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1、第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律第一节第一节 牛顿第一定律牛顿第一定律 在前面我们学习了怎样描述物体的运动，在前面我们学习了怎样描述物体的运动，也学了物体之间的相互作用，但没有讨论物体也学了物体之间的相互作用，但没有讨论物体为什么会做这种或那种运动。要讨论这样的问为什么会做这种或那种运动。要讨论这样的问题，就要研究运动与力的关系。在物理学中，题，就要研究运动与力的关系。在物理学中，研究运动和力的关系的理论，称做动力学。研究运动和力的关系的理论，称做动力学。懂得了动力学的知识，才能根据物体所受懂得了动力学的知识，才能根据物体所受的力确定物体的位置、速度变化的规律，才能的力确定物体的位置、速
2、度变化的规律，才能创造条件来控制物体的运动。例如，动力学则创造条件来控制物体的运动。例如，动力学则使我们能够把人造卫星和宇宙飞船送上太空，使我们能够把人造卫星和宇宙飞船送上太空，使人类登上月球，甚至奔向火星使人类登上月球，甚至奔向火星这一章我这一章我们就来学习牛顿运动定律。们就来学习牛顿运动定律。实验探究实验探究 从身边的现象开始探究力与运动的关系！小实验：用力推动放在桌上的课本小实验：用力推动放在桌上的课本.有推力时有推力时 无推力时无推力时运动状态运动状态运动运动静止静止结论：结论：力是物体运动的原因，也是维持物体运动力是物体运动的原因，也是维持物体运动的原因。的原因。以上理论能否解释其他
3、现象呢？以上理论能否解释其他现象呢？如如:足球运动中的现象。足球运动中的现象。足球放在地上，不踢，足球放在地上，不踢，足球不会运动足球不会运动.理论可以解释理论可以解释运动员脚与球脱离运动员脚与球脱离接触后，球并没有接触后，球并没有立刻静止立刻静止.理论与事实不相符理论与事实不相符思考思考:足球脱离脚的接触后并不是立即足球脱离脚的接触后并不是立即静止而是继续运动静止而是继续运动.力不是维持物体运动的力不是维持物体运动的原因！原因！理论陷入困境！理论陷入困境！如何修正如何修正?继续思考继续思考:足球又为什么最终足球又为什么最终停止运动停止运动?因为足球受到摩擦力因为足球受到摩擦力等阻力的影响等阻
4、力的影响!由此可见由此可见:足球并不是因为不再受力才停足球并不是因为不再受力才停止运动的止运动的,而相反而相反,正是因为受到了力正是因为受到了力(摩摩擦力等阻力擦力等阻力)才使足球停下来才使足球停下来!总结总结1:1:力是物体从静止变成运动的原因力是物体从静止变成运动的原因.总结总结2:2:力是物体从运动变成静止的原因力是物体从运动变成静止的原因.力不是维持物体运动的原因，而力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因！是改变物体运动状态的原因！结论：总结总结3:3:物体的运动不需要力来维持物体的运动不需要力来维持.试用新理论解释其他现象试用新理论解释其他现象:理论正确！理论正确！如果
5、我们将来发现理论与实际不如果我们将来发现理论与实际不符合，我们还要进一步修正现有的理符合，我们还要进一步修正现有的理论。科学就是这样不断进步的！论。科学就是这样不断进步的！符合符合用力推动放在桌上的小车用力推动放在桌上的小车阅读课文找出：阅读课文找出：阅读课文找出：阅读课文找出：科学家曲折的探究过程科学家曲折的探究过程科学家曲折的探究过程科学家曲折的探究过程1 1、亚里士多德的观点：、亚里士多德的观点：2 2、伽利略的观点：、伽利略的观点：3 3、笛卡儿的补充和完善：、笛卡儿的补充和完善：4 4、牛顿的总结：、牛顿的总结：伽利略：伽利略：物体不受力时，物体不受力时，就会就会保持匀速直线运动保持
6、匀速直线运动状状态。态。（不完善）（不完善）亚里士多德：亚里士多德：必须有力必须有力作用于物体上，物体才作用于物体上，物体才能运动。即能运动。即力是维持物力是维持物体运动的原因。体运动的原因。（错误（错误结论）结论）伽利略的发现以及他所用的科学的推理方法是人伽利略的发现以及他所用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，这个发现告诉我们，类思想史上最伟大的成就之一，这个发现告诉我们，根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的，根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的，因为他们有的时候会引到错误的线索上去。因为他们有的时候会引到错误的线索上去。物体的运动不需要力来维持物体的运动不需要
