牛顿第一定律
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一)牛顿第一定律(又叫惯性定律)1、内容:一切物体在没有受到力的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态2、牛顿第一定律的理解1)牛顿第一定律是通过分析、概括、推理得出的,不可能用实验直接来验证。
2)对任何物体都适用,不论固体、液体、气体。
3)力是改变物体运动状态的原因,力不是维持物体运动状态的原因.4)运动的物体不受力时做匀速直线运动(保持它的运动状态)5)静止的物体不受力时保持静止状态(保持它的静止状态)二)惯性12、惯性的理解1)一切物体任何时候都具有惯性.(静止的物体具有惯性,运动的物体也具有惯性).牛顿第一定律表明,一切物体都具有保持静止状态或匀速直线状态的性质,因此牛顿第一定律也叫惯性定律。
2)惯性是物体本身的属性,惯性的大小与物理的质量的大小有关.质量越大,惯性越大。
质量越大的物体其运动状态越难改变。
惯性的大小与物体的形状、运动状态、位置及受力情况毫无关系。
3)惯性是物体本身固有的一种属性。
一切物体任何时候、任何状态下都有惯性。
惯性不是力,不能说惯性力的作用,惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的速度、物体是否受力等因素无关。
3、防止惯性的现象带来的危害:汽车安装安全气襄,汽车安装安全带。
利用惯性的现象:跳远助跑可提高成绩,拍打衣服可除尘4、解释现象:例:汽车突然刹车时,乘客为何向汽车行驶的方向倾倒答:汽车刹车前,乘客与汽车一起处于运动状态,当刹车时,乘客的脚由于受摩擦力作用,随汽车突然停止,而乘客的上身由于惯性要保持原来的运动状态,继续向汽车行驶的方向运动,所以汽车突然刹车时,乘客为何向汽车行驶的方向倾倒。
二、基础知识检测1.在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中,让小车每次从斜面顶端处由静止滑下,改变水平面的粗糙程度,测量小车在水平面上滑行的距离,结果记录在下表中.1)第三次实验中,小车在水平木板上滑行时的停止位置如图所示,读出小车在木板上滑行的距离并填在表中相应空格处.2)为了得出科学结论,三次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑,这样做的目的是:使小车从斜面上同一位置到达底端水平面时.3)分析表中内容可知:水平面越光滑,小车受到的阻力越________,小车前进的距离就越________。
简述牛顿第一定律内容
牛顿第一运动定律内容:任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态,直到受到其它物体的作用力迫使它改变这种状态为止。
说明:物体都有维持静止和作匀速直线运动的趋势,因此物体的运动状态是由它的运动速度决定的,没有外力,它的运动状态是不会改变的。
物体的这种性质称为惯性。
所以牛顿第一定律也称为惯性定律。
第一定律也阐明了力的概念。
明确了力是物体间的相互作用,指出了是力改变了物体的运动状态。
因为加速度是描写物体运动状态的变化,所以力是和加速度相联系的,而不是和速度相联系的。
在日常生活中不注意这点,往往容易产生错觉。
注意:牛顿第一定律并不是在所有的参照系里都成立,实际上它只在惯性参照系里才成立。
因此常常把牛顿第一定律是否成立,作为一个参照系是否惯性参照系的判据。
牛顿第1定律一、什么是牛顿第一运动定律牛顿第一运动定律,简称牛顿第一定律。
又称惯性定律、惰性定律。
常见的完整表述:任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
牛顿在《自然哲学的数学原理》中的原始表述是:任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
该表述在人教版、粤教版高中物理教材中被引用。
