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1、第四章 力与运动第一节 伽利略的理想实验与牛顿第一定律1、了解相关的物理学史实。学习目标2、知道“伽利略针和单摆实验”和“伽利略的理想实验”装置。3、了解伽利略以实验事实为基础，将实验与逻辑推理相结合的思想方法。4、理解惯性的概念，能解释惯性现象。一、认识伽利略 伽利略（Galileo Galilei，1564-1642），意大利物理学家、天文学家和哲学家，近代实验科学的先驱者。1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名实验，从此推翻了亚里斯多德“物体下落速度和重量成比例”的学说，纠正了这个持续了1900年之久的错误结论。1609年，伽利略创制了天文望远镜（后被称为伽利略望远
2、镜），并用来观测天体，他发现了月球表面的凹凸不平，并亲手绘制了第一幅月面图。1610年1月7日，伽利略发现了木星的四颗卫星，为哥白尼学说找到了确凿的证据，标志着哥白尼学说开始走向胜利。借助于望远镜，伽利略还先后发现了土星光环、太阳黑子、太阳的自转、金星和水星的盈亏现象、月球的周日和周月天平动，以及银河是由无数恒星组成等等。这些发现开辟了天文学的新时代。伽利略著有星际使者、关于太阳黑子的书信、关于托勒玫和哥白尼两大世界体系的对话和关于两门新科学的谈话和数学证明。为了纪念伽利略的功绩，人们把木卫一、木卫二、木卫三和木卫四命名为伽利略卫星。人们争相传颂：“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙”。二
3、、伽利略的理想实验 亚里士多德观察实验：马用力拉车，车前进；马停止用力，车就停止。结论：力是维持物体运动状态的原因。解释：物体受到力的作用，才能运动；不受力，物体就静止不动。伽利略以可靠的事实为基础，把实验与逻辑推理和谐地结合在一起，假设不存在摩擦力，小球将以恒定的速率永远运动下去，由此可推断，在水平面上做匀速运动的物体并不需要用外力来维持。三、阻力对物体运动的影响物体的运动不需要力来维持，物体停下来是因为受到阻力的缘故。笛卡尔的观点 笛卡儿（Descartes,Ren,1596-1660），法国数学家、科学家和哲学家。他是西方近代资产阶级哲学奠基人之一。他的哲学与数学思想对历史的影响是深远的
4、。人们在他的墓碑上刻下了这样一句话：“笛卡儿，欧洲文艺复兴以来，第一个为人类争取并保证理性权利的人。”笛卡儿指出：除非物体受到外力的作用，物体将永远保持其静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动。四、牛顿第一定律牛顿根据前人的结论和自身对运动的研究得出：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，直到有外力迫使它改变这种状态为止。物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，我们把这个性质叫做惯性。牛顿第一定律又叫做惯性定律。五、惯性现象 大量事实说明：任何物体，无论处于什么状态，都具有惯性；物体的运动并不需要力来维持；惯性是物体的固在性质。六、伽利略针和单
5、摆实验例题1、关于牛顿第一定律的下列说法中，正确的是：A、牛顿第一定律的实验定律 B、牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因 C、惯性定律与惯性的实质是相同的 D、物体的运动不需要力来维持BD分析：牛顿第一定律是物体在理想条件下的运动规律，反映的是物体在不受力的情况下所遵循的运动规律，而自然界中不受力的物体是不存在的，故A是错误的。惯性是物体保持原有状态不变的一种性质，由牛顿第一定律可知，物体的运动不需要力来维持，但要改变物体的运动状态则必须有力的作用。练习1、关于惯性的说法正确的是：A、惯性是指物体原来静止的总有保持静止，原来运动的总有保持匀速直线运动的性质 B、要使物体开始运动必须有力
6、的作用，而保持物体运动是不需要力的，故静止的物体有惯性，而运动的物体没有惯性 C、刹车时，乘客向前倾，说明乘客上半身有惯性，而下半身无惯性 D、某人推不动原来静止的小车，而另外一人能推动，说明惯性与外界条件有关A2、火车在平直轨道上匀速前进，在密闭没有空气流动的车厢内点燃一支香，则车里乘客看到香所冒出的烟的运动情况是：A、一边上升一边向前飘 B、一边上升一边向后飘 C、只是上升，不向任何一边飘 D、无法确定C五、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：物体不受外力时的运动状态是匀速直线运动或者静止。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。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。