7、力来维持伽利略理想斜面实验伽利略理想斜面实验 完全理想的情况是难以实现的，但是我们可以完全理想的情况是难以实现的，但是我们可以在气垫导轨上做一个在气垫导轨上做一个近似近似的实验。的实验。利用光电门和电子计数器可以测出，利用光电门和电子计数器可以测出，滑块在运动过程中速度几乎不变滑块在运动过程中速度几乎不变实验探究实验探究牛顿：牛顿：一切物体总保持匀速一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。它改变这种状态。笛卡儿：笛卡儿：除非物体受到外力除非物体受到外力作用，物体将作用，物体将永远保持静止永远保持静止或或运
8、动状态运动状态，永远保持在，永远保持在直直线线上运动。（比较完善）上运动。（比较完善）牛顿物理学的基石牛顿物理学的基石惯性定律惯性定律1.内容内容:一切物体总保持匀速直线运动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。面的力迫使它改变这种状态。牛顿第一定律：牛顿第一定律：（2）确定了力的含义）确定了力的含义（3）揭示了力和运动的关系）揭示了力和运动的关系（1）明确了惯性的概念）明确了惯性的概念2、理解：、理解：1、牛顿第一定律能不能用实验来、牛顿第一定律能不能用实验来验证？验证？不能，因为不受力作用的物体是不能，因为不受力作用
9、的物体是不存在的。当物体受力但所受合力为不存在的。当物体受力但所受合力为零时可以看作物体不受力。零时可以看作物体不受力。思考思考2、简述惯性定律和惯性的区别、简述惯性定律和惯性的区别和联系。和联系。惯性定律：惯性定律：是物体不受外力作用时所遵从是物体不受外力作用时所遵从的规律的规律惯性：惯性：是物体的固有属性，一切物体都有是物体的固有属性，一切物体都有惯性惯性思考思考1、实验：、实验：（1）现象：小车上）现象：小车上放置一个木块，突然放置一个木块，突然拉动小车和小车被挡拉动小车和小车被挡板挡住时，观察会出板挡住时，观察会出现什么现象？现什么现象？（2）演示：一个玻璃杯内盛半杯水，上面盖一）演示
10、：一个玻璃杯内盛半杯水，上面盖一块塑料板，板上放一只鸡蛋，用小棒猛击塑料块塑料板，板上放一只鸡蛋，用小棒猛击塑料板，塑料板飞出，鸡蛋却稳稳地落入杯中。这板，塑料板飞出，鸡蛋却稳稳地落入杯中。这个实验说明了什么？个实验说明了什么？一切物体都具有惯性；一切物体都具有惯性；惯性是物体的固有属性，不论物惯性是物体的固有属性，不论物体处于什么状态，都具有惯性。体处于什么状态，都具有惯性。一切物体都有保持匀速直线运动状态一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫做惯性。或静止状态的性质，这种性质叫做惯性。特点：特点：2 2、物体都具有保持匀速直线运动状、物体都具有保持匀速直线运动状态或静
11、止状态的性质，或者说，它们都态或静止状态的性质，或者说，它们都有抵抗运动状态变化的有抵抗运动状态变化的“本领本领”。但是。但是这种这种“本领本领”的大小是不一样的。的大小是不一样的。物体抵抗运动状态改变的物体抵抗运动状态改变的“本领本领”，与什么因素有关？请通过实例分析。，与什么因素有关？请通过实例分析。惯性只与物体质量有关惯性只与物体质量有关，和其他，和其他因素无关因素无关(如如:运动与否、速度大小、所运动与否、速度大小、所受外力等受外力等)。质量大，惯性大。质量大，惯性大。惯性与质量：惯性与质量：生生活活经经验验告告诉诉我我们们：行行驶驶中中的的汽汽车车，即即使使紧紧急急刹刹车车，也也要要
