内容正文:
第1讲 牛顿运动定律
一、伽利略的理想斜面实验
1.实验过程:如图所示
(1)事实:让小球沿光滑斜面从左侧某一高度滚下时,无论右侧斜面坡度如何,它都会沿斜面上升到与出发点几乎等高的地方。斜面倾角 ,小球运动到同一高度所经历的路程越 。
(2)推论:当右侧斜面倾角逐渐减小到0,变为水平面时,小球将为了达到那个永远无法达到的高度而 。
2.实验结论
力不是维持物体运动的原因。
3.实验意义
伽利略的理想实验采用了依据 把实际实验理想化的思想,这种思想也是研究物理问题的重要方法之一。
二、牛顿第一定律、惯性
内容
一切物体总保持 或 状态,除非有外力迫使它 这种状态
意义
(1)揭示了物体的固有属性:一切物体都有 ,因此牛顿第一定律又叫 定律。
(2)揭示了运动和力的关系:力不是 物体运动状态的原因,而是 物体运动状态的原因,即产生 的原因
定义
任何物体都有保持 或 状态不变的属性,其大小表示了物体运动状态改变的难易程度
惯性是一切物体都具有的性质,是物体的 属性,与物体的运动情况和受力情况无关
量度
是惯性大小的唯一量度, 大的物体惯性大
三、牛顿第二定律
1.内容:物体加速度的大小与所受合外力的大小成 ,与物体的质量成 。加速度方向与 方向相同。
2.表达式:a=或F= 。
3.适用范围:适用于 参考系中 物体的低速运动。
四、牛顿第三定律
1.作用力和反作用力
两个物体之间的作用总是 的,一个物体A对另一个物体B施加作用力,物体A同时也受到物体B对它产生的作用力。
2.牛顿第三定律
(1)内容:两个物体之间的作用力与反作用力大小 ,方向 ,作用在 上。
(2)表达式:F=-F′。
五、单位制
1.单位制:由 单位和 单位组成。
2.基本单位:基本量的单位。力学中的基本量有三个,分别是 、
、 ,单位分别是 、 、 。
3.导出单位:根据 由基本量推导出来的其他物理量的单位。
[教材情境] (粤教版必修第一册第102页练习第 3题)某次公交车在行驶过程中,车中乘客突然出现的情况如图。
1.正误辨析
(1)图示为向右行驶的公交车突然急刹车。( )
(2)人坐在座椅上与车一起加速运动时,座椅对人的作用力大于人对座椅的作用力。( )
(3)人的身体前倾是由于人受到了惯性力。( )
(4)人的运动状态改变不是因为受到了力。( )
2.对于该公交车的起动和运动过程,下列说法正确的是( )
A.公交车起动瞬间速度为零,加速度也为零
B.公交车加速度越大,惯性越小
C.公交车对地的作用力越大,公交车的驱动力越大
D.公交车运动状态改变时,乘客才有惯性
考点一 对牛顿第一定律的理解
1.牛顿第一定律的意义
(1)揭示了物体的一种固有属性:牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性。
(2)揭示了力的本质:牛顿第一定律明确了力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因,物体的运动不需要力来维持。
(3)揭示了物体不受力作用时的运动状态:物体不受力时(实际上不存在)与所受合外力为零时的运动状态表现是相同的。
2.惯性的两种表现形式
(1)物体不受外力或所受的合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动)。
(2)物体受到外力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度。惯性大,物体的运动状态较难改变;惯性小,物体的运动状态容易改变。
3.牛顿第一定律与牛顿第二定律的关系
(1)牛顿第一定律是建立在理想斜面实验基础上的,经过科学抽象、归纳推理总结出来的,无法用实验直接验证;牛顿第二定律是实验定律。
(2)牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例,它揭示了物体运动的原因和力的作用对运动的影响;牛顿第二定律则定量指出了力和运动的联系。
[例1] [对惯性的理解](多选)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验,提出了惯性的概念,从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法,其中正确的是( )
A. 物体抵抗运动状态变化的性质是惯性
B.没有力的作用,物体只能处于静止状态
C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性
D.运动物体如果没有受到力的作用,将继续以同一速度沿同一直线
运动
(1)一个物体在水平面上运动,速度大时比速度小时难以停下来,是因为速度大惯性大吗?
(2)材料不同的两个物体在同一水平面上,用一个相同的水平力推它们,则难以推动的物体惯性更大吗?