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有过
第四章运动和力的关系
4.1牛顿第一定律
牛顿是世界上从未有过的最伟大的科学家
————————阿西莫夫
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
一、力与运动的关系？
运动和力之间有什么关系呢？
运动学：在力学中，只研究物体怎样运动而不涉及运动和力的关系的分科，叫运动学。
动力学：在力学中，研究运动和力的关系的分科，叫动力学。
1、亚里士多德的观点：
要使一个物体运动，必须推它或着拉它。
自行车要前进，也必须用力
生活经验:力推物动，力撤物停。
亚里士多德：力是维持物体运动的原因。
伽利略
F推
Ff
2、伽利略的观点：
在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦力的缘故。
力是改变物体运动（速度）的原因.
物体的运动不需要靠力来维持
力是维持物体运动的原因
我们来做个理想实验吧！
二、理想实验的魅力
伽利略注意到，当一个球沿斜面向下滚动时，它的速度增大；向上滚动时，速度减小。
猜想：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，球将永远运动下去。
验证猜想
伽利略
亚里士多德
质量还很大，带正电。
力不是维持物体运动的原因
正电。
你赢了
我们知道，阻力不可能完全消除。
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。
典例1.理想实验有时更能深刻地反映自然规律，伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是实验事实，其余是推论．
①两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；
②如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；
③减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度；
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动．
在上述的设想步骤中，
属于可靠的事实，
是理想化的推论．
① 是事实，② ③ ④是推论
笛卡儿
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线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。
牛顿
正电。
让我来
三、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。
1、内容：
2、理解：
（惯性定律）
a.物体不受力
匀速直线运动状态或静止状态
b.有力的作用
迫使物体的运动状态发生改变
c.一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这个性质叫做惯性。（惯性是维持物体运动状态的原因）
力不是维持物体运动状态的原因
力是改变物体运动状态的原因
伽利略
笛卡尔
亚里士多德
力是维持物体运动的原因
力不是维持物体运动的原因
运动中的物体没有受力的作用，将继续以同一速度做直线运动
超越时空的科学接力
牛顿第一定律
牛顿
速度是矢量
大小
方向
静止即v=0，变为某一数值
什么是“运动状态”？
结论：“运动状态”即速度，速度变化就是运动状态变化。
②也可以说力是改变物体速度的原因。
③力是产生加速度的原因
①力是改变物体运动状态的原因
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。
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。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。
2、牛顿第一定律所描述的物体的状态是一种理想化状态。
牛顿第一定律在实际应用
典例2、（多选）关于牛顿第一定律，下述中正确的是（ ）
A.由于宇宙没有不受力的物体，因此牛顿第一定律只是理想的定律并不具有实际意义
B.牛顿第一定律揭示了一切物体都具有惯性
C.牛顿第一定律说明力是改变物体惯性的原因
D.牛顿第一定律告诉我们力是改变物体运动状态的原因
BD
典例3.下列对运动的认识错误的是 ( )
A.亚里士多德认为物体的自然状态是静止的.只有当它受到力的作用才会运动
B.伽利略认为力不是维持物体速度的原因
C.牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度,而不仅仅是使之运动
D.伽利略根据理想实验推论出,如果没有摩擦,在水平面上的物体,一旦具有某一个速度,将保持这个速度继续运动下去
C
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“能力”，即都具有惯性。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，质量大的石块需要的力大。
1、惯性：
物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质
2、说明：
四、惯性与质量
（1）一切物体都具有惯性（普遍性）
（2）惯性是物体的固有属性，惯性与运动状态无关
生活中“惯性”体现在哪里？
不受力：表现为保持原来的运动状态
受力：表现为运动状态改变的难易程度
A
B
以相同的方式抛两个石块，让它们获得相同的速度
，谁需要的力更大一些呢？
实例说明:不同质量的物体，惯性的大小不一样。质量大的物体惯性大
1、惯性：
物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质
2、说明：
3、惯性与质量：
惯性只和物体质量有关，和其他因素无关。
质量大，惯性大。
四、惯性与质量
（1）一切物体都具有惯性（普遍性）
（2）惯性是物体的固有属性，惯性与运动状态无关
（3）惯性与是否受力无关，与速度大小无关,只与质量有关（唯一性）
质量是惯性大小的唯一量度
结论：惯性只与质量有关，质量越大惯性越大，运动状态越难以改变。
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。
普遍性
唯一性
一切物体都具有惯性
惯性大小只与质量有关
1、运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性？
2、运动速度大的物体惯性就大呢？
错,惯性与物体的运动状态无关
错,决定惯性的唯一量度就是质量
3、惯性是一种特殊的力吗？
不是,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。
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。
如图所示，某同学为了取出羽毛球筒中的羽毛球，一手拿着球筒的中部，另一手用力击打球筒的上端，则（ ）
A、该同学是在利用球筒的惯性
B、羽毛球会从球筒的下端出来
C、该同学是在利用羽毛球的惯性
D、球筒向下运动的过程中，羽毛球受到向上的摩擦力从上端出来
C
典例4、关于物体的惯性，下列说法正确的是 （ ）
A.只有处于静止或匀速直线运动的物体才具有惯性
B.只有运动的物体才能表现出它的惯性
C.物体做变速运动时，其惯性不断变化
D.物体在月球上没有惯性
E.速度大的物体惯性大
F.以上说法均不正确
F
典例5．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
D
课堂小结
反映了：
1、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、物体不受外力时，总保持匀速直线运动状态或静止状态.
惯性：一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫惯性。
唯一决定因素：质量
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。
理想实验的魅力：伽利略理想斜面实验 实验（事实）+逻辑推理
1、交通部门规定：在车辆前排乘坐的人必须系好安全带。请从物理学的角度加以说明。
2、有人设想，乘坐气球飘在高空，由于地球自转，一昼夜就能环游世界，这个设想可行吗？
思考与讨论
解：因为当瓶子从静止状态突然向右加速运动时，瓶中的水由于惯性要保持原有的静止状态，相对瓶来说是向左运动，气泡也有惯性，但相比水来说质量很小，惯性小可忽略不计，所以气泡相对水向右移动。
典例6、如图所示，水平放置的小瓶内装有水，其中有气泡，当瓶子从静止状态突然向右加速运动时，小气泡在瓶内将向何方运动？
典例7.如图，在车厢中的A是用绳拴在底部上的氢气球，B是用绳挂在车厢顶的金属球，开始时它们和车顶一起向右做匀速直线运动，若忽然刹车使车向右做匀减速运动．则下列哪个图能正确表示刹车期间车内的情况（　　）
A.
B.
C.
D.
C
谢谢各位专家、
老师和同学！

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