1、第四章 运动和力的关系4.1牛顿第一定律运动学第三章研究的是物体的受力力学第一、二章研究的是物体的运动动力学运动学运动学：在力学中，只研究物体怎样运动而不涉及运动和力的：在力学中，只研究物体怎样运动而不涉及运动和力的关系的分科，叫关系的分科，叫运动学运动学。：在力学中，研究运动和力的关系的分科，叫：在力学中，研究运动和力的关系的分科，叫动力学动力学。运动和力有运动和力有什么关系什么关系？1、亚里士多德的观点：、亚里士多德的观点：要使一个物体运动，必须推它或着拉它。要使一个物体运动，必须推它或着拉它。自行车要前进，也必须用力自行车要前进，也必须用力生活经验生活经验:力推物动，力撤物停力推物动，力
2、撤物停。亚里士多德：亚里士多德：力是维持物体运动的原因力是维持物体运动的原因。伽利略伽利略F推推Ff2、伽利略的观点：、伽利略的观点：在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦力摩擦力的的缘故。缘故。力是改变物体运动（速度）的原因力是改变物体运动（速度）的原因.物体的运动物体的运动不需要靠力不需要靠力来维持来维持力是维持力是维持物体运动物体运动的原因的原因我们来做个理我们来做个理想实验吧！想实验吧！一、理想实验的魅力一、理想实验的魅力 伽利略注意到，当一个球沿斜伽利略注意到，当一个球沿斜面向下滚动时，它的速度增大；向面向下滚动时，它的速度增
3、大；向上滚动时，速度减小。上滚动时，速度减小。猜想：猜想：当球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减。然而，实际情当球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减。然而，实际情况却是，即使沿水平面滚动，球也会越滚越慢，最后停了下来。伽利略认况却是，即使沿水平面滚动，球也会越滚越慢，最后停了下来。伽利略认为这是为这是摩擦作用摩擦作用的结果。若没有摩擦，的结果。若没有摩擦，球将永远运动下去。球将永远运动下去。验证猜想验证猜想伽利略伽利略亚里士多德亚里士多德力不是维持力不是维持物体运动的原物体运动的原因因你赢了你赢了我们知道，阻力不可能完全消除。我们知道，阻力不可能完全消除。一种重要的物理方法一种重要的物理方
4、法理想实验 以以可靠事实可靠事实为基础，经过思维抽象，把研究的事物理想化，以为基础，经过思维抽象，把研究的事物理想化，以思维超越现实和科学技术思维超越现实和科学技术,从而更深刻揭示了自然规律。从而更深刻揭示了自然规律。B笛卡儿笛卡儿 他认为，如果运动中的物体没有受到力的作他认为，如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以用，它将继续以同一速度沿同一直线运动同一速度沿同一直线运动，既，既不不会停下来会停下来，也，也不会偏离原来的方向不会偏离原来的方向。牛顿牛顿让我来让我来牛顿的观点与前人有何相同之处？二、牛顿第一定律二、牛顿第一定律1 1、内容：、内容：一切一切物体物体总总保持保持匀速直线运动
5、状态或静止状态匀速直线运动状态或静止状态，除非，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。作用在它上面的力迫使它改变这种状态。共点力平衡条件共点力平衡条件牛顿牛顿(1643-1727)(1643-1727)一切物体总保持静止状态或匀速直线一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这运动状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。种运动状态为止。如果运动中的物体没有受到力的作用，它如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以将继续以同一速度沿同一直线运动同一速度沿同一直线运动，既，既不不会停下来会停下来，也，也不会偏离原来的方向不会偏离原来的方向。笛卡尔笛卡尔(1596(159
6、61650)1650)保持运动状态是无条件的保持运动状态是无条件的物体的固有属性物体的固有属性保持运动状态是有条件保持运动状态是有条件生活中的实例二、牛顿第一定律二、牛顿第一定律2 2、理解：、理解：a.a.物体不受力物体不受力匀速直线运动状态或静止状态匀速直线运动状态或静止状态力不是维持物体运动状态的原因力不是维持物体运动状态的原因 揭示了力和运动的关系揭示了力和运动的关系：不不受外力（不存在）受外力（不存在）-无法用实验验证无法用实验验证 (1)(1)速度的方向不变，大小改变速度的方向不变，大小改变(2)(2)速度的大小不变，方向改变速度的大小不变，方向改变(3)(3)速度的大小和方向同时
