牛顿第一定律亚里士多德
第6章 第1节 牛顿第一定律
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一、力与运动状态
1．亚里士多德的观点 有外力的作用物体才有速度，要维持物体的运动速度就需要外力。 2．伽利略的观点 (1)理想实验(如图 6-1-1)：小球沿光滑斜面从左侧 图 6-1-1 某一高度滚下，无论右侧坡度如何，都会上升到几乎 等高 的地方。 (2)结论：维持物体的运动不需要 外力 。
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2．合作探究——议一议 (1)伽利略认为力是改变物体运动状态的原因，这里的运动状态改
变指的是什么？ 提示：物体运动速度的改变。 (2)网球和乒乓球比较，用同样大小的力，乒乓球抽杀的速度比网 球快得多，这是什么原因？ 提示：乒乓球质量小，惯性小，状态容易改变。
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有实验依据，但无法用实验直接验证，故 A 错误，B 正确。理
想实验是人们在思想中塑造的理想过程，与建立质点模型的思
维方法一样，故 C 正确。静止的物体可能不受外力，也可能受
外力但合外力为零，故 D 错误。
答案：BC
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2．根据牛顿第一定律，下列说法中正确的是
()
A．人只有在静止的车厢内，竖直向上高高跳起后，才会落到
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3. 如图 6-1-4 所示，一个劈形物体 M 放在固定的粗糙 斜面上，劈形物体上表面水平，在劈形物体的上表 面上放一光滑的小球 m，劈形物体沿斜面从静止开 图 6-1-4 始下滑，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( ) A．沿斜面向下的直线 B．竖直向下的直线 C．无规则曲线，其轨迹无法确定 D．抛物线
物理知识点总结：牛顿第一、第二、第三定律
牛顿第一定律1．历史上对力和运动关系的认识过程：①亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。
②伽利略的想实验：否定了亚里士多德的观点，他指出：如果没有摩擦，一旦物体具有某一速度，物体将保持这个速度继续运动下去。
③笛卡儿的结论：如果没有加速或减速的原因，运动物体将保持原来的速度一直运动下去。
④牛顿的总结：牛顿第一定律2．伽利略的“理想斜面实验”程序内容：①(事实) 两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面②(推论) 如果没有摩擦，小球将上升到释放的高度。
③(推论) 减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。
④(推论) 继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平，小球沿水平面做持续的匀速直线运动。
⑤(推断) 物体在水平面上做匀速运动时并不需要外力来维持。
此实验揭示了力与运动的关系：①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，物体的运动并不需要力来维持。
②同时说出了一切物体都有一种属性(运动状态保持不变．．．．的属性)只有受力时运动状态才改变。
这种运动状态保持不变．．．．的属性就称作惯性。
即：一切物体具都有保持．．原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，这就是惯性。
3．对惯性的理解要点：①惯性是物体的固有属性，即：保持原来运动状态不变的属性，不能克服，只能利用。
与物体的受力情况及运动状态无关。
任何物体,无论处于什么状态,不论任何时候，任何情况下都具有惯性。
②惯性不是力，惯性是物体的一属性(即保持原来运动不变的属性)。
不能说“受到惯性”和“惯性作用”。
力是物体对物体的作用，惯性和力是两个绝然不同的概念。
③物体的运动状态并不需要力来维持，因此惯性不是维持运动状态的力.④惯性的大小：体现在运动状态改变的难易程度，(即是保持原来运动状态的体领强弱)，,其大小由质量来决定。
质量是惯性大小的唯一量度。
质量大，运动状态较难改变，即惯性大。
⑤惯性与惯性定律的区别：惯性：是．保持原来运动状态不变的属性．．惯性定律：(牛顿第一定律)反映．．物体在一定条件下(即不受外力或合外力为零)的运动规律．．．．牛顿在《自然哲学的数学原理》中提出了三条运动定律(称为牛顿三大定律)奠定了力学基础4．牛顿第一定律内容：一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
牛顿第一定律发展史
牛顿第一定律发展史1590年，25岁的伽利略对亚里士多德的一个经典理论：如果把两件东西从空中扔下，必定是重的先落地，轻的后落地提出了怀疑。
伽利略认为不管是轻的还是重的，他们从高空落下时，都同时落地。
当时亚里士多德的思想被奉为金科玉律，自然没有人相信伽利略的话，于是伽利略决心搞一次实验，让人们亲眼看看。
这天，年轻的伽利略宣布要在比萨斜塔上进行一次试验，一些教授大为不满，便一起到校长面前告状。
校长听了也很生气，但转念一想，这样也好，让他当众出出丑，也好杀杀他的傲气。
当伽利略左手拿一个铁球，右手拿要重十倍的另一个铁球爬上斜塔七层的阳台时，塔下已是人头攒动，比萨大学的校长、教授、学生，还有许许多多看热闹的市民。
就在这时，还是没有一个人相信伽利略会是对的。
伽利略将身子从阳台上探出，当他两手同时撒开时，只见两只球从空中落下，齐头并进，眨眼之间，"咣当"一声，同时落地。
塔下的人，一下子都懵了。
先是寂静了片刻，接着便嗡嗡地嚷作一团。
这时，伽利略从塔上走下来。
校长和几个老教授立即将他围住说："你一定是施了什么魔术，让两个球同时落地，亚里士多德是绝对不会错的。
"伽利略说："不信，我还可以上去重做一遍，这回你们可要注重看着。
"校长说："不必做了，亚里士多德是靠道理服人的。
重东西当然比轻东西落得快。
这是公认的道理。
就算你的实验是真的，但它不符合道理，也是不能承认的。
"伽利略说："好吧，既然你们不相信事实，一定要讲道理，我也可以来讲一讲。
就算重物下落比轻物快吧，我现在把两个球绑在一起，从空中扔下，按照亚里士多德的道理，你们说说看，它落下时比重球快呢还是比重球慢？"校长不屑一答地说道："当然比重球要快！因为它是重球加轻球，自然更重了。
"这时一个老教授忙将校长的衣袖扯了一下，挤上前来说："当然比重球要慢。
第四章 1 牛顿第一定律
1牛顿第一定律[学习目标] 1.理解牛顿第一定律的内容和意义。
2.明确惯性的概念，会用惯性解释有关现象。
3.知道质量是惯性大小的唯一量度。
一、亚里士多德的运动理论亚里士多德认为地面上的物体唯有依靠推、拉等外力的不断作用才能使它们运动起来。
外力一旦消失，受迫运动也就停止了。
二、伽利略的研究工作1．理想实验：如图所示，让一个小球沿左斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面。
如果没有摩擦，小球将到达与左斜面同样的高度。
减小右斜面的倾角，小球运动的距离更长，但所达到的高度相同。
当右斜面最终变为水平面，并且没有任何阻碍时，小球将永远运动下去。
2．推理结论：原来运动的物体，如果没有其他物体的作用，将会一直保持运动下去。
3．笛卡尔的观点：不受其他物体作用时，原来运动的物体将会做匀速直线运动。
三、牛顿第一定律惯性1．牛顿第一定律的内容：一切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．惯性(1)物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。
牛顿第一定律也被叫作惯性定律。
(2)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。
四、质量是惯性大小的量度物体惯性大小仅与质量有关，质量是物体惯性大小的唯一量度，惯性大小与物体是否运动、运动快慢等因素均无关。
1．判断下列说法的正误。
(1)伽利略的理想实验是永远无法做到的。
