2020版新教材高中物理5.1牛顿第一运动定律课件鲁科版必修1.pdf
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1、 第5章 牛顿运动定律 第1节 牛顿第一运动定律 一、力与运动的关系一、力与运动的关系 1.1.亚里士多德的观点:力是亚里士多德的观点:力是_物体运动的原因。认物体运动的原因。认 为有力的作用,物体才会为有力的作用,物体才会_,没有力的作用,物体,没有力的作用,物体 就会就会_。 维持维持 运动运动 停下来停下来 2.2.伽利略设计了理想的斜面实验:伽利略设计了理想的斜面实验: (1)(1)现象:当小球沿光滑斜面从左侧某一高度滚下时,现象:当小球沿光滑斜面从左侧某一高度滚下时, 无论右侧斜面的坡度如何,它都会沿斜面上升到与下无论右侧斜面的坡度如何,它都会沿斜面上升到与下 落点落点_的地方。的地
2、方。 (2)(2)结论:力不是结论:力不是_物体运动的原因,而是物体运动的原因,而是_物物 体运动状态的原因。体运动状态的原因。 3.3.力与运动的关系:力可以力与运动的关系:力可以_物体的运动状态。物体的运动状态。 等高等高 维持维持改变改变 改变改变 二、牛顿第一运动定律及其意义二、牛顿第一运动定律及其意义 1.1.内容:一切物体总保持内容:一切物体总保持_或或_状态,状态, 除非有外力迫使它除非有外力迫使它_。 匀速直线运动匀速直线运动静止静止 改变这种状态改变这种状态 2.2.牛顿第一定律的意义:牛顿第一定律的意义: (1)(1)定性说明了力和运动的关系。定性说明了力和运动的关系。 说
3、明了物体不受外力时的运动状态:说明了物体不受外力时的运动状态:_或或_ _。 说明了力是说明了力是_的原因。的原因。 静止静止匀速匀速 直线运动直线运动 改变物体运动状态改变物体运动状态 (2)(2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性揭示了一切物体都具有的一种固有属性_, 因此牛顿第一定律也叫因此牛顿第一定律也叫_定律。定律。 惯性惯性 惯性惯性 3.3.下列各种情况中,属于运动状态下列各种情况中,属于运动状态( (速度速度) )变化的是变化的是 _。 速度的方向不变,只有大小改变。速度的方向不变,只有大小改变。 速度的大小不变,只有方向改变。速度的大小不变,只有方向改变。 速度的大小和方向同
4、时改变。速度的大小和方向同时改变。 三、惯性与质量三、惯性与质量 1.1.惯性:物体具有的惯性:物体具有的_ 的属性的属性 。 保持静止或匀速直线运动状态不变保持静止或匀速直线运动状态不变 2.2.下列关于惯性的说法中,正确的有下列关于惯性的说法中,正确的有_。 惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性。惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性。 质量是惯性大小唯一的量度,质量越大,惯性越大。质量是惯性大小唯一的量度,质量越大,惯性越大。 惯性是一种力,因此我们可以说惯性是一种力,因此我们可以说“受到了惯性作用受到了惯性作用” “产生了惯性产生了惯性”“”“受到惯性力受到惯性力”。 惯性是维持
5、物体运动状态的原因。惯性是维持物体运动状态的原因。 物体不受力时,惯性表现为维持原来的运动状态。物体不受力时,惯性表现为维持原来的运动状态。 物体受力时,惯性表现为速度改变的难易程度,质物体受力时,惯性表现为速度改变的难易程度,质 量越大,速度越难改变。量越大,速度越难改变。 速度越大的车越难停下来,说明速度越大,惯性越速度越大的车越难停下来,说明速度越大,惯性越 大。大。 惯性是可以被克服的。惯性是可以被克服的。 一一 伽利略理想实验伽利略理想实验 1.1.理想实验:理想实验: (1)(1)操作过程:让小球沿光滑斜面从左侧某一高度滚下操作过程:让小球沿光滑斜面从左侧某一高度滚下 。 (2)(
6、2)实验现象:无论右侧斜面坡度如何,它都会沿斜面实验现象:无论右侧斜面坡度如何,它都会沿斜面 上升到与出发点几乎等高的地方。上升到与出发点几乎等高的地方。 (3)(3)实验结论:斜面的倾角越小,小球运动到同一高度实验结论:斜面的倾角越小,小球运动到同一高度 所经历的路程越远,当斜面倾角逐渐减小到所经历的路程越远,当斜面倾角逐渐减小到0 0,右侧变,右侧变 为水平面,小球将为了达到那个永远无法达到的高度为水平面,小球将为了达到那个永远无法达到的高度 而一直运动下去。而一直运动下去。 2.2.伽利略的理想实验的意义:伽利略的理想实验的意义: (1)(1)研究方法:伽利略的理想实验将可靠的事实和理论
7、研究方法:伽利略的理想实验将可靠的事实和理论 推理结合起来,即采用推理结合起来,即采用“可靠事实可靠事实+ +抽象思维抽象思维+ +科学推科学推 理理”的方法推翻了亚里士多德的观点,初步揭示了运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。动和力的正确关系。 (2)(2)历史意义:第一次确立了物理实验在物理学中的地历史意义:第一次确立了物理实验在物理学中的地 位。位。 【典例示范典例示范】 如图所示是伽利略的如图所示是伽利略的“理想实验理想实验”,根据该实验下列,根据该实验下列 说法正确的是说法正确的是( ( ) ) 世纪金榜导学号世纪金榜导学号 A.A.该实验是理想实验,是在
