第一節(jié)伽利略理想實(shí)驗(yàn)與牛頓第一定律

第四章力與運(yùn)動(dòng)第一節(jié)伽利略理想實(shí)驗(yàn)與牛頓第一定律一個(gè)簡(jiǎn)單而又復(fù)雜的問(wèn)題

“車為什么總要停下來(lái)呢？”“你不推了它還不停嗎？例如馬拉車等，要想讓物體運(yùn)動(dòng)，一定要用力推著它才行！”請(qǐng)根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)思考并回答下列問(wèn)題1.書本放在講臺(tái)上處于靜止?fàn)顟B(tài)，怎樣才能讓它運(yùn)動(dòng)？2.靜止在水平地面上的小推車，怎樣才能讓它運(yùn)動(dòng)起來(lái)？3.行駛中的汽車在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，將作怎樣的運(yùn)動(dòng)？【經(jīng)驗(yàn)結(jié)論】1.靜止的物體不受力的作用就不能運(yùn)動(dòng)。2.運(yùn)動(dòng)的物體失去了力的作用運(yùn)動(dòng)就不能繼續(xù)下去【問(wèn)題】物體的運(yùn)動(dòng)真的需要用力來(lái)維持嗎？1.亞里士多德的觀點(diǎn)（2000年前古希臘）

亞里士多德觀察實(shí)驗(yàn)：馬用力拉車，車前進(jìn)；馬停止用力，車就停止。結(jié)論：力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因解釋：物體受到力的作用，才能運(yùn)動(dòng)；不受力，物體就靜止不動(dòng)?！菊f(shuō)明】

科學(xué)來(lái)源于實(shí)際。在科學(xué)并不發(fā)達(dá)的年代，人們常常從經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單思考來(lái)探究自然規(guī)律。這種經(jīng)驗(yàn)結(jié)論是否科學(xué)、是否是真理，必須經(jīng)過(guò)實(shí)踐的檢驗(yàn)。因?yàn)槭挛锏谋举|(zhì)有時(shí)會(huì)被掩蓋在表面現(xiàn)象中。伽利略的理想實(shí)驗(yàn)

亞里士多德觀察實(shí)驗(yàn)：馬用力拉車，車前進(jìn)；馬停止用力，車就停止。解釋：物體受到力的作用，才能運(yùn)動(dòng)；不受力，物體就靜止不動(dòng)。結(jié)論：力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。2.伽利略的觀點(diǎn)（17世紀(jì)意大利）結(jié)論：假設(shè)不存在摩擦力，小球?qū)⒁院愣ǖ乃俾视肋h(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去，由此可推斷，在水平面上做勻速運(yùn)動(dòng)的物體并不需要用外力來(lái)維持?！矬w的運(yùn)動(dòng)并不需要力來(lái)維持。力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。物體會(huì)停下來(lái)是因?yàn)槭艿侥Σ磷枇Φ木壒?，【說(shuō)明】

伽利略構(gòu)想的理想實(shí)驗(yàn)(又稱假想實(shí)驗(yàn))以可靠的事實(shí)為基礎(chǔ)，把實(shí)驗(yàn)與邏輯推理和諧地結(jié)合在一起。這種科學(xué)探究的方法有力地推動(dòng)了科學(xué)的發(fā)展。2.伽利略的觀點(diǎn)（17世紀(jì)意大利）阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響假設(shè)不存在摩擦力，小球?qū)⒁院愣ǖ乃俾视肋h(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去，由此可推斷，在水平面上做勻速運(yùn)動(dòng)的物體并不需要用外力來(lái)維持。物體停下來(lái)是因?yàn)槭艿阶枇Φ木壒省?.笛卡兒的觀點(diǎn)（17世紀(jì)法國(guó)）——如果沒(méi)有其它原因，運(yùn)動(dòng)的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運(yùn)動(dòng)，既不會(huì)停下來(lái)，也不會(huì)偏離原來(lái)的方向。——一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止，這就是牛頓第一定律。4.牛頓的觀點(diǎn)（17世紀(jì)意大利）【意義】（1）說(shuō)明了物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止正因?yàn)槿绱?，牛頓第一定律又稱為慣性定律（2）一切物體都有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的特性（3）一切物體受外力時(shí)，都會(huì)改變?cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即外力是迫使物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因牛頓第一定律——慣性定律慣性概念：物體具有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫慣性。（1）慣性是物體的固有屬性。慣性不是一種力理解：（2）任何物體在任何情況下都具有慣性。如：與物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、地理位置及受力與否等因素?zé)o關(guān)（3）慣性的大小是由物體本身的特征決定的，與外界因素?zé)o關(guān)。如：與速度大小無(wú)關(guān)（4）慣性是不能被克服的，但可以利用慣性做事或防止慣性的不良影響（5）不要把慣性概念與慣性定律相混淆。慣性現(xiàn)象

