1、运动和力的关系运动和力的关系第四章第四章第第1节牛顿第一定律节牛顿第一定律第四章运动和力的关系物理 必修 第一册 R自主学习自主学习一、理想实验的魅力一、理想实验的魅力1亚里士多德认为亚里士多德认为：必须有：必须有_作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要作用，物体就要_在一个地方在一个地方力力静止静止阅读反馈阅读反馈阅读课本阅读课本79-82页，完成阅读反馈页，完成阅读反馈第四章运动和力的关系物理 必修 第一册 R2伽利略的理想实验伽利略的理想实验(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，如果没有摩斜面实验：让静止的小球从第一
2、个斜面滚下，冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离擦，小球将上升到原来释放时的高度减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离_，但所达到的高度，但所达到的高度_.当第二个斜面放平，小球将当第二个斜面放平，小球将_.(2)推理结论：力推理结论：力_(填填“是是”或或“不是不是”)维持物体运动的原因维持物体运动的原因3笛卡尔的观点：笛卡尔的观点：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以_沿同一直线运动，既沿同一直线运动，既_，也不会偏离原来的方向，也不会偏离原来的方向增大增大相同相同永远运动下去永远运
3、动下去不是不是同一速度同一速度不会停下来不会停下来第四章运动和力的关系物理 必修 第一册 R二、牛顿第一定律二、牛顿第一定律1牛顿第一定律：牛顿第一定律：内容：一切物体总保持内容：一切物体总保持_状态或状态或_状态，除非作用在状态，除非作用在它上面的力迫使它它上面的力迫使它_这种状态这种状态2惯性：惯性：物体具有保持原来物体具有保持原来_状态或状态或_状态的性质状态的性质叫惯性牛顿第一定律也叫作叫惯性牛顿第一定律也叫作_定律定律三、惯性与质量三、惯性与质量1描述物体惯性的物理量是它的描述物体惯性的物理量是它的_，_是物体惯性大小的惟是物体惯性大小的惟一量度一量度2质量是质量是_量量(填填“标标
4、”或或“矢矢”)，在国际单位制中，质量的单位是，在国际单位制中，质量的单位是_，符号为，符号为_.匀速直线运动匀速直线运动静止静止改变改变匀速直线运动匀速直线运动静止静止惯性惯性质量质量质量质量标标千克千克kg第四章运动和力的关系物理 必修 第一册 R1、图甲是冰壶在冰面上的运动情景冰壶比赛过程中，运动员在冰球前面擦、图甲是冰壶在冰面上的运动情景冰壶比赛过程中，运动员在冰球前面擦扫冰面扫冰面，可以使表面冰层融化，形成一层薄薄的冰水混合物，而水的阻力比冰面要，可以使表面冰层融化，形成一层薄薄的冰水混合物，而水的阻力比冰面要小，所以冰壶可以滑行的更远；如果冰的阻力可以忽略，冰壶将永远运动下去小，所
5、以冰壶可以滑行的更远；如果冰的阻力可以忽略，冰壶将永远运动下去图乙是一足球沿比较光滑的水平面滚动很远的距离停下图乙是一足球沿比较光滑的水平面滚动很远的距离停下探究讨论探究讨论第四章运动和力的关系物理 必修 第一册 R试结合上述情景，讨论下列问题试结合上述情景，讨论下列问题(1)图甲中的冰壶和图乙中的足球为什么会停下来？它说明了什么问题？图甲中的冰壶和图乙中的足球为什么会停下来？它说明了什么问题？(2)试猜想如果冰壶、足球不受外力作用将处于什么状态？试猜想如果冰壶、足球不受外力作用将处于什么状态？(3)从从(1)、(2)两个问题中，我们能得到什么结论？两个问题中，我们能得到什么结论？(1)(1)
6、冰壶和足球停下来都是因为受到了地面冰壶和足球停下来都是因为受到了地面(或冰面或冰面)的摩擦力的作用这些现的摩擦力的作用这些现象说明力是改变物体运动状态的原因象说明力是改变物体运动状态的原因(2)(2)原来静止的物体，不受外力作用时，仍然静止，原来运动的物体，不受外原来静止的物体，不受外力作用时，仍然静止，原来运动的物体，不受外力作用时将永远做匀速直线运动力作用时将永远做匀速直线运动.(3)(3)物体不受外力作用或所受合力为零时，总保持静止或匀速直线运动状态物体不受外力作用或所受合力为零时，总保持静止或匀速直线运动状态第四章运动和力的关系物理 必修 第一册 R2、伽利略理想斜面实验如图，小球沿斜
7、面由静止滚下，再滚上另一斜面、伽利略理想斜面实验如图，小球沿斜面由静止滚下，再滚上另一斜面(1)实际中小球滚上另一斜面的最大高度等于实际中小球滚上另一斜面的最大高度等于h吗？吗？(2)设想斜面是光滑的，小球滚上另一斜面的最大高度等于设想斜面是光滑的，小球滚上另一斜面的最大高度等于h吗？吗？(3)设想斜面是光滑的，若减小第二个斜面的倾角小球还能滚到另一斜面高设想斜面是光滑的，若减小第二个斜面的倾角小球还能滚到另一斜面高h处吗？与没减小斜面倾角之前相比，小球滚到另一斜面高处吗？与没减小斜面倾角之前相比，小球滚到另一斜面高h处通过的距离如何变处通过的距离如何变化？化？(4)设想第二个斜面变成水平面，
