人教版 (2019)必修 第一册1 牛顿第一定律教案配套课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修 第一册1 牛顿第一定律教案配套课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了牛顿第一定律，永远运动下去，同一速度，匀速直线运动，迫使它改变，惯性定律，对牛顿第一定律的理解，对惯性的理解和应用，核心素养微专题，惯性与体育运动等内容，欢迎下载使用。

①物理观念：能理解牛顿运动定律的内涵，能分析超重和失重现象，知道单位制的意义及国际单位制中的力学单位；能用牛顿运动定律解释生产、生活中的相关现象，解决相关的实际问题．具有与牛顿运动定律相关的运动与相互作用观念．
②科学思维：能领悟理想实验的科学推理方法及其意义；能对动力学问题进行分析和推理，获得结论；能用与牛顿运动定律相关的证据表达自己的观点；能从不同角度解决动力学问题，具有质疑和创新的意识．③科学探究：能完成“探究加速度与力、质量的关系”等物理实验．能从生活中的现象提出可探究的物理问题；能在他人帮助下制订科学探究方案，有控制变量的意识，会使用实验器材获取数据；能根据数据形成结论，会分析导致实验误差的原因；能参考教材撰写有一定要求的实验报告，在报告中能对实验操作提出问题并进行讨论，能用学过的物理术语等交流科学探究过程和结果．
④科学态度与责任：通过与伽利略、牛顿相关的史实，能认识物理学研究是不断完善的；乐于将牛顿运动定律应用于日常生活实际；能认识牛顿运动定律的应用对人类文明进步的推动作用．
本章在前面三章内容的基础上研究运动和力的关系．牛顿运动定律是动力学的核心内容．教材首先阐述了牛顿第一定律， 然后在实验的基础上学习牛顿第二定律．教材通过两类动力学问题研究了牛顿运动定律的综合应用，最后通过“超重和失重”进一步研究了牛顿运动定律在生活中的应用，培养学生认识和解决实际问题的能力．
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理想实验的魅力1．亚里士多德的观点：必须有力作用在物体上，物体才能__________；没有力的作用，物体就要________．即力是维持物体__________的原因．
2．伽利略的观点(1)理想实验：让小球沿第一个斜面从静止状态开始向下运动，然后冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球上升的高度与释放时的高度________．减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离______．科学推论：当将第二个斜面放平时，小球将会_______________．(2)结论：力不是________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____的作用，它将继续以__________沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向．
牛顿第一定律一切物体总保持______________状态或________状态，除非作用在它上面的力____________这种状态．牛顿第一定律又叫__________．
运动和力的关系，下列说法中正确的是(　　)A．静止的物体一定不受力的作用B．物体的运动状态改变时，一定受到了外力的作用C．物体运动的方向一定是它的受力方向D．作用在物体上的力消失后，物体将会停止运动【答案】B
【解析】静止的物体可以受力，只不过各力的合力为零，故A错误；力是改变物体运动状态的原因，物体的运动状态改变时，一定受到了外力的作用，故B正确；物体运动的方向与受力方向无关，故C错误；作用在物体上的力消失后，物体保持静止状态或匀速直线运动状态运动，故D错误．
惯性与质量1．惯性：物体保持原来________________状态或_______状态的性质．2．惯性的量度：________是物体惯性大小的唯一量度．
下列有关现象，分析正确的是(　　)A．草地上滚动的足球会停下来，是因为运动要靠力来维持B．汽车启动时乘客向后倒，是因为人在此刻才具有惯性的缘故C．100 m比赛中运动员跑到终点后会继续向前跑一段距离，这样做是为了减小惯性D．用力甩牙刷能把水甩走，是因为水具有惯性【答案】D
【解析】草地上滚动的足球会停下来，说明力是改变物体运动状态的原因，而不是维持运动的原因，故A错误；汽车任何时刻都具有惯性，与运动状态无关，故B错误；100 m比赛中运动员跑到终点后会继续向前跑一段距离，是由于惯性的原因，质量是惯性的唯一量度，故C错误；用力甩牙刷时，水与牙刷一起运动，牙刷受力静止，而水具有惯性继续运动，所以被甩下来，故D正确．
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如图所示，冰壶在冰面上的运动．如果摩擦阻力比较大，冰壶很快停下来；如果摩擦阻力很小，冰壶能滑得很远；如果摩擦阻力为零，冰壶将永远运动下去．
问题(1)牛顿第一定律中“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”说明运动与力有什么关系？(2)根据牛顿第一定律思考，如果物体不受外力作用，物体将处于什么状态？【答案】(1)说明力是改变物体运动状态的原因．(2)原来静止的物体，不受外力时，仍然静止；原来运动的物体，不受外力时，将永远做匀速直线运动．
1．伽利略理想实验的方法和意义
2．物体运动状态的变化当物体的速度发生变化时，则这个物体的运动状态发生了变化．物体的运动状态变化有以下三种情况：(1)速度的方向不变，只有大小改变．(2)速度的大小不变，只有方向改变．(3)速度的大小和方向都发生改变．
3．对牛顿第一定律的理解
素养点评：本探究通过牛顿第一定律的理解，培养科学思维素养．
对伽利略理想实验的理解精例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，如图所示的斜面实验，其中有一个是实验事实，其余是推论．
