2019-2020学年高中物理 第6章 力与运动 第1节 牛顿第一定律课件 鲁科版必修1

第6章力与运动第1节牛顿第一定律1.理解力和运动的关系，知道理想实验是科学研究的重要方法．2．理解并掌握牛顿第一定律的内容和意义．3．知道什么是惯性，会正确解释有关惯性的现象，知道质量是物体惯性大小的量度.1.对牛顿第一定律所揭示规律的深刻认识是本节的教学重点．2．对理想实验的认识和对惯性现象的具体解释是本节的两个教学难点.抓主干新知预习探究破疑难核心要点突破练技巧综合拓展提升提素能随堂巩固演练练能力高效知能检测一、力与运动状态1．速度是描述物体运动状态的物理量，物体运动状态的改变有三种情况，即速度大小改变、速度方向改变及速度大小和方向同时改变．2．力和运动状态的关系(1)亚里士多德的观点：有外力作用才有，要维持物体的运动速度就需要．(2)伽利略的观点：维持物体的运动可以不需要力．(3)笛卡儿的观点：如果没有其他原因，运动的物体将继续以沿着一条直线运动，既不会也不会的方向．速度外力原来的速度停下来偏离原来速度的改变意味着物体运动状态的变化．那么物体运动状态变化有几种情况？提示：有三种情况，分别是：(1)只有速度的大小变．(2)只有速度的方向变．(3)速度的大小、方向同时都变．二、牛顿第一运动定律1．内容：一切物体总保持状态或，直到迫使它改变这种状态为止．2．意义：牛顿第一定律揭示了物体不受外力作用时的运动情况，使我们明白了物体运动的原因不是力．从另一角度看，若物体受到了力的作用，其运动状态将发生改变．静止匀速直线运动状态有外力一个在足球场上滚动的足球最终会静止下来，没有保持匀速直线运动状态，这与牛顿第一定律是否矛盾？为什么？提示：这与牛顿第一定律不矛盾．牛顿第一定律指出物体不受外力时将处于静止状态或匀速直线运动状态，即物体的运动状态不改变．只有在受外力的作用下，物体的运动状态才会改变．足球最终会静止下来，就是受到了摩擦力作用．三、物体的惯性1．惯性：任何物体都有保持原来或状态的性质，物理学中把物体的这种性质称为惯性．因此，牛顿第一定律又被称为．2．任何物体都具有惯性，是物体的固有属性．静止匀速直线运动惯性定律惯性学生做所示实验，当用铅笔猛击纸条时，纸条离开桌面，而钢笔帽依然竖在桌上未倒．钢笔帽为什么能留在原处？提示：一切物体都具有惯性．也就是说，原来静止的物体总有保持原来的静止状态的性质．力与运动的关系1．理想斜面实验如图(甲)所示，让小球沿一个斜面从静止滚下来，小球将滚上另一个斜面．如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度．如果第二个斜面倾角变小(图(乙))，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程．继续减小第二个斜面的倾角(图(丙))，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定的速度持续运动下去．2．伽利略的思想方法(1)伽利略用“实验＋科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点．伽利略的理想斜面实验虽然是想象中的实验，但这个实验反映了一种物理思想，它是建立在可靠的事实基础之上的，以事实为依据，以抽象为指导，抓住主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示了自然规律．伽利略的观点：在水平面上的物体，设想没有摩擦，一旦物体具有某一速度，物体将保持这个速度继续运动下去．(2)实验结论外力作用可以改变物体运动的速度，而速度的变化也就意味着物体的运动状态发生了变化．所以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．[典例1]关于力和运动，下列说法正确的是()A．如果物体在运动，那么它一定受到力的作用B．力是使物体做变速运动的原因C．撤去作用力，运动物体最终总要停下来D．力只能改变物体运动速度的大小[思路点拨]力是改变物体运动状态的原因，不是使物体运动的原因．[尝试解答]力的作用是改变物体的运动状态，即改变速度，而不是产生速度，故A错误；物体做变速运动，一定受到力的作用，力不仅改变速度的大小，也改变速度的方向，故B正确、D错误；运动的物体若不受力，或所受合外力为零，将以不变的速度一直运动下去，故C错误．