8、这时小球试图滚上另一斜面的相同高度，但永设想第二个斜面变成水平面，这时小球试图滚上另一斜面的相同高度，但永远达不到这时小球的运动能停下来吗？远达不到这时小球的运动能停下来吗？小于小于h.等于等于h.能，通过的距离变大能，通过的距离变大不能，永远运动下去不能，永远运动下去第四章运动和力的关系物理 必修 第一册 R3(1)如图甲所示，公交车突然快速启动时，车上站着的乘客身体为什么会向如图甲所示，公交车突然快速启动时，车上站着的乘客身体为什么会向后倾？后倾？(2)如图乙所示，公交车正在运行时突然急刹车，车内乘客身体为什么会向前如图乙所示，公交车正在运行时突然急刹车，车内乘客身体为什么会向前倾？倾？(
9、1)(1)当公交车由静止突然快速启动时，乘客的下半部分受到车的摩擦作用也随当公交车由静止突然快速启动时，乘客的下半部分受到车的摩擦作用也随车运动，而上半部分由于要保持原来的静止状态，故向后倾倒车运动，而上半部分由于要保持原来的静止状态，故向后倾倒(2)(2)乘客随车一起运动，当急刹车时，车停止运动，乘客的下半部分受到车的乘客随车一起运动，当急刹车时，车停止运动，乘客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，故向前倾倒第四章运动和力的关系物理 必修 第一册 R知识精讲知识精讲1古希腊哲学家古
10、希腊哲学家亚里士多德亚里士多德 观点：力是维持物体运动的原因观点：力是维持物体运动的原因2.意大利物理学家意大利物理学家伽利略伽利略 观点：力不是维持物体运动状态的原因观点：力不是维持物体运动状态的原因.3.法国科学家法国科学家笛卡儿笛卡儿 观点：如果没有其他原因，运动的物体将继观点：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向向.4.英国物理学家英国物理学家牛顿牛顿 观点：牛顿第一定律观点：牛顿第一定律 第四章运动和力的关系物理 必修 第一册 R1对牛顿第一定律的理解对牛顿第一定
11、律的理解(1)揭示了力和运动的关系：揭示了力和运动的关系：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 不受外力（不存在）不受外力（不存在）-无法用实验验证无法用实验验证 力是改变物体运动状态的原因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或者说力是使物体产生加速度的原因)，而不是，而不是维持物体运动状态的原因维持物体运动状态的原因成立条件：成立条件：惯性参考系惯性参考系(1)静止到运动或者运动到静止静止到运动或者运动到静止(2)速度的方向不变，大小改变速度的方向不变，大小改变(3)速度的大小不变，方向改变速度的大小
12、不变，方向改变(4)速度的大小和方向同时发生改变速度的大小和方向同时发生改变内容：内容：一切一切物体物体总总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的面的力力迫使它改变这种状态迫使它改变这种状态牛顿第一定律牛顿第一定律a 适用条件适用条件适用对象：任何物体适用对象：任何物体第四章运动和力的关系物理 必修 第一册 R1对牛顿第一定律的理解对牛顿第一定律的理解(2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性揭示了一切物体都具有的一种固有属性惯性惯性因此牛顿第一定律也叫惯性定律因此牛顿第一定律也叫惯性定律内容：内容：一切一切物体物体总总保持匀速直线运动状
13、态或静止状态，除非作用在它上保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的面的力力迫使它改变这种状态迫使它改变这种状态牛顿第一定律牛顿第一定律1 1惯性是物体的固有属性（有惯性力、产生惯性、克服惯性）惯性是物体的固有属性（有惯性力、产生惯性、克服惯性）2 2惯性的大小：惯性的大小：(1)(1)质量是惯性大小的唯一量度质量越大，惯性越大；反之则越小（质量是惯性大小的唯一量度质量越大，惯性越大；反之则越小（kgkg）(2)(2)惯性大小与物体运动状态惯性大小与物体运动状态(速度速度)、受力情况以及所处地理位置均无关、受力情况以及所处地理位置均无关3 3惯性的表现：惯性的表现：(1)(1)不受力
