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(共32张PPT)
第四章：运动和力的关系
动力学的概念
01.
高中物理必修第一册课件
在力学中，只研究物体怎样运动而不涉及运动和力的关系的分支，叫作运动学（kinematics）；研究运动和力的关系的分支，叫动力学（dynamics）。
动力学知识在生产和科学研究中很重要，设计各种机器，控制交通工具，研究天体运动等，都离不开动力学知识。
观察与猜想
02.
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我们猜想运动和力之间必然存在着某种定性或定量的关系。
新课引入
03.
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滑冰运动员如果不用力，她会慢慢停下来。根据初中我们学习过的牛顿第一定律，你能说说运动和力有什么样的关系吗？
4.1 牛顿第一定律
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一段探索历程
第一部分
人类早期的认知
01.
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最早研究这个问题的，大概是古希腊学者亚里士多德。他也认为物体的运动需要力来维持。
这种观点正确吗？
车不推不走，球不踢不动，生活经验告诉我们，物体运动似乎需要力来维持。
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物理学中的神探
02.
爱因斯坦曾把一代代科学家探索自然奥秘的努力，比作侦探小说中警员破案的过程。在侦探小说中，有时候明显可见的线索却把人们引到错误的判断上去。
然而，在探究运动原因的“侦探小说”里，这正是由明显的线索引出错误判断的案例，而且这个“错案”维持了很久。直至近四百年前，伽利略才创造了有效的“侦察”方法，发现了正确的线索，揭示了事物现象的本质，成为物理学中的“神探”。
伽利略又是如何找到正确答案的呢？
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伽利略的猜想
03.
A
B
C
D
E
v
θ
物体将在水平面上永远运动下去
伽利略认为，将人们引入歧途的是摩擦，于是他大胆猜想，如果没有摩擦：
该实验就是著名的伽利略理想斜面实验：它是一种科学研究的方法
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伽利略理想斜面实验演示
04.
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什么是“ 理想实验” ？
05.
首先，“理想实验”是以实践为基础的。所谓的“理想实验”就是在真实的科学实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际过程作出更深层的抽象分析。
其次，“理想实验”的推理过程，是以一定的逻辑法则为根据的，而这些逻辑法则，都是从长期的社会实践中总结出来的，并为实践所证实了的。
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在自然科学的理论研究中，“理想实验”具有重要的作用。作为一种抽象思维的方法，“理想实验”可以使人们对实际的科学实验有更深刻的理解，可以进一步揭示出客观现象和过程之间内在的逻辑联系，并由此得出重要的结论。
“理想实验”只是一种逻辑推理的思维过程，它的作用只限于逻辑上的证明与反驳，而不能用来作为检验认识正确与否的标准。相反，由“理想实验”所得出的任何推论，都必须由观察或实验的结果来检验。
什么是“ 理想实验” ？
05.
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伽利略的观点
06.
伽利略认为物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因。
观察
猜想
实验
推理
结论
爱因斯坦 1879-1955
“伽利略的发现以及他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。”
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笛卡儿(Descartes)
1596-1650
伽利略同时代的法国科学家笛卡儿也研究了这个问题。他认为，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.
他还认为，这应该成为一个原理，是人类整个自然观的基石。
笛卡儿的观点
06.
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牛顿登场
07.
无论是亚里士多德，还是伽利略和笛卡儿，都没有提出力的概念。在伽利略和笛卡儿工作的基础上，在隔了一代人之后，英国科学家牛顿也提出了自己的观点。
牛顿(Newton）
1643-1727
它就是动力学的一条基本定律，就让我们一起来学习吧！
牛顿第一定律
第二部分
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牛顿第一定律
01.
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（Newton’s first law）。
不受外力
总保持匀速直线运动状态或静止状态
受外
力时
物体的运动状态发生改变
物体这种保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性
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
揭示了运动和力的关系
含义
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1.牛顿第一定律所描述的是物体不受外力作用时的状态，与物体所受合外力为零是等效的。
2.牛顿第一定律不是实验定律，它是在理想实验的基础上总结得出的。
3.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。
对牛顿第一定律的理解
02.
