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人教版 第四章 运动和力的关系
1 牛顿第一定律
教学目标
CONTENT
01
02
03
04
能准确表述牛顿第一定律，并能对定律有较为深入的理解
能描述伽利略关于力与运动的思想观念，及设计出的理想实验和相应的推理结论
能简略叙述发现牛顿第一定律的历史过程，并能做出初步评述
能举例说明物体的质量是其惯性大小的量度
01
问题引入
根据初中学习的牛顿第一定律的基本内容，你能说说它揭示了物体遵循怎样的运动规律吗
滑冰的孩子如果不用力，她会慢慢停下来，这是否与牛顿第一定律矛盾呢？
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
亚里士多德
伽利略
笛卡尔
力不是维持物体运动的原因
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，既不停止也不偏离
历史观点
代表人物 主要观点
亚里士多德 必须有力作用在物体上，物体才能 ；没有力的作用，物体就要
伽利略 力不是 物体运动的原因，而是 物体运动状态的原因
笛卡儿 如果运动中的物体没有受到 ，它将继续以同一 沿同一 运动，既不停下来也不偏离原来的
运动
静止
维持
改变
力的作用
速度
直线
方向
力和运动的关系
伽利略用“实验＋科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点
第一次确立了物理实验在物理研究中的基础地位
揭示了力不是维持物体运动的原因
理想实验在自然科学的理论研究中有着重要的作用，但也有其局限性
对伽利略理想实验的理解
重点解析
一、理想实验的魅力
将人们引入歧途的是摩擦，而实验中摩擦又是难免的
猜想：小球沿斜面向下滚动，速度越来越大；沿斜面向上滚动，速度越来越小；那么沿水平面滚动呢？
认知1
认知2
理想实验：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
物体的运动：不需要力来维持
爱因斯坦：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发现之一，而且标志着物理的真正开端
理想斜面
合理推导
推理1：如果没有摩擦，小球将上升到释放的高度
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，小球沿水平面做持续的匀速运动
意义：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
1.围绕“力与运动”的关系的认识与研究人类经历了漫长的历史时期，下列叙述符合历史事实的是 (　　 )
A．亚里士多德根据“用力推车，车子前进，停止用力，车子就停下来”这一
现象，提出了力是维持物体运动的原因
B．亚里士多德在分析“推车问题”时，只强调了推力，而忽视了摩擦力的作
用，因而得到了错误的结论
C．伽利略用自己设计的理想实验，观察到了没有摩擦力的作用时小球就可以
以恒定的速度运动下去，从而推翻了力是维持物体运动的原因的错误结论
D．伽利略的理想实验是假想实验，无法完成，因而得到的结论是不可靠的
AB
通过历史纷争，得出真理来之不易
跟踪练习
答案解析：
围绕“力与运动”的关系的认识，由历史事实可知A、B两选项是正确的。在当时伽利略的实验中不可能真正观察到“无摩擦力时小球以恒定速度做直线运动”，故C选项错误。“理想实验”是物理学中常用的研究方法，但是由此推理得到的结论是可靠的，故D选项错误。
2.伽利略的理想实验证明了（ ）
A．要物体运动必须有力作用，没有力作用物体将静止
B．要物体静止必须有力作用，没有力作用物体就运动
C．物体不受外力作用时，一定处于静止状态
D．物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动
或静止状态
答案解析：
物体的运动不需要力的维持；
物体不受力时可能匀速
一切物体总想保持原来的状态不变
D
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
二、牛顿第一定律
牛顿第一定律
定律理解
理想状态
定律理解
不受力作用的物体是不存在的，所以牛顿第一定律是一种理想状态，不可能用实验直接验证
描述了物体不受外力作用时的运动规律
阐明了力的物理意义
揭示了物体普遍具有的属性---惯性：
一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质
牛顿第一定律所描述的是物体不受外力作用时的状态，但不受力作用的物体是不存在的，因此一般认为与物体所受合外力为零是等效的。
牛顿第一定律不是实验定律，它是在实验的基础上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。
牛顿第一定律只适用于惯性参考系中的运动，在非惯性参考系中不适用。(惯性参考系是指以相对地面静止或匀速直线运动的物体作为参考系，简称惯性系)
重点解析
(1)牛顿第一定律揭示了一切物体都具有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质——惯性
(2)牛顿第一定律正确揭示了力和运动的关系，纠正了力是维持物体运动的原因的错误观点，明确指出了力是改变物体运动状态的原因
(3)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(物体做曲线运动)
(3)速度的大小和方向同时发生改变(物体做曲线运动)
01
02
知识回顾
03
不受力作用的物体是不存在的，所以牛顿第一定律是一种理想状态，不可能用实验直接验证
