新教材高中物理必修一第四章 1 牛顿第一定律
高中物理必修一第四章 运动和力的关系 牛顿第一定律
亚里士多德
力是维持 物体运动 的原因。
历史上对运动和力的关系的研究
现实生活中，我们推动物体，物体才前进，停止推动物体，物体就停下来； 马拉车，车前进，停止拉车，车就停下了。那么力真的是维持物体运动的原因 吗？
伽利略理想实验
伽利略认为，一个运动的物体，假如有了某种速度以后，只要没有增加或 减小速度的外部原因，便会始终保持这一速度——这个条件只有在水平的平面 上才有可能，因为在斜面的情况下，朝下的斜面提供了加速的原因，而朝上的 斜面提供了减速的原因。
力不是维持 物体运动的
原因。
伽利略
伽利略理想实验
为了证明自己的观点，伽利略设计了如下图所示的实验。让一个小球从静 止开始运动，小球将冲上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将到达原来的高度， 当倾角变小，运动的距离将变长，当斜面变成水平面后，小球将永远运动下去。
伽利略
伽利略理想实验
因为阻力并不能完全消除，所以伽利略的实验是一个“理想实验”。他这 种依据逻辑推理将实际实验理想化的思想是我们研究物理问题的重要方法之一。
伽利略
运动和力的关系
与伽利略同时代的科学家笛卡儿认为，如果物体处于运动之中，那么如无 其他作用的话，它将继续以同一速度在同一直线上运动，既不停下也不偏离原 来方向。
笛卡儿
思考
运动和力到底有什么样的关系？
太空中的运动
思考：为什么太空中航天员很难停下来？而地上的物体不推就不动？
牛顿第一定律
牛顿（Isaac Newton ,
1643-1727）
牛顿在前人研究的基础上提出了：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。这就是牛顿第一定律。
物体保持原来运动状态或静止状态的性质叫作惯性。 牛顿第一定律也被叫作周围的物体有相互作用，即力的作用， 不受力的物体是不存在的。所以牛顿第一定律所描述的 状态是一种理想状态。
高中物理必修1课件第4章牛顿运动定律第1节牛顿第一定律
有力的作用,物体就静要止
在一个地方
力不是 维持 物体运动的原因
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
沿同一直线运动,既不停下来也不 偏离原来的方向
二、理想实验的魅力 1.伽利略理想实验:让小球沿斜面从静止状态开始向下运动,小球将“冲” 上另一斜面,如果没有摩擦,小球将上升到原来 的高度.减小第二个斜面 的倾角,小球在这个斜面上仍将达到同一 高度,但它要运动得远些.继续 减小第二个斜面的倾角,球达到同一高度时就会离得更远 .若将第二个 斜面放平,球将永远运动下去. 2.结论:力不是 维持 物体运动的原因. 想一想 有人认为伽利略的斜面实验为理想实验,无法在实验中验证,故不 能揭示自然规律.该说法是否正确? 答案:该说法是错误的.伽利略的理想斜面实验反映了一种物理思想,它建 立在可靠的事实基础上,抓住主要因素,忽略次要因素,从而深刻揭示了自 然规律.
(教师备用) 例1-1:(多选)关于牛顿第一定律,下面说法中正确的是( AD ) A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律 B.运动物体速率不变时可能不受力 C.不受外力作用的物体一定做匀速直线运动 D.运动的物体状态发生变化时,物体必定受到外力的作用
〚核心点拨〛解答该题时应把握牛顿第一定律的三层含义: (1)不受外力时物体的运动状态. (2)受外力时物体的运动状态. (3)速度与运动状态变化的关系.
答案:1.× 2.√ 3.√ 4.× 5.√ 6.×
课堂探究
要点一 对牛顿第一定律的理解 【问题导学】
核心导学·要点探究
答案:(1)沿斜面向下,小车做加速运动;水平面上时合力方向向左,做减速 运动;说明力改变物体的运动状态.
(2)三图中,由上到下小车沿水平面运动距离逐渐变远,原因是小车受到 的阻力逐渐减小,可以猜想,如果水平面光滑,小车将做什么运动? 答案:(2)一直运动下去.
