第四章牛顿运动定律1牛顿第一定律1.力与运动的关系:(1)亚里士多德的观点:力是_____物体运动状态的原因。(2)伽利略的观点:力不是_____物体运动状态的原因。(3)笛卡儿的观点:如果没有其他原因,运动的物体将继续以_________沿着同一条直线运动,既不会停下来,也不会_____原来的方向。2.牛顿第一定律:任务驱动如果没有摩擦阻力,也不受其他任何力的作用,水平面上运动的物体的运动状态会改变吗?提示:如果没有摩擦阻力,也不受其他任何力的作用,水平面上运动的物体将保持这个速度沿直线永远运动下去。(1)内容: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改变这种状态。(2)意义:①牛顿第一定律明确了___和_____的关系。②牛顿第一定律揭示了力是_____物体运动状态的原因,而不是_____物体运动状态的原因。3.惯性与质量:任务驱动匀速行驶的汽车遇到紧急情况突然刹车时,车中乘客会向哪倒地?这是什么原因造成的?提示:向前。这是因为人具有惯性。(1)惯性:物体具有保持_____________状态或_____状态的性质。(2)惯性的量度:_____是物体惯性大小的量度。主题一理想斜面实验【问题探究】1.请阅读教材“理想实验的魅力”的内容,说说在研究力和运动的关系过程中三位代表人物的主要观点。提示:亚里士多德: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。伽利略:力不是维持物体运动状态的原因。在水平面上运动的物体之所以会停下来,是受到摩擦阻力的缘故。笛卡儿:如果没有其他原因,运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。2.亚里士多德认为“必须有力作用在物体上,物体才能够运动”。他的这种观点与我们平时的直观感觉相吻合,你觉得这种观点对吗?请分析这种认识产生的原因。提示:这种观点不对。平时我们在推物体时,有推力作用在物体上,物体就运动,没有力作用在物体上,物体就静止。推力实质上是要克服物体和地面间的摩擦力,平常我们直观感觉物体运动时,忽视了摩擦力的作用,从而觉得力是维持物体运动状态的原因。3.请尝试总结伽利略理想斜面实验的步骤和结论。(可以结合下图的物理情景)(1)图甲中小球在对称斜面上无摩擦滚下,能否到达对应的等高处?提示:因无摩擦,没有能量损失,小球能到达对应的等高处。(2)图乙中减小另一侧斜面倾角,小球从同一位置自由释放能否滚到等高处?滚动的水平距离怎样变化?提示:小球从同一位置自由释放能滚到对应的等高处,滚动的水平距离增大。(3)图丙中把另一侧斜面放平,小球能否在平面上一直滚下去?提示:运动的小球在水平方向不受摩擦阻力,小球将匀速运动下去。4.请同学们讨论回答:为什么说伽利略理想实验方法是科学的,结论是可靠的?提示:伽利略的理想斜面实验虽然是理想的实验,但它是建立在可靠的事实基础之上的,以事实为依据,抓住主要因素,忽略次要因素,从而揭示了正确的自然规律。【探究总结】1.历史上对力与运动关系的认识过程:2.伽利略的理想斜面实验:(1)现象:两个对接的斜面,让静止小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面。(2)推论:①如果没有摩擦,小球将上升到释放时的高度。②减小第二个斜面倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。③将第二个斜面放平,小球为了达到释放时的高度,将一直运动下去。(3)结论:物体的运动不需要力来维持。即力是改变物体运动状态的原因。3.运动状态改变的三种情况:物体的运动状态就是指物体的运动速度,运动状态改变就是指运动速度的改变。而速度是矢量,既有大小,又有方向。故运动状态改变有以下三种情况:(1)速度的方向不变、大小改变,如匀加速直线运动。(2)速度的方向改变、大小不变,如汽车拐弯时保持速率不变的曲线运动。(3)速度的方向改变、大小改变,如摆球的自由摆动。【拓展延伸】伽利略的理想实验的意义(1)伽利略的理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来,即采用“实验+科学推论”的方法推翻了亚里士多德的观点,初步揭示了运动和力的正确关系。(2)第一次确立了物理实验在物理学中的地位。【典例示范】(2019·唐山高一检测)伽利略用实验和推理推翻了流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动关系的理论,开启了物理学发展的新纪元。下列说法与事实不相符的是()A.根据亚里士多德的论断,力是改变物体运动状态的原因B.笛卡儿经研究指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向C.伽利略通过数学推算,并用实验验证了小球在斜面上从静止开始运动的位移与所用时间的平方成正比D.牛顿总结伽利略等前人的经