科學(xué)探究牛頓第一定律

牛頓第一定律,1.力與運動的關(guān)系,小實驗：用力推動放在桌上的課本,運動,靜止,亞里士多德(Aristotle,前384-前322),亞里士多德的觀點：必須有力作用在物體上,物體才能運動,沒有力的作用,物體就要靜止下來,結(jié)論：力是維持物體運動的原因,1.力與運動的關(guān)系,？,伽利略(Galileo,1564-1642),伽利略的觀點：在水平面上運動的物體所以會停下來,是因為受到摩擦阻力的緣故,1.力與運動的關(guān)系,力是維持物體運動的原因嗎？,理想斜面實驗,A,B,C,D,E,v,物體的運動不需要力來維持,1.力與運動的關(guān)系,伽利略的理想斜面實驗指出了：力不是維持物體運動的原因，而只是改變物體運動狀態(tài)的原因,理想實驗研究方法：以可靠的事實為基礎(chǔ)，經(jīng)過抽象思維，抓住主要因素，忽略次要因素，從而更深刻的揭示自然規(guī)律。,1.力與運動的關(guān)系,討論與思考：,1.力與運動的關(guān)系,現(xiàn)實生活中小球會做怎樣的運動？其原因是什么？,由于摩擦力的作用，小球不可能回到原來的高度，沿水平面也不可能永遠運動下去,最大,最短,較大,較長,較小,長,阻力為零,無限長,1、三次實驗，小車最終都靜止，為什么？2、三次實驗，小車運動的距離不同，這說明什么問題？3、小車運動距離的長短跟它受到的阻力有什么關(guān)系？,笛卡兒(Descartes,1596-1650),笛卡兒的觀點：除非物體受到外力的作用，否則物體將永遠保持其靜止或運動狀態(tài)，永遠不會使自己沿曲線運動，而只保持在直線上運動。,1.力與運動的關(guān)系,2.牛頓第一定律,牛頓(Newton,1642-1727),內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài).,2.牛頓第一定律,力是改變物體運動狀態(tài)的原因,力不是維持物體運動的原因,一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài),（1）理解,2.牛頓第一定律,不受外力作用的物體是不存在的，牛頓第一定律所描述的物體不受外力的狀態(tài)，是一種理想化狀態(tài)，這種狀態(tài)雖不能實現(xiàn)，但在現(xiàn)實中卻可以用合力為0的狀態(tài)來代替它，或者說合力為0與不受外力是等效的，這樣就使得牛頓第一定律在實際應(yīng)用中有了實際意義,2.牛頓第一定律,（2）慣性：,一切物體都有保持原來的運動狀態(tài)不變的性質(zhì),（慣性定律）,一切物體都具有慣性,慣性是物體的固有屬性,思考：慣性的大小與什么因素有關(guān)呢？,2.牛頓第一定律,（慣性定律）,思考：慣性的大小與什么因素有關(guān)呢？,只與質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量越大慣性越大，質(zhì)量越小慣性越小,（3）慣性及對慣性的理解,慣性是一切物體的固有屬性，與物體是否受到外力、物體是否運動均沒有關(guān)系，質(zhì)量才是慣性大小的唯一量度。,問題一：運動的物體有慣性，靜止的物體沒有慣性？,問題二：運動速度大的物體慣性就大呢？,問題三：“慣性”是不是就是“慣性定律”？,不是,慣性是物體本身固有的一種屬性，它跟物體受不受外力無關(guān)。慣性定律是物體在某個特定的環(huán)境（不受外力）下具有慣性的表現(xiàn),錯,慣性與物體的運動狀態(tài)無關(guān),錯,決定慣性的唯一量度就是質(zhì)量,2.牛頓第一定律,（慣性定律）,問題四：慣性是一種特殊的力嗎？,不是,慣性是物體本身固有的一種屬性，而力是物體之間的相互作用。,2.牛頓第一定律,（慣性定律）,觀察實驗,砝碼和紙片原來的都處于什么狀態(tài)？