《牛頓第一定律》運動和力的關系PPT
第一部分內容：課標要求
1．知道伽利略的理想實驗及其推理過程，知道理想實驗是科研究的重要方法。
2．理解牛頓第一定律的內容及意義。
3．理解慣性的概念，會解釋有關的慣性現象。
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牛頓第一定律PPT，第二部分內容：自學新教材
一、理想實驗的魅力
1．填一填
(1)亞里士多德認為：必須______作用在物體上，物體才能運動；沒有力的作用，物體就要______在某個地方。
(2)伽利略的理想實驗
①斜面實驗：讓靜止的小球從第一個斜面滾下，沖上第二個斜面，如果沒有______，小球將上升到原來釋放時的______。減小第二個斜面的傾角，小球滾動的距離增大，但所達到的高度______。當第二個斜面放平，小球將永遠______下去。
②推理結論：力______ (填“是”或“不是”)維持物體運動的原因。
(3)笛卡兒的觀點：如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續以______沿______運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向。
2．判一判
(1)亞里士多德認為力是維持物體運動的原因。( )
(2)伽利略的理想實驗可以想辦法做到的。 ( )
(3)伽利略的理想實驗說明了力是維持物體運動的原因。 ( )
(4)笛卡兒認為若沒有力作用，物體的運動狀態不會改變。( )
3．選一選
(1)關于伽利略的理想實驗，下列說法正確的是 ( )
A．只要接觸面“相當光滑”，物體在水平面上就能勻速運動下去
B．這個實驗實際上是永遠無法做到的
C．利用氣墊導軌，就能使實驗成功
D．要使物體運動就必須有力的作用，沒有力的作用物體就靜止
(2)伽利略的斜面實驗可以證明( )
A．要物體運動必須有力作用，沒有力作用的物體將靜止
B．要物體靜止必須有力作用，沒有力作用的物體就運動
C．物體不受外力作用時，一定處于靜止狀態
D．力不是維持物體運動的原因
二、牛頓第一定律
1．填一填
(1)牛頓第一定律的內容：一切物體總保持______狀態或______狀態，除非作用在它上面的力迫使它______這種狀態。
(2)慣性：物體保持原來______狀態或______狀態的性質，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實驗驗證的。 ( )
(2)牛頓認為力的真正效應總是改變物體的速度，而不僅僅是使之運動。 ( )
(3)牛頓第一定律說明一切物體都具有慣性。 ( )
(4)牛頓第一定律說明力是改變物體運動狀態的原因。( )
3．選一選
(1)下列關于牛頓第一定律的說法正確的是 ( )
A．牛頓第一定律是牛頓在前人工作基礎上研究得出的
B．牛頓第一定律是通過理想實驗方法得出的，可用實驗驗證
C．慣性是一種力，慣性定律與慣性的實質相同
D．物體的運動不需要力來維持，但物體的運動速度決定了慣性的大小
(2)下列說法正確的是 ( )
A．靜止的物體一定不受力，受力的物體一定運動
B．物體運動狀態發生變化，則物體一定受力的作用
C．物體的運動需要力來維持，沒有力作用時物體就要停下來
D．物體運動狀態不變時，有慣性，運動狀態改變時沒有慣性
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牛頓第一定律PPT，第三部分內容：提升新知能
突破點一 對伽利略理想實驗的理解
[學透用活]
1．伽利略理想實驗的推論：一切運動著的物體在沒有受到外力的時候，它的速度將保持不變，并且一直運動下去。
2．理想實驗的意義
(1)伽利略理想實驗是以可靠的實驗事實為基礎，經過抽象思維，抓住主要因素，忽略次要因素，從而更深刻地揭示了自然規律。
(2)伽利略理想實驗是把實驗和邏輯推理相結合的一種科學研究方法。
[典例1] 理想實驗有時能更深刻地反映自然規律。伽利略設想了一個理想實驗，如圖所示。下面是關于該實驗的步驟：
①減小第二個斜面的傾角，小球在這個斜面上仍然要達到原來的高度。
②如圖為兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球將滾上另一個斜面。
③如果沒有摩擦，小球將上升到原來釋放時的高度。
④繼續減小第二個斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球將沿水平面做持續的勻速運動。
(1)請將上述理想實驗的設想步驟按照正確的順序排列____________(填寫序號即可)。
(2)在上述的設想實驗步驟中，有的屬于可靠的實驗事實，有的則是理想化的推論，請問步驟②屬于___________。
