(第四章力与运动.docxVIP

§4.1 牛顿第一定律 运动学 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，叫做运动学。 动力学 研究运动与力的关系的理论，叫做动力学 。 亚里士多德的结论： 亚里士多德根据日常的生活经验得出结论：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在一个地方。 亚里士多德的结论是说：力是使物体运动的原因，或者说力是维持物体运动的原因。 这个错误的结论统治人们的思想长达两千多年。 伽利略的理想实验 力不是维持物体运动的原因，也就是说，力不是维持物体速度的原因，而是改变物体运动状态，即改变物体速度的原因。 因此，一旦物体具有某一速度，如果它不受力，就将以这一速度一直匀速直线运动下去。 法国科学家笛卡儿对伽利略的结论作了进一步的补充与完善。 笛卡儿的结论：除非物体受到力的作用，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。 牛顿第一定律（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。 对牛顿第一定律的理解应注意以下几点： ① 定律中的力是指物体所受的合外力。 ② 牛顿第一定律总结回答了物体不受外力（或所受合外力为0）时，物体将会怎样运动的问题。由牛顿第一定律可知：物体的运动不需要力来维持，力是改变物体速度的原因。 ③ 牛顿第一定律是在可靠事实基础上通过进一步的逻辑推理得到的，不能通过实验来直接验证。但由它得出的一切推论都经受住了实践的检验。 ④ 牛顿第一定律表明，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，我们把这个性质叫做惯性。牛顿第一定律又叫惯性定律。 惯性 牛顿第一定律揭示了自然界的一切物体都具有惯性。 我们也可以把惯性理解成：物体具有的抵抗运动状态变化的本领。但是这种本领的大小是不一样的。 那么物体的惯性大小究竟与什么因素有关呢？ 观察和实验表明，对于任何物体，在受到相同的作用力时，决定它们运动状态变化难易程度的唯一因素就是它们的质量。所以，描述物体惯性的物理量是它们的质量。也就是说质量是物体惯性大小的唯一量度。 由此可见，只要物体的质量不变，则它的惯性就不变，物体的惯性与物体的运动状态及物体的受力情况无关。 惯性是维持物体运动状态的原因 惯性参考系和非惯性参考系 惯性参考系（惯性系）：能使牛顿运动定律成立的参考系是惯性系。比如在研究地面物体运动时我们一般要取地面为参考系，地面就是惯性系。相对惯性系静止的或相对惯性系作匀速直线运动的参考系都是惯性系。所有惯性系遵循相同的力学规律，牛顿运动定律在所有惯性系中的形式是一样的。 非惯性参考系（非惯性系）：牛顿运动定律不成立的参考系是非惯性系。比如相对惯性系作变速运动的参考系就是非惯性系。在非惯性系中不能直接使用牛顿运动定律。 V例题： 1.图示：水平面上静止了一辆小车，小车内装满了水，水中有一个小气泡，现在让小车突然向右加速运动，问气泡相对小车向什么方向运动？ 2.做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，如图所示，当小车突然停止运动时，气泡相对于瓶子怎样运动？[答案]　气泡相对瓶子向后运动 3. 16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元．在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是(　 )A．四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快：这说明，物体受的力越大，速度就越大B．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来：这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态” C．两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快D．一个物体维持匀速直线运动，不需要受力[答案]　D4.下列说法中正确的是(　 　)A．物体在不受外力作用时，保持原有运动状态不变的性质叫惯性，故牛顿运动定律又叫惯性定律B．牛顿第一定律仅适用于宏观物体，只可用于解决物体的低速运动问题C．牛顿第一定律是牛顿第二定律在物体的加速度a＝0条件下的特例D．伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去[答案]　BD5.在地球赤道上的A处静止放置一个小物体．现在设想地球对小物体的万有引力突然消失，则在数小时内，小物体相对于A点处的地面来说，将(　)A．水平向东飞去B．原地不动，物体对地面的压力消失C．向上并渐偏向西飞去D．向上并渐偏向东飞去[答案]　C6．在谷物的收割和脱粒过程中，小石子、草屑等杂物很容易和谷物混在一起，另外谷粒中也有瘪粒．为了将它们分离，湖北农村的农民常用一种叫“风谷”的农具即扬场机分选，如图所示它的分选原理是(　 )A．小石子质量最大，空气阻力最小，飞得最远B．空气阻力对质量不同的物体影响不同C．瘪谷粒和草屑质量最小，在空气阻力作用下，反向