4.1 牛顿第一定律 — 【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册教学设计
第四章运动和力的关系第1节牛顿第一定律安徽省临泉第一中学郭雪鹏一、教学内容分析《牛顿第一定律》是《普通高中物理课程标准（2017年版）》必修课程必修1模块中“相互作用与运动定律”主题下的内容，课程标准要求为：“理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象，解决问题。
”《普通高中物理课程标准(2017年版)解读》的解读为，理解牛顿第一定律、第二定律、第三定律，能用这三个定律分析解决现实情境中的有关问题。
牛顿第一定律揭示了运动和力的关系，通过本节课内容学习，学生应在原有认知基础上形成更为深刻的认识。
从力和惯性作为科学概念的提出过程体会物理观念的形成过程，从对规律发现过程的学习体会理想实验加逻辑推理的科学思维方法。
教材以问题引入，通过牛顿第一定律的发现过程介绍亚里士多德和伽利略在运动和力关系问题上的不同观点，凸显研究方法的重要性。
通过实例分析、思考等方式让学生理解惯性的概念及其量度，加深学生对质量概念的认识。
二、学情分析学生在初中已学习过牛顿第一定律，了解定律的表述，通过生活经验学生对运动和力的关系有初步了解，但这种了解是肤浅的。
学生知道牛顿第一定律的内容，但理解不深入，在应用分析解决问题时仍然会出现问题。
高中生的物理思维能力相较于初中有所提高，教学时要注重对亚里士多德和伽利略观点的分析，着重介绍伽利略的科学研究方法，通过牛顿第一定律建立过程的学习，培养学生的逻辑思维能力和分析能力，渗透科学研究方法的教育。
三、教学目标1.学生查阅资料了解牛顿第一定律的发现过程，体会人类认识事物本质的曲折过程，培养严谨的科学态度。
2.学生能准确叙述牛顿第一定律的内容，形成对运动和力关系问题更深刻的理解。
3.学生了解伽利略关于运动和力关系的认识，了解理想实验及推理过程，领会实验加推理的科学研究方法，培养学生科学推理和想象能力。
4.学生能举例说明质量是物体惯性大小的量度。
四、教学重难点教学重点：牛顿第一定律、质量是惯性大小的唯一量度教学难点：牛顿第一定律的内涵及其发现过程背后的思想方法教学方法：讲授法、讨论、启发式教学五、教学过程小车静止在地面上，猛推一下小车。
高中物理必修一第四章第1课《牛顿第一定律》课件(共36张PPT)
B A
所以，一提到“惯性”，必须弄清楚物体“一开始（即原来）”的状态；
D.抛物线 没有研究一开始是静止的物体，不受力时，又会怎样呢？
才能利用“惯性”解释生活中的现象。
θ
练一练
4.月球表面的重力加速度为地球表面的重力加速度的 1/6，同一个飞行器在月球表面上时与在地球表面上时 相比较（ C）
A.惯性减小为1/6，重力不变 B.惯性和重力都减小为1/6 C.惯性不变，重力减小为1/6 D.惯性和重力都不变
阻力对物体 运动的影响。
伽利略的伟大发现
维持运动不需要力
匀速直线运动 笛卡儿的补充与发展 不受力时，怎样运动。
这些科学理论，是不全面的，是不完善的。
他们只研究了一开始是运动的物体不受力时，会怎样-；没 有研究一开始是静止的物体，不受力时，又会怎样呢？
存在的问题：
虽然对物体的运动作了准确的描述，但是没有指 明原因是什么，这个原因跟运动的关系是什么。
是
D
A.该实验为牛顿第二定律（的提）出提供了有力的实验依据
B.该实验是理想实验，是在思维中进行的，无真实的实 验基础，故其结果并不可信
C.该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的 原因”的结论
D.该实验说明了物体的运动不需要力来维持
练一练
2.做自由落体运动的物体，如果下落过程中某时刻重力 突然消失，物体的运动情况将是（ C）
冰壶在冰面运动时受到的阻力很小，可以在 较长时间内保持运动速度的大小和方向不变。
二、 牛顿物理学的基石----牛顿第一定律
3、两层含义
①揭示了力和运动的因果关系！
1、一开始是运动的
保持匀速 直线运动
结果
原因
原因
一
配套新教材-物理-RJ-必修第一册-第四章运动和力的关系-第1节牛顿第一定律
同一高度
3.如图2，如果没有摩擦和空气阻力，将右边的斜面变成水平，
小球将如何运动?
匀速直线运动
高中物理 必修第一册
第四章 运动和力的关系
任务1：经历力与运动关系的探究过程
问题情境:如图所示，手推被子运动，小
球多次从同一位置释放。
问题
4.为什么亚里士多德对力与运动的关系的认识，长时间被认为
是正确的?他获得结论的方法是怎样的?伽利略又是通过怎样的
方法来获得结论?
生活认识
观察——假设——科学推理——论证
伽利略通过斜面实验获得结论
5.物体的运动状态可以用哪个物理量来描述?你能否将伽利
略的表述概括为对运动和力关系的一般认识?
速度
力是改变物体运动状态的原因
高中物理 必修第一册
第四章 运动和力的关系
性，还要向前运动
2.图6为车子向右加速时水杯中水的情况．车子匀速运动时水做什
么运动?车子加速运动过程中，水相对车子怎样运动?为什么?
水做匀速运动
车子加速，水相对车子向后运动，由于惯性，水要保持原来的速度
3.图7飞机投弹的情景，如果飞机飞到轰炸目标的正上方投弹，会
轰炸到目标吗？为什么?