(√)(2)伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因。
(×)(3)由牛顿第一定律可知，做加速直线运动的物体所受外力全部消失时，物体立刻静止。
(×)(4)物体从竖直向上运动的气球上掉落后，立即向下运动。
(×)(5)速度越大，物体的惯性越大。
(×)(6)受力越大，物体的惯性越大。
(×)2．前进中的大巴车突然刹车时，乘客向________(选填“前”或“后”)倾倒；在匀速直线运动的火车上竖直跳起，人会落在________(选填“原来位置”“原位置前”或“原位置后”)。
牛顿第一定律
11
力与运动关系的探究
——牛顿（Isaac Newton 1643-1727)
牛牛顿顿第第一一定定律律：： 一切物体总保持匀速直线运动状态
或静止状态,直 除到非有作用外在力它迫上使面它的改外变力这迫种 状使它态改为变止这。种状态。
意义 （1）揭示了力和运动的关系
（2）明确了惯性的概念惯来自——是物体的固有属性。惯性——大小只决定于物体的质量。
15
中国古代对运动和力的认识
“力，刑之所以奋也。” —春秋战国时期《墨经》
“马力既竭，辀犹然一取焉。” —战国时期《考工记》
16
思考
力——产生加速度的原因 质量——惯性大小的量度 那么，物体运动的加速度与力、 质量有什么定量的关系呢？
爱因斯坦的评价：伽利略 的发现以及他所应用的科 学推理方法是人类思想史 上最伟大的发现之一，而 且标志着物理学的真正开 端，他成为整个近代科学 之父。
10
力与运动关系的探究
——笛卡儿 ( Descartes 1596-1650）
如果运动中的物体没有受到力的 作用，它将继续以同一速度沿直 线运动，既不停下来也不偏离原 来的方向。
—《—自《然自哲然学哲的学数的学数原学理原》理》
12
牛顿第一定律（惯性定律）
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外力迫使它改 变这种状态。
意义
（1）揭示了力和运动的关系 （2）明确了惯性的概念
13
惯性现象分析
落水狗
液体具有惯性
牛顿第一定律（惯性定律）
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外力迫使它改 变这种状态。
《牛顿第一定律》 讲义
《牛顿第一定律》讲义一、牛顿第一定律的发现历程在人类对物体运动的探索历史中，牛顿第一定律的出现具有划时代的意义。
早在古希腊时期，哲学家亚里士多德就对物体的运动提出了自己的观点。
他认为，物体的运动需要力来维持，如果没有力的作用，物体就会停止运动。
这个观点在很长一段时间内被人们所接受，直到伽利略的出现。
伽利略通过一系列的实验和观察，对亚里士多德的观点提出了质疑。
他设计了一个斜面实验，让小球从一个斜面滚下，然后在另一个斜面上上升。
通过改变斜面的坡度和表面的光滑程度，他发现，只要斜面足够光滑，小球几乎可以到达与原来相同的高度。
这个实验表明，物体在水平面上运动时，如果没有摩擦力的作用，它将保持匀速直线运动。
笛卡尔在伽利略的基础上，进一步完善了对物体运动的描述。
他认为，如果没有其他原因，运动的物体将沿着直线做匀速运动。
最终，牛顿在前人的基础上，总结归纳出了牛顿第一定律：任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。
二、牛顿第一定律的内容解析牛顿第一定律包含了两个重要的概念：惯性和力。
惯性是物体保持原有运动状态的性质。
也就是说，一个静止的物体具有保持静止的惯性，一个运动的物体具有保持运动的惯性。
惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。
例如，一辆重型卡车比一辆小汽车更难改变其运动状态，因为卡车的质量更大，惯性也就更大。
力则是改变物体运动状态的原因。
当物体受到力的作用时，它的速度大小、方向或者两者都会发生改变。
如果物体所受的合力为零，那么它将保持原来的运动状态不变。
三、牛顿第一定律的适用范围牛顿第一定律并非在所有情况下都适用。
它是在惯性参考系中成立的。
惯性参考系是指相对于地球做匀速直线运动或者静止的参考系。
在非惯性参考系中，牛顿第一定律就不再适用了。
例如，在加速行驶的汽车中，放在车内的物体似乎会向后滑动，这是因为汽车是非惯性参考系。
但如果以地面为参考系，物体的运动就可以用牛顿第一定律来解释。
【物理名人故事】牛顿第一定律
亚里士多德生平亚里士多德（Aristoteles，前384－前322）古希腊哲学家、科学家。
诞生在斯塔基拉希腊移民区。
曾经跟随父亲学医。
18岁时，被送到雅典，进入柏拉图（前427－前347）学园学习。
成为柏拉图的得意门生，但是他的许多学术观点跟柏拉图并不相同。
他喜欢独立思考，对于老师传授的知识，他都要寻根究底地仔细研究，绝不盲从。
他说：“教师是可敬的，但真理更可贵。
”公元前347年，柏拉图逝世。
4年以后，亚里士多德被国王腓力召去做王储亚历山大的教师，因此他在马其顿居住了7年。
亚历山大当政后，年近半百的亚里士多德又回到了雅典。
公元前335年，亚里士多德在雅典创建了一所名为吕克昂的学校，建立了有名的学派，即后人称为逍遥派。
他在校教书12年，同时对植物、动物、天文、气象、数学和物理等方面进行了研究，并将研究结果，写成许多书。
据说有一段时间里，在他手下工作的有1 000名学者，帮助他编辑各种科学著作。
亚里士多德一生的著作有1 000部之多，他研究成果之多、范围之广，是前无古人的。
研究科学论证和公理推导形式的逻辑学著作，如《分析前篇》《分析后篇》《范畴学》《对诡辩的驳斥》等等，在古代就被汇集成为《科学的工具》。
《动物志》《动物的构成》《动物的起源》《动物的活动》等著作，直到19世纪还吸引着科学界。
他的《心灵》为心理学奠定了基础。
他研究物理及相邻自然科学的著作更为恢弘，有《物理学》《天论》《论生天》《气象学》《力学问题》及14卷巨著《玄学》（意思是“物理之后”）。
亚里士多德力图以世界的本来面目来说明各种自然现象，这是他的进步之处。
但由于当时研究物理只是依靠直觉和思维来进行，所以他的很多关于物理方面的论述，显然今天看来是错误的，然而在当时，能够摆脱神的意志，特别是形成一套自圆其说的体系，这是很不简单的。
亚里士多德曾经说过：“我没有现成的根据，没有可照抄的模型，我是一个开拓者，所以我是很渺小的。
我希望读者诸君承认我已成就的，原谅我未能成就的。
牛顿第一定律
4.1 牛顿第一定律
假如说我比某些人看得远某些,那是因为我站 在巨人旳肩膀上。
-------牛顿
历史旳足迹……
1、在研究力和运动旳关系上有 哪些代表人物？
2、每位科学家对力和运动旳关 系是怎样认识旳？
3、伽利略是怎样证明其观点旳？
亚里士多德 （前384—前322）
世界古代史上最伟大旳哲学 家，科学家和教育家。他旳著 作，一是前人旳知识积累；二 是助手们为他所作旳调查和发 觉；三是他自己独立旳看法。 内容涉及天文学，动物学，胚 胎学，地理学，地质学，物理 学，解剖学，生理学。他死后 旳几百年里，没有一种人像他 那样，对知识有过系统旳考察 和全方面掌握，恩格斯称他是 “最博学旳人”。
• 1速度方向不变，只有大小变化 • 2速度大小不变，只有方向变化 • 3速度大小和方向都变化
运动状态旳变化
物体运动状态旳标志是速度。 运动状态是否变化由速度衡量。 速度变化了，我们就说运动状态 变化了。 （速度是矢量，大小和方向）
课堂训练
1、下列有关惯性旳说法中,正确旳是
A.物体只有在静止时才具有惯性 D
பைடு நூலகம்
无关原因
• 速度大小， • 质量是惯性 运动情况， 大小旳唯一 受力情况等 量度 无关
惯性旳体现
• 1当物体不受外力或者所受合外力为零 时，惯性体现为保持原来旳运动状态 不变化，原来静止旳物体保持静止， 原来运动旳物体保持原来旳速度继续 运动。
• 2当物体受到外力作用时，惯性体现为 变化运动状态旳难易程度，惯性越大， 运动状态就越难变化。
一切物体总保持匀速直线运动状态或 静止状态,除非作用在它上面旳力迫 使它变化这种运动状态.
对牛顿第一定律旳了解
• 物体在不受力时，总保持匀速直线运动 状态或者是静止状态——这种性质就叫 做惯性。 惯性只与物体旳质量有关
4.1 牛顿第一定律—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册讲义
