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第四章 运动和力的关系
第1节 牛顿第一定律
1.了解伽利略关于运动和力的关系的认识，了解伽利略理想实验和推理过程。
2.理解牛顿第一定律的内容及意义。
3.理解惯性的概念,会解释有关的惯性现象。
要使一个物体运动，必须推它或拉它；静止的滑板车，需要用力蹬地才能运动起来；停止用力时，滑板车又会慢慢停下来。
生活经验告诉我们物体的运动似乎需要力来维持
实际真的如此吗？
一、历史回顾
亚里士多德的观点：
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。力是维持物体运动的原因。
生活经验：力推物动，力撤物停，力越大物体运动越快。
（公元前384-前322）
思考：为什么亚里士多德的错误观点能延续近两千年？
（1）自然的生活经验
（2）直觉
1.伽利略的猜想
球沿斜面向下滚动，速度增大
球沿斜面向上滚动，速度减小
什么情况下可以匀速运动呢？
二、理想实验的魅力
越来越慢
实际情况：
猜想：球沿水平面滚动，速度不变
快慢不变
思考：为什么会有这种现象？
伽利略认为：是摩擦力作用，若没有摩擦力，球将永远运动。
2.伽利略理想斜面实验
思考：如何才能证明伽利略的猜想是正确的呢？
想办法减小摩擦力
（1）实验方法：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，依据逻辑推理把实际实验理想化。
（2）实验器材：可调角度的斜面、毛巾、棉布、小球
观察：摩擦力越小，小球冲上斜面是否能达到原来的高度
现象：
摩擦力越小，小球能达到的高度越高，越接近原来的高度
合理推理：
如果没有摩擦，小球将达到原来的高度
观察：斜面倾角越小，小球冲上斜面是否能达到原来的高度
现象：
斜面倾角不同，小球能达到的高度相同，但是运动的距离更长。
合理推理：
斜面变为水平时，小球要达到原来的高度将永远运动下去
3.结论
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
运动的物体不需要力来维持
思考：伽利略的斜面实验为什么是一个“理想实验”？
（1）阻力不可能完全消除
（2）斜面不可能无限长
思考：伽利略和亚里士多德的研究方法有何不同？
亚里士多德：
观察
思考
结论
伽利略：
观察
猜想
实验
推理
结论
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。
4.笛卡儿的补充和完善
1.内容
三、牛顿第一定律
牛顿总结伽利略等人的研究成果，得出了牛顿第一定律
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。
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
不受外力（不存在）---无法用实验验证
思考：牛顿第一定律可不可用实验来验证？
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。
2.牛顿第一定律的理解
一切物体都有保持原来保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性（所以牛顿第一定律也叫惯性定律）。
（或合外力为0）
一个物体的质量大，惯性就越大，它的运动状态就难以改变。反之则容易。
四、惯性与质量
1.惯性的定义：一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，这种性质叫惯性。
2.惯性的理解
惯性大小反映了物体保持运动状态不变的能力大小。
思考1：运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性？
思考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
思考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。
（1）汽车突然刹车（或减速），人为什么会向前倒？
当汽车刹车时，人的脚底由于与车厢间的摩擦而随车静止，人的上身由于惯性，会保持继续向前运动的状态，所以刹车或减速时，人会向前倾。
3.用惯性解释生活中的现象
（2）跑动中的人，脚被绊住，为什么会向前倒？
跑动中的人整个身体向前运动，当脚被绊住后停止运动，而上半身由于惯性，仍要保持原来的运动状态，继续向前运动，所以人向前摔倒。
4.生活中“利用惯性” 的事例
助跑跳远
利用惯性紧锤头
跳远运动员快速助跑后，飞身一跃，利用自身的惯性，在空中继续前进，以提高成绩。
运动员在原地转体，加快铅球的出手速度，铅球离开手后由于惯性继续向前运动。
铁饼运动
撞击锤柄下端，锤柄突然停止，锤头由于惯性继续向下运动，锤头就能牢牢地套在锤柄上。

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