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(共37张PPT)
第四章 运动和力的关系
01
牛顿第一定律
一、历史回顾
运动学：只研究物体怎样运动，而不涉及物体为什么会这样运动，也就是运动和力的关系的理论，叫运动学。
动力学：研究物体为什么会这样运动，也就是运动和力的关系的理论，叫动力学。
动力学的奠基人——牛顿（Isaac Newton )
同学们一定有这种体验：在平地上骑自行车的时候，即使不踩踏板，车也会前进一段距离，但因为没有继续用力，它最终还是要停下来 。
日常生活中这种现象很多
自由摆动的秋千会停下来
滚动的足球最终会停下来
随风摆动的风铃最终会停下来
一、历史回顾
运动的物体为什么会停下来

一、历史回顾
用手推书，书在手的作用下通过一段距离，把手撤离，书会做什么运动？
书 会 停 下 来
由此古希腊学者亚里士多德得到结论：
一、历史回顾
思考
只有力作用在物体上，物体才能运动。没有力的作用，物体就要静止在一个地方
亚里士多德
(Aristotle,前384-前322)
通过观察、思考，得到经验和结论，符合人们的生活经验
一、历史回顾
亚里士多德认为：物体的本性是静止，一切物体的运动都需要力的维持。
力是维持物体运动的原因
伽利略(Galileo,1564-1642）
意大利物理学家和天文学家,科学革命的先驱
一、历史回顾
毛巾表面
棉布表面
木板表面
为什么小车运动的距离不一样？
理想斜面实验
实验
推理
假设
结论
“理想实验”又叫“想象实验”，它以可靠的事实为基础，突出主要因素、忽略次要因素，通过抽象思维深刻揭示自然规律。
一、历史回顾
伽利略理想斜面实验
事实
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。
推论
如果没有摩擦，小球将到达原来的高度。
推论
如果第二个斜面倾角减小，小球仍将到达原来的高度，但是运动的距离更长。
推论
当斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去。
一、历史回顾
力不是维持物体运动状态的原因
伽利略理想实验的本质是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。这种依据逻辑推理把实际实验理想化的思想也是研究物理问题的重要方法之一。
运动物体在理想的光滑水平面上将一直运动下去。外力停止作用时物体要静止下来，这不是“自然本性”，而是因为接触面不光滑。
一、历史回顾
运动不须要力来维持
笛卡尔的补充和完善
笛卡儿(1596-1650)
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。这应该成为一个原理，是人类整个自然观的基石。
一、历史回顾
一、历史回顾
牛顿(Newton,1642-1727)
《自然哲学之数学原理》
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
一、历史回顾
一、历史回顾
VS
正确
牛顿物理学的基石——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，直到外力迫使它改变运动状态为止。
牛顿(Newton,1642-1727)
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”。
二、牛顿第一定律
二、牛顿第一定律
2、理解：
a.物体不受力
匀速直线运动状态或静止状态
运动状态（速度）保持不变
力不是维持物体运动状态的原因
b.有力的作用
迫使物体的运动状态发生改变
改变速度
产生加速度
力是改变物体运动状态的原因，或力是产生加速度的原因
c.物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，这个性质叫做惯性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律。
一切物体都有惯性。
惯性是物体的一种固有属性，表现为物体对其运动状态变化的一种阻抗程度。
任何物体不论是运动的，还是静止的；不论运动的快还是慢；也不论受力与否，都有惯性，惯性才是物体的本质属性。
3、惯性：物体具有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。惯性是一种性质，惯性现象随处可见。
二、牛顿第一定律
三、惯性
三、惯性
三、惯性
思考讨论
问题一：坐在热气球里，热气球不动，由于地球自转，12小时候后我们就到里地球的另一面，24小时候，我们就绕着地球转了一圈，能否实现？
问题二：地球自西向东转，赤道上的自转速度为465m/s，我们竖直向上起跳，落地的时候是落到东边、西边还是原地？
三、惯性
司机突然加速、或者突然减速，会发生什么？
实验：影响惯性的因素
结论：通过实验可以看到，惯性与质量大小有关，进一步的实验表明，质量是惯性大小的唯一量度。
质量越大，惯性越大
三、惯性
质量是物体惯性大小的唯一量度。
三、惯性
注意：惯性大小与速度无关！
哪辆车更容易停下来？
惯性是物体的固有属性，不论物体运动与否、受力与否，都具有惯性。且惯性只和质量有关。一切物体都具有惯性，物体的运动并非一定需要力来维持。
牛顿第一定律由于提出了惯性的概念，所以也叫惯性定律。它描述的虽然是一种理想的状态，但是它揭示了运动和力的关系，改变了几千年来人的错误观念，导致经典物理学的诞生。
牛顿第一定律的意义：
三、惯性
1.伽利略实验说明力不是维持物体的速度的原因，而是改变物体运动状态，即改变物体速度的原因。
3.描述物体惯性的物理量是质量。
2.一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。
四、总结
3. 外力的作用是迫使物体改变其运动，说明力使__________________
的原因。
惯性
匀速直线运动
物体运动速度改变
静止
1. 牛顿第一定律也叫______定律，它的内容是：一切物体在总保持______ 状态或______________状态。
2. 描述物体惯性的物理量______。
质量
四、总结
1、牛顿第一定律的得出是（ ）
A.大量实验得出的结论
B.理论推导出来的
C.大量实验的基础上经理论推导出来的
D.牛顿独自推理出的
C
四、总结
2.关于牛顿第一定律的说法中正确的是（　 ）
A．物体在任何情况下始终处于静止状态或匀速直线运动状态
B．牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因，又揭示了运动改变的原因
C．物体运动需要靠力来维持
D．牛顿第一定律反映物体不受外力作用时的运动规律，即始终处于匀速直线运动状态
B
四、总结
3、子弹从枪口射出后，它能在空中继续向前飞行，是因为（ ）
A.子弹受到火药燃气的推力
B.子弹受到了惯性力的作用
C.子弹有惯性
D.子弹的惯性大于它受到的阻力
C
四、总结
4、下列关于惯性的说法中正确的是（　 ）
A．物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性
B．物体只有不受外力作用时才有惯性
C．物体运动速度大时惯性大
D．物体在任何情况下都有惯性
D
四、总结
5、长直轨道上匀速行驶,坐在门窗密闭的车厢内的一人将手中的钥匙相对车竖直上抛,钥匙将落在( )
A.手的后方
B.手的前方
C.落在手中
D.无法确定
C
四、总结
6、伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础．早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是(　　 )
A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性
B．没有力的作用，物体只能处于静止状态
C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性
D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动
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四、总结
下 课
Thanks!
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