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(共48张PPT)
4.1 牛顿第一定律
人教版（2019） 高一上
刘谦魔术
小车不推就会停下来，推它才能运动
风吹树摇，风停树静。没有风吹，树就处于静止状态。
我们发现以上现象似乎有一个共同特征： 物体受力时才能运动。如果不受力，物体不会运动或停止运动。
生活现象：
实验演示：
实验现象：
推木箱，木箱动；撤去推力，木箱不动（静止）。
一、回顾历史
亚里士多德
(Aristotle,前384-前322)
只有力作用在物体上，物体才能运动。没有力的作用，物体就要静止在一个地方。
换句话说：
力是维持物体运动的原因。
方法：生活经验总结(思辨)
物体运动真的需要力来维持？是真相被掩盖了吧！
跨越时空的对话
亚里士多德
(Aristotle，前384—322)
伽利略
(GalileoGalilei，1564—1642)
力是维持物体运动的原因
实验探究：
推木块实验
问题1：为什么木块会停下来？
问题2：怎样才可以跑得更远？
加装上轮子会不会运动得更远？
实验室应用——气垫导轨
演示实验
生活应用—磁悬浮列车
上海磁悬浮列车时速可达430公里/小时
理想斜面实验
回顾历史，探究定律
实验事实 逻辑推理
（无摩擦，右斜面足够长）
右斜面固定 摩擦越小,球滚得越高 球将滚上原来的高度
实验事实 逻辑推理
（无摩擦，右斜面足够长）
右斜面固定 摩擦越小,球滚得越高 球将滚上原来的高度
减小右倾角 球沿斜面滚得越远 球沿斜面滚得越远，一直滚到原来的高度
实验事实 逻辑推理
（无摩擦，右斜面足够长）
右斜面固定 摩擦越小,球滚得越高 球将滚上原来的高度
减小右倾角 球沿斜面滚得越远 球沿斜面滚得越远，一直滚到原来的高度
放平右斜面 球滚得最远 球将一直滚动下去
当一个物体在一个水平面上运动，没有碰到任何障碍时…它的运动将是匀速的，假若平面是在空间无限延伸的话,它将无限地继续进行下去。
伽利略理想斜面实验模拟
伽利略：物体不受力时，就会保持匀速直线运动状态。
即：力不是维持物体运动的原因。
伽利略
(GalileoGalilei，1564—1642)
提出问题 实验探究 科学推广 得出结论
思考
为什么叫理想斜面实验，建立了怎样的理想模型？
伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。
——爱因斯坦
实验（事实）+逻辑推理
理想实验的魅力
理想实验
笛卡尔：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。
(1596-1650)
笛卡尔
补充完善，形成定律
回顾历史，探究定律
伽利略和笛卡尔对物体的运动作了准确的描述，但是没有指明加速、减速的原因是什么，这个原因跟运动的关系是什么。
思考
牛顿(Newton,1642-1727)
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。
牛顿：“如果说我看得比别人更远些，那是因为我站在巨人的肩膀上。”
二、牛顿第一定律
中国古代对力与运动关系的思考
“力，行之所以奋也”
——战国·《墨经》
马力既竭，辀犹能一取也
——春秋·《考工记》
zhōu
注： “行”就是“物体”， “奋”由静到动、动而愈速、由下上升
运动状态的改变
2、理解：
（1）“一切物体”
——所有物体普遍适用。
（2）“总”
——总是这样，没有例外！
（3）“或”
——两者必居其一，且只是其一，并不是同时存在。
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。
内容：
（4）“除非…迫使…改变…”
——两层含义!
