《牛頓第一定律》運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系PPT
第一部分內(nèi)容：課標(biāo)要求
1．知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其推理過(guò)程，知道理想實(shí)驗(yàn)是科研究的重要方法。
2．理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義。
3．理解慣性的概念，會(huì)解釋有關(guān)的慣性現(xiàn)象。
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牛頓第一定律PPT，第二部分內(nèi)容：自學(xué)新教材
一、理想實(shí)驗(yàn)的魅力
1．填一填
(1)亞里士多德認(rèn)為：必須______作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)；沒(méi)有力的作用，物體就要______在某個(gè)地方。
(2)伽利略的理想實(shí)驗(yàn)
①斜面實(shí)驗(yàn)：讓靜止的小球從第一個(gè)斜面滾下，沖上第二個(gè)斜面，如果沒(méi)有______，小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)釋放時(shí)的______。減小第二個(gè)斜面的傾角，小球滾動(dòng)的距離增大，但所達(dá)到的高度______。當(dāng)?shù)诙䝼�(gè)斜面放平，小球?qū)⒂肋h(yuǎn)______下去。
②推理結(jié)論：力______ (填“是”或“不是”)維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。
(3)笛卡兒的觀點(diǎn)：如果運(yùn)動(dòng)中的物體沒(méi)有受到力的作用，它將繼續(xù)以______沿______運(yùn)動(dòng)，既不會(huì)停下來(lái)，也不會(huì)偏離原來(lái)的方向。
2．判一判
(1)亞里士多德認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。( )
(2)伽利略的理想實(shí)驗(yàn)可以想辦法做到的。 ( )
(3)伽利略的理想實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。 ( )
(4)笛卡兒認(rèn)為若沒(méi)有力作用，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不會(huì)改變。( )
3．選一選
(1)關(guān)于伽利略的理想實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是 ( )
A．只要接觸面“相當(dāng)光滑”，物體在水平面上就能勻速運(yùn)動(dòng)下去
B．這個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是永遠(yuǎn)無(wú)法做到的
C．利用氣墊導(dǎo)軌，就能使實(shí)驗(yàn)成功
D．要使物體運(yùn)動(dòng)就必須有力的作用，沒(méi)有力的作用物體就靜止
(2)伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)可以證明( )
A．要物體運(yùn)動(dòng)必須有力作用，沒(méi)有力作用的物體將靜止
B．要物體靜止必須有力作用，沒(méi)有力作用的物體就運(yùn)動(dòng)
C．物體不受外力作用時(shí)，一定處于靜止?fàn)顟B(tài)
D．力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因
二、牛頓第一定律
1．填一填
(1)牛頓第一定律的內(nèi)容：一切物體總保持______狀態(tài)或______狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它______這種狀態(tài)。
(2)慣性：物體保持原來(lái)______狀態(tài)或______狀態(tài)的性質(zhì)，牛頓第一定律也叫作______定律。
2．判一判
(1)牛頓第一定律是可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的。 ( )
(2)牛頓認(rèn)為力的真正效應(yīng)總是改變物體的速度，而不僅僅是使之運(yùn)動(dòng)。 ( )
(3)牛頓第一定律說(shuō)明一切物體都具有慣性。 ( )
(4)牛頓第一定律說(shuō)明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。( )
3．選一選
(1)下列關(guān)于牛頓第一定律的說(shuō)法正確的是 ( )
A．牛頓第一定律是牛頓在前人工作基礎(chǔ)上研究得出的
B．牛頓第一定律是通過(guò)理想實(shí)驗(yàn)方法得出的，可用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
C．慣性是一種力，慣性定律與慣性的實(shí)質(zhì)相同
D．物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持，但物體的運(yùn)動(dòng)速度決定了慣性的大小
(2)下列說(shuō)法正確的是 ( )
A．靜止的物體一定不受力，受力的物體一定運(yùn)動(dòng)
B．物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，則物體一定受力的作用
C．物體的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持，沒(méi)有力作用時(shí)物體就要停下來(lái)