鲁教版高中物理教材中的表述是:牛顿第一定律表明,当合外力为零时,原来静止的物体将继续保持静止状态,原来运动的物体则将继续以原来的速度做匀速直线运动。
合外力为零包括两种情况:一种是物体受到的所有外力相互抵消,合外力为零;另一种是物体不受外力的作用。
有的专家学者认为这种表述方式并不严谨,所以通常采用原始表述。
二、对牛顿第一定律的理解1、牛顿第一定律不能用实验验证牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律,它是牛顿以伽利略的理想斜面实验为基础,在总结前人的研究成果、加之丰富的想象而推理得出的一条理想条件下的规律。
2、牛顿第一定律揭示了物体不受外力作用时的运动规律物体不受外力作用时,原来是运动的,保持匀速运动状态;原来是静止的,保持静止状态。
在实际情况中,不受外力作用的物体是不存在的,如果物体所受合外力为零与物体不受任何外力作用是等效的。
3、牛顿第一定律指出一切物体都有惯性物体具有保持匀速运动状态或静止状态的性质,即保持运动状态不变的性质叫做惯性。
一切物体都具有惯性。
质量是惯性大小的唯一量度。
牛顿第一定律也叫惯性定律。
4、牛顿第一定律指出了力和运动的关系力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因;速度是描述物体运动状态的物理量,运动状态改变指的是速度改变,所以力是改变物体速度的原因;而物体速度发生改变,就具有了加速度,所以说力是使物体产生加速度的原因。
5、牛顿第一定律是用理想化的实验总结出来的一条独立的规律,并非牛顿第二定律的特例。
三、牛顿第一定律意义牛顿第一定律也叫惯性定律,它是说:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态.但是不受力的物体在自然界是不存在的,所以我们将牛顿第一定律进行了拓展,即一切物体当它受到的合外力为零时,总保持静止或匀速直线运动状态.它的意义在于,准确的描述了力和运动的关系.由牛顿第一定律我们可以看出,没有力的时候,物体可以做匀速直线运动,所以,力不是维持运动的原因,或者说,匀速直线运动不需要力来维持.另一方面,它也说明,如果物体受到不为零的合外力的作用,它将不能保持静止或匀速直线运动,也就说明了力是改变物体运动状态的原因.因此力和运动的关系可以描述为:力是改变物体运动状态的原因,而不是维持运动的原因.。
牛顿第一定律牛顿第一定律,也被称为惯性定律,是经典力学的基础之一。
它由英国科学家艾萨克·牛顿在17世纪提出,并在其著名的《自然哲学的数学原理》中得以确立。
牛顿第一定律表明:一个物体如果受到外力的作用而保持静止,或者以匀速直线运动,那么该物体所受的合力为零。
牛顿第一定律的提出打破了亚里士多德的观点,在其之前,人们普遍认为物体需要受到外力才能始终保持在运动状态。
牛顿第一定律的精髓在于描述了物体的自然状态,即物体在受到外力之前的状态。
这个状态可以是静止的,也可以是匀速直线运动的,关键在于物体所受的合力是否为零。
牛顿第一定律的实际应用非常广泛,特别在物体力学领域中被广泛运用。
下面将通过几个实际场景来进一步解释牛顿第一定律的应用。
1. 惯性现象牛顿第一定律中的惯性现象是指物体在受到外力之前保持其原有状态的趋势。
例如,在驾驶汽车的过程中,人们经常会感受到车辆加速或减速时的惯性力。
当车辆突然加速时,乘坐车辆的人会向后倾斜,因为他们的身体具有一种惯性,试图保持其原有的静止状态。
同样地,在车辆急刹车时,人们会向前跌倒,这也是因为身体的惯性使得人们趋向保持原有运动状态的趋势。
2. 空气阻力还有一个与牛顿第一定律相关的现象是空气阻力。
在空气中运动的物体受到空气阻力的作用,会逐渐减速直至停止。
例如,将一张纸从高处扔下,纸张会迅速地下降,然后逐渐减速直至停止。
这是因为纸张受到了空气阻力,使得它的速度逐渐减小。
牛顿第一定律说明了如果忽略空气阻力的作用,物体应当保持匀速直线运动。
3. 万有引力与行星运动牛顿第一定律不仅适用于地球上的物体,也适用于天体物理学中的行星运动。
根据牛顿的万有引力定律,行星绕太阳运动的轨道是椭圆形的。
