第四章 牛顿运动定律

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 ,叫做运动学 ; 研究运动与力的关系的理论 ,叫做动力学

一 牛顿第一定律

有时候明显可见的线索却把人们引到错误的判断上去！

亚里士多德的观点： 天上的运动是完美的圆周运动，地上的物体都应该是静止的。必须有力作用在物体上 , 物体才能运动 ,没有力的作用 , 物体就要静止下来 .

演示实验

力推物动，力撤物停

伽利略

理想实验的魅力

演示实验阻力对物体运动的影响

实验结论在水平面上运动的物体所以会停下来 , 是因为受到摩擦阻力的缘故。

问题：若没有摩擦，情况又会怎样？

伽利略由此猜想：当球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减。

理想实验的魅力

伽利略认为：运动的物体停下来的原因是摩擦力，他推断若没有摩擦力，球将永远滚下去。

没有阻力的时候，小 球 将 上 升 到 同 样的高度。

另一侧是水平面时，小球为了要达到相同的高度而永远滚动下去。

理想实验的魅力

笛卡儿指出：除非物体受到外力的作用，物体将永远保持其静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动。

笛卡儿的观点笛卡儿（ Descartes,René,1596-1660） ,法国数学家、科学家和哲学家。他是西方近代资产阶级哲学奠基人之一。他的哲学与数学思想对历史的影响是深远的。

牛顿

牛顿物理学的基石——惯性定律

一切物体总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。

—— 牛顿第一定律

（ 1 ）物体在不受力时 , 总保持匀速直线运动状态或静止状态 . 即：力不是维持物体运动的原因 （ 2 ）物体运动状态的改变需要外力 . 即：力是改变物体运动的原因 （ 3 ）一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的特性 .

三层含义

物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，我们把这个性质叫做惯性。 牛顿第一定律又叫做惯性定律。

3. 惯性是物体的固有性质 , 不论物体处于什么状态 , 都具有惯性 .

关于惯性的认识：

1. 惯性是指物体抵抗运动状态改变的“本领”。

2. 一切物体都具有惯性 , 物体的运动并不需要力来维持 .

惯性与质量

足球守门员可以接住飞过来的足球，如果是以同样速度飞过来的铁球，他还能接得住吗？

惯性只和质量有关，质量越大，惯性越大。

例 1 下列关于惯性的说法中 , 正确的是

A. 物体只有在静止时才具有惯性

B. 物体运动速度越大 , 其惯性也越大

C. 太空中的物体没有惯性

D. 不论物体运动与否 , 受力与否 ,

物体都具有惯性

例 2 火车在长直轨道上匀速行驶 , 门前紧闭的车厢内有一人向上跳起 , 发现仍落回原处的原因是什么 ? A. 人跳起后 , 车厢内空气给他以向前的推力 , 带着他 随同火车一起向前运动

B. 人跳起瞬间 , 车厢地板给他一向前推力 , 推动他随同火车一起向前运动

C. 人跳起后 , 车在继续向前运动 , 所以人落下后必定偏后一些 , 只是由于时间很短 , 偏后的距离的不明显

D. 人跳起后直到落地 , 在水平方向上始终和车具有相同的速度

例 3 关于伽利略理想实验 , 下列认识正确的是

A. 理想实验是不科学的假想实验

B. 理想实验所得到的结论是不可靠的

C. 理想实验是一种科学方法

D. 牛顿第一定律描述的是一种理想化状态

小结：

1 、伽利略的研究方法——理想实验法：

2 、牛顿第一定律：内容：一切物体总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。含 义 ：

① 物体不受外力时的运动状态是匀速直线运动或者静止。② 一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质——惯性。

③ 外力的作用迫使物体改变原来的运动状态。

意义：正确揭示了力和运动的关系。