从牛顿到伽利略69页PPT

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人生格言
1、生命有如铁砧，愈被敲打，愈能发出火花。
2、一切推理都必须从观察与实验得来。
3、你无法教别人任何东西，你只能帮助别人 发现一些东西。
4、科学不是一个人的事业 。
伽利略（1564~1642），伟大的意大利物理学家和天文学家，
科学革命的先驱。历史上他首先在科学实验的基础上融会 贯通了数学、物理学和天文学三门知识，扩大、加深并改 变了人类对物质运动和宇宙的认识。为了证实和传播了哥 白尼的日心说，伽利略献出了毕生精力。由此，他晚年受 到教会迫害，并被终身监禁。他以系统的实验和观察推翻 了以亚里士多德为代表的、纯属思辨的传统的自然观，开 创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。 因此，他被称为“近代科学之父”。他的工作，为牛顿的 理论体系的建立奠定了基础。
（1）伽利略（1564-1642） 的开创了科学研究的方法， 牛顿（1642-1727）继承了这 一方法，并无与伦比的展示 了它的有效性。
（2）惯性定律是牛顿运动定 律的基石。 “我的这些著作将是这门科 学的基础，更敏锐的智慧将 会揭示它深奥的秘密。”
1609年，伽利略创制了天文 望远镜（后被称为伽利略望 远镜），并用来观测天体
——爱因斯坦
伽利略的观测结果 • 月球的表面并不光滑，而是 有广大的凹陷和雄伟的大山， 太阳的表面有神秘的斑点。
• 看起来只是一条宽的光带的 银河由成千上万颗星星组成， 每一颗都放出光芒。
• 木星像哥白尼日心体系中的 地球一样也拥有卫星，有四 个卫星围绕着木星旋转。
1590年，伽利略在比萨斜塔 上做了“两个铁球同时落地”的著 名试验，从此推翻了亚里士多德 “物体下落速度和重量成比例”的 学说，纠正了这个持续了1900年之 久的错误结论。

态。 (2)牛顿第一定律揭示了力和运动的关系。
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【解析】选D。牛顿第一定律描述的是物体在不受 任何外力作用时，只可能有两种状态，一种做匀速 直线运动，另一种就是静止，而我们把这种性质叫 做惯性，与惯性的大小没有关系，故A错，B错。一 切物体都具有惯性，无论受不受力，故C错。牛顿 第一定律揭示了运动和力的关系，它说明力不是维 持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因
就越远
B.小车受到的阻力越小，它的速度减小得就越慢
C.小车的速度减小是由于受到了阻力
D.这个实验直接得出了牛顿第一定律
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5.一颗弹珠在水平桌面上滚动，当它刚刚离开桌面 时，假如所受的一切外力都消失，那么它将( C )
A.立即停止运动 B.沿竖直方向匀速直提线示运：动由牛顿第一 C.沿水平方向匀速直定线律运可动知，运动的
的缘故。
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物体在水平面上 做匀速运动不需
要外力来维持
PK
力是维持物体 运动的原因
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【实验结论】
如果不受外力的作用，那么运动的物体将永远 运动下去。
力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体 运动的原因。 理想实验法：
以已知的实验事实为基础，通过合理的假设和 逻辑推理进行研究的一种方法，是物理学中一种非
物体在不受任何外 D.做曲线运动往力下时掉将沿原来的方
向做匀速直线运动。
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说明 牛顿第一定律不是通过实验直接得出的，而是在 大量实验的基础上用推理的方法概括出来的。不
能用பைடு நூலகம்验直接证明。
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思考与讨论 一、汽车在启动和加速时身体为什么向后倾？
二、汽车在刹车时，身体为什么向前倾?