图7
不能；炸弹由于惯性还要向前运动
包也不觉得沉重，但走起路来却要十分小心，不能突然移动或突然停止。因为背包的重力小了，但惯性并没有减
小（因背包的质量没有减小）。质量很大的背包具有很大的惯性，当行走的航天员突然停下来时，背包由于具有
惯性将会继续向前运动，航天员就会向前倾倒。
4.误认为惯性是一种特殊的力
产生这种想法的原因就是认为物体的运动需要力来维持。事实上，如果正在运动的物体所受的外力同时消失，物
高中物理必修1第四章知识点归纳
高中物理必修1第四章知识点归纳高中物理必修1第四章主要是讲牛顿运动定律这部分内容，下面是店铺给大家带来的高中物理必修1第四章知识点归纳，希望对你有帮助。
高中物理必修1第四章知识点一、牛顿第一定律1、内容：(揭示物体不受力或合力为零的情形)2、两个概念：①、力②、惯性：(一切物体都具有惯性，质量是惯性大小的唯一量)二、牛顿第二定律1、内容：(不能从纯数学的角度表述)2、公式：F合=ma3、理解牛顿第二定律的要点：①、式中F是物体所受的一切外力的合力。
②、矢量性③、瞬时性④、独立性⑤、相对性三、牛顿第三定律作用力和反作用力的概念1、内容2、作用力和反作用力的特点：①等值、反向、共线、异点②瞬时对应③性质相同④各自产生其作用效果3、一对相互作用力与一对平衡力的异同点四、力学单位制1、力学基本物理量：长度(l) 质量(m) 时间(t) 力学基本单位：米(m) 千克(kg) 秒(s)2、应用：用单位判断结果表达式，能肯定错误(但不能肯定正确)五、动力学的两类问题。
1、已知物体的受力情况，求物体的运动情况(v0 v t x )2、已知物体的运动情况，求物体的受力情况( F合或某个分力)3、应用牛顿第二定律解决问题的一般思路(1)明确研究对象。
(2)对研究对象进行受力情况分析，画出受力示意图。
(3)建立直角坐标系，以初速度的方向或运动方向为正方向，与正方向相同的力为正，与正方向相反的力为负。
在Y轴和X轴分别列牛顿第二定律的方程。
(4)解方程时，所有物理量都应统一单位，一般统一为国际单位。
4、分析两类问题的基本方法(1)抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度。
(2)分析流程图六、平衡状态、平衡条件、推论1、处理方法：解三角形法(合成法、分解法、相似三角形法、封闭三角形法)和正交分解法2、若物体受三力平衡，封闭三角形法最简捷。
若物体受四力或四力以上平衡，用正交分解法七、超重和失重1、超重现象和失重现象2、超重指加速度向上(加速上升和减速下降)，超了ma;失重指加速度向下(加速下降和减速上升)，失ma。
高一物理必修1物理第四章
高中物理必修1 第四章 牛顿运动定律基础知识一、牛顿第一定律1、内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止． 说明：（1）物体不受外力是该定律的条件．（2）物体总保持匀速直线运动或静止状态是结果．（3）直至外力迫使它改变这种状态为止，说明力是产生加速度的原因．（4）物体保持原来运动状态的性质叫惯性，惯性大小的量度是物体的质量．定律揭示了力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因．2、惯性：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质．说明：①惯性是物体的固有属性，与物体是否受力及运动状态无关．②质量是惯性大小的量度．质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小．【例】下列说法正确的是（）A 、运动得越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大B 、小球在做自由落体运动时，惯性不存在了C 、把一个物体竖直向上抛出后，能继续上升，是因为物体仍受到一个向上的推力D 、物体的惯性仅与质量有关，质量大的惯性大，质量小的惯性小【例】火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为A ．人跳起后，车厢内的空气给人一个向前的力，这力使他向前运动B ．人跳起时，车厢对人一个向前的摩擦力，这力使人向前运动C ．人跳起后，车继续向前运动，所以人下落后必定向后偏一些，只是由于时间很短，距离太小，不明显而已D ．人跳起后，在水平方向人和车水平速度始终相同二、牛顿第三定律（1）内容：两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，而且在一条直线上．（2）表达式：F=－F / 说明：①作用力和反作用力同时产生，同时消失，同种性质，作用在不同的物体上，各产生其效果，不能抵消，所以这两个力不会平衡．②作用力和反作用力的关系与物体的运动状态无关．不管两物体处于什么状态，牛顿第三定律都适用。
