牛顿第一定律学案(1)6页

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6.1 牛顿第一定律
班级________姓名________学号_____
学习目标:
1.了解有关运动和力的关系的历史发展，知道理想实验是科学研究的重要方法。
2.理解并掌握牛顿第一定律的内容和意义。
3.知道什么是惯性，会正确解释有关惯性的现象。知道质量是物体惯性大小的量
度。
4.知道运动状态和运动状态改变的意义。
5.理解运动状态改变与物体受力的关系。理解力是使物体产生加速度的原因。
6.知道影响加速度大小的因素除了外力以外，还有质量。
学习重点:
1. 牛顿第一定律。
2. 力是物体运动状态改变的原因，是物体产生加速度的原因。
学习难点: 力是物体产生加速度的原因 。
主要内容:
一、人类对运动和力的关系的探索历程
研究运动和力的关系，是动力学的基本问题。人类正确认识这个问题，经历了
漫长的过程。
1. 十七世纪前对运动和力的关系的认识(亚里士多德的错误观点)：力是维持问
题运动的原因。
①时间：公元前。
②基本观点：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。
③根据：经验事实一用力推车，车子才前进；停止用力，车子就要停下来。
④所用方法：观察+直觉(由生活经验得出直觉印象)。
⑤错误原因剖析：没有对所观察的物理现象进行深入地分析。只看到对车子施
加的推力，而未考虑车子还受到摩擦阻力作用。停止用力(即去掉了车子前
进的动力)，车子并没有立即停下来，还要向前发生一段位移；只是由于摩
擦阻力的作用，才最后停了下来。路面越光滑，阻力就越小，车子向前发生
的位移就越大，假若没有摩擦阻力，车子将一直运动下去，这说明车子的运
动并不需要力来维持，而恰恰是(阻)力的作用，才使车子由运动到静止，运
动状态发生了改变。
⑥危害：在亚里士多德以后的两千年内，动力学一直没有多大进展，直到十七
世纪才受到伽利略的质疑。这是为什么?原来亚里士多德的观点与日常体验
有相同之处，易于被人们接受，直接的生活经验使人们总是把力和物体运动
的速度联系在一起，这种认识从孩提时代就开始了，如当拉着玩具小车前进
的时候，给人的直接体验是：只有用力拉小车，小车才会前进；停止用力了，
小车就会停下来；用力大的时候，小车就运动得快些；用力小的时候，小车
就运动得慢些；往哪个方向用力，玩具小车就向那个方向运动等等，好像没
有力的作用，物体运动不可能维持，力决定着物体运动的快慢，还决定物体
运动的方向。人们的直观感觉虽然是外界事物的真实反映，但它具有片面性
和表面性，根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的，因为它们有
时会引到错误的线索上去，然而人们不能毁灭了直觉的观点还是凭直觉来看

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问题，错误直觉印象在人脑中有很深的潜意识，形成思维定势．因此亚里士
多德的观点统治了人们的思维两千多年。
2. 伽利略的理想实验及其推论（正确认识）：力是改变物体运动状态的原因，
运动并不需要力来维持。
①时间：十七世纪。
②基本观点：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。设想没有摩擦，一旦物体具有某一速度，物体将保持这个速度继续运动
下去。
③根据：理想实验。
④方法：实验+科学推理(把可靠事实和理论思维结合起来)。
⑤理想斜面实验
将两个对称的斜面末端平滑地对接在一起，让小球沿一个斜面从静止滚下
来，小球将滚上另一个斜面。伽利略认真观察注意到，球在第二个斜面上所
达到的高度同它在第一个斜面上开始滚下时的高度几乎相等。他断定高度上
的这一微小差别是由于摩擦产生的，如能将摩擦完全消除的话，则高度将恰
好相等。于是他推论说在完全没有摩擦的情况下。若使第二个斜面的倾角越
来越小，则不管第二个斜面倾角多么小，球在第二个斜面上总要达到相同的
高度，只是小球要通过更长的路径。最后，如果第二个斜面的倾斜度完全消
除了(成为水平面)，那么球从第一个斜面上滚下来之后，为达到原有高度将
以恒定的速度在无限长的水平面上永远不停地运动下去。这就是有名的伽利
略理想斜面实验。
这个实验是无法实现的，因为永远也无法将摩擦完全消除掉，所以叫理想
实验。又叫假想实验...