在行星运动中,牛顿第一定律说明了行星在受到万有引力的作用下保持运动的趋势。
行星沿着其轨道匀速运动的状态可以视为受到相等大小但方向相反的力的作用而保持,使得合力为零。
总结起来,牛顿第一定律阐述了物体的自然状态以及外力对物体的作用。
牛顿三大定律公式:
1,牛顿第一定律(惯性定律):
物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
2,牛顿第二定律公式:
F合=ma或a=F合/m
a由合外力决定,与合外力方向一致。
3,牛顿第三定律公式:
F= -F;
负号表示方向相反,F、-F为一对作用力与反作用力,各自作用在对方。
4,共点力的受力平衡公式:
F合=0
二力平衡则满足公式F1=-F2
请注意,二力平衡与作用力与反作用力是不一样的。
二力平衡的研究对象,是同一个物体;而作用力与反作用力,研究对象是两个不同的物体。
5,超重与失重的公式:
超重满足:N>G
失重满足:N<G
N为支持力,G为物体所受重力,不管失重还是超重,物体所受重力是不变的。
牛顿三大定律的内容:
1、牛顿第一定律:一切物体总是保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(定性的描述了力与运动的关系,物体的运动不需要力维持,但改变物体的运动一定需要力,牛顿第一定律也叫惯性定律)
2、牛顿第二定律:物体加速度的大小跟它所受的作用力成正比、跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
(定量的计算力与运动的关系,F=ma)
3、牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力,总是大小相等、方向相反,作用在同一条直线上。
(说明了力的作用是相互的)。
牛顿第一定律惯性一、牛顿第一定律1、牛顿第一定律的内容是:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
理解牛顿第一定律,应注意从如下四个方面理解:(1)“一切”,说明该定律对于所有物体都是普遍适用的,不是特殊现象。
(2)“没有受到外力作用”,是指定律成立的条件,同时“没有受到外力作用”包含两层意思:一是该物体确实没有受到任何外力的作用,这是一种理想化的情况。
实际上,不受任何外力作用的物体是不存在的。
二是该物体所受合力为零,它的作用效果可以等效为不受任何外力作用时的作用效果。
(3)“总”,指的是总是这样,没有例外。
(4)“或”,指两种状态必居其一,不能同时存在,也就是说物体如果不受外力作用时,原来静止的物体仍保持静止状态,而原来运动的物体仍保持匀速直线运运动状态。
注意:①由牛顿第一定律可知:一切物体都有保持运动状态不变的性质,说明物体的运动不需要力来维持,原来运动的物体,不受任何外力时,将保持匀速直线运运动状态。
因此,我们应当切记“力不是维持运动的原因,而是改变物体运动状态的原因”。
②牛顿第一定律不是实验定律,而是在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理概括出来的,但由此推出的结论,经实践检验是正确的。
③在对牛顿第一定律的推理过程中,一共做了三次实验,让小车分别滑过毛巾、棉布和木板的平面,以便归纳出物体受到的阻力越小,速度改变越慢,也就是小车滑的距离越远。
实验时必须保证其他的实验条件相同,而只改变三次滑行表面的粗糙程度,让小车从同一高度的斜面上滑下的意思就是让小车进入平面时的速度相同。
2、亚里士多德的错误观点亚里士多德认为:马拉车,车向前运动,马不拉车,车就停止运动,由此说明力是维持物体运动的原因。
亚里士多德的这一错误观点统治了人民二千多年,下面我们来分析其错误观点。
马拉车,车向前运动,车受到了马对它的拉力作用,但此时,如果我们对车受力分析的话,车在水平方向除受到马对它的拉力作用外,还受到地面对车子的阻力作用,也就是我们后面要讲的摩擦力,当撤去拉力后,我们会发现车子并不是立即停下来,而是通过一段路程后才停止运动,这是什么原因呢?因为车子在阻力作用下车速才越来越小,最终停止,若车子不受阻力作用,那么它将保持匀速直线运动一直运动下去,在这种状态下,车子的运动并没有力去维持,因此可见,物体的运动并不需要力来维持,而力是改变物体运动状态的原因。
