5.1牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律課件高一上學(xué)期物理

第5章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第1節(jié)牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律力和運(yùn)動(dòng)無處不在。靜止的足球受到腳的作用力會運(yùn)動(dòng)起來:運(yùn)動(dòng)的汽車剎車后在陽力的作用下會停下來;飛行的乒乓球受到球拍的擊打，運(yùn)動(dòng)的方向會發(fā)生改變·.....力和運(yùn)動(dòng)之間有何關(guān)系?本節(jié)我們將學(xué)習(xí)有關(guān)內(nèi)容。1.力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系如果僅靠直觀感覺來看待力與運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系.我們會覺得亞里士多德的觀點(diǎn)似乎更符合日常經(jīng)驗(yàn)從他的視角看，對于靜止的馬車，若馬不拉車，車就不動(dòng);對于運(yùn)動(dòng)的馬車，馬不繼續(xù)拉車，車會停下來(圖5-1)。這難道不是證明了有力才有運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)需要外力來維持嗎?亞里士多德的觀點(diǎn)可表述為:有外力的作用時(shí)物體才能運(yùn)動(dòng)，要維持物體的運(yùn)動(dòng)就需要外力。然而，伽利略設(shè)計(jì)了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)(圖5-2)。讓小球沿光滑斜面從左側(cè)某一高度滾下時(shí)，無論右側(cè)斜面坡度如何，它都會沿斜面上升到與出發(fā)點(diǎn)幾乎等高的地方。斜面傾角越小，小球運(yùn)動(dòng)到同一高度所經(jīng)歷的路程越遠(yuǎn)。當(dāng)斜面傾角逐漸減小到0，右側(cè)變?yōu)樗矫鏁r(shí)，小球?qū)榱诉_(dá)到那個(gè)永遠(yuǎn)無法達(dá)到的高度而一直運(yùn)動(dòng)下去。在這種情況下，小球在水平方向沒有受力，卻會一直運(yùn)動(dòng)下去。顯然，伽利略的理想實(shí)驗(yàn)反駁了亞里士多德的觀點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，法國哲學(xué)家和科學(xué)家笛卡兒把伽利略的結(jié)論推廣到?jīng)]有重力、摩擦力、空氣阻力等更理想的情況，進(jìn)一步完善了伽利略的觀點(diǎn)。他提出:若沒有其他原因，運(yùn)動(dòng)物體將繼續(xù)以原來的速度沿直線運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)與探究勻速直線運(yùn)動(dòng)的演示伽利略與笛卡兒的觀點(diǎn)皆基于理想情況，在現(xiàn)實(shí)中很難實(shí)現(xiàn)。下面我們通過氣墊導(dǎo)軌來演示在可忽略阻力情況下物體的勻速直線運(yùn)動(dòng)。如圖5-3所示，用氣系給氣熱導(dǎo)軌充氣，氣體從氣墊導(dǎo)軌的小孔中噴出，在滑塊與導(dǎo)軌間形成空氣薄層——?dú)鈮|。這樣，滑塊在氣墊上滑動(dòng)時(shí)受到的阻力很小，可忽略不計(jì)。將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，給滑塊一個(gè)初速度，使其運(yùn)動(dòng)起來。利用光電門和電子計(jì)時(shí)器測出滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中的速度幾乎不變?？梢?，若水平方向沒有外力作用，則滑塊能保持勻速直線運(yùn)動(dòng)。2.牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律及其意義牛頓在伽利略、笛卡兒等人研究成果的基礎(chǔ)上提出了著名的牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律，簡稱牛頓第一定律.一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非有外力迫使它改變這種狀態(tài)。完全不受外力作用只是一種理想情況。實(shí)際上，當(dāng)合外力為0時(shí)，物體也能保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)。這也意味著。若物體受外力作用且合外力不為0則其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)速度大小和方向)將被改變，即力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.任何物體都有保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的屬性，物理學(xué)中將這種屬性稱為慣性。慣性大小表示了物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度，它只與物體的質(zhì)量有關(guān):質(zhì)量大的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相對不易改變，慣性大質(zhì)量小的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相對容易改變，慣性小?？梢哉f，質(zhì)量是描述物體慣性大小的物理量生活中，很多現(xiàn)象可以用慣性來解釋。例如，乘坐汽車時(shí)，如果緊急剎車，我們的身體會前傾，跳遠(yuǎn)或跳高運(yùn)動(dòng)員助跑后，飛身一躍，會在空中繼續(xù)前進(jìn)在公路上行駛的車輛，一旦遇到突發(fā)事件，小車容易停下，大車則不易停下···這些皆與物體的慣性有關(guān)。迷你實(shí)驗(yàn)室上段還是下段的細(xì)繩先斷用細(xì)繩把-本較厚重的書扎-圈，然后將細(xì)繩的--端懸掛起來，另一端用手牽住(圖5-4)先迅速用力將細(xì)繩往下一拉，看細(xì)繩的哪一段先斷開。再做一次，拉力逐漸加大，直到細(xì)繩被拉斷，看看又是細(xì)繩的哪-段先斷開。比較兩次拉斷細(xì)繩的結(jié)果，想想這是為什么。節(jié)練習(xí)1.一位同學(xué)說，向上拋出的物體在空中向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，肯定受到了向上的作用力，否則它不可能向上運(yùn)動(dòng)。你認(rèn)為他的說法對嗎?為什么?不對；向上拋出的物體，是由于慣性，在空中繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)的，不需要繼續(xù)受向上的作用力。2.有人認(rèn)為，只有靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體才具有慣性，做變速運(yùn)動(dòng)的物體不具有慣性。這種看法對嗎?物體的慣性與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否有關(guān)?請用實(shí)例來說明你的看法。這種看法是錯(cuò)誤的，慣性是物體的固有屬性，不隨物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而改變，例如:滿載和空載的同一汽車在剎車時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)，在同樣的初速度下，空載汽車容易停下來，是因?yàn)榭蛰d汽車質(zhì)量小，慣性小，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變3.下列情形中，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的是()A.小石塊做自由落體運(yùn)動(dòng)B.小球在光滑水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.汽車在轉(zhuǎn)李時(shí)速度的大小不變D.鉛球被拋出以后的運(yùn)動(dòng)ACD4.對一些生活中的現(xiàn)象，某同學(xué)試圖從慣性角度加以分析。其中正確的是A”強(qiáng)弩之末，勢不能穿魯緘”，是因?yàn)閺?qiáng)弩的慣性減小了B.汽車超速行駛易引發(fā)交通事故，是因?yàn)樗俣却蟮钠噾T性大C.車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)適當(dāng)減速，是為了減小車輛的慣性，便行駛更安全D,貨運(yùn)列車在有些車站加桂車廂，這會增大它的慣性D