14、时，惯性表现为保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，不受力时，惯性表现为保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，有有“惰性惰性”的意思的意思(2)(2)受力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度质量越大，惯性越大，运动状态越受力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度质量越大，惯性越大，运动状态越难以改变难以改变第四章运动和力的关系物理 必修 第一册 R牛顿：牛顿：“如果说我看得比别人更远些，那是如果说我看得比别人更远些，那是因为我站在巨人的肩膀上。因为我站在巨人的肩膀上。”第四章运动和力的关系物理 必修 第一册 R1判断正误判断正误(1)亚里士多德认为物体只有受到力的作用才会运动亚里士多德认为物体只
15、有受到力的作用才会运动()(2)伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因()(3)当一个做匀加速直线运动的物体所受外力突然消失时，物体立刻静止当一个做匀加速直线运动的物体所受外力突然消失时，物体立刻静止()(4)速度越大，物体的惯性越大速度越大，物体的惯性越大()(5)乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的质量小乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的质量小()课堂检测课堂检测第四章运动和力的关系物理 必修 第一册 R2、关于伽利略理想实验，下列说法正确的是关于伽利略理想实验，下列说法正确的是()A完全是理想的，没有事实为基础完全是理想的，没有事实为基础B
16、是以可靠事实为基础，经科学抽象，深刻反映了自然规律是以可靠事实为基础，经科学抽象，深刻反映了自然规律C没有事实为基础，只是理想推理没有事实为基础，只是理想推理D以上说法都不对以上说法都不对解析解析伽利略的理想实验，虽然不能实现，但却是以可靠的经验事实为基础，伽利略的理想实验，虽然不能实现，但却是以可靠的经验事实为基础，经科学抽象，深刻反映了自然规律经科学抽象，深刻反映了自然规律B第四章运动和力的关系物理 必修 第一册 R 3、理想实验有时能更深刻地反映自然规律伽利略设想了、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被打乱的步骤：一个理想实验，如图所示下
17、面是关于该实验被打乱的步骤：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如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度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请将上述理想实验的设想步骤按照正确
18、的顺序排列_(填写序号即可填写序号即可)(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，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，请问步骤属于请问步骤属于_解析解析理想实验的思想方法，即在实验事实的基础上，经过合理的想象，获取结论理想实验的思想方法，即在实验事实的基础上，经过合理的想象，获取结论除了除了以外都是光滑的斜面或者平面上实验的，只有为实际操作。以外都是光滑的斜面或者平面上实验的，只有为实际操作。可靠的实验事实可靠的实验事实第四章运动和力的关系物理 必修 第一册 R4(牛顿第一定律的理解牛顿第一定律的理解)(多选多选)关于牛顿第一
19、定律，下列说法正确的是关于牛顿第一定律，下列说法正确的是()A牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律B牛顿第一定律就是惯性牛顿第一定律就是惯性C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D物体的运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用物体的运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用解析解析 牛顿第一定律有三层含义：不受力时物体将保持静止状态或匀速直线运牛顿第一定律有三层含义：不受力时物体将保持静止状态或匀速直线运动状态，这是由于一切物体都具有惯性；受到力的作用物体的运动