第1节牛顿第一定律【知识点1】理想实验及物理学史1.亚里士多德认为：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.2.伽利略的“理想斜面实验”打破了亚里士多德的观点，得出推理：力不是维持物体运动的原因。
注意：理想实验在实际情况下是永远不能实现的，核心是把实验和逻辑推理相结合。
必须以实践为基础，进行合理的外推。
由“理想实验”所得出的任何推论，都必须由观察或实验的结果来检验。
3.笛卡尔的观点：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向.4.在伽利略和笛卡儿工作的基础上，牛顿提出牛顿第一定律。
【知识点2】牛顿第一定律1.牛顿第一定律：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.2.惯性：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性，质量是物体惯性大小的惟一量度.3.对牛顿第一定律的理解(1)定性说明了力和运动的关系：①力是改变物体运动状态的原因，或者说力是产生加速度的原因，而不是维持物体运动状态的原因.②物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态.(2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性.因此牛顿第一定律也叫惯性定律. 注意：牛顿第一定律并不是惯性，惯性是物体的一种性质，而牛顿第一定律是物体的运动规律。
题型一[伽利略的理想实验及物理学史]例1理想实验有时更能深刻地反映自然规律.如图1所示，伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是实验事实，其余是推论.图1①减小第二个斜面的倾角，小球在这一斜面上仍然要达到原来的高度；②两个斜面对接，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动.(1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列：(填写序号即可).(2)在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论.下列关于事实和推论的分类正确的是( )A.①是事实，②③④是推论B.②是事实，①③④是推论C.③是事实，①②④是推论D.④是事实，①②③是推论答案(1)②③①④(2)B变式1.(多选)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用.下列说法符合历史事实的是( )A.亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变B.伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有一定的速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去C.笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向D.牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质答案BCD题型二[牛顿第一定律]例题：关于牛顿第一定律，下列说法中错误的是( )A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律B.牛顿第一定律就是惯性C.不受外力作用时，物体的运动状态保持不变是由于物体具有惯性D.物体的运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用答案 B变式1. (多选)下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是( )A.物体保持静止状态，它所受合外力一定为零B.物体所受合外力为零时，它一定处于静止状态C.物体处于匀速直线运动状态时，它所受的合外力可能是零，也可能不是零D.物体所受合外力为零时，它可能做匀速直线运动，也可能是静止的答案AD题型三[惯性]例题：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质称为惯性.下列有关惯性的说法中，正确的是( )A.乘坐汽车时系好安全带可减小惯性B.运动员跑得越快惯性越大C.宇宙飞船在太空中也有惯性D.汽车在刹车时才有惯性答案 C变式1.关于物体的惯性，下列有关说法正确的是( )A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B.已知月球上的重力加速度是地球上的16，故一个物体从地球移到月球惯性减小为原来的1 6C.同一物体运动越快越难停止运动，说明物体的速度越大，其惯性越大D.由于巨轮惯性很大，施力于巨轮，经过很长一段时间后惯性变小答案 A课后练习1.（多选）许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献，也创造出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、建立物理模型法、类比法和科学假说法等等．以下关于物理学史和所用物理学方法的叙述正确的是 ( )A.伽利略不畏权威，通过“理想斜面实验”，科学地推理出“力不是维持物体运动的原因”B．伽利略为了说明力是维持物体运动的原因用了理想实验法C．在不需要考虑物体本身的形状和大小时，用质点来代替物体的方法叫假设法D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加之和代表物体的位移，这里采用了微元法AD2.（多选）在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是( )A．胡克认为只有在发生弹性形变时，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比B．牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因D．笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献ABD3.对下列现象解释正确的是( )A.在一定拉力作用下，车沿水平面匀速前进，没有这个拉力，小车就会停下来，所以力是维持物体运动的原因B.向上抛出的物体由于惯性，所以向上运动，以后由于重力作用，惯性变小，所以速度也越来越小C.急刹车时，车上的乘客由于惯性一样大，所以都会向前倾倒D.质量大的物体运动状态不容易改变是由于物体的质量越大，惯性就越大答案 D4.一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下列关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论，正确的是( )A．车速越大，它的惯性越大B．车的质量越大，它的惯性越大C．车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越小D．车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大B5.如图所示，一只盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球。
牛顿第一定律亚里士多德
牛顿第一定律亚里士多德
牛顿第一定律是经典力学中的一个基本定律，它也被称为惯性定律，它说：“一切物体在没有外力作用时，要么保持静止，要么以匀速直线运动的方式运动。
”这个定律首先是由伽利略·伽利莱在17世纪提出的，但是牛顿形式化了它，并将其作为经典力学的基础。
相比之下，亚里士多德在其哲学中提出了完全不同的观点。
他认为物体必须受到一些外力才能继续运动。
他认为，物体之所以会停下来，是因为它们失去了运动力。
牛顿第一定律被认为是经典力学的基础之一，因为它颠覆了亚里士多德的观点，并揭示了物体运动的基本规律。
它也为现代物理学奠定了基础，并引领了科学的发展。
- 1 -。
牛顿第一定律
物理 （通用类）
6、惯性
生活中的惯性现象
牛 顿 第 一 定 律
物理 （通用类）
向右拉动小车,当小车 受阻碍而停止运动时,车上 的木块为什么会向右倾倒?
