第三章
牛顿运动定律
第一 节
牛顿第一定律
现象1:马拉车,车才动
马不拉车,车停止
现象2:人推物体,物体运动;人不推物体,物体静止
现象3:用力砸钉子,铁钉才进入木头
归纳:这些现象你能否归纳出运动和力的关系?
2000多年前,古希腊哲学家亚里士多德根据当时人们对运动和力的关系的认识提出一个观点:
1、亚里士多德的观点:
必须有力作用在物体上,才能使物体保持运动状态。
力是维持物体运动的原因
1:人手离开冰壶后,冰壶立即停止运动了吗?
2:运动员拿刷子不停的刷,是在改变哪种影响因素?
观看视频并讨论交流:
3:冰壶为什么最终还是会停止运动?
4:力还是维持物体的运动吗?
解释:
冰壶停下来的原因是受到摩擦力的作用。
如果没有摩擦力,冰壶会一直运动下去。
猜一猜历史上最早和您得到相同结论的人是谁?
伽利略(Galileo,1564-1642)
运动需要力来维持吗?
运动不需要力来维持
理想斜面实验
倾角越小,运动路程越长
理想化外推
运动不需要力来维持
重温伽利略的研究历程
爱因斯坦
这个理想实验指出了真正建立运动力学基础的线索!
A
B
C
D
E
v
θ
物体的运动不需要力来维持
伽利略的研究
返回
伽利略的发现以及他所用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一,这个发现告诉我们,根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的,因为他们有的时候会引到错误的线索上去。
法国科学家笛卡尔补充和完善了伽利略的论点,提出:如果没有其它原因,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
伽利略和笛卡尔对物体的运动作了准确的描述,但是没有指明原因是什么,这个原因跟运动的关系是什么。
存在的问题:
笛卡尔的观点:
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。
如果说我比别人看得远些,那是因为我站在了巨人的肩上!
一切物体总想保持初速度不变
痴心妄想
(合外力不为零)
心想事成
(不受外力或合外力为零)
初速为零 →静止
初速不为零→ 匀速直线运动
迫不得已而变速
牛顿第一定律的理解
一切物体总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。
一切物体都具有惯性
实验名称
实验现象
归纳总结
实验一
实验二
实验三
演示实验
静止的木块仍保持静止状态往后倾倒
小车停止后,瓶中运动的液体仍保持运动状态倾出来
停止施力后,运动的气体仍保持原来的 运动状态
一切物体都具有惯性。惯性是物体的固有属性。
小组讨论交流
在生活中,有哪些现象体现了物体具有惯性?
分析惯性在生活中的应用的方法……
质量是惯性的唯一量度!
惯性大小的量度
生活经验告诉我们:行驶中的汽车或火车,即使紧急刹车,也要向前运动一段距离才能停下来,而且汽车或火车的速度越快,刹车后向前运动的距离越长.因此,有些同学认为:物体的惯性与它的速度有关,汽车或火车的速度越大,它的惯性也就越大.这种看法对不对?
分析:惯性的大小→运动状态改变的难易程度→在单位时间内速度的改变量较小
为什么要求骑摩托车的人不能超载? (质量越大,惯性越大,想停不停。)
战斗机投入战斗前为何扔掉副油箱?
(质量越小,惯性越小,想飞就飞。)
案例分析
3.惯性的防止与应用
知识内容
科学方法
亚里士多德→
伽利略→
笛卡尔→
牛顿
二、牛顿第一定律
1.内容
2.意义
3.理解(1)不受外力作用—保持原来的运动状态
(2)力是改变物体运动状态(产生加速度)的原因
(3)揭示惯性概念
三、惯性
1.定义
2.理解(1)一切物体在任何状态下都具有惯性,
惯性是物体的固有属性.
(2)惯性大小的量度——质量
3.惯性防止与应用
一、历史回顾
四、惯性与惯性定律(即牛顿第一定律)的区别
课 堂 总 结
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。
课堂讨论:
(1)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?
(2)高空中水平匀速飞行的轰炸机,每隔相同的时间投下一颗炸弹,不计空气阻力,那么这些炸弹的运动轨迹是( )
A、在空中的排列情况是一条抛物线
B、在空中的排列情况是一条竖直线
C、在空中的排列情况是一条水平线
D、落地点是不等间距的
知识当堂练:
3.一光滑水平面上的小球在外力作用下做圆周运动,当它运动到图所示的位置P点时的速度方向已经标出。若此时小球受到的所有外力都消失,则它此后的运动轨迹( )
v
o
P
a
b
c
A、一定沿a方向
B、可能沿原来圆周运动
C、一定沿b方向
D、可能沿c方向