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，最后使它成一水平面，小球要沿水平面永远运动下去．请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列：____________ (只要填写序号即可)．
在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论．下列关于事实和推论的分类正确的是(　　)A．①是事实，②③④是推论B．②是事实，①③④是推论C．③是事实，①②④是推论D．④是事实，①②③是推论【答案】②③①④　B【解析】体会伽利略的理想实验，可知排列顺序为②③①④，分类正确的是选项B．
变式1　伽利略创造性地把实验、假设和逻辑推理相结合，有力地促进了人类科学认识的发展．利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是(　　)
A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置B．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小【答案】A【解析】根据题意，铺垫材料粗糙程度降低时，小球上升的最高位置升高，当斜面绝对光滑时，小球在斜面上没有能量损失，因此可以上升到与O点等高的位置，而B、C、D三个选项从题目不能直接得出，所以选项A正确．
对牛顿第一定律的理解精例2　关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是(　　)A．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事物进行分析的产物，不可能用实验直接证明B．不受力作用的物体是不存在的，故牛顿第一定律的建立毫无意义C．牛顿第一定律表明，物体只有在不受外力作用时才具有惯性D．牛顿第一定律表明，物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性【答案】A
【解析】牛顿第一定律是牛顿在伽利略等前人实验的基础上，根据逻辑推理得出的，是以实验为基础，但又不能完全通过实验得出，故A正确；虽然在地球上不受力作用的物体是不存在的，但牛顿第一定律给出了物体不受力作用时的运动规律，是牛顿第二定律的基础，也为科学的发展奠定了基础，故B错误；牛顿第一定律表明物体具有保持原来运动状态的性质，即惯性，惯性的大小与物体的受力情况和运动情况均无关，故C、D错误．
变式2　 (多选)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作用时的运动规律B．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变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D．飞跑的运动员遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态【答案】ABD
【解析】牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时的状态，即总保持匀速直线运动状态或静止状态，A、B正确；牛顿第一定律还揭示了力和运动的关系，力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因，在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于受到摩擦阻力的作用而改变了运动状态，飞跑的运动员遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用而改变了原来的运动状态，C错误，D正确．
请你用惯性的知识来解释一下为什么当你奔跑时碰到石块，会向前跌倒；而如果你踩到西瓜皮，会向后倒？
【答案】奔跑时碰到石块，人的下半身就停了下来，而人的上半身由于惯性，仍然保持原来的运动状态，所以会向前跌倒．如果你踩到西瓜皮，脚有一个向前运动的较大速度，而人的上半身由于惯性，仍保持原来的状态，所以会向后倒．
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，始终具有且与外界条件无关；力只有在物体间相互作用时才有，离开了物体就无所谓力．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．对同一物体，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．惯性与力的对比如下：
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属性．(2)一切物体都具有惯性，和物体是否有速度及速度的大小无关．素养点评：本探究通过惯性的理解培养物理观念素养．
对惯性的理解精例3　关于惯性的大小，下面说法中正确的是(　　)A．两个质量相同的物体，速度大的不容易停下来，所以速度大的物体惯性大B．在月球上举重比在地球上容易，所以质量相同的物体在月球上比在地球上惯性小
C．推动地面上静止的物体，要比维持这个物体做匀速运动所需的力大，所以物体静止时惯性大D．两个质量相同的物体，不论速度大小，它们的惯性的大小一定相同【答案】D【解析】物体的惯性只与物体的质量有关，两个质量相同的运动物体，惯性大小相等，与速度和所处位置无关，故A、B、C错误，D正确．
变式3　(多选)(2020届北京名校月考)下列各图所示现象中，利用了惯性的是(　　)A．自行车滑行B．使锤子套紧C．系好安全带D．跳远助跑【答案】ABD
【解析】自行车原来处于运动状态，当不再蹬自行车时，由于惯性，自行车仍然能滑行一段距离，该现象是利用惯性，故A正确；锤头和锤柄一起向下运动，当锤柄撞在地上静止时，锤头由于惯性继续向下运动，可以紧套在锤柄上，该现象利用了锤头的惯性，故B正确；汽车高速行驶时，如果遇到紧急情况刹车，人由于惯性还要保持原来的高速运动，会撞到前面物体造成损伤，所以驾驶员要使用安全带，这是防止惯性带来的伤害，故C错误；跳远运动员助跑是为了起跳前使自己处于运动状态，起跳后，人由于惯性会跳得更远，该现象是利用惯性，故D正确．