12、向向前前运运动动一一段段距距离离才才能能停停下下来来，而而且且汽汽车车的的速速度度越越快快，刹刹车车后后向向前前运运动动的的距距离离越越长长因因此此，有有些些同同学学认认为为：物物体体的的惯惯性性与与它它的的速速度度有有关关，汽汽车车的的速速度度越越大大，它它的的惯惯性性也也就就越大这种看法对不对？越大这种看法对不对？分析：分析：一个物体惯性的大小是惟一确定的，与物体的运动速度大小无关，一个物体惯性的大小是惟一确定的，与物体的运动速度大小无关，物体在受外力作用时，其惯性的大小表现在运动状态改变的难易程度上。物体在受外力作用时，其惯性的大小表现在运动状态改变的难易程度上。在同样大小力的作用下，惯
13、性大的物体运动状态难改变（在单位时间内速在同样大小力的作用下，惯性大的物体运动状态难改变（在单位时间内速度的改变量较小），惯性小的物体运动状态容易改变，（在单位时间内速度的改变量较小），惯性小的物体运动状态容易改变，（在单位时间内速度的改变量较大）。不管物体原来的运动速度多大，同一物体在相同力的度的改变量较大）。不管物体原来的运动速度多大，同一物体在相同力的作用下，单位时间内它的速度改变量是相同的。作用下，单位时间内它的速度改变量是相同的。有有人人设设想想，乘乘坐坐气气球球飘飘在在高高空空，由由于于地地球球的的自自转转，一一昼昼夜夜就就能能周周游游世世界界，请请你你评价一下，这个设想可行吗？评
14、价一下，这个设想可行吗？分分析析：因因为为地地球球上上的的一一切切物物体体（包包括括地地球球周周围围的的大大气气）都都随随着着地地球球一一起起在在自自转转气气球球升升空空后后，由由于于惯惯性性，它它仍仍保保持持原原来来的的自自转转速速度度当当忽忽略略其其他他与与地地球球有有相相对对运运动动（如如风风）的的作作用用产产生生的的影影响响时时，升升空空的的气气球球与与它它下下方方的的地地面面处处于于相相对静止的状态不可能使它相对地球绕行一周的对静止的状态不可能使它相对地球绕行一周的答：答：这个设想不符合物理原理，不可行这个设想不符合物理原理，不可行 1、关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（）A.牛顿
15、第一定律是一条实验定律B.牛顿第一定律说明了力是改变物体运动状态的原因C.惯性定律和惯性的实质是相同的D.物体的运动不需要力来维持BD2、关于伽利略的理想实验，说法正确的、关于伽利略的理想实验，说法正确的是（是（）A.只要接触面比较光滑，物体在水平面只要接触面比较光滑，物体在水平面上就能匀速运动下去。上就能匀速运动下去。B.这个实验实际上是永远无法做到的。这个实验实际上是永远无法做到的。C.利用先进仪器就能使实验成功。利用先进仪器就能使实验成功。D.虽然是想象中的实验，但它是建立在虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的实验基础上的。可靠的实验基础上的。BD3 3、关于惯性的说法中，正确的是（、
16、关于惯性的说法中，正确的是（）A.A.物体运动时才有惯性，且速度越大，惯物体运动时才有惯性，且速度越大，惯性越大；性越大；B.B.物体静止时才有惯性，且静止时惯性最物体静止时才有惯性，且静止时惯性最大；大；C.C.运动的物体与静止的物体的惯性是有区运动的物体与静止的物体的惯性是有区别的；别的；D.D.惯性是物体保持运动状态不变的性质，惯性是物体保持运动状态不变的性质，一切物体在任何情况下都有惯性一切物体在任何情况下都有惯性D4 4、交通部门规定：在车辆前排乘坐、交通部门规定：在车辆前排乘坐的人必须系好安全带。请从物理学的人必须系好安全带。请从物理学的角度加以说明。的角度加以说明。答：汽车紧急刹
17、车时，突然减速，乘客答：汽车紧急刹车时，突然减速，乘客由于惯性将会撞在前面而造成危险，系由于惯性将会撞在前面而造成危险，系上了安会带就可以靠安全带的拉力而随上了安会带就可以靠安全带的拉力而随汽车地起减速，避免危险。汽车地起减速，避免危险。汽车中的乘客汽车中的乘客把榔头敲紧把榔头敲紧应用应用请列举一些人们利用惯性的例子：请列举一些人们利用惯性的例子：危害危害请列举一些惯性对我们不利的例子：请列举一些惯性对我们不利的例子：通过本节的学习，我们知道了：通过本节的学习，我们知道了：1、历史上几位科学家对力和运动的关系的看法和、历史上几位科学家对力和运动的关系的看法和研究研究2、伽利略得到力与运动关系的研究方法、伽利略得到力与运动关系的研究方法3、牛顿第一定律的内容、牛顿第一定律的内容4、惯性及应用惯性知识解决实际问题、惯性及应用惯性知识解决实际问题