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第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律1 1 牛顿第一定律牛顿第一定律对陷入雪里的汽车施加水平的推力，汽车就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沿水平方向运动,撤去推力车就会停下来。撤去推力车就会停下来。静止的足球用脚施加力后会飞出去。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，是什么特征呢？以上现象中似乎具有同一个特征，是什么特征呢？物体的运动需要力的作用，若不受力物体就不会运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。动或停止运动。物体的运动真的需要力物体的运动真的需要力来维持吗？来维持吗？1.1.了解亚里士多德的观点，知道伽利略理想实验及了解亚里士多德的观点，知道伽利略理想实验及其观点。其观点。2.2.理解牛顿第一定律的内容和意义理解牛顿第一定律的内容和意义(重点重点)。3.3.知道什么是惯性，会正确解释有关惯性的现象。知道什么是惯性，会正确解释有关惯性的现象。4.4.知道理想实验是科学研究的重要方法。知道理想实验是科学研究的重要方法。一、历史回顾一、历史回顾亚里士多德亚里士多德必须有力作用在物体上必须有力作用在物体上,物体才能运动物体才能运动没有力的作用没有力的作用,物体就要停下来物体就要停下来力是力是维持物体运动维持物体运动的原因的原因1、亚里士多德的观点：、亚里士多德的观点：2、伽利略的观点：、伽利略的观点：亚里士多德的观点似乎亚里士多德的观点似乎更符合日常经验，但他的更符合日常经验，但他的这种说法是错误的，他的这种说法是错误的，他的错到底在哪呢？错到底在哪呢？在水平面上运动的物体之所在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到以会停下来，是因为受到摩擦力摩擦力的缘故。的缘故。PK力是维持物体力是维持物体运动的原因运动的原因物体在水平面上物体在水平面上做匀速运动不需做匀速运动不需要外力来维持要外力来维持 如果不受外力的作用，那么运动的物体将永远如果不受外力的作用，那么运动的物体将永远运动下去。运动下去。力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因。运动的原因。理想实验法：理想实验法：以已知的实验事实为基础，通过合理的假设和以已知的实验事实为基础，通过合理的假设和逻辑推理进行研究的一种方法，是物理学中一种非逻辑推理进行研究的一种方法，是物理学中一种非常重要的思想方法。常重要的思想方法。【实验结论实验结论】升华升华牛顿在此基础上通过实验进一步研究了这个问题，并研牛顿在此基础上通过实验进一步研究了这个问题，并研究了物体静止的情况，总结得到了力和运动的关系。究了物体静止的情况，总结得到了力和运动的关系。笛卡尔的观点笛卡尔的观点如果运动中的物体没有受到力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的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。他还认也不偏离原来的方向。他还认为，这应该成为一个原理，它为，这应该成为一个原理，它是人类整个自然观的基石。是人类整个自然观的基石。1.1.牛顿第一定律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，一切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，这除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态，这就是就是牛顿第一定律牛顿第一定律。2.2.对牛顿第一定律的认识：对牛顿第一定律的认识：(1)“(1)“一切一切”适用于所有宏观物体、任何情况，是一适用于所有宏观物体、任何情况，是一条普遍适用的定律。条普遍适用的定律。(2)“(2)“总保持总保持”表明物体具有惯性。表明物体具有惯性。(3)“(3)“力迫使它改变这种状态力迫使它改变这种状态”指力是改变物体运动指力是改变物体运动状态的原因。状态的原因。牛顿第一定律的意义：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。揭示了物体具有惯性，指出了力和运动的关系。牛顿第一定律牛顿第一定律3、理解：、理解：（惯性定律）（惯性定律）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 b.