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第四章 运动和力的关系
第一节 牛顿第一定律
在力学中只研究怎样运动而不涉及运动和力的关系的分科叫做运动学．
研究运动和力的关系的分科叫动力学．
动力学的奠基人是英国科学家牛顿．1678年出版的《自然哲学的数学原理》是牛顿的动力学奠基之作．
亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因．这种观点持续了两千年.
伽利略的观点：物体的运动不需要力来维持，
即使没有反例，我也认为“物体的运动不需要力来维持”
他哪里来的勇气？
他该如何向人们证明自己的观点？
他哪里来的勇气？
伽利略认为，将人们引入歧途的是摩擦，而物体在通常情况下运动时，摩擦又是难以避免的。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。他由此猜想: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。
他该如何向人们证明自己的观点？
消除运动物体的阻碍
让人们看到无阻碍的水平运动
但是这都是无法完成的任务
猜想？
理想斜面实验
实验和逻辑推理相结合
伟大思想的对比
伽利略
笛卡尔
牛顿
亚里士多德
纠正了长久以来人们关于力和运动关系的错误认识；
认为不受力的物体将沿直线运动。认为这应成为一个原理，人类自然观的基石。
牛顿的高明之处在于，他将物体间复杂多样的相互作用抽象为“力”。
伟大思想的对比
伽利略
笛卡尔
牛顿
亚里士多德
提出问题
研究方法
加以修正
形成体系
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)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.
【思考】
火车在某段东西方向水平轨道上匀速行驶,某时刻发现杯子向西倾倒,火车可能如何运动 (模型建构)
提示:可能向东加速,也可能向西减速。
D
2.如图2所示为玉兔号月球车，假设其分别在地面以较小的速率和在月面以较大的速率行驶时，下列判断正确的是
A.在地面运动时的惯性较大
B.在月面运动时的惯性较大
C.在地面和月面运动时惯性一样大
D.在地面运动时的质量较大
图2
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3.如图5所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定的斜面上，A的上表面水平，在A的上表面上放一光滑的小球B，A由静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是
A.沿斜面向下的直线　　　　
B.竖直向下的直线
C.无规则曲线
D.抛物线
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
图5
4、如图所示,在一辆表面光滑、足够长的小车上,有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)，两小球原来随车一起运动,当车突然停止时,如不考虑其他阻力,则两个小球（ ）
A.一定相碰
B.一定不相碰
C.不一定相碰
D.无法确定
m1
m2
B
5、理想实验有时更能深刻地反映自然规律.如图所示，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时的高度；
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：_________(填数字序号).
(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____(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
②③①④
B
6. 如图所示是一种汽车安全带控制装置的示意图,当汽车处于静止或匀速直线运动状态时,摆锤竖直悬挂,锁棒水平,棘轮可以自由转动,安全带能被拉动。当汽车突然刹车时,摆锤由于惯性绕轴摆动,使得锁棒锁定棘轮的转动,安全带不能被拉动。若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置,汽车可能的运动方向和运动状态是 (　　)
A.向左行驶,突然刹车
B.向右行驶,突然刹车
C.向左行驶,匀速直线运动
D.向右行驶,匀速直线运动
B

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