《牛顿第一定律》运动和力的关系PPT

《牛顿第一定律》运动和力的关系PPT

第一部分内容：课标要求

1．知道伽利略的理想实验及其推理过程，知道理想实验是科研究的重要方法。

2．理解牛顿第一定律的内容及意义。

3．理解惯性的概念，会解释有关的惯性现象。

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牛顿第一定律PPT，第二部分内容：自学新教材

一、理想实验的魅力

1．填一填

(1)亚里士多德认为：必须______作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要______在某个地方。

(2)伽利略的理想实验

①斜面实验：让静止的小球从第一个斜面滚下，冲上第二个斜面，如果没有______，小球将上升到原来释放时的______。减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离增大，但所达到的高度______。当第二个斜面放平，小球将永远______下去。

②推理结论：力______ (填“是”或“不是”)维持物体运动的原因。

(3)笛卡儿的观点：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以______沿______运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。

2．判一判

(1)亚里士多德认为力是维持物体运动的原因。(    )

(2)伽利略的理想实验可以想办法做到的。 (    )

(3)伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因。 (    )

(4)笛卡儿认为若没有力作用，物体的运动状态不会改变。(    )

3．选一选

(1)关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是 (　　)

A．只要接触面“相当光滑”，物体在水平面上就能匀速运动下去

B．这个实验实际上是永远无法做到的

C．利用气垫导轨，就能使实验成功

D．要使物体运动就必须有力的作用，没有力的作用物体就静止

(2)伽利略的斜面实验可以证明(　　)

A．要物体运动必须有力作用，没有力作用的物体将静止

B．要物体静止必须有力作用，没有力作用的物体就运动

C．物体不受外力作用时，一定处于静止状态

D．力不是维持物体运动的原因

二、牛顿第一定律

1．填一填

(1)牛顿第一定律的内容：一切物体总保持______状态或______状态，除非作用在它上面的力迫使它______这种状态。

(2)惯性：物体保持原来______状态或______状态的性质，牛顿第一定律也叫作______定律。

2．判一判

(1)牛顿第一定律是可以通过实验验证的。 (    )

(2)牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动。 (    )

(3)牛顿第一定律说明一切物体都具有惯性。 (    )

(4)牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因。(    )

3．选一选

(1)下列关于牛顿第一定律的说法正确的是 (　　)

A．牛顿第一定律是牛顿在前人工作基础上研究得出的

B．牛顿第一定律是通过理想实验方法得出的，可用实验验证

C．惯性是一种力，惯性定律与惯性的实质相同

D．物体的运动不需要力来维持，但物体的运动速度决定了惯性的大小

(2)下列说法正确的是 (　　)

A．静止的物体一定不受力，受力的物体一定运动

B．物体运动状态发生变化，则物体一定受力的作用

C．物体的运动需要力来维持，没有力作用时物体就要停下来

D．物体运动状态不变时，有惯性，运动状态改变时没有惯性

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牛顿第一定律PPT，第三部分内容：提升新知能

突破点一   对伽利略理想实验的理解

[学透用活]

1．伽利略理想实验的推论：一切运动着的物体在没有受到外力的时候，它的速度将保持不变，并且一直运动下去。

2．理想实验的意义

(1)伽利略理想实验是以可靠的实验事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律。

(2)伽利略理想实验是把实验和逻辑推理相结合的一种科学研究方法。

[典例1]　理想实验有时能更深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，如图所示。下面是关于该实验的步骤：

①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。

②如图为两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。

③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。

④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动。

(1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列____________(填写序号即可)。

(2)在上述的设想实验步骤中，有的属于可靠的实验事实，有的则是理想化的推论，请问步骤②属于___________。

[解析]　理想实验的思想方法：在实验事实的基础上，经过合理的想象，获取结论。针对题目所述的实验步骤，正确的排列顺序是②③①④，步骤②属于可靠的实验事实。

[对点练清]

1．[多选]下列说法正确的是 (　　)

A．物体越重，重力加速度越大，下落的越快

B．亚里士多德研究自然规律的方法是实验的方法

C．伽利略研究自然规律的方法是猜想和假设，数学推理和科学实验相结合的方法

D．理想斜面实验是通过“合理外推”得出自由落体运动的规律的，并没有直接验证自由落体运动的规律

2．[多选]关于伽利略的理想实验的叙述正确的是       (　　)

