第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系4.1

牛頓第一定律

目錄二、小結(jié)三、練習(xí)一、知識(shí)講解初中我們學(xué)習(xí)了牛頓第一定律的基本內(nèi)容，你能說說它揭示了物體運(yùn)動(dòng)遵循怎樣的規(guī)律嗎？滑冰運(yùn)動(dòng)員如果不用力，他會(huì)慢慢停下來。這是否與牛頓第一定律矛盾呢？問題引入一、知識(shí)講解——理想實(shí)驗(yàn)的魅力亞里士多德認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)分為自然運(yùn)動(dòng)和強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)；自然運(yùn)動(dòng)是重物下降、輕物上升，其他一切物體的運(yùn)動(dòng)（包括勻速運(yùn)動(dòng)）都是強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)，只有在推動(dòng)者的直接推動(dòng)下才能進(jìn)行，不再推動(dòng)時(shí)物體便歸于平靜。歷史上對(duì)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的研究亞里士多德力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。一、知識(shí)講解——理想實(shí)驗(yàn)的魅力現(xiàn)實(shí)生活中，我們推動(dòng)物體，物體才前進(jìn)，停止推動(dòng)物體，物體就停下來；馬拉車，車前進(jìn)，停止拉車，車就停下了。那么力真的是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因嗎？歷史上對(duì)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的研究一、知識(shí)講解——理想實(shí)驗(yàn)的魅力伽利略認(rèn)為，一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體，假如有了某種速度以后，只要沒有增加或減小速度的外部原因，便會(huì)始終保持這一速度——這個(gè)條件只有在水平的平面上才有可能，因?yàn)樵谛泵娴那闆r下，朝下的斜面提供了加速的原因，而朝上的斜面提供了減速的原因。伽利略理想實(shí)驗(yàn)伽利略力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。一、知識(shí)講解——理想實(shí)驗(yàn)的魅力為了證明自己的觀點(diǎn)，伽利略設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)。讓一個(gè)小球從靜止開始運(yùn)動(dòng)，小球?qū)_上另一個(gè)斜面，如果沒有摩擦，小球?qū)⒌竭_(dá)原來的高度，當(dāng)傾角變小，運(yùn)動(dòng)的距離將變長(zhǎng)，當(dāng)斜面變成水平面后，小球?qū)⒂肋h(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。伽利略理想實(shí)驗(yàn)伽利略一、知識(shí)講解——理想實(shí)驗(yàn)的魅力因?yàn)樽枇Σ⒉荒芡耆?，所以伽利略的?shí)驗(yàn)是一個(gè)“理想實(shí)驗(yàn)”。他這種依據(jù)邏輯推理將實(shí)際實(shí)驗(yàn)理想化的思想是我們研究物理問題的重要方法之一。伽利略理想實(shí)驗(yàn)伽利略一、知識(shí)講解——理想實(shí)驗(yàn)的魅力與伽利略同時(shí)代的科學(xué)家笛卡兒認(rèn)為，如果物體處于運(yùn)動(dòng)之中，那么如無其他作用的話，它將繼續(xù)以同一速度在同一直線上運(yùn)動(dòng)，既不停下也不偏離原來方向。運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系笛卡兒一、知識(shí)講解——理想實(shí)驗(yàn)的魅力運(yùn)動(dòng)和力到底有什么樣的關(guān)系？思考一、知識(shí)講解——牛頓第一定律思考：為什么太空中航天員很難停下來？而地上的物體不推就不動(dòng)？太空中的運(yùn)動(dòng)一、知識(shí)講解——牛頓第一定律牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上提出了：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。這就是牛頓第一定律。物體保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫作慣性。牛頓第一定律也被叫作慣性定律。牛頓第一定律牛頓（IsaacNewton,1643-1727）一、知識(shí)講解——牛頓第一定律任何物體都和周圍的物體有相互作用，即力的作用，不受力的物體是不存在的。所以牛頓第一定律所描述的狀態(tài)是一種理想狀態(tài)。牛頓第一定律牛頓（IsaacNewton,1643-1727）一、知識(shí)講解——牛頓第一定律1．明確了“力”的概念和“慣性”的概念；2．揭示了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系：（1）力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因；（2）力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。3．揭示了“慣性”是所有物體的固有屬性；4．牛頓第一定律是力學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。牛頓第一定律的意義一、知識(shí)講解——牛頓第一定律質(zhì)量不同的男女航天員，在相互作用下分開，誰(shuí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)更容易發(fā)生改變？思考一、知識(shí)講解——慣性與質(zhì)量1．一切物體在任何狀態(tài)下都具有慣性。慣性是物體的固有屬性；2．慣性不是一種力，而是物體具有的一種屬性；