,后來硬紙片被彈走，砝碼呢？,砝碼由于具有慣性，仍然保持原來的靜止狀態(tài)不變，卻沒有被彈走。,1.物體原來處于某種狀態(tài),2.因為某種原因，物體的一部分運動狀態(tài)發(fā)生改變，物體的另一部分由于慣性繼續(xù)保持原來的運動狀態(tài),3.所以發(fā)生某種現(xiàn)象,用慣性知識解釋,小球由于具有慣性，保持原來的運動狀態(tài)不變，仍然要向前運動。,原來的小車和小球都處于什么狀態(tài)？,后來小車遇到障礙物停下來，小球呢？,3.牛頓第一定律的應(yīng)用,（1）請你用慣性的知識來解釋一下為什么當你奔跑時碰到石塊，必然是向前跌倒；而如果你腳踏西瓜皮，必然是向后倒？,答：奔跑時碰到石塊，人的下半身就停了下來，而人的上半身由于慣性，仍然保持原來的運動狀態(tài)，所以會向前跌倒。如果你腳踏西瓜皮，腳有一個向前運動的速度，而人的上半身由于慣性，仍保持原來的靜止狀態(tài)，所以會向后倒。,.慣性的利用或防止,為了防止緊急剎車時，司機由于慣性被撞傷，司機和前排乘客必須使用安全帶。,斧頭松了，用手柄的下端撞擊樹墩，斧頭在慣性的作用下繼續(xù)向下運動，斧頭就被套緊了。,.慣性的利用或防止,平時拍打身上的塵土、抖落傘上的雨滴，也都是利用物體的慣性。,慣性在生活中隨處可見，那么他對我們的生活是有利還是有弊呢？,（1）慣性的應(yīng)用如：拍打衣服時灰塵由于慣性保持靜止從而脫離衣服，運動員跳遠前的助跑，賽車、戰(zhàn)斗機減小質(zhì)量已增加靈活性等等。（2）慣性的危害如：在剎車時由于慣性不能立即停下來導(dǎo)致出事故等。所以交通部門規(guī)定的“嚴禁超載”、“必須系安全帶”等都是為了避免因慣性帶來的危害。,請用慣性知識解釋：,汽車和人原來都處于靜止狀態(tài)，當汽車剎車時，人的腳隨之靜止，人的上身由于慣性保持原來的運動的狀態(tài)，所以剎車或減速時，人會向前傾。,汽車和人原來處于運動狀態(tài)，當汽車加速時，人的腳隨之加速，人的上身由于慣性，仍保持原來的運動狀態(tài)，所以加速時，人會后仰。,那么下圖中，汽車做什么運動？,汽車加速,3.牛頓第一定律的應(yīng)用,（2）下列關(guān)于慣性的說法中,正確的是（）A.物體只有在靜止時才具有慣性B.物體運動速度越大,其慣性也越大C.太空中的物體沒有慣性D.不論物體運動與否,受力與否,物體都具有慣性,D,3.牛頓第一定律的應(yīng)用,（3）火車在長直水平軌道上勻速行駛，車廂內(nèi)有一個人向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍落回到車上原處，這是因為（）A人跳起后，車廂內(nèi)的空氣給人一個向前的力，這力使他向前運動B人跳起時，車廂對人一個向前的摩擦力，這力使人向前運動C人跳起后，車繼續(xù)向前運動，所以人下落后必定向后偏一些，只是由于時間很短，距離太小，不明顯而已D人跳起后，在水平方向人和車水平速度始終相同,D,有人設(shè)想，乘坐氣球飄在高空，由于地球的自轉(zhuǎn)，一晝夜就能周游世界，請你評價一下，這個設(shè)想可行嗎？,分析：因為地球上的一切物體（包括地球周圍的大氣）都隨著地球一起在自轉(zhuǎn)氣球升空后，由于慣性，它仍保持原來的自轉(zhuǎn)速度所以升空的氣球與它下方的地面處于相對靜止的狀態(tài)不可能使它相對地球繞行一周的解答：這個設(shè)想不符合物理原理，不可行,討論,1、牛頓第一定律是在大量的經(jīng)驗事實的基礎(chǔ)上，通過進一步而概括出來的，是不能用來直接證明的，這是因為我們周圍事實上沒有的物體。,2、牛頓第一定律適用于物體，原來靜止的物體在不受外力作用時總保持狀態(tài)，而原來運動的物體在不受外力作用時總保持狀態(tài)。,推測,實驗,不受外力,一切,靜止,勻速直線運動,練習,3.下列說法正確的是A.物體不受力作用就一定靜止。B.物