（2021新人教版）高中物理必修第一册4.1 牛顿第一定律ppt课件.ppt

1、第四章第四章 运动和力的关系运动和力的关系 运动学 第三章研究的是 物体的受力 力学 第一、二章研究 的是物体的运动 动力学 运动和力之间有什么关系呢？运动和力之间有什么关系呢？ 动力学知识在生产和科学研究中很重要，设计各动力学知识在生产和科学研究中很重要，设计各 种机器，控制交通工具，研究天体运动等，都离不种机器，控制交通工具，研究天体运动等，都离不 开动力学知识。开动力学知识。 4.1牛顿第一定律牛顿第一定律 初中我们学习了牛顿第一定律的基本内容，你能说说初中我们学习了牛顿第一定律的基本内容，你能说说 它揭示了物体运动遵循怎样的规律吗？滑冰运动员如果不它揭示了物体运动遵循怎样的规律吗？滑冰

2、运动员如果不 用力，他会慢慢停下来。这是否与牛顿第一定律矛盾呢？用力，他会慢慢停下来。这是否与牛顿第一定律矛盾呢？ 要使一个物体运动，必要使一个物体运动，必 须推它或着拉它。须推它或着拉它。 自行车要前进，也必须用力自行车要前进，也必须用力 生活经验生活经验: :力推物动，力撤物停。力推物动，力撤物停。 亚里士多德：力是维持物体运动的原亚里士多德：力是维持物体运动的原 因。因。 伽利略伽利略 F推 推 Ff 一、理想实验的魅力一、理想实验的魅力 伽利略注意到，当伽利略注意到，当 一个球沿斜面向下滚动一个球沿斜面向下滚动 时，它的速度增大；向时，它的速度增大；向 上滚动时，速度减小。上滚动时，速

3、度减小。 猜想：猜想：当球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减。当球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减。 然而，实际情况却是，即使沿水平面滚动，球也会越滚越然而，实际情况却是，即使沿水平面滚动，球也会越滚越 慢，最后停了下来。伽利略认为这是摩擦作用的结果。若慢，最后停了下来。伽利略认为这是摩擦作用的结果。若 没有摩擦，没有摩擦，球将永远运动下去。球将永远运动下去。 验证猜想验证猜想 伽利略伽利略 亚里士多德亚里士多德 力不是维持力不是维持 物体运动的原物体运动的原 因因 你赢了你赢了 我们知道，阻力不可能完全消除。我们知道，阻力不可能完全消除。 理想实验：理想实验：想象着把实际中存在、影响物

4、体运动的想象着把实际中存在、影响物体运动的 摩擦力去掉，抓住事物的本质。摩擦力去掉，抓住事物的本质。 笛卡儿笛卡儿 他认为，如果运动中的物体没有受到他认为，如果运动中的物体没有受到 力的作用，它将继续以同一速度沿同一直力的作用，它将继续以同一速度沿同一直 线运动，既不会停下来，也不会偏离原来线运动，既不会停下来，也不会偏离原来 的方向。的方向。 牛顿牛顿 让我来让我来 二、牛顿第一定律二、牛顿第一定律 一切物体总保持一切物体总保持匀速直线运动匀速直线运动 状态或静止状态状态或静止状态，除非作用在它上，除非作用在它上 面的力迫使它改变这种状态。面的力迫使它改变这种状态。 力是改变物体运动状态的原

5、因力是改变物体运动状态的原因 牛顿 共点力平衡条件共点力平衡条件 速度是矢量速度是矢量 大小大小 方向方向 静止即静止即v=0，变为某一数值，变为某一数值 什么是什么是“状态状态”？ 结论：结论：“状态状态”即速度即速度，速度变化就是状态就变化。，速度变化就是状态就变化。 也可以说力是改变物体速度的原因。也可以说力是改变物体速度的原因。 力是产生加速度的原因力是产生加速度的原因 t v a 牛顿第一定律可不可以用实验来验证？牛顿第一定律可不可以用实验来验证？ 所以不能用实验来验证。所以不能用实验来验证。 当物体受力但所受外力的合力为零时可以看作物体不当物体受力但所受外力的合力为零时可以看作物体

6、不 受力。受力。或者说合力为零与不受外力是等效的。或者说合力为零与不受外力是等效的。 1、不受力的物体不存在或者光滑的物体也不存在。、不受力的物体不存在或者光滑的物体也不存在。 2 2、牛顿第一定律所描述的物体、牛顿第一定律所描述的物体 的状态是一种的状态是一种理想化状态。理想化状态。 牛顿第一定律在实际应用牛顿第一定律在实际应用 一切物体总保持一切物体总保持匀速直线运动匀速直线运动 状态或静止状态状态或静止状态，除非作用在它上，除非作用在它上 面的力迫使它改变这种状态。面的力迫使它改变这种状态。 牛顿 惯性：惯性： 物体总有保持原来匀速直线运动或静止状态的性质。物体总有保持原来匀速直线运动或

