高中物理教科版高中必修第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓第定律-

3.1牛頓第一定律第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律一、歷史的回顧----從亞里士多德到伽利略

在伽利略和牛頓以前,人們認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)所不可缺少的.

古希臘哲學(xué)家亞里士多德提出:力是物體運(yùn)動(dòng)的原因!

必須有力作用在物體上,物體才能運(yùn)動(dòng),沒有力的作用,物體就要停下來.這種認(rèn)識(shí)一直延續(xù)了兩千多年!用力推石頭，才能推動(dòng)它用力踢球，球才會(huì)運(yùn)動(dòng)起來

下圖所示的情景是不是就能支持“物體運(yùn)動(dòng)是要靠力來維持的”這一觀點(diǎn)？

公元17世紀(jì),著名的科學(xué)家伽利略根據(jù)實(shí)驗(yàn)推翻了亞里士多德的觀點(diǎn)!

伽利略指出:在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體所以會(huì)停下來,是因?yàn)槭艿侥Σ磷枇Φ木壒?如果在一個(gè)光滑的的水平面上,沒有使物體加速或減速的原因,物體就會(huì)保持自己的速度不變,從而指出亞里士多德的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的!亞里士多德的認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的!伽利略的理想實(shí)驗(yàn)和推論如下:1.如圖所示,兩斜面對(duì)接,讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下來,小球?qū)L上另一個(gè)斜面.如果沒有摩擦,,小球?qū)⑸仙皆瓉盱o止時(shí)的高度.等高2.如果減小第二個(gè)斜面的傾角,小球在這個(gè)斜面上仍然要達(dá)到原來的高度,但要通過更長的距離.等高3.繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角,使它成為水平面,小球不可能達(dá)到原來的高度,就要沿水平面以不變的速度持續(xù)運(yùn)動(dòng)下去.

伽利略通過以可靠的事實(shí)為基礎(chǔ),經(jīng)過抽象思維的理想實(shí)驗(yàn),從而推翻了亞里士多德的觀點(diǎn)!

伽利略的這種把可靠的事實(shí)和深刻的理論思維結(jié)合起來的理想實(shí)驗(yàn),是科學(xué)研究中的一種重要方法.二、牛頓第一定律慣性

牛頓在伽利略等人的研究基礎(chǔ)上,通過自己的研究,進(jìn)一步得出下述結(jié)論:

1、牛頓第一定律: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),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止.2、理解：

①兩個(gè)方面：不受力時(shí)，物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)；受力時(shí)，力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。（力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。）②運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：速度的大小和方向，即速度矢量.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變即速度改變③牛頓第一定律是利用實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行邏輯推理的產(chǎn)物，不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證。所受合外力為零時(shí)可等效看做不受力總之，牛頓第一定律一方面告訴我們物體不受力時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。另一方面又告訴我們力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。思考：牛頓第一定律可不可以用實(shí)驗(yàn)直接來驗(yàn)證？物體什么時(shí)候可以等效看作不受力？

思考：牛頓第一定律從幾個(gè)方面闡述了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系？運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是指什么？思考：牛頓第一定律又叫慣性定律，慣性是指什么？你又怎樣理解這種性質(zhì)呢？舉例說明。速度大小的改變速度方向的改變速度大小、方向同時(shí)改變2、慣性與質(zhì)量：2、慣性：物體具有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)即物體保持原運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)。

2、理解：

①一切物體在任何情況下都具有慣性，慣性是物體的固有屬性。物體的運(yùn)動(dòng)并不需要力來維持.牛頓第一定律又叫慣性定律.②表現(xiàn)：一方面不受力或合外力為零時(shí)表現(xiàn)為物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)；③量度：質(zhì)量是量度物體慣性大小的唯一的物理量。物體慣性的大小意味著改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度。（慣性僅與質(zhì)量有關(guān)，與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、是否受力無關(guān)）3、應(yīng)用：解釋現(xiàn)象，如：戰(zhàn)斗機(jī)投入戰(zhàn)斗等

另一方面合外力不為零時(shí)表現(xiàn)為物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度（舉例）慣性的例子在生活中很常見.例如:

運(yùn)動(dòng)員沖到終點(diǎn)后,不能馬上停住,還要向前跑一段.這是由于運(yùn)動(dòng)員具有保持向前跑的慣性.

自行車緊急剎車,輪子不轉(zhuǎn)了,但車子還會(huì)向前滑動(dòng).就是由于自行車剎車后具有前進(jìn)的慣性.

……知識(shí)提升1.力是使物體產(chǎn)生加速度的原因:

列車出站時(shí),是由靜止開始運(yùn)動(dòng),并且速度不斷增加,具有加速度.這個(gè)加速度是由于受到機(jī)車牽引力的作用而產(chǎn)生的.

列車進(jìn)站時(shí),速度越來越小,最后停下來,也有加速度.這個(gè)加速度是由于受到阻力的作用而產(chǎn)生的.

由此可見,力是使物體產(chǎn)生加速度的原因.

*同一輛小車,用小力去推,它起動(dòng)得慢,即加速度小,用大力去推,它起動(dòng)得快,即加速度大,可見同一物體,受到外力大,產(chǎn)生的加速度也就大.2.質(zhì)量是物體慣性大小的量度:

用同樣的力去推質(zhì)量不同的小車,質(zhì)量大的小車起動(dòng)得慢,即加速度小,質(zhì)量小的小車起動(dòng)快,即加速度大.

由此可見,質(zhì)量不同的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易不同,也就是慣性大小不同.外力相同情況下,質(zhì)量大的物體慣性大,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難改變.質(zhì)量小的物體慣性小,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變.可見,質(zhì)量是物體慣性大小的量度.