D．物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變時(shí)，有慣性，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)沒(méi)有慣性
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牛頓第一定律PPT，第三部分內(nèi)容：提升新知能
突破點(diǎn)一 對(duì)伽利略理想實(shí)驗(yàn)的理解
[學(xué)透用活]
1．伽利略理想實(shí)驗(yàn)的推論：一切運(yùn)動(dòng)著的物體在沒(méi)有受到外力的時(shí)候，它的速度將保持不變，并且一直運(yùn)動(dòng)下去。
2．理想實(shí)驗(yàn)的意義
(1)伽利略理想實(shí)驗(yàn)是以可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)抽象思維，抓住主要因素，忽略次要因素，從而更深刻地揭示了自然規(guī)律。
(2)伽利略理想實(shí)驗(yàn)是把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的一種科學(xué)研究方法。
[典例1] 理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)能更深刻地反映自然規(guī)律。伽利略設(shè)想了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)，如圖所示。下面是關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的步驟：
①減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上仍然要達(dá)到原來(lái)的高度。
②如圖為兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面。
③如果沒(méi)有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)釋放時(shí)的高度。
④繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運(yùn)動(dòng)。
(1)請(qǐng)將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列____________(填寫(xiě)序號(hào)即可)。
(2)在上述的設(shè)想實(shí)驗(yàn)步驟中，有的屬于可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，有的則是理想化的推論，請(qǐng)問(wèn)步驟②屬于___________。
[解析] 理想實(shí)驗(yàn)的思想方法：在實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)合理的想象，獲取結(jié)論。針對(duì)題目所述的實(shí)驗(yàn)步驟，正確的排列順序是②③①④，步驟②屬于可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。
[對(duì)點(diǎn)練清]
1．[多選]下列說(shuō)法正確的是 ( )
A．物體越重，重力加速度越大，下落的越快
B．亞里士多德研究自然規(guī)律的方法是實(shí)驗(yàn)的方法
C．伽利略研究自然規(guī)律的方法是猜想和假設(shè)，數(shù)學(xué)推理和科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法
D．理想斜面實(shí)驗(yàn)是通過(guò)“合理外推”得出自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律的，并沒(méi)有直接驗(yàn)證自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
2．[多選]關(guān)于伽利略的理想實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是 ( )
A．這個(gè)實(shí)驗(yàn)是憑空想象的
B．這個(gè)實(shí)驗(yàn)雖然是想象的，但它得出的結(jié)論是可靠的
C．理想實(shí)驗(yàn)是一種科學(xué)方法
D．理想實(shí)驗(yàn)是一個(gè)純思維實(shí)驗(yàn)，其正確性應(yīng)接受實(shí)踐的檢驗(yàn)
突破點(diǎn)二 對(duì)牛頓第一定律的理解
[學(xué)透用活]
1．物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化(即速度的變化)的三種情景：
(1)速度的方向不變，大小變化。
(2)速度的大小不變，方向變化。
(3)速度的大小和方向同時(shí)發(fā)生變化。
2．對(duì)牛頓第一定律的理解
(1)揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：
①力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因(或者說(shuō)力是使物體產(chǎn)生加速度的原因)，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。
②物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。
(2)揭示了一切物體都具有慣性。因此牛頓第一定律也叫慣性定律。
[典例2] 關(guān)于牛頓第一定律(慣性定律)，下列理解正確的是( )
A．向上拋出的物體，在向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，一定受到向上的作用力，否則不可能向上運(yùn)動(dòng)
