1、第四章 牛顿运动定律,第1节 牛顿第一定律,教师备课参考,|核心素养养成目标|,物理观念 1.知道伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识 2.知道伽利略的理想实验、推理过程和结论 3.知道什么是惯性,会解释有关现象 科学思维与科学研究 1.观察生活中的惯性现象,了解力和运动的关系 2.通过实验加深对牛顿第一定律的理解 3.理解理想实验是科学研究的重要方法 情感态度与责任 1.通过伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识,了解人类认识事物的曲折性 2.感悟科学是人类进步的不竭动力,|教学重难点|,教学重点 理想实验、牛顿第一定律、惯性 教学难点 对惯性的理解,|重难点突破方略|,惯性与质量
2、的关系的突破方略 【演示与探究】 在小车上竖放一个细高的木块,让小车在光滑玻璃板上运动,前面固定一个物体.学生观察现象,回答问题. (1)当车被物体挡住停下时,车上的木块是怎样运动的?学生:车上的木块向前倾倒. (2)你能用惯性的知识解释车上的木块为什么会向前倾倒吗?引导学生分析木块的下半部分、木块的上半部分保持惯性的情况. 学生:车停止时,木块的下半部分受到车的摩擦作用也随车停止运动,而上半部分由于要保持原来的运动状态,故向前倾倒.,(3)现代汽车中,通常都有安全带,从惯性的角度说明安全带在紧急刹车时有什么优点? 学生:当紧急刹车时,车虽然停下了,人却因惯性仍然向前运动,会碰到前面的玻璃,而
3、安全带会给人阻力,保护人的安全. 【思考与讨论1】 人站在匀速行驶的火车车厢内竖直向上跳起,落回地板时是在起跳点的后方吗? 学生1:是,起跳点随车前进了,落回地板时是在起跳点的后方. 学生2:不是,仍落回原地. 【教师总结】 人在竖直向上起跳的瞬间也有向前的速度,落回地板时还是在原地.一切物体都有惯性,在任何状态下都有惯性;惯性是物体的固有属性.,【思考与讨论2】 (1)载重货车启动时,由静止到高速得需要较长一段时间;百米冲刺到终点后,体重大的运动员较难停下来.运动状态变化的难易程度与什么因素有关呢? 学生:运动状态变化的难易程度与质量有关. 教师:从牛顿第一定律得知,一切物体都有保持它们原来
4、的匀速直线运动状态或静止状态的性质,当力迫使它改变这种状态时,它就会有抵抗运动状态改变的“本领”.这个“本领”与质量有关. (2)运动的火车停下来需要几分钟的时间,而相同速度运动的汽车几秒钟就能停下来,由此可以看出,物体的惯性即保持匀速直线运动状态或静止状态的本领与物体的质量大小有什么关系呢? 学生:质量大的物体惯性大;质量小的物体惯性小. 【教师总结】 质量越大,惯性越大,运动状态越难改变;质量越小,惯性越小,运动状态越容易改变;惯性的大小只与质量有关,与其他因素无关.,【学习目标】 1.了解牛顿第一定律的发现历程,体会科学发展的曲折和艰辛. 2.知道伽利略关于力和运动的思想观念,及其理想实
5、验设计思路,并能得出正确结论. 3.理解惯性概念,体会定律深刻的思想性和认识问题的本质性. 4.能联系生活实际,解释生活中惯性现象.,感悟解题规律,探寻基本知识,测评学习效果,探寻基本知识树立物理观念,知识点一,历史回顾,【情境导学】 请同学们阅读课本上关于力的认识的历史进程,结合自身感受说说你的认识.,【知识梳理】,运动,静止,维持,同一,速度,【思考判断】 1.必须有力作用在物体上,物体才会运动.( ) 2.力不是使物体运动的原因,而是使物体运动状态改变的原因.( ) 3.物体的运动状态改变指的是速度的改变.( ),知识点二,理想实验的魅力,【情境导学】 如图所示,将一小车从斜面的同一高度
6、由静止释放,最后小车停在了不同水平面上的不同距离处.,(1)小车在斜面上时的合力方向向哪?此时小车做什么运动?小车在水平面上时的合力方向向哪?此时小车做什么运动?说明力与物体的运动存在什么关系? (2)三图中,由上到下小车沿水平面运动距离逐渐变远,原因是小车受到的阻力逐渐减小,可以猜想,如果水平面光滑,小车将做什么运动? 答案:(1)沿斜面向下,小车做加速运动;水平面上时合力方向向左,做减速运动;说明力改变物体的运动状态. (2)一直运动下去.,【知识梳理】 1.伽利略理想实验:让小球沿斜面从静止状态开始向下运动,小球将“冲”上另一斜面,如果没有摩擦,小球将上升到 的高度.减小第二个斜面的倾角
7、,小球在这个斜面上仍将达到 高度,但它要运动得远些.继续减小第二个斜面的倾角,球达到同一高度时就会离得 .若将第二个斜面放平,球将永远运动下去. 2.结论:力不是 物体运动的原因. 【思考判断】 1.如果没有了力,物体就不会运动,总保持静止.( ) 2.如果没有了力,运动的物体就会变慢,直至静止.( ) 3.如果没有了力,运动的物体就永远运动,静止的物体永远静止.( ),原来,同一,更远,维持,知识点三,牛顿第一定律和惯性,【情境导学】 如图所示,一个玻璃杯内盛半杯水,上面盖一块塑料板,板上放一只鸡蛋,用小木棒猛击塑料板,塑料板离杯飞出,鸡蛋却稳稳地落入杯中.如何解释这一现象?答案:猛击塑料板
