【】81牛顿第一定律课件

第八章第八章 运动和力运动和力 第第1 1节节 牛顿第一定律牛顿第一定律1、力的概念 知识回顾定义力是物体对物体的_单位_(N)产生条件 _；_ .三要素_、_、_作用作用 牛顿牛顿 大小大小 方向方向 作用点作用点 必须有两个或两个以上的物体必须有两个或两个以上的物体物体间必须有相互作用物体间必须有相互作用(可以不接触可以不接触)力的特点物体间力的作用是_的(相互作用力在任何情况下都是大小_，方向_，作用在不同物体上)；两物体相互作用时，施力物体同时也是_，反之，受力物体同时也是_作用效果力可以改变物体的_状态物体运动速度大小的改变物体运动方向的改变力可以改变物体的_相互相互 相等相等 相反相反 受力物体受力物体 施力物体施力物体 运动运动 形状形状 力的示意图用一根_的_把力的大小、方向、作用点表示出来；如果没有大小，可不表示，在同一个图中，力越大，线段应越长测量工具弹簧测力计、握力计等带箭头带箭头 线段线段 2、弹力 弹簧计弹簧测力计构造 弹簧、挂钩、刻度盘、指针、外壳原理在一定限度内，弹簧受到的_越大，弹簧的伸长就_使用方法测量前观察_、_、指针_；测量前要先拉动几次挂钩，以免弹簧被外壳卡住；测量时要避免弹簧及指针与外壳_，以免影响测量的准确程度(要使弹簧测力计内弹簧伸长方向跟所测量力的方向_，且在_上)；读数时，视线要与刻度盘的表面_拉力拉力 越长越长 量程量程 分度值分度值 是否指零刻线是否指零刻线 摩擦摩擦 相同相同 一条直线一条直线 垂直垂直 3.重力 定义由于_而使物体受到的力，用符号_表示理解重力不是地球引力(万有引力)，同一物体在地球上不同地点所受重力也稍有不同，从赤道到两极重力逐渐增大；离地面越高，重力越小施力物体_受力物体地球上物体大小物体所受的重力与它的质量成_地球吸引地球吸引 G 地球地球 正比正比 计算计算公式：_g_。它的含义：质量为_的物体受到的重力为_牛顿方向_说明：利用这一特点可以制成_来检查墙是否砌得_；墙壁上的画是否挂正；工作台面是否_等Gmg 9.8 N/kg 1千克千克 9.8 竖直向下竖直向下 重垂线重垂线 竖直竖直 水平水平 作用点重力在物体上的等效作用点叫做_说明：重心的位置与物体的_、材料、是否_有关；形状规则，质地均匀的物体的重心在它的_；物体的重心不一定在物体上。比如空心圆球、圆环的重心在它的几何中心上；一个物体的支撑面越大(赛车)，重心越低(不倒翁)，就越不容易翻倒重心重心 形状形状 均匀均匀 几何中心几何中心 生活中的一些现象：生活中的一些现象：A受推力运动的箱子，撤去推力，受推力运动的箱子，撤去推力，木箱停了下来木箱停了下来B、受压力下陷的铁钉，停止敲击，、受压力下陷的铁钉，停止敲击，钉子不再下陷钉子不再下陷C、踢出去的足球，最终还是要停下来。、踢出去的足球，最终还是要停下来。D、关闭了动力的火车，也要停下来。、关闭了动力的火车，也要停下来。新课讲授力和运动的关系如何呢？亚里士多德亚里士多德两两千千多年以前，古希多年以前，古希腊学者亚里士多德提出腊学者亚里士多德提出“力力是维持物体运动的原因是维持物体运动的原因”的的观点在人类历史上统治了观点在人类历史上统治了近一千七百年。近一千七百年。如果要使一个物体持续运如果要使一个物体持续运动，就必须对它施加力的作动，就必须对它施加力的作用。如果这个力被撤销，物用。如果这个力被撤销，物体就会停止运动。体就会停止运动。亚里士多德物体的运动需要力去维持！亚里士多德亚里士多德意大利科学家伽利略的观点意大利科学家伽利略的观点 物体的物体的运动并不需要运动并不需要力来维持力来维持，运动之所以会，运动之所以会停下来，是因为受到了停下来，是因为受到了摩摩擦阻力擦阻力。