05_专题《牛顿运动定律》课件（旧人教）.ppt

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1、第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律 自然和自然的法则在黑夜中隐藏；上帝说，让牛顿去吧！于是一切都被照亮。-蒲柏LIANLIAN0515 在前面我们学习了怎样描述物体的运动，但没有讨在前面我们学习了怎样描述物体的运动，但没有讨论物体为什么会做这种或那种运动。要讨论这样的问题，论物体为什么会做这种或那种运动。要讨论这样的问题，就要研究运动与力的关系。在物理学中，只研究物体怎样就要研究运动与力的关系。在物理学中，只研究物体怎样运动而不涉及运动与力的关系的理论，称做运动学运动而不涉及运动与力的关系的理论，称做运动学（kinematics）；研究运动和力的关系的理论，称做动力）；研究运动和力的关系的

2、理论，称做动力学（学（dynamics）。）。运动学是研究力学的基础，但只有懂得了动力学的只运动学是研究力学的基础，但只有懂得了动力学的只是，才能根据物体所受的力确定物体的位置、速度变化的是，才能根据物体所受的力确定物体的位置、速度变化的规律，才能创造条件来控制物体的运动。例如，规律，才能创造条件来控制物体的运动。例如，运动学只运动学只是使我们能够描述天体是怎样运动的，动力学则使我们能是使我们能够描述天体是怎样运动的，动力学则使我们能够把人造卫星和宇宙飞船送上太空，使人类登上月球，甚够把人造卫星和宇宙飞船送上太空，使人类登上月球，甚至奔向火星至奔向火星这一章我们就来学习牛顿运动定律。这一章我们

3、就来学习牛顿运动定律。演示实验演示实验1 牛顿第一定律1 1、亚里士多德观点、亚里士多德观点: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,没有没有力的作用力的作用,物体就要停下来物体就要停下来.一、理想实验的魅力一、理想实验的魅力生活经验：马不拉车，车就不动生活经验：马不拉车，车就不动2、伽利略的观点、伽利略的观点伽利略伽利略亚里士多德的观点似亚里士多德的观点似乎更符合日常经验，但他乎更符合日常经验，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？的错到底在哪呢？在水平面上运动的物体之所以在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到

4、摩擦力的会停下来，是因为受到摩擦力的缘故。缘故。客观事实：小球从一个斜面的高处滚下，客观事实：小球从一个斜面的高处滚下，会滚上另一个对接的斜面，摩会滚上另一个对接的斜面，摩擦力越小，越接近原来的高度擦力越小，越接近原来的高度假假想：摩擦力大小为零，观察小球在另想：摩擦力大小为零，观察小球在另一个斜面的运动情况一个斜面的运动情况推推 理：小球将会达到同一高度理：小球将会达到同一高度 对接斜面倾角越小，运动距离越远对接斜面倾角越小，运动距离越远 对接斜面倾角为零，小球永远运动对接斜面倾角为零，小球永远运动伽利略的发现以及他所用的科学的推理方法是人类思想史上最伽利略的发现以及他所用的科学的推理方法是

5、人类思想史上最伟大的成就之一，这个发现告诉我们，根据直接观察所得出的直觉伟大的成就之一，这个发现告诉我们，根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的，因为他们有的时候会引到错误的线索上去。的结论不是常常可靠的，因为他们有的时候会引到错误的线索上去。物体的运动不需要力来维持物体的运动不需要力来维持【解析解析】真实的实验是一种实践的活动，是可以通过一真实的实验是一种实践的活动，是可以通过一定的实验器材和实验方法而实现的实验定的实验器材和实验方法而实现的实验“理想实验理想实验”是一是一种思维的活动，是人们在抽象思维中设想出来而实际上无法种思维的活动，是人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的做到

6、的“实验实验”正确选项为正确选项为B“理想实验理想实验”并不是脱离实并不是脱离实际上的主观臆想，它是以实践为基础的，是在真实的科学实际上的主观臆想，它是以实践为基础的，是在真实的科学实验的基础上抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，是以一定的逻辑验的基础上抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，是以一定的逻辑法则为依据的，而这些逻辑法则，都是从长期的社会实践中法则为依据的，而这些逻辑法则，都是从长期的社会实践中总结出来的，并为实践所证实了的理想实验可以深刻地揭总结出来的，并为实践所证实了的理想实验可以深刻地揭示自然规律示自然规律关于伽利略理想实验，以下说法正确的是：关于伽利略理想实验，以下说法正确的是：A完全是理想