第一节 伽利略的理想实验与牛顿第一定律
学以致用 【例1 】竖直向上托起的排球，离开手后能继续向上运动 ，这是由于： A.排球受到向上的冲力的作用。 B.排球受到惯性力的作用。 C.排球具有惯性。 【答案】C D.排球不受阻力的作用。
【例2 】一切物体都有惯性，但是： A.运动时的惯性比静止时的惯性大。 B.运动越快，物体的惯性越大。 C.物体受力越大，惯性越大。 D.物体的惯性在任何情况下都是不变的。
【问题】
物体的运动真的需要用力来维持吗？
力与运动关系的几种看法： 1.亚里士多德的观点 （2000年前古希腊）
——力是维持物体运动状态的原因。一切
运动物体终将归于静止。
【说明】 科学来源于实际。 在科学并不发达的年代，人们常常从经验出发， 经过简单思考来探究自然规律。 这种经验结论是否科学、是否是真理，必须经过 实践的检验。因为事物的本质有时会被掩盖在表面现象 中。
爱因斯坦谈伽利略的贡献
……
伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之 一，而且标志着物理学的真正开端，这个发现告诉我们，根据直接观察所得出的结
论不是常常可靠的，因为他们有时会引到错误的线索上去。
…… 人的思维创造出一直在改变的一个宇宙图景，伽利略对科学的贡献就在于毁灭 直觉的观点而用新的观点来代替它。这就是伽利略的发现的重大意义。
⑵牛顿第一定律说明了物体不受力时的运动状态是匀速直线运动或静止。 所以说：力
不是物体运动的原因 ， ⑶一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫做惯性。 所以说：一切物体都有惯性 。 ⑷外力的作用是迫使物体改变运动状态。 所以说：力是改变运动状态的原因。 ⑸自然界实际上不存在不受力的物体，但物体所受合外力为零或某一方向受力为零的情 况大量存在，牛顿定律也符合这些情况

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伽利略是利用望远镜观测天体取得大量成果的第一位科学家。[5] 1609年， 伽利略在知道荷兰人已有了望远镜后，伽利略创制了天文望远镜（后被称为 伽利略望远镜），并用来观测天体，发现许多前所未知的天文现象。他发现 所见恒星的数目随着望远镜倍率的增大而增加；银河是由无数单个的恒星组 成的；月球表面有崎岖不平的现象（亲手绘制了第一幅月面图），金星的盈 亏现象；木星有四个卫星（其实是众多木卫中的最大的四个，现称伽利略卫 星）。他还发现太阳黑子，并且认为黑子是日面上的现象。由黑子在日面上 的自转周期，他得出太阳的自转周期为28天（实际上是27.35天）。1637年 在目力很差情况下，他还发现了月亮的周日和周月天平动。[3] 这些发现开辟 了天文学的新时代。 伽利略第一个用望远镜观察到土星光环、太阳黑子、月球山岭、金星和水星 的盈亏现象、木星的卫星和金星的周相等现象，并从实验中总结出自由落体 定律、惯性定律和伽利略相对性原理等。从而推翻了亚里士多德物理学的许 多臆断，奠定了经典力学的基础，反驳了托勒密的地心体系，有力地支持了 哥白尼的日心学说。 这一系列天文发现轰动了当时的欧洲，伽利略在介绍他新发现的两本书《星 际使者》（1610）和《关于太阳黑子的书信》（1613）中，都主张哥白尼的 日心说。伽利略以观测到的事实，推动了哥白尼学说的传播。当时的意大利 仍处于教会的严酷统治之下，许多人不肯承认同《圣经》和亚里士多德著作 相违背的新思想、新事物。1613年，哥白尼的《天体运行论》被宗教法庭列 为禁书，伽利略也受到警告，要他放弃哥白尼学说。伽利略没有接受警告， 继续写作，1632年他的《两大世界体系的对话》出版，激怒了教会。宗教法 庭把伽利略传到法庭，并宣判他有罪，并责令他忏悔，放弃自己证明了的学 说，禁止《对话》流传。1633年被判处终生监禁，指定居住于佛罗伦萨效区 [3] 。他在生命的最后几年里仍努力研究。1634年写成一本力学著作—— 《关于两门新科学的谈话和数学证明》。

落体定律的证实：比萨斜塔实验
伽利略的理想实验
在理想情况下，小球在左方斜面上滚下来，将在右方的 斜面上爬上相同的高度；如果减小右方斜面与水平面的 夹角，那么小球为了到达相同高度要经过更长的距离， 而如果夹角减为零，则小球将在水平面上一直运动下去。
ห้องสมุดไป่ตู้
惯 不受外力作用的物体速度将保持不变。
性 物体之所以运动并不是因为力，而是因
1610年1月7日，伽利略发 现了木星的四颗卫星，为哥 白尼学说找到了确凿的证据， 标志着哥白尼学说开始走向 胜利。 借助于望远镜，伽利略还先 后发现了土星光环、 太阳黑子、太阳的自转、 金星和水星的盈亏现象、 月球的周日和周月天平动， 以及银河是由无数恒星组成 等等。 这些发现开辟了天文学的新 时代
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1、伽利略著有《星际使者 》、《关于太阳黑子的书 信》、《关于托勒玫和哥 白尼两大世界体系的对话 》和《关于两门新科学的 谈话和数学证明》。
2、为了纪念伽利略的功绩
，人们把木卫一、木卫二 、木卫三和木卫四命名为 伽利略卫星。
3、人们争相传颂：“哥
伦布发现了新大陆，伽利 略发现了新宇宙”。
1632年，伽利略的处境已经非常糟糕。他出版的一本 书彻底毁了他自己。这本书激怒了大主教，并一度被禁达20 0多年，书名叫《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话 》。他获准写这本书，但内容必须和谐。书的内容由 一系列关于宇宙的谈话组成。一边支持地心说，一边赞成日 心说。尽管他起誓了，但伽利略还是旗帜鲜明的支持太阳是 中心。更糟糕的是，他坚称于宗教之外另有事实存在，如他 所说的，“《圣经》是教我们怎么去天堂，而不是天堂如何 运转。”伽利略的意思是科学可以发现自然按照它自己的规 律在运转。此话是冒天下之大不韪。