惯性与质量
第三部分
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惯性与质量
01.
2. 一切物体都具有惯性. 惯性是物体的固有性质, 牛顿第一定律又叫惯性定律.
1. 惯性: 物体有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质,这种性质叫惯性.
3．惯性的大小：质量是物体惯性大小的量度．质量越大，惯性越大；
惯性越大，物体保持原来状态“本领”越大，运动状态越难改变；反之，运动状态就越容易改变。
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对惯性的理解
02.
1.惯性不是力，惯性与物体的受力情况无关．
2.惯性与物体是否有速度及速度的大小均无关．
3.惯性的“两个表现”
(1)不受外力的条件下，惯性表现出“保持”“原来的”运动状态．
(2)在受力条件下，惯性表现出运动状态改变的难易程度．
4.惯性不是惯性定律.
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惯性的应用与防止
03.
乒乓球容易吹动和可以快速抽杀的原因是因为质量小，运动状态容易改变。
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质量及理解
07.
2．对质量的理解
(1)从物质的角度理解：质量为物体所含物质的多少．
(2)从惯性的角度理解：质量是决定物体惯性大小的唯一因素．
(3)质量只有大小，没有方向，是标量。在国际单位制中，质量的单位是千克，符号为kg.
1. 质量（mass）：是量度物体惯性大小的物理量。
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世人眼里的牛顿
09.
自然和自然的法则在黑夜中隐藏，上帝说，让牛顿去吧！于是一切都被照亮。——蒲柏 （18世纪英国最伟大的诗人）
我之所以看得比别人远,是因为我站在巨人的肩上。——牛顿
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牛顿的自我评价
10.
我不知道世人如何看我，但我以为自己不过象一个在海边玩耍的孩子，不时为发现一粒光滑的卵石或一片美丽的贝壳而沾沾自喜，至于眼前浩瀚的真理海洋，我却全然没有发现。
我不知道世人如何看我，但我以为自己不过象一个在海边玩耍的孩子，不时为发现一粒光滑的卵石或一片美丽的贝壳而沾沾自喜，至于眼前浩瀚的真理海洋，我却全然没有发现。——牛顿
巩固提升
第四部分
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课堂小结
探究历程
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，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（Newton’s first law）。
惯性
质量
惯性: 物体有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性.
理想实验
亚里士多德
伽利略
笛卡儿
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练习1
（2023春·湖南长沙·高一校联考开学考试）信念、勇气、团结是中国女足的精神。如图所示，这是中国女足队员在比赛中的争顶瞬间。下列说法正确的是（　　）
A．顶球时，球对运动员的头没有力的作用
B．运动员对球的力只改变了球的方向
C．球运动到最高点受力平衡
D．停止用力后，球继续向上运动是因为球具有惯性
精选练习
【参考答案：D】
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练习2
（多选）17世纪，意大利物理学家伽利略根据斜面实验指出：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，你认为下列说法正确的是（　　）
A．该实验是一理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础，故其结果是荒谬的
B．该实验是以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地反映自然规律
C．该实验证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论
D．该实验反映了“力是改变物体运动状态的原因”这一物理规律
精选练习
【参考答案：BD】
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练习3
如图所示，从车厢顶的A处有一小球自由落下，结果落在底板上的B处，则此时该车厢所处的运动状态可能是（ ）
A．匀速向左运动
B．向左减速运动
C．匀速向右运动
D．向右减速运动
精选练习
【参考答案：D】
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练习4
一天，下着倾盆大雨，小刘同学乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了，则积水在列车进站过程中的形状应为（　　）
A． B．
C． D．
精选练习
【参考答案：B】
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练习5
如图所示，一个劈形物体M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在劈形物体上表面上放一光滑小球m，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是（　　）
A．沿斜面向下的直线
B．竖直向下的直线
C．无规则直线
D．抛物线
精选练习
【参考答案：B】

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