牛顿第一定律,也称作"惯性定律",是牛顿三定律中的第一个定律,其原理如下:
假设没有外力作用于一个物体,该物体将保持其静止状态或匀速直线运动的状态。
也就是说,如果一个物体不受力作用,它就会继续保持它的前进方向和速度不变,如果它静止的话,就会一直保持静止。
只有外力作用于物体时,才会改变物体的运动状态。
这个定律说明物体具有惯性,即物体越重,惯性越大,它的运动状态就越难改变。
这个定律可以用来解释为什么人会向前飞出车窗口,即当车突然停止时,人身体的惯性会使它继续前冲,直到受到其他力的作用才会停下来。
牛顿第一定律》教学设计
赵宇 (重庆复旦中学 400012)
一、案例背景
1、教材分析
本节是人教版必修一第四章《牛顿运动定律》第一节。
本章是在前面三章对力和运动分别研究的基础上,进一步探讨物体的运动状态变化和物体的受力情况间的关系.牛顿运动定律是帮助学生理解力和运动关系的桥梁,是动力学的基础,也是整个经典物理理论的基础。
牛顿第一定律揭示了运动和力的关系,是牛顿物理学的基石,力学的第一原理,它破除了长达两千年以来亚里士多德的错误观点,改变了人类的自然观和世界观,本身还包含着力、惯性和参考系的科学概念,是物理学理论的支柱和基石.在教学中,不能把它看做牛顿第二定律的特殊情况,它意在引导学生了解科学的发现和发展.本节课采用的理想实验法,在物理研究中具有十分重要的地位和作用。
2、教学重难点及学情分析
教学重点
1.理解伽利略理想实验中体现的科学思想
2. 理解牛顿第一定律,掌握惯性,力与运动的关系.
教学难点
牛顿第一定律是理想定律,描述的是物体在不受力的情况下遵循的运动规律,与生活实际有一定距离,部分同学从日常经验出发,往往会产生错误的认识,这就使学生在理解上容易出现障碍。
也是历来学生在做这部分习题时容易出现问题的原因。
惯性现象是自然界、生活中的普遍现象,但是概念是抽象的。
对“惯性”概念的理解对学生是一个难点,尤其是对于惯性现象进行科学的解释
3、教学目标
三维目标
1.知识与技能
(1)理解力和运动的关系,知道物体的运动不需要力来维持.
(2)理解牛顿第一定律,知道它是逻辑推理的结果,不受力的物体是不存在的.
(3)理解惯性的概念,知道质量是惯性大小的量度.
2.过程与方法
培养学生严谨的逻辑推理能力;要能透过现象了解事物的本质,对物理问题决不能主观臆断;通过对大量实例的分析,培养学生归纳、综合能力。
善于思考、善于总结,把物理与实际生活紧密结合。
3.情感、态度与价值观
(1)让学生知道科学研究过程的艰难,领悟实验加推理的科学研究方法。
(2)利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系.鼓励学生大胆发言,并学以致用.
4、教学设计思路
本节课的教学设计,主要是践行新课程所倡导的探究学习、自主学习、合作交流,让学生体验知识的获取过程,并通过动手实验和利用贴近学生生活的实例,达到突破重难点的目的。
根据新课改要求,本节采用探究式教学,以物理史实为线索引导学生得出物理规律。
物理学是一门与自然、生活、技术进步和社会发展有着最为广泛联系的科学。
采用讲授灌输式教学方式,远离科学探究乐趣,他们是不可能热爱物理课程的。
所以要让学生在体验中获得物理规律,在物理史实中领略思维的力量和美。
本节课的设计特点是注重体验物理规律的发现和发展。
科学家的创造性思维品质和敢于置疑、坚持真理的献身精神成为情感态度价值观教育的好素材。
另外,探究式实验验证是本节课必需要的。
5、课前准备
教具准备:多媒体课件、小车、长木板、棉布、毛巾、小球、自制理想斜面实验器(每3人一组:2人配合实验,1人记录整理)、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块等.知识准备:力的概念及力的作用效果.
