科学探究牛顿第一定律

牛顿第一定律,1.力与运动的关系,小实验：用力推动放在桌上的课本,运动,静止,亚里士多德(Aristotle,前384-前322),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,物体就要静止下来,结论：力是维持物体运动的原因,1.力与运动的关系,？,伽利略(Galileo,1564-1642),伽利略的观点：在水平面上运动的物体所以会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故,1.力与运动的关系,力是维持物体运动的原因吗？,理想斜面实验,A,B,C,D,E,v,物体的运动不需要力来维持,1.力与运动的关系,伽利略的理想斜面实验指出了：力不是维持物体运动的原因，而只是改变物体运动状态的原因,理想实验研究方法：以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻的揭示自然规律。,1.力与运动的关系,讨论与思考：,1.力与运动的关系,现实生活中小球会做怎样的运动？其原因是什么？,由于摩擦力的作用，小球不可能回到原来的高度，沿水平面也不可能永远运动下去,最大,最短,较大,较长,较小,长,阻力为零,无限长,1、三次实验，小车最终都静止，为什么？2、三次实验，小车运动的距离不同，这说明什么问题？3、小车运动距离的长短跟它受到的阻力有什么关系？,笛卡儿(Descartes,1596-1650),笛卡儿的观点：除非物体受到外力的作用，否则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。,1.力与运动的关系,2.牛顿第一定律,牛顿(Newton,1642-1727),内容：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.,2.牛顿第一定律,力是改变物体运动状态的原因,力不是维持物体运动的原因,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,（1）理解,2.牛顿第一定律,不受外力作用的物体是不存在的，牛顿第一定律所描述的物体不受外力的状态，是一种理想化状态，这种状态虽不能实现，但在现实中却可以用合力为0的状态来代替它，或者说合力为0与不受外力是等效的，这样就使得牛顿第一定律在实际应用中有了实际意义,2.牛顿第一定律,（2）惯性：,一切物体都有保持原来的运动状态不变的性质,（惯性定律）,一切物体都具有惯性,惯性是物体的固有属性,思考：惯性的大小与什么因素有关呢？,2.牛顿第一定律,（惯性定律）,思考：惯性的大小与什么因素有关呢？,只与质量有关,质量越大惯性越大，质量越小惯性越小,（3）惯性及对惯性的理解,惯性是一切物体的固有属性，与物体是否受到外力、物体是否运动均没有关系，质量才是惯性大小的唯一量度。,问题一：运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性？,问题二：运动速度大的物体惯性就大呢？,问题三：“惯性”是不是就是“惯性定律”？,不是,惯性是物体本身固有的一种属性，它跟物体受不受外力无关。惯性定律是物体在某个特定的环境（不受外力）下具有惯性的表现,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,2.牛顿第一定律,（惯性定律）,问题四：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。,2.牛顿第一定律,（惯性定律）,观察实验,砝码和纸片原来的都处于什么状态？,后来硬纸片被弹走，砝码呢？,砝码由于具有惯性，仍然保持原来的静止状态不变，却没有被弹走。,1.物体原来处于某种状态,2.因为某种原因，物体的一部分运动状态发生改变，物体的另一部分由于惯性继续保持原来的运动状态,3.所以发生某种现象,用惯性知识解释,小球由于具有惯性，保持原来的运动状态不变，仍然要向前运动。,原来的小车和小球都处于什么状态？,后来小车遇到障碍物停下来，小球呢？,3.牛顿第一定律的应用,（1）请你用惯性的知识来解释一下为什么当你奔跑时碰到石块，必然是向前跌倒；而如果你脚踏西瓜皮，必然是向后倒？,答：奔跑时碰到石块，人的下半身就停了下来，而人的上半身由于惯性，仍然保持原来的运动状态，所以会向前跌倒。如果你脚踏西瓜皮，脚有一个向前运动的速度，而人的上半身由于惯性，仍保持原来的静止状态，所以会向后倒。,.惯性的利用或防止,为了防止紧急刹车时，司机由于惯性被撞伤，司机和前排乘客必须使用安全带。,斧头松了，用手柄的下端撞击树墩，斧头在惯性的作用下继续向下运动，斧头就被套紧了。,.惯性的利用或防止,平时拍打身上的尘土、抖落伞上的雨滴，也都是利用物体的惯性。,惯性在生活中随处可见，那么他对我们的生活是有利还是有弊呢？,（1）惯性的应用如：拍打衣服时灰尘由于惯性保持静止从而脱离衣服，运动员跳远前的助跑，赛车、战斗机减小质量已增加灵活性等等。（2）惯性的危害如：在刹车时由于惯性不能立即停下来导致出事故等。所以交通部门规定的“严禁超载”、“必须系安全带”等都是为了避免因惯性带来的危害。,请用惯性知识解释：,汽车和人原来都处于静止状态，当汽车刹车时，人的脚随之静止，人的上身由于惯性保持原来的运动的状态，所以刹车或减速时，人会向前倾。,汽车和人原来处于运动状态，当汽车加速时，人的脚随之加速，人的上身由于惯性，仍保持原来的运动状态，所以加速时，人会后仰。,那么下图中，汽车做什么运动？,汽车加速,3.牛顿第一定律的应用,（2）下列关于惯性的说法中,正确的是（）A.物体只有在静止时才具有惯性B.物体运动速度越大,其惯性也越大C.太空中的物体没有惯性D.不论物体运动与否,受力与否,物体都具有惯性,D,3.牛顿第一定律的应用,（3）火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为（）A人跳起后，车厢内的空气给人一个向前的力，这力使他向前运动B人跳起时，车厢对人一个向前的摩擦力，这力使人向前运动C人跳起后，车继续向前运动，所以人下落后必定向后偏一些，只是由于时间很短，距离太小，不明显而已D人跳起后，在水平方向人和车水平速度始终相同,D,有人设想，乘坐气球飘在高空，由于地球的自转，一昼夜就能周游世界，请你评价一下，这个设想可行吗？,分析：因为地球上的一切物体（包括地球周围的大气）都随着地球一起在自转气球升空后，由于惯性，它仍保持原来的自转速度所以升空的气球与它下方的地面处于相对静止的状态不可能使它相对地球绕行一周的解答：这个设想不符合物理原理，不可行,讨论,1、牛顿第一定律是在大量的经验事实的基础上，通过进一步而概括出来的，是不能用来直接证明的，这是因为我们周围事实上没有的物体。,2、牛顿第一定律适用于物体，原来静止的物体在不受外力作用时总保持状态，而原来运动的物体在不受外力作用时总保持状态。,推测,实验,不受外力,一切,静止,匀速直线运动,练习,3.下列说法正确的是A.物体不受力作用就一定静止。B.物