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(共22张PPT)
4.1牛顿第一定律
回溯历史，跟随大师的脚步
牛顿《自然哲学的数学原理》修订手稿
一、力和运动的关系
小实验：用力推动放在桌上的课本
有推力 无推力
运动状态
1、提出问题，经验猜想
亚里士多德的观点：
必须有力作用在物体上，物体才能够运动;没有力的作用，物体就要静止在一个地方.
日常经验、直觉
亚里士多德
恩格斯称他是“最博学的人”。
结论：力是维持物体运动的原因
运动
静止
2、质疑假设，科学猜想
①现象:沿水平面滚动的球越来越慢，最后停下来。
②质疑:滚动的球停下来，真的是因为没有力的作用吗
结论:滚动的球停下来，是摩擦阻力作用的结果
《关于两门新科学的对话》
在向下倾斜的平面上存在一个“加速因素”;而在向上倾斜的平面上有一个“减速因素”。由此可见,在水平面上的运动是永久的…
伽利略（1564～1642）
被称作“现代物理学之父”、“科学方法之父”、“现代科学之父 ”。
③假设:若没有摩擦阻力，沿水平面滚动的球将怎样运动呢
④猜想:若没有摩擦阻力，球将永远滚动下去.
毛巾
木板
光滑
伽利略关于力和运动的观点
力不是维持物体运动的原因
合理外推：
摩擦力越小，物体运动的距离越长。
假如没有摩擦力，则物体无限运动下去。
伽利略的斜面实验为什么是一个“理想实验”？
结论
研究方法：
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
勒奈·笛卡尔（Rene Descartes）,1596年3月31日生于法国都兰城。笛卡尔是伟大的哲学家、物理学家、数学家、生理学家，也是解析几何的创始人。笛卡儿是欧洲近代资产阶级哲学的奠基人之一，黑格尔称他为“现代哲学之父”。
4、笛卡尔关于力和运动的观点
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，既不停下来也不偏离原来的方向.
想一想
对比伽利略与笛卡儿表述,有什么不同
如果没有摩擦作用的影响,在水平面上运动的物体会一直运动下去!
——伽利略
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,不会停下来,也不偏离原来的方向。
——笛卡尔
匀速直线运动
如果说我比别人看得更远些,那是因为我站在了巨人的肩上.
——牛顿
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。
二、牛顿物理学的基石—牛顿第一定律
（惯性定律）
2.惯性
“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”
inertia
惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。
惯性反应了物体维持原有运动状态的能力。
一切物体的惯性是否相同？
质量越大惯性越大，质量越小惯性越小
运动的火车比运动的自行车停下来要困难得多，可见物体的惯性即保持匀速直线运动状态或静止状态的本领，它与物体的质量有关。
实验：两不同质量小球以等大的速度对撞，观察两小球运动状态。
2.惯性
“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”
inertia
惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。
惯性反应了物体维持原有运动状态的能力。
描述物体惯性的物理量是它的质量，质量越大，惯性越大，运动状态越难改变。
3.力
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”。
力不是维持物体运动的原因。
力是改变物体运动状态的原因。
力
运动状态变化
速度变化
产生加速度
力是使物体产生加速的原因。
不受外力作用的物体是不存在的，牛顿第一定律所描述的物体不受外力的状态，是一种理想化状态，这种状态虽不能实现，但在现实中却可以用合力为0的状态来代替它，或者说合力为0与不受外力是等效的，这样就使得牛顿第一定律在实际应用中有了实际意义。
思考1：自然界中是否存在不受力的物体？
思考2：牛顿第一定律能用实验直接验证吗 如果不能,我们凭什么相信它呢
问题1:运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性
问题2：做变速运动的物体是否有惯性？
问题3:运动速度大的物体惯性就大呢
问题4:“惯性” 是不是就是“惯性定律”？
问题5: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。
不是,惯性是物体本身固有的一种属性,它跟物体受不受外力无关。惯性定律是物体在某个特定的环境(不受外力)下具有惯性。
4.惯性参考系
以这张纸为参考系:
小钢球的运动状态发生改变,小钢球在水平方向上应该受到力的作用
以地面为参考系:
仍然保持静止状态
如果在一个参考系中，一个不受力的物体会保持匀速直线运动状态或静止状态，这样的参考系叫作惯性参考系，简称惯性系。
牛顿第一定律是否成立与选择什么参考系有关。
惯性参考系是最常用的参考系
判断一个参考系是不是惯性参考系，最基本的判据就是牛顿运动定律是否成立。
根据伽利略相对性原理，和一个惯性参考系保持相对静止或匀速直线运动状态的参考系也是惯性参考系。
在解决实际问题中总是根据需要选取近似的惯性参考系。
地球
太阳
研究地面上物体小范围内的运动
研究太阳系中天体的运动
三、牛顿第一定律的应用
请你用惯性的知识来解释一下为什么当你奔跑时碰到石块，必然是向前跌倒;而如果你脚踏西瓜皮，必然是向后倒
自行车紧急刹车时，是刹前轮还是后轮，为什么？
有人设想，乘坐气球飘在高空,由于地球的自转，一昼夜就能周游世界，请你评价一下，这个设想可行吗
课堂小结
人们对运动和力的关系的认识：从感性认识到理性认识的跃进
关键词：理想实验；牛顿第一定律；惯性。
作用在物体上的力能够改变物体的运动状态,产生加速度;而物体具有的惯性又在抵抗运动状态的改变。
可见,物体的加速度与カ、质量有关,有什么样的定量关系呢
想一想

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