维持运动不需要力维持运动不需要力伽利略的理想实验 通过实验伽利略指出通过实验伽利略指出:运动物体如果不受运动物体如果不受其它物体的作用其它物体的作用,其运动会是匀速的其运动会是匀速的,而且将永而且将永远运动下去远运动下去.伽利略通过斜面实验得到推论：一切运动着的物体在没有受到阻力作用的时候，它的速度保持不变，并且一直运动下去 亚里士多德观点的错误：来自于日常经验所带来的错误认识 伽利略观点的正确：理想斜面实验的支持 对力与运动的关系的看法代表人物亚里斯多德亚里斯多德牛顿牛顿伽利略伽利略必须有力作用在物体上物体才能运动，没有力的作用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停下来物体就要停下来在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩摩擦力擦力的缘故的缘故？一个简单而又复杂的问题 一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止或匀速直线运动状态。1、牛顿第一定律不可能用实验来直接验证。2、物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因。运动的物体，如果受到的运动的物体，如果受到的阻力阻力为零为零，它的速度将，它的速度将不会减慢不会减慢，将以，将以恒定恒定不变的速度永远运动下去。不变的速度永远运动下去。通过实验猜想一下是否是这样通过实验猜想一下是否是这样手用力推动小车，使其前进一段距离。手用力推动小车，使其前进一段距离。实验实验1 小车为什么会运动？小车为什么会运动？为什么又会停下来？为什么又会停下来？小车：静止小车：静止运动运动静止。静止。两个两个过程过程中是否都有力存在？中是否都有力存在？在这两个过程中力的作用是维持原来在这两个过程中力的作用是维持原来的运动状态还是改变运动状态？的运动状态还是改变运动状态？亚亚里里士士多多德德物体的运动物体的运动需要力去维持！需要力去维持！实验二实验设计目的：实验设计目的：探究目标：探究目标：实验思路：实验思路：实验器材：实验器材：相同条件：相同条件：不同条件：不同条件：实验方法：实验方法：运动的物体在没有受到外力作用时将如何运动运动的物体在没有受到外力作用时将如何运动？我们很难为运动的物体创造一个我们很难为运动的物体创造一个“不受力的作用不受力的作用”的实验条件，我们采用的方法是：实验加推测的实验条件，我们采用的方法是：实验加推测猜想猜想：1、“不受外力不受外力”是个理想状态，不是个理想状态，不能能 创造。我们可采用什么方法？创造。我们可采用什么方法？2、小车从斜面上滑下后，为什么会最、小车从斜面上滑下后，为什么会最终会停在水平面上？终会停在水平面上？3、如果铺的材料不同小车受的阻力相同吗？、如果铺的材料不同小车受的阻力相同吗？小车在水平面上运动速度减小的快慢一样吗？小车在水平面上运动速度减小的快慢一样吗？实验实验加加推测推测实验方案：实验方案：材料种材料种类类小车受到的摩擦小车受到的摩擦力的大小，力的大小，填填“大大”、“较大较大”、“最小最小”。