小车受阻碍前，木块随小车一起向右运动。 小车由于受到阻碍突然停止运动，木块由于惯 性仍然要向右运动，但因木块下部受到小车的 摩擦力而静止，于是木块会向右倾倒。
1
毛巾
最大
最短
牛 顿
2
棉布
较大
较长
第
3
木板
最小
最长
一
定
推理 想象
光滑表面
无阻力
无限长
律
播放按钮
结论：平面越光滑，小车运动的距离越＿远＿＿ ，这说明 小车受到的阻力越＿＿小＿ 。
推理：如果运动物体不受阻力，它将以＿不＿变＿的速＿度＿一＿直＿运＿动下去
物理 （通用类）
3、笛卡尔补充、完善伽利略的观点
牛
❖ D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和车始终具有相同 的速度
❖ 【解析】 牛顿第一定律指出，物体不受外 力时，将保持原来的运动状态不变，原来静 止的保持静止，原来运动的以原来的速度匀 速运动．人向上跳起后，在水平方向不受力， 因此，在跳起至落地的过程中，人在水平方 向上和车具有相同的速度．
❖ 【答案】 D
【解析】力是改变物体运动状态的原因,只要合力不为零,物体就会 有加速度,运动状态就会改变,而且加速度方向与合力方向相同,所以A、D 错误,B正确;当合力为零时,物体的加速度为零,物体静止或做匀速直线运 动,故C也不正确。
【答案】B 【点评】力的作用效果是改变物体的运动状态,如果物体不受任何外 力,它的运动状态就不会改变。
物理 （通用类）
牛顿第一定律内容
牛顿第一定律基础知识一、牛顿第一定律1、理想实验的魅力（1）两千多年前对力和运动的关系的认识亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因.人们由于观测方法、手段有限，主要凭“直觉+观察”得出这样一个错误结论.（2）伽利略的观点：在水平面上的物体，设想没有摩擦，一旦物体具有某一速度，物体将保持这个速度继续运动下去.①伽利略的理想斜面实验②伽利略的思想方法伽利略用“实验+科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点.2、牛顿物理学的基石——牛顿第一定律牛顿总结了伽利略等人的工作，并提出了三条运动定律，下面是牛顿第一定律： 牛顿第一定律（惯性定律）（1）内容：一切物体总是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）理解：① 明确了惯性的概念：定律前半句话“一切物体总是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.②确定了力的含义：定律的后半句话“直到有外力迫使它改变这种状态为止”，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.注：力是改变物体运动状态的原因。
（运动状态指物体的速度）又根据加速度定义：t v a ∆∆=，有速度变化就一定有加速度，所以可以说：力是使物体产生加速度的原因。
（不能说“力是产生速度的原因”、“力是维持速度的原因”，也不能说“力是改变加速度的原因”。
）③定性揭示了力和运动的关系：牛顿第一定律指出物体不受外力作用时的运动规律，它描述的只是一种理想状态，而实际不受外力的物体是不存在的，当物体所受合外力为零时，其效果跟不受外力的作用相同，但是，我们不能把“不受外力作用”理解为“合外力为零”.3、惯性与质量惯性（1）定义：物体的这种保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性.（2）理解：①惯性是物体的固有属性：一切物体都具有属性②惯性与物体的运动状态无关.不管物体处于怎样的运动状态，惯性总是存在的.当物体静止时，它一直想保持这种静止状态；当物体运动时，它一直想那一时刻的速度做匀速直线运动.即在不受力或合外力为零的情况下，惯性表现为保持原来的运动状态.③惯性与是否受力无关，与速度大小无关.（3）惯性与质量质量是惯性大小的量度，而一个物体惯性的大小，则意味着改变物体运动状态的难易程度.思考：请用自己所学习的物理知识解释“船大调头难”这句俗语的道理．解析：“船大”，指船的质量大，“调头难”指改变速度方向难，“船大调头难”说明质量大的物体惯性大，要改变其运动状态需要的力大．试题展示：【例1】科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段．在研究和解决问题过程中，不仅需要相应的知识，还要注意运用科学方法．理想实验有时更能深刻地反映自然规律，伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是实验事实，其余是推论．①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度；②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动．请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列②③①④〔只要填写序号即可）．在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论．下列关于事实和推论的分类正确的是（ B ）A、①是事实，②③④是推论B、②是事实，①③④是推论C、③是事实，①②④是推论D、④是事实，①②③是推论【例2】下列说法正确的是（D ）A、运动得越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大B、小球在做自由落体运动时，惯性不存在了C、把一个物体竖直向上抛出后，能继续上升，是因为物体仍受到一个向上的推力D、物体的惯性仅与质量有关，质量大的惯性大，质量小的惯性小解析：惯性是物体保持原来运动状态的性质，仅由质量决定，与它的受力状况与运动状况均无关。
