高一物理课件：牛顿第一定律（鲁科版必修1）

欢迎进入物理课堂 牛顿第一定律 1 知道力和运动的关系 2 掌握牛顿第一定律 3 理解惯性的概念 会应用惯性解释有关现象 1 北京奥运 举世瞩目 下列有关奥运项目比赛的现象中 不能用惯性知识解释的是 A 射到球门框架上的足球被反弹B 跳远运动员起跳前要助跑一段距离C 射击比赛中子弹离开枪膛后继续向前运动D 百米赛跑运动员到达终点时不能马上停下来 答案 A 2 竖直向空中抛出一个小石子 石子离开手后仍继续向上运动的原因是 石子在上升过程中 速度越来越小 其原因是 乘坐公共汽车 当身体突然向前倾倒时 说明此时汽车正在 当身体突然向右倾倒时 说明此时汽车正在 答案 石子具有惯性石子受到重力的作用刹车或者减速向左转弯 1 力和运动有什么关系 2 伽利略实验得到什么结论 3 牛顿第一定律内容是什么 4 惯性与什么有关 5 惯性与什么无关 一 力与运动状态1 亚里士多德的观点 有外力的作用才有 要维持物体的运动速度就需要 2 伽利略的理想实验没有力也可以有 维持物体的运动可以 外力 3 力和运动状态的关系力的作用可以改变物体的 状态 二 牛顿第一定律1 内容 一切物体总保持 状态或 状态 直到有 迫使它改变这种状态为止 2 意义 1 物体不受外力 或合外力为零 物体将保持原来的 或 状态 2 物体的运动状态不变 它所受 必然为零 运动状态改变 必受到不为零的 三 物体的惯性1 惯性 任何物体都有保持原来 或 状态的性质 牛顿第一定律又被称为 2 惯性大小的量度 是惯性大小的唯一量度 物体的 大 惯性大 小 惯性小 足球比赛 篮球比赛 难免发生身体接触而碰撞 身材高大的运动员冲撞身材矮小的运动员 小个子被撞倒 身材矮小的冲撞身材高大的 小个子被弹回 吃亏的总是个子小的 你知道这是为什么吗 提示 由牛顿第一定律我们知道 质量是惯性大小的量度 也就是说惯性的大小只与物体的质量有关 质量大的物体惯性大 质量小的物体惯性小 惯性大的物体保持原来运动状态的本领大 惯性小的物体维持原来运动状态的本领小 小个子运动员的质量小 所以保持原来运动状态的本领小 因此发生身体冲撞总是小个子运动员吃亏 这是由于小个子运动员质量小惯性也小的缘故 一 对牛顿第一定律的理解1 明确惯性的概念定律的前半句话 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态 揭示了物体所具有的一个重要属性 惯性 即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质 牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性 2 确定力的含义定律的后半句话 直到有外力迫使它改变这种运动状态为止 实际上是对力的定义 即力是改变物体运动状态的原因 并不是维持物体运动状态的原因 3 正确揭示了力和运动的关系纠正了力是维持物体运动的原因的错误观点 明确了力是改变物体运动状态的原因 牛顿第一定律指出物体不受外力作用时的运动规律 所描述的物体不受外力的状态是一种理想化的状态 而实际中不受外力作用的物体是不存在的 当物体所受合外力为零时 其效果跟不受外力作用相同 因此 可以把 不受外力作用 理解为 合外力为零 物体在某方向上不受外力或在某方向上受平衡力作用时 该方向上保持静止或匀速直线运动状态的情况是普遍存在的 4 牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律 也无法用实验验证 它是牛顿以伽利略的理想实验为基础 总结前人的研究成果 加以丰富的想象而推理得出的一条理想条件下的规律 1 以下各种说法中正确的是 A 牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律B 不受外力作用时 物体的运动状态保持不变是由于物体具有惯性C 在水平地面上滑动的木块最终要停下来 是由于没有外力维持木块运动的结果D 物体运动状态发生变化时 物体必定受到外力的作用 解析 牛顿第一定律描述的是一种理想的情况 物体不受任何外力作用时 将保持静止状态或匀速直线运动状态 所以A正确 物体的运动并不需要力来维持 而是由物体本身所固有的一种属性 惯性来维持的 力是改变物体运动状态的原因 所以B D正确 C中木块最终要停下来的原因是 木块在运动过程中 受到各种摩擦阻力的作用 即木块受到外力的合力不为零所导致的 所以C错误 答案 ABD 二 对惯性概念的理解及应用1 惯性与质量的关系 1 惯性是物体的固有属性 一切物体都具有惯性 2 