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(共38张PPT)
第一节 牛顿第一定律
第四章 运动和力的关系
本节目标
1.了解伽利略理想实验的推理过程。
2.知道牛顿第一定律的内容。
3.知道惯性的概念，认识一切物体都有惯性。
4.掌握惯性与质量的关系。
初中我们学习了牛顿第一定律的基本内容，你能说说它揭示了物体运动遵循怎样的规律吗？滑冰运动员如果不用力，他会慢慢停下来。这是否与牛顿第一定律矛盾呢？
要使一个物体运动，必须推它或着拉它。
自行车要前进，也必须用力
生活经验:力推物动，力撤物停。
亚里士多德：力是维持物体运动的原因。
伽利略
F推
Ff
　　亚里士多德认为，运动分为自然运动和强迫运动；自然运动是重物下降、轻物上升，其他一切物体的运动（包括匀速运动）都是强迫运动，只有在推动者的直接推动下才能进行，不再推动时物体便归于平静。
历史上对运动和力的关系的研究
亚里士多德
力是维持物体运动的原因。
　　现实生活中，我们推动物体，物体才前进，停止推动物体，物体就停下来；马拉车，车前进，停止拉车，车就停下了。那么力真的是维持物体运动的原因吗？
历史上对运动和力的关系的研究
　　伽利略认为，一个运动的物体，假如有了某种速度以后，只要没有增加或减小速度的外部原因，便会始终保持这一速度——这个条件只有在水平的平面上才有可能，因为在斜面的情况下，朝下的斜面提供了加速的原因，而朝上的斜面提供了减速的原因。
伽利略理想实验
伽利略
力不是维持物体运动的原因。
　　为了证明自己的观点，伽利略设计了如下图所示的实验。让一个小球从静止开始运动，小球将冲上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将到达原来的高度，当倾角变小，运动的距离将变长，当斜面变成水平面后，小球将永远运动下去。
伽利略理想实验
伽利略
　　因为阻力并不能完全消除，所以伽利略的实验是一个“理想实验”。他这种依据逻辑推理将实际实验理想化的思想是我们研究物理问题的重要方法之一。
伽利略理想实验
伽利略
　　与伽利略同时代的科学家笛卡儿认为，如果物体处于运动之中，那么如无其他作用的话，它将继续以同一速度在同一直线上运动，既不停下也不偏离原来方向。
运动和力的关系
笛卡儿
有没有不受力的物体？
当物体受力但所受外力的合力为零时可以看作物体不受力，牛顿第一定律。
牛顿第一定律所描述的物体不受外力的状态，是一种理想化状态。
能用实验验证吗？
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
一切物体
总保持
物体在不受力时，总保持匀速直线状态或静止状态
力不是维持物体运动状态的原因
物体运动状态的改变需要外力
力是改变物体运动状态的原因
我们该如何理解牛顿第一定律呢？
二、牛顿第一定律
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
牛顿第一定律
一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质
惯性定律
惯性
惯性
、
二、牛顿第一定律
　牛顿第一定律
1.如图所示,用力踢球,球向上运动起来.这个例子能否说明有力才有运动,运动需要力来维持的观点是正确的 为什么
答案:不能.正是由于脚对球的力,改变了足球原来的静止状态,故力是改变物体运动状态的原因.脚离开球后,球仍然向上运动,故不是有力才有运动,力不是维持物体运动的原因.
2.内容:一切物体总保持 状态或 状态,除非作用在它上面的力迫使它 这种状态.
3.意义:牛顿第一定律揭示了 的关系,即力不是 物体运动状态的原因,而是 物体运动状态的原因.
匀速直线运动
静止
改变
运动和力
维持
改变
探究二　牛顿第一定律
问题情境
1687年,英国物理学家牛顿在笛卡儿、伽利略等人工作的基础上,撰写《自然哲学的数学原理》一书,提出了动力学的一条基本定律: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.这就是牛顿第一定律,它与牛顿第二定律、牛顿第三定律构成了牛顿力学的完整体系.
1.牛顿第一定律中的“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”说明力与运动有什么关系 “一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”说明物体具有什么性质
答案:“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”说明力是改变物体运动状态的原因.“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”说明一切物体都具有一个固有属性——惯性.
2.根据牛顿第一定律思考,如果物体不受力的作用,物体将处于什么状态
答案:原来静止的物体,不受力时永远静止;原来运动的物体,不受力时将永远做匀速直线运动.即物体不受力的时候有两种状态:静止状态或匀速直线运动状态.
过程建构
对牛顿第一定律的理解.
(1)明确了惯性的概念.牛顿第一定律揭示了物体具有一个重要属性——惯性,即物体具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质.牛顿第一定律指出,一切物体在任何情况下都具有惯性,正因为如此,牛顿第一定律又叫惯性定律.
(2)明确了力的含义.力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因.
(3)定性地揭示了运动和力的关系.任何物体,只要其运动状态保持不变,它所受的合力必然为0;反之,如果物体的运动状态发生了变化,那么该物体必受到不为0的合力作用.
【典例2】(多选)关于牛顿第一定律的说法,正确的是( )
A.由牛顿第一定律可知,物体在任何情况下始终处于静止状态和匀速直线运动状态
B.牛顿第一定律是依靠实验事实,直接归纳总结得出的
C.牛顿第一定律揭示了物体不受力作用时的运动规律
D.牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因,又揭示了物体运动状态改变的原因
解析:物体不受力时表现为处于静止状态或匀速直线运动状态,故选项A错误,选项C正确;牛顿第一定律不是实验定律,是牛顿在伽利略等人研究的基础上,根据逻辑推理得出的,选项B错误;牛顿第一定律明确了惯性的概念,揭示了运动和力的关系,即力是改变物体运动状态的原因,选项D正确.
答案:CD
对惯性的理解与应用
(1)如图甲所示，公交车突然快速启动时，车上站着的乘客身体为什么会向后倾倒？
(2)如图乙所示，公交车在运行时突然急刹车，车内乘客身体为什么会向前倾倒？
惯性与质量
惯性：一切物体都有保持匀速直线运动状态或静状态的性质，这种性质叫做惯性。
（1）惯性是物体的固有属性
（2）惯性与运动状态无关
（3）惯性与是否受力无关，与速度大小无关
一切物体都具有惯性；
惯性定律和惯性的区别和联系
惯性定律是物体不受外力作用时所遵从的规律牛顿第一定律也称为惯性定律。
惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性。
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？
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？
有两个同学一胖（质量大）一瘦（质量小），当你尽全力分别去推，哪个同学容易被推动？说明什么？
惯性只和物体质量有关，和其他因素无关。
质量描述物体惯性大小的物理量。表征物体运动状态改变的难易程度
物体的质量越大，惯性越大，质量是惯性的位移量度。
拍打衣服上的灰尘
利用惯性使锤头套紧
用铲将沙子扬起
生活中，利用惯性和防止惯性危害的实例有哪些？
惯性的利用
安全带对人体起到缓冲的作用
防止惯性带来的危害
坐车时系安全带
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。
伽利略
如果运动物体不受力,速度将保持不变持续运动下去。
笛卡尔
如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动 ，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。（牛顿第一定律）
惯 性
亚里士多德
牛 顿
牛 顿
课堂小结

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