既然牛顿定律更完善，那么我们该怎样来理解呢？它又从几个方面阐述了力和运动的关系呢？
牛顿物理学的基石----牛顿第一定律
①揭示了力和运动的因果关系！
3、两层含义
一切物体
1、一开始是运动的
2、一开始是静止的
不受外力
保持匀速直线运动
保持静止状态
=
所受合外力为零F合=0
所受合外力不为零F合≠ 0
运动状态改变
力是产生加速度（改变运动状态）的原因。
速度改变
原因
原因
结果
结果
结果
冰壶在冰面运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变。
牛顿第一定律能否用实验来验证？
牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证，但是生活中许多现象可以帮助我们理解牛顿第一定律。
阻力很小的现象——冰壶
①揭示了力和运动的因果关系！
3、两层含义
一切物体
1、一开始是运动的
2、一开始是静止的
不受外力
保持匀速直线运动
保持静止状态
=
所受合外力为零F合=0
所受合外力不为零F合≠ 0
运动状态改变
力是产生加速度的原因。
速度改变
②提出了惯性概念：揭示一切物体都有惯性！
原因
原因
结果
结果
结果
理解定律，了解惯性
惯性
牛顿第一定律表明：
一切物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，我们把这个性质叫做惯性。因此牛顿第一定律又叫惯性定律。
从牛顿第一定律得知，物体都要保持它们原有的匀速直线运动状态或静止状态。可以说，它们都具有抵抗运动状态变化的“能力”，即都具有惯性。那么，怎样描述惯性的大小呢？
例如，以相同的方式抛掷质量不同的两个石块，质量大的石块需要的力大。
1、概念:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。
三、惯性
（1）惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性
（2）质量是惯性大小的唯一量度.质量越大，惯性越大
（3）惯性大小与物体运动状态无关，与物体受力情况以及地理位置无关
（4）惯性的表现
①不受力时，惯性表现为保持原来的匀速直线运动状态或静止状态
②受力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度质量越大，惯性越大，运动状态越难以改变
2、理解：
结论：惯性只与质量有关，质量越大惯性越大，质量越小惯性越小
让摆动的大沙袋停下来就比让摆动的小球停下来费力得多。
普遍性
唯一性
一切物体都具有惯性
惯性大小只与质量有关
惯性是物体的固有属性
生活中“惯性”体现在哪里？
不受力：表现为保持原来的运动状态
受力：表现为运动状态改变的难易程度
质量是惯性大小的唯一量度
乒乓球可以快速抽杀的原因是什么？
惯性与速度大小有关吗？
学以致用
战斗机在进行作战前为什么要扔掉副油箱？
解释生活现象
分组实验
分别用钢球和玻璃球实验，看看有什么实验现象？如何解释现象？
思 考
1、乒乓球为什么可以快速抽杀？
战斗机战斗前为什么要抛掉副油箱？
2、设想：一个足球和一个铅球以相同速度飞来，假如你必须用头去顶其中一个，哪么你会顶哪一个？为什么？
质量越大，惯性越大。质量是惯性的量度。
解：因为当瓶子从静止状态突然向右加速运动时，瓶中的水由于惯性要保持原有的静止状态，相对瓶来说是向左运动，气泡也有惯性，但相比水来说质量很小，惯性小可忽略不计，所以气泡相对水向右移动。
典例、如图所示，水平放置的小瓶内装有水，其中有气泡，当瓶子从静止状态突然向右加速运动时，小气泡在瓶内将向何方运动？
想一想：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的速度,而人的上半身由于惯性,仍保持原来的状态,所以会向后倒。
课堂总结，课外探究
再谈螺丝魔术
有人说螺丝魔术颠覆了牛顿第一定律：不给螺帽力的作用，螺帽也能运动起来。你怎么看？请在百度中搜索“螺丝魔术揭秘”，弄清螺丝魔术的原理。
学以致用：水滴将落在哪里？
车厢天花板上的O点有水滴下，P为O点正下方的位置，若车厢向前做匀速运动，试分析水滴落在什么位置？
猜想
巩固练习
1、关于伽利略实验，下列说法正确的是（ ）
A．完全是理想的，没有事实为基础；
B．是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映自然规律的；
C．没有事实为基础，只有理想推理；
D．以上说法都不对；
B
2.用绳子拴住一个小球在光滑的水平面上作圆周运动，当绳子突然断裂后，小球将( )
A．保持原来的圆周运动状态
B．保持绳断时的速度作匀速直线运动
C．小球运动速度减小，但保持直线
D．以上三种都有可能
B
3.有一热气球以一定的速度匀速竖直上升一定高度时，从热气球里掉出一个物体，这个物体离开热气球后将： （ ）
A.继续上升一段距离，然后下落。
B.立即下落。
C.以原来的速度永远上升。
D.以上说法都不对。
A
4.如图示，固定在汽车上与汽车共同前进的油箱中有一气泡，当汽车突然加速时，关于汽泡相对油箱的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A ．向后；
B ．向前；
C． 静止；
D． 不能确定。
B
小 结
（四个一）
一个定律、一种方法；
一种性质、一群伟人。
亚里士多德
(前384-前322)
伽利略
(1564—1642)
笛卡尔
(1596-1650)
牛顿
(1642-1727)
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