必修一1.牛頓第一定律第四章

運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系授課教師：YANG

初中我們學(xué)習(xí)了牛頓第一定律的基本內(nèi)容，你能說說它揭示了物體運(yùn)動(dòng)遵循怎樣的規(guī)律嗎？運(yùn)動(dòng)和力有什么樣的關(guān)系呢？

滑冰運(yùn)動(dòng)員如果不用力，她會(huì)慢慢停下來。這與牛頓第一定律矛盾嗎？新課引入車不推不走，球不踢不動(dòng)，生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們物體運(yùn)動(dòng)似乎需要力來維持。亞里士多德

（古希臘哲學(xué)家）

最早研究這個(gè)問題的，大概是古希臘學(xué)者亞里士多德。他也認(rèn)為物體的運(yùn)動(dòng)需要力來維持。這種觀點(diǎn)正確嗎？必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)；沒有力的作用，物體就要靜止在一個(gè)地方。一、理想實(shí)驗(yàn)的魅力—亞里士多德觀點(diǎn)伽利略（現(xiàn)代物理學(xué)之父）實(shí)驗(yàn)

：越滾越快越滾越慢猜想1：速度不增不減越來越慢引入歧途的是摩擦！??！一、理想實(shí)驗(yàn)的魅力—伽利略的推理+實(shí)驗(yàn)猜想2：如果沒有摩擦，小球?qū)⒂肋h(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去邏輯推理：一、理想實(shí)驗(yàn)的魅力—現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)笛卡兒(Descartes)1596-1650

伽利略同時(shí)代的法國科學(xué)家笛卡兒也研究了這個(gè)問題。他認(rèn)為，如果沒有其他原因,運(yùn)動(dòng)的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運(yùn)動(dòng),既不會(huì)停下來,也不會(huì)偏離原來的方向.注意：亞里士多德的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，伽利略和笛卡爾的觀點(diǎn)正確，但不夠全面；在他們所處的時(shí)代，都沒有提出力的概念，為了方便表述他們的思想借用了力的概念。一、理想實(shí)驗(yàn)的魅力—笛卡爾觀點(diǎn)1.亞里士多德的運(yùn)動(dòng)觀：必須有

作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)；力

是

物體運(yùn)動(dòng)的原因。2.伽利略的理想實(shí)驗(yàn)：伽利略認(rèn)為，小球沿水平面滾動(dòng)會(huì)停下來是

?

作用的結(jié)果，沒有

，小球?qū)⒀厮矫?/p>

運(yùn)動(dòng)下去。理

想實(shí)驗(yàn)建立在可靠的

基礎(chǔ)上，經(jīng)進(jìn)一步

得到結(jié)論。3.笛卡爾的研究：運(yùn)動(dòng)的物體沒有受到力的作用，將以

?

沿

運(yùn)動(dòng)，既不停下來，也不偏離原來的方向。力

維持

摩

擦

摩擦

一直

實(shí)驗(yàn)

推理

同一速度

同一直線

一、理想實(shí)驗(yàn)的魅力—小結(jié)【易錯(cuò)辨析】1.

物體如果不受力，就不會(huì)運(yùn)動(dòng)或者逐漸停止運(yùn)動(dòng)。

（

×

）2.

要維持物體運(yùn)動(dòng)，必須有力作用在物體上。

（

×

）3.

物體運(yùn)動(dòng)不需要力來維持。

（

√

）××√一、理想實(shí)驗(yàn)的魅力—練習(xí)

在伽利略和笛卡兒等物理學(xué)家工作的基礎(chǔ)上，在隔了一代人之后，英國科學(xué)家牛頓也提出了自己的觀點(diǎn)。牛頓(Newton）1643-1727總結(jié)前人成果牛頓第一定律二、牛頓第一定律—引入1.內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)

狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。這就是牛頓第一定律。不受外力（1）總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)受外力時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變（2）物體這種保持原來勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫作慣性。因此牛頓第一定律也叫慣性定律。揭示了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系2.含義牛頓（1643-1727）英國科學(xué)家動(dòng)力學(xué)奠基人二、牛頓第一定律—內(nèi)容（P84）3.對牛頓第一定律的理解(1)定性揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：

①力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。

②物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。(2)牛頓第一定律無法用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，它所描述的是一種理想狀態(tài)，即不受外力的狀態(tài)，但其得到的一切結(jié)論經(jīng)過實(shí)踐證明都是正確的。(3)定義了慣性：任何物體都具有保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)——慣性。因此牛頓第一定律也叫慣性定律。

二、牛頓第一定律—理解在空間站驗(yàn)證牛頓第一定律二、牛頓第一定律—驗(yàn)證【易錯(cuò)辨析】1.

慣性定律就是牛頓第一定律。

（

√

）2.

