第四章

運(yùn)動和力的關(guān)系第1節(jié)

牛

頓

第

一

定

律思考：力和運(yùn)動之間有何關(guān)系？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)動遵循怎樣的規(guī)律嗎？

當(dāng)冰壺脫離運(yùn)動員的作用時，冰壺沒有立即停下，而是繼續(xù)向前運(yùn)動。

這是否與牛牛頓第一定律矛盾呢？

問題一、亞里士多德的對力和運(yùn)動關(guān)系的認(rèn)識

必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動；沒有力的作用，物體就要靜止在某個地方。亞里士多德（公元前四世紀(jì)）力是維持物體運(yùn)動的原因。生活經(jīng)驗(yàn)方法：觀察結(jié)論1.亞里士多德的觀點(diǎn)二、理想實(shí)驗(yàn)的魅力關(guān)系的認(rèn)識伽利略（1）伽利略認(rèn)為，運(yùn)動的物體之所以會停下來是因?yàn)?/p>

的作用。摩擦力關(guān)閉了發(fā)動機(jī)的火車，雖然繼續(xù)運(yùn)行，但是最后也將停下來。火車為什么會停下來呢?假如沒有摩擦力的作用那火車的運(yùn)動狀態(tài)又會有什么變化呢？1、伽利略理想實(shí)驗(yàn)的魅力猜想若沒有摩擦，球?qū)⒂肋h(yuǎn)運(yùn)動下去。猜想與假設(shè)實(shí)際情況卻是，即使沿水平面滾動，球也會越滾越慢，最后停了下來。質(zhì)疑伽利略認(rèn)為這是摩擦作用的結(jié)果。v↑v↓v應(yīng)不增不減(2)伽利略的猜想二、理想實(shí)驗(yàn)的魅力關(guān)系的認(rèn)識裝置：一條長軌道，兩端墊高，構(gòu)成了對接斜面。(3)第二個斜面水平時，小球要到達(dá)原有高度將永遠(yuǎn)運(yùn)動下去。（3）伽利略理想實(shí)驗(yàn)(1)讓一個小球沿斜面從靜止?fàn)顟B(tài)開始運(yùn)動，小球?qū)ⅰ皼_上”另一個斜面，如果沒有摩擦，小球?qū)⒌竭_(dá)原來的高度；(2)如果第二個斜面傾角減小，小球仍將到達(dá)原來的高度，但是運(yùn)動距離更長；二、理想實(shí)驗(yàn)的魅力關(guān)系的認(rèn)識伽利略斜面實(shí)驗(yàn)伽利略斜面實(shí)驗(yàn)結(jié)論：力不是維持運(yùn)動的原因模擬伽利略斜面實(shí)驗(yàn)（4）伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)的結(jié)論與意義(1)實(shí)驗(yàn)推理結(jié)論：力

維持物體運(yùn)動的原因，若沒有摩擦，球?qū)⒃谒矫嫔嫌肋h(yuǎn)運(yùn)動下去。不是（2）結(jié)論：伽利略第一次確定了物理實(shí)驗(yàn)在物理研究中的基礎(chǔ)地位。理想實(shí)驗(yàn)法：在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過概括、抽象、推理得出規(guī)律的一種研究問題的方法，也叫推理法。二、理想實(shí)驗(yàn)的魅力關(guān)系的認(rèn)識如果運(yùn)動中的物體沒有其他原因的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動，既不會停下來，也不偏離原來的方向。

—笛卡兒笛卡兒的補(bǔ)充⑵伽利略觀點(diǎn)中的“水平面”在笛卡兒的觀點(diǎn)中并沒有提及，而只是說直線，沿任意方向的直線，拓寬了人們的視野。⑴伽利略只說“一直運(yùn)動下去”，而笛卡兒進(jìn)一步明確了是“勻速直線運(yùn)動下去”。笛卡爾對力與運(yùn)動關(guān)系的研究二、理想實(shí)驗(yàn)的魅力關(guān)系的認(rèn)識三、牛頓第一定律一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(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)。（1）牛頓第一定律內(nèi)容不受外力時總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)受外力時物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變力不是維持物體運(yùn)動的原因而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因確立了慣性的概念(1)定義了力并揭示了力和運(yùn)動的關(guān)系，力不是維持物體運(yùn)動的原因，而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因。(2)力是產(chǎn)生加速度的原因。(3)一切物體都具有保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)慣性（牛頓第一定律也叫作慣性定律）（2）牛頓第一定律的意義（4）牛頓第一定律是在大量經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，通過合理而科學(xué)地推測得到的，不能用實(shí)驗(yàn)直接證明。