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第5章 牛顿运动定律
关键能力 1 对惯性的理解 (2019·湖南邵阳学业水平考试)关于惯性的大小，下面说
法中正确的是( ) A．两个质量相同的物体，速度大的不容易停下来，所以速度大 的物体惯性大 B．在月球上举重比在地球上容易，所以质量相同的物体在月球 上比在地球上惯性小
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第5章 牛顿运动定律
1．历史的回顾
代表人物
主要观点
有外力的作用才有速度，要维持物体的运动速度就 亚里士多德 需要_外__力______
伽利略
没有力也可以有___运__动____，维持物体的运动可以 不需要_外__力______
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第5章 牛顿运动定律
代表人物 笛卡儿
主要观点 如果没有其他原因，运动的物体将继续以原来的速 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______
第1节 牛顿第一运动定律
学习目标 1.知道人类对力和运动关系认识的 进程，知道伽利略理想斜面实验及 推理方法． 2．理解并掌握牛顿第一运动定律 的内容和意义． 3．知道什么是惯性，知道质量是 惯性大小的量度，体会生活中惯性 的应用与预防.
第5章 牛顿运动定律
核心素养形成脉络
第5章 牛顿运动定律
一、力与运动的关系
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第5章 牛顿运动定律
基础理解 高铁的列车最高时速可以达到 400 多千米，是世界上最快的火 车．有的同学认为：火车变快了，其惯性变大了，所以难刹车．他 的认识正确吗？
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第5章 牛顿运动定律
提示：他的认识是错误的，惯性是物体的固有属性，火车提速 后，其质量不变，惯性也不变．
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力与运动之间的基本关系。
万有引力实验
通过观测行星运动轨迹和计算行 星受到的引力，验证万有引力定 律的正确性，启示我们引力与物
质之间的普遍联系。
牛顿摆实验
通过观察和分析牛顿摆的周期性 运动，验证能量守恒定律和动量 守恒定律，启示我们自然界中守
恒定律的普遍性。
现代科技中牛顿力学应用案例
航空航天技术
牛顿力学是航空航天技术的基础，通过计算和分析飞行器 的受力情况和运动轨迹，实现飞行器的精确控制和导航。
动量与冲量
动量和冲量也是矢量，它们的运算遵循矢量运算法则。通过动量的矢量合成，可以求解物 体在多个方向上的合动量；通过冲量的矢量合成，可以求解物体在多个方向上受到的合冲 量。
微分方程在描述运动过程中作用
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描述物体的运动轨迹
微分方程可以用来描述物体的运动轨迹。例如，通过牛顿第二定律
F=ma，可以建立物体的加速度、速度和位移之间的微分方程，进而求
。
能量守恒、动量守恒和角动量守恒原理
能量守恒原理
能量守恒原理是牛顿力学中的基本原理之一。它指出，在一个封闭系统中，系统总能量的变化等于系统外力 所做的功。通过能量守恒原理，可以方便地求解和分析许多力学问题。
动量守恒原理
动量守恒原理也是牛顿力学中的基本原理之一。它指出，在一个封闭系统中，系统总动量的变化等于系统外 力的冲量。通过动量守恒原理，可以方便地求解和分析碰撞、反冲等问题。
牛顿生平及主要成就
01
还系统地表述了冷却定律，并研 究了音速。
02
在经济学领域，提出金本位制度 。
牛顿力学产生背景
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哥白尼的日心说
牛顿力学是在哥白尼提出日心说之后逐渐发展起 来的，这一学说打破了地心说的传统观念，为牛 顿力学的发展奠定了基础。