小车在水平小车在水平 面面上的运动距离上的运动距离填填“短短”、“较长较长”、“最大最大”速度减小速度减小填填“快快”、“慢慢”、“较慢较慢”毛巾毛巾纸板纸板玻璃玻璃实验次数实验次数 表面材料表面材料 阻力大小阻力大小 滑行距离滑行距离速度变化快慢速度变化快慢1毛巾毛巾2粗布条粗布条3木板木板推理推理玻璃玻璃推理推理某材料某材料推理想象推理想象 理想平面理想平面最大最大最大最大最快最快最快最快较大较大较大较大较长较长较长较长较快较快较快较快较小较小较小较小长长长长较慢较慢较慢较慢最小最小最小最小最长最长最长最长最慢最慢最慢最慢最最小最最小最最小最最小最最慢最最慢最最慢最最慢最最长最最长最最长最最长无阻力无阻力无阻力无阻力无限长无限长无限长无限长不变不变不变不变最短最短最短最短问题：问题：为什么小车要从斜面的同一高度滑下？为什么小车要从斜面的同一高度滑下？结论：结论：平面越光滑，小车运动的距离越平面越光滑，小车运动的距离越 ，这，这 说明小车受到的阻力越说明小车受到的阻力越 ，速度减小得越，速度减小得越 。结论：结论：如果运动的物体不受力，它将如果运动的物体不受力，它将 。短短小小慢慢一直运动下去一直运动下去推理推理：假如运动的小车受的假如运动的小车受的f=0,小车将如何运动？小车将如何运动？结论：结论：运动的物体运动的物体不受不受外力外力匀速直线运匀速直线运动动说明：说明：（1 1）物体不受外力时的状态是匀速直线运动状态物体不受外力时的状态是匀速直线运动状态 或静止状态，说明或静止状态，说明力不是维持物体运动的原因。力不是维持物体运动的原因。（2 2）外力的作用是迫使物体改变其运动，说明外力的作用是迫使物体改变其运动，说明力力是使物体运动状态改变的原因是使物体运动状态改变的原因。（3 3）不受外力作用的物体是不存在的。不受外力作用的物体是不存在的。不受外力作用等效于受平衡力作用不受外力作用等效于受平衡力作用，合力为零合力为零意义意义:解解释了力和运了力和运动的关系。的关系。（1 1 1 1）牛牛牛牛顿顿第一定律不是一条第一定律不是一条第一定律不是一条第一定律不是一条实验实验定律，它是牛定律，它是牛定律，它是牛定律，它是牛顿顿以伽俐略的理想以伽俐略的理想以伽俐略的理想以伽俐略的理想实验为实验为基基基基础础，总结总结前人的研究成果，前人的研究成果，前人的研究成果，前人的研究成果，加之丰富的想象而提出来的加之丰富的想象而提出来的加之丰富的想象而提出来的加之丰富的想象而提出来的 （2 2 2 2）牛顿第一定律说明了物体不受力时的运动状）牛顿第一定律说明了物体不受力时的运动状）牛顿第一定律说明了物体不受力时的运动状）牛顿第一定律说明了物体不受力时的运动状态是匀速直线运动或静止（所以说，态是匀速直线运动或静止（所以说，态是匀速直线运动或静止（所以说，态是匀速直线运动或静止（所以说，力不维持是物力不维持是物力不维持是物力不维持是物体运动的原因体运动的原因体运动的原因体运动的原因 ）（3 3 3 3）外力的作用是迫使物体改变运动状态（所以）外力的作用是迫使物体改变运动状态（所以）外力的作用是迫使物体改变运动状态（所以）外力的作用是迫使物体改变运动状态（所以说，说，说，说，力是改变运动状态的原因力是改变运动状态的原因力是改变运动状态的原因力是改变运动状态的原因）1、一颗石头在上抛的过程中上升到最高点，刚要下来的时候突然所有的外力都消失，那么石头将（）A、静止 B、向上做匀速直线运动C、向下做匀速直线运动 D、向下加速运动A课堂练习一：课堂练习一：2、正在做曲线运动的物体，假设它所受的外力都同时消失，则它就做（）A、匀速直线运动 B、匀速曲线运动C、立即静止 D、原来的曲线运动A3、一个物体，在力F的作用下，在水平面上由静止开始运动，当速度达到3m/s时，作用在它上面的力突然全部消失，则物体将（）A、慢慢停下来 B、仍做匀速直线运动，但速度小于3m/s C、立即停下来 D、仍做匀速直线运动，且速度为3m/sD4、关于运动和力的关系，下列说法中正确的是（）A、只要有力作用在物体上，物体就能运动 