高中物理人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系1 牛顿第一定律教案配套课件ppt

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初中我们学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?
亚里士多德认为：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在某个地方。即力是维持物体运动的原因。无论是亚里士多德，还是伽利略和卡迪尔都没有提出力的概念。牛顿的高明之处在于，他将物体间的复杂多样的相互作用抽象为“力” 。
伽利略注意到，当一个球沿斜面向下滚动时，它的速度增大；向上滚动时，速度减小。他由此猜想：当球沿平面滚动时，它的速度应该不增不减。然而，实际情况却是，即使沿水平面滚动，球也会越滚越慢，后停下来。伽利略认为这是摩擦作用的结果。若没有摩擦，球将永远运动下去。
伽利略的理想实验（1）斜面实验:让静止的小球从第一个斜面滚下，冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离增大，但所达到的高度相同。由此可以推断，当第二个斜面放平，小球将永远运动下去。(2)我们知道，力不可能完全消除，第二个斜面也不可能做的无限长，所以伽利略是一个“理想实验”。
伽利略理想实验的本质是想象着把实际中存在、影响物体运动的摩擦力去掉，抓住事物的本质。这种依据逻辑推理把实际实验理想化的思想也是研究物理问题的重要方法之一。
意义：①伽利略的理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，即采用“可靠事实+ 科学推导”的方法推翻了亚里士多德的观点，初步揭示了运动和力的正确关系。②第一次确立了物理实验在物理学中的地位。笛卡尔的观点：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，既不停下来也不偏离原来的方向。
例题1（单选题）伽利略理想实验揭示了 （ ）A.不是维持物体运动的原因 B.若物体运动，那么它一定受力C.只有受力才能使物体处于静止状态 D.物体运动是因为受到力的作用
分析：伽利略的理想斜面实验证明力不是维持物体运动的原因，没有力作用的物体能保持原来的运动状态。故A正确，BCD错误。
例题2（多选题）伽利略对自由落体运动的研究，采用了实验和逻辑思维相结合的科学方法，图示大致反映了这一研究过程，下列说法正确的是（ ）A.甲是真实的实验现象， 丁是经合理外推的结论B.利用斜面做实验， 解决了时间难以测量的困难C.甲的实验，可“冲淡”重力的作用，使现象更明显D.丁的实验， 可“放大”重力的作用，使现象更明显
分析：物体下落得太快，伽利略无法测量下落时间，为了使物体运动速度变慢，伽利略转向探究物体在斜面上运动问题。甲乙丙三个图都是实验现象，采用斜面目的是可以“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显。而之所以采用了不同倾角的斜面，则是观察其规律性，形成外推的实验基础，丁图是在此基础上经过合理的外推得到的结论，故ABC正确，D错。
例题3（单选题）关于伽利略和牛顿对物理学的贡献，下列说法正确的是（ ）A.伽利略证明了惯性运动，用实验验证了维持物体运动并不需要外力B.伽利略证明了所有物体在忽略空气阻力时，都以同一加速度下落C.牛顿建立了平均速度、瞬时速度以及加速度的概念D.牛顿通过实验总结出了牛顿第一定律
分析：伽利略通过理想斜面实验，根据合力的逻辑推导，证明了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动的原因，证明了所有物体在忽略空气阻力时，都以同一加速度下落，牛顿将伽利略等人的研究总结出了牛顿第一定律，选项B正确。
例题4（单选题）伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐减低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是（ ）
A.如果斜面光滑，小球将上升到与0点等高的位置B.如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态C.如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变D.小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小
分析：A.如果斜面光滑，小球不会有能量损失，将上升到与0点等高的位置，故A正确；B.通过推理和假想，如果小球不受力，它将一-直保持匀速运动，得不出静止的结论，故B错误；C.根据三次实验结果的对比，不可以直接得到运动状态将发生改变的结论，故C错误；D.受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小是牛顿第二定律的结论，与本实验无关，故D错误。
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物体这种保持原来匀速直线运动状态或者静止状态的性质叫做惯性。牛顿第一定律又叫做惯性定律。
