第七节 牛顿运动定律及其应用（课件）-【中职专用】高中物理同步精品课堂（高教版电工电子类）

第七节 牛顿运动定律及其应用 物理（电工电子类） 主题一 运动和力 1 【情境与问题】 2020年12月1日，嫦娥五号在月球正面预选着陆区着陆，如图1-7-1所示。12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月球样品着陆地球。 嫦娥五号是如何实现从地面飞向月球的？在月球完成钻取采样及封装后，又是如何在月球实现地外天体起飞，并最终回到地面的？ 图1-7-1 “嫦娥五号”探测器在月球表面完成钻取采样及封装 2 主要内容 牛顿第一定律 牛顿第二定律 牛顿第三定律 1 2 3 国际单位制 4 本节我们要学习的主要内容。 3 01 PART 01 牛顿第一定律 一、牛顿第一定律 公元前4世纪，古希腊的哲学家亚里士多德在观察和直觉的基础上得出结论：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就保持静止。由于与人们在生产实践中观察到的情景基本相符，因此这个观念一直流传了近两千年，没有被人质疑过。 5 现实生活中，我们推动物体，物体才前进，停止推动物体，物体就停下来；马拉车，车前进，停止拉车，车就停下了。 马车为什么能向前运动，又为什么停下来了？ 力和运动的关系是怎样的？ 【思考与讨论】 亚里士多德得出结论： 必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就保持静止。 力是维持物体运动的原因 亚里士多德 古希腊的哲学家亚里士多德在观察和直觉的基础上得出结论：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就保持静止。他认为，力是维持物体运动的原因。 7 一、牛顿第一定律 伽利略对亚里士多德的论断表示了怀疑。 提出：力不是维持物体运动的原因 设计的斜面实验，指出错误。 伽利略 16世纪末，意大利物理学家伽利略对亚里士多德的论断表示了怀疑。他注意到，当一个球沿斜面向下滚动时，它的速度增大，而向上滚动时，它的速度减小。他由此猜想：当球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减。 8 一、牛顿第一定律 伽利略理想实验：让小球沿一个光滑斜面从静止状态开始滚下，小球将滚上另一个斜面，由于没有摩擦，小球将上升到初始高度。减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上滚动仍会达到初始高度。继续减小第二个斜面的倾角，小球仍会为达到同一高度而滚得更远。如果第二个斜面改成水平面，小球将沿着水平面以恒定的速度持续运动下去。 9 一、牛顿第一定律 伽利略在实验时发现，当球在水平面上滚动时，球的速度越来越慢，最后停下来。伽利略认为，这是由于阻力的缘故，因为他还观察到，水平表面越光滑，球便会滚得越远。于是，他推断：若没有阻力，球将沿水平面永远滚下去。 10 一、牛顿第一定律 英国的物理学家牛顿在伽利略等人研究的基础上，根据自己的研究，系统地总结了力学规律，得出如下结论： 牛顿 定义： 一切物体总保持静止或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。这就是牛顿第一定律。 由于物体总保持原来运动状态的性质称为惯性，因此，牛顿第一定律又称为惯性定律。 惯性是物体的一种固有属性。 11 一、牛顿第一定律 牛顿第一定律揭示了运动与力的关系：力不是维持物体运动状态的原因，而且改变物体运动状态的原因。 我们在改变物体的运动状态时，会感受到物体惯性大小的不同。例如，推动一个静止的物体运动时，质量大的物体比质量小的物体所需要的力会不同，推动质量大的物体需要的力大。 大量的事实证明，质量是惯性大小的量度。质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。 牛顿第一定律揭示了运动与力的关系，力不是维持物体运动状态的原因，而且改变物体运动状态的原因。我们在改变物体的运动状态时，会感受到物体惯性大小的不同。例如，推动一个静止的物体运动时，质量大的物体比质量小的物体所需要的力会不同，推动质量大的物体需要的力大。大量的事实证明，质量是惯性大小的量度。质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。 12 一、牛顿第一定律 【应用与拓展】惯性分离器 惯性分离器（图1-7-3）是利用夹带于气流中的颗粒或液滴的惯性而实现分离的。在气体流动的路径上设置障碍物，气流绕过障碍物时发生突然的转折，直径较大的颗粒或液滴在惯性力的作用下被分离出来。 图1-7-3 惯性分离器 13 一、牛顿第一定律 正在高速行驶的汽车紧急制动时，车上的乘员由于惯性会继续向前运动，撞到汽车前部的硬物造成伤害。因此，汽车的座位上通常都要配置安全带、安全气囊等设施以保证乘员的安全。 14 高速动车组列车质量大、速度高，要改变它的运动状态难度比较大。列车速度高达250 km/h，紧急刹车后还要滑行三千多米才能停得下来，如高速铁路中因出现行人或障碍物等各种原因，引起列车紧急停车将会导致巨大危险。 【行为与责任】高速铁路防护栅栏 为保护铁路安全