对惯性现象的分析精例4　(2021届福州名校月考)水平仪的主要测量装置是一个内部封有液体的玻璃管，液体中有一气泡，水平静止时，气泡位于玻璃管中央，俯视图如图甲所示．一辆在水平轨道上行驶的火车车厢内水平放置两个水平仪，一个沿车头方向，一个垂直于车头方向．某时刻，气泡位置如图乙所示，则此时关于火车运动的说法可能正确的是(　　)
A．加速行驶，且向左转弯B．加速行驶，且向右转弯C．减速行驶，且向左转弯D．减速行驶，且向右转弯【答案】B【解析】物体质量越大，惯性越大，运动状态越难改变．当火车突然向右转弯时，水平仪内的液体由于惯性要保持原来的运动状态，从而把气泡挤向右方，即气泡向右运动；当火车突然向前加速时，水平仪内的液体由于惯性要保持原来的运动状态，从而把气泡挤向前方，即气泡向前运动，故加速行驶，且向右转弯．故B正确．
变式4　关于惯性，下列说法正确的是(　　)A．在渣土车上加装限速器，其目的是速度越小，惯性也越小B．宇航员在航天器中因失重而处于漂浮状态，所以没有惯性C．公交车急刹车时站在车内的乘客摔倒是因为没有控制住惯性D．战斗机战斗前抛弃副油箱，是为了减小战斗机的惯性，提高作战性能【答案】D
【解析】惯性大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，与速度无关，故A错误；物体的惯性只与物体的质量有关，与所在位置无关，故B错误；公交车急刹车时站在车内的乘客摔倒是由于惯性，乘客有保持原来运动状态的性质，故C错误；物体的惯性只与物体的质量有关，质量越小，惯性越小，所以战斗机战斗前抛弃副油箱，是为了减小战斗机的质量，即惯性，提高作战的灵活性能，故D正确．
1．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．
2．惯性的表现形式(1)在不受力的条件下，惯性表现为保持原来的运动状态，有“惰性”的意思．(2)在受力的条件下，惯性表现为运动状态改变的难易程度，质量越大，惯性越大，运动状态越难改变．
3．惯性现象的分析方法(1)明确研究对象原来的运动状态．(2)明确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)该物体由于惯性将保持怎样的运动状态，判断最后会出现什么现象．
在体育运动中，惯性的应用十分常见．在一些运动中，运动员需要借助惯性来更好地发挥自身水平，如三级跳远、铅球等．在另一些运动中，运动员需要想办法克服惯性带来的影响，如体操运动员为增加身体的灵活性要控制体重．对惯性在体育运动中的应用进行分析，可以帮助运动员更好地利用惯性．
【考题延伸】如图为我国女子冰壶队的比赛画面，冰壶惯性的大小取决于冰壶的(　　)A．位置B．速度C．受力D．质量【答案】D
【解析】惯性是物体的固有属性，它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质，惯性大小只与物体的质量有关，与运动状态无关．物体质量越大，惯性越大．故A、B、C错误，D正确．素养点评：本题通过惯性的理解与应用，培养物理观念素养．
课堂小练 | 素养达成
1．在力学理论建立的过程中，有许多科学家做出了贡献，关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是(　　)A．亚里士多德最早指出了力是改变物体运动状态的原因B．笛卡儿发现了弹力与形变量之间的关系C．伽利略利用小球在斜面上运动的实验和逻辑推理，得出自由落体的物体做匀加速直线运动D．牛顿研究小球在斜面上运动的实验和“理想实验”建立了惯性定律【答案】C
【解析】伽利略最早指出了力是改变物体运动状态的原因，选项A错误；胡克发现了弹簧力与形变量之间的关系，选项B错误；伽利略利用小球在斜面上运动的实验和逻辑推理，得出自由落体的物体做匀加速直线运动，选项C正确；伽利略研究小球在斜面上运动的实验和“理想实验”，而牛顿在其基础之上建立了惯性定律，故D错误．
2．伽利略理想实验揭示了(　　)A．若物体运动，那么它一定受力B．力不是维持物体运动的原因C．只有受力才能使物体处于静止状态D．只有受力才能使物体运动【答案】B【解析】伽利略的理想斜面实验说明了如果物体不受力，将一直运动下去，即揭示了力不是维持物体运动的原因而是改变物体运动的原因，故B正确．
3．(多选)(2021届茂名名校期末)某飞船飞往月球时，宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子通话．宇航员：“儿子，我们现在已关闭了火箭上所有的发动机，正向月球飞去．”儿子：“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．”若不计月球等天体对火箭的吸引作用，由上述材料可知下列说法正确的是(　　)A．儿子问话所体现的物理思想是“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．宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行
【答案】ACD【解析】儿子想表达的真实意思是火箭的运动需要力来维持，故A正确；由题意知，宇航员真实意思是根据伽利略的理论，火箭的运动不需要力来维持，火箭正在依靠惯性飞行，而不是伽俐略用力推动着火箭向前运动，故B错误，C、D正确．
4．(多选)下列说法正确的是(　　)A．牛顿第一定律是一条实验定律B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因C．惯性定律与惯性的实质是相同的D．物体的运动不需要力来维持【答案】BD
【解析】牛顿第一定律反映了物体在不受力的理想条件下所遵循的运动规律，并非实验定律，A错误；牛顿第一定律说明物体的运动不需要力来维持，但要改变物体的运动状态则必须有力的作用，B、D正确；惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，惯性定律则反映了物体在一定条件下的运动规律，C错误．