惯性与物体受力情况 运动情况及地理位置均无关 3 质量是物体惯性大小的唯一量度 质量越大 惯性越大 2 惯性与力的关系 1 惯性不是力 而是物体本身固有的一种性质 因此说 物体受到了惯性作用 产生了惯性 受到惯性力 等都是错误的 2 力是改变物体运动状态的原因 惯性是维持物体运动状态的原因 惯性越大 运动状态越难改变 3 惯性与速度的关系 1 速度是表示物体运动快慢的物理量 惯性是物体本身固有的性质 2 一切物体都有惯性 和物体是否有速度及速度的大小均无关 4 惯性的表现 1 在不受力的情况下 惯性表现为保持原有状态的本领 有 惰性 的意思 2 在受力的情况下 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 1 一切物体 在任何情况下都具有惯性 即物体具有惯性是不需要条件的 2 比较惯性大小 只看质量大小 质量大则惯性大 2 下列说法正确的是 A 只有处于静止状态或匀速直线运动状态的物体才具有惯性B 通常情况下 物体的惯性保持不变 要想改变物体的惯性 就必须对物体施加力的作用C 物体做变速运动时没有惯性D 惯性是物体具有保持原有运动状态不变的性质 其大小由物体的质量决定 解析 惯性是物体的固有属性 一切物体都具有惯性 且惯性与物体的运动状态及受力情况无关 其大小由物体的质量决定 故A B C错误 D正确 答案 D 解析 当物体速度增大时 运动状态发生了变化 而力是改变运动状态的原因 故物体必受外力作用 A项正确 物体向某个方向运动 可以不在此方向上受力的作用 故B项错误 当物体的速度大小不变时 其速度方向可能发生变化 即运动状态可能变化 合外力不一定为零 故C项错误 物体处于平衡状态时 所受合外力为零 并不是物体不受外力作用 故D项错误 答案 A 1 速度是描述物体运动状态的一个物理量 它是矢量 既有大小又有方向 2 1 当物体的速度大小和方向都保持不变时 则这个物体的运动状态保持不变 2 当物体的速度发生变化时 则这个物体的运动状态发生了变化 物体的运动状态变化有以下三种情况 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 速度的大小和方向都发生改变 只要运动状态发生变化 必然受到力的作用 1 1 关于力和运动的关系 下列说法正确的是 A 物体受力才会运动B 力使物体的运动状态发生改变C 停止用力 运动的物体就会停止D 力是使物体保持静止或匀速直线运动状态的原因 解析 由牛顿第一定律可知 力的作用不是使物体产生运动 而是使物体的运动状态改变 物体如果原来的状态是运动的 不受力仍将永远运动下去 即物体的运动不需要力来维持 因此A C是错误的 物体保持静止或匀速直线运动状态 是物体不受力时的运动规律 并不是力作用的结果 因此D是错误的 答案是B 如果物体所受的合力为零时 对物体的作用效果等同于物体不受力 运动规律也与物体不受力时的运动规律相同 因此力与物体运动的关系可表达为 当物体所受的合力为零时 物体的运动状态不变时 当物体所受合力不为零时 其运动状态发生改变 答案 B 解析 牛顿第一定律描述的是一种理想的情况 物体不受任何外力作用时 将保持静止状态或匀速直线运动状态 所以A正确 物体的运动并不需要力来维持 而是由物体本身所固有的一种属性 惯性来维持的 力是改变物体运动状态的原因 所以B D正确 C中木块最终要停下来的原因是 木块在运动过程中 受到各种摩擦阻力的作用 即木块受到外力的合力不为零所导致的 所以C错误 答案 ABD 解决此类问题的关键是 1 要深刻理解牛顿第一定律的意义 即 力不是维持物体运动的原因 一切物体都具有惯性 力是改变物体运动状态的原因 2 运用牛顿第一定律解决问题时 正确的受力分析是关键 如果物体在某一方向上不受力或所受合力为零 则物体在这一方向上的运动状态 即速度 保持不变 解析 小球原来静止时受重力和支持力作用 其合力为零 当劈形物体由静止释放 M应沿斜面下滑 故m也将运动 运动状态就要发生改变 但由于惯性 小球原来速度为零 没有水平或其他方向上的速度 而小球又光滑 除竖直方向可以有合力外 其他方向上没有合力 加之力是使物体运动状态改变的原因 小球只能在竖直方向上有运动 在碰到斜面之前 运动轨迹应为一条直线 即竖直向下的直线 正确选项为B 答案 B 解析 列车进站时刹车 速度减小 而水由于惯性仍要保持原来较大的速度 所以水向前涌 液面形状和选项C一致 答案 C 解析 柴油机在起动时只打开风门 然后摇动摇把带动大轮转动 当达到一定程度 关闭风门 这时大轮靠惯性保持原有的运动 就会带动活塞压燃燃料 答案 C 