B、只要有力作用在物体上，物体的运动状态就一定 要发生变化 C、只要物体的运动状态发生变化，就一定有力作用在物体上 D、只要物体在运动，就一定有力作用在物体上C5、牛顿第一定律是（）A、有斜面小车实验直接得到结论B、有理论分析得到结论C、在实验的基础上，经过合理分析、推理得到结论D、建立在生活经验 基础上的结论C6、关于运动和力的关系，下列说法中正确的是（）A、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静止下来B、力是使物体运动状态改变的原因C、物体的运动状态发生改变,不一定有力作用在物体上D、物体做直线运动时，一定受到了力的作用B7关于力和运动的关系，下列说法正确的是()A力是维持物体运动的原因 B只要有力作用在物体上，物体就一定会运动 C没有力作用在物体上，物体就慢慢停下来 D物体由运动变为静止时，它一定受到了力的作用D8.思考牛顿第一定律？1、在什么条件下，物体一定处于匀速直线运动状态？_。2、在什么条件下，物体处于静止状态？_。3.牛顿第一定律实验方法：_、_运动状态运动状态静止静止观察和实验观察和实验科学推理科学推理小结一：1.牛顿第一定律牛顿第一定律 古古人人观点点名称名称观点点备注注亚里士亚里士多德多德认为_通通过想象思考想象思考伽利略伽利略认为物体的运物体的运动_力来力来维持持通通过实验进一步一步推理推理牛牛顿一切物体在没有受到力的作用一切物体在没有受到力的作用时，总保保持持_状状态或或_状状态实验假想假想推推理理牛牛顿第一定第一定律律力是维持物体运动的原因力是维持物体运动的原因 不需要不需要 静止静止 匀速直线运动匀速直线运动 探究：阻力探究：阻力对物体运物体运动的影响的影响实验装置装置探究探究方法方法_、转换法法实验过程程使小使小车从同一高度滑下的目的是使小从同一高度滑下的目的是使小车到达水平面到达水平面时的的_相同；相同；在在这一一实验中需要改中需要改变的是接触面的的是接触面的_，做法是分，做法是分别将毛巾、棉将毛巾、棉布、木板布、木板铺上，分上，分别进行行实验；实验中通中通过观察小察小车在水平面运在水平面运动的的_来来显示阻力示阻力对物体运物体运动的的影响影响控制变量法控制变量法 速度速度 粗糙程度粗糙程度 距离距离 得出得出结论平面越光滑，小平面越光滑，小车运运动的距离的距离_，这说明小明小车受到的阻力越小，受到的阻力越小，速度减小的速度减小的_。进行推理：如果运行推理：如果运动物体不受力，它将永物体不受力，它将永远做做_运运动牛牛顿第第一定律一定律_物体物体_，总保持保持_越长越长 越慢越慢 静止状态或匀速直线运动状态静止状态或匀速直线运动状态 在不受力作用时在不受力作用时 一切一切 匀速直线匀速直线 思考：一切一切物体都具有保持物体都具有保持原有原有的速的速度大小和运动方向的度大小和运动方向的性质性质。这种性。这种性质就是惯性质就是惯性。牛顿第一定律也叫惯性定律。牛顿第一定律也叫惯性定律。无论是固体、液体或气体，无论物体是运动还无论是固体、液体或气体，无论物体是运动还是静止，都具有惯性。是静止，都具有惯性。惯性和牛顿第一定律（惯性定律）的区别和联系：惯性和牛顿第一定律（惯性定律）的区别和联系：区别区别联系联系 牛顿第一定律是描述物体不受外力时牛顿第一定律是描述物体不受外力时所遵循的所遵循的运动规律运动规律，是有条件的，即只有，是有条件的，即只有物体在不受外力时才遵守；而惯性是物体物体在不受外力时才遵守；而惯性是物体的一种的一种属性属性，与物体是否受力、运动状态，与物体是否受力、运动状态等一切外在因素无关，任何时候都存在。