高中物理人教版 (2019)必修 第一册1 牛顿第一定律试讲课ppt课件

课题

《牛顿第一定律》

教学目标

1. 知识目标

①.   了解物理学史上人们对力与运动关系的认知历程

②.   理解牛顿第一定律的内容及意义

③.   知道力不是维持物体运动的原因，是改变物体运动状态的原因

④.   知道什么是惯性，知道影响惯性的因素

2. 能力目标

①.      知道受力平衡的两种情况

②.      理解平衡力和相互作用力的异同

③.      知道惯性的决定因素

④.      在受力平衡下进行受力分析

教学重点

①.   物理学史上人们对力与运动关系的认知历程

②.   牛顿第一定律的内容和意义

③.    惯性的决定因素

④.    平衡力和相互作用力的异同

⑤.    受平衡力时对应的受力分析

教学难点

①.   平衡力和相互作用力的异同

②.   受力平衡下的受力分析

教学准备

教师准备：上课教材，教参，课件，练习题

学生准备：教材，笔，草稿本，练习册

教学过程

1.新课导入

长期以来，在研究物体运动原因的过程中，人们的经验是：要使一个物体运动，必须推它或者拉它。根据这类经验，亚里士多德得出结论：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。

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”维持了近两千年。直至三百多年前，伽利略才创造了有效的“侦察”方法，发现了正确的线索，揭示了现象的本质，成为物理学中的“福尔摩斯°

而牛顿站在伽利略这位巨人的肩膀上，成功得出牛顿运动定律，为运动学和力学的研究提供了理论依据，今天我们就来学习牛顿的三大定律中的其中一个定律。

2.讲授新知

牛顿第一定律

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。

意义：

①       明确力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因。

②       为物体受平衡力的条件提供理论依据，即：物体处于静止或匀速直线运动状态时受平衡力。

例：在对“落体运动”和“运动和力的关系”的研究中，图（a）、（b）分别表示了伽利略的实验和推理过程，下列说法正确的是（　　）

A．伽利略通过图（a）中的甲直接测量速度，得到“速度与时间成正比”的结论

B．图（a）中在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，目的是使小球的重力变小

C．通过图（b）进行逻辑推理，伽利略得出“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”

D．通过图（b）的实验推翻了“力是维持物体运动的原因”的结论，为牛顿第一定律的建立提供了有力的证据

【答案】D

【解析】AB．伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力的作用效果，但小球的重力并没有变化，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长的多，所以容易测量。伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推，故AB错误；

CD．伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到“物体的运动不需要力来维持”，推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论，但没有得出力是改变物体运动状态的原因，只是为牛顿第一定律的建立提供了有力的实验依据，故C错误，D正确。

故选D。

例：水平力F作用在物体B上，A、B一起做匀速直线运动，如图所示，则（　　）

A．A、B之间无摩擦力       B．A受到的摩擦力水平向右

C．B与地面之间无摩擦力    D．地面对B的摩擦力水平向左

【答案】A

【解析】AB．两物体均匀速运动，则A水平方向受合力为零，AB之间无相对运动或相对运动的趋势，所以AB之间无摩擦力， A正确，B错误；

CD．对AB整体分析，由于AB一起向右匀速运动，则地面对B的摩擦力为滑动摩擦力，方向水平向右，故选项CD错误。故选A。

例：如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两小球放在车厢内光滑桌面上，两球相距s与车一起做匀速直线运动。如果突然刹车，在两球均未离开桌面的情况下，两球的间距（ ）

A．逐渐增大 B．保持不变 C．逐渐减小 D．无法确定

【答案】B

【解析】

车厢做匀速直线运动，桌面上的物体A和B也一起做匀速直线运动。当车突然停止时，由于惯性，物体A和B仍会保持原来的运动状态不变，因此，在两球还没有离开桌面前，它们的距离将保持不变。故选B。