8、,塑料板在水平方向快速离开杯子,由于惯性,鸡蛋仍要保持原来的静止状态,但去掉塑料板后,对鸡蛋的支持力消失,鸡蛋在重力作用下落入杯中.,【知识梳理】 1.牛顿第一定律:一切物体总保持 状态或静止状态,除非作用在它上面的 迫使它改变这种状态. 2.惯性:物体具有保持原来 状态或静止状态的性质. 3.惯性的量度: 是惯性大小的唯一量度. 【思考判断】 1.任何物体只要运动状态不变,它一定不受外力作用.( ) 2.如果物体的运动状态发生了改变,物体必受到了不为零的合外力. ( ) 3.牛顿第一定律是理论推导出来的.( ),匀速直线运动,匀速直线运动,力,质量,要点一,感悟解题规律培养科学思维,对牛顿第
9、一定律的理解,1.明确了惯性的概念 牛顿第一定律的前半句“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”,提示了物体所具有的一个重要的属性惯性,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.因此牛顿第一定律又叫惯性定律. 2.揭示了力和运动的关系 牛顿第一定律的后半句“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”,实质上揭示了力和运动的关系,即力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因.,3.反映了物体不受外力时的运动状态 匀速直线运动或静止(即原来运动的保持其速度不变,原来静止的保持静止).不受外力作用的物体是不存在的,但物体所受外力的合力为零
10、与不受外力在效果上是等效的,这就使牛顿第一定律具有了实际意义. 4.意义 牛顿第一定律揭示了力与运动的关系:物体的运动状态改变,即速度发生变化,是由于物体受到了力的作用.,【例1】 (2017广州高一检测)关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是 ( ) A.牛顿第一定律是依靠实验事实,直接归纳总结得出的 B.根据牛顿第一定律可知,力是改变物体运动状态的原因 C.根据牛顿第一定律可知,力是维持物体运动的原因 D.牛顿第一定律反映了物体受到外力时的运动规律,B,核心点拨牛顿第一定律是在实验的基础上推理概括得出的规律,物体的运动状态是否变化决定于速度,无论速度大小变化,还是方向变化,运动状态一定变化.
11、 解析:牛顿第一定律是牛顿在伽利略等前人研究的基础上提出的,是以理想实验为基础,归纳总结得出的,选项A错误;牛顿第一定律说明力改变物体的运动状态,不是维持物体运动,选项B正确,C错误;牛顿第一定律反映物体不受外力时的运动规律,选项D错误.,牛顿第一定律巧应用,规律方法,(1)由“因”索“果”:在判断力与运动之间的关系时,一定要把握准牛顿第一定律的含义,即力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因. (2)由“果”索“因”:如果物体的运动状态发生改变,则物体必然受到不为零的合外力的作用,所以判断物体的运动状态是否改变以及如何改变,应分析物体的受力情况. (3)应用步骤:应用牛顿第一
12、定律解释有关现象时,一要看物体原来的运动状态,二要看物体现在的受力情况及所受合力是否为零,最后判断由于物体具有惯性将会出现的现象.,(教师备用) 例1-1:(多选)关于牛顿第一定律,下面说法中正确的是( ) 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.运动物体速率不变时可能不受力 C.不受外力作用的物体一定做匀速直线运动 D.运动的物体状态发生变化时,物体必定受到外力的作用,AD,核心点拨解答该题时应把握牛顿第一定律的三层含义: (1)不受外力时物体的运动状态. (2)受外力时物体的运动状态. (3)速度与运动状态变化的关系. 解析:牛顿第一定律反映了物体不受力时的运动规律,以
13、及力是改变运动状态的原因,选项A,D正确;运动物体速率不变时,运动状态可能改变,运动状态不变保持匀速直线运动和静止两种情况,则选项B,C错误.,针对训练1:(2017无锡高一检测)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,正向月球飞去.”汤姆:“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呢?”宇航员犹豫了半天,说:“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧.” 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( ) A.汤姆问话所体现的物理思
14、想是“力是维持物体运动的原因” B.宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因” C.宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持” D.宇航员答话的意思是火箭的飞行无需外力,B,解析:汤姆的问话说明了汤姆认为“火箭的运动需要力来维持”,选项A正确.宇航员说大概是伽利略在推动火箭向前运动的意思是“火箭的运动不需要力来维持”,选项B错误,C,D正确.,要点二,对惯性的理解及其应用,1.惯性与质量 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 (1)惯性不是力,而是物体本身固有的一种性质,因此“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”“受到惯性力”等说法都是错误的.