注意：判断两个力是不是一对作用力与反作用力时，应分析这两个力是否具有“甲对乙”和“乙对甲”的关系，即受力物体与施力物体是否具有互易关系．否则，一对作用力和反作用力很容易与一对平衡力相混淆，因为它们都具有大小相等、方向相反、作用在同一条直线上的特点．正确理解惯性和平衡状态【例】下面说法正确的是（ ）A ．静止或做匀速直线运动的物体一定不受外力的作用B ．物体的速度为零时一定处于平衡状态C ．物体的运动状态发生变化时，一定受到外力的作用D ．物体的位移方向一定与所受合力方向一致【例】以下有关惯性的说法中正确的是（ ）A 、在水平轨道上滑行的两节车厢质量相同，行驶速度较大的不容易停下来，说明速度较大的物体惯性大B 、在水平轨道上滑行的两节车厢速度相同，其中质量较大的车厢不容易停下来，说明质量大的物体惯性大C 、推动原来静止在水平轨道上的车厢，比推另一节相同的、正在滑行的车厢需要的力大，说明静止的物体惯性大D 、物体的惯性大小与物体的运动情况及受力情况无关2、正确区分平衡力与作用力、反作用力【例】物体静止于一斜面上如图所示．则下述说法正确的是（ ）（A ）物体对斜面的压力和斜面对物体的持力是一对平衡力（B）物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力（C）物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力（D）物体所受重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力【例】有下列说法中说法正确的是（）①一质点受两个力作用且处于平衡状态（静止或匀速运动），这两个力在同一段时间内的冲量一定相同。
2025人教版高中物理必修一知识点-第四章 1.牛顿第一定律
1.牛顿第一定律【课程标准】1.理解牛顿第一定律。
2.能用牛顿第一定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题。
【知识导图】情境引入《周礼》中有“劝登马力,马力既竭,辀(zhou)犹能一取焉”,意思是马拉车的时候,马虽然对车不再施力了,但车还能继续向前运动一段距离。
请同学们思考,这一现象符合伽利略的观点还是亚里士多德的观点?学完本节你就会明白。
必备知识·认知导学一、“运动与力的关系”的历史认知1.亚里士多德认为:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方。
2.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,小球滚动的距离增大,但所达到的高度相同;当第二个斜面放平,小球将永远滚动下去。
(2)推理结论:力不是(选填“是”或“不是”)维持物体运动的原因。
二、牛顿第一定律1.内容: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。
2.意义(1)指出力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即力是产生加速度的原因。
(2)指出了一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又称惯性定律。
3.惯性(1)定义:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
(2)量度:质量是物体惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小。
(3)普遍性:惯性是物体的固有属性,一切物体都有惯性,与物体的运动情况和受力情况无关。
[提醒]任何物体、任何时候都有惯性。
动手求真在验证“伽利略的理想斜面实验”的描述中,是由于摩擦作用导致小车停止,设计以下情景演示,让一个小车从同一斜面上同一高度处滑下,水平面上分别放置毛巾、木板和玻璃板,水平面与斜面平滑连接,小车行驶距离最大的是玻璃表面,其次是木板表面,距离最小的是毛巾表面。
明辨是非1.运动速度大的物体不能很快地停下来,是因为物体的速度越大,惯性也越大。
人教版高中物理新教材必修第一册第4章-运动和力的关系-教案
各组数据在坐标系中描点,可以得到如图甲
所示的一条图线,由图线只能看出质量 M 增
大时加速度a 减小,无法定量得到两者关系。
1
若以a 为纵轴, 为横轴,可以得到如图乙的
M
一条过原点的直线,据此可以判断出 a 与 M
成反比。
(
3)按图示组装实验器材,先接通电源后
3
2.
【变式1】如图所示,
A、
B 两小球分别连
等,
B 球 受 力 平 衡,
aB =0,
A 球所受合力为
定在倾角为30
°的光滑斜面顶端.
A、
B 两小球
都不为零
图所示,细线烧断后瞬间,弹簧弹力与原来相
mgs
i
nθ+kx =2mgs
i
nθ=maA ,解 得 aA =
2gs
i
nθ,故 AD 错误,
BC 正确.
方向,但只要其加速度在竖直方向上有分量,
物体就会处于超重或失重状态.
三 超重和失重现象的判断方法
(
1)从受力的大小判断,当物体所受向上
的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超
重状态;小于重力时处于失重状态,等于零时
处于完全失重状态.
(
2)从加速度的方向判断,当物体具有向
上的加速度时处于超重状态,具有向下的加
B.物块与斜面间的正压力增大
C.物块相对于斜面减速下滑
是对超重失重概念、定义的理解,此类知识点
D.物块相对于斜面匀速下滑
主要以选择题的形式进行考查,另一种则是
三 牛顿力学中的临界极值问题
对超重失重分析计算能力的考查,主要以计
位制.