2.理解①定性说明了力和运动的关系：a.力是改变物体运动状态的原因，或者说力是产生加速度的原因，不是维持物体运动状态的原因b.物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态②揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性。因此牛顿第一定律也叫惯性定律。
3.运动状态的改变物体运动状态的变化即物体运动速度的变化，有以下三种情况：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速度的方向和大小都改变(物体做曲线运动)
任何的物体都和周围的物体有相互作用,不受力作用的物体是不存在的。所以，牛顿第一定律描述的是一种理想状态。它是利用逻辑思维进行分析的产物，不可能用实验直接验证。
例题5（单选题）“物体运动状态发生了改变”是指（ ）A.物体的位置发生了改变B.物体速度大小或速度方向发生了变化C.物体加速度大小或加速度方向发生了变化D.物体位移大小或位移方向发生了变化
分析：(1) 力的作用效果:改变物体的运动状态，或使物体发生形变;所以力可以改变物体的运动状态，也可以使物体发生形变。 (2) 物体运动状态的改变，是指物体运动方向或运动快慢的改变或它们同时改变。故选: B
例题6（填空题） 牛顿第一定律表明，力是 物体发生变化的原因；该定律引出的一个重要概念是 。
分析：力的作用效果是改变物体的运动状态或使物体产生形变；牛顿第一定律通过实验总结出了力是改变物体运动状态的原因；从而引出一切物体都有保持原来运动状态的属性，即惯性。故答案为：运动状态；惯性。
例题7（单选题）以下说法中与亚 里士多德观点相反的是（ ）A.马拉车运动说明力是使物体运动的原因B.匀速运动的物体所受的合力一定不为零C.两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快D.物体做匀速直线运动不需要力来维持
分析：A.马拉车运动说明力是使物体运动的原因，与亚里士多德观点一致，故A错误；B.匀速运动的物体所受的合力一定不为零，即运动需要力来维持，与亚里士多德观点一致，故B错误；C.两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快，是亚里斯多德的观点，故C错误；D.物体做匀速直线运动不需要力来维持，是由物体的惯性决定的，与伽利略的观点一致，故D正确。
例题8（单选题）伽利略和牛顿都是物理学发展史上最伟大的科学家，巧合的是，牛顿就出生在伽利略去世后第二年，下列关于力和运动关系的说法中，与他们观点相符的是（ ）A.物理受的力越大则速 度就越大B.力是使用物体产生加速度的原因C.两物体从同一高度做自由落体运动，较轻的物体下落较慢D.力是维持物体运动的原因
分析：本题考查牛顿定律和自由落体.由牛顿第二定律可知，力是产生加速度的原因，物体受的力越大加速度越大，和速度无关，A错B对；物体做自由落体运动的快慢与质量无关，C错；由牛顿第一定律可知， 物体的运动不需要力来维持，D错。
从牛顿第一定律得知，物体都要保持它们原有的匀速直线运动状态或者静止状态。也可以说，它们都具有抵抗运动状态变化的“能力”，即都有惯性。那么怎样描述惯性的大小呢?
我们在改变物体的运动状态的时候，会体验到惯性大小的不同。例如，以同样的方式抛掷质量不同的两个石块，让他们获得相同的速度，需要的力量就不同。质量大的石块需要的力大。再比如让摆动的打沙袋停下来就比让摆动的小球停下来费力得多。
大量事实说明，不同质量的物体，惯性的大是不一样的。也就是说，不同物体维持其原有运动状态的“能力”不同，质量大的物体惯性大。描述物体惯性的物理量是它的质量。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
惯性的理解（1）惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性（2）惯性的大小与物体运动状态、受幼状态无关，不论物体处于怎样的运动状态，惯性总是存在的。（3）惯性大小只与质量有关，质量越大，惯性越大（4）惯性不力
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，有“惰性”的意思（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，运动状态越难改变
例题9（单选题）下列说法正确的（ ）A.物体质 量越大惯性越大 B.人在静止时没有惯性，运动起来才有惯性C.太空中处于失重状态的物体没有惯性 D.物体的速度越大,其惯性越大
分析： A.惯性的大小只与物体的质量有关，物体质量越大惯性越大，故A正确；B.惯性的大小只与物体的质量有关，与速度无关，故B错误；C.惯性的大小只与物体的质量有关，与超重、失重无关.物体在失重时质量不变，故惯性不变。故C错误；D.惯性的大小只与物体的质量有关，与速度无关。故D错误。
例题10（单选题）对下列现象解释正确的是（ ）A.在一定拉力作用下，车沿水平面匀速前进，没有这个拉力，小车就会停下来，所以力是物体运动的原因B.向上抛出的物体由于惯性，所以向上运动，以后由于重力作用，惯性变小，所以速度也越来越小C.急刹车时，车上的乘客由于惯性一样大， 所以都会向前倾倒D.质量大的物体运动状态不容易改变,是由于物体的质量大，惯性也就大的缘故
