《牛顿第一定律》运动和力的关系PPT课件

《牛顿第一定律》运动和力的关系PPT课件

第一部分内容：学习目标

1.知道伽利略的理想实验及其推理过程，知道理想实验是科学研究的重要方法．(难点)

2．理解牛顿第一定律的内容及意义．(重点)

3．明确惯性的概念，会解释有关的惯性现象．(难点)

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牛顿第一定律PPT，第二部分内容：新知探究

一、理想实验的魅力

1．亚里士多德的观点：必须有力作用在物体上，物体才能______；没有力的作用，物体就要______．即力是维持物体______的原因．

2．伽利略的观点

(1)理想实验：让小球沿第一个斜面从静止状态开始向下运动，然后冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球上升的高度与释放时的高度______．减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离______．

科学推论：当将第二个斜面放平时，小球将会_______________．

(2)结论：力不是______物体运动的原因．

3．笛卡尔的观点：如果运动中的物体没有受到______的作用，它将继续以____________沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向．

二、牛顿第一定律

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．牛顿第一定律又叫____________．

三、惯性与质量

1．惯性：物体保持原来__________________状态或______状态的性质．

2．惯性的量度：______是物体惯性大小的唯一量度．

(1)伽利略理想斜面实验是不科学的假想实验．(　　)

(2)理想实验所得到的结论是不可靠的．(　　)

(3)伽利略的“理想实验＋科学推论”的方法是一种科学方法．(　　)

(4)物体只有处于静止状态或匀速直线运动状态时才有惯性．(　　)

(5)物体运动速度越大，惯性越大．(　　)

(6)力无法改变物体的惯性．(　　)

(1)(2019•昭阳月考)运动和力的关系，下列说法中正确的是(　　)

A．静止的物体一定不受力的作用

B．物体的运动状态改变时，一定受到了外力的作用

C．物体运动的方向一定是它的受力方向

D．作用在物体上的力消失后，物体将会停止运动

提示：选B.静止的物体可以受力，只不过各力的合力为零，故A错误；力是改变物体运动状态的原因，物体的运动状态改变时，一定受到了外力的作用，故B正确；物体运动的方向与受力方向无关，故C错误；作用在物体上的力消失后，物体保持静止状态或匀速直线运动状态运动，故D错误．

(2)(2019•浙江期中)下列有关现象，分析正确的是(　　)

A．草地上滚动的足球会停下来，是因为运动要靠力来维持

B．汽车启动时乘客向后倒，是因为人在此刻才具有惯性的缘故

C．100 m比赛中运动员跑到终点后会继续向前跑一段距离，这样做是为了减小惯性

D．用力甩牙刷能把水甩走，是因为水具有惯性

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牛顿第一定律PPT，第三部分内容：师生互动

对牛顿第一定律的理解

如图所示，冰壶在冰面上的运动．如果摩擦阻力比较大，冰壶很快停下来；如果摩擦阻力很少，冰壶能滑得很远；如果摩擦阻力为零，冰壶将永远运动下去．

试结合上述现象讨论：

(1)牛顿第一定律中“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”说明运动与力有什么关系？

(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？

要点提示　(1)说明力是改变物体运动状态的原因．

(2)原来静止的物体，不受外力时，仍然静止；原来运动的物体，不受外力时，将永远做匀速直线运动．

【核心深化】

1．伽利略理想实验的方法和意义

“科学推理”的方法

实验事实：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．

推理1：如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度．

推理2：减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍要达到原来的高度．

推理3：继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球沿水平面永远运动下去．

实验结论：力不是维持物体运动的原因

伽利略在理想实验中所应用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，它标志着物理学的真正开端，使人类对自然的认识由经验型转变为科学理论型．伽利略对科学的贡献就在于推翻直觉的观点而用新的观点代替它

2. 物体运动状态的变化

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)速度的方向不变，只有大小改变．

(2)速度的大小不变，只有方向改变．

(3)速度的大小和方向都发生改变．

3．对牛顿第一定律的理解

关键能力1　对伽利略理想实验的理解

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，如图所示的斜面实验，其中有一个是实验事实，其余是推论．

①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．

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，最后使它成一水平面，小球要沿水平面永远运动下去．

请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列___________________________(只要填写序号即可)．

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] 理解理想实验，应注意以下几点

(1)真实实验是一种实践活动，是可以通过一定的实验器材和实验方法来实现的实验．

(2)理想实验是一种思维活动，是抽象思维中设想出来的、无法做到的实验．

(3)理想实验是以可靠的实验事实为基础的．

关键能力2　对牛顿第一定律的理解

(2019•醴陵期末)关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是(　　)

A．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事物进行分析的产物，不可能用实验直接证明

B．不受力作用的物体是不存在的，故牛顿第一定律的建立毫无意义

C．牛顿第一定律表明，物体只有在不受外力作用时才具有惯性

D．牛顿第一定律表明，物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性

[思路点拨] 牛顿第一定律给出了物体不受力作用时的运动规律，同时也说明了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；牛顿第一定律是牛顿在前人实验的基础上，根据逻辑推理得出的，是以实验为基础，但又不是完全通过实验得出．