《牛顿第一定律》 知识清单
《牛顿第一定律》知识清单一、牛顿第一定律的发现历程在物理学的发展长河中，牛顿第一定律的发现具有里程碑式的意义。
早在古希腊时期，哲学家亚里士多德就对物体的运动进行了思考和研究。
他认为，物体的运动需要力来维持，如果没有力的作用，物体就会停止运动。
这一观点在很长一段时间内被人们所接受。
然而，随着科学的不断进步，人们对运动和力的关系有了新的认识。
伽利略通过理想斜面实验，对亚里士多德的观点提出了质疑。
他发现，当斜面的摩擦力越小，小球滚得就越远。
如果斜面是完全光滑的，没有摩擦力，小球将会一直滚动下去。
在此基础上，牛顿总结了前人的研究成果，并进行了深入的思考和推理，最终提出了牛顿第一定律。
二、牛顿第一定律的内容牛顿第一定律的表述为：任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。
这一定律包含了两个重要的概念：“匀速直线运动”和“静止”。
匀速直线运动是指物体在相同的时间内通过相同的位移，运动速度和方向都保持不变；静止则是指物体的位置相对于参考系没有发生变化。
同时，牛顿第一定律还强调了力的作用是改变物体的运动状态，而不是维持物体的运动。
也就是说，如果物体原本是静止的，要让它运动起来就需要施加力；如果物体原本在做匀速直线运动，要改变它的速度或方向，也需要施加力。
三、对牛顿第一定律的深入理解1、惯性惯性是物体保持原有运动状态的性质。
牛顿第一定律也被称为惯性定律。
物体的惯性大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。
例如，一辆重型卡车比一辆小汽车更难改变运动状态，因为重型卡车的质量大，惯性也大。
2、力与运动状态的改变当外力作用于物体时，物体的运动状态会发生改变。
力的大小、方向和作用点都会影响力对物体的作用效果。
如果力的方向与物体的运动方向相同，力会使物体加速；如果力的方向与物体的运动方向相反，力会使物体减速；如果力的方向与物体的运动方向不在同一直线上，力会使物体改变运动方向。
3、参考系的选择物体的运动状态是相对的，取决于所选择的参考系。
牛顿第一定律的发展
牛顿第一定律的发展作者：张欣怡来源：《读与写·教育教学版》2018年第12期摘要：牛顿第一定律的发展不仅经历了亚里士多德、伽利略、笛卡儿和牛顿，中间还经过许多人的努力，才使得它不断的发展和完善，在教学中呈现一个完整的牛顿第一定律发展史具有重要的教育意义。
关键词：牛顿第一定律物理学史教育意义中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-1578（2018）12-0039-01一般人们认为牛顿第一定律的发展仅仅经历亚里士多德、伽利略、笛卡儿和牛顿，这个认识是不完整的，它的发展和完善还经过许多人的努力，这值得探讨。
1 亚里士多德的运动观亚里士多德把运动分为自然运动和强迫运动。
他错误的把力与速度直接联系起来，表面上能解释一些日常现象，还包含静止惯性的观点，但实际是错误的。
这是由于当时生产力不发达，思想受宗教束缚，没掌握科学的方法致使他得到错误的结论。
并延续了2000多年，阻碍科学的进步，但无法忽略他在学术领域的成就和影响。
他是当时的集大成者，在科学上做出了巨大的贡献，不应把他看作阻碍科学进步的代表，一味地进行批判，可借鉴哈佛大学的校训来客观评价。
2 古代对惯性定律的认识公元前342-270，伊壁鸠鲁曾猜想：原子在虚空运动而没任何东西与它们发生碰撞时，一定以相等的速度运动，直到有东西从外部阻止它们，或原子本身的重量与打击它的物体发生反作用而受阻。
他把等速运动看作惯性运动的一种表述，这实际是对惯性运动最早的表述，但这只是一个猜想。
3 冲力说的作用公元6世纪，约翰.菲劳波诺斯在否认天体是神推动时，提出上帝赋予天体一种冲力，它不随时间消逝，维持物体永远运动。
奥姆卡从磁现象中想到超距作用，运动的物体不一定需要另一物体维持推动。
布里丹又提出两条论证：陀螺旋转时并不改变位置，也没持续不断的形成虚空，但它仍在外力消失时转动；一根尾端切平的标枪并不比一根尾端也是尖的标枪飞得更快，他认为这是冲力在起作用，冲力大小和物体密度、体积以及初速度成正比。
牛顿第一定律(初中)
运动的车减速并最终停下来 的原因是受到摩擦阻力的作用。
如果我们想像一下，假设小车是 在光滑的水平表面（没有了摩擦阻力） 运动，推理一下，小车会如何运动下 去？
实验 次数 1 2 表面材料 毛巾 粗布条 阻力大小 滑行距离
3
木板
最大 较大 较小 阻力为零
最短 较长
最长
想象
光滑表面
？
实验结论:
物体的运动不需要 力来维持
你一定有过这样的生活经验：在平地上骑自 行车的时候，即使不踩踏板，车会前进一段 距离，但因为没有继续用力，它最终还是要 停下来。生活中常会遇到这类现象。
例如：关闭的发动机的列车会停下来 自由摆动的秋千会停下来 还有打出去的球也会停下来
意大利科学家伽利略的观点
—— 维持运动不需要力
?