B．汽車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，速度大時(shí)的慣性一定比速度小時(shí)的慣性大
C．牛頓第一定律中提出的物體不受外力作用的條件是不可能達(dá)到的，所以這條定律可能是錯(cuò)的
D．牛頓第一定律是利用邏輯思維對(duì)事實(shí)進(jìn)行分析的產(chǎn)物，不可能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證
[規(guī)律方法]
力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系
(1)力的作用效果是使物體發(fā)生形變或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，而運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變就意味著物體的速度發(fā)生了改變，物體具有加速度，因此，力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。
(2)力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，因此，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)必定受到不為零的外力作用。
[對(duì)點(diǎn)練清]
4．[多選]下列關(guān)于牛頓第一定律的理解正確的是 ( )
A．牛頓第一定律反映了物體不受外力的作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
B．不受外力作用時(shí)，物體一定處于靜止?fàn)顟B(tài)
C．在水平地面上滑動(dòng)的木塊最終停下來(lái)，是由于沒(méi)有外力維持木塊運(yùn)動(dòng)的結(jié)果
D．飛跑的運(yùn)動(dòng)員，由于遇到障礙物而被絆倒，這是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔闷仁顾淖冊(cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
5．下列說(shuō)法正確的是( )
A．牛頓第一定律是科學(xué)家憑空想象出來(lái)的，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)依據(jù)
B．牛頓第一定律無(wú)法用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，因此是不成立的
C．理想實(shí)驗(yàn)的思維方法與質(zhì)點(diǎn)概念的建立一樣，都是一種科學(xué)抽象的思維方法
D．由牛頓第一定律可知，靜止的物體一定不受外力作用
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牛頓第一定律PPT，第四部分內(nèi)容：訓(xùn)練新素養(yǎng)
一、上段還是下段的細(xì)繩先斷(核心素養(yǎng)之科學(xué)探究)
[選自魯科版教材P112“迷你實(shí)驗(yàn)室”]
用細(xì)繩把一本較厚重的書(shū)扎一圈，然后將細(xì)繩的一端懸掛起來(lái)，另一端用手牽住(如圖)。
先迅速用力將細(xì)繩往下一拉，看細(xì)繩的哪一段先斷開(kāi)。
再做一次，拉力逐漸加大，直到細(xì)繩被拉斷，看看又是細(xì)繩的哪一段先斷開(kāi)。
比較兩次拉斷細(xì)繩的結(jié)果，想想這是為什么。
[提示] 當(dāng)迅速用力拉繩時(shí)，下段細(xì)繩先斷。原因是：由于書(shū)本比較厚重，慣性較大，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難以改變，在迅速向下拉繩的瞬間，書(shū)本可以認(rèn)為固定不動(dòng)，上段繩的力沒(méi)增大，而此時(shí)下段細(xì)繩承受的力將比上段細(xì)繩承受的力大，因此，下段細(xì)繩將會(huì)先斷。
當(dāng)慢慢增大拉力時(shí)，由平衡知識(shí)可知，上段細(xì)繩承受的力為書(shū)的重力和手對(duì)下段細(xì)繩拉力之和，所以上段細(xì)繩的拉力總比下段細(xì)繩的拉力大，上段細(xì)繩一定先斷。
二、勻速直線運(yùn)動(dòng)的演示(核心素養(yǎng)之科學(xué)探究)
[選自魯科版教材P111“實(shí)驗(yàn)與探究”]
伽利略與笛卡兒的觀點(diǎn)皆基于理想情況，在現(xiàn)實(shí)中很難實(shí)現(xiàn)。下面我們通過(guò)氣墊導(dǎo)軌來(lái)演示在可忽略阻力情況下物體的勻速直線運(yùn)動(dòng)。如圖所示，用氣泵給氣墊導(dǎo)軌充氣，氣體從氣墊導(dǎo)軌的小孔中噴出，在滑塊與導(dǎo)軌間形成空氣薄層——氣墊。這樣，滑塊在氣墊上滑動(dòng)時(shí)受到的阻力很小，可忽略不計(jì)。將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，給滑塊一個(gè)初速度，使其運(yùn)動(dòng)起來(lái)。利用光電門(mén)和電子計(jì)時(shí)器測(cè)出滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度幾乎不變�？梢�(jiàn)，水平方向雖沒(méi)有外力作用，但滑塊能保持勻速直線運(yùn)動(dòng)。
利用氣墊導(dǎo)軌可以演示滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度幾乎不變，你從中可以得出什么結(jié)論？
[提示] 物體的運(yùn)動(dòng)并不需要力來(lái)維持，或者說(shuō)力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。
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