力和运动的关系

(1)力的作用效果是使物体发生形变或速度发生改变，而速度的改变就意味着物体的运动状态发生了改变，因此，力的作用效果是改变了物体的运动状态，也可以说“力是使物体运动状态改变的原因”．

(2)力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因，物体运动状态发生改变必定受到不为零的外力作用．

【达标练习】

1．(2019•北京学业考试)中国古代科技取得了辉煌的成就，在很多方面走在世界前列．例如春秋战国时期，墨家的代表人物墨翟在《墨经》中，就已对力做了比较科学的阐述：“力，刑(形)之所以奋也”．这句话的意思是：力能使物体由静止开始运动，或使运动的物体运动得越来越快．下列说法中，与墨翟对力的阐述最接近的是(　　)

A．力是维持物体运动的原因

B．力是物体位移变化的原因

C．力是物体位置变化的原因

D．力是物体运动状态改变的原因

2．(多选)(2019•郑州高一检测)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运动

D．飞跑的运动员遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态

对惯性的理解和应用

请你用惯性的知识来解释一下为什么当你奔跑时碰到石块，会向前跌倒；而如果你踩到西瓜皮，会向后倒？

要点提示　奔跑时碰到石块，人的下半身就停了下来，而人的上半身由于惯性，仍然保持原来的运动状态，所以会向前跌倒．

如果你踩到西瓜皮，脚有一个向前运动的较大速度，而人的上半身由于惯性，仍保持原来的状态，所以会向后倒．

【核心深化】

1．惯性与质量

(1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．

(2)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

(1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，始终具有且与外界条件无关；力只有在物体间相互作用时才有，离开了物体就无所谓力．因此说“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”“受到惯性力”等都是错误的．

(2)力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动状态的原因．对同一物体，力越大，运动状态越易改变；惯性越大，运动状态越难改变．

(3)惯性与物体的受力情况无关．惯性与力的区别可由下表反映

3. 惯性与速度

(1)速度是表示物体运动快慢的物理量，惯性是物体本身固有的属性．

(2)一切物体都具有惯性，和物体是否有速度及速度的大小无关．

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牛顿第一定律PPT，第四部分内容：随堂知能演练

1．(多选)(2019•沂水期末)关于古代先贤们对力与运动关系的探究史实，下列说法正确的是(　　)

A．亚里士多德根据直接经验得出物体的运动需要有力来维持

B．伽利略认为在水平面上运动的物体之所以会停下来是由于受到摩擦力的作用

C．笛卡尔认为如果运动物体不受任何力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动

D．牛顿提出了惯性定律，用实验直接验证了不受力的物体会保持匀速直线运动状态或静止状态

解析：选ABC.亚里士多德根据现实经验得出的结论：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止在一个地方，故A正确；意大利物理学家伽利略根据“伽利略斜面实验”指出：在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故，故B正确；笛卡尔认为如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向，故C正确；牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不能用实验直接验证，故D错误．

2．(2019•浙江模拟)伽利略研究变速运动规律时做了著名的“斜面实验”：他测量了铜球在较小倾角斜面上运动的位移和时间，发现位移与时间的平方成正比，增大斜面倾角，该规律仍然成立．于是，他外推到倾角为90°的情况，得出结论(　　)

A．自由落体运动是一种匀变速直线运动

B．力是使物体产生加速度的原因

C．力不是维持物体运动的原因

D．物体具有保持原来运动状态的惯性

解析：选A.铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做的是匀变速直线运动，且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大，倾角最大的情况就是90°时，这时物体做自由落体运动，由此得出的结论是自由落体运动是一种匀变速直线运动．

3．(2019•江苏月考)中华民族的优秀文化博大精深，其中古典诗词是优秀文化的代表，从物理角度看古诗词会发现别有一番韵味．下面四句诗词中涉及惯性知识的是(　　)

A．明代冯梦龙的《醒世恒言》中“临崖立马收缰晚，船到江心补漏迟”

B．领导人的《长征》中“红军不怕远征难，万水千山只等闲”

C．唐代高骈的《山亭夏日》中“水晶帘动微风起，满架蔷薇一院香”

D．唐代李白的《望天门山》中“两岸青山相对出，孤帆一片日边来”

解析：选A.明代冯梦龙的《醒世恒言》中“临崖立马收缰晚，船到江心补漏迟”是由于惯性，故A正确；“红军不怕远征难，万水千山只等闲”描述红军到过很多有山有水的地方，与惯性无关，故B错误；唐代高骈的《山亭夏日》中“水晶帘动微风起，满架蔷薇一院香”是分子运动，与惯性无关，故C错误；唐代李白的《望天门山》中“两岸青山相对出，孤帆一片日边来”与惯性无关，故D错误．

4．(2019•吉林长春高一测试)对一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是(　　)

A．采用大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度．这表明通过科学手段能使小质量的物体获得大的惯性

B．射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性小了

C．货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性

D．摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的

解析：选C.采用了大功率的发动机后，一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，不是由于使小质量的物体获得大惯性，而是由于功率增大的缘故，A错误；射出枪膛的子弹在运动一段距离后连一件棉衣也穿不透，是由于速度减小了，不是由于惯性减小了，子弹的惯性没有变化，B错误；货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，质量改变了，它的惯性也会改变，C正确；摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，防止侧滑，而人和车的惯性并没有改变，D错误．

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