20、状态就要发生变动状态，这是由于一切物体都具有惯性；受到力的作用物体的运动状态就要发生变化，从而揭示出力是改变物体运动状态的原因；指出了物体在不受力时的运动状态化，从而揭示出力是改变物体运动状态的原因；指出了物体在不受力时的运动状态，故选项，故选项A、C、D正确；牛顿第一定律并不是惯性，惯性是物体的一种性质，而牛正确；牛顿第一定律并不是惯性，惯性是物体的一种性质，而牛顿第一定律是物体的运动规律，两者是不同的概念，不可混为一谈，选项顿第一定律是物体的运动规律，两者是不同的概念，不可混为一谈，选项B错误错误ACD第四章运动和力的关系物理 必修 第一册 R5(对惯性的理解对惯性的理解)关于物体的惯性，
21、下列说法正确的是关于物体的惯性，下列说法正确的是()A物体抵抗运动状态变化的性质是惯性物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B已知月球上的重力加速度是地球上的已知月球上的重力加速度是地球上的1/6，故一个物体从地球移到月球惯性减小为，故一个物体从地球移到月球惯性减小为原来的原来的1/6C同一物体运动越快越难停止运动，说明物体的速度越大，其惯性越大同一物体运动越快越难停止运动，说明物体的速度越大，其惯性越大D由于巨轮惯性很大，施力于巨轮，经过很长一段时间后惯性变小由于巨轮惯性很大，施力于巨轮，经过很长一段时间后惯性变小惯性是指物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，所以物体抵抗运惯性是指物体
22、具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，所以物体抵抗运动状态变化的性质是惯性，其大小和物体的质量有关系，与物体的运动状态及是否受动状态变化的性质是惯性，其大小和物体的质量有关系，与物体的运动状态及是否受力无关，力无关，A正确，正确，C、D错误；在错误；在月月球上和在地球上，重力加速度的大小不一样，所受球上和在地球上，重力加速度的大小不一样，所受的重力大小也就不一样了，但质量不变，惯性也不变，的重力大小也就不一样了，但质量不变，惯性也不变，B错误错误A第四章运动和力的关系物理 必修 第一册 R 一天下着倾盆大雨，某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了列一天下着倾盆大雨，某人乘坐列车时
23、发现，车厢的双层玻璃窗内积水了列车进站过程中车进站过程中(箭头表示列车进站的方向箭头表示列车进站的方向)，他发现水面的形状如选项图中的，他发现水面的形状如选项图中的()解析解析 列车进站速度减小，由于惯性水相对窗向前运动列车进站速度减小，由于惯性水相对窗向前运动C第四章运动和力的关系物理 必修 第一册 R7、(多选多选)在静止的列车上，有两个注满水的容器，容器中分别用细线系着铁球在静止的列车上，有两个注满水的容器，容器中分别用细线系着铁球和乒乓球，在列车启动的过程中，小球所处状态表示正确的是和乒乓球，在列车启动的过程中，小球所处状态表示正确的是(图中箭头表示启动图中箭头表示启动方向方向)()解
24、析解析 因为列车由静止向右启动，铁球、乒乓球和水都有向右运动的趋势但是，因为列车由静止向右启动，铁球、乒乓球和水都有向右运动的趋势但是，由于与同体积的由于与同体积的“水球水球”相比，铁球质量大、惯性大，铁球的运动状态难改变，即速相比，铁球质量大、惯性大，铁球的运动状态难改变，即速度增加慢，而同体积的度增加慢，而同体积的“水球水球”的运动状态容易改变，即速度增加快，而且水和容器的运动状态容易改变，即速度增加快，而且水和容器一起运动，所以列车启动时，铁球相对于容器向左运动同理，由于乒乓球与同体一起运动，所以列车启动时，铁球相对于容器向左运动同理，由于乒乓球与同体积的积的“水球水球”相比，质量小，惯
25、性小，乒乓球相对于容器向右运动故相比，质量小，惯性小，乒乓球相对于容器向右运动故B、D正确正确BD第四章运动和力的关系物理 必修 第一册 R 理想实验：可靠事实理想实验：可靠事实假想假想科学推论科学推论科学推论科学推论一直运动一直运动1伽利略的理想实验推论：（伽利略的理想实验推论：（力不是维持物体运动的原因）力不是维持物体运动的原因）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，并且一直运动下去去2理想实验的意义：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略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律(2)伽利略的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伽利略的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伽利略的理想实验伽利略的理想实验粗糙粗糙实际现象实际现象猜猜 想想光滑光滑
