闡明了運(yùn)動和力的關(guān)系，說明物體的運(yùn)動并不需要力來維持，因?yàn)槲矬w本身就具有維持原來靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì)，即慣性，慣性是物體的固有屬性，一切物體均有慣性，但力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)．【答案】　D,事實(shí)上，在受到了相同阻力的情況下，速度(大小)不同，質(zhì)量相同的物體，在相同的時間內(nèi)速度的減小量是相同的，這就說明質(zhì)量相同的物體，它們改變運(yùn)動狀態(tài)的難易程度是相同的．所以它們的慣性是相同的．故慣性與

16、它們的運(yùn)動速度無關(guān)．,下列說法正確的是(　　)A．高速行駛的公共汽車緊急剎車時，乘客都要向前傾倒，說明乘客都具有慣性B．短跑運(yùn)動員最后沖刺時，速度很大，很難停下來，說明速度越大，慣性越大C．拋出去的標(biāo)槍和手榴彈都是靠慣性向遠(yuǎn)處運(yùn)動的D．把手中的球由靜止釋放后，球能豎直下落，是由于球具有慣性的緣故,【解析】　慣性是物體保持原來的勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的特性，故A、C項正確．而質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，故B項錯．由靜止釋放的小球

17、的慣性是要保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，而下落是由于重力迫使它改變了靜止?fàn)顟B(tài)，故D項錯．【答案】　AC,1．伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)揭示了(　　)A．若物體運(yùn)動，那么它一定在受力B．力不是維持物體運(yùn)動的原因C．只有受力才能使物體處于靜止?fàn)顟B(tài)D．只有受力才能使物體運(yùn)動【答案】　B,2．物體的運(yùn)動狀態(tài)改變了，不可能發(fā)生的是(　　)A．速率不變　　　　B．速度不變C．慣性大小隨之改變 D．物體未受任何力【解析】　物體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了改

18、變，即速度發(fā)生了變化，可能是速度大小(即速率)變化、方向變化或大小和方向同時變化，當(dāng)物體的速率不變時方向可能改變，故A項是可能發(fā)生的．,物體的運(yùn)動狀態(tài)改變就是速度變化，所以B項是不可能的．物體運(yùn)動狀態(tài)改變時，其質(zhì)量并不改變，質(zhì)量是物體慣性的大小的量度，所以物體慣性大小不會改變，C項是不可能的．力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，物體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了改變，肯定受外力的作用，故D項是不可能的．【答案】　BCD,3．下列對運(yùn)動的認(rèn)識不正確的是(　　

19、)A．亞里士多德認(rèn)為物體的自然狀態(tài)是靜止的，只有當(dāng)它受到力的作用才會運(yùn)動B．伽利略認(rèn)為力不是維持物體速度的原因C．牛頓認(rèn)為力的真正效應(yīng)總是改變物體的速度，而不是使之運(yùn)動D．伽利略根據(jù)理想實(shí)驗(yàn)推論出，如果沒有摩擦，在水平面上的物體，一旦具有某一個速度，將保持這個速度繼續(xù)運(yùn)動下去,【解析】亞里士多德對運(yùn)動的認(rèn)識是錯誤的，力不是維持物體運(yùn)動的原因，而是改變物體運(yùn)動速度的原因．【答案】　A,4．現(xiàn)在新型汽車都設(shè)計有氣囊，氣囊的位置就在

20、司機(jī)的方向盤處，而且每位司機(jī)在駕車時都必須系上安全帶，而安全帶是斜跨在腰與肩膀之間，與司機(jī)的座椅連在一起，它們的作用是什么？【答案】　緊急剎車和撞車(車禍)時車突然停下，而司機(jī)由于慣性還具有向前的速度，安全帶使司機(jī)不向前傾，而氣囊是當(dāng)司機(jī)的臉部或胸部接觸方向盤前被突然膨脹的氣囊擋住而不受傷．,5．“用較小的力推車時車不動，說明車的慣性較大．”對嗎？“維持小車勻速運(yùn)動所需力較小，而要推動小車所需力較大，說明靜止物體慣性較大．”對嗎？【