1、4.1 4.1 牛顿第一定律牛顿第一定律 第四章第四章 运动和力的关运动和力的关 系系 【新课导入】【新课导入】 初中我们学习了牛顿第一定律的基本内容，你能说 说它揭示了物体运动遵循怎样的规律吗？滑冰运动员如 果不用力，他会慢慢停下来。这是否与牛顿第一定律矛 盾呢？ 一、理想实验的魅力一、理想实验的魅力 我们发现以上现象似乎有一个共同特征：物体受力我们发现以上现象似乎有一个共同特征：物体受力 时才能运动时才能运动. .如果不受力如果不受力. .物体不会运动或停止运动物体不会运动或停止运动 必须有力作用在物体上.物体才能运动. 不受力而一直运动的物体是不存在的。不受力而一直运动的物体是不存在的。
2、 力是维持物体运动的原因力是维持物体运动的原因 （没有力的作用，物体就不能运动）没有力的作用，物体就不能运动） 物体的运动不需物体的运动不需 要靠力来维持要靠力来维持 力是维持物体 运动的原因 我们来做个理想我们来做个理想 实验吧！实验吧！ 1、斜面摩擦力对小球上升高度的影响、斜面摩擦力对小球上升高度的影响 伽伽 利利 略略 的的 理理 想想 实实 验验 分分 析析 2、如果没有摩擦、如果没有摩擦,小球将上升到原来静止时的高度小球将上升到原来静止时的高度 伽伽 利利 略略 的的 理理 想想 实实 验验 分分 析析 3、如果减小第二个斜面的倾角，小球的运动又会是怎样的？、如果减小第二个斜面的倾角
3、，小球的运动又会是怎样的？ 伽伽 利利 略略 的的 理理 想想 实实 验验 分分 析析 小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度, ,但要通过更长的距离但要通过更长的距离 4、如果倾角还继续减小呢？小球的运动又是怎样的？、如果倾角还继续减小呢？小球的运动又是怎样的？ 伽伽 利利 略略 的的 理理 想想 实实 验验 分分 析析 小球达到同样的高度，但滚的越来越远小球达到同样的高度，但滚的越来越远 5、倾角减小到放平第二个斜面、倾角减小到放平第二个斜面,如果第二个斜面无限长，小球又如果第二个斜面无限长，小球又 会怎样运动？会怎样运动？ 伽伽 利利 略略 的的 理理
4、想想 实实 验验 分分 析析 小球不可能达到原来的高度小球不可能达到原来的高度, ,就要沿水平面一直运动下去就要沿水平面一直运动下去. 伽利略伽利略理想实验的结论：理想实验的结论： 小球不受摩擦力，小球就要一直运动下去。小球不受摩擦力，小球就要一直运动下去。 伽利略伽利略(Galileo,1564-1642)(Galileo,1564-1642) 在水平面上运动的物体所以会停下在水平面上运动的物体所以会停下 来来, ,是因为受到是因为受到摩擦阻力摩擦阻力的缘故的缘故. . 伽利略理想实验的本伽利略理想实验的本 质是想象着把质是想象着把 实际中存在、实际中存在、 影响物体运动的摩擦力影响物体运动
5、的摩擦力 去去 掉，抓住事物的本质。这掉，抓住事物的本质。这 种依据逻种依据逻 辑推理把实际实辑推理把实际实 验理想化的思想也是验理想化的思想也是 研究研究 物理问题的重要方法之一。物理问题的重要方法之一。 笛卡儿笛卡儿( (Descartes,1596-1650Descartes,1596-1650) ) 如果没有其他原因如果没有其他原因, ,运动的物运动的物 体将继续以同一速度沿着一条直体将继续以同一速度沿着一条直 线运动线运动, ,既不会停下来既不会停下来, ,也不会偏也不会偏 离原来的方向离原来的方向. . 这应该成为一个原这应该成为一个原 理，是人类整个自理，是人类整个自 然观的基石
6、。然观的基石。 伽利略理想实验伽利略理想实验 （1 1）理想实验理想实验是一种理想化的实验，是科学研究中的一种重要方法，是一种理想化的实验，是科学研究中的一种重要方法， 在现实生活并不能实现。在现实生活并不能实现。 （2 2）理想实验理想实验的结论是正确的，因为它是建立在的结论是正确的，因为它是建立在可靠的科学事实可靠的科学事实基基 础上，并把实验结果础上，并把实验结果合理外推合理外推到一种理想状态的科学方法。到一种理想状态的科学方法。 想一想想一想 有人认为伽利略斜面实验为理想实验，无法在实验室中验证，有人认为伽利略斜面实验为理想实验，无法在实验室中验证， 因此该实验仅是一种假想，不能揭示自
