搜索
第一节牛顿第一定律第四章牛顿运动定律一、历史回顾亚里士多德(Aristotle,前384-前322)力是维持物体运动的原因物体的运动是不是一定需要力？伽利略(Galileo,1564-1642)物体的运动不需要靠力来维持！伽利略的理想实验:实验次数表面材料阻力大小滑行距离1粗布条2光滑木板推理想象光滑表面最大最短较长较小无限长阻力为零笛卡儿(Descartes,1596-1650)如果运动物体不受任何力的作用，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。牛顿(Newton,1642-1727)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第一定律二、牛顿第一定律1．牛顿第一定律的表述：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．牛顿在伽利略等人研究的基础上得出牛顿第一定律，伽利略理想斜面实验为牛顿第一定律提供了实验依据．（2）力是改变物体运动状态的原因（1）一切物体都具有保持静止或匀速直线运动状态的性质（惯性）3．牛顿第一定律的意义速度力是物体产生加速度的原因知识精析一、力与物体运动状态变化的关系1．速度是描述物体运动状态的一个物理量，它是矢量，既有大小又有方向．2．(1)当物体的速度大小和方向都保持不变时，则这个物体的运动状态保持不变．(2)当物体的速度发生变化时，则这个物体的运动状态发生了变化．物体的运动状态变化有以下三种情况：①速度的方向不变，只有大小改变．②速度的大小不变，只有方向改变．③速度的大小和方向都发生改变．3．力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因，物体运动状态发生改变必定受到了不为零的外力作用，反之亦然，力与运动状态没有必然的联系．二、对牛顿第一定律的理解1．牛顿第一定律的意义在于正确揭示了力和运动的关系，纠正了力是维持物体运动的原因的错误观点，明确了力是改变物体运动状态的原因．2．揭示了物体都有保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质——惯性．3．牛顿第一定律是由“理想实验”加以“科学推理”得到的．所谓“理想实验”就是在实际实验的基础上，根据实验现象，抓住问题的主要方面，忽略影响实验的次要因素，在理想情况下对实验进行合理外推从而得出结论的实验方法．链接4．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）注：惯性是一切物体固有的属性．一切物体不管是否受力，也不管它是否运动和怎样运动，都具有惯性．三、惯性试举出生活中有关惯性的例子惯性的例子在生活中很常见.例如:运动员冲到终点后,不能马上停住,还要向前跑一段.这是由于运动员具有保持向前跑的惯性.自行车紧急刹车,轮子不转了,但车子还会向前滑动.就是由于自行车刹车后具有前进的惯性.思考与讨论:惯性大小与什么有关?运动的火车比运动的自行车停下来要难;推汽车要比推自行车要难.试分析惯性与质量的关系。结论:物体的质量越大,惯性越大通过大量科学实验证明：在相同的力作用下，质量小的物体产生的加速度大，运动状态容易改变，我们说它的惯性小；质量大的物体产生的加速度小，运动状态难改变，我们说它的惯性大．因此，质量是物体惯性大小的量度，质量越大，惯性越大我们通常通过改变物体的质量大小来改变的物体的惯性.惯性的防止汽车安全气囊安全带三、对惯性的理解1．概念：惯性是一种性质，保持原有运动状态不变的性质，是物体的固有属性．2．决定因素：由质量唯一决定，与运动状态无关，与是否受力无关．3．表现形式：(1)在不受力条件下，惯性表现出“保持”“原来的”运动状态，有“惰性”的意思．(2)在受力条件下，惯性表现运动状态改变的难易程度，质量越大，惯性越大，运动状态越难以改变．四、惯性参考系和非惯性参考系1．惯性参考系：保持静止状态或匀速直线运动状态的参考系．2．非惯性参考系：做变速运动的参考系．3．牛顿第一定律仅适用于惯性参考系．在研究物体运动时，一般选地面或相对地面静止或匀速直线运动的物体为参考系．例如：(1)火车沿平直轨道匀速运动时，可将火车看做惯性系来研究火车内其他物体的运动．(2)火车由静止加速启动时，如果以火车为参考系，原来静止在火车内水平光滑桌面上的物体会相对火车向后加速运动，但物体水平方向上并没有受力．因此牛顿第一定律不成立，火车为非惯性系．链接方法指导一、力和运动状态的关系例1下列对运动的认识不正确的是()A．亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动B．伽利略认为力不是维持物体速度的原因C．牛顿认为力的真正效果是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动D．伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去解析运动是物体的自然属性，并不需要力来维持，故选项A错误、B正确；力产生的效果是改变物体的运动状态，即改变速度，故选项C正确；如果物体不受外力，其运动状态不变，即速度不变，故选项D正确．答案A二、对牛顿第一定律的理解和应用例2关于牛顿第一定律，下列说法正确的是()A．牛顿第一定律是实验定律B．惯性定律与惯性的实质是相同的C．在水平面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动D．物体运动状态发生变化时，必定受到外力的作用解析牛顿第一定律是牛顿在总结前人经验和结论的基础上得出的，并不是由实验得出的定律，故选项A错误；惯性定律是说物体不受外力作用时所遵循的规律，而惯性是无论物体受不受力，物体总具有的一种性质，它们的实质不相同，故选项B错误；水平面上滑动的木块最终停下来的原因是木块在运动过程中受到摩擦阻力的作用，如果无摩擦，物体将继续运动，不能说物体的运动必须有力维持，故选项C错误；由牛顿第一定律知，力是改变物体运动状态的原因，故选项D正确．答案D点评应用牛顿第一定律解题时，应牢牢抓住两点，一个是力改变物体的运动状态；另一个是惯性维持物体原有运动状态，是物体的固有属性．水平面上滑动的木块最终停下来的原因是木块在运动过程中受到摩擦阻力的作用，如果无摩擦，物体将继续运动，不能说物体的运动必须有力维持，故选项C错误；由牛顿第一定律知，力是改变物体运动状态的原因，故选项D正确．