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粤教版 必修一 第四章
第四章 牛顿运动定律
第一节 牛顿第一定律
运动学
第三章研究
物体的受力
力学
第一、二章研究物体的运动
动力学
运动和力之间有什么关系呢?
→ 物体运动的原因是什么?
新课导入
控制物体的运动
2024.11.12-11.17 珠海航展
生活经验:力推物动,力撤物停。
有力作用在物体上,物体才运动;撤掉力,运动就停止.力是维持物体运动的原因.
亚里士多德
前384年-前322年
一、亚里士多德的运动观
质疑:
原来运动的物体之所以停下来,难道真的是因为在运动方向上没有力的作用吗?
想一想
(1)不再蹬地,滑板车最后会怎么样?
(2)不蹬地时,滑板车是不是立刻停下来?
(3)从不蹬地到停下来的过程中,滑板车还受到什么力?
质疑:
原来运动的物体之所以停下来,难道真的是因为在运动方向上没有力的作用吗?
大胆猜想
如果没有摩擦力的影响,在水平面面上运动的物体会一直运动下去。
如果没有摩擦力的影响,在水平面面上运动的物体会怎样呢?
提出问题
二、伽利略的探索
灵感来源:伽利略针和单摆实验
针在不同位置时,小球总是能够到达与释放点相同的高度
针的位置越高,摆球运动的轨迹越长,运动得越远
伽利略针和单摆实验
二、伽利略的探索
随着摩擦影响逐渐减小,小球上升的高度越来越高,越来越接近释放点的高度(等高线)
实验现象:
h
斜面越光滑, 小球上升的高度越接近释放点的高度
如果没有摩擦作用,这个小球将达到释放点的高度
合理推理
μ
大
小
h
h
h
实验事实
随着右侧斜面倾角的减小,小球速度为 0 时到达同一高度,且小球运动的距离越来越远
实验现象:
如果没有摩擦作用的影响,在水平面上运动的物体会一直运动下去!
合理推理:
实验事实:
随着光滑斜面倾角的减小,小球回到原来释放点的高度所需要走的距离越来越远
力不是维持物体运动的原因!
二、伽利略的探索——理想斜面实验
伽利略理想实验的本质:想象着把实际中存在、影响物体运动的摩擦力去掉,抓住事物的本质。这种依据逻辑推理把实际的实验理想化的思想,也是研究物理问题时的重要方法之一。
理想实验 = 实验事实 + 逻辑推理
条件限制 实验事实 逻辑推理
阻力不可能 完全消除 阻力越小,小球就越接近释放点等高位置 如果完全没有摩擦,小球将到达释放点等高位置
第二个斜面不可能无限长 右侧斜面倾角越小,小球就运动得越远 只要水平面光滑且足够长,小球就会永远运动下去
二、伽利略的探索——理想斜面实验
三、笛卡尔的补充
如果运动中的物体没有其他原因的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不会停下来,也不偏离原来的方向。
笛卡儿
1596-1650
想一想
对比伽利略与笛卡儿表述,有什么不同?
如果没有摩擦作用的影响,在水平面上运动的物体会一直运动下去!
—伽利略
如果运动中的物体没有其他原因的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不会停下来,也不偏离原来的方向。
—笛卡儿
匀速直线运动
非水平面
牛顿第一定律:
牛顿
1643-1727
平衡状态
思考:牛顿第一定律可不可以用实验来验证?
1、不受力的物体不存在或者光滑的物体也不存在。
2、牛顿第一定律所描述的物体的状态是一种理想化状态。
F合= 0
四、牛顿的总结
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。
F合≠ 0
【例】如图所示,在一辆表面光滑足够长的小车上,有质量为和的两个小球(,两小球原来随车一起运动。当车突然停止时,如不考虑其他阻力,则两个小球( )
A.一定相碰
B.一定不相碰
C.不一定相碰
D.无法确定
B
课堂练习
牛顿第一定律:
牛顿
1643-1727
四、牛顿的总结
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。
物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,叫作惯性。
惯性:
惯性:
物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性。
惯性反映了物体维持原有运动状态的能力。
—— 施加相同的作用力比较物体运动状态改变的难易程度
如何比较两个物体的惯性大小呢?
质量越大,惯性越大!
公路上行驶的货车,满载时刹车停下来所需要的时间比空载时刹车停下来所需时间更长
—— 施加相同的作用力比较物体运动状态改变的难易程度
如何比较两个物体的惯性大小呢?
惯性:
物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性。
惯性反映了物体维持原有运动状态的能力。
质量是惯性大小的唯一量度,质量越大,惯性越大,运动状态越难改变。
亚里士多德
提出观点
引发争议
伽利略
创立方法
指引方向
笛卡儿
补充完善
深化认识
牛顿
系统总结
明确内涵
力是维持物体运动的原因
力不是维持物体运动的原因
匀速直线运动
非水平面
力是改变物体运动的原因
课堂小结
1、(多选)下列对牛顿第一定律的理解正确的是( )
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,是没有外力维持木块运动的结果
D.奔跑的运动员,由于遇到障碍而被绊倒,这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态
ABD
课堂练习
2、伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展。用如图所示的装置做如下实验:小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是( )
A.如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置
B.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态
C.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变
D.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小
A
课堂练习
3、下列事例中,利用了物体的惯性的是( )
C
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
课堂练习
4、下列选项是四位同学根据图中驾驶员和乘客的身体姿势,分别对汽车运动情况做出的判断,其中正确的是( )
A.汽车一定做匀加速直线运动
B.汽车一定做匀速直线运动
C.汽车可能是突然减速
D.汽车可能是突然加速
C
课堂练习