惯性和质量

牛顿第一定律又叫惯性定律，即物体的惯性只跟质量有关，物体的质量越大，惯性越大。

惯性：物体维持原来运动状态的性质。

质量

①       标量

②       国际单位：kg

例：物体的质量大，则（　　）

A．惯性大，保持原有运动状态的能力大

B．惯性大，保持原有运动状态的能力小

C．惯性小，保持原有运动状态的能力大

D．惯性小，保持原有运动状态的能力小

【答案】A

【解析】惯性表示物体保持原有运动状态能力大小的物理量，惯性大小的唯一量度是质量，质量越大，惯性越大，保持原有运动状态的能力大。故选A。

例：下列说法正确的是（　　）

A．速度很大的物体，很难停下来，说明速度越大，物体的惯性也越大

B．两物体间有摩擦力作用时，两物体间一定也有弹力

C．书本放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于书本发生微小形变而产生的

D．受到滑动摩擦力的物体一定是运动的，受到静摩擦力的物体一定是静止的

【答案】B

【解析】A．质量是物体的惯性大小的唯一量度，则惯性的大小与速度无关，A错误；

B．两物体间有摩擦力作用时，两物体间一定也有弹力，因为有弹力才有摩擦力，B正确；

C．书本放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于桌面发生微小形变而产生的，C错误；

D．受到滑动摩擦力的物体不一定是运动的，受到静摩擦力的物体也不一定是静止的，滑动摩擦力的产生条件是有相对滑动，静动摩擦力的产生条件是有相对滑动趋势，D错误。

故选B。

例：如图所示是我国时速600公里高速磁悬浮试验样车，不久将下线调试。因为采用了磁悬浮原理，所以阻力比普通的高铁小很多，其速度可达600km/h，高速磁悬浮列车拥有“快起快停”的技术优点，能发挥出速度优势，也适用于中短途客运。下列说法正确的是（　　）

A．600km/h的速度已经超过声音在空气中的传播速度

B．能“快起快停”，意味着“起”、“停”过程加速度较大

C．因阻力比普通的高铁小很多，所以磁悬浮列车惯性比较小

D．考查磁悬浮列车在两城市间的运行时间时可视为质点，这种研究方法叫“微元法”

【答案】B

【解析】A．因为

所以600km/h的速度没有超过声音在空气中的传播速度，故A错误；

B．能“快起快停”，意味着“起”、“停”过程的速度变化快，即加速度较大，故B正确；

C．惯性是物体的固有属性，只与物体质量有关，与受力情况无关，故C错误；

D．考查磁悬浮列车在两城市间的运行时间时可视为质点，这种研究方法叫做理想模型法，故D错误。故选B。

平衡力的特点

①     大小相等

②     方向相反

③     共线（作用在一条直线上）

④     作用在同一个物体身上的两个力

⑤     合力为0

⑥     两个力之间无联系（一个变化，另一个不一定变化）

相互作用力与平衡力的异同

例：（2013·重庆·高考真题）如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ．若此人所受重力为G，则椅子各部分对他的作用力的合力大小为

A．G B．Gsinθ C．Gcosθ D．Gtanθ

【答案】A

【解析】人受多个力处于平衡状态，人受力可以看成两部分，一部分是重力，另一部分是椅子各部分对他的作用力的合力，根据平衡条件得椅子各部分对他的作用力的合力与重力等值，反向，即大小是G，故选项A正确．

例：武汉新冠肺炎疫情发生后，全国各地都向武汉伸出援助之手。如图为一辆往武汉运输物资的汽车正在水平的平直高速公路上行驶，集装箱放置在汽车上。以下关于集装箱所受汽车摩擦力的说法正确的是（　　）

A．若汽车做匀速运动，则汽车对集装箱的摩擦力向前

B．若汽车突然加速，集装箱相对汽车向后滑动，则汽车对集装箱的摩擦力向前

C．若遇到突发情况汽车减速，集装箱相对汽车向前滑动，则汽车对集装箱的摩擦力向前

D．无论汽车怎样运动，集装箱都不受摩擦力作用

【答案】B

【解析】A．木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对滑动，也无相对滑动趋势．木箱与汽车间没有摩擦力，故A错误；

B．若汽车突然加速，集装箱由于惯性不会立即与汽车达到共同速度，集装箱相对汽车向后滑动，则汽车对集装箱的摩擦力向前，故B正确；

C．同B项，若遇到突发情况汽车减速，集装箱相对汽车向前滑动，则汽车对集装箱的摩擦力向后，故C错误；

D．由以上分析可知，汽车突然加速或减速时，集装箱受摩擦力作用，故D错误。

故选B。

例：（2019·全国·高考真题）用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示．两斜面I、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°．重力加速度为g．当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面I、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2，则（     ）

