4.1 牛顿第一定律

第四章力与运动本章介绍运动学：研究物体怎样运动静力学：研究物体的受力特征动力学：研究物体力与运动的关系伽利略的理想实验与牛顿第一定律亚里士多德对力与运动的关系的一些说法：历史回顾亚里士多德(前384-前322)【亚里斯多德】必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来。力是维持物体运动的原因历史回顾G.Galilei伽利略(1564-1642)，意大利天文家、数学家【伽利略】在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故。历史回顾【理想实验】伽利略理想实验伽利略针和单摆实验物体的运动不需要力来维持力不是维持物体运动的原因理想实验•以可靠的实验事实为基础，把实验与逻辑推理和谐的结合在一起。以抽象为指导，抓住主要因素，忽略次要因素•实验是想象的，不可能真正做出来，但其正确性同样应接受实践的检验。关于伽利略设计的理想实验：①如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度；②继续减小右边斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面作匀速直线运动；③减小右边斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度；④在两个对接的斜面上，让静止的小球沿左边的斜面滚下，小球将滚上右边的斜面。（1）请将上述关于理想实验的描述按正确的逻辑顺序排列（2）上述关于理想实验的描述中，有的属于可靠的事实，有的是理想化的推论，下列关于事实和推论的分类正确的是A．①是事实，②、③和④是推论B．②是事实，①、③和④是推论C．③是事实，①、②和④是推论D．④是事实，①、②和③是推论“老实说，我赞成看亚里士多德的著作，并精心进行研究，我只是责备那些把自己完全沦为亚里士多德奴隶的人”——伽利略笛卡儿(1596-1660)法国数学家科学家和哲学家【笛卡尔】如果没有其他原因，运动的物体将以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会改变方向。历史回顾IsaacNewton牛顿（1643～1727)英国物理学家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，直到有外力迫使它改变这种状态为止。牛顿第一定律不是一条实验定律，它是在大量的事实上，通过理想实验得到的。牛顿第一定律也称惯性定律牛顿第一定律明确了惯性的概念【惯性】物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质明确了力的含义力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因定性揭示了力和运动的关系揭示了物体在不受外力（合外力为0）作用时的运动情况意义：运动状态【思考】物体的运动状态指的什么？运动状态的改变包括几种情况？运动状态改变的原因是什么？运动状态的改变和加速度有什么关系？惯性1.惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。惯性仅有大小之分，决无不存在可言；2.惯性只和质量有关。与物体运动状态、受力与否无关；3.物体不受外力时，惯性表现为物体保持静止状态或匀速直线运动状态；物体受外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度。一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫惯性。案例分析根据图中的情景，说明车子所处的状态，并对这种情景做出解释。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.无法确定案例分析影响加速度的因素力运动状态改变速度变化加速度质量惯性探究：a与F、m的定量关系保持m不变，研究a与F的关系保持F不变，研究a与m的关系器材参考：打点计时器（含电源与纸带），光电门计时器，秒表，长木板，气垫导轨，一端带滑轮的长木板，垫木，刻度尺，弹簧秤，天平，小车（含有不同的配重），钩码，细绳……气垫导轨（p65）光电门总结规律【结论2】在F不变时，a与m成反比。即：ma/1【结论1】在m不变时，a与F成正比。即：FamFa即牛顿第二定律牛顿第二定律【内容】物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比。【表达式】mFka【牛顿的含义】使1kg的物体产生1m/s2的加速度的力叫做1N。即：1N＝1kg·m/s2。牛顿第二定律【比例系数k的含义】k的数值等于使单位质量的物体产生单位加速度时力的大小。国际单位制中k＝1。