等一切外在因素无关，任何时候都存在。因为物体有惯性，所以在不受外力时因为物体有惯性，所以在不受外力时才能保持匀速直线运动状态或静止状态，才能保持匀速直线运动状态或静止状态，因此牛顿第一定律又称为惯性定律。因此牛顿第一定律又称为惯性定律。实验实验1 如图如图,向右拉动向右拉动小车小车,当小车受阻碍当小车受阻碍而停止运动时而停止运动时,车上车上的木块为什么会向的木块为什么会向右倾倒右倾倒?小车上的木块原来随小车一起向右运动；小车由于受小车上的木块原来随小车一起向右运动；小车由于受到阻碍突然停止运动；小车上的木块由于惯性仍然要向到阻碍突然停止运动；小车上的木块由于惯性仍然要向右运动；但因为木块下部受到小车的摩擦力而静止，于右运动；但因为木块下部受到小车的摩擦力而静止，于是木块会向右倾倒。是木块会向右倾倒。运动运动的物体具有惯性。的物体具有惯性。实验实验2 如图如图,用手指向下用手指向下猛击纸条，使纸条猛击纸条，使纸条抽出，可笔套依然抽出，可笔套依然不动，这是为什么不动，这是为什么？静止静止的物体具有惯性。的物体具有惯性。实验实验3 如图，在杯子中盛如图，在杯子中盛满水，突然急速拉动满水，突然急速拉动杯子杯子，会看到什么现会看到什么现象？为什么呢？象？为什么呢？液体液体具有惯性。具有惯性。实验实验4 如图，让洞对着如图，让洞对着点燃的蜡烛，用两手点燃的蜡烛，用两手一拍，你看到了什么一拍，你看到了什么？这又说明了什么？这又说明了什么？气体气体具有惯性。具有惯性。讨论：要想击中地上的目标，飞机应当飞到目讨论：要想击中地上的目标，飞机应当飞到目标上空再投弹，还是提前一段距离？为什么？标上空再投弹，还是提前一段距离？为什么？结论：结论：1 1、一切物体在任何情况下都具有惯性，惯性是一切物体在任何情况下都具有惯性，惯性是物体固有的一种属性。物体固有的一种属性。2 2 2 2、惯性与物体的运动状态形式无关，与物体的受力情况、惯性与物体的运动状态形式无关，与物体的受力情况、惯性与物体的运动状态形式无关，与物体的受力情况、惯性与物体的运动状态形式无关，与物体的受力情况 无关无关无关无关 。3 3 3 3、惯性只与质量有关，质量大的物体惯性大。、惯性只与质量有关，质量大的物体惯性大。、惯性只与质量有关，质量大的物体惯性大。、惯性只与质量有关，质量大的物体惯性大。4 4 4 4、惯性没有方向。、惯性没有方向。、惯性没有方向。、惯性没有方向。5 5 5 5、物体受外力作用时，惯性表现为改变其运动状态的难、物体受外力作用时，惯性表现为改变其运动状态的难、物体受外力作用时，惯性表现为改变其运动状态的难、物体受外力作用时，惯性表现为改变其运动状态的难易程度。易程度。易程度。易程度。举例举例 请同学们列举生活中的惯请同学们列举生活中的惯性现象，或用实验进行演示，性现象，或用实验进行演示，并加以分析。并加以分析。惯性现象的分析惯性现象的分析 解释方法：1、交待研究对象原状态。2、物理过程（突然发生的情况）3、研究对象由于惯性要保持原状态惯性现象的应用与防止1当汽车突然起动的时候，由于乘客具有_，他会往车行驶的_方向倾倒；向北行驶的汽车突然向西拐弯时，车上的乘客会向_倾倒惯性相反东2沿水平方向匀速飞行的轰炸机，要击中地面目标，应在_(填“目标正上方”或“到达目标上方前”)投弹到达目标上方前课堂练习二：课堂练习二：3静止的物体，如果它所受的一切外力同时消失，那么它将()DA立即运动B速度先变大，后变小C做匀速直线运动D静止解析：一切物体在不受外力作用时将保持静止状态或匀速直线运动状态；静止的物体，当外力突然全部消失后，自然保持静止状态4自行车骑得太快，容易造成交通事故，这是由于()A运动快，所以惯性大，因此难停下来CB刹车时产生的惯性不够大，所以难停下来C由于惯性，即使紧急刹车，也需要向前运动一段距离才能停下来D刹车时来不及克服惯性，所以难停下来解析：本题根据概念辨析法解题因为惯性是物体本身的一种特性，只与质量大小有关，而与物体的运动快慢，与是否刹车均无关，所以由于惯性，即使紧急刹车，也需要向前运动一段距离才能停下来，故选 