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牛顿第一定律 基础知识 一、牛顿第一定律 1、理想实验的魅力 （1）两千多年前对力和运动的关系的认识 亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因.人们由于观测方法、手段有限，主要凭“直觉+观察”得出这样一个错误结论. （2）伽利略的观点：在水平面上的物体，设想没有摩擦，一旦物体具有某一速度，物体将保持这个速度继续运动下去. ①伽利略的理想斜面实验 ②伽利略的思想方法 伽利略用“实验+科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点. 2、牛顿物理学的基石——牛顿第一定律 牛顿总结了伽利略等人的工作，并提出了三条运动定律，下面是牛顿第一定律： 牛顿第一定律（惯性定律） （1）内容：一切物体总是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。 （2）理解： 明确了惯性的概念： 定律前半句话“一切物体总是保持匀速直线运动状态或静止状态”，揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性.因此牛顿第一定律又叫惯性定律. ②确定了力的含义： 定律的后半句话“直到有外力迫使它改变这种状态为止”，实际上是对力的定义，即力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动的原因. 注：力是改变物体运动状态的原因。（运动状态指物体的速度）又根据加速度定义：，有速度变化就一定有加速度，所以可以说：力是使物体产生加速度的原因。（不能说“力是产生速度的原因”、“力是维持速度的原因”，也不能说“力是改变加 速度的原因”。） ③定性揭示了力和运动的关系： 牛顿第一定律指出物体不受外力作用时的运动规律，它描述的只是一种理想状态，而实际不受外力的物体是不存在的，当物体所受合外力为零时，其效果跟不受外力的作用相同，但是，我们不能把“不受外力作用”理解为“合外力为零”. 3、惯性与质量 惯性 （1）定义：物体的这种保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性. （2）理解：①惯性是物体的固有属性：一切物体都具有属性 ②惯性与物体的运动状态无关.不管物体处于怎样的运动状态，惯性总是存在的.当物体静止时，它一直想保持这种静止状态；当物体运动时，它一直想那一时刻的速度做匀速直线运动.即在不受力或合外力为零的情况下，惯性表现为保持原来的运动状态. ③惯性与是否受力无关，与速度大小无关. （3）惯性与质量 质量是惯性大小的量度，而一个物体惯性的大小，则意味着改变物体运动状态的难易程度. 思考：请用自己所学习的物理知识解释“船大调头难”这句俗语的道理． 解析：“船大”，指船的质量大，“调头难”指改变速度方向难，“船大调头难”说明质量大的物体惯性大，要改变其运动状态需要的力大． 试题展示： 【例1】科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段．在研究和解决问题过程中，不仅需要相应的知识，还要注意运用科学方法． 理想实验有时更能深刻地反映自然规律，伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是实验事实，其余是推论． ①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度； ②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面； ③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度； ④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动． 请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列 ②③①④ 〔只要填写序号即可）．在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论．下列关于事实和推论的分类正确的是（ B ） A、①是事实，②③④是推论 B、②是事实，①③④是推论 C、③是事实，①②④是推论 D、④是事实，①②③是推论 【例2】下列说法正确的是（ D ） A、运动得越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大 B、小球在做自由落体运动时，惯性不存在了 C、把一个物体竖直向上抛出后，能继续上升，是因为物体仍受到一个向上的推力 D、物体的惯性仅与质量有关，质量大的惯性大，质量小的惯性小 解析：惯性是物体保持原来运动状态的性质，仅由质量决定，与它的受力状况与运动状况均无关。一切物体都有惯性。 【例3】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，这是因为（ ） A．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 B．人跳起时，车厢对人一个向前的摩擦力，这力使人向前运动 C．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，不明显而已 D．人跳起后，在水平方向人和车水平速度始终相同 解析：人向上跳起，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向不受外力作用（空气阻力不计），由于惯性，所以水平方向与车速度相同，因而人落回原处． 答案