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第四章 运动与力的关系
第一节 牛顿第一定律
滑雪运动员为什么会停下来
?
对陷入雪里的汽车施加水平的推力,汽车就沿水平方向运动,撤去推力车就会停下来。
物体的运动是否需要力来维持?
静止的足球用脚施加力后会飞出去。
以上现象中似乎具有同一个特征:物体的运动需要力的作用,若不受力物体就不会运动或停止运动。
物体的运动真的需要力来维持吗?
理解牛顿运动定律,能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题。
1.了解亚里士多德的观点,知道伽利略理想实验及其观点。(物理观念)
2.理解牛顿第一定律的内容和意义。(物理观念)
3.知道什么是惯性,会正确解释有关惯性的现象。(物理观念)
4.知道理想实验是科学研究的重要方法。(科学探究)
体会课堂探究的乐趣,
汲取新知识的营养,
让我们一起 吧!
进
走
课
堂
小车不推就会停下来,推它才能运动
风吹树摇,风停树静。没有风吹,树就处于静止状态。
猜想:力是维持物体运动的原因,没有力物体就不能运动
实例分析
踢出去的球,脚已不对它施力,球仍运动。是力在维持球的运动吗?
足球最终停下来,是因为没有力的作用吗?是什么原因使运动的足球最终停下来的?
力不是维持物体运动的原因
一、历史回顾
1. 亚里士多德的观点:力是维持物体运动的原因.这种观点持续了两千年(公元前384-前322)
2. 伽利略的观点:物体的运动不需要力来维持,力是改变物体速度的原因. 伽利略观点是通过理想实验总结出的(1564-1642)
伽利略 (Galileo,1564-1642)
爱因斯坦:伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上的最伟大的发现之一,而且标志着物理的真正开端。
理想实验
理想实验
初步结论
推理
若接触面绝对光滑,右斜面的坡度越小,小球
运动的路程_______.
如果右斜面变成水平面,而且水平面足够长,
小球将怎样运动?__________________。
沿直线一直运动下去
越大
补充
笛卡儿(Descartes,1596-1650)
如果没有其他原因,运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
1.内容: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。
二、牛顿第一定律
2.对牛顿第一定律的认识:
(1)“一切”适用于所有宏观物体、任何情况,是一条普遍适用的定律。
(2)“总保持”表明物体具有惯性。
(3)“力迫使它改变这种状态”指力是改变物体运动状态的原因。
牛顿第一定律的意义:
揭示了物体具有惯性,指出了力和运动的关系。
说明
牛顿第一定律不是通过实验直接得出的,而是在大量实验的基础上用推理的方法概括出来的。不能用实验直接证明。
匀速运动的冰壶
3.惯性
(1)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,这种性质叫惯性。牛顿第一定律又叫惯性定律。
(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。
思考:为何“秋风”可以“扫落叶”,却不能“扫汽车”?
(3)惯性与质量
足球守门员可以接住飞过来的足球,如果是以同样速度飞过来的铁球,他还能接得住吗?
相扑运动员为什么都很“壮”?
体操运动员为什么都很“纤细苗条”?
质量大,运动状态不容易改变
质量小,运动状态容易改变
质量是惯性的唯一量度
【规律总结】影响惯性的因素
(1)惯性与运动状态无关,惯性与物体的受力情况无关。
(2)惯性是物体本身固有的一种性质,而不是力。因此说“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”“受到惯性力”等都是错误的.
①不受外力的条件下,惯性表现出“保 持”原来的运动状态.
②在受力条件下,惯性表现出运动状态改 变的难易程度,质量越大,惯性越大, 运动状态越难改变.
(3)惯性的“两表现”
对惯性的理解及应用
气囊: 车辆发生碰撞时充气
安全带: 撞车时可阻止身体前冲
防止惯性带来的危害
例1.以下说法中正确的是 ( )
A.由牛顿第一定律可知,物体在任何情况下始终处于静止状态或匀速直线运动状态
B.牛顿第一定律只反映惯性的大小,因此也叫惯性定律
C.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律,因此,物体不受外力时才有惯性
D.牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因,又揭示了运动状态改变的原因
D
例2.请你用惯性的知识来解释一下为什么当你奔跑时碰到石块,必然是向前跌倒;而如果你脚踏西瓜皮,必然是向后倒?
答:奔跑时碰到石块,人的下半身就停了下来,而人的上半身由于惯性,仍然保持原来的运动状态,所以会向前跌倒。
如果你脚踏西瓜皮,脚有一个向前运动的速度,而人的上半身由于惯性,仍保持原来的静止状态,所以会向后倒。
力与运动的关系的探索
亚里士多德
(前384-前322)
伽利略
(1564-1642)
笛卡尔
(1596-1650)
牛顿
(1643-1727)
必须有力的作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方。
由理想斜面实验得出结论:力不是维持物体运动的原因。
如果运动中的物体没有受到力的作用,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
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。
1.下列关于牛顿第一定律建立的说法中正确的是 ( )
A.它是通过理论推导出来的
B.它是通过实验直接得出的
C.它是可以通过实验验证的
D.它是以实验事实为基础,通过推理、想象而总结出来的
D
2.(多选)关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是由实验得出的规律
B.牛顿第一定律说明了力是改变物体运动状态的原因
C.惯性定律与惯性的实质是相同的
D.牛顿第一定律说明了物体的运动不需要力来维持
BD
3.关于物体的惯性,下列说法正确的是( )
A.汽车转弯后运动方向改变了,其惯性也跟着改变了
B.被抛出的小球尽管速度的大小和方向都改变了,但其惯性不变
C.汽车静止时没有惯性,只有当它加速运动或减速运动时才具有惯性
D.汽车速度越大,越难停下来,表明物体的速度越大,其惯性越大
B
4.(2023 浙江6月选考)在足球运动中,足球入网如图所示,则 ( )
A.踢香蕉球时足球可视为质点
B.足球在飞行和触网时惯性不变
C.足球在飞行时受到脚的作用力和重力
D.触网时足球对网的力大于网对足球的力
B
5.如图所示,一个劈形物体A,各面均光滑,放在固定斜面上,上面成水平,水平面上放一光滑小球B,劈形物体从静止开始释放, 则小球在碰到斜面前的运动轨迹是:( ) A. 沿斜面向下的直线 B. 竖直向下的直线 C. 无规则的曲线 D. 抛物线
A
B
B
黎明的曙光对暗夜是彻底的决裂,对彩霞是伟大的奠基。
停止前进的脚步,江河就会沦为一潭死水。