物体的运动并不需要力来维 持，运动之所以会停下来，是因 为受到了摩擦阻力。
解答：这个设想不符合物理原理，不可行．
4．有一热气球以一定的速度匀这竖直 上升到某一高度时，从热气球里掉出一 个物体，这个物体离开热气球后将( ) A．继续上升一段距离，然后下落 B．立即下落 C．以原来的速度永远上升 D．以上说法部不对
6．坐在小汽车前排的司机和乘客都要 在胸前系上安全带，这主要是为了减 轻在下列哪种情况出现时，可能对人 的伤害( ) A．车速太快 B．车速太慢 C。突然起动 D．紧急刹车
1）一切物体都遵守牛顿第一定律。 2）“牛顿第一定律”表达了物体不受外力时的运动 规律 3）物体不受力时，原来静止总保持静止，原来运动 就总保持原来的速度和方向匀速直线运动下去。 物体具有这种把原来运动状态保持下去的性质。 4）物体的运动不需力来维持。
5）牛顿第一定律不可能用实验直接验证。
牛顿第一定律
2、伽利略（意大利） 、伽利略（意大利）
抛弃了自然运动和非自然运动的观点， 抛弃了自然运动和非自然运动的观点，通 过著名的斜面实验 斜面实验， 过著名的斜面实验，推断一旦物体具有某 一速度，只要没有加速和减速的原因， 一速度，只要没有加速和减速的原因，这 个速度将维持不变 维持物体的运动不需要力。 即：维持物体的运动不需要力。这个结论 是对的，但它是不完整的。 是对的，但它是不完整的。
五、伟大的物理学家牛顿
牛顿最主要的贡献： 牛顿最主要的贡献： 归纳总结牛顿运动定律， 发现万有引力定律， 发现光的色散原理， 创立微积分， 发明反射望远镜， 最有影响的著作—— 《自然哲学的数学原理》
成功秘诀：超人智慧 持之以恒的兴趣＋ 成功秘诀：超人智慧＋持之以恒的兴趣＋难以想象的执着
自然和自然律隐没在黑暗中； 自然和自然律隐没在黑暗中； 上帝说， 上帝说， 让牛顿降生吧！ 让牛顿降生吧！ 于是便有了光明。 于是便有了光明。
例１：关于惯性下列几种说法中正确的是 （ Ｄ ） Ａ、运动的物体具有惯性 运动的物体具有惯性， Ａ、运动的物体具有惯性，静止的物体没 有惯性。 有惯性。 Ｂ、只有很重的物体具有惯性 只有很重的物体具有惯性， Ｂ、只有很重的物体具有惯性，轻飘飘的 气球没有惯性。 气球没有惯性。 Ｃ、物体不受力作用具有惯性 物体不受力作用具有惯性， Ｃ、物体不受力作用具有惯性，有力作用 惯性就消失。 后，惯性就消失。 Ｄ、无论是静止还是运动 无论是静止还是运动， Ｄ、无论是静止还是运动，3.5kg物体的惯 物体的惯 性总大于3.49kg物体的惯性。 物体的惯性。 性总大于 物体的惯性
牛顿第一定律
牛顿总结了伽利略等科学家的结论， 牛顿总结了伽利略等科学家的结论，得出了牛顿 第一定律： 第一定律： 一切物体总保持匀速直线运动状态和静止状态， 一切物体总保持匀速直线运动状态和静止状态， 直到有外力迫使它改变这种状态为止。 直到有外力迫使它改变这种状态为止。 An object at rest tends to stay at rest and an object in motion tends to stay in motion with the same speed and in the same direction unless acted upon by an unbalanced force.
牛顿第一定律的建立过程
牛顿第一定律的建立过程一、亚里士多德的运动观念力与运动的关系问题，很早以前，就是人们关注的焦点．古希腊最伟大的哲学家和科学家亚里士多德对力与运动的关系问题作过许多探讨．亚里士多德把运动分为自然运动和受迫运动，他认为自然运动不需要力的推动，而受迫运动需要作用力的推动．作用力是产生受迫运动的原因，作用力的本质就是抵抗，克服物体趋向其自然位置的本性．他认为，要使物体不断地作受迫运动，就要使外力不断作用于物体，不断地同物体保持直接接触．一旦这种作用停止了，直接接触中断了，物体的运动也就随之停止，所以在他看来物体本身不能维持运动．亚里士多德用他的运动观念解释了我们扔石头，石头离开手后为何还会运动一段距离．他认为，在这种状况下，石头后面的空气同石头保持着接触，当石头在手的推动下离开手的一瞬间，石头原来占据的位置就成了虚空，而大自然是厌恶真空的，所以周围的空气就立即填补了这个空间，对石头形成了一种冲力，使它又能向前移动一个位置．依此类推，石头离开手后就能继续移动一段距离．亚里士多德对自由落体运动的解释，他认为是由于重量而使物体下落，而物体之所以有重量，是因为包含水元素特别是土元素的缘故．物体所含土元素越多就越重，它趋向其自然位置——地心的要求就越强烈，由此他得出一个重要结论：物体下落速度同它的重量成正比．他继而引用马拉车，认为为了在一条平坦的路上拉车，马需要不断地用力，因此，沿直线以恒定速度运动的物体（如马车）应当受外力作用．总之，亚里士多德在力与物体运动关系的问题上做出了不少错误的结论．即认为：受力运动与物体本质无关，取决于外力的作用，“运动者皆有推动者推动”，“在受力时，力既是产生运动，又是维持运动的原因”“沿直线以恒定速度运动的物体应当受外力的作用”等．由于亚里士多德的威望和影响，他的一些错误结论被当作信条，统治了人们近二千年的历史，直到十七世纪，人们才逐步形成正确的概念，其中伽利略做出了重要贡献．二、伽利略提出惯性原理伽利略早在比萨大学读书时就指出：亚里士多德生活在近二千年前，现在世界已发生了很大的变化．亚里士多德没有离开过地中海领域，而现在人们已完成了环球旅行．亚里士多德只了解世界上的一个小角落，他不可能永远正确而不犯错误．伽利略十分重视运动学的研究，并努力建立一门新科学．他写道：“在自然中，最古老的课题莫过于运动．尽管哲学家们对此写出了内容庞杂的著作，我却发现运动的某些性质仍是值得探讨的．”伽利略在批评亚里士多德运动观念的同时，提出了自己的力学观点．他在研究自由落体运动时，设计了一个著名的斜面实验：他在一个板条上刻出一条直槽，贴上羊皮纸使之平滑，让一个光滑的黄铜小球沿直槽下滚，并用水钟测定下落时间，伽利略在斜面成不同的倾斜角和铜球滚动不同距离的情况下作了上百次测定，从而证明了落体“所经过的各种距离总是同所用时间的平方成正比”的自由落体定律．在此基础上，伽利略进一步提出了“等末速度假设”即静止物体不论是沿竖直方向还是沿不同斜面从同一高度下落，到达末端时具有相同的速度．伽利略进一步用单摆摆球的等高性实验作了检验．如图：拉至AB放开的摆球会升到对面同一水平高度上，如果在E或F处钉上小钉子，摆球仍然沿不同的圆弧上升到同一水平高度的各点．