7、发生改变速度的大小和方向同时发生改变ab.b.有力的作用有力的作用迫使物体的运动状态发生改变迫使物体的运动状态发生改变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力是使物体产生加速度的原因力是使物体产生加速度的原因c c、成立条件：、成立条件：惯性参考系惯性参考系揭示了一切物体都具有的一种固有属性揭示了一切物体都具有的一种固有属性惯性惯性因此牛顿第因此牛顿第一定律也叫惯性定律一定律也叫惯性定律 当物体受力但所受外力的合力为零时可以看作物体不受力。当物体受力但所受外力的合力为零时可以看作物体不受力。或者或者说说合力为零合力为零与不受外力是等效的。与不受外力是等效的。牛顿第一定律在实际应用
8、牛顿第一定律在实际应用物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性1 1、惯性：、惯性：(1)普遍性：一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性普遍性：一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性 (2)无关性：惯性的大小只与物体的质量有关，与其他因素如受力无关性：惯性的大小只与物体的质量有关，与其他因素如受力情况、运动情况无关情况、运动情况无关 (3)唯一性：质量是惯性大小的唯一量度唯一性：质量是惯性大小的唯一量度2 2惯性的理解：惯性的理解：（有惯性力、产生惯性、克服惯性）（有惯性力、产生惯性、克服惯性）(4)表现形式：表现形式：在不受
9、力时，惯性表现出在不受力时，惯性表现出“保持保持”“”“原来的原来的”匀速直匀速直线运动状态或静止线运动状态或静止状态，有状态，有“惰性惰性”的意思的意思在受力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度，质量在受力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度，质量越大，惯性越大，运动状态越难以改变越大，惯性越大，运动状态越难以改变 1、一天下着倾盆大雨，某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了列车进站过程中(箭头表示列车进站的方向)，他发现水面的形状如选项图中的()解析 列车进站速度减小，由于惯性水相对窗向前运动C2、(多选)在静止的列车上，有两个注满水的容器，容器中分别用细线系着铁球和乒乓球，在列车启
10、动的过程中，小球所处状态表示正确的是(图中箭头表示启动方向)()解析：因为列车由静止向右启动，铁球、乒乓球和水都有向右运动的趋势但是，由于与同体积的“水球”相比，铁球质量大、惯性大，铁球的运动状态难改变，即速度增加慢，而同体积的“水球”的运动状态容易改变，即速度增加快，而且水和容器一起运动，所以列车启动时，铁球相对于容器向左运动同理，由于乒乓球与同体积的“水球”相比，质量小，惯性小，乒乓球相对于容器向右运动故B、D正确BD3 3、如图所示如图所示,一个劈形物体一个劈形物体N N放在固定的斜面放在固定的斜面M M上上.物物体体N N上表面水平上表面水平,其上放一光滑小球其上放一光滑小球m.m.若
11、劈形物体各面若劈形物体各面均光滑均光滑,从静止开始释放从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动则小球在碰到斜面前的运动轨迹是轨迹是()A.A.沿斜面向下的直线沿斜面向下的直线 B.B.竖直向下的直线竖直向下的直线 C.C.无规则曲线无规则曲线 D.D.抛物线抛物线B B头靠：头靠：避免撞车时的鞭避免撞车时的鞭打效应（颈部来打效应（颈部来回剧烈运动）回剧烈运动）气囊：气囊：车辆发生碰撞时充气车辆发生碰撞时充气安全带：安全带：撞车时可阻止身体前冲撞车时可阻止身体前冲大货车惯性较大，刹车失灵时不容易停下来课堂小结课堂小结 “三个一”，即 一个方法理想实验法 一个定律牛顿第一定律（惯性定律）一个量度质量是惯性大小的唯一量度
