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完成一个小目标，需要一个大智慧！
4.1 牛顿第一定律
授课教师：
第三章 研究力的概念、力的运算及物体的受力情况等
静力学
第一、二章 研究怎样描述物体的运动及其基本规律
运动学
第四章 研究物体的运动与物体受力的关系
动力学
学习目标
1.知道伽利略的理想实验及其推理过程，知道理想实验是科学研究的重要方法。（科学思维）
2.理解牛顿第一定律的内容及意义。（物理观念）
3.理解惯性的概念，会解释惯性的有关现象。（物理观念）
运动
推
投
拍
踢
拉
亚里士多德
Aristotle,前384-前322
力与运动关系的历史回顾
古希腊哲学家——亚里士多德
观点：力是维持物体运动的原因
天然运动
受迫运动
与生活经验吻合
×
亚里士多德是希腊古典文化的集大成者，他的著作是古代的百科全书
亚里士多德（古希腊哲学家）亚里士多德：物体的运动需要力来维持,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。这种观点正确吗？探索历程生活经验总结(思辨)亚里士多德的研究方法：归纳出原理观察现象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一、运动和力的关系我们的直觉和经验错在哪里呢？
分别用同样的力推水平冰面上和红地毯上的冰壶，哪一个要运动的远呢？
A
B
（1）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，且不会到达等高点。
二、伽利略理想实验的魅力
A
B
如果没有摩擦：
（2）推理1 ：如果没有摩擦，小球将到达原来的高度。
二、伽利略理想实验的魅力
A
B
C
θ
如果没有摩擦：
二、伽利略理想实验的魅力
A
B
C
D
θ
如果没有摩擦：
（3）推理2 ：如果第二个斜面的倾角减小，小球仍要上升到原来的高度，但是运动的路程更长。
二、伽利略理想实验的魅力
A
B
C
D
E
v
θ
如果没有摩擦：
（4）推理3 ：倾角继续减小，当斜面最终变成水平面时，小球要达到原有高度将永远运动下去。
伽利略理想实验的魅力
理想实验模拟视频
伽利略的研究方法
生活现象
对假说进行修正和推广
+
忽略摩擦
逻辑推理
理想实验
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伽利略1564-1642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。”法国科学家笛卡儿：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。牛顿(Newton）1643-1727笛卡儿(Descartes)1596-1650“我之所以看得比别人远,是因为我站在巨人的肩上”英国科学家牛顿在伽利略、笛卡儿等前辈科学家研究的基础上，总结成动力学的一条基本定律—牛顿第一定律。物体的运动不要力来维持
力是维持物体运动的原因
亚里士多德
伽俐略
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。
笛卡尔
牛顿
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。
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。2.意义：（2）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。（1）揭示了力和运动的关系，明确指出了力是改变物体运动状态的原因。三、牛顿第一定律改变运动状态
静到动
动到静
快到慢
慢到快
运动方向发生改变
速度发生改变
加速度
惯性
保持原来的运动状态
力
改变物体运动状态
思考:
是不是物体受到力惯性就消失了？
中国太空站中的验证
1.定义:一切物体有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。2.大小：质量是惯性大小的唯一量度，与物体的受力情况和运动状态无关。质量越大，惯性越大。四、惯性固体液体气体3、表现形式：不受力：维持匀速直线运动或静止状态。受力：运动状态改变的难易程度。想一想：为什么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。
水平放置的瓶内装有水，其中有气泡，当瓶子从静止状态突然向前加速运动时，小气泡在瓶内将向何方运动？观察现象并解释。实验探究：水瓶气泡实验解：因为当瓶子从静止状态突然向前加速运动时，瓶中的水由于惯性要保持原有的静止状态，相对瓶来说是向后运动，气泡也有惯性，但相比水来说质量很小，惯性小可忽略不计，所以气泡相对瓶子向前移动。思考1：牛顿第一定律能用实验加以证明吗？为什么？
不受力的物体是不存在的，所以牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不能用实验来验证。
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
思考2：地球与太阳（及其他星体）的引力消失后，地球将沿怎样的轨道运动？
匀速直线
思考3：举例说明固体、液体和气体都有惯性
【典例】火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内
有一个人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是
因为( )
A.人跳起后，车厢内的空气给人一个向前的力，这
力使他向前运动
B.人跳起时，车厢对人一个向前的摩擦力，这力使