答案D点评应用牛顿第一定律解题时，应牢牢抓住两点，一个是力改变物体的运动状态；另一个是惯性维持物体原有运动状态，是物体的固有属性．变式训练116世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元．在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是()A．四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物体受的力越大，速度就越大B．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来,这说明,静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”C．两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快D．一个物体维持匀速直线运动，不需要受力解析亚里士多德认为物体受的力越大，速度就越大，力是维持物体运动的的原因，静止是不受力的自然状态；从同一高度重物下落得较快．物体匀速直线运动不需要受力与亚里士多德的观点相反，所以选项D正确．答案D三、惯性概念例3火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为()A．人跳起时会受到一个向前的冲力，使他随火车一起向前运动B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随火车一起向前运动C．人跳起后，车继续前进，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很短，偏后的距离很小，不明显而已D．人从跳起到落回地板，由于惯性，在水平方向上人和车始终具有相同的速度解析人跳起后落回原地的现象是由于惯性造成的,人跳起后,在水平方向上合外力为零,由于惯性,人将保持原来和车一样的水平速度,下落时,定会落回原处,故选项D正确．答案D变式训练2若行驶中的火车上的乘客，发现放在桌面上的水杯突然向前滑动了，则说明火车正在加速、减速，还是匀速运动？解析当火车减速时，由于惯性，桌面上的水杯仍具有原来的速度，所以相对桌面向前滑动了，因此，水杯向前滑动，能说明火车做减速运动．答案火车正在做减速运动互动平台育才老师与细心同学关于乘车系安全带的对话育才：我国《交通法》规定：各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带，你知道为什么要这样规定吗？细心：这是为了保障前排乘坐人的安全．因为在行车过程中，若发生意外情况需紧急刹车或车辆发生碰撞时，如果前排乘坐的人没有系好安全带，则由于惯性他们要保持原来的速度与挡风玻璃(或方向盘)相撞，会造成人身伤害．倘若系好安全带就可以有效减轻甚至避免人身伤害了．粗心同学与细心同学关于汽车超载现象的对话粗心：昨天傍晚回家路上，又看见交警叔叔在严查车辆超载现象．细心：可不是吗，车辆超载后果严重着呢！据有关部门统计表明，30%左右的车祸根源就是超载．粗心：我想超载也没关系，只要不超速就行了．细心：这你就不懂了，车辆超载后相当于增大了物体的质量，这样其惯性也就增大了，所以超载的车辆其运动状态相对难改变，一旦遇到意外情况时，就很难停下来，后果不堪设想．粗心：原来如此，我又长见识了！1、关于伽利略理想实验的说法正确的是（）A．完全是理想的，没有事实为基础的B．是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映自然规律的C．没有事实为基础，只是理想推理D．以上说法都不对强化训练：B２、下列说法正确的是（）A、物体不受力作用就一定静止B、物体不受力作用就一定是匀速直线运动C、物体受力才能运动D、以是说法都是错误的强化训练：D３、正在做曲线运动的物体，若它所受到的外力同时消失，那么它将（）A．物体立即停下来B．物体继续做曲线运动C．物体将做匀速直线运动D．物体将改变运动方向强化训练：C1、惯性说法正确的是（）A、人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性B、物体速度大时，惯性大C、物体不受外力时有惯性，受外力后被克服了D、物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关强化训练：D火车在长直轨道上匀速行驶,坐在门窗密闭的车厢内的一人将手中的钥匙相对车竖直上抛,钥匙将落在A.手的后方B.手的前方C.落在手中D.无法确定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。以下说法中正确的是A．牛顿第一定律反映了物体不受外力的作用时的运动规律B．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变C．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果D．飞跑的运动员，由于通到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态有人设想，乘坐气球飘在高空，由于地球自转，一昼夜就能环游世界，这个设想可行吗？答：因为地球上一切物体，（包括地球周围的大气）都随着地球一起运动，气球升空后，由于惯性，它仍保持原来随地球自转的速度，当忽略其他与地球有相对运动的作用而产生的影响时，升空的气球与它下方的地面处于相对静止状态，不可能相对地球绕行一周。如图，桌面上有一光滑的木块，木块上有一小球，推动木块，小球的位置可能在桌面上的哪点？A.A点B.B点C.O点D.无法确定AOB２.竖直向上托起的排球，离开手后能继续向上运动，这是由于（）A.排球受到向上的托力B.排球受到惯力C.排球具有惯性D.排球受到惯性的作用C强化训练：3、一切物体都有惯性，但是（）A.运动时的惯性比静止时的惯性大B.运动越快，物体的惯性越大C.物体受力越大，惯性越大D.物体的惯性在任何情况下都是不变的D强化训练：4、氢气球下面吊着一个重物升空，若氢气球突然爆炸，那么重物将（）A.先竖直上升，后竖直下落B.匀速竖直下落C.加速竖直下落D.匀速竖直上升A强化训练：5、如图所示，在匀速前进的小车上放一竖直的木块，突然发现木块向左倾斜，这是因为小车（）A、向左加速B、向右加速C、向左减速D、向右减速强化训练：AB课堂总结：１．伽利略理想斜面实验否定了亚里士多德的观点．２．牛顿在伽利略等人的研究基础上得出牛顿第一定律．3．一