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
一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质
内容
理解
惯性
1.一切物体总保持 状态或 状态，直到有 迫使它改变这种状态为止。
2.物体保持 的性质叫做惯性，惯性是物体的 ，与物体的运动情况或受力情况 。
3.伽利略的理想实验说明了 。
答案解析：
1.匀速直线运动 静止 力
2.原来状态 固有属性 无关
3.物体的运动不需要力来维持
牢记基本概念
跟踪练习
2.关于牛顿第一定律，以下说法正确的是（ ）
A．牛顿第一定律是依靠实验事实，直接归纳总结得出的
B．牛顿第一定律是以可靠实验为基础，通过抽象出理想
化实验而得出的结论
C．根据牛顿第一定律可知，力是维持物体运动的原因
D．根据牛顿第一定律可知，力是改变物体速度的原因
BD
答案解析：
牛顿第一定律不是实验定律，是通过实验进一步抽象理想化得来的
3.用绳子拴住一个小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动，当绳子突然断开时，小球将（ ）
A. 保持原来的匀速圆周运动
B. 保持绳子断开时的速度做匀速直线运动
C. 小球运动速度减小，但是保持直线
D. 以上三种情况都有可能
B
答案解析：
惯性：总保持原来的状态不变
力
除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态
惯性定律
牛顿第一定律又称为惯性定律，两个方面：力和惯性
惯性
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态
惯性理解
惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性
惯性唯一取决于质量
牛顿第一定律
三、惯性与质量
惯性的理解
固有属性
一切物体在任何情况下都具有惯性，惯性是物体固有的一种属性
惯性与质量
不同质量的物体惯性不同，质量大的惯性大，描述惯性的物理量是质量
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
重点解析
雪天道路封闭
雨天交通事故
飞出的瀑布
抽出的纸条
飞跃峡谷
生活实例
01
02
03
知识回顾
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态
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
惯性是物体的固有属性，唯一取决于质量
惯性定律
惯性
惯性与质量
1.在一艘匀速向北行驶的轮船甲板上，一运动员做
立定跳远，若向各个方向都用相同的力，则（ ）
A．向北跳最远
B．向南跳最远
C．向东向西跳一样远，但没有向南跳远
D．无论向哪个方向都一样远
D
答案解析：
无论向哪个方向跳远，运动员都与轮船具有相同的速度，因此都一样远
在船上、车上、飞机上，结论都是一样的
跟踪练习
2.物体在一个力作用下沿着光滑的水平面运动，当撤掉这个力后，物体将（ ）
A. 立刻停止
B．保持匀速直线运动
C. 继续运动，但是速度不断减小，最后停下来
D. 以上三种情况都有可能
答案解析：
注意“沿光滑的水平面运动”,应该运用“牛顿第一定律”的观点解题
B
惯性的应用
3.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)，两个小球随小车一起匀速运动，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
B
只要符合运动特征，一切皆有可能
答案解析：
小车表面光滑，因此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.
答案 B
历史观点
理想斜面
牛顿第一定律
惯性
亚里士多德
伽利略
笛卡尔
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
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态；物体的固有属性，唯一取决于质量
根据不同斜面物体的运动情况，进行理论的合理外推
知识总结
测
当堂测试
测试1
答案解析
正在竖直上升的物体速度越来越小，在高空中当速度为零的瞬间所受到的一切外力同时突然消失，则该物体这时的运动状态是________；如果在上升过程中受到的一切外力突然消失，该物体则向_____（填“上”或“下”）做_________________
静止
上
匀速直线运动
用好惯性定律
测试2
起重机用钢丝绳拉一物体竖直上升时，钢丝绳突然断后的一瞬间，物体将（ ）
A. 加速下落 B. 停止上升
C. 继续上升 D. 静止后下落
答案解析
保持原来的状态不变，答案选择C
C
测试3
答案解析
在平稳行驶的列车车厢里，桌面上静止的小球突然背向行驶方向滚动，这说明列车正在做 运动，小球由于______ ，要保持原来的_____，从而背向列车行驶方向滚动
加速
惯性
速度
应用惯性解决问题
测试4
答案解析
一杯水放在车内的水平桌面上，如果水突然发生如下图所示的变化，则列车运动状态可能发生的变化是（ ）
（1）列车突然向右起动；
（2）列车突然向左起动；
（3）列车向右运动突然刹车；
（4）列车向左运动突然刹车。
A.（1）或（2） B.（1）或（3）
C.（2）或（3） D.（2）或（4）
C
惯性就是反应慢，
原来咋样，现在还咋样

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