第一节伽利略理想实验与牛顿第一定律

第四章力与运动第一节伽利略理想实验与牛顿第一定律一个简单而又复杂的问题

“车为什么总要停下来呢？”“你不推了它还不停吗？例如马拉车等，要想让物体运动，一定要用力推着它才行！”请根据实际经验思考并回答下列问题1.书本放在讲台上处于静止状态，怎样才能让它运动？2.静止在水平地面上的小推车，怎样才能让它运动起来？3.行驶中的汽车在关闭发动机后，将作怎样的运动？【经验结论】1.静止的物体不受力的作用就不能运动。2.运动的物体失去了力的作用运动就不能继续下去【问题】物体的运动真的需要用力来维持吗？1.亚里士多德的观点（2000年前古希腊）

亚里士多德观察实验：马用力拉车，车前进；马停止用力，车就停止。结论：力是维持物体运动状态的原因解释：物体受到力的作用，才能运动；不受力，物体就静止不动。【说明】

科学来源于实际。在科学并不发达的年代，人们常常从经验出发，经过简单思考来探究自然规律。这种经验结论是否科学、是否是真理，必须经过实践的检验。因为事物的本质有时会被掩盖在表面现象中。伽利略的理想实验

亚里士多德观察实验：马用力拉车，车前进；马停止用力，车就停止。解释：物体受到力的作用，才能运动；不受力，物体就静止不动。结论：力是维持物体运动状态的原因。2.伽利略的观点（17世纪意大利）结论：假设不存在摩擦力，小球将以恒定的速率永远运动下去，由此可推断，在水平面上做匀速运动的物体并不需要用外力来维持。——物体的运动并不需要力来维持。力是改变物体运动状态的原因。物体会停下来是因为受到摩擦阻力的缘故，【说明】

伽利略构想的理想实验(又称假想实验)以可靠的事实为基础，把实验与逻辑推理和谐地结合在一起。这种科学探究的方法有力地推动了科学的发展。2.伽利略的观点（17世纪意大利）阻力对物体运动的影响假设不存在摩擦力，小球将以恒定的速率永远运动下去，由此可推断，在水平面上做匀速运动的物体并不需要用外力来维持。物体停下来是因为受到阻力的缘故。3.笛卡儿的观点（17世纪法国）——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。——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，这就是牛顿第一定律。4.牛顿的观点（17世纪意大利）【意义】（1）说明了物体不受外力时的运动状态是匀速直线运动或静止正因为如此，牛顿第一定律又称为惯性定律（2）一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的特性（3）一切物体受外力时，都会改变原来的运动状态，即外力是迫使物体改变运动状态的原因牛顿第一定律——惯性定律惯性概念：物体具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。（1）惯性是物体的固有属性。惯性不是一种力理解：（2）任何物体在任何情况下都具有惯性。如：与物体所处的运动状态、地理位置及受力与否等因素无关（3）惯性的大小是由物体本身的特征决定的，与外界因素无关。如：与速度大小无关（4）惯性是不能被克服的，但可以利用惯性做事或防止惯性的不良影响（5）不要把惯性概念与惯性定律相混淆。惯性现象

大量事实说明：任何物体，无论处于什么状态，都具有惯性；物体的运动并不需要力来维持；惯性是物体的固在性质。讨论与交流1.运动的火车比运动的自行车停下来要困难得多？（应用牛顿第一定律解释）2.推动一辆汽车比推动一辆自行车要困难得多，物体的惯性与其质量有什么关系？结论：质量是物体惯性大小的量度，任何物体，无论处于什么状态，都具有惯性，惯性是物体的固有属性。六、伽利略针和单摆实验【学以致用】【例1】竖直向上托起的排球，离开手后能继续向上运动，这是由于（）A.排球受到向上的冲力作用B.排球受到惯性力的作用C.排球具有惯性D.排球不受阻力的作用【例2】一切物体都具有惯性，但是（）A.运动时的惯性比静止时的惯性大B.运动越快，物体的惯性就越大C.物体受力越大，惯性越大D.物体的惯性在任何情况下都是不变的CD【例3】关于物体惯性的大小，下列说法正确的是（）A.小轿车和载重大卡车相比较，大卡车的惯性大B.某人无法拉动一部小车，说明小车的惯性很大C.列车启动时，速度增加十分缓慢，说明速度小时列车的惯性较大D.机车用恒力牵引列车，开始时列车的速度不断增加，但速度增大到某一数值时，速度就不再增加了，保持匀速运动，这说明速度比较大时惯性大A【例4】火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内有人向上跳起，发现仍落回远处，这是因为（）A.人跳起后，车厢内空气给他以向前的力，带着他一起向前运动。B.人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动C.人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显而已D.人跳起后直到落地，在水平方向上和车始终具有相同的速度D【例5】在路上跑的人被绊倒时是向前趴着倒下的，而在路面上慢行的人滑倒时，则是向后摔倒的，试用所学知识加以解释。小结知识点内容说明力是改变物体运动状态的原因理想实验牛顿第一定律运动状态的改变力是使物体产生加速度的原因质量是物体惯性大小的量度是在可靠事实的基础上，进行抽象思维过程中，所创造出来的一种科学推理当物体的运动状态发生改变时，必定是所受合外力不等于零一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其标志是速度（大小或方向）发生了变化物体所受合外力