高中物理必修一第四章第1课《牛顿第一定律》课件
高中物理必修一第四章第1课《牛顿第一定律》课件一、教学内容教材章节：高中物理必修一第四章第1课《牛顿第一定律》详细内容：本节课主要讲解牛顿第一定律的内容，包括定律的定义、表达式以及定律的适用条件和局限性。
通过实例分析，让学生理解惯性的概念以及惯性与质量的关系。
二、教学目标1. 了解牛顿第一定律的内容，掌握定律的表达式。
2. 能够分析实际情境，判断物体是否受到外力作用。
3. 理解惯性的概念，掌握惯性与质量的关系。
三、教学难点与重点重点：牛顿第一定律的理解和应用。
难点：惯性的概念及其与质量的关系。
四、教具与学具准备教具：多媒体课件、黑板、粉笔。
学具：笔记本、课本、练习题。
五、教学过程1. 引入：通过一个简单的实例，如放置在桌面上的书本，让学生观察在没有外力作用下，书本保持静止或匀速直线运动的状态，引发学生对牛顿第一定律的思考。
2. 讲解：详细讲解牛顿第一定律的内容，包括定律的定义、表达式以及定律的适用条件和局限性。
通过示例和动画演示，让学生直观地理解惯性的概念以及惯性与质量的关系。
3. 练习：给出一些实际情境，让学生判断物体是否受到外力作用，并运用牛顿第一定律进行分析。
例如，分析一个正在运动的物体突然停止的原因，或者一个正在减速的物体为什么最终会停止。
4. 讨论：组织学生进行小组讨论，分享彼此对牛顿第一定律的理解和应用，引导学生从不同角度思考问题，提高学生的合作能力。
六、板书设计板书《牛顿第一定律》板书内容：牛顿第一定律：物体在没有外力作用下，保持静止或匀速直线运动的状态。
表达式：F = ma（力等于质量乘以加速度）适用条件：没有外力作用局限性：只适用于低速、宏观物体惯性：物体保持原来运动状态不变的性质惯性与质量的关系：质量越大，惯性越大七、作业设计作业题目：1. 解释牛顿第一定律的含义，并给出一个实例说明。
2. 分析一个正在运动的物体突然停止的原因，并运用牛顿第一定律进行解释。
3. 讨论惯性与质量的关系，给出一个生活中的实例说明。
4.1牛顿第一定律—【新教材】人教版高中物理必修第一册课件
伽利略的理想实验证明了：力不是维持物体运动的原因，运动不
需要力来维持，物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状 ④惯性与惯性定律的关系：惯性是物体保持原来的运动状态的固有属性，惯性定律是描述物体不受外力作用时表现出来的运动状态的定律
“经验定律”，无法用实验验证。
1．惯性
由牛顿第一定律可知，只有在不为零的合外力作用下，物体的运动状态才会发
解②析结生： 论选：改C维持物变物体体的。的惯运性这动大不小说需由要质明外量力唯，。一确任定，何与物物体的体速度都无关有，选保项A持错误原； 来静止或匀速直线运动状态的性质，物理学中
CD．．在 如把同果样物物大体小不体的受力力的作的用作这下用，就种运不动会性状运态动质越难称改变为的物惯体，性其惯。性一因定越此大 ，牛顿第一定律又被称为惯性定律。
定律的后半部分内容“除非有外力迫使它改变这种状态”，说明了力的作用效果可以改变物体的运动状态。
③惯性与速度的关系：一切物体都有惯性，惯性大小与物体是否有速度及速度的大小无关。
②在受力条件下，惯性表现为运动状态改变的难易程度。
伽利略同时代的法国科学家笛卡儿也研究了这个问题。
பைடு நூலகம்
②结论：维持物体的运动不需要外力。
1、对伽利略的理想实验的理解
(1)“理想斜面实验”揭示了力不是维持物体运动的原因，物体的运动不需要力来维持
。 C．冰壶受到的推力
D.