6、课时计划:1课时
二、教学过程
三、案例反思
新课改提倡学生探究学习,自主学习,通过交流与合作,经历知识的获取过程。
本节课本着新课改的思想,努力做到以学生为中心,教师为主导,学生为主体。
在教学内容的设计方面,注重以问题引导思维,让不同层次的学生都有思考与讨论、交流与合作的空间;注重学生亲身体验,面向全体学生,提高每一位学生主动参与课堂教学的积极性。
实际教学过程中,有以下几点需要注意:
一、在知识处理上:牛顿第一定律是牛顿物理学的基石,是否理解这一物理规律,会直接影响学生对这一章的学习,而且会影响整个高中物理课程中力学部分甚至电学部分的学习。
学生在初中阶段已经学过牛顿第一定律的内容,对本节的知识有了大致的了解,高中又一次学习,应在原有的基础上,进一步深化和提高对相关问题的认识。
所以本节课的重点之
一是:对牛顿第一定律的理解,特别要强调“物体不受力,原来运动的将做匀速直线运动,原来静止的,将永远保持静止”。
并由此得出力和运动的关系,即“力是改变物体运动状态的原因”。
第二个重点是对惯性的理解,特别是一切物体在任何情况下都具有惯性。
惯性现象一定要做实验再配合讲解。
二、在能力培养上:1.借助伽利略理想实验,注重培养学生的抽象思维能力。
初中物理教学以直观教学为主,知识的获得是建立在形象思维的基础之上;而高中,物理知识的获得是建立在抽象思维的基础之上,高中物理教学要求从形象思维过渡到抽象思维。
所以在教学中,先让学生做伽利略的实验,建立形象思维;后说明伽利略实验的整个过程,都是在假设斜面光滑没有摩擦的前提下进行的,而绝对光滑的斜面是不存在的,进而引导学生进行抽象思维。
2.对学生观察、实验和分析总结能力的培养:学生先观察伽利略实验,然后有我引导学生分析,总结。
三、在学习方法的养成上:在教学中我采用循序渐进、螺旋式上升的原则,使学生易于接受,是从生产生活实例引出力和运动有密切关系,在教师提出问题,学生作出猜想后,我让学生自主、合作利用身边的物品设计自己的实验方案,并把实验方案汇报交流,从中选出最佳方案,再以动画展示斜面小车实验过程,给学生以启示,引导学生发现实验的技术关键,最后学生动手实验探究。
四、对重难点的处理:本节课的教学重点我认为是理想斜面实验的探究推理过程、对牛顿第一定律的理解;所以在教学中,我花了大量时间让学生设计和完成实验,目的就是为了学生有直观感受,然后上升到理论高度。
难点是力和运动的关系,惯性和质量的关系。
在教学中,采用“冲突法”,让学生的一些感官经验和课堂上的理论相冲突,从而得出印象深刻的正确结论。
五、本节内容蕴含了大量价值观素材,必须加以充分利用。
几点问题:
一是时间分配问题。
对于课堂每一个环节的时间把控有一定困难,特别是设计实验(斜面小车)部分,针对不同班级学生能力情况,学生素质高低,应有不同的预案。
基础较差的班级需要对学生提出预习的要求,以便学生能在课堂上跟上节奏。
二是教学内容的取舍,以及素材的选择。
根据新课程要求,本节内容安排为一课时,因此在内容上不能要求面面俱到,素材也要精心筛选,部分内容可以交由学生课后处理。
但由于学生能力参差不齐,若要每个学生都掌握得很好就比较困难,所以还需要有一定的课后辅导工作要做。