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牛顿第一定律
环法自行车比赛中,车手用力蹬车,自行车运动。
不蹬,自行车则停下来。
力与运动到底有什么关系呢?
亚里士多德
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,力是维持物体运动状态的原因。
伽利略
在水平面上运动的物体,若没有摩擦阻力,一旦物体具有某一速度,物体将保持这个速度继续运动下去。
实验目的:
实验思路:
相同条件:
不同条件:
实验器材:
物体的运动是否需要力维持。
逐步增大水平轨道的光滑程度,使小车运动的尽可能远。
使小车从同一斜面,同一高度由静止开始自由滚下。
水平轨道粗糙程度不同。
斜面、小车、木板、绵布、毛巾。
学 生 课 堂 实 验
实验次数 表面材料 阻力大小 滑行距离 速度变化快慢
1 毛巾
2 棉布
3 木板
推理 玻璃
推理 某材料
推理想象 理想平面
最大
最快
较大
较长
较快
较小
长
较慢
最小
最长
最慢
最最小
最最慢
最最长
无阻力
无限长
不变
最短
实验结论
笛卡尔的补充和完善
物体不受力时,运动的物体将以同一速度
沿着一条直线永恒地运动下去。
一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
1)“牛顿第一定律”表达的是物体不受力时的运动规律。
2)物体的运动不需力来维持。
3)力是改变物体运动状态的原因
4)牛顿第一定律不是实验定律。
牛顿第一定律
1)一切物体
2)没有受到外力作用
3)总
4)保持
5)或
是指宇宙中所有物体,不论物体是固体、液体还是气体。可见牛顿第一定律是自然界中的普遍规律。
是定律成立的条件,这是一种理想情况
是指“一直”的意思。
是指“不变”。
指一个物体只能处于一种状态,到底处于哪种状态,由原来的状态决定,原来静止就保持静止,原来运动就保持匀速直线运动状态
月球
月球轨道
地球
地月转移轨道
点火加速
减速制动
惯 性
定义:一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质,这种性质叫做惯性。
(1)一切物体任何时候都具有惯性;
(3)惯性只与物体的质量有关,与运动与否﹑速度大小﹑所受外力无关。
(2)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。
内容及特点
惯性不是力,在解答问题时,只能说“由于惯性” 、 “具有惯性”.而不能说“受到惯性” 、 “由于惯性的作用” 、 “克服惯性”等,否则就将惯性和作用混为一谈.
【例1】用绳子栓住一个小球在光滑的水平面上作圆周运动,当绳子突然断裂,小球将 [ ]
A.保持原来的圆周运动状态.
B.保持绳断时的速度作匀速直线运动.
C.小球运动速度减小,但保持直线.
D.以上三种都有可能.
【分析】原来小球受绳拉力作用在作圆周运动,当绳子突然断裂,小球在光滑水平方向上就没有再受到力了,因此小球将保持绳断时刻的速度大小和方向而运动.
【解答】B.
【例2】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.以上说法都是错误的.
【分析】牛顿第一定律指出,物体不受外力作用时,物体将保持静止或匀速直线运动.说明物体可以有两种表现状态,同时也说明物体不受力时也能运动,力不是维持物体运动的原因.
【解答】D.
练习一
下列说法,正确的是
A.物体保持静止或匀速直线运动状态的性质叫物体的惯性。
B.物体只有从静止变为运动,或者由运动变为静止 时才具有惯性。
C.不受力的物体具有惯性,受力的物体没有惯性。
D.任何物体在任何情况下都具有惯性。
关于惯性的大小,下列说法中哪个是正确的
A.高速运动的物体不容易让它停下来,所以物体运动速度越大,惯性越大。
B.用相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体,不易推动的物体惯性大。
C.两个物体只要质量相同,那么惯性就一定相同。
D.在月球上举重比在地球上容易,所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小。
练习二
课堂讨论一
我国公安交通部门规定,从1993年7月1日起,在各种车辆前排乘坐的人必须系好安全带,为什么?
答:汽车紧急刹车时,突然减速,乘客由于惯性,将会撞在前面造成危险,系上安全带就可以靠安全带的拉力而随汽车一起减速,避免危险。
用手快速向左弹动卡片,卡片上的鸡蛋为什么没有跟着卡片运动,而是落入水杯中?
静止的鸡蛋具有惯性。
课堂讨论二
答:因为地球上一切物体,都随着地球一起运动,热气球升空后,由于惯性,它仍保持原来随地球自转的速度,此时升空的热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。
小明设想,乘坐热气球飘在高空,由于地球自转,一昼夜就能环游世界,这个设想可行吗?
课堂讨论三
知识小结
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,除非作用在他上面的力迫使它改变这种状态为止。
1﹑定义
2﹑内容
(1)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。
(2)物体不受外力(或所受合外力为零)时,总保持匀速直线运动状态和静止状态。
(3)物体具有一种固有属性:惯性。物体的惯性大小完全取决于质量,与其他因素无关。
1.如果物体不受外力作用,下列说法中正确的是( )
A.静止的物体永远保持静止
B. 运动的物体是不会停下来的
C.物体的运动状态将保持不变
D.物体将保持匀速直线运动或静止状态
D
2. 正在运动的物体,如果受到的外力突然消失,则它将( )
A. 立即停止
B. 速度减小,最后停止
C. 运动方向变为与原来相反
D. 做匀速直线运动
D
3.一个物体做匀速直线运动,突然受到一个外力的作用,它的运动状态是否一定会改变?
解析: 物体原来的运动状态时匀速直线运动,对应的受力情况是"不受力"或"受合力为零"。在此基础上再施加给此物体一个外力,此时物体受合力一定不为零,物体的运动状态一定会发生改变。