A． B．

C． D．

【答案】D

【解析】对圆筒进行受力分析知圆筒处于三力平衡状态，受力分析如图，由几何关系可知，，．解得， 由牛顿第三定律知，故D正确

3课堂小结

•          牛顿第一定律：内容和意义

•          惯性：质量越大惯性越大

•          平衡力的特点

•          一对平衡力和一对相互作用力的异同

4课堂练习

练1：下列说法中正确的是（　　）

A．同一物体，放在赤道上比放在福州的惯性小

B．同一物体，放在赤道上和放在福州的惯性一样大

C．物体匀速运动时，存在惯性，物体变速运动时，不存在惯性

D．运动得越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大

【答案】B

【解析】AB．质量是衡量惯性大小的唯一量度，所以同一物体，放在赤道上比放在福州的惯性相同，则A错误；B正确；

CD．惯性是物体本身具有的一种属性，与物体做什么运动无关，所以CD错误；故选B。

练2：山城重庆的地形复杂，很多建筑都是根据地形，或依山而建、或临江而筑．如图为修建在某峡谷内的停车场，停车位可视为一段半径很大的圆弧形坡道，若将同一辆车先后停放在a点和b点，下列分析正确的是（　　）

A．车在a点受到坡道的支持力小于在b点受到的支持力

B．车在a点受到坡道的摩擦力大于在b点受到的摩擦力

C．车在a点受到的合力大于在b点受到的合力

D．车在a点受到的合力等于在b点受到的合力

【答案】D

【解析】A．设车与水平方向的夹角为，根据垂直车身方向的平衡条件

故车在a点受到坡道的支持力大于在b点受到的支持力，故A错误；

B．根据平行车身方向的平衡条件f=mg，故车在a点受到坡道的摩擦力小于在b点受到的摩擦力，故B错误；

CD．车在a点和b点均处于平衡状态，受到的合力均为零，故C错误，D正确。故选D。

练3：如图所示，两个相似的斜面体A、B在竖直向上的恒力F的作用下，沿竖直粗糙墙壁一起匀速向下运动。关于斜面体A和B的受力情况，下列说法正确的是（　　）

A．A一定受到四个力

B．B可能受到四个力

C．B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力

D．B对A的静摩擦力沿接触面斜向上

【答案】A

【解析】ABC．.以AB为整体进行受力分析，AB匀速向下运动，在水平方向上，由于AB右侧没有外力，由平衡条件可知，墙壁面与B无弹力，因此也没有摩擦力，故在竖直方向上。

以物块B进行受力分析，B受到竖直向下的重力、A对B垂直接触面向上的支持，由于这两个力不同线，根据力的平衡条件可知，B一定受到A对B沿接触面向上的摩擦力，故B受到三个力的作用。

以物块A进行受力分析，结合上面的分析可知，A必受到重力、B对A的压力和摩擦力、外力F四个力的作用，A正确，BC错误；

D．根据牛顿第三定律可知，B对A的摩擦力沿接触面向下，故D错误。故选A。

练4：（2010·全国·高考真题）如图所示，一物块置于水平地面上。当用与水平方向成角的力 拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成 角的力 推物块时，物块仍做匀速直线运动。若 和 的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为（　　）

A． B． C． D．1-

【答案】B

【解析】对两种情况下的物体分别受力分析，如图

将F1正交分解为F3和F4，F2正交分解为F5和F6，则有：F滑=F3

mg=F4+FN；              F滑′=F5            mg+F6=FN′

而F滑=μFN；F滑′=μFN′，则有F1cos60°=μ（mg-F1sin60°） ①

F2cos30°=μ（mg+F2sin30°） ②

又根据题意F1=F2 ③

联立①②③解得：μ=2-；故选B

练5：如图所示，物体A、B都处于静止状态，其质量分别为，，OB呈水平，与竖直方向成角。取，求：

（1）细绳OA的拉力大小；

（2）物体B与水平面间的摩擦力大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】（1）先以A为研究对象，可得拉力

（2）再以结点为研究对象，进行受力分析，如图所示

由几何关系可知：

对物体受力分析，如图所示

与水平面间的摩擦力：

课后作业

教师自己安排

板书设计

①.    牛顿第一定律的内容和意义

②.    受平衡力的两种情况

③.    惯性定律：惯性只与质量有关

教学反思