8、思维中进行的,无真实的该实验是理想实验,是在思维中进行的,无真实的 实验基础,故其结果并不可信实验基础,故其结果并不可信 B.B.该实验充分证实了亚里士多德该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动力是维持物体运动 的原因的原因” C.C.该实验说明了物体的运动不需要力来维持该实验说明了物体的运动不需要力来维持 D.D.随着科技的进步,这个实验可以验证随着科技的进步,这个实验可以验证 【解析解析】选选C C。这是将可靠事实和科学推理结合起来,。这是将可靠事实和科学推理结合起来, 得到理想条件下的结果,虽然不能在现实中完成,但得到理想条件下的结果,虽然不能在现实中完成,但 是结论依然是可信的,
9、是结论依然是可信的,A A错误;此实验说明了物体在不错误;此实验说明了物体在不 受外力作用时将保持匀速直线运动,即物体的运动不受外力作用时将保持匀速直线运动,即物体的运动不 需要力来维持,需要力来维持,B B错误,错误,C C正确;此实验是理想实验,正确;此实验是理想实验, 无法真实存在,无法真实存在,D D错误。错误。 【母题追问母题追问】 1.1. 【典例示范典例示范】中理想斜面实验的意义是中理想斜面实验的意义是( ( ) ) ( (科学探究科学探究) ) A.A.证明了力不是维持物体运动的原因证明了力不是维持物体运动的原因 B.B.证明了力是维持物体运动的原因证明了力是维持物体运动的原因
10、 C.C.证明小球总能滚到另一斜面上同一高度证明小球总能滚到另一斜面上同一高度 D.D.证明小球总能在水平面上做匀速直线运动证明小球总能在水平面上做匀速直线运动 【解析解析】选选A A。这个实验的意义在于证明了力不是维持。这个实验的意义在于证明了力不是维持 物体运动的原因。物体运动的原因。A A正确,正确,B B、C C、D D错误。错误。 2.2.【典例示范典例示范】的实验中,的实验中,他的设计步骤如下:他的设计步骤如下: .两个对接的斜面,让静止两个对接的斜面,让静止 的小球沿一个斜面滚下,小的小球沿一个斜面滚下,小 球将滚上另一个斜面;球将滚上另一个斜面; .减小第二个斜面的倾角,小球在
11、这斜面上仍然要达减小第二个斜面的倾角,小球在这斜面上仍然要达 到原来的高度;到原来的高度; .如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度;如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度; .继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面, 小球要沿水平面做持续的匀速运动。小球要沿水平面做持续的匀速运动。 在上述的步骤中,有的属于可靠的事实,有的则是理在上述的步骤中,有的属于可靠的事实,有的则是理 想化的推论,下列关于事实和推论的分类正确的是想化的推论,下列关于事实和推论的分类正确的是 ( ( )()(科学探究科学探究) ) A.A.是事实,是事实,、是推论是
12、推论 B.B.是事实,是事实,、是推论是推论 C.C.是事实,是事实,、是推论是推论 D.D.是事实,是事实,、是推论是推论 【解析解析】选选B B。伽利略设计了一个理想实验的步骤是:。伽利略设计了一个理想实验的步骤是: 先在两个对接的斜面上,让静止的小球沿一个斜面滚先在两个对接的斜面上,让静止的小球沿一个斜面滚 下,小球将滚上另一个斜面;如果没有摩擦,小球将下,小球将滚上另一个斜面;如果没有摩擦,小球将 上升到原来的高度;接着减小第二个斜面的倾角,小上升到原来的高度;接着减小第二个斜面的倾角,小 球在这斜面上仍然要达到原来的高度;继续减小第二球在这斜面上仍然要达到原来的高度;继续减小第二 个
13、斜面的倾角,最后使它成为水平面,小球要沿水平个斜面的倾角,最后使它成为水平面,小球要沿水平 面做匀速直线运动。故面做匀速直线运动。故是事实,是事实, 、是推是推 论。论。B B正确,正确,A A、C C、D D错误。错误。 【补偿训练补偿训练】 1.1.在学习牛顿笫一定律时,我们做了如图所示的在学习牛顿笫一定律时,我们做了如图所示的 实验。下列有关叙述正确的是实验。下列有关叙述正确的是( ( ) ) A.A.每次实验时,小车可以从斜面上的不同位置由静止每次实验时,小车可以从斜面上的不同位置由静止 开始下滑开始下滑 B.B.实验表明:小车受到的摩擦力越小,小车运动的距实验表明:小车受到的摩擦力越
14、小,小车运动的距 离就越近离就越近 C.C.实验中运动的小车会停下来,说明力能改变物体的实验中运动的小车会停下来,说明力能改变物体的 运动状态运动状态 D.D.根据甲、乙、丙的实验现象,就可以直接得出牛顿根据甲、乙、丙的实验现象,就可以直接得出牛顿 第一定律第一定律 【解析解析】选选C C。实验中要求从斜面上的相同位置由静。实验中要求从斜面上的相同位置由静 止开始下滑,可以保证小车到达斜面底端的速度是相止开始下滑,可以保证小车到达斜面底端的速度是相 等的,不能从斜面上的不同位置由静止开始下滑,故等的,不能从斜面上的不同位置由静止开始下滑,故A A 错误;实验表明:小车受到的摩擦力越小,小车运动