[答案]B1．下列关于运动和力的关系的说法中正确的是()A．力是产生物体运动的原因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．力是保持物体速度不变的原因解析：世界是运动的、运动是绝对的，所以力不是产生物体运动的原因，A错．根据伽利略的“理想斜面实验”可得出：物体的运动不需外力来维持，而恰恰是外力的存在改变了物体原来的运动状态，所以力不是维持物体运动的原因，不是物体保持速度的原因，而是改变物体运动状态的原因，B、D错误，C正确．答案：C对牛顿第一定律的理解1．物理思想(1)说明了物体不受外力时的运动状态是匀速直线运动或静止，即力不是维持物体运动的原因．(2)一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质．(3)一切物体受外力(合外力不为零)时，都会改变原来的运动状态，即外力是迫使物体改变运动状态的原因．2．物理意义(1)澄清了力的概念：力是改变物体运动状态的原因，力并不是维持物体运动的原因．(2)指出了力和运动的定性关系：不受外力作用的物体，将保持匀速直线运动状态或静止状态．(3)揭示了一切物体固有的属性——惯性，因此牛顿第一定律又叫做惯性定律．3．适用范围牛顿第一定律的成立是有条件的：牛顿第一定律只适用于质点在惯性系中的运动，在非惯性系中不适用．[典例2]以下说法中正确的是()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是由于物体具有惯性C．在水平地面上滑动的木块最终要停下来，是由于没有外力维持木块的运动D．物体的运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用[思路点拨]理解牛顿第一定律的含义是解决本题的关键．[规范解答]牛顿第一定律描述的是一种理想的情况——物体不受任何外力作用，物体将保持静止状态或匀速直线运动状态．实际的情况是物体都要受到外力的作用，只要物体所受的外力的合力为零，物体就保持静止或匀速直线运动状态不变，所以A正确；物体的运动并不需要力来维持，而是由物体本身所固有的一种属性——惯性来维持的，力是改变物体运动状态的原因，所以B、D均正确；C项中木块最终要停下来的原因是：木块在运动过程中，受到摩擦阻力的作用，即木块受到的外力的合力不为零所导致的，所以是错误的，故选A、B、D.[答案]ABD必须纠正如下错误认识：1.认为运动的物体一定受到力的作用；2.认为物体向哪个方向运动，就受哪个方向的力；3.物体所受的力越大，速度越大．2．下列说法正确的是()A．牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的，没有实验依据B．牛顿第一定律无法用实验直接验证，因此是不成立的C．理想实验的思维方法与质点概念的建立一样，都是一种科学抽象的思维方法D．由牛顿第一定律可知，静止的物体一定不受外力作用解析：牛顿第一定律是在理想实验的基础上经过合理推理，总结出来的，但无法用实验来验证，故A、B错误；理想实验的思维方法与质点概念的建立相同，都是突出主要因素、忽略次要因素的科学抽象的思维方法，故C正确；物体静止时不受外力或所受合外力为零，故D错误．答案：C对惯性的理解1．惯性与质量的关系(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惟一量度，质量越大，惯性越大．2．惯性与力的关系(1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，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．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．3．惯性与速度的关系(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性质．(2)一切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大小均无关．4．惯性与惯性定律(1)惯性是物质的一种固有属性不是惯性定律，惯性没有条件限制．