15、 (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.力越大,运动状态越易被改变,惯性越大,运动状态越难改变. (3)惯性与物体的受力情况无关. 3.惯性与速度 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.惯性与惯性定律 两者意义不同,前者指物体性质,后者指规律.,【例2】如图所示是一种汽车安全带控制装置示意图.当汽车处于静止或匀速直线运动时,刹车摆锤竖直悬挂,锁棒水平,棘轮可以自由转动,安全带能被拉动.当汽车突然刹车时,摆锤由于惯性绕轴摆动,使得锁棒锁定棘轮的转动,安全带不能被拉动.若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置,汽车的可能运动方向和运动状态是( ) A.向右行
16、驶、匀速直线运动 B.向左行驶、匀速直线运动 C.向右行驶、突然刹车 D.向左行驶、突然刹车,C,思维导图,解析:由题意知,汽车静止或做匀速直线运动,摆锤竖直悬挂,选项A,B错误;摆锤向右摆动,说明汽车速度发生变化,而摆锤要保持原来状态.所以汽车可能的情况是向左速度变大或向右速度减小,即选项C正确,D错误.,误区警示 正确理解惯性概念,(1)物体的惯性与物体是否运动无关,与物体运动状态是否变化无关. (2)物体的惯性与物体是否受力无关,与受力的大小和方向无关. (3)物体的惯性与物体的速度大小无关. (4)惯性不是一种力而是物体的属性.,(教师备用) 例2-1:如图所示,在一辆表面光滑的足够长
17、的小车上,有质量为m1和m2的两个小球(m1m2),两小球原来随车一起运动.当车突然停止时,如不考虑阻力,则两个小球( )A.一定相碰 B.一定不相碰 C.不一定相碰 D.无法确定,B,解析:因小车表面光滑,球在水平方向上没有外力作用.原来两球与小车有相同速度,当车突然停止时,由于惯性,两小球保持原来速度不变,所以不会相碰.,针对训练2:(2017铜仁高一检测)如图所示,一只盛水的容器固定在一个小车上,在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球,容器中水和铁球、乒乓球都处于静止状态,当容器随小车突然向右运动时,两球的运动状况是(以小车为参考系)( )A.铁球向左,乒乓球向右 B.铁球向右,乒乓
18、球向左 C.铁球和乒乓球都向左 D.铁球和乒乓球都向右,A,解析:因为小车突然向右运动时,由于惯性,铁球和乒乓球都有向左运动趋势,但由于与同体积的“水球”相比铁球的质量大,惯性大,铁球的运动状态难改变,即速度变化慢,而同体积的“水球”的运动状态容易改变,即速度变化快,而且水和车一起加速运动,所以小车加速运动时,铁球相对于小车向左运动,同理由于与同体积的“水球”相比乒乓球的质量小,惯性小,乒乓球向右运动.,测评学习效果演练当堂技法,1.(2017泰州高一检测)某时刻,质量为2 kg的物体甲受到的合力是6 N,速度是10 m/s;质量为3 kg的物体乙受到的合力是5 N,速度是10 m/s,则(
19、) A.甲比乙的惯性小 B.甲比乙的惯性大 C.甲和乙的惯性一样大 D.无法判定哪个物体惯性大,A,解析:质量是物体惯性大小的唯一量度,甲的质量小于乙的质量,所以甲的惯性要比乙的小.,2.新交通法规中规定,坐在小汽车前排的司机和乘客都应在胸前系上安全带,这主要是为了减轻在下列哪种情况出现时可能对人造成的伤害( )A.车速太快 B.车速太慢 C.紧急刹车 D.突然启动,C,解析:小汽车速度快或慢,只要速度变化不快,人的运动状态变化小,不会使人受伤,选项A,B不合题意;当紧急刹车时,车迅速停止而人由于惯性向前冲,安全带可以防止人冲向前而受伤,选项C正确;突然启动时,人会向后仰,有靠背支撑,安全带不
20、起作用,选项D不合题意.,3.(2017重庆铜梁中学高一检测)如图所示,一个劈形物体N放在固定的斜面M上.物体N上表面水平,其上放一光滑小球m.若劈形物体各面均光滑,从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( ) A.沿斜面向下的直线 B.竖直向下的直线 C.无规则曲线 D.抛物线,B,解析:小球仅竖直方向受力,运动状态发生改变,水平方向未受到力的作用,由于惯性,水平方向运动状态不发生改变,因此小球做竖直向下的直线运动,选项B正确.,4.(2017河南安阳检测)(多选)在水平路面上有一辆匀速行驶的小车,车上固定一盛满水的碗.现突然发现碗中的水洒出,水洒出的情况如图所示.则 关于小车在此种情况下的运动,下列叙述正确的是( ) A.小车匀速向左运动 B.小车可能突然向左加速运动 C.小车可能突然向左减速运动 D.小车可能突然向右减速运动,解析:原来水和小车相对静止以共同的速度运动,水突然向右洒出可能是小车向左突然加速或小车向右突然减速运动,碗中的水由于惯性保持原速度不变,相对于碗向右洒出,选项B,D正确.,BD,谢谢观赏！,