7、然规律该说法是否正确？因此该实验仅是一种假想，不能揭示自然规律该说法是否正确？ 提示提示该说法是错误的伽利略的理想斜面实验反映了一种物理思该说法是错误的伽利略的理想斜面实验反映了一种物理思 想，它是建立在可靠的事实基础上的，以事实为依据，以抽象为指导，想，它是建立在可靠的事实基础上的，以事实为依据，以抽象为指导， 抓住主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示了自然规律抓住主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示了自然规律 二、牛顿第一定律二、牛顿第一定律 牛顿分析：物体除了运动的以牛顿分析：物体除了运动的以 外外,还有静止的，那么，静止的物还有静止的，那么，静止的物 体在没有受到外力作用时，将保体
8、在没有受到外力作用时，将保 持静止状态持静止状态 牛顿第一定律牛顿第一定律 一切物体在没有受到力的作用时一切物体在没有受到力的作用时, , 总保持静止状态总保持静止状态或或匀速直线运动状态匀速直线运动状态. . 对定律的理解：对定律的理解： （）一切物体：（）一切物体：表明该定律对任何物体都适用。表明该定律对任何物体都适用。 （）没有受外力的作用：（）没有受外力的作用：是该定律成立的条件。是该定律成立的条件。 （）总：（）总：一直的意思一直的意思 （）或：（）或： 指一个物体只能处于一种状态，到底处于哪种状态，由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
9、止，原来运动就保原来的状态决定，原来静止就保持静止，原来运动就保 持匀速直线运动状态持匀速直线运动状态 需要说明的需要说明的: : 1.1.牛顿第一定律不是由实验直接得到的，牛顿第一定律不是由实验直接得到的， 它是在实验的基础上经过推理得到的它是在实验的基础上经过推理得到的 2.2.力是改变物体运动状态的原因力是改变物体运动状态的原因 它它 不是维持物体运动的原因不是维持物体运动的原因 3.3.不能经过实践检验，因为实际上不受力不能经过实践检验，因为实际上不受力 的环境是找不到的的环境是找不到的 对牛顿第一定律的理解 1牛顿第一定律正确揭示了力和运动的关系，纠正了长期形成的“力是维 持物体运动
10、的原因”的错误观点，明确指出了力是改变物体运动状态的原因。 2牛顿第一定律揭示了物体都有保持原来的静止或匀速直线运动状态的性 质惯性。 3牛顿第一定律是由理想实验加以科学推理得到的，但是，由它得出的结 论，都经历了广泛、严谨的事实的检验。 4牛顿第一定律是自然界中的普遍规律，“一切物体”是指宇宙中所有物 体，不论物体是固体、液体还是气体。 5物体运动状态的变化即物体运动速度的变化，有以下三种情况： (1)速度的方向不变，只有大小改变。(物体做直线运动) (2)速度的大小不变，只有方向改变。(物体做匀速曲线运动) (3)速度的大小和方向同时发生改变。(物体做变速曲线运动) (1)牛顿第一定律所描
11、述的是物体不受外力作用 时的状态，与物体所受合外力为零是等效的。 (2)牛顿第一定律不是实验定律，它是在理想实 验的基础上总结得出的。 (3)牛顿第一定律只适用于惯性参考系中的运动， 在非惯性参考系中不适用。 特别提醒特别提醒 三、惯性与质量三、惯性与质量 2. 2. 一切物体都具有惯性. 惯性是物体的固有性质, 牛顿第一定律又 叫惯性定律. 1. 惯性概念惯性概念: : 物体有物体有保持保持原来的匀速直线运动状态或原来的匀速直线运动状态或 静止状态的性质静止状态的性质, ,这种性质叫惯性这种性质叫惯性. . 惯惯 性性 5 5. . 惯性大小的意义：惯性大小的意义： 物体保持原来状态物体保持
12、原来状态“本领本领”的大小。惯性越大，保持原来状态的大小。惯性越大，保持原来状态“本领本领” 越大，运动状态越难改变；惯性越小，保持原来状态的越大，运动状态越难改变；惯性越小，保持原来状态的“本领本领”就越小，就越小， 运动状态就容易改变运动状态就容易改变 3惯性的大小惯性的大小 质量是物体惯性大小的量度质量越大，惯性越大；质量越小，质量是物体惯性大小的量度质量越大，惯性越大；质量越小， 惯性越小；质量不变，惯性不变惯性越小；质量不变，惯性不变 4对质量的理解对质量的理解 (1)从物质的角度理解：质量为物体所含物质的多少从物质的角度理解：质量为物体所含物质的多少 (2)从惯性的角度理解：质量是决定物体惯性大小的唯一因素从惯性的角度理解：质量是决定物体惯性大小的唯一因素 对惯性的理解及应用对惯性的理解及应用 对惯性的理解及应用对惯性的理解及应用 对惯性的理解及应用对惯性的理解及应用 对惯性的理解及应用对惯性的理解及应用 5惯性与惯性定律的关系 (1)惯性不是惯性定律，惯性没有条件限制，是物 体的一种固有属性。 (2)惯性定律是物体不受外力作用时物体运动所遵 守的一条规律。 对惯性的理解及应用对惯性的理解及应用 处理惯性问题的一般方法处理惯性问题的一般方法