C.5人们有时要利用惯性，有时要防止惯性带来的危害下列事件中为了防止惯性带来危害的是()BA为了节能，公交车进站时提前关闭发动机，让车缓缓进站B汽车在市区要限速行驶C锤头松了，敲击一下尾部，使锤头套紧D跳远时快速助跑解析：惯性是一切物体都具有的性质生活中物体具有的惯性有利也有弊A 选项，提前关闭发动机，可利用汽车的惯性向前行驶一段距离；B 选项中，市区内人多、车多，高速行驶的汽车由于具有惯性很容易造成事故，所以要限速行驶，属于防止惯性带来的危害；C、D 都是利用了惯性6、关于运动和力的关系，下列说法中正确的是（）A、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静止下来B、力是使物体运动状态改变的原因C、物体的运动状态发生改变,不一定有力作用在物体上D、物体做直线运动时，一定受到了力的作用B7、下列哪些现象不是利用惯性的（）A、拍打衣服时，灰尘脱离衣服B、司机和前排的乘客要系安全带C、洗完手后，用力甩掉手的水滴D、跳远运动员起跳前要尽力助跑B9、正在行驶的汽车，关闭发动机后汽车还会继续向前运动一段距离，这是由于_的缘故；最后还是停下来，这是因为的_结果。惯性惯性汽车受到摩擦力的作用汽车受到摩擦力的作用8、下列关于惯性的说法中，正确的是（）A.运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性。B.只有物体的运动状态改变时才有惯性C.不受力的物体有惯性，受力的物体没有惯性。D.一切物体在任何时候都具有惯性。D10下列现象中不能用惯性知识解释的是()A跳远运动员的助跑速度越大，跳远成绩往往越好 B用力将物体抛出去，物体最终要落到地面上 C子弹离开枪口后，仍能继续高速向前飞行 D古代打仗时，使用绊马索能将敌方飞奔的马绊倒 B B11有一热气球以一定的速度竖直上升到某一高度时，从热气球里掉出一个物体，这个物体离开热气球后将()A继续上升一段距离，然后下落 B立即下落 C以原来的速度永远上升 D以上说法部不对 A A1牛顿第一定律的理解(1)成立前提：不受外力作用(2)原来静止的物体不受外力时，总保持静止；原来运动的物体在不受外力作用时，总保持匀速直线运动(3)物体运动无需力来维持力是使物体的运动状态发生改变的原因，而不是维持物体运动的原因(4)该定律无法用实验直接证实，是通过实验推理得来的2惯性的理解(1)一切物体都具有惯性无论是固体、液体还是气体(2)惯性是物体的固有属性，由物体的质量决定，质量越大，惯性越大，与外力、运动状态无关小结二：小结二：3.正确分析惯性现象物体在运动状态变化的过程中由于惯性而表现出来的现象称为惯性现象在日常生活中我们会见到许许多多与惯性有关的现象，这些惯性现象对我们既有有益的一面又有有害的一面有益的，我们要加以利用，例如：利用惯性使锤头套紧；有害的，要予以防止例如：刹车时人前倾，汽车不能超速、超载分析惯性现象一般有以下四个步骤：(1)明确被研究物体的运动状态(2)当外力作用在物体的某一部分(或与物体有关联的物体)上时，这部分的运动状态的改变情况(3)该物体另一部分由于惯性保持原来的运动状态(4)最后会出现的结果