1、第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律 自然和自然的法则在黑夜中隐藏；上帝说，自然和自然的法则在黑夜中隐藏；上帝说，让让牛顿去吧！于是一切都被照亮。牛顿去吧！于是一切都被照亮。-蒲柏蒲柏 学习目标：学习目标：1.1.能大致叙述发现能大致叙述发现牛顿第一定律的历史牛顿第一定律的历史过程，并能作出初步评述过程，并能作出初步评述；2.2.能清楚地描述伽利略关于力与运动的能清楚地描述伽利略关于力与运动的思想观念，以及对应设计出的理想实验思想观念，以及对应设计出的理想实验和相应的推理结论；和相应的推理结论；3.3.理解牛顿第一定律（惯性定律）的内理解牛顿第一定律（惯性定律）的内容和意义；容和意义；4.4
2、.能举例说明物体的质量是其惯性大小能举例说明物体的质量是其惯性大小的量度。的量度。1997年6月1日下午13时19分7秒，“亚洲第一飞人”柯受良驾一辆白色三菱跑车，成功地飞越了黄河壶口瀑布。现象：现象：力推物动，力撤物停力推物动，力撤物停亚里士多德亚里士多德历史的回顾历史的回顾观点观点1：物体运动需要力来维持：物体运动需要力来维持1、亚里士多德的观点、亚里士多德的观点现象：现象：力推物动，力撤物还动力推物动，力撤物还动观点观点2：物体运动不需要力来维持：物体运动不需要力来维持亚里士多德亚里士多德2、伽利略的观点、伽利略的观点探究阻力对物体运动的影响 小车从小车从同一斜面同一高度同一斜面同一高度
3、下滑在不同的下滑在不同的水平面上运动水平面上运动,观察情况。观察情况。实验次数表面材料阻力大小滑行距离最大最大较大较大较长较长较小较小长长无阻力无阻力无限长无限长最短最短玻璃玻璃毛巾毛巾木板木板理想平面理想平面推理推理1 12 23 3实验结论伽利略理想斜面实验ABCDEv物体的运动不需要力来维持物体的运动不需要力来维持 如果如果减少减少第二个斜面的第二个斜面的倾角倾角，小球仍，小球仍然要达到原来的高度，但是要通过更长的然要达到原来的高度，但是要通过更长的路路程程。继续减少第二个斜面的倾角，最后使它继续减少第二个斜面的倾角，最后使它成为成为水平面水平面，小球将不能到达原来的高度，小球将不能到达
4、原来的高度，就要沿着水平面以就要沿着水平面以恒定的速度恒定的速度持续运动下去。持续运动下去。在在没有摩擦力没有摩擦力的情况下，让小球沿一个的情况下，让小球沿一个斜面滚下来，小球将滚上另一个斜面，并且斜面滚下来，小球将滚上另一个斜面，并且将上升到将上升到原来静止时的高度原来静止时的高度。理想实验思想理想实验思想 伽利略的理想斜面实验指出了：力不是伽利略的理想斜面实验指出了：力不是维持物体运动的原因，而只是改变物体运动维持物体运动的原因，而只是改变物体运动状态的原因状态的原因 理想实验理想实验研究方法：研究方法：以可靠的事实为基以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次础，经过抽象思维
5、，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻的揭示自然规律。要因素，从而更深刻的揭示自然规律。理想实验的魅力理想实验的魅力讨论与思考：现实生活中小球会做怎样现实生活中小球会做怎样的运动？其原因是什么？的运动？其原因是什么？由于摩擦力的作由于摩擦力的作用，小球不可能回到用，小球不可能回到原来的高度，沿水平原来的高度，沿水平面也不可能永远运动面也不可能永远运动下去下去笛卡儿笛卡儿(Descartes,1596-1650)(Descartes,1596-1650)笛卡儿笛卡儿的观点：除非的观点：除非物体受到外力的作用，否物体受到外力的作用，否则物体将永远保持其静止则物体将永远保持其静止或运动状态，永远不