A．这个实验是凭空想象的

B．这个实验虽然是想象的，但它得出的结论是可靠的

C．理想实验是一种科学方法

D．理想实验是一个纯思维实验，其正确性应接受实践的检验

突破点二   对牛顿第一定律的理解

[学透用活]

1．物体运动状态变化(即速度的变化)的三种情景：

(1)速度的方向不变，大小变化。

(2)速度的大小不变，方向变化。

(3)速度的大小和方向同时发生变化。

2．对牛顿第一定律的理解

(1)揭示了力和运动的关系：

①力是改变物体运动状态的原因(或者说力是使物体产生加速度的原因)，而不是维持物体运动状态的原因。

②物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态。

(2)揭示了一切物体都具有惯性。因此牛顿第一定律也叫惯性定律。

[典例2]　关于牛顿第一定律(惯性定律)，下列理解正确的是(　　)

A．向上抛出的物体，在向上运动的过程中，一定受到向上的作用力，否则不可能向上运动

B．汽车在运动过程中，速度大时的惯性一定比速度小时的惯性大

C．牛顿第一定律中提出的物体不受外力作用的条件是不可能达到的，所以这条定律可能是错的

D．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证

[规律方法]

力和运动的关系

(1)力的作用效果是使物体发生形变或运动状态发生改变，而运动状态的改变就意味着物体的速度发生了改变，物体具有加速度，因此，力是使物体产生加速度的原因。

(2)力是改变物体运动状态的原因，因此，物体运动状态发生改变时必定受到不为零的外力作用。

[对点练清]

4．[多选]下列关于牛顿第一定律的理解正确的是        (　　)

A．牛顿第一定律反映了物体不受外力的作用时的运动规律

B．不受外力作用时，物体一定处于静止状态

C．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果

D．飞跑的运动员，由于遇到障碍物而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态

5．下列说法正确的是(　　)

A．牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的，没有实验依据

B．牛顿第一定律无法用实验直接验证，因此是不成立的

C．理想实验的思维方法与质点概念的建立一样，都是一种科学抽象的思维方法

D．由牛顿第一定律可知，静止的物体一定不受外力作用

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牛顿第一定律PPT，第四部分内容：训练新素养

一、上段还是下段的细绳先断(核心素养之科学探究)

[选自鲁科版教材P112“迷你实验室”]

用细绳把一本较厚重的书扎一圈，然后将细绳的一端悬挂起来，另一端用手牵住(如图)。

先迅速用力将细绳往下一拉，看细绳的哪一段先断开。

再做一次，拉力逐渐加大，直到细绳被拉断，看看又是细绳的哪一段先断开。

比较两次拉断细绳的结果，想想这是为什么。

[提示]　当迅速用力拉绳时，下段细绳先断。原因是：由于书本比较厚重，惯性较大，其运动状态难以改变，在迅速向下拉绳的瞬间，书本可以认为固定不动，上段绳的力没增大，而此时下段细绳承受的力将比上段细绳承受的力大，因此，下段细绳将会先断。

当慢慢增大拉力时，由平衡知识可知，上段细绳承受的力为书的重力和手对下段细绳拉力之和，所以上段细绳的拉力总比下段细绳的拉力大，上段细绳一定先断。

二、匀速直线运动的演示(核心素养之科学探究)

[选自鲁科版教材P111“实验与探究”]

伽利略与笛卡儿的观点皆基于理想情况，在现实中很难实现。下面我们通过气垫导轨来演示在可忽略阻力情况下物体的匀速直线运动。如图所示，用气泵给气垫导轨充气，气体从气垫导轨的小孔中喷出，在滑块与导轨间形成空气薄层——气垫。这样，滑块在气垫上滑动时受到的阻力很小，可忽略不计。将气垫导轨调至水平，给滑块一个初速度，使其运动起来。利用光电门和电子计时器测出滑块在运动过程中的速度几乎不变。可见，水平方向虽没有外力作用，但滑块能保持匀速直线运动。

利用气垫导轨可以演示滑块在运动过程中的速度几乎不变，你从中可以得出什么结论？

[提示]　物体的运动并不需要力来维持，或者说力不是维持物体运动的原因。

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