第四章 牛顿运动定律
4.1 牛顿第一定律
自然和自然的法则在黑夜中隐藏；上帝说， 让牛顿去吧！于是一切都被照亮。-----蒲柏
学习目标：
1.能大致叙述发现牛顿第一定律的历史过程，并能作出初步评述；
2.能清楚地描述伽利略关于力与运动的思想观念，以及对应设计出的理想实验和相应的推理结论；
3.理解牛顿第一定律（惯性定律）的内容和意义；
4.能举例说明物体的质量是其惯性大小的量度。
1997年6月1日下午13时19分7秒，“亚洲第一飞人”柯受良驾一辆白色三菱跑车，成功地飞越了黄河壶口瀑布。
现象：力推物动，力撤物停
历史的回顾
观点1：物体运动需要力来维持
现象：力推物动，力撤物还动
观点2：物体运动不需要力来维持
观点1：物体运动需要力来维持
探究阻力对物体运动的影响
小车从同一斜面同一高度下滑在不同的水平面上运动,观察情况。
实验结论
伽利略理想斜面实验
A
B
C
D
E
v
θ
物体的运动不需要力来维持
如果减少第二个斜面的倾角，小球仍然要达到原来的高度，但是要通过更长的路程。
继续减少第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将不能到达原来的高度，就要沿着水平面以恒定的速度持续运动下去。
在没有摩擦力的情况下，让小球沿一个斜面滚下来，小球将滚上另一个斜面，并且将上升到原来静止时的高度。
理想实验思想
伽利略的理想斜面实验指出了：力不是维持物体运动的原因，而只是改变物体运动状态的原因
理想实验研究方法：以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻的揭示自然规律。
理想实验的魅力
讨论与思考：
现实生活中小球会做怎样的运动？其原因是什么？
由于摩擦力的作用，小球不可能回到原来的高度，沿水平面也不可能永远运动下去
笛卡儿
(Descartes,1596-1650)
笛卡儿的观点：除非物体受到外力的作用，否则物体将永远保持其静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动。
笛卡尔的补充、完善
牛顿第一定律
牛顿
(Newton,1642-1727)
内容：一切物体总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.
牛顿第一定律
力是改变物体运动状态的原因
力不是维持物体运动的原因
①一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态
②除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态
（1）理解
牛顿第一定律
③不受外力作用的物体是不存在的，牛顿第一定律所描述的物体不受外力的状态，是一种理想化状态，这种状态虽不能实现，但在现实中却可以用合力为零的状态来代替它，或者说合力为零与不受外力是等效的，这样就使得牛顿第一定律在实际应用中有了实际意义。
牛顿第一定律
（2）惯性：
一切物体都有保持原来的运动状态不变的性质
①一切物体都具有惯性
②惯性是物体的固有属性
思考：惯性的大小与什么因素有关呢？
2.牛顿第一定律
思考：惯性的大小与什么因素有关呢？
只与质量有关
质量越大惯性越大，质量越小惯性越小
（3）惯性及对惯性的理解
惯性是一切物体的固有属性，与物体是否受到外力、物体是否运动均没有关系，质量才是惯性大小的唯一量度。
问题一：运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性？
问题二：运动速度大的物体惯性就大呢？
问题三：“惯性”是不是就是“惯性定律”？
不是,惯性是物体本身固有的一种属性，它跟物体受不受外力无关。惯性定律是物体在某个特定的环境（不受外力）下具有惯性的表现
错,惯性与物体的运动状态无关
错,决定惯性的唯一量度就是质量
2.牛顿第一定律
问题四：惯性是一种特殊的力吗？
不是,惯性是物体本身固有的一种属性，而力是物体之间的相互作用。
2.牛顿第一定律
3.牛顿第一定律的应用
（1）请你用惯性的知识来解释一下为什么当你奔跑时碰到石块，必然是向前跌倒；而如果你脚踏西瓜皮，必然是向后倒？
（2）高空中水平匀速飞行的轰炸机，每隔相同的时间投下一颗炸弹，不计空气阻力，那么这些炸弹的运动轨迹是（ ）
A、在空中的排列情况是一条抛物线
B、在空中的排列情况是一条竖直线
C、在空中的排列情况是一条水平线
D、落地点是不等间距的
B
3.牛顿第一定律的应用
（3）下列关于惯性的说法中,正确的是（ ）
A.物体只有在静止时才具有惯性
B.物体运动速度越大,其惯性也越大
C.太空中的物体没有惯性
D.不论物体运动与否,受力与否,物体都具有惯性
D
3.牛顿第一定律的应用
（4）火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为（ ）
A．人跳起后，车厢内的空气给人一个向前的力，这力使他向前运动
B．人跳起时，车厢对人一个向前的摩擦力，这力使人向前运动
C．人跳起后，车继续向前运动，所以人下落后必定向后偏一些，只是由于时间很短，距离太小，不明显而已
D．人跳起后，在水平方向人和车水平速度始终相同
D
有人设想，乘坐气球飘在高空，由于地球的自转，一昼夜就能周游世界，请你评价一下，这个设想可行吗？
分析： 因为地球上的一切物体（包括地球周围的大气）都随着地球一起在自转．气球升空后，由于惯性，它仍保持原来的自转速度．所以升空的气球与它下方的地面处于相对静止的状态．不可能使它相对地球绕行一周的．
解答：这个设想不符合物理原理，不可行．
讨论
知识小结
亚里士多德
伽利略
笛卡儿
运动需要力来维持。
力是改变物体运动状态的原因。
……保持静止……或匀速直线运动
牛顿
一切物体总保持…或…状态,除非…力迫使它改变...
阅读课本70页“惯性参考系”，完成课后习题