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c.c.任何物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态任何物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这个性质叫做的性质，这个性质叫做惯性。惯性。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说明说明牛顿第一定律不是通过实验直接得出的，而是在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。能用实验直接证明。思考与讨论思考与讨论一、汽车在启动和加速时身体为什么向后倾？一、汽车在启动和加速时身体为什么向后倾？二、汽车在刹车时，身体为什么向前倾二、汽车在刹车时，身体为什么向前倾?3.3.惯性惯性(1)(1)定义定义一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫的性质，这种性质叫惯性惯性。牛顿第一定律又叫惯。牛顿第一定律又叫惯性定律。性定律。(2)(2)惯性是物体的惯性是物体的固有属性固有属性，不论物体处于什么，不论物体处于什么状态，都具有惯性。状态，都具有惯性。惯性有什么样的特点呢？惯性有什么样的特点呢？惯性只与物体惯性只与物体的质量有关，的质量有关，质量大质量大,惯性大惯性大。与运动与否、与运动与否、速度大小、所速度大小、所受外力大小无受外力大小无关。关。【典例典例1 1】下面关于惯性的说法中，正确的是下面关于惯性的说法中，正确的是()A A运动的物体具有惯性，静止的物体没有惯性运动的物体具有惯性，静止的物体没有惯性B B物体运动的速度越大，它的惯性越大物体运动的速度越大，它的惯性越大C C物体受到外力越大时，它的惯性就越大物体受到外力越大时，它的惯性就越大D D物体的质量越大，它的惯性越大物体的质量越大，它的惯性越大【解析解析】选选D D。惯性是物体的固有属性，一切物体。惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性，都有惯性，A A错。惯性大小与运动状态、速度大小、错。惯性大小与运动状态、速度大小、受力大小等因素都没有关系，受力大小等因素都没有关系，B B错。惯性大小与运错。惯性大小与运动状态、速度大小、受力大小等因素都没有关系，动状态、速度大小、受力大小等因素都没有关系，C C错。惯性大小只与物体本身的质量有关系，物体错。惯性大小只与物体本身的质量有关系，物体的质量越大，它的惯性就越大，的质量越大，它的惯性就越大，D D对。对。D D【典例典例2 2】关于牛顿第一定律的说法中正确的是关于牛顿第一定律的说法中正确的是()()A.A.由牛顿第一定律可知由牛顿第一定律可知,物体在任何情况下始终处于静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止状态或匀速直线运动状态B.B.牛顿第一定律只反映惯性的大小牛顿第一定律只反映惯性的大小,因此也叫惯性定律因此也叫惯性定律C.C.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律,因此因此,物体不受外力时才有惯性物体不受外力时才有惯性D.D.牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因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又揭示了运动状态改变的原因【解题指导解题指导】求解此题应把握以下两点：求解此题应把握以下两点：(1)(1)牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的状牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的状态。态。(2)(2)牛顿第一定律揭示了力和运动的关系。牛顿第一定律揭示了力和运动的关系。【解析解析】选选D D。牛顿第一定律描述的是物体在不受任。牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力作用时，只可能有两种状态，一种做匀速直何外力作用时，只可能有两种状态，一种做匀速直线运动，另一种就是静止，而我们把这种性质叫做线运动，另一种就是静止，而我们把这种性质叫做惯性，与惯性的大小没有关系，故惯性，与惯性的大小没有关系，故A A错，错，B B错。一切错。一切物体都具有惯性，无论受不受力，故物体都具有惯性，无论受不受力，故C C错。