分析：A.在一定拉力作用下，车沿水平面匀速前进，说明拉力与摩擦力平衡，没有这个拉力，小车就会逐渐停下来，是由于受到阻力作用，故A错误； B.惯性大小的位移量度是质量，与速度大小无关，即重物上升过程和下降过程惯性不变，故B错误；C.急刹车时，车上的乘客由于惯性，所以都会向前倾倒，但惯性的大小与质量有关，不同的乘客质量不一定相等，故惯性不一-定同样大，故C错误；D.惯性大小的位移量度是质量，惯性越大，运动状态越难改变，故D正确。
例题11（单选题）漫画中的情景在公交车急刹时常会出现.为提醒乘客注意，公交公司征集到几条友情提示语，其中对惯性的理解正确的是（ ）A.站稳扶好，克服惯性 B.稳步慢行，避免惯性C.当心急刹，失去惯性 D.谨防意外，惯性恒在
分析：惯性是具有的保持原来运动状态的性质，是物体固有的属性，不能被克服或避免，也不会失去，故ABC错误； D.当公交车突然刹车(或速度由快突然变慢，或突然倒车)时的情景，当公交车突然刹车时，公交车和乘客的脚同时受到阻力的作用而停止运动，而乘客的上半身由于惯性，继续保持向前的运动状态而向前倾倒，所以谨防意外，惯性恒在是对惯性的正确理解。故D正确。故选: D
例题12（单选题）市内公共汽车在 到达路口转弯前，车内广播中就要播放录音:“乘客们请注意 ，前面车辆转弯，请拉好扶手”这样可以（ ）A.提醒包括坐着 和站着的全体乘客均拉好扶手，以免车辆转弯时可能向前倾倒B.提醒包括坐着 和站着的全体乘客均拉好扶手，以免车辆转弯时可能向后倾倒C.主要是提醒站着的乘客拉好扶手，以免车辆转弯时可能向转弯的外侧倾倒D.主要是提醒站着的乘客拉好扶手，以免车辆转弯时可能向转弯的内侧倾倒
分析：在公共汽车在到达路口前，乘客具有与汽车相同的速度，当车辆转弯时，由于惯性，乘客要保持向前的速度，这样转弯时乘客有向转弯的外侧倾倒的可能，所以车内播音员提醒主要是提醒站着的乘客拉好扶手，以免车辆转弯时可能向转弯的外侧倾倒。故C正确， ABD错误。
1.（单选题）在物理学的发展历程中，下 面的哪位科学家首先建立了用来描述物体的运动的概念，并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学的发展（ ）A.亚里士多德 B.伽利略 C.牛顿 D.阿基米德
分析：伽利略首先建立了平均速度，瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动，并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学的发展。故选: B。
2.（单选题）春秋末年齐国人的著作《考工记》中有“马力既竭，轴犹能一取焉”，意思是马对车不施加拉力了，车还能继续向前运动。这是关于惯性的最早记述。下列关于惯性的说法中正确的是（ ）A.轵在运动时才具有惯性 B.撤去拉力后车的惯 性大小不变C.拉力可以改变 车的惯性 D.车运动越快惯性越大
分析：A.惯性大小的唯一量度是质量， 与速度无关，故A错误；B.惯性大小的唯一量度是 质量，撤去拉力后车的惯性大小不变，故B正确；C.惯性大小的唯一量度是质量， 拉力不能改变物体的惯性大小，故C错误；D.惯性大小的唯一量度是质量， 与车的速度大小无关。故D错误。
3.（单选题）下列关于惯性的说法，正确的是（ ）A.高速行驶的汽车紧急刹车时，乘客向前倾倒,，说明乘客具有惯性B.把手中的球由静止释放，球受重力而竖直下落，说明球没有惯性C.运动员投掷标枪时，用力越大，标枪飞行越远，说明力越大惯性越大D.短跑比赛，运动员通过终点后很难停下来，说明速度越大惯性越大
分析：A.惯性就是物体保持原来的运动状态的性质，故高速行驶的公共汽车紧急刹车时，由于惯性乘客想保持原来的速度向前运动而汽车在减速，故乘客都要向前倾倒，故A正确；B.把手中的球由静止释放后，球会加速下落，说明力是改变物体惯性的原因，一切有质量的物体都有惯性，故B错误；C.D.惯性是物体本身的一种基本属性，其大小只与质量有关，质量越大、惯性越大，与受力情况及速度大小无关，故CD错误。
4.（单选题）关于古代先贤们对力与运动关系的探究史实，下列说法错误的是（ ）A.亚里士多德根据直接经验得出物体的运动需要有力来维持B.伽利略认为在水平面.上运动的物体之所以会停下来是由于受到摩擦力的作用C.笛卡尔认为如果运动物体不受任何力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动D.牛顿提出了惯性定律，用实验直接验证了受力的物体会保持匀速直线运动或静止状态
分析：A.亚里士多德根据现实经验得出的结论：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，故A正确；B.意大利物理学家伽利略根据“伽利略斜面实验”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，故B正确；C.笛卡尔认为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，既不停下来也不偏离原来的方向，故C正确；D.牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不能用实验直接验证，故D错误。
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，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态
三、惯性与质量质量越大惯性越大
成功的花，人们只惊慕她现时的明艳！然而当初它的芽儿，浸透了奋斗的泪泉，洒遍了牺牲的血雨。