7、的，没有事实为基础的完全是理想的，没有事实为基础的B是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映自然规律的反映自然规律的C没有事实为基础，只是理想推理没有事实为基础，只是理想推理D以上说法都不对以上说法都不对完全理想的情况是难以实现的，但是我们可以在气完全理想的情况是难以实现的，但是我们可以在气垫导轨上做一个垫导轨上做一个近似近似的实验。的实验。利用光电门和电子计数器可以测出，滑块在运利用光电门和电子计数器可以测出，滑块在运动过程中速度几乎不变动过程中速度几乎不变除非物体受到外力除非物体受到外力的作用，物体将永远保的作用，物体将永远保持其静止或运动状态，持其

8、静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线运动，而只保持在直线上运动。上运动。3、迪卡儿观点、迪卡儿观点迪卡儿迪卡儿如果一个物体由静止变为运动或由运动变为如果一个物体由静止变为运动或由运动变为静止，我们说，他的静止，我们说，他的“运动状态运动状态”发生了变化。发生了变化。所以所以“速度速度”是描述物体运动状态的物理量是描述物体运动状态的物理量问：物体的运动状态发生改变有几种情况？问：物体的运动状态发生改变有几种情况？1、速度的大小改变而方向不变、速度的大小改变而方向不变2、速度的大小不变而方向改变、速度的大小不变而方向改变3、速度的大小和方向都发生改变、速度的

9、大小和方向都发生改变二、牛顿物理学的基石二、牛顿物理学的基石惯性定律惯性定律一切物体总保一切物体总保持匀速直线运动状持匀速直线运动状态或静止状态，除态或静止状态，除非作用在它上面的非作用在它上面的力迫使它改变这种力迫使它改变这种状态。状态。1、牛顿第一定律：、牛顿第一定律：牛顿牛顿 伽利略和笛卡尔的正确结论在隔了一代人以后，伽利略和笛卡尔的正确结论在隔了一代人以后，由牛顿总结成动力学的一条基本定律：由牛顿总结成动力学的一条基本定律：（2）确定了力的含义）确定了力的含义定律的后半句话定律的后半句话“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”，实际上是对力的定义

10、，即力是改变物体运动状态的原因，并不，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。是维持物体运动的原因。（3）揭示了力和运动的惯性）揭示了力和运动的惯性牛顿第一定律指出物体不受外力作用时的运动规律，他描述的牛顿第一定律指出物体不受外力作用时的运动规律，他描述的只是一种理想状态，而实际中不受外力的物体是不存在的，当物体只是一种理想状态，而实际中不受外力的物体是不存在的，当物体所受合外力为零时，其效果和不受外力的作用效果相同。所受合外力为零时，其效果和不受外力的作用效果相同。（1）明确了惯性的概念）明确了惯性的概念定律的前半句话定律的前半句话“一切物体总保持匀速直线

11、运动状态或静止状一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态态”揭示了物体所具有的一个重要属性揭示了物体所具有的一个重要属性惯性，即惯性，即物体总保持匀速物体总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。何情况下都具有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律。2、理解：、理解：1、牛顿第一定律能不能用实验来验证？什么、牛顿第一定律能不能用实验来验证？什么时候可以看作不受力并举例说明。时候可以看作不受力并举例说明。不能，因为不受力作用的物体是不存在的。当物体受力但所受合力为零时

12、可以看作物体不受力。比如：冰面上滑动的冰壶球。2、简述惯性定律和惯性的区别和联系、简述惯性定律和惯性的区别和联系惯性定律惯性定律是物体不受外力作用是物体不受外力作用时所遵从的规律时所遵从的规律惯性惯性是物体的故有属性，一切是物体的故有属性，一切物体都有惯性物体都有惯性三、三、惯性与质量惯性与质量惯性现象到处可见，我们先来做几个实验惯性现象到处可见，我们先来做几个实验1、实验、实验（1）演示：小车上）演示：小车上放置一个木块，突然放置一个木块，突然拉动小车和小车被挡拉动小车和小车被挡板挡住时，观察会出板挡住时，观察会出现什么现象？现什么现象？（2）演示：一个）演示：一个玻璃杯内盛半杯水，玻璃杯内

13、盛半杯水，上面盖一块塑料板，上面盖一块塑料板，板上放一只鸡蛋，板上放一只鸡蛋，用小棒猛击塑料板，用小棒猛击塑料板，塑料板飞出，鸡蛋塑料板飞出，鸡蛋却稳稳地落入杯中。却稳稳地落入杯中。这个实验说明了什这个实验说明了什么？么？2、惯性：、惯性：物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质3、说明：、说明：（1）惯性是物体的固有属性）惯性是物体的固有属性（2）惯性与运动状态无关）惯性与运动状态无关（3）惯性与是否受力无关，与速度大小无关）惯性与是否受力无关，与速度大小无关4、惯性与质量、惯性与质量惯性只和物体质量有关，和其他因素无关。惯性只和物体质量有关，和其

