【課件】 牛頓第一定律 課件 -2022-2023學(xué)年高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊

第四章

運動和力的關(guān)系第1節(jié)

牛頓第一定律力和運動有著密不可分的關(guān)系。你知道物體運動遵循怎樣的規(guī)律嗎？必須有力作用在物體上.物體才能運動.力是維持物體運動的原因（沒有力的作用，物體就不能運動）亞里士多德關(guān)于力和運動的關(guān)系論斷顯然的片面的，但這一論述是和人們?nèi)粘Ｉ畹母杏X是相符的，因而流傳了兩千多年，直到伽利略作出了初步的糾正。伽利略是依據(jù)什么，才扭轉(zhuǎn)了人們思想中根深蒂固的觀念？在初中物理中設(shè)計了這樣的實驗：小車同一高度滑下，到達(dá)底端的速度相等，然后在不同阻力的表面運動，根據(jù)其速度減慢（加速度）的不同，進而推理出如果物體不受外力，將保持勻速直線運動。那么這是伽利略設(shè)計的實驗嗎？一、理想實驗的魅力

伽利略認(rèn)為，多數(shù)人和亞里士多德一樣，認(rèn)為力是維持物體運動的原因，其中將人們引入歧途的是摩擦，于是他大膽猜想，如果沒有摩擦：AB

在如圖所示的斜面A點釋放小球，由于沒有摩擦，也就沒有能量

，只有動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化，所以小球在右側(cè)所能達(dá)到的最大高度一定是在

點。ABCDEvθ若沒有摩擦阻力影響，物體將在水平面上永遠(yuǎn)運動下去該實驗就是著名的伽利略理想斜面實驗：它是一種科學(xué)研究的方法

合理的外推，就是理想實驗的方法，這一點在伽利略研究自由落體運動的實驗中，就已經(jīng)展示了它的魅力。首先，“理想實驗”是以實踐為基礎(chǔ)的。所謂的“理想實驗”就是在真實的科學(xué)實驗的基礎(chǔ)上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，進行合理外推，對實際過程作出更深入一層的抽象分析。其次，“理想實驗”的推理過程，是以一定的邏輯法則為根據(jù)的，而這些邏輯法則，都是從長期的社會實踐中總結(jié)出來的，并為實踐所證實了的。所以：理想實驗是一種理想化的實驗，是科學(xué)研究中的一種重要方法，在現(xiàn)實生活并不能實現(xiàn)。理想實驗的結(jié)論是正確的，因為它是建立在可靠的科學(xué)事實基礎(chǔ)上，并把實驗結(jié)果合理外推到一種理想狀態(tài)的科學(xué)方法。例.古希臘哲學(xué)家亞里士多德通過觀察生活中物體的運動，得出了“重的物體下落快，輕的物體下落慢”、“力是維持物體運動狀態(tài)原因”兩個結(jié)論。到了十六世紀(jì)，意大利物理學(xué)家伽利略創(chuàng)造性地設(shè)計了兩個理想實驗，駁斥了亞里士多德的觀點。如圖所示，兩個實驗中均有改變斜面的傾角的環(huán)節(jié)，下列說法正確的是（）A．第一個實驗可以解釋重的物體比輕的物體下落得快的原因B．第二個實驗中小球總能到達(dá)等高線的位置

C．兩個實驗在傾角較小的情況，都能得到可靠的實驗結(jié)果D．兩個實驗均受到了阻力的影響，需在可靠的實驗事實基礎(chǔ)上邏輯推理得出結(jié)論D

伽利略的理想實驗，以其獨特的魅力，揭示了力和運動的關(guān)系，但是為什么我們現(xiàn)在學(xué)習(xí)的知識沒有叫伽利略定律呢？伽利略理想實驗的結(jié)論：小球不受摩擦力，小球就要一直運動下去。這個結(jié)論還只是初步結(jié)論。笛卡爾認(rèn)為，如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向。