(2)惯性定律是物体不受外力作用时所遵守的一条规律．[特别提醒]1.在不受力(或合外力为零)的条件下，惯性表现为保持原来的运动状态．2．在受力条件下，惯性表现为运动状态改变的难易程度．[典例3]关于物体的惯性，以下说法中正确的是()A．惯性是物体保持原来运动状态的力B．物体在没有受到外力作用时，能保持匀速直线运动状态或静止状态，是有惯性的，受到外力作用时，物体不能保持匀速直线运动状态或静止状态了，因而惯性也就不存在了C．汽车行驶得越快，刹住它越困难，所以速度越大的物体惯性越大D．不论在什么地方，质量越大的物体惯性越大[思路点拨]惯性是物体的固有属性，只与质量有关．[尝试解答]惯性是物体保持静止或匀速直线运动状态的性质，不是力，它与力有本质的区别，故A错；惯性是物体的固有属性，与物体是否受力、运动状态、速度大小均无关，由质量惟一量度，故B、C错误，D正确．[答案]D3．下列关于惯性的说法中正确的是()A．空间站中的宇航员远离地球，但宇航员仍然具有惯性B．力可以改变物体的运动状态，因此只有力才能改变物体的惯性C．短跑运动员最后冲刺时，速度很大，很难停下来，说明速度越大，惯性越大D．把手中的球由静止释放后，球能竖直下落，是由于球具有惯性的缘故解析：惯性是物体的固有属性，唯一取决因素是质量，与运动状态、受力情况所处位置无关，故A对，B、C错；球由静止释放，竖直下落，是因为重力改变运动状态，故D错．答案：A惯性较大的物体必然会导致物体()A．运动状态的改变较难B．运动状态的改变慢C．运动状态的改变量较小D．运动的速度比较大[思路点拨]区分运动状态改变的“难易”、“快慢”、“多少”．[规范解答]物体运动状态改变的难与易是由物体惯性的大小决定的，惯性越大，其运动状态的改变就越难，反之就越容易，故A选项正确．加速度a(a＝ΔvΔt)表征运动速度变化的快慢，运动速度的改变代表运动状态的改变，加速度越大，运动状态改变得越快；加速度越小，运动状态改变得越慢．加速度的大小除与惯性(或质量)有关之外，还与所受的外力有关，因此物体的惯性大并不说明其运动状态改变得慢，故B选项错误．运动状态的改变量可由速度的变化量表示，与其惯性的大小无关，由公式a＝ΔvΔt得Δv＝a·Δt，显然速度的变化量(即运动状态的改变量)由加速度a与时间Δt共同决定，故C选项错误．因为惯性的大小取决于质量的大小，与速度的大小无关，故D选项错误．故选A.[答案]A1．所谓“运动状态的改变”的正确理解是()A．仅指速度大小的改变B．仅指速度方向的改变C．要改变物体的运动状态，必须有力的作用D．物体运动状态的改变与物体的初始状态有关解析：速度是描述物体运动状态的一个物理量，速度是矢量，有大小和方向，大小、方向其中之一发生变化，速度就发生变化，物体的运动状态就发生改变．力是改变物体运动状态的原因．答案：C2．伽利略在对力和运动的研究中，构想了理想实验，其科学研究方法的核心是()A．把猜想和假说结合起来B．把实验和逻辑推理结合起来C．把提出问题与猜想结合起来D．以上说法均不准确解析：伽利略的理想实验是建立在可靠的实验事实基础之上的，以抽象为推导，抓住主要因素，忽略次要因素，深刻地揭示了自然规律．答案：B3．关于牛顿第一定律的理解，下列说法正确的是()A．力是维持物体运动状态的原因B．力是改变物体运动状态的原因C．物体的质量较小，但运动的速度较大时，惯性也可以很大D．物体自由下落时比竖直上抛时的惯性小解析：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，故A错、B对；物体惯性的唯一取决因素是物体的质量，与运动状态无关，故C、D错．答案：B4．在物理课上，老师在讲解“惯性”概念时，做了一个小实验：用两根细绳分别悬挂一个乒乓球和一个同体积的实心小铁球，用力对着乒乓球吹气，乒乓球偏离了竖直方向；用几乎同样大的力对着小铁球吹气，小铁球没有动．这个实验主要说明的物理问题是()A．只有运动的物体才具有惯性B．只有静止的物体才具有惯性C．物体的质量越大，其具有的惯性也越大D．一切物体都具有惯性解析：小铁球质量大，运动状态难改变，惯性大．答案：C5．下列说法正确的是()A．运动得越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大B．小球在做自由落