高中物理 第4章 1牛顿第一定律课件 新人教版必修1

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惯性与质量
[先填空] 1．惯性：物体具有保持原来 匀速直线运动 状态的性质． 2．物体惯性大小的唯一量度是物体的 质量
状态或静止 ．
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[再思考] 1．球A质量为2 kg，以10 m/s的速度做匀速直线运动，球B 质量为5 kg，以2 m/s的速度做匀速直线运动．球A和球B中哪个 球的惯性大？为什么？
自 主 学 习
· 基 础 知 识
解 题 技 巧
· 素 养 培 优
合
作
探 究
· 重 难
课 时 作 业
疑
点
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1
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力和运动的关系
[先填空]
1．人类对运动与力的关系的认识历程
代表人物
主要观点
亚里士 必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力 多德 的作用，物体就要停止
伽利略
力不是维持 物体运动的原因，而是改变物体运动 状态的原因
【答案】 ACD
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牛顿第一定律巧应用 (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．
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3．惯性与速度 (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．
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4．惯性与惯性定律 (1)惯性不是惯性定律，惯性没有条件限制，是物体的一种 固有属性． (2)惯性定律是物体不受外力作用时物体运动所遵守的一条 规律．
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[再思考] 1．高速行驶的动车组关闭发动机后为什么会停下来？
图4－1－1 【提示】 由于动车受到阻力作用，因此会慢慢停下来．
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2．只要有力作用在物体上，物体的运动状态就会改变吗？ 【提示】 只有当作用在物体上的合力不为零时，物体的 运动状态才会发生改变．
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[后判断] 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．(×)
车的可能运动方向和运动状态是( )
A．向右行驶、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
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【思路点拨】
【解析】 若汽车做匀速直线运动，则摆锤不会从实线位
置摆到虚线位置，故A、B均错误；由图可知摆锤向右摆动，可
知摆锤具有水平向左的加速度，故汽车加速度向左，汽车可能
【答案】 AC
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学生分组探究二 惯性的四种关系(拓展延伸) 第1步 探究——分层设问，破解疑难
沪杭高铁的列车最高速度可以达到400多千米每小时，是 世界上跑得最快的火车，火车速度快了，惯性大了，刹车也困 难了，你认为这种说法正确吗？
【提示】 这种说法是错误的，惯性是物体的固有属性， 火车提速后，其质量不变，惯性也不变．
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第2步 结论——自我总结，素能培养 1．惯性与质量 (1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性． (2)质量是物体惯性大小的惟一量度，质量越大，惯性越 大．
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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．力越大，运动状态越易改变；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．
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(3)应用步骤：应用牛顿第一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．
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第4步 巧练——精选习题，落实强化 1．(2014·厦门高一检测)在物理学史上，正确认识运动和力 的关系且推翻“力是维持物体运动的原因”这个观点的物理学 家和建立惯性定律的物理学家分别是( ) A．亚里士多德、伽利略 B．伽利略、牛顿 C．伽利略、笛卡儿 D．亚里士多德、笛卡儿
【提示】 B中铁球的惯性大．物体惯性的大小是由物体的 质量大小决定的，质量越大，惯性越大；而物体惯性的大小与 速度的大小无关．
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2．试从惯性的角度分析国家交通管理部门严禁客车超员的 原因．
【提示】 客车超员时，质量增大，当遇到意外情况时， 由于惯性大，很难较快地停下来，易造成交通事故．
向左加速或向右减速，故C正确、D错误． 【答案】 C
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利用惯性解释现象的方法 (1)明确研究的物体原来处于怎样的运动状态． (2)当外力作用在该物体的某一部分(或外力作用在与该物体 有关联的其他物体上)时，这一部分的运动状态的变化情况． (3)该物体由于惯性保持怎样的运动状态，判断最后会出现 什么现象．
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牛顿第一定律
[先填空] 1．牛顿第一定律：一切物体总保持 匀速直线运动 状 态或 静止 状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状 态，它又叫惯性定律． 2．运动状态：如果物体速度的 大小 或 方向 改变了， 它的运动状态就发生了改变；如果物体做 匀速直线 运动 或 静止 ，它的运动状态就没发生改变．
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【解析】 由物理学史可知，伽利略通过“理想斜面”实 验推翻了“力是维持物体运动的原因”的观点，而牛顿在大量 实验的基础上，通过逻辑推理，归纳总结出了牛顿第一定律， 即惯性定律．故选项B对，A、C、D错．
【答案】 B
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2．(多选)(2014·茂名高一检测)由牛顿第一定律可知( ) A．物体的运动是依靠惯性来维持的 B．力停止作用后，物体的运动就不能维持 C．物体做变速运动时，一定有外力作用 D．力是改变物体惯性的原因
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第3步 例证——典例印证，思维深化
(多选)(2014·衡水高一期末)关于牛顿第一定律，下
面说法中正确的是( )
A．律
B．牛顿第一定律就是惯性
C．不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具
有惯性
D．运动的物体状态发生变化时，物体必定受到外力的作用
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【思路点拨】 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)一切物体都有惯性．
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【解析】 牛顿第一定律又叫惯性定律，但不能说惯性定 律就是惯性．惯性是指一切物体都具有保持匀速直线运动状态 或静止状态的性质，它是物体的固有性质，惯性大小仅由物体 的质量决定，与物体是否受力及物体的运动状态无关．而惯性 定律指物体在不受外力作用(合外力为零)的条件下所遵守的运动 规律，它指出了力是改变物体运动状态的原因，而不是产生或 维持物体运动的原因．总之，惯性和惯性定律是两个不同的概 念，但惯性定律揭示出物体具有惯性．故选A、C、D.
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[再思考] 1．伽利略在理想实验中，将斜面放平后，真正观察到小球 以恒定的速度运动下去了吗？ 【提示】 在当时伽利略的实验中不可能真正观察到“无 摩擦力作用时小球以恒定的速度运动下去”，因为摩擦力不可 能完全消除，水平面也不可能造得无限长．
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2．有人认为伽利略斜面实验为理想实验，无法在实验中验 证，故不能揭示自然规律，该说法是否正确？
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[后判断] 1．惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．(√) 2．物体运动的速度越大，惯性越大．(×) 3．力无法改变物体的惯性．(√)
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预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表 格中
问题1 问题2 问题3 问题4
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学生分组探究一 牛顿第一定律(深化理解)
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第3步 例证——典例印证，思维深化
如图4－1－2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
第1步 探究——分层设问，破解疑难
1．在现实环境中，能找到不受外力作用的物体吗？牛顿第
一定律能够通过实际实验验证吗？ 【提示】 在自然界中，不受外力作用的物体是不存在
的，但是当物体所受的合外力为零时相当于不受外力．由于自
然界中不受外力作用的物体是不存在的，所以牛顿第一定律无
法通过实际实验验证．
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【解析】 惯性是物体的固有属性，物体在任何情况下都 有惯性，且惯性的大小与物体的运动状态及受力情况均无关， 它仅取决于物体的质量大小，因此A、B、C错误，D正确．
【答案】 D
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4．如图4－1－3所示，在一辆表面光滑足够长的小车上， 有质量为m1和m2的两个小球(m1＞m2)，两小球原来随车一起运 动．当车突然停止时，如不考虑其他阻力，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
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【解析】 因小车表面光滑，因此球在水平方向上没有受 到外力作用．原来两球与小车有相同速度，当车突然停止时， 由于惯性，两小球的速度不变，所以不会相碰．