必修1 第四章 第一节 牛顿第一定律.doc

牛顿第一定律 在学习牛顿第一定律之前，我们先来了解一下哪些科学家曾今对力与运动的关系做了怎样的研究？ 新课引入 亚里士多德观点：必须有力作用在物体上，物体才能够运动；没有力的作用，物体就要静止在一个地方。这种观点统治人类二千多年 例证： 问：静止在水平面上的物体，用力去推，物体由静止变为运动；一段时间后撤掉该力，物体的运动状态又如何? 答：一段时间后撤走该力时，物体速度越来越慢，最终停下． 问：根据以上的例子，思考“运动一定需要力来维持吗”． 答l：需要．因为用力推物体它才能运动，而撤走了这个力物体最终会停下，所以，运动必须用力来维持． 矛盾：答2：不一定，按照生1的说法，运动一定需要力来维持的话，撤走了力，物体应该立刻停下才对． 答3：例如在空中飞行的足球，已经不再受到脚的作用力，但仍然向前运动，因此“物体的运动不一定需要力的作用”． 问：相同条件下空中飞行的足球比地滚球运动的距离要长很多，地滚球为什么运动一会儿就停止呢? 答：因为受到阻力． 问：如果没有阻力的作用，足球将会怎样运动? 答：将不会减速． 伽利略对于“运动与力的关系”，构思出如图4—1—1所示的“理想实验”．将轨道弯曲成曲线ABC的形状，在轨道的一边释放一颗小球，如果不存在摩擦力，小球将上升到哪里? 答：不存在摩擦力的话，小球将上升到与A点相同高度的C点． 结论：伽利略对物体不受外力时的运动作了准确的描述，但他并没有明确指出运动和力之间的关系是什么． 笛卡儿把伽利略的“物体受到的阻力为零”改为“物体不受任何力的作用”．并强调了运动方向也不会改变． 二、牛顿第一定律 牛顿在前人工作的基础上，根据自己的研究，系统地总结了力和运动的关系，提出了三条运动定律，奠定了经典力学的基础．其中，牛顿第一定律的内容是： 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止． 1、它从以下几个方面阐述了力和运动的关系 两个方面： 不受力时，物体保持匀速直线运动状态或静止状态； 受力时，力迫使它改变运动状态． 2、惯性和惯性定律 一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，叫做惯性；所以牛顿第一定律又叫做惯性定律． 惯性定律和惯性的区别和联系． 惯性定律是物体不受外力作用时所遵从的运动规律． 惯性是物体的固有属性， 一切物体都有惯性． 注明： 1、什么叫运动状态的改变? 速度的大小和方向的都保持不变，则成为物体的运动状态保持不变， 反之，物体速度发生改变，即速度的大小或者方向发生了改变，则称之为物体的运动状态的改变． 由牛顿第一定律可知，物体如果没有受到力的作用，物体的运动状态没有发生改变，如果物体的运动状态发生改变了，一定有力作用于物体， 物体的运动状态发生改变了，物体具有加速度，所以力是使得物体产生加速度的原因，由此可见，物体的运动并不需要力来维持，力不是维持物体运动速度的原因，力是改变物体运动速度的原因。 2、牛顿第一定律可不可以用实验来验证?什么时候可以看作不受力并举例说明． 不能．不受外力作用的物体，在地球上还不能找到，也就是说不受力作用的物体是不存在的．当物体受力但所受合力为零时可以看作物体不受力．比如：冰面上滑动的冰块、冰壶球． 三、课堂交流 惯性能解释日常生活中的许多现象． 例如：当汽车启动时，车上的乘客会向后倾斜，为什么? 因为汽车已经开始前进，乘客的下半身受到汽车的作用而随车前进，由于惯性的作用，其上半身仍然保持静止状态，所以车上的乘客会向后倾斜． 当汽车刹车时，车上的乘客会向前倾斜，为什么? 因为汽车刹车时，乘客的下半身受到汽车的作用而随车减速，由于惯性的作用，其上半身仍然保持原来的速度前进，所以车上的乘客会向前倾斜． 现代汽车中，通常有安全带、安全气囊和头枕等设备，从惯性的角度说明它们有什么作用． 参考答案：当紧急刹车时，车虽然停下了，人却因惯性仍然向前，而安全带、安全气囊和头枕等设备会给人阻力，保护人的安全和减少伤害． 师：从牛顿第一定律知，物体都要保持它们原来的匀速直线运动或静止状态，或者说，它们都具有抵抗运动状态变化的“本领”，这种“本领”与什么因素有关呢? 四、惯性与质量 问：运动的火车比运动的自行车停下来要困难得多，可见物体的惯性即保持匀速直线运动状态或静止状态的本领，它与物体的质量有关，有什么关系呢? 答1：物体的惯性与质量有关，与物体的速度有关，比如运动的汽车，质量越大，速度越快，要停下来就越困难． 答2：刚才那位同学说的不对，物体的惯性与速度无关，因为惯性是指物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质．汽车的惯性的大小，是看它保持静止或保持某一速度的能力的大小．只要速度有所改变，运动状态就改变了，并不一定要从运动到静止． 讨论、总结一下惯性的特点．