④惯性与惯性定律的关系：惯性是物体保持原来的运动状态的固有属性，惯性定律是描述物体不受外力作用时表现出来的运动状态的定律
这②说结论明：，(维力2持不)物“是体理维的持运想物动体不实运需动要验的外原力”因。。是一种思维活动，是人们在抽象思维中设想出来的，而实际上无法做
高中物理必修第一册第四章运动和力的关系第一节牛顿第一定律04-01
例5.关于伽利略的理想斜面实验，下列说法正确 的是( B ) A．伽利略的理想实验是假想的，没有科学依据 B．伽利略的理想实验是在可靠的事实基础上进 行抽象思维而创造出来的一种科学推理方法，是 科学研究中的一种重要方法 C．伽利略的理想实验肯定了亚里士多德的观点 D．在科学发展的今天，伽利略的斜面实验是可 以通过实验验证的
第04章 运动和力的关系
下午4时49分
下午4时49分
描述物 体运动 的规律
描述物 体受力 的情况
下午4时49分
怎么运动 运动学 力学 运动原因
动力学
01.牛顿第一定坦曾把一代代科学家探索自然奥秘的努力， 比作侦探小说中警员破案的过程。在侦探小说中， 有时候明显可见的线索却把人们引到错误的判断 上去。
量为m1和m2的两个小球（m1>m2）两小球原来随 车一起做匀速直线运动．当车突然停止时，如不
考虑其他阻力，则两个小球（ B ）
A. 一定相碰
B. 一定不相碰
C. 不一定相碰 D. 无法确定
m1
m2
下午4时49分
例3.16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已 在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运 动的理论，开启了物理学发展的新纪元.在以下说 法中，与亚里士多德观点相反的是（ D ） A. 四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明， 物体受的力越大，速度就越大 B. 一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐 渐停下来；这说明，静止状态才是物体长时间不 受力时的“自然状态” C.两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落 较快 D.一个物体维持匀速直线运动，不需要力
例1.关于惯性在实际中的应用，下列说法不正确 的是（ A ） A. 运动员在跳远时的助跑是为了增大起跳时的惯 性 B. 运动员在掷标枪时的助跑是为为利用惯性 C. 手扶拖拉机的飞轮做得很重，是为了增大经转 动的惯性 D. 战斗机在空战时，甩掉副油箱是为了减小惯性， 提高飞行的灵活性
高中物理必修一牛顿运动定律
第四章：牛顿运动定律一、牛顿第一定律（惯性定律）：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
1．理解要点：①运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持。
②它定性地揭示了运动与力的关系：力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因。
③第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础，总结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的；定律成立的条件是物体不受外力，不能用实验直接验证。
④牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例，第一定律定性地给出了力与运动的关系，第二定律定量地给出力与运动的关系。
2．惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。
①惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动状态无关。
②质量是物体惯性大小的量度。
③由牛顿第二定律定义的惯性质量m=F/a和由万有引力定律定义的引力质量m Fr GM2/严格相等。
④惯性不是力，惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质、力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念。
【例1】火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为 ( )A．人跳起后，厢内空气给他以向前的力，带着他随同火车一起向前运动 B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动C．人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显而已D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和车具有相同的速度【分析与解答】因为惯性的原因，火车在匀速运动中火车上的人与火车具有相同的水平速度，当人向上跳起后，仍然具有与火车相同的水平速度，人在腾空过程中，由于只受重力，水平方向速度不变，直到落地，选项D正确。
【说明】乘坐气球悬在空中，随着地球的自转，免费周游列国的事情是永远不会发生的，惯性无所不在，只是有时你感觉不到它的存在。
高中物理必修一 4.1 牛顿第一定律
重大物理发现年表
笛卡尔的补充
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在水平面上，若没有阻力，球将永远滚下去。
伽利略
（1564-1642）
A
B 笛卡尔 （1596-1650）
如果点击没此有处其添他加原标题因，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 标题数字等都可以通过点击和重新输入进行更改，顶部“开始”面板中可 以对字体、字号等进行修改。标题数字等都可以通过点击和重新输入进行 更改，顶部“开始”面板中可以对字体、字号等进行修改。
伽利略针和单摆 实际实验
伽利略对接斜面 理想实验
猜想
• 如果没有阻力的影响，在水平面上运动 的物体会怎样呢？
• 伽利略认为将永远运动下去
理想实验
• 方法：可靠实验+逻辑推理
伽利略的发现以及他所应用的 科学的推理方法是人类思想史 上最伟大的成就之一，而且标 志着物理学的真正开端。
爱因斯坦 （1879-1955）
伽利略 (1564－1642)
质疑 • 运动物体，真的需要拉力的作用吗？ • 运动的物体之所以停下来，是因为没有外力作用了吗？
运动的物体之所以会停下来， 是因为受到摩擦力的阻碍作 用
减小摩擦力？