15、错误;实验表明:小车受到的摩擦力越小,小车运动 的距离就越远,故的距离就越远,故B B错误;实验中运动的小车受到摩擦错误;实验中运动的小车受到摩擦 力的作用会停下来,其运动的状态发生变化,说明力力的作用会停下来,其运动的状态发生变化,说明力 能改变物体的运动状态,故能改变物体的运动状态,故C C正确;接触面越光滑,则正确;接触面越光滑,则 小车的速度减小越慢,由此可以得出:若摩擦力等于小车的速度减小越慢,由此可以得出:若摩擦力等于0 0 ,则小车可能做匀速直线运动,因此牛顿第一定律是,则小车可能做匀速直线运动,因此牛顿第一定律是 在实验的基础上进一步推理总结出来的,而不是直接在实验的基础上进一
16、步推理总结出来的,而不是直接 可以由这三个实验得出的,故可以由这三个实验得出的,故D D错误。错误。 2.2.下面是摘自上个世纪美国报纸上的一篇文章:阿波下面是摘自上个世纪美国报纸上的一篇文章:阿波 罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中,宇航员通罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中,宇航员通 过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话。宇航员:过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话。宇航员: “汤姆,我们现在已关闭了火箭上所有的发动机,正汤姆,我们现在已关闭了火箭上所有的发动机,正 向月球飞去。向月球飞去。”汤姆:汤姆:“你们关闭了所有的发动机,你们关闭了所有的发动机, 那么靠什么力量推动火箭向前运动
17、呢?那么靠什么力量推动火箭向前运动呢?”宇航员犹豫宇航员犹豫 了半天,说:了半天,说:“我想大概是伽利略在推动火箭向前运我想大概是伽利略在推动火箭向前运 动吧。动吧。”若不计天体对火箭的引力,由上述材料可知若不计天体对火箭的引力,由上述材料可知 下列说法错误的是下列说法错误的是( ( ) ) A.A.汤姆问话所体现的物理思想是汤姆问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动力是维持物体运动 的原因的原因” B.B.宇航员答话所体现的物理思想是宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运力是维持物体运 动的原因动的原因” C.C.宇航员答话所体现的物理思想是宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需
18、要物体运动不需要 力来维持力来维持” D.D.宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行 【解析解析】选选B B。汤姆问。汤姆问“靠什么力量推动火箭向前运动靠什么力量推动火箭向前运动 呢?呢?”说明汤姆认为火箭向前运动必须有力的作用,说明汤姆认为火箭向前运动必须有力的作用, 即力是维持物体运动的原因,即力是维持物体运动的原因,A A对。宇航员的回答提到对。宇航员的回答提到 伽利略,而伽利略的观点是力不是维持物体运动状态伽利略,而伽利略的观点是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,即运动不需的原因,而是改变物体运动状态的原因,即运动
19、不需 要力来维持,物体具有保持原来运动状态的性质,即要力来维持,物体具有保持原来运动状态的性质,即 惯性,惯性,C C、D D对,对,B B错。错。 二 牛顿第一定律及其意义二 牛顿第一定律及其意义 全面认识牛顿第一定律: 全面认识牛顿第一定律: (1)(1)一切:说明牛顿第一定律适用于任何物体,没有范一切:说明牛顿第一定律适用于任何物体,没有范 围限制。围限制。 (2)(2)没有受外力作用,说明定律成立条件包含两种情况没有受外力作用,说明定律成立条件包含两种情况 :物体不受任何力的作用,一种理想状态;:物体不受任何力的作用,一种理想状态; 物体所受合外力为零。物体所受合外力为零。 (3)(3
20、)总:指在成立条件下结果是确定的,没有例外。总:指在成立条件下结果是确定的,没有例外。 (4)(4)或:指两种状态必居其一,是选择的意思,不能同或:指两种状态必居其一,是选择的意思,不能同 时存在,物体只能处于两种状态中的一种。时存在,物体只能处于两种状态中的一种。 (5)(5)定律揭示规律:定律揭示规律: 物体本身有保持原来运动状态的属性,不受力是保物体本身有保持原来运动状态的属性,不受力是保 持原来运动状态不变的原因之一;持原来运动状态不变的原因之一; 要改变物体的运动状态,必须有力作用于物体;要改变物体的运动状态,必须有力作用于物体; 力的作用不是维持运动,而是改变运动状态。力的作用不是
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