物體速度越大，慣性越大。

（

×

）3.

力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的根本原因。

（

√

）√×√二、牛頓第一定律—練習(xí)（1）定義:

物體總具有保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，這種性質(zhì)叫慣性（2）特點(diǎn)：①一切物體都具有慣性；②慣性是物體的固有屬性，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。慣性③慣性與是否受力無關(guān)，與速度大小無關(guān)。宇宙中的一切物體都具有慣性三、慣性與質(zhì)量—內(nèi)容三、慣性與質(zhì)量—應(yīng)用思考：

慣性的大小與什么有關(guān)呢？慣性只跟質(zhì)量有關(guān)三、慣性與質(zhì)量—關(guān)系物體的質(zhì)量越大，慣性越大

1.描述物體慣性的物理量是它的

。

大的物體慣性大。2.質(zhì)量：只有

，沒有

，是

量。在國際單位制中，

質(zhì)量的單位是

，符號為kg。質(zhì)量

質(zhì)量

大小

方向

標(biāo)

千克

【易錯(cuò)辨析】1.決定物體慣性大小的因素只有物體本身的質(zhì)量。

（

√

）2.物體慣性大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。

（

×

）√×三、慣性與質(zhì)量—小結(jié)與練習(xí)牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律伽利略實(shí)驗(yàn)慣性與質(zhì)量牛頓第一定律亞里士多德伽利略笛卡兒力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因理想實(shí)驗(yàn)力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因物體不受力，繼續(xù)以原來的速度沿直線運(yùn)動(dòng)揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因理想狀態(tài)，無法用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證慣性定律保持原來勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)固有屬性，質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度內(nèi)容課堂總結(jié)1.

（理想實(shí)驗(yàn)）〔多選〕在驗(yàn)證“伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)”的描述中，是

由于有摩擦作用導(dǎo)致小車停止（不計(jì)空氣阻力）?，F(xiàn)設(shè)計(jì)以下情境：讓一

個(gè)小車從同一斜面上同一高度處滑下，水平面上分別放置毛巾、木板和玻璃板，水平面與斜面平滑連接，結(jié)果小車滑動(dòng)距離最大的是玻璃表面，其次是木板表面，距離最小的是毛巾表面，則以下說法正確的是（

）A.

水平面越光滑，小車滑動(dòng)的距離越遠(yuǎn)B.

滑動(dòng)摩擦力是阻礙物體運(yùn)動(dòng)的原因C.

如果沒有滑動(dòng)摩擦力的作用，小車將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去D.

該實(shí)驗(yàn)揭示了物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持√√√√課堂練習(xí)解析：三種材質(zhì)中，玻璃水平面最光滑，小車受到的滑動(dòng)摩擦力最小，滑動(dòng)的距離最遠(yuǎn)，A正確；三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果小車都停了下來，并且滑動(dòng)摩擦力越大滑動(dòng)的距離越近，充分說明滑動(dòng)摩擦力是阻礙物體運(yùn)動(dòng)的原因，B正確；如果沒有滑動(dòng)摩擦力的作用，小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將不會(huì)改變并將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去，C正確；該實(shí)驗(yàn)揭示物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的根本原因，D正確。課堂練習(xí)2.

（牛頓第一定律）如圖所示，在一輛表面光滑的小車上，有質(zhì)量分別為

m1和m2的兩個(gè)小球（m1＞m2，空氣阻力不計(jì)）隨車一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)小車突然停止時(shí)，如不考慮其他阻力，設(shè)小車無限長，則兩個(gè)小球（

）A.

一定相碰B.

一定不相碰C.

不一定相碰D.

難以確定解析：因?yàn)樾≤嚤砻婀饣?，因此不論小車如何運(yùn)動(dòng)，兩小球在水平方向均不受力，根據(jù)牛頓第一定律可知兩小球?qū)⒈３謩蛩僦本€運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，又兩小球速度相等，故兩小球一定不會(huì)相碰，B正確。√課堂練習(xí)3.

（慣性的大?。?025·浙江寧波效實(shí)中學(xué)高一期中）下列關(guān)于物體慣

性的說法正確的是（

）A.

汽車速度越大，剎車后越難停下來，表明物體的速度越大，其慣性越大B.

汽車轉(zhuǎn)彎后前進(jìn)方向發(fā)生了改變，表明物體速度方向改變，其慣性也隨

之改變C.

被拋出的小球，其慣性會(huì)隨速度的大小和方向的改變而改變D.

要使速度相同的沙袋在相同時(shí)間內(nèi)停下來，大沙袋需要的力大，表明

質(zhì)量大的物體慣性大√解析：物體的慣性大小只與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大，與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和受力情況等均無關(guān)，故選D。課堂練習(xí)4.

（慣性的表現(xiàn)）