人向前运动
C.人跳起后，车继续向前运动，所以人下落后必定
向后偏一些，只是由于时间很短，距离太小，不明
显而已
D.人跳起后，在水平方向人和车水平速度始终相同
D
当汽车突然加速时，人的脚底由于受力而随之一起运动，人的上身由于惯性，仍保持加速前慢速行驶的运动状态，所以当汽车加速时，人会向后仰。
汽车突然加速，为什么人会向后仰
惯性的应用与危害
当汽车刹车时，人的脚底由于阻力而随之静止，人的上身由于惯性，会保持继续向前运动的状态，所以刹车或减速时，人会向前倾。
汽车突然刹车，为什么人会向前倾？
惯性的应用与危害
跑动中的人，脚被绊住，为什么会向前倒？
跑动中的人开始向前运动，脚被绊停止，而身体由于惯性，要保持向前的运动状态，继续向前运动，所以人向前摔倒。
练一练
投篮
惯性的应用与危害
我们常常利用惯性
掷铅球
跳远
紧固锤头
惯性的应用与危害
雨雪天减速
开车系安全带
也要避免惯性带来的危害
惯性的应用与危害
亚里士多德的观点
观察现象，归纳原理
伽利略的观点
笛卡尔的观点
牛 顿
系统总结，明确内涵
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。
物体的惯性及应用
创立方法，引导方向
补充完善，深化认识
五、总结
六、巩固练习1、（多选）关于牛顿第一定律的理解正确的是（ ）A．牛顿第一定律能够反映物体不受外力作用时的运动规律B．在水平地面上滑动的箱子最终停下来，是因为没有外力维持箱子运动的结果C．不受外力作用时，物体的运动状态可能变化D．奔跑的小朋友，由于遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态AD2.战斗机在进入战斗状态时，要丢掉副油箱，这样做的目的是（ ）A．减小惯性，使运动状态易于改变B．增大速度，有利于运动状态的改变C．增大加速度，使运动状态不易改变D．减小重力，使运动状态保持稳定A我们通常通过改变物体的质量大小来改变的物体的惯性3、(多选)“复兴号”高铁在某段水平轨道上匀速行驶，假设高铁上固定着盛满水的纸杯．若突然发现纸杯中的水向右洒出，如图所示，则关于高铁在此种情况下的运动，下列描述正确的是(　　)
A．高铁匀速向左运动
B．高铁可能突然向左加速运动
C．高铁可能突然向左减速运动
D．高铁可能突然向右减速运动
原来的状态→改变的条件→惯性→结果
BD
4、某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端，则 (　　)
A.此同学无法取出羽毛球
B.该同学是在利用羽毛球的惯性
C.羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力
才会从上端出来
D.羽毛球会从筒的下端出来
B
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
B
水平方向上没有改变小球运动状态的力！
6．如图，冰壶是冬奥会的正式比赛项目，冰壶在冰面运动时受到的阻力很小。以下有关冰壶的说法正确的是（　　）
A．冰壶在冰面上的运动可以直接验证牛顿第一定律
B．冰壶在冰面上的运动状态不会改变
C．地面受到的压力就是冰壶自身的重力
D．冰壶在冰面上的运动过程中惯性不变
D
7、如图所示，一只盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴着一个铁球和一个乒乓球，容器中的水和铁球、乒乓球都处于静止状态．当容器随小车突然向右运动时，两球的运动状况是(以小车为参考系) (　　)
A．铁球向左，乒乓球向右
B．铁球向右，乒乓球向左
C．铁球和乒乓球都向左
D．铁球和乒乓球都向右
√
8. 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)，两个小球随车一起运动，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
水平面上没有改变两小球运动状态的力！
B
◆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。◆惯性：物体保持运动状态不变的性质（质量）。◆理想实验法：观察实验与科学推理相结合。◆科学运动观的建立：伽利略、牛顿等科学家的创造性思维品质和不畏权威、敢于质疑、坚持真理的科学精神、科学态度 。七、课堂小结一个定律、一种性质、一种方法、一群伟人惯性、惯性定律的区别 比较项 惯性 惯性定律
基本含义 物体本身固有的一种属性 物体运动的规律
理解要点 ①与是否运动无关，与速度大小无关
②与是否受力无关
③与所在位置无关（在地球、月球上都一样）
④只与质量有关 ①物体的运动具有“惰性”，“力”是改变这种“惰性”的唯一原因
②惯性越大，运动状态越难改变
与力的关系 ①无关 ②惯性不是力 强调了“力”的作用效果-
—改变运动状态(产生加速度)
英国 牛顿
(Isaac Newton ,1643-1727)
自然与自然的法则隐藏在黑暗之中。上帝说：“让牛顿降生吧！”于是，世界有了“光明”。
THANK YOU
拓展：关于地球自转
材料：科学家发现在3.7亿年以前的地球上大约一年400天左右；引起地球自转长期减慢的原因主要是月球引起的潮汐摩擦所致，另外地球自转减慢还与人类的活动有很大的关系，特别是人造地球卫星的发射，其反作用力直接让地球自转变慢，根美国一研究机构观察地球自转减慢的趋势从1999年开始加快……
思考：
1：是什么原因使地球长久的维持“自转”
2：为什么“潮汐摩擦”及“发射卫星”等活动会让地球自转变慢？
实验室应用——气垫导轨
演示实验
课外探究

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