反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会升到原水平高度的B 点．这说明，沿不同倾斜度的斜面（不同弧线）下落，其末速度是相等的．根据这个假设，伽利略推出了自由落体运动是作匀加速直线运动的结论．“等末速度假设”和单摆摆球的等高性实验，把伽利略引向理想斜面实验，如图让小球从第一个光滑斜面AB滚下，再爬上第二个光滑斜面BC，则当小球在第二个斜面上爬到一定高度，就停止上爬再度滚下．上爬到的这个高度（C点）刚好等于小球在第一个斜面上开始滚下的出发点（A点）的高度．如果从AB斜面滚下的小球沿BD、BE等斜面上爬，会得到相同的结果．而这一切都同两个斜面的夹角无关．于是伽利略推想，如果第二个斜面的倾角等于零，也就是说它是一个光滑的平面BF，如果不考虑摩擦与空气阻力的作用，那么小球从第一个斜面滚下以后，它在第二个斜面（平面）上就永远达不到它原来出发时的高度，那它将永远滚动下去．在《关于两门新科学的对话》中，伽利略写到：“我们可进而指出，任何速度一旦施加给一个运动着的物体，只要除去加速或减速的外因，此速度可保持不变，不过，这是只能在水平面上发生的一种情形．因为在向下倾斜的平面上已经存在一加速因素；而在向上倾斜的平面上则有一减速因素．由此可见，在水平面上的运动是永久的．因为，如果速度是匀速的，它就不能减小或缓慢下来，更不会停止．”伽利略在这里基本上明确地提出了惯性原理．但伽利略在惯性原理中，所考虑的平面仅是地球表面上的“水平面”，伽利略本人也认识到，他的惯性原理只在极限意义下才正确，因为一真正的水平面必然与地表面相切，因而如果延伸得足够远，一定看得出它是向高处走而沿着它向外运动的物体最终会慢下来．而且伽利略的惯性原理仅限于地球上，并没有把它用于宇宙间使之成为普遍适用的定律．所以，伽利略的惯性原理存在着很大的局限性．针对伽利略惯性原理的局限性，笛卡儿作了补充．笛卡儿克服了伽利略所认为的绕地球的圆周运动也是惯性运动的结论．明确指出，作惯性运动的物体永远不会使自己趋向曲线运动．他总结出两条规则：第一，物体将一直保持它的速度，除非有别的物体制止它或者减慢它的运动速度；第二，物体始终趋向于维持直线运动．至此，惯性定律已基本被发现．三、牛顿总结出牛顿第一定律1．牛顿关于力和惯性的定义牛顿在笛卡儿、伽利略等人工作的基础上，他在《原理》一书中首先定义了力和惯性两个概念．他认为，施加于物体的力是为了改变其静止或匀速直线运动状态而施加于物体上的一种作用．仅仅在作用中，力才显示出来，作用一结束，力便从物体间消失，然后由于惯性，物体继续保持原来的状态．他写到：“物质的惰性力或固有之力，是按一定的量而存在于其中的一种反抗的能力，由于这种力，任何物体不论是静止的或是沿直线均匀向前运动的（即匀速直线运动），都要尽力维持其现状．”牛顿又指出，“这种力总是与具有该力的物体的质量成正比，而与物质的惰性毫无区别，只是说法不同而已．由于物质的惰性，物体要脱离其静止状态或匀速直线运动状态是困难的．基于这种考虑，这种表示惰性的力可以用一个最确切的名称，叫做惯性力或者惰性力……”牛顿在此所指的“惯性力”或者“惰性力”，实质上就是“惯性”．2．牛顿总结出牛顿第一定律牛顿把惯性原理用于地球上物体运动的解释，又用于天体，给惯性原理赋予了普遍意义，使它成为一个定律，即牛顿第一定律．其内容可简要陈述为：“任何物体都保持静止的或匀速直线运动状态，直到其它物体的作用迫使它改变这种状态为止．牛顿指出，在没有空气阻力妨碍或重力向下吸引的情况下，抛物体将继续其运动．一个转动陀螺，如果没有空气阻力，它就不会停止转动．象慧星和行星这样较大的物体，由于在较为自由的空间中遇到的阻力较小，所以它们能在更长的时间内同时保持其进动和圆周运动．牛顿第一定律中所提到的物体是被当作质点来看待的，因而只涉及到物体的平动，而不涉及到物体的内部运动．3．牛顿第一定律的含义牛顿第一定律揭示出，任何物体都具有一种保持其原来运动状态的特性，即惯性．当物体不受力时，它处于静止就保持静止状态不变；当它处于运动时，就保持匀速直线运动状态不变．这体现了物体具有保持它原来运动状态的特性．定律还说明了匀速直线运动与静止这两种状态在一定意义上的等价性．牛顿第一定律是从大量的实验现象出发，归纳总结出的，它是有一定的实验基础，但自然界中不受力的孤立物体是不存在的，因此，这一定律并不能简单地按其字面意义用实验直接加以验证，这更反映了它的普遍意义．并且由牛顿第一定律得出的一切推论都与观察和实验结果相符合，这也间接证明了这一定律的正确性．这一定律还表明，必须施加给物体一个力才能使物体改变运动状态，或由静止到运动，或由运动变为静止，或从一速度变为另一速度即力只是与运动状态的改变直接相联系的，这是由牛顿第二定律来定量描述的．四、牛顿第一定律的发现留给我们的启示从牛顿第一定律的发现过程可知，理想实验在其中起了决定性的作用．理想实验是人们在科学实验的基础上，运用逻辑推理方法和发挥想象力，在思维中把客观的实验条件和研究对象加以理想化，抽象出来的一种理想化过程的“实验”．伽利略被称为物理实验方法的先祖，同时他又创造了理想实验的方法．他在科学研究中善于运用理想实验的方法，为驳斥亚里士多德的“重物下落速度快”的错误结论，他设计了把轻重不同二物体捆在一起让其自由下落的理想实验，从而推翻了亚里士多德的落体观念．他在发现惯性原理的过程中运用了理想斜面实验，堪称物理史中的一绝．因为他所设计的理想斜面这种在纯粹理想状态下的实验，在实际当中是无法实现的．尽管我们可以创造各种条件，把运动物体所受的摩擦力和空气阻力尽量减少，但是永远不可能完全排除掉．然而，这并不能阻碍人们根据多次越来越逼近于理想实验，运用逻辑推理方法进行科学抽象而作出应有的结论．伽利略运用理想实验所得到的结论被牛顿概括总结出牛顿第一定律，成为经典力学的建立基础．在爱因斯坦和英费尔德合著的《物理学的进化》一书中，也曾讲到一个关于惯性定律的理想实验，这对我们进一步理解牛顿第一定律是会有所帮助的．书中写道：“假如有人推着一辆小车在平路上行走，然后突然停止推那辆小车，小车不会立刻静止，它还会继续运动一段很短的距离．我们问：怎样才能增加这段距离呢？这有许多办法，例如在车轮涂油，把路修得很平滑等.车轮转动得越容易、路愈平滑，车便可以运动得愈远．……假想路是绝对平滑的，而车轮也毫无摩擦．那么就没有什么东西阻止小车，而它就会永远运动下去．”理想实验的方法在现代物理学中发挥着越来越大的作用．爱因斯坦曾设计了“同时相对性”的理想实验，通过这一实验他确立了同时性的相对性的科学概念，成为创立狭义相对论的重要基础．理想实验根植于科学实验之中，但它具有现实实验所达不到的极度简化和纯化的程度，因而更有利于探索和揭示自然事物和现象的规律性．运用理想实验，是提出科学假说的重要途径之一，它具有加深对现实实验和研究对象性质及其运动规律的理解，还具有使逻辑证明和反驳更明确、直观及有力的作用，当然，理想实验的结论还须科学观察和实验的检验．。