牛顿第一错。牛顿第一定律揭示了运动和力的关系，它说明力不是维持物定律揭示了运动和力的关系，它说明力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，D D正正确。确。【典例典例3 3】火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是有一个人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为因为()()A.A.人跳起后，车厢内的空气给人一个向前的力，这人跳起后，车厢内的空气给人一个向前的力，这力使他向前运动力使他向前运动B.B.人跳起时，车厢对人一个向前的摩擦力，这力使人跳起时，车厢对人一个向前的摩擦力，这力使人向前运动人向前运动C.C.人跳起后，车继续向前运动，所以人下落后必定人跳起后，车继续向前运动，所以人下落后必定向后偏一些，只是由于时间很短，距离太小，不明向后偏一些，只是由于时间很短，距离太小，不明显而已显而已D.D.人跳起后，在水平方向人和车水平速度始终相同人跳起后，在水平方向人和车水平速度始终相同D D【解析解析】选选D.D.由于人具有惯性，当人向上跳起时由于人具有惯性，当人向上跳起时仍然保持与火车运行相同的速度，此后人在水平仍然保持与火车运行相同的速度，此后人在水平方向不受外力，根据牛顿第一定律将保持匀速直方向不受外力，根据牛顿第一定律将保持匀速直线运动，人的水平分运动与火车的运动相同，所线运动，人的水平分运动与火车的运动相同，所以人仍会落回原处。以人仍会落回原处。亚里士多德亚里士多德伽利略伽利略笛卡儿笛卡儿笛卡儿笛卡儿运动需运动需要力来要力来维持维持。力是改变力是改变物体运动物体运动状态的原状态的原因。因。保持保持静止静止或匀速直或匀速直线运动线运动牛顿牛顿牛顿牛顿一切物体总一切物体总保持保持或或状态状态,除非除非力迫使它力迫使它改变改变.1.1.下列关于牛顿第一定律建立的说法中正确的是下列关于牛顿第一定律建立的说法中正确的是 ()A.A.它是通过理论推导出来的它是通过理论推导出来的 B.B.它是通过实验直接得出的它是通过实验直接得出的C.C.它是可以通过实验验证的它是可以通过实验验证的D.D.它是以实验事实为基础，通过推理、想象而总结它是以实验事实为基础，通过推理、想象而总结出来的出来的D D2.2.下列说法中错误的是下列说法中错误的是()()A.A.正在运动的物体，如果所受的外力同时消失，将沿正在运动的物体，如果所受的外力同时消失，将沿直线继续运动直线继续运动B.B.原来静止的物体，只有受到力的作用才会运动起来原来静止的物体，只有受到力的作用才会运动起来C.C.原来静止的物体，不受外力作用仍保持静止原来静止的物体，不受外力作用仍保持静止D.D.原来静止的物体，如果所受的外力突然同时消失，原来静止的物体，如果所受的外力突然同时消失，将停止运动将停止运动D D3.3.关于运动和力的关系，下列说法正确的是关于运动和力的关系，下列说法正确的是()()A.A.物体受到力的作用，运动状态一定改变物体受到力的作用，运动状态一定改变B.B.物体不受到力的作用，一定保持静止状态物体不受到力的作用，一定保持静止状态C.C.物体运动状态的改变，一定是受到力的作用物体运动状态的改变，一定是受到力的作用D.D.物体运动状态没有发生改变，一定是没有受到力的物体运动状态没有发生改变，一定是没有受到力的作用作用C C4.4.做伽利略实验时做伽利略实验时,每次做实验都用同一小车每次做实验都用同一小车,从高从高度相同的斜面上运动下来度相同的斜面上运动下来,使它在三种平面上开始运使它在三种平面上开始运动时的速度相同，则下列有关这个实验的说法中错动时的速度相同，则下列有关这个实验的说法中错误的是误的是()()A.A.在同样条件下，小车受到的阻力越小，它前进得在同样条件下，小车受到的阻力越小，它前进得就越远就越远B.B.小车受到的阻力越小，它的速度减小得就越慢小车受到的阻力越小，它的速度减小得就越慢C.C.小车的速度减小是由于受到了阻力小车的速度减小是由于受到了阻力D.D.这个实验直接得出了牛顿第一定律这个实验直接得出了牛顿第一定律D D5.5.一颗弹珠在水平桌面上滚动，当它刚刚离开桌面一颗弹珠在水平桌面上滚动，当它刚刚离开桌面时，假如所受的一切外力都消失，那么它将时，假如所受的一切外力都消失，那么它将()()A.A.立即停止运动立即停止运动B.B.沿竖直方向匀速直线运动沿竖直方向匀速直线运动C.C.沿水平方向匀速直线运动沿水平方向匀速直线运动D.D.做曲线运动往下掉做曲线运动往下掉C C提示：提示：由牛顿第一由牛顿第一定律可知，运动的定律可知，运动的物体在不受任何外物体在不受任何外力时将沿原来的方力时将沿原来的方向做匀速直线运动。向做匀速直线运动。