3．質(zhì)量是慣性大小唯一的量度。質(zhì)量越大，則物體的慣性越大，反之則越?。?．描述物體慣性的物理量是它的質(zhì)量。慣性一、知識(shí)講解——慣性與質(zhì)量質(zhì)量只有大小沒有方向，是標(biāo)量。在國(guó)際單位制中質(zhì)量的單位是千克，符號(hào)為kg；質(zhì)量一、知識(shí)講解——慣性與質(zhì)量如果在一個(gè)參考系中，一個(gè)不受力的物體會(huì)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，這樣的參考系叫作慣性參考系，簡(jiǎn)稱慣性系。慣性參考系一、知識(shí)講解——慣性與質(zhì)量二、小結(jié)1．伽利略理想實(shí)驗(yàn)2．牛頓第一定律2．慣性三、練習(xí)1．回答下列問題。（1）飛機(jī)投彈時(shí)，如果當(dāng)目標(biāo)在飛機(jī)正下方時(shí)投下炸彈，能擊中目標(biāo)嗎？（2）地球由西向東自轉(zhuǎn)，你向上跳起來以后，為什么還落在原地，而不落到原地的西邊？（3）我國(guó)道路交通安全法規(guī)定，在各種小型車輛里乘坐的人必須系好安全帶。為什么有這樣的規(guī)定？（4）一位同學(xué)說，向上拋出的物體，在空中向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，肯定受到了向上的作用力，否則他不可能向上運(yùn)動(dòng)。這個(gè)結(jié)論錯(cuò)在哪？三、練習(xí)答：（1）不能擊中目標(biāo)，因?yàn)檎◤椡断聲r(shí)，由于慣性，具有與飛機(jī)相同的水平速度，如果目標(biāo)是靜止的，炸彈就會(huì)落在目標(biāo)前方。（2）當(dāng)你起跳時(shí)，由于慣性，你仍有與地面相同的速度，所以還落在原地，而不會(huì)落在原地西邊。（3）如果不系安全帶，當(dāng)緊急剎車或發(fā)生交通事故時(shí)，車因受到制動(dòng)力或撞擊而突然改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而人因慣性仍然向原方向運(yùn)動(dòng)，人和車發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。系上安全帶后，人雖然因慣性向前運(yùn)動(dòng)，但受到了安全帶的約束，增加了安全系數(shù)。三、練習(xí)（4）物體以一定速度向上拋出，在空中向上運(yùn)動(dòng)，是由于物體具有慣性而繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，不是因?yàn)槭艿搅讼蛏系牧Φ淖饔?。三、練?xí)2．（2020河北唐山一中高一上月考）在勻速行駛的火車車廂內(nèi)，有一人從B點(diǎn)正上方相對(duì)車廂靜止釋放一個(gè)小球，不計(jì)空氣阻力，則小球（）可能落在A

處一定落在B

處可能落在C

處以上都有可能B三、練習(xí)3．下列關(guān)于物體慣性的說法中，哪些是正確的？哪些是錯(cuò)誤的？（1）汽車速度越大，剎車后越難停下來，表明物體的速度越大，其慣性越大；（2）汽車轉(zhuǎn)彎后前進(jìn)方向發(fā)生了改變，表明物體速度方向改變，其慣性也隨之改變；（3）被拋出的小球，盡管速度的大小和方向都改變了，但慣性不變；（4）要使速度相同的沙袋在相同時(shí)間內(nèi)停下來，對(duì)大沙袋用力比對(duì)小沙袋用力大，表明質(zhì)量大的物體慣性大，答：（1）（2）兩種說法錯(cuò)誤，（3）（4）兩種說法是正確的。以上事例說明：慣性的大小與物體