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第四章 牛顿运动定律牛顿第一定律
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第四章 牛顿运动定律
问题
初中我们学习了牛顿第一定律的基本内容，你能说说它揭示了物体运动遵循怎样的规律吗？
滑冰运动员如果不用力，他会慢慢停下来。这是否与牛顿第一定律矛盾呢？
爱因斯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。有时候明显可见的线索却把人们引到错误的判断上去。
亚里士多德
(古希腊，哲人)
　亚里士多德的观点（人们的经验）：
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。
　根据日常的观察。
　得到当时人们的赞同，这个观点维持了近2000年。
　要使一个物体运动，必须推它或拉它。如果不再推、拉，原来运动的物体便会停止下来。
力和运动是什么关系？
　伽利略的研究
伽利略
(意大利，物理学家)
　17世纪（近四百年前），意大利科学家伽利略，提出不同意见。
　伽利略认为：在水平面上运动的物体所以会停下来，是因为受到摩擦（将人们引入歧途）的缘故。
力和运动是什么关系？
　若没有摩擦，球将永远运动下去。
力和运动是什么关系？
伽利略怎么证明自己的观点？
1.实验：让一个小球沿斜面从静止状态开始运动
2.实验：减小斜面倾角
伽利略看到的现象：一个滚沿斜面向下滚动时，速度增大，向上滚动时速度减小。猜想：
3.推断：当斜面最终变为水平面时
　伽利略的结论：
力不是维持物体运动（即维持速度）的原因。
　法国数学家笛卡儿，完善和补充了伽利略的结论：
　除非物体受到外力的作用，物体将永远保持其静止或运动的状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动。这应成为一个基本原理。
　力是改变物体运动状态（即速度）的原因。
力和运动是什么关系？
　伽利略研究的方法：理想实验法。
无论是亚里士多德，还是伽利略和笛卡儿，都没有提出力的概念。牛顿将复杂的相互作用抽象为“力”。
牛顿
（英国，著名物理学家）
　牛顿总结前人研究，提出关于力和运动关系的第一条定律：
　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。
——牛顿第一定律
力和运动是什么关系？
什么是运动状态改变？
静止与运动的转变，速度大小或方向变化。
任何物体都和周围的物体有相互作用，不受力作用的物体是不存在的。所以，牛顿第一定律所描述的状态是一种理想状态。它是利用逻辑思维进行分析的产物，不可能用实验直接验证。
　力不是维持运动的原因，而是改变物体运动状态（速度）的原因。
力和运动的关系？
理解牛顿第一定律
　牛顿第一定律，指出：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，这种性质就叫惯性。
　牛顿第一定律，也叫惯性定律。
　对“惯性”的理解：
　①不受外力时，惯性表现为：保持原来的运动状态不变，即物体的速度大小方向都不变。
　②受外力时，惯性表现为：反抗运动状态被改变。
　不管受不受外力，惯性都是存在的，是物体的天然本性。
维持原状，反抗改变


惯性的概念
理解牛顿第一定律
理解牛顿第一定律
质量是物体惯性大小的唯一量度
不同物体维持其原有运动状态的“能力”不同，质量大的物体惯性大。
质量：物体所含物质的多少。
质量：描述物体惯性的物理量。
质量是标量。
　例1．下列关于惯性的说法中，正确的是
　A．物体只有在静止时才具有惯性
　B．物体运动速度越大，其惯性也越大
　C．太空中的物体没有惯性
　D．不论物体运动与否，受力与否，物体都具有惯性
　例2．以下说法中正确的是
　A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律
　B．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变
　C．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果
　D．飞跑的运动员，由于遇到障碍而绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态
　例3．火车在长直轨道上匀速行驶，坐在门窗密闭车厢内的人，将手中钥匙相对车竖直上抛，钥匙将落在什么位置？
　A．手的后方
　B．手的前方
　C．落在手中
　D．无法确定
A
B
O
　例4．如图，桌面上有一光滑的木块，木块上有一小球，推动木块，小球的位置可能在桌面上的哪点？
　A．A点　　B．B点　　　C．O点　　D．无法确定
3. 惯性是物体的固有性质,不论物体处于什么状态,都具有惯性.
关于惯性的认识：
1.惯性是指物体抵抗运动状态改变的“本领”。惯性不是一种力.
2.一切物体都具有惯性,物体的运动并不需要力来维持.
B
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②③①④
B
惯性与质量
足球守门员可以接住飞过来的足球，如果是以同样速度飞过来的铁球，他还能接得住吗？
惯性只和质量有关，质量越大，惯性越大。
BD
例2 火车在长直轨道上匀速行驶,门前紧闭的车厢内有一人向上跳起,发现仍落回原处的原因是什么
A.人跳起后,车厢内空气给他以向前的推力,带着他 随同火车一起向前运动
B.人跳起瞬间,车厢地板给他一向前推力,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,偏后的距离的不明显
D.人跳起后直到落地,在水平方向上始终和车具有相同的速度

例3 关于伽利略理想实验,下列认识正确的是( )
A.理想实验是不科学的假想实验
B.理想实验所得到的结论是不可靠的
C.理想实验是一种科学方法
D.牛顿第一定律描述的是一种理想化状态


小结：
1.伽利略的研究方法——理想实验法：
2.牛顿第一定律：
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。
含义：
①一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质——惯性
②物体不受外力时的运动状态是匀速直线运动或者静止 。
③ 外力的作用迫使物体改变原来的运动状态。
意义：正确揭示了力和运动的关系。

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