無論是亞里士多德，還是伽利略和笛卡兒，都沒有提出力的概念。在伽利略和笛卡兒工作的基礎(chǔ)上，在隔了一代人之后，英國科學(xué)家牛頓補充了靜止?fàn)顟B(tài)，提出了動力學(xué)的第一條基本定律：牛頓(Newton）1643-1727“我之所以看得比別人遠(yuǎn),是因為我站在巨人的肩上”。二、牛頓第一定律一切物體總保持勻速直線運動狀態(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)。揭示了運動和力的關(guān)系不受外力總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)受外力時物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變物體這種保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫作慣性力不是維持物體運動的原因而是改變物體運動狀態(tài)的原因力和運動的關(guān)系對定律的理解：（１）一切物體：表明該定律對任何物體都適用。（２）沒有受外力的作用：是該定律成立的條件。（3）或：指一個物體只能處于一種狀態(tài)，到底處于哪種狀態(tài)，由原來的狀態(tài)決定，原來靜止就保持靜止，原來運動就保持勻速直線運動狀態(tài)（4）牛頓第一定律不是由實驗直接得到的，它是在實驗的基礎(chǔ)上經(jīng)過推理得到的。（5）牛頓第一定律揭示了物體都有保持原來的靜止或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)——慣性。(6)牛頓第一定律所描述的是物體不受外力作用時的狀態(tài)，與物體所受合外力為零是等效的。(7)牛頓第一定律只適用于慣性參考系中的運動，在非慣性參考系中不適用。太空實驗——牛頓第一定律例：下列對牛頓第一定律的理解正確的是（）A．物體的速度越快越難以停下，所以物體的速度越快慣性越大B．物體的加速度越大速度改變越快，所以加速度越大慣性越小C．如果物體的運動狀態(tài)不變，則物體可能不受外力D．如果物體不受外力，物體的運動狀態(tài)可能改変C2.一切物體都具有慣性.慣性是物體的固有性質(zhì),牛頓第一定律又叫慣性定律.1.慣性:物體有保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),這種性質(zhì)叫慣性.三、慣性與質(zhì)量3．慣性的大?。嘿|(zhì)量是物體慣性大小的量度．質(zhì)量越大，慣性越大；慣性越大，物體保持原來狀態(tài)“本領(lǐng)”越大，運動狀態(tài)越難改變；反之，運動狀態(tài)就越容易改變。對質(zhì)量的理解(1)從物質(zhì)的角度理解：質(zhì)量為物體所含物質(zhì)的多少。(2)從慣性的角度理解：質(zhì)量是決定物體慣性大小的唯一因素。鞏固練習(xí)1.春秋末年齊國人的著作《考工記》中有“馬力既竭，辀猶能一取焉”，意思是馬對車不施加拉力了，車還能繼續(xù)向前運動，這是關(guān)于慣性的最早記述。下列說法正確的是（）A．“馬力既竭”時馬的慣性為0B．“馬力既竭”時車的慣性不變C．馬的拉力越大，車的慣性越大D．馬車速度越大，車的慣性越大B2.17世紀(jì)，意大利物理學(xué)家伽利略根據(jù)斜面實驗指出：在水平面上運動的物體之所以會停下來，是因為受到摩擦阻力的緣故，你認(rèn)為下列說法正確的是（）A．該實驗是一理想實驗，是在思維中進行的，無真實的實驗基礎(chǔ)，故其結(jié)果是荒謬的B．該實驗是以可靠的事實為基礎(chǔ)，經(jīng)過抽象思維，抓住主要因素，忽略次要因素，從而更深刻地反映自然規(guī)律C．該實驗證實了亞里士多德“力是維持物體運動的原因”的結(jié)論D．該實驗反映了“力是改變物體運動狀態(tài)的原因”這一物理規(guī)律BD3.伽利略創(chuàng)造的把實驗、假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)方法，有力地促進了人類科學(xué)認(rèn)識的發(fā)展。利用如圖所示的裝置做如下實驗：小球從左側(cè)斜面上的O點由靜止釋放后沿斜面向下運動，并沿右側(cè)斜面上升。斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料時，小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置