亚里士多德、伽利略、笛卡尔、牛顿_对力和运动的观点
当时被人们认为是正确的、后来又被科学实验否定，意大利科学家伽利略就是敢于挑战所谓权威的众多人之一，从下面仅供的两个例子中我们就可以看到科学与谬误针锋相对斗争的一个侧面。
一、关于运动与力1、亚里士多德。
观察现象：马用力拉车，车前进；马停止用力，车就停止结论：力是维持物体运动状态的原因解释：物体受到力的作用，才能运动；不受力，物体就静止不动2、伽利略。
理想实验：小球沿一个斜面的某一固定高度从静止开始滚下，如果没有摩擦力，小球将运动到另一个斜面上，其最后高度与小球原来静止时的高度相同。
结论：力不是维持物体运动状态的原因解释：在水平面上运动的小球，之所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故；若没有摩擦力，一旦物体具有某一速度，物体将保持这个速度继续运动下去。
正确结论：力是改变物体运动状态的原因3、现代验证实验：气垫导轨模拟实验，在无摩擦的条件下，物体的运动与是否受力无关二、关于自由落体运动1、亚里士多德。
观察现象：石头与小木片从统一高度从静止开始往下落，结果石头先落到地面。
结论：物体下落的快慢是由它们的重量大小决定，物体越重，下落的越快。
解释：物体的运动速率同物体所含的物质多少成正比，由于重的物体比轻的物体含的物质多，所以重的物体要先落地，即速度与重量成正比2、伽利略。
逻辑推论：假如速度与重量成正比，取一个大石头、一个小石头，从相同的高度同时从静止开始落，大石头下落的快，小石头下落的慢；如果将它们栓在一起，情况如何呢？结论一：快的会被慢的拖着而减速，慢的会被快的拖着而加速，因而它们将以比原来哪个较重的物体小一点、比较轻的快一点的速度下落。
结论二：栓在一起后，它们的总重量大于大石头的重量，它们的下落速度应该比大石头的速度还快。
焦点：两个结论很明显自相矛盾。
分析：只有假定物体运动速度与重量无关才能消除这一矛盾。
正确结论：无论轻重物体，只要只受重力作用，都是初速度为0的匀速直线运动3、后期验证实验：比萨斜塔实验，大小不同的两个金属球，从同一高度同时静止开始下落，结果同时落地。
牛顿第一、第三定律
物体的运动不 需要力来维持 结论： 一旦物体具有某一速度，如果不受力， 就将以这一速度匀速直线运动下去。
理想实验：利用实验+推理的科学实验方法，它是以可靠的实 验为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素。
3、笛卡尔观点：
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。
不 同 点
性质相同 具有同时性 不能求合力
课堂训练
1、关于物体的惯性，下列说法正确的是 （
F）
A.只有处于静止或匀速直线的惯性 C.物体做变速运动时，其惯性不断变化 D.物体在月球上没有惯性 E.速度大的物体惯性大 F.以上说法均不正确
2、伽利略的理想斜面实验证明了（
说明：作用力和反作用力大小总是相等的，也是 同时变化的。
总结：作用力和反作用力大小相等，方向相反， 作用在一条直线上；且同时产生、同时消失，分 别作用在两个物体上;力的性质相同。F=-F’
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，作用在一条直线上。
理解：
1、作用力与反作用力分别作用在两个物体上，各自产 生的效果不能相互抵消。 2、作用力与反作用力性质相同。(同一性) 如：引力的反作用力一定是引力，弹力的反作用力 一定是弹力，摩擦力的反作用力一定是摩擦力。 3、作用力与反作用力同时产生、同时变化、同时消 失。(同时性) 4、作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，并作 用在一条直线上，与物体的运动状态无关。
一、历史回顾
1、亚里士多德的观点：
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
力是维持物体运动的原因
亚里士多德
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牛顿第一定律亚里士多德
牛顿第一定律与亚里士多德的理论有很大不同。
牛顿第一定律又称惯性定律,它阐明:如果外力对物体的作用为零,则物体的运动状态不会改变。
物体的运动包括匀速直线运动、静止状态以及均匀圆周运动。
这表明物体有其内在的运动性或惯性,外力的作用仅仅是改变这种运动状态。
而亚里士多德的理论认为,运动必须有外力的作用。
如果外力消失,运动也会随之停止。
亚里士多德提出的“平稳运动”概念类似于匀速直线运动,但他认为要维持这种运动,仍需要不断施加外力。
两者的区别在于对运动状态的解释不同:
1. 牛顿第一定律说明物体有其固有的运动性或惯性,外力只是改变这种运动状态,而不需要外力的作用也可以保持运动。
亚里士多德认为运动必须有外力的作用,如果外力消失,运动也随之停止。
2. 对于匀速运动,牛顿定律说明它是一种自然状态,无需外力也可持续。
而亚里士多德认为匀速运动还需要不断施加外力才能维持。
3. 牛顿第一定律导出了动量守恒定律,而亚里士多德的理论并不承认动量守恒。
牛顿第一定律的提出,标志着经典力学体系的形成,它改变了人类对运动的传统理解,对后世产生了深远影响。
相比而言,亚里士多德的理论存在一定的缺陷和局限性,无法正确解释许多运动现象。
牛顿第一定律的理解,有助于我们深入认识物体运动的本质规律,它概括了经典力学的基本框架,其影响几乎贯穿整个经典理论物理。
了解
它与亚里士多德理论的区别,也有助于我们理解物理学发展的轨迹,牛顿定律在物理学史上的地位和贡献。
希望通过对两者的分析对比,能帮助大家更深入理解牛顿第一定律及其在科学史上的重要地位。
理解定律,也就理解了经典力学之基;理解历史,也就理解了科学之道。