伽利略的理想实验与牛顿第一定律173

4.1牛顿第一定律

【知识清单】1. 亚里士多德、伽利略对力和运动关系的看法

2.伽利略的理想实验

3.牛顿第一定律 ，惯性 ，对惯性的理解

〖设疑自学〗

1。伽利略的理想实验

①（实验事实）两个斜面，小球从一个斜面的某一高

度滚下，将到达另一个斜面的某一高度

②（科学推想）若另一个斜面光滑，则小球一定会滚

到另一斜面的 高度

③（科学推想）若降低另一个斜面的坡度，则小球 高度，不过，在另一个斜面上将滚得更远

④（科学推想）若把另一个斜面改成光滑的水平面，

则物体将 。

2．牛顿第一定律和惯性

牛顿第一定律的内容是：一切物体总保持____________状态或_________状态，除非作用在它上面的力迫使它______________。

惯性是物体具有保持原来_____________状态或______________状态的性质，任何物体都具有惯性，牛顿第一定律又叫_____________。

量度物体惯性大小的物理量是物体的_________，质量只有大小，没有方向，是_______，符号是m，国际单位是__________。

理想实验是建立在可靠的基础上的一种科学方法。无法用实验验证。 〖自学自演〗对力和运动的认识

1、伽利略理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，能更深刻地反映规律，

有关的实验程序内容如下：

（1）减小第二个斜面的角度，小球在这个斜面上仍要达到原来的高度。

（2）两个对接的光滑斜面，使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，小球将上升到释放的高度。

（4）继续减小第二个斜面的倾角，使它处于水平位置，小球沿水平面做持续的匀速运动。

请按程序先后次序排列，并指出它究竟属于可靠事实，还是通过思维过程的推论，下列选项中正确的是：( )

A．事实2→事实1→推论3→推论4

【情景导入】

我们经常遇到的现象：放在地面上的物体，施加水平推力，物

体才会动，当撤去推力时，物体又将停下来。

请通过受力分析回答以下问题。

（1）为什么物体要用力推才能动呢？

（2）为什么撤去推力后，物体又停了下来呢？

（3）如果地面光滑，施加水平推力，物体将做什么运动？

物体动起来之后再撤掉力，物体将停下来还是做什么运动？

【互动探究】对牛顿第一定律的理解

（1）物体在没有外力的情况下处于什么状态？

（2）是什么能改变物体的匀速直线运动状态和静止状态？

（3）物体做匀速直线运动需要力来维持吗？

结论：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动的原因。

〖典型例题〗

1：伽利略的理想实验证明了（ ）

A．要物体运动必须有力作用，没有力作用物体将静止

B．要物体静止必须有力作用，没有力作用物体就运动

C．物体不受外力作用时，一定处于静止状态

D．物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动或静止状态

〖典型例题〗 B．事实2→推论1→推论3→推论4 C．事实2→推论3→推论1→推论4 D．事实2→推论1→推论4

2.关于牛顿第一定律，以下说法正确的是（ ）

A．牛顿第一定律是依靠实验事实，直接归纳总结得出的

B．牛顿第一定律是以可靠实验为基础，通过抽象出理想化实验而得出的结论

C．根据牛顿第一定律可知，力是维持物体运动的原因

D．根据牛顿第一定律可知，力是改变物体速度的原因

〖点拨释疑〗 对惯性的理解

（1）惯性是一种性质，而不是一种力

（2）任何物体都有惯性，任何状态下都有惯性（错误的说法：只有在匀速直线

运动或静止的状态时才有惯性）

（3）惯性有大小，惯性的大小只与物体的质量有关，质量大，惯性就大；或者

说：质量是惯性大小的量度。（错误的说法：速度大的物体惯性大）

（4）怎样理解变速运动物体的惯性？任何物体都有惯性，关键是变速运动的物

体的惯性怎样理解呢?从三个方面理解：

①运动中的任一时刻撤去外力，物体立即开始以该时刻的速度做匀速直线动，直接表现出“原有”的运动快慢与方向。

② 无论外力作用有多大，物体的速度也不会发生突变，都得在原速度大小方向的基础上逐渐改变。

③惯性大，运动状态难以改变。

（5）质量相同的物体惯性不是相同吗？为什么速度大的难停下来呢？你将如何

理解？

解析：不要把惯性大小理解为把物体从运动变为静止的难易程度。而实际上，

在阻力相同，质量相同的情况下，等时间内速度改变量是一样的，即质量相同则改变运动状态的难易程度----惯性是相同的。与速度无关。

（6）惯性的表现：

①在不受力的情况下，惯性表现为运动状态改变的难易程度，有惰性的意思。

②在受力的情况下，惯性表现为运动状态改变的难易额程度，质量大，惯性

越大，运动状态越难改变。

【拓展延伸】应用牛顿第一定律分析问题的方法：

（1）找出物体原来的运动状态

（2）分析物体哪部分受外力作用而改变原来的运动状态

（3）分析物体的哪一部分没有受外力作用而保持原来的运动状态。

【课堂小结】：

【巩固练习】

1．伽利略的理想实验证明了（ ）

A．要物体运动必须有力作用，没有力作用物体将静止

B．要物体静止必须有力作用，没有力作用物体就运动

C．物体不受外力作用时，一定处于静止状态

D．物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动或静止状态

2．坐在小汽车前排的司机和乘客都要在胸前系上安全带，这主要是为了减轻在下列哪种情况出现时，可能对人的伤害（ ）

A.车速太快 B.车速太慢 C.突然起动 D.紧急刹车

4．下面关于惯性的说法，正确的是（ ）

A.物体保持静止或匀速直线运动状态的规律，叫物体的惯性

B.一切物体在没有受到外力时，总保持匀速直线状态或静止状态，叫做惯性

C.物体只有从静止变为运动时，或者由运动变为静止时才具有惯性

D.任何物体在任何情况下都具有惯性

5．有一热气球以一定的速度匀速竖直上升到某一高度时，从热气球里掉出一个物体，这个物体离开热气球后将（ ）

A．继续上升一段距离，然后下落 B．立即下落

C．以原来的速度永远上升 D．以上说法都不对

6．在匀速前进的火车车厢内，自由落下一个物体，则落地点在下落点的（ ）

A．正下方 B．偏向车头方向

C．偏向车尾方向 D．都可能