对于牛顿第一定律以及惯性的学习 很多同学容易犯的一个错误就是凭主观想象 而不是按物理规律分析问题 导致 经验性错误 不少同学初学时容易认为惯性是 把物体从运动改变为静止的难易程度 事实上 质量相同的物体 它们的运动状态改变的难易程度也是相同的 汽车在路面情况相同的公路上直线行驶 下列关于车速 惯性 质量和滑行路程的讨论 正确的是 A 车速越大 它的惯性越大B 质量越大 它的惯性越大C 车速越大 刹车后滑行的路程越大D 车速越大 刹车后滑行的路程越大 所以惯性越大 错解 AD 正解 BC 错因分析 有的同学认为车速越大 刹车后滑行的路程越大 所以惯性越大 选项A D正确 错误原因来自生活 经验 人们在学习物理之前对惯性有个错误的认识 速度越大 惯性越大 质量是物体惯性的量度 质量大的物体惯性大 而与物体的运动状态无关 选项B正确 因路面情况相同 刹车后 汽车的加速度相等 由v2 2as可知 速度越大 刹车后滑行的路程越大 选项C正确 1 关于伽利略的理想斜面实验下列说法正确的是 A 伽利略的理想实验是假想的 没有科学依据B 伽利略的理想实验是在可靠的事实基础上进行抽象思维而创造出来的一种科学推理方法 是科学研究中的一种重要方法C 伽利略的理想实验有力地否定了亚里士多德的观点D 在科学发展的今天 伽利略的斜面实验是可以通过实验验证的 解析 伽利略的理想斜面实验是建立在可靠的实验事实基础之上 经过抽象思维 科学推理 把合理的假设 巧妙的构想和严密的推理有机地结合起来 深刻地揭示了自然规律 但现实中永远无法通过实验验证 答案 BC 2 2005年5月9日 浙江萧甬铁路余姚段发生路基塌陷 工程技术人员想出一种简便高效的方法填埋石料 找一辆可以在钢轨上运行的坚固的平板车 上面堆满石料 在靠近塌陷处的钢轨上设法固定两根钢立柱 当平板车快速冲向塌陷处 突然被钢立柱阻挡时 石料继续向前冲向路基塌陷处 如下图所示 关于这一过程 以下说法正确的是 A 当石料随平板车快速前进时已经受了一个向前的力 这个力在车突然停止时继续起作用B 在平板车突然停止时 平板车对石料施加一个向前的力C 平板车突然停止 石料由于惯性会继续往前冲D 平板车在突然停止前速度越快 石料向前冲得越远 答案 CD 3 根据牛顿第一定律 以下说法正确的是 A 牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因B 在宇宙飞船内物体不存在惯性C 物体运动状态发生了改变 必定受到外力的作用D 歼击机在进入战斗状态时要丢掉副油箱 这样做是为了减小惯性 有利于运动状态的改变 解析 力是改变物体运动状态的原因 牛顿第一定律说明了这一点 A C正确 质量是惯性大小的唯一量度 宇宙飞船内物体仍存在惯性 和物体是否处于超 失重无关 B错 歼击机在进入战斗状态时要丢掉副油箱 这样做是为了减小惯性 有利于运动状态的改变 D对 答案 ACD 解析 当列车向西加速或向东减速时 小球要保持原来的运动状态 应相对桌面向东滚动 答案 CD 5 6世纪末 伽利略用实验和推理 推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论 开启了物理学发展的新纪元 在以下说法中 与亚里士多德观点相反的是 A 四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快 这说明物体受的力越大速度就越大B 一个运动的物体 如果不再受力了 它总会逐渐停下来 这说明静止状态才是物体长时间不受力时的 自然状态 C 两物体从同一高度自由下落 较重的物体下落较快D 一个物体维持匀速直线运动 不需要受力 解析 亚里士多德的观点是力是维持物体运动的原因 物体受力大运动就快 有力作用在物体上物体就运动 没有力作用在物体上物体就会停止运动 A B C反映的是亚里士多德的观点 只有D反映了牛顿第一定律 故D正确 答案 D 6 惯性较大的物体必然会导致物体的 A 运动状态的改变难B 运动状态的改变慢C 运动状态的改变量较小D 运动的速度比较大 解析 物体运动状态改变的难与易 是由物体惯性的大小决定的 惯性越大 其运动状态的改变就越难 反之就越容易 A正确 物体运动状态改变的快慢是由加速度决定的 物体的惯性大小并不能说明加速度的大小 也就不能说其运动状态改变得快慢 B错误 运动状态的改变量取决于其加速度和时间 C错误 惯性的大小取决于质量的大小 与速度的大小没有关系 D错误 故正确答案为A 答案 A 练规范 练技能 练速度 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全