7、静止状态的性质。 惯性是物体的固有属性，不是力的作用惯性是物体的固有属性，不是力的作用 三、惯性与质量三、惯性与质量 一切物体都具有惯性一切物体都具有惯性 从牛顿第一定律得知，物体都要保持它们原有的匀速直线从牛顿第一定律得知，物体都要保持它们原有的匀速直线 运动状态或静止状态。可以说，它们都具有抵抗运动状态变化的运动状态或静止状态。可以说，它们都具有抵抗运动状态变化的 “能力能力”，即，即都具有惯性都具有惯性。那么，怎样描述惯性的大小呢？。那么，怎样描述惯性的大小呢？ 例如，以相同的方式抛掷质量不同的两个石块，质量大例如，以相同的方式抛掷质量不同的两个石块，质量大 的石块需要的力大。的石块需要

8、的力大。 结论：惯性结论：惯性只与只与质量有关，质量越大惯性越大，质量质量有关，质量越大惯性越大，质量 越小惯性越小越小惯性越小 让摆动的大沙袋停下来就比让摆动的小球停下来费让摆动的大沙袋停下来就比让摆动的小球停下来费 力得多。力得多。 1 1、运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性？、运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性？ 2 2、运动速度大的物体惯性就大呢？、运动速度大的物体惯性就大呢？ 错错, ,惯性与物体的运动状态无关惯性与物体的运动状态无关 错错, ,决定惯性的唯一量度就是质量决定惯性的唯一量度就是质量 3 3、惯性是一种特殊的力吗？、惯性是一种特殊的力吗？ 不是不是, ,惯性是物体本

9、身固有的一种属性，而力是物体之间惯性是物体本身固有的一种属性，而力是物体之间 的相互作用。的相互作用。 总的来说：惯性是一切物体的固有属性，与物体是否总的来说：惯性是一切物体的固有属性，与物体是否 受到外力、物体是否运动均没有关系，质量才是惯性大小受到外力、物体是否运动均没有关系，质量才是惯性大小 的唯一量度。的唯一量度。 拓展学习拓展学习 这是由于我们观察物体的运动时所选择的参考系不同。这是由于我们观察物体的运动时所选择的参考系不同。 牛顿第一定律是否成立与选择什么参考系有关。如果在一牛顿第一定律是否成立与选择什么参考系有关。如果在一 个参考系中，一个不受力的物体会保持匀速直线运动状态个参考

10、系中，一个不受力的物体会保持匀速直线运动状态 或静止状态，这样的参考系叫作或静止状态，这样的参考系叫作惯性参考系惯性参考系，简称惯性系。，简称惯性系。 以加速运动的纸为参考系，牛顿第一定律并不成立，这样以加速运动的纸为参考系，牛顿第一定律并不成立，这样 的参考系叫作的参考系叫作非惯性系非惯性系。 惯性参考系（阅读）惯性参考系（阅读） 在桌面上放置一张纸和一个小钢在桌面上放置一张纸和一个小钢 球，小钢球静止在纸面上。如果突然球，小钢球静止在纸面上。如果突然 迅速拉动纸的一边，虽然小钢球相对迅速拉动纸的一边，虽然小钢球相对 桌面的位置几乎不变，但是如果只关桌面的位置几乎不变，但是如果只关 注纸面及

11、其上的小钢球时，你会发现注纸面及其上的小钢球时，你会发现 小钢球相对于纸面向相反的方向运动。小钢球相对于纸面向相反的方向运动。 在力学中只研究物体怎样运动而不涉及运动和力的关系叫作 运动学，研究运动和力的关系，叫作动力学。 一、理想实验 想象着把实际中存在、影响物体运动的摩擦力去掉，抓住 事物的本质。 二、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。 力是改变物体运动状态的原因 也可以说力是改变物体速度的原因。 力是产生加速度的原因 附1：“状态”即速度，速度变化就是状态就变化。 附2：不受力的物体不存在或者光滑的物体也不存在。 附3：牛顿第一定律所描述的物体的状态是一种理想化状态。 三、惯性与质量 惯性：物体总有保持原来匀速直线运动或静止状态的性质。 惯性是物体的固有属性，不是力的作用 一切物体都具有惯性 惯性只与质量有关，质量越大惯性越大，质量越小惯性越小 总的来说：惯性是一切物体的固有属性，与物体是否受到外力、 物体是否运动均没有关系，质量才是惯性大小的唯一量度。