14、他因素无关。质量大，惯性大。质量大，惯性大。关于惯性的说法中，正确的是（关于惯性的说法中，正确的是（）A物体运动时才有惯性，且速度越大，惯性越物体运动时才有惯性，且速度越大，惯性越大；大；B物体静止时才有惯性，且静止时惯性最大；物体静止时才有惯性，且静止时惯性最大；C运动的物体与静止的物体的惯性是有区别的；运动的物体与静止的物体的惯性是有区别的；D惯性是物体保持运动状态不变的性质，一切惯性是物体保持运动状态不变的性质，一切物体在任何情况下都有惯性物体在任何情况下都有惯性D 生生活活经经验验告告诉诉我我们们：行行驶驶中中的的汽汽车车或或火火车车，即即使使紧紧急急刹刹车车，也也要要向向前前运运动动

15、一一段段距距离离才才能能停停下下来来，而而且且汽汽车车或或火火车车的的速速度度越越快快，刹刹车车后后向向前前运运动动的的距距离离越越长长因因此此，有有些些同同学学认认为为：物物体体的的惯惯性性与与它它的的速速度度有有关关，汽汽车车或或火火车车的的速速度度越越大大，它它的惯性也就越大这种看法对不对？的惯性也就越大这种看法对不对？分析：分析：一个物体惯性的大小是惟一确定的，与物体的运动速度大一个物体惯性的大小是惟一确定的，与物体的运动速度大小无关，物体在受外力作用时，其惯性的大小表现在运动状态改小无关，物体在受外力作用时，其惯性的大小表现在运动状态改变的难易程度上。在同样大小力的作用下，惯性大的物

16、体运动状变的难易程度上。在同样大小力的作用下，惯性大的物体运动状态难改变（在单位时间内速度的改变量较小），惯性小的物体运态难改变（在单位时间内速度的改变量较小），惯性小的物体运动状态容易改变，（在单位时间内速度的改变量较大）。不管物动状态容易改变，（在单位时间内速度的改变量较大）。不管物体原来的运动速度多大，同一物体在相同力的作用下，单位时间体原来的运动速度多大，同一物体在相同力的作用下，单位时间内它的速度改变量是相同的。内它的速度改变量是相同的。有有人人设设想想，乘乘坐坐气气球球飘飘在在高高空空，由由于于地地球球的的自自转转，一一昼昼夜夜就就能能周周游游世世界界，请请你你评评价价一一下下，这

17、这个个设设想想可可行吗？行吗？分分析析：因因为为地地球球上上的的一一切切物物体体（包包括括地地球球周周围围的的大大气气）都都随随着着地地球球一一起起在在自自转转气气球球升升空空后后，由由于于惯惯性性，它它仍仍保保持持原原来来的的自自转转速速度度当当忽忽略略其其他他与与地地球球有有相相对对运运动动（如如风风）的的作作用用产产生生的的影影响响时时，升升空空的的气气球球与与它它下下方方的的地地面面处处于于相相对对静静止止的的状状态态不不可可能能使使它它相相对对地地球球绕绕行行一一周周的的解答解答 这个设想不符合物理原理，不可行这个设想不符合物理原理，不可行 关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（关于牛

18、顿第一定律，下列说法正确的是（）A.A.牛顿第一定律是一条实验定律牛顿第一定律是一条实验定律B.B.牛顿第一定律说明了力是改变物体运动状态的原牛顿第一定律说明了力是改变物体运动状态的原因因C.C.惯性定律和惯性的实质是相同的惯性定律和惯性的实质是相同的D.D.物体的运动不需要力来维持物体的运动不需要力来维持BD通过本节的学习，我们知道了：通过本节的学习，我们知道了：1、历史上几位科学家对力和运动的关系的、历史上几位科学家对力和运动的关系的看法和研究看法和研究2、伽利略得到力和运动关系的研究方法、伽利略得到力和运动关系的研究方法3、牛顿第一定律的内容、牛顿第一定律的内容4、惯性及应用惯性知识解决实际问题、惯性及应用惯性知识解决实际问题作业:问题与练习问题与练习家庭作业家庭作业:学习设计学习设计预习下一节预习下一节