實(shí)驗(yàn)加科學(xué)的推理得出物理規(guī)律——這也是物理學(xué)中常用的一種研究方法。三、牛頓第一定律四、質(zhì)量與慣性的關(guān)系（1）定義:

物體總具有保持原來的勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，這種性質(zhì)叫慣性（2）特點(diǎn)：①一切物體都具有慣性；②慣性是物體的固有屬性，與運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)。1.慣性③慣性與是否受力無關(guān)，與速度大小無關(guān)。宇宙中的一切物體都具有慣性思考：如何比較兩個物體的慣性大小呢？通過細(xì)線懸掛一個乒乓球和一個鋼球，首先深吸一口氣，然后用相同的力去吹乒乓球和鋼球，比較它們運(yùn)動狀態(tài)改變的難易程度。2.小實(shí)驗(yàn)：四、質(zhì)量與慣性的關(guān)系1.物體的慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，慣性大小與物體是否運(yùn)動、運(yùn)動快慢等因素?zé)o關(guān)。2.物體的質(zhì)量越大，慣性越大3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：慣性“兩表現(xiàn)”：2.在受力的條件下1.不受外力的條件下慣性表現(xiàn)為“保持”“原來的”運(yùn)動狀態(tài)；慣性表現(xiàn)為運(yùn)動狀態(tài)改變的難易程度，慣性越大，運(yùn)動狀態(tài)越難改變。四、質(zhì)量與慣性的關(guān)系4.慣性的利用與防止利用：(1)跳遠(yuǎn)時利用助跑，使自己跳得更遠(yuǎn)；(2)通過拍打全是灰塵的衣服可以讓衣服運(yùn)動，而灰塵由于慣性離開衣服。防止：(1)小型客車乘客要系安全帶；(2)車輛運(yùn)行時要保持距離。四、質(zhì)量與慣性的關(guān)系1.伽利略的發(fā)現(xiàn)以及所運(yùn)用的科學(xué)推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一。如圖，將小球沿光滑斜面左側(cè)某一高度由靜止釋放，小球上升到與出發(fā)點(diǎn)幾乎等高的位置?，F(xiàn)將斜面傾角逐漸減小，小球到達(dá)斜面右側(cè)位置分別為1、2、3。比較三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可得到最直接的結(jié)論是(

)A.如果斜面右側(cè)變?yōu)樗矫?，小球?qū)⒁恢边\(yùn)動下去B.如果小球不受力，將一直保持勻速運(yùn)動或靜止?fàn)顟B(tài)C.如果小球受到力的作用，它的運(yùn)動狀態(tài)將發(fā)生改變D.小球受到的力—定時，質(zhì)量越大，它的加速度越小A五、課堂練習(xí)2.關(guān)于牛頓第一定律的說法中正確的是()A.物體在任何情況下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)B.牛頓第一定律既揭示了物體保持原有運(yùn)動狀態(tài)的原因，又揭示了運(yùn)動狀態(tài)改變的原因C.物體運(yùn)動需要靠力來維持D.牛頓第一定律反映物體不受外力作用時的運(yùn)動規(guī)律，即始終處于勻速直線運(yùn)動狀態(tài)B3.下列關(guān)于慣性的說法中，正確的是()

A.物體只在靜止時才具有慣性B.物體運(yùn)動速度越大，其慣性也越大

C.太空中的物體沒有慣性

D.不論物體運(yùn)動與否，受力與否物體都具有慣性D五、課堂練習(xí)4.如圖所示，一只盛水的容器固定在一個小車上，在容器中分別懸掛和拴住一只鐵球和一只乒乓球，容器中水和鐵球、乒乓球都處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)容器隨小車突然向右運(yùn)動時，兩球的運(yùn)動狀況是(以小車為參考系)(

)A.鐵球向左，乒乓球向右

B.鐵球向右，乒乓球向左C.鐵球和乒乓球都向左

D.鐵球和乒乓球都向右A5如圖所示，在一輛表面光滑且足夠長的小車上，有質(zhì)量為m1

和m2

的兩個小球(m1>m2)，兩個小球隨車一起運(yùn)動，當(dāng)車突然停止運(yùn)動時，若不考慮其他阻力，則兩個小球（）B

A．一定相碰B