约5640字。
4.1牛顿第一定律
学习目标:
1.了解有关运动和力的关系的历史发展,知道理想实验是科学研究的重要方法。
2.理解并掌握牛顿第一定律的内容和意义。
3.知道什么是惯性,会正确解释有关惯性的现象。知道质量是物体惯性大小的量度。
4.知道运动状态和运动状态改变的意义。
5.理解运动状态改变与物体受力的关系。理解力是使物体产生加速度的原因。
6.知道影响加速度大小的因素除了外力以外,还有质量。
学习重点:
1. 牛顿第一定律。
2. 力是物体运动状态改变的原因,是物体产生加速度的原因。
学习难点: 力是物体产生加速度的原因 。
主要内容:
一、人类对运动和力的关系的探索历程
研究运动和力的关系,是动力学的基本问题。人类正确认识这个问题,经历了漫长的过程。
1. 十七世纪前对运动和力的关系的认识(亚里士多德的错误观点):力是维持问题运动的原因。
①时间:公元前。
②基本观点: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
静止下来。
③根据:经验事实一用力推车,车子才前进;停止用力,车子就要停下来。
④所用方法:观察+直觉(由生活经验得出直觉印象)。
⑤错误原因剖析:没有对所观察的物理现象进行深入地分析。只看到对车子施加的推力,而未考虑车子还受到摩擦阻力作用。停止用力(即去掉了车子前进的动力),车子并没有立即停下来,还要向前发生一段位移;只是由于摩擦阻力的作用,才最后停了下来。路面越光滑,阻力就越小,车子向前发生的位移就越大,假若没有摩擦阻力,车子将一直运动下去,这说明车子的运动并不需要力来维持,而恰恰是(阻)力的作用,才使车子由运动到静止,运动状态发生了改变。
⑥危害:在亚里士多德以后的两千年内,动力学一直没有多大进展,直到十七世纪才受到伽利略的质疑。这是为什么?原来亚里士多德的观点与日常体验有相同之处,易于被人们接受,直接的生活经验使人们总是把力和物体运动的速度联系在一起,这种认识从孩提时代就开始了,如当拉着玩具小车前进的时候,给人的直接体验是:只有用力拉小车,小车才会前进;停止用力了,小车就会停下来;用力大的时候,小车就运动得快些;用力小的时候,小车就运动得慢些;往哪个方向用力,玩具小车就向那个方向运动等等,好像没有力的作用,物体运动不可能维持,力决定着物体运动的快慢,还决定物体运动的方向。人们的直观感觉虽然是外界事物的真实反映,但它具有片面性和表面性,根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的,因为它们有时会引到错误的线索上去,然而人们不能毁灭了直觉的观点还是凭直觉来看问题,错误直觉印象在人脑中有很深的潜意识,形成思维定势.因此亚里士多德的观点统治了人们的思维两千多年。
2. 伽利略的理想实验及其推论(正确认识):力是改变物体运动状态的原因,运动并不需要力来维持。
①时间:十七世纪。
②基本观点:在水平面上运动的物体所以会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故。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。
③根据:理想实验。
④方法:实验+科学推理(把可靠事实和理论思维结合起来)。
⑤理想斜面实验
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