第四章 牛顿运动定律
在前面我们学习了怎样描述物体的运动，但没有讨论物体为什么会做这种或那种运动。要讨论这样的问题，就要研究运动与力的关系。在物理学中，只研究物体怎样运动而不涉及运动与力的关系的理论，称做运动学（kinematics）；研究运动和力的关系的理论，称做动力学（dynamics）。
运动学是研究力学的基础，但只有懂得了动力学的知识，才能根据物体所受的力确定物体的位置、速度变化的规律，才能创造条件来控制物体的运动。例如，运动学只是使我们能够描述天体是怎样运动的，动力学则使我们能够把人造卫星和宇宙飞船送上太空，使人类登上月球，甚至奔向火星……这一章我们就来学习牛顿运动定律。
1 牛顿第一定律
一、理想实验的魅力
1.书本放在讲台上处于静止状态，怎样才能让它运动？
2.静止在水平地面上的小推车，怎样才能让它运动起来？
3.行驶中的汽车在关闭发动机后，将作怎样的运动？
请根据实际经验思考并回答下列问题：
1 牛顿第一定律
1、亚里士多德观点:
必须有力作用在物体上, 物体才能运动, 没有力的作用, 物体就要停下来。
一、理想实验的魅力
生活经验：马不拉车，车就不动
2、伽利略的观点
伽利略
亚里士多德的观点似乎更符合日常经验，但他的这种说法是错误的，他的错到底在哪呢？
在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦力的缘故。
思考
观点
客观事实：小球从一个斜面的高处滚下， 会滚上另一个对接的斜面，摩 擦力越小，越接近原来的高度
假 想：摩擦力大小为零，观察小球在另 一个斜面的运动情况
推 理：小球将会达到同一高度
对接斜面倾角越小，运动距离越远
对接斜面倾角为零，小球永远运动
物体的运动不需要力来维持,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
伽利略理想斜面实验
【解析】真实的实验是一种实践的活动，是可以通过一定的实验器材和实验方法而实现的实验．“理想实验”是一种思维的活动，是人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”。“理想实验”并不是脱离实际上的主观臆想，它是以实践为基础的，是在真实的科学实验的基础上抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，是以一定的逻辑法则为依据的，而这些逻辑法则，都是从长期的社会实践中总结出来的，并为实践所证实了的。理想实验可以深刻地揭示自然规律．正确选项为B。
关于伽利略理想实验，以下说法正确的是：
A．完全是理想的，没有事实为基础的．
B．是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映自然规律的．
C．没有事实为基础，只是理想推理
D．以上说法都不对．
实例探究
完全理想的情况是难以实现的，但是我们可以在气垫导轨上做一个近似的实验。
实验探究
除非物体受到外力的作用，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。
3、笛卡儿观点
如果一个物体由静止变为运动或由运动变为静止，我们就说，它的“运动状态”发生了变化。而其本质就是我们所说的瞬时速度发生了变化。
议一议
二、牛顿物理学的基石——惯性定律
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。

1、牛顿第一定律：
定律的前半句话“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”揭示了物体所具有的一个重要属性—惯性，即物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律。
（1）明确了惯性的概念
2、理解：
定律的后半句话“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”，实际上是对力的定义，即力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动的原因。
（1）明确了惯性的概念
2、理解：
（2）揭示了力和运动的关系
1、牛顿第一定律能不能用实验来验证？什么时候可以看作不受力并举例说明。
不能，因为不受力作用的物体是不存在的。当物体受力但所受合力为零时可以看作物体不受力。比如：冰面上滑动的冰壶球。
思考
2、简述惯性定律和惯性的区别和联系
惯性定律
是物体不受外力作用时所遵从的规律
惯性
是物体的固有属性，一切物体都有惯性
思考
三、惯性与质量
1、实验
（1）现象：小车上放置一个木块，突然拉动小车和小车被挡板挡住时，观察会出现什么现象？
惯性现象到处可见，如：
（2）演示：一个玻璃杯内盛半杯水，上面盖一块塑料板，板上放一只鸡蛋，用小棒猛击塑料板，塑料板飞出，鸡蛋却稳稳地落入杯中。这个实验说明了什么？
2、说明：
（1）惯性是物体的固有属性
（2）惯性与运动状态无关
（3）惯性与是否受力无关，与物体是否运动无关
2、说明：
（1）惯性是物体的固有属性
（2）惯性与运动状态无关
（3）惯性与是否受力无关
（4） 惯性只和物体质量有关，和其他因素无关。
质量大，惯性大。
关于惯性的说法中，正确的是（ ）  　
A 物体运动时才有惯性，且速度越大，惯性越大； 
B 物体静止时才有惯性，且静止时惯性最大； 
C 运动的物体与静止的物体的惯性是有区别的；
D 惯性是物体保持运动状态不变的性质，一切物体在任何情况下都有惯性
练习
D
生活经验告诉我们：行驶中的汽车或火车，即使紧急刹车，也要向前运动一段距离才能停下来，而且汽车或火车的速度越快，刹车后向前运动的距离越长．因此，有些同学认为：物体的惯性与它的速度有关，汽车或火车的速度越大，它的惯性也就越大．这种看法对不对？
分析：一个物体惯性的大小是惟一确定的，与物体的运动速度大小无关，物体在受外力作用时，其惯性的大小表现在运动状态改变的难易程度上。在同样大小力的作用下，惯性大的物体运动状态难改变（在单位时间内速度的改变量较小），惯性小的物体运动状态容易改变，（在单位时间内速度的改变量较大）。不管物体原来的运动速度多大，同一物体在相同力的作用下，单位时间内它的速度改变量是相同的。
讨论
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．当忽略其他与地球有相对运动（如风）的作用产生的影响时，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．
答： 这个设想不符合物理原理，不可行．
讨论
关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（ ）
A.牛顿第一定律是一条实验定律
B.牛顿第一定律说明了力是改变物体运动状态的原因
C.惯性定律和惯性的实质是相同的
D.物体的运动不需要力来维持
BD
练习
解释生活中的现象
小结
通过本节的学习，我们知道了：
1、历史上几位科学家对力和运动的关系的看法和研究
2、伽利略得到力合运动关系的研究方法
3、牛顿第一定律的内容
4、惯性及应用惯性知识解决实际问题
谢谢!