[解析] 理想實驗的思想方法：在實驗事實的基礎上，經過合理的想象，獲取結論。針對題目所述的實驗步驟，正確的排列順序是②③①④，步驟②屬于可靠的實驗事實。
[對點練清]
1．[多選]下列說法正確的是 ( )
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律的方法是實驗的方法
C．伽利略研究自然規律的方法是猜想和假設，數學推理和科學實驗相結合的方法
D．理想斜面實驗是通過“合理外推”得出自由落體運動的規律的，并沒有直接驗證自由落體運動的規律
2．[多選]關于伽利略的理想實驗的敘述正確的是 ( )
A．這個實驗是憑空想象的
B．這個實驗雖然是想象的，但它得出的結論是可靠的
C．理想實驗是一種科學方法
D．理想實驗是一個純思維實驗，其正確性應接受實踐的檢驗
突破點二 對牛頓第一定律的理解
[學透用活]
1．物體運動狀態變化(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發生變化。
2．對牛頓第一定律的理解
(1)揭示了力和運動的關系：
①力是改變物體運動狀態的原因(或者說力是使物體產生加速度的原因)，而不是維持物體運動狀態的原因。
②物體不受外力時的運動狀態：勻速直線運動狀態或靜止狀態。
(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，在向上運動的過程中，一定受到向上的作用力，否則不可能向上運動
B．汽車在運動過程中，速度大時的慣性一定比速度小時的慣性大
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到的，所以這條定律可能是錯的
D．牛頓第一定律是利用邏輯思維對事實進行分析的產物，不可能用實驗直接驗證
[規律方法]
力和運動的關系
(1)力的作用效果是使物體發生形變或運動狀態發生改變，而運動狀態的改變就意味著物體的速度發生了改變，物體具有加速度，因此，力是使物體產生加速度的原因。
(2)力是改變物體運動狀態的原因，因此，物體運動狀態發生改變時必定受到不為零的外力作用。
[對點練清]
4．[多選]下列關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的運動規律
B．不受外力作用時，物體一定處于靜止狀態
C．在水平地面上滑動的木塊最終停下來，是由于沒有外力維持木塊運動的結果
D．飛跑的運動員，由于遇到障礙物而被絆倒，這是因為他受到外力作用迫使他改變原來的運動狀態
5．下列說法正確的是( )
A．牛頓第一定律是科學家憑空想象出來的，沒有實驗依據
B．牛頓第一定律無法用實驗直接驗證，因此是不成立的
C．理想實驗的思維方法與質點概念的建立一樣，都是一種科學抽象的思維方法
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，第四部分內容：訓練新素養
一、上段還是下段的細繩先斷(核心素養之科學探究)
[選自魯科版教材P112“迷你實驗室”]
用細繩把一本較厚重的書扎一圈，然后將細繩的一端懸掛起來，另一端用手牽住(如圖)。
先迅速用力將細繩往下一拉，看細繩的哪一段先斷開。
再做一次，拉力逐漸加大，直到細繩被拉斷，看看又是細繩的哪一段先斷開。
比較兩次拉斷細繩的結果，想想這是為什么。
[提示] 當迅速用力拉繩時，下段細繩先斷。原因是：由于書本比較厚重，慣性較大，其運動狀態難以改變，在迅速向下拉繩的瞬間，書本可以認為固定不動，上段繩的力沒增大，而此時下段細繩承受的力將比上段細繩承受的力大，因此，下段細繩將會先斷。
當慢慢增大拉力時，由平衡知識可知，上段細繩承受的力為書的重力和手對下段細繩拉力之和，所以上段細繩的拉力總比下段細繩的拉力大，上段細繩一定先斷。
二、勻速直線運動的演示(核心素養之科學探究)
[選自魯科版教材P111“實驗與探究”]
伽利略與笛卡兒的觀點皆基于理想情況，在現實中很難實現。下面我們通過氣墊導軌來演示在可忽略阻力情況下物體的勻速直線運動。如圖所示，用氣泵給氣墊導軌充氣，氣體從氣墊導軌的小孔中噴出，在滑塊與導軌間形成空氣薄層——氣墊。這樣，滑塊在氣墊上滑動時受到的阻力很小，可忽略不計。將氣墊導軌調至水平，給滑塊一個初速度，使其運動起來。利用光電門和電子計時器測出滑塊在運動過程中的速度幾乎不變?？梢?，水平方向雖沒有外力作用，但滑塊能保持勻速直線運動。
利用氣墊導軌可以演示滑塊在運動過程中的速度幾乎不變，你從中可以得出什么結論？
[提示] 物體的運動并不需要力來維持，或者說力不是維持物體運動的原因。
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