伽利略 (1564－1642)
猜想 • 如果没有阻力的影响，在水平面上运动
的物体会怎样呢？ • 伽利略认为将永远运动下去
惯性
• 直到有外力迫使它改变这
种状态为止。
力
牛顿第一定律的意义
• 揭示了：一切物体在任何状态下都具有惯性 • 将自然界错综复杂的相互作用抽象为一个物理概
念——力，指出力是使物体运动状态发生变化的 原因
涉及到对立的双方
安全带： 撞车时可阻止身体前冲
人教版高中物理必修1第四章第1课《牛顿第一定律》课件
人教版高中物理必修1第四章第1课《 牛顿第 一定律 》课件. (共37 张PPT)
是指宇宙中所有物体，不论物体
1）一切物体 是固体、液体还是气体。牛顿第
一定律是自然界的普遍规律。
2）不受外力作用 孤立的单个物体
3）总保持
是指"一直不变"的意思。
4）改变这种（运动）状态 相当于改变速度
指一个物体只能处于一种状态，到底处于哪种
人教版高中物理必修1第四章第1课《 牛顿第 一定律 》课件. (共37 张PPT)
伽利略理想斜面实验
物体的运动不需要力来维持
爱因斯坦：伽利略的发现以及他所应用的科 学的推理方法是人类思想史上最伟大的发现 之一，而且标志着物理的真正开端。
人教版高中物理必修1第四章第1课《 牛顿第 一定律 》课件. (共37 张PPT)
人教版高中物理必修1第四章第1课《 牛顿第 一定律 》课件. (共37 张PPT)
推理：
如果运动物体不受力，它将
下__去__，_____运__动__速__度__将__保__持__不__变_。
无休止地运动 _______________
理想状态：如果表面绝对光滑，物体受到的 阻力为零。
人教版高中物理必修1第四章第1课《 牛顿第 一定律 》课件. (共37 张PPT)
人教版高中物理必修1第四章第1课《 牛顿第 一定律 》课件. (共37 张PPT)
人教版高中物理必修1第四章第1课《 牛顿第 一定律 》课件. (共37 张PPT)
那么下图中，汽车做什么运动？
汽车加速 当汽车加速时，人的脚底由于摩擦而随之静止，人的上身由于惯性，仍 保持原来慢速行驶的运动状态，所以加速时，人会后仰。
人教版高中物理必修1第四章第1课《 牛顿第 一定律 》课件. (共37 张PPT)
高中物理必修一第4章 1 牛顿第一定律
1．运动状态变化的三种情况
(1)速度的方向不变，只有大小改变．(物体做直线运动)
(2)速度的大小不变，只有方向改变．(物体做匀速圆周运动)
(3)速度的大小和方向同时发生改变．(物体做曲线运动)
2．对牛顿第一定律的理解
(1)明确了惯性的概念
牛顿第一定律的前半句话“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”，提示了物体所具有的一个重要的属性——惯性，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性．因此牛顿第一定律又叫惯性定律．
1．有人认为伽利略斜面实验为理想实验，无法在实验中验证，故不能揭示自然规律，该说法是否正确？
该说法是错误的．伽利略的理想斜面实验反映了一种物理思想，它是建立在可靠的事实基础上的，抓住主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示了自然规律．
2．只要有力作用在物体上，物体的运动状态就会改变吗？
只有当做用在物体上的合力不为零时，物体的运动状态面说法中正确的是()
A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律
B．牛顿第一定律就是惯性
C．不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性
D．运动的物体状态发生变化时，物体必定受到外力的作用
牛顿第一定律又叫惯性定律，但不能说惯性定律就是惯性．惯性是指一切物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，它是物体的固有性质，惯性大小仅由物体的质量决定，与物体是否受力及物体的运动状态无关．而惯性定律指物体在不受外力作用(合外力为零)的条件下所遵守的运动规律，它指出了力是改变物体运动状态的原因，而不是产生或维持物体运动的原因．总之，惯性和惯性定律是两个不同的概念，但惯性定律揭示出物体具有惯性．故选A、C、D.
新人教版高中物理必修1第4章第1节牛顿第一定律 课程教学设计
通过物理学史的简介，对学生进行严密的科学态度教育，让学生了解人类认识事物本质的曲折，培养学生追求真理、勇于探索真理的科学精神。
重点
牛顿第一定律
难点
力和运动的关系,惯性
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
出示图片：推小车
在实际生活中我们观察到一些现象：我们推车时，给车施加推力，车就运动，而且推力越大车运动越快；不给车推力，车就停止。
参考答案：牛顿第一定律所描述的物体不受外力的状态，只是一种理想化状态，所以不能用实验来验证。
思考2：什么时候可以看作不受力？并举例说明。
当物体受力但所受外力的合力为零时可以看作物体不受力。
四、惯性与质量
1、惯性的表现
（1）在不受力的条件下，惯性表现为保持原来的运动状态；
出示视频：惯性现象
（2）在受力条件下，惯性表现为阻止物体运动状态的改变。
人教版高中物理必修1教学设计
课题
牛顿第一定律
单元
4
学科
物理
年级
高一
学习
目标
（一）知识与技能
1.借助伽利略的理想实验理解力和运动的关系，知道其主要推理过程及结论。
2.理解牛顿第一定律及其意义。
3.理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度，会正确解释有关的惯性现象。
（二）过程与方法
让学生经历实验探究的过程，理解由真实实验推广到理想实验的科学思想，体会分析归纳、推理总结的思维方法。
A．用力甩牙刷使牙刷运动和停止，说明牙刷的运动状态要靠力来维持；
B．刷毛间的水被甩出去是因为刷毛太细太光滑，没有摩擦力造成的；
C．仅仅是个人习惯没有科学依据；
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3.笛卡儿的观点：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 同一直线 运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向.
二、牛顿第一定律
1.牛顿第一定律的内容：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 . 2.惯性 (1)物体保持原来 匀速直线运动 状态或静止状态的性质叫作惯性.牛顿第 一定律也被叫作 惯性定律. (2)惯性是物体的 固有 属性，一切物体都具有惯性.
