4.1牛顿第一定律2016.ppt

1、第四章 牛顿运动定律,中 加 物 理 组,4.1 牛顿第一定律,自然和自然的法则在黑暗中隐藏；上帝说，让牛顿去吧,于是一切都被照亮。 普柏,运动学：在力学中，只研究物体怎样运动而不涉及运动和力的关系的分科，叫运动学。,动力学：在力学中，研究运动和力的关系的分科，叫动力学。,目标引领：,亚里士多德(Aristotle,前384-前322),他一生勤奋治学，从事的学术研究涉及到逻辑学、修辞学、物理学、生物学、教育学、心理学、政治学、经济学、美学等，写下了大量的著作。,他的著作是古代的百科全书，据说有四百到一千部，主要有工具论、形而上学、物理学、伦理学、政治学、诗学等。他的思想对人类产生了深远的影响

2、。他创立了形式逻辑学，丰富和发展了哲学的各个分支学科，对科学作出了巨大的贡献。,猜猜他是谁？,恩格斯:古代最博学的人,哈佛大学校训上有他的名字,马克思：最伟大的思想家,猜猜他是谁？,他是意大利物理学家、天文学家和哲学家，近代实验科学的先驱者。 1609年，他创制了天文望远镜1610年1月7日， 他发现了木星的四颗卫星，借助于望远镜，他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。,爱因斯坦：他的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上的最伟大的发现之一，而且标志着物理的真正开端。,人们

3、争相传颂：“哥伦布发现了新大陆，他发现了新宇宙”。,伽利略(Galileo,1564-1642）,亚伽之战,亚里士多德,伽利略,“一战”,“二战”,自由落体,力和运动,质量大的物体 下落速度快,物体下落速度 与质量无关,力是维持物体 运动的原因,力是改变物体 运动的原因,力与运动有什么关系呢？让我们从身边的现象开始研究吧。,结论1：,力是使物体产生运动的原因，也是维持物体继续运动的原因。有力则动，无力则静,结论2：,力改变物体运动状态的原因！,亚里士多德,伽利略,思考图6-3: 足球最终停止运动，是因为它不受力，从而停止运动吗?,仍受到摩擦等阻力,由此可见:足球并不是因为不再受力才停止运动的,

4、而相反,正是因为受到了力(摩擦等阻力)才使足球停下来!,实验探究,探究问题：阻力对运动的物体的影响,器材：斜面、小车、三种粗糙程度不同的接触面 、木板（桌面）,大,较大,小,实验结论,运动的物体受到的摩擦阻力越小，运动的距离越远。,伽利略摆,理想斜面实验,在没有摩擦力理想条件下，物体应该如何运动呢？,动画,现在科学进步了，我们能用先进的技术验证伽利略实验吗？,不能！我们不能消除一切阻力，也不能把第二个斜面做得无限长，所以伽利略的实验是个“理想实验”。,什么是理想实验？,“理想实验”又叫做“假想实验”、“思想上的实验” 、“头脑实验”,是人们在头脑中塑造的理想过程。,不能！理想实验应该以可靠的事

5、实为基础，做出推论要合情合理。,做理想实验能不能胡思乱想，想怎么想就怎么想？,在伽利略的理想斜面实验中，事实根据是什么？,人类对力和运动关系的认识过程,历史回顾,亚里士多德,伽利略,笛卡尔,牛顿,亚里士多德,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.（有力则动，无力则静) 力是维持物体运动的原因,观察,得出结论,伽利略结论,伽利略：物体不受力时，就会保持匀速运动状态。,没有说明物体初速度为零的情况。,（不完善）,没有强调惯性运动的直线性。,笛卡儿结论,如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。,（比较完善）,牛

6、顿(Newton,1642-1727),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,除非作用在 它上面的力迫使它改变这 种状态。,牛顿：“如果说我看得比别人更远些,那是因为我站在巨人的肩膀上。”,1）一切物体,是指宇宙中所有物体，不论物体是否受力，不论物体怎样运动。（交待了研究对象）,是指一直不变的意思。,指一个物体只能处于一种状态，到底处于哪种状态，由原来的状态决定，动者恒动，静者恒静。,2）总保持,4）或,3）改变这种（运动）状态,相当于改变速度,“咬文嚼字”看牛顿第一定律,也就产生了加速度,理解要点：,1.揭示了运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持,2.定性地揭

7、示了运动和力的关系，力是物体运动状态改变的原因，也是物体产生加速度的原因。,3.揭示了一切物体都具有惯性，即保质原来运动状态不变的性质。,请说说惯性定律为什么叫牛顿第一定律，而不叫伽利略定律或笛卡尔定律呢？,会说与会做同样重要！,牛顿继承了伽利略重视实验和逻辑推理的研究方法，也继承了笛卡地的研究成果。经过深入研究，澄清了力的概念，确立了经典力学的基础牛顿运动定律。 牛顿第一定律真正揭示了力与运动的关系：力是物体运动状态变化的原因，而不是维持物体运动状态的原因。这是伽利略和笛卡儿都没能解决的。从此惯性定律才真正成为力学理论的基础。所以说，牛顿第一定律才是真正意义上的惯性定律。,牛顿第一定律可以利

8、用实验来验证吗？,不能！牛顿第一定律描述的是物体在不受力的理想状态下的运动规律。实际上，不受力的物体是不存在的。所以我们无法用实验验证牛顿第一定律。,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近似的实验。,气垫导轨,气泵,导轨,滑块,视频,flash,观看视频：,冰壶运动,1.惯性：物体的这种保持原来匀速直线运动状态或静止的性质叫做惯性（所以牛顿第一定律又叫惯性定律）,三、惯性,a: 一切物体都具有惯性； b: 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。 c: 惯性只与物体的质量有关。与运动与否、速度大小、所受外力无关。质量是物体惯性大小的唯一量度。,当堂诊学,1

9、、下列关于牛顿第一定律的建立方法说法正确的是（ ） A.通过理论推导得出 B.通过实验直接得出 C.能够用实验直接验证的规律 D.在实验和事实的基础上进行推理、想象而得出,D,2、悬挂在教室里的电灯，若突然失去一切外力，电灯将会（ ） A、匀速下落 B、悬在空中静止 C、加速下落 D、以上说法都可能,B,3、做曲线运动的物体，若突然失去一切外力，物体将会（ ） A.继续做曲线运动 B.将会加速下落 C.将会做匀速直线运动 D.可能会停下来,C,4、 用绳子拴住一个小球在光滑的水平面上作圆周运动，当绳子突然断裂后，小球将（） A保持原来的圆周运动状态 B保持绳断时的速度作匀速直线运动 C小球运动速度减小，但保持直线 D以上三种都有可能,B,在一辆作匀速直线运动的汽车上，一小孩脸朝车行驶的方向坐在座位上，竖直向上抛出一个小球，小球落下时（ ） A、落在小孩的前面； B、落在小孩的后面； C、落在小孩的手里； D、无法确定,绝对挑战,C,请解释下列现象,开车时为什么要系上安全带？,请利用惯性的知识解释下列现象,飞机投弹后，炸弹在飞机的什么位置？,不考虑空气阻力，炸弹在飞机的正下方。,flash,看一看，练一练,2.右边两幅图中哪幅是刹车，哪幅是加速？为什么？,1.行走的人被石块绊倒，