6、会使或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动。持在直线上运动。笛卡尔的补充、完善牛顿第一定律牛顿(Newton,1642-1727)内容：一切物体总保持内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静匀速直线运动状态或静止状态止状态,除非作用在它除非作用在它上面的力迫使它改变这上面的力迫使它改变这种状态种状态.牛顿第一定律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不是维持物体运动的原因力不是维持物体运动的原因一切物体总保持匀速直线运动状态或一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态静止状态除非作用在它上面的力迫使它改变这除非作用在它上面的力迫使它改变这
7、种状态种状态（1 1）理解）理解牛顿第一定律 不受外力作用的物体是不存在的，牛不受外力作用的物体是不存在的，牛顿第一定律所描述的物体不受外力的状顿第一定律所描述的物体不受外力的状态，是一种理想化状态，这种状态虽不态，是一种理想化状态，这种状态虽不能实现，但在现实中却可以用合力为零能实现，但在现实中却可以用合力为零的状态来代替它，或者说合力为零与不的状态来代替它，或者说合力为零与不受外力是等效的，这样就使得牛顿第一受外力是等效的，这样就使得牛顿第一定律在实际应用中有了实际意义。定律在实际应用中有了实际意义。牛顿第一定律（2 2）惯性：）惯性：一切物体都有保持原来的运动状一切物体都有保持原来的运动
8、状态不变的性质态不变的性质一切物体都具有惯性一切物体都具有惯性惯性是物体的固有属性惯性是物体的固有属性思考：思考：惯性的大小与什么因素有关呢？惯性的大小与什么因素有关呢？2.牛顿第一定律思考：思考：惯性的大小与什么因素有关呢？惯性的大小与什么因素有关呢？只与质量有关只与质量有关质量越大惯性越大，质量越小惯性越小质量越大惯性越大，质量越小惯性越小错,惯性与物体的运动状态无关错,决定惯性的唯一量度就是质量2.牛顿第一定律2.牛顿第一定律3.牛顿第一定律的应用（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 2）高空中水平匀速飞行的轰炸
9、机，每隔相同的时间投下一）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（颗炸弹，不计空气阻力，那么这些炸弹的运动轨迹是（）A A、在空中的排列情况是一条抛物线、在空中的排列情况是一条抛物线 B B、在空中的排列情况是一条竖直线、在空中的排列情况是一条竖直线 C C、在空中的排列情况是一条水平线、在空中的排列情况是一条水平线 D D、落地点是不等间距的、落地点是不等间距的 B B3.牛顿第一定律的应用（3 3）下列关于惯性的说法中）下列关于惯性的说法中,正确的是（正确的是（）A.A.物体只有在静止时才具有惯性物体只有在静止时才具有惯性 B.B.物
10、体运动速度越大物体运动速度越大,其惯性也越大其惯性也越大 C.C.太空中的物体没有惯性太空中的物体没有惯性 D.D.不论物体运动与否不论物体运动与否,受力与否受力与否,物体都具有物体都具有惯性惯性D D3.牛顿第一定律的应用D D 有人设想，乘坐气球飘在高空，有人设想，乘坐气球飘在高空，由于地球的自转，一昼夜就能周游由于地球的自转，一昼夜就能周游世界，请你评价一下，这个设想可世界，请你评价一下，这个设想可行吗？行吗？分析：分析：因为地球上的一切物体（包括地球周围的因为地球上的一切物体（包括地球周围的大气）都随着地球一起在自转气球升空后，由于大气）都随着地球一起在自转气球升空后，由于惯性，它仍保持原来的自转速度所以升空的气球惯性，它仍保持原来的自转速度所以升空的气球与它下方的地面处于相对静止的状态不可能使它与它下方的地面处于相对静止的状态不可能使它相对地球绕行一周的相对地球绕行一周的解答：这个设想不符合物理原理，不可行解答：这个设想不符合物理原理，不可行 亚里士多德亚里士多德伽利略伽利略 运运动需要动需要力来维力来维持。持。力力是改变是改变物体运物体运动状态动状态的原因。的原因。一切一切物体总保物体总保持持或或状态状态,除除非非力迫力迫使它改使它改变变.阅读课本阅读课本7070页页“惯性参考系惯性参考系”，完成课后习题完成课后习题