第四章 运动和力的关系
学习目标
1.理解牛顿第一定律的内容和意义. 2.明确惯性的概念，会用惯性解释有关现象. 3.知道质量是惯性大小的唯一量度.
内容索引
NEIRONGSUOYIN
知识梳理 重点探究 随堂演练 课时对点练
知识梳理
一、理想实验的魅力 1.亚里士多德认为：必须 有力作用在物体上 ，物体才能运动；没有力的 作用，物体就要 静止在某个地方 .
重点探究
一、伽利略理想实验
导学探究 在伽利略的斜面实验的各个过程中
(如图2所示)，哪些可以通过实验完成？哪些是
推理得出的？
图2
答案 小球由静止状态从斜面上滚下，可以滚上另一斜面，是实验事实， 可以通过实验完成，其余各个结论是由推理得出的，不可以用实验完成.
知识深化
1.理想实验是一种思维活动，虽然它是抽象思维中设想出来的，在实验 室无法验证，但它建立在可靠的事实基础上，以物理事实为依据，经过 科学抽象和逻辑推理，从而深刻揭示了物理现象的本质，理想斜面实验 反映了一种重要的物理思想. 2.理想实验的意义：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.伽利略的研究方法的核心是把实验和逻辑推理相结合.
2.伽利略的理想实验 (1)斜面实验：如图1所示，让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球 将“冲”上另一个斜面.如果没有摩擦，小球将到达 原来的高度 .减小第二 个斜面的倾角，小球运动的距离更长，但所达到的高度 相同 .当第二个斜 面最终变为水平面时，小球将 永远运动下去 .
图1 (2)推理结论：力 不是 (选填“是”或“不是”)维持物体运动的原因.
三、惯性与质量 物体惯性大小仅与 质量 有关， 质量 是物体惯性大小的唯一量度，惯性 大小与物体是否运动、运动快慢等因素均 无 关.
即学即用
1.判断下列说法的正误.
(1)伽利略的理想实验是永远无法做到的.( √ ) (2)伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因.( × )
(3)由牛顿第一定律可知，做加速直线运动的物体所受外力全部消失时，
知识深化 1.运动状态改变即速度发生变化，有三种情况： (1)速度的方向不变，大小改变. (2)速度的大小不变，方向改变. (3)速度的大小和方向同时改变. 2.对牛顿第一定律的理解 (1)定性揭示了力和运动的关系： ①力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因. ②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.
(2)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__B__(填选项前的字母). 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
二、牛顿第一定律 导学探究 (1)日常生活中，我们有这样的经验：马拉车，车就前进，停 止用力，车就停下来，是否有力作用在物体上物体才能运动呢？马不拉 车时，车为什么会停下来呢？ 答案 不是.因为受到阻力的作用. (2)如果没有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，水平面上运动的物体 的运动状态会改变吗？ 答案 如果没有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，水平面上运动的 物体将保持原来的速度沿直线永远运动下去，即运动状态不变.
例1 理想实验有时更能深刻地反映自然规律.如图3 所示，伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是实
图3 验事实，其余是推论. ①减小第二个斜面的倾角，小球在这一斜面上仍然要达到原来的高度； ②两个斜面对接，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的高度； ④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. (1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列：_②__③__①__④___(填数 字序号).
例2 (多选)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
B.牛顿第一定律说明力是维持物体运动状态的原因
√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 √D.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 牛顿第一定律的含义：不受外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；受到力的作用时物体的运
(2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性.因此牛顿第一定律 也叫惯性定律. (3)牛顿第一定律是牛顿在总结前人工作的基础上得出的，是在理想实 验的基础上加以科学抽象和逻辑推理得到的，但其得到的一切结论经过 实践证明都是正确的. (4)牛顿第一定律无法用实验直接验证.它所描述的是一种理想状态，即 不受外力的状态.
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，反映
了物体在不受外力时的运动规律，故选项A、C、D正确，B错误.
针对训练 (2019·黑龙江四校联考)关于牛顿第一定律(惯性定律)，下列 理解正确的是 A.向上抛出的物体，在向上运动的过程中，一定受到向上的作用力，否
则不可能向上运动 B.汽车在运动过程中，速度大时的惯性一定比速度小时的惯性大 C.牛顿第一定律中提出的物体不受外力作用的条件是不可能达到的，所
物体立刻静止.( × ) (4)物体从竖直向上运动的气球上掉落后，立即向下运动.( × ) (5)速度越大，物体的惯性越大.( × ) (6)受力越大，物体的惯性越大.( × )
2.前进中的大巴车突然刹车时，乘客向_前__倾倒；在匀速直线运动的火 车上竖直跳起，人会落在_原__来__位__置__(选填“原来位置”“原位置前” 或“原位置后”).