大量事實(shí)說(shuō)明：任何物體，無(wú)論處于什么狀態(tài)，都具有慣性；物體的運(yùn)動(dòng)并不需要力來(lái)維持；慣性是物體的固在性質(zhì)。討論與交流1.運(yùn)動(dòng)的火車比運(yùn)動(dòng)的自行車停下來(lái)要困難得多？（應(yīng)用牛頓第一定律解釋）2.推動(dòng)一輛汽車比推動(dòng)一輛自行車要困難得多，物體的慣性與其質(zhì)量有什么關(guān)系？結(jié)論：質(zhì)量是物體慣性大小的量度，任何物體，無(wú)論處于什么狀態(tài)，都具有慣性，慣性是物體的固有屬性。六、伽利略針和單擺實(shí)驗(yàn)【學(xué)以致用】【例1】豎直向上托起的排球，離開手后能繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，這是由于（）A.排球受到向上的沖力作用B.排球受到慣性力的作用C.排球具有慣性D.排球不受阻力的作用【例2】一切物體都具有慣性，但是（）A.運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性比靜止時(shí)的慣性大B.運(yùn)動(dòng)越快，物體的慣性就越大C.物體受力越大，慣性越大D.物體的慣性在任何情況下都是不變的CD【例3】關(guān)于物體慣性的大小，下列說(shuō)法正確的是（）A.小轎車和載重大卡車相比較，大卡車的慣性大B.某人無(wú)法拉動(dòng)一部小車，說(shuō)明小車的慣性很大C.列車啟動(dòng)時(shí)，速度增加十分緩慢，說(shuō)明速度小時(shí)列車的慣性較大D.機(jī)車用恒力牽引列車，開始時(shí)列車的速度不斷增加，但速度增大到某一數(shù)值時(shí)，速度就不再增加了，保持勻速運(yùn)動(dòng)，這說(shuō)明速度比較大時(shí)慣性大A【例4】火車在長(zhǎng)直水平軌道上勻速行駛，車廂內(nèi)有人向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍落回遠(yuǎn)處，這是因?yàn)椋ǎ〢.人跳起后，車廂內(nèi)空氣給他以向前的力，帶著他一起向前運(yùn)動(dòng)。B.人跳起的瞬間，車廂的地板給他一個(gè)向前的力，推動(dòng)他隨同火車一起向前運(yùn)動(dòng)C.人跳起后，車在繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，所以人落下后必定偏后一些，只是由于時(shí)間很短，偏后距離太小，不明顯而已D.人跳起后直到落地，在水平方向上和車始終具有相同的速度D【例5】在路上跑的人被絆倒時(shí)是向前趴著倒下的，而在路面上慢行的人滑倒時(shí)，則是向后摔倒的，試用所學(xué)知識(shí)加以解釋。小結(jié)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容說(shuō)明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因理想實(shí)驗(yàn)牛頓第一定律運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變力是使物體產(chǎn)生加速度的原因質(zhì)量是物體慣性大小的量度是在可靠事實(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行抽象思維過(guò)程中，所創(chuàng)造出來(lái)的一種科學(xué)推理當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，必定是所受合外力不等于零一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止其標(biāo)志是速度（大小或方向）發(fā)生了變化物體所受合外力