第三章牛顿运动定律

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1、第三章牛顿运动定律本章学习要求1．由伽利略的理想实验为基础得到的牛顿第一定律可知：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态（产生加速度）的原因。2．惯性是物体的固有属性，质量是物体惯性大小的量度。3．牛顿第二定律F＝ma反映了力和加速度之间的因果关系，加速度随力的变化而变化。4．力的作用总是相互的。作用力和反作用力大小相等、方向相反。它们分别作用在两个不同的物体上。5．涉及到力学的国际单位制的基本单位有3个，它们分别是长度单位m（米），质量单位kg（千克）和时间单位s（秒）。6．通过科学探究来学习牛顿定律．感悟牛顿对科学的巨大贡献。A牛顿第一定律惯性一、学习要求理解牛顿

2、第一定律，知道惯性是物体本身固有的属性，跟外部环境、物体的运动状态和物体的受力情况均无关。外力作用于物体，能改变物体的运动状态，但不能改变物体的惯性。知道伽利略的斜面实验是建立在可靠事实基础上的理想实验，它深刻揭示了物理现象的本质，是一种重要的科学研究方法。领悟惯性在社会生活中的重要现实意义，懂得有时要利用它，有时要防止它的不利影响。二、要点辨析1．牛顿第一定律（1）描述物体不受外力作用时的运动规律。牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时，物体将保持匀速直线运动状态或静止状态。应该指出的是，从力学发展历史看，第一定律是一个独立的定律，它不仅说明了物体不受外力时的运动规律，还给出

3、了力和惯性的涵义。（2）阐明了力的科学涵义。牛顿第一定律指出：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。这就是说，物体不受外力就保持不变的速度，力是使物体产生加速度的其他物体的作用。这样就从动力学角度定性地给力下了一个定义：力是物体间的相互作用，它是改变物体运动状态，即产生加速度的原因，而不是维持物体运动的愿因。25/25（3）揭示了物体普遍具有的属性——惯性。2．如何理解惯性是物体的固有属性惯性是指一切物体（包括固体、液体、气体）具有的保持其静止或匀速直线运动状态不变的特性，既是特性，则任何物体在任何情况下都具有惯性，惯性是物体所固有的属性

4、，所以惯性既不能被克服，也不能被消除，同一物体的惯性不会因它的运动状态的改变而改变，牛顿关于惯性定义还作了这样的叙述：“所谓惯性……是每个物体按其一定的量而存在于其中的一种抵抗能力，”所以物体的惯性总是以保持“原状”和“反抗”改变两种形式表现出来。当物体处于静止或匀速直线运动时，固然能表现出它的惯性——保持原来的静止或匀速直线运动的状态不变的性质；而当物体做变速运动时，它同样表现出具有惯性。惯性是任何物体所具有的、保持其原来运动状态（速度大小和方向）的一种性质，惯性与物体运动的速度大小无关，物体的惯性表现为要保持物体原来的状态，因而物体运动的速度不能突变只能连续渐变。物体运动

5、的改变，是惯性和力共同决定的，惯性要保持原来的运动状态，而力要改变运动状态，两者共同决定着物体的运动形式。3．平衡状态和静止状态的联系和区别当作用在物体上的合外力为零时，物体的加速度为零，表示物体处在静止状态或匀速直线运动状态。通常把这两种状态都叫做力的平衡状态。所以，平衡的特征是加速度a＝0，而不是v＝0。静止状态是指物体不但处于平衡状态，而且物体的运动速度为零，即a＝0的同时v＝0。因此静止状态一定是平衡状态，但平衡状态不一定是静止状态，匀速直线运动就是平衡状态，而不是静止状态。4．理想实验“理想实验”又叫做“假想实验”。或“思想上的实验”，它是一种在思想上进行的理想化的

6、过程，它是通过逻辑推理推导实验结果的思维方法，也是一种重要的科学研究方法。真实的科学实验是一种实践活动，是将设计通过具体的物理或化学等过程而实现的实验，而理想实验则是一种思维活动，是由人们在抽象思维活动设想出来而实际上却无法实现的“实验”。理想实验并不是空想实验，理想实验是建立在可靠的实验基础上，但又不是直接用操作来实现的实验，理想实验是一种科学的抽象方法，是以一定的逻辑法则为根据的，而这些逻辑法则都是经过长期的实践总结出来的，并为实践所证实。尽管理想实验不是直接演示物理现象，但有可靠的实验基础作保证，抓住主要因素，忽略次要因素，从而能更深刻地反映自然规律，因此它的可靠性会让

7、人深信不疑。理想实验可以使人们对实际实验有更深刻的理解。除了伽利略的理想实验外，爱因斯坦在建立狭义相对论时，曾通过闪电同时击中两辆高速行驶的火车的理想实验，提出了同时相对性的概念，在建立广义相对论时，又作了自由下落升降机的“理想实验”，得出了加速系统与引力场等效的结论。25/25三、例题分析【例1】在16世纪，人们反对哥白尼地动说的一个重要论据是：一块石头从高塔上落下。如果她球是运动的，在此期间，高塔已经向东运动了一段距离，所以石头应该落在塔底以西同一距离，正像一个铅球从正在行驶的帆船桅杆顶部落下时，应