牛顿第一定律
对牛顿第一定律的理解和释疑
对牛顿第一定律的理解和释疑
牛顿第一定律是牛顿三大运动定律中的第一条，也称为惯性定律。
该定律的内容是：任何物体如果受到力的作用而不受到其他物体的影响，将会保持静止状态或匀速直线运动的状态。
这个定律看起来很简单，但实际上有很多细节需要注意。
首先，牛顿第一定律的前提是物体不受其他物体的影响，这意味着物体必须处于真空中或者被其他物体完全隔绝。
在现实生活中，这种情况非常罕见，因为大多数物体都会受到其他物体的影响，如重力、空气阻力等。
所以，在应用牛顿第一定律时，我们需要考虑这些影响，并将其纳入计算公式中。
其次，牛顿第一定律中提到的“静止状态”不仅仅指物体的静止，也包括物体的匀速直线运动状态。
这是因为在物理学中，静止和匀速直线运动状态被视为同一状态，它们都是不受外力干扰的惯性状态。
所以，当我们说一个物体处于静止状态时，也可以理解为该物体处于匀速直线运动的状态。
最后，牛顿第一定律还涉及到惯性力的概念。
惯性力是一种在惯性状态下作用于物体的力，它的大小和方向与物体的质量和运动状态有关。
当物体发生加速度变化时，惯性力会产生反向作用，使得物体保持原来的惯性状态。
这也是为什么我们在快速转弯或者急刹车时，会感觉到身体的向外受力。
总结来说，牛顿第一定律简单而重要，它为我们理解物体运动的基础提供了理论依据。
但在实际应用中，我们需要注意其前提条件和
细节，以便正确应用这个定律。
同时，惯性力的概念也需要掌握，在分析物体运动时，需要考虑惯性力的作用。
牛顿第一定律在经典力学中的地位
牛顿第一定律在经典力学中的地位
牛顿第一定律，也称为惯性定律，是经典力学中最基本的定律之一。
这个定律表明，一个物体如果没有受到外力的作用，它将保持静止或匀速直线运动。
换句话说，物体的运动状态将不会改变。
牛顿第一定律的地位在经典力学中是非常重要的。
它提供了一个基本的框架，来理解物体的运动和力学原理。
它是其他力学定律的基础，包括牛顿第二定律和牛顿第三定律。
牛顿第一定律的概念也是理解惯性的基础。
惯性是指物体保持其初始运动状态的性质。
例如，当一辆车突然停止，乘客将继续向前移动，因为他们具有惯性。
同样地，当一个物体受到外力作用时，它的惯性会使它保持原始状态，除非有其他力的作用来改变它。
在实践中，牛顿第一定律也是非常有用的。
它可以用来解释许多日常生活中的现象，例如为什么一个滑雪者需要施加力来改变方向，而一个物体在空气中自由落体时会受到阻力等等。
总之，牛顿第一定律在经典力学中具有非常重要的地位。
它是数学和物理学理解物体运动和力学原理的基础。
它也是实际生活中解释物理现象的关键。
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牛顿第一定律的现象
牛顿第一定律的现象牛顿第一定律，又被称为“惯性定律”，是英国物理学家及数学家约翰牛顿所确立的一条基本物理定律。
该定律指出物体保持“平衡状态”的物体对外力的反作用等量且相反方向。
从这条定律中可以得出，物体保持“平衡状态”都不会受到外力的影响，也就是说，物体在没有外力作用的情况下，自己会沿着自己原来的方向保持一定的运动状态，就像滚雪球一样，当它得到一个力的推动后，也会沿着原来的方向前进，直到有外力再次作用，改变它的运动方向。
在日常生活中，我们都可以感受到牛顿第一定律的现象。
例如，当一个球从某几米高的地方落下时，我们可以观察到它一路下来的运动方向都是相同的，没有受到外力的影响，它坚持原来的方向，直到碰到地面，受到反作用力，使它停止下落，这就是牛顿第一定律在日常生活中的现象。
此外，当飞机离开跑道执行飞行任务时，我们也能看到牛顿第一定律的现象。
当飞机离开跑道后，由于外力的作用，他的“惯性”使它沿相同的方向向前，直到有新的外力作用，改变它的运动方向。
此外，当我们扔出一个硬币时，就可以看到牛顿第一定律的现象。
在生活中，我们经常利用外力来改变物体的运动方向，比如，当我们扔出一个硬币时，物体由于受到外力，就沿着轨迹离开手中，直到接触地面，受到反作用力，停止抛出，这也是牛顿第一定律的现象。
此外，在坐摩天轮时，我们也可以看到牛顿第一定律的现象。
当摩天轮开始旋转时，我们会觉得特别重，但是慢慢地就会沉浸在重力环境中，随着摩天轮一笔一划的旋转，我们能够感受到物体沿着一定的方向前进，直到受到外力时，方向才会改变，这就是牛顿第一定律的现象。
总结下来，牛顿第一定律的内涵是：“一个物体在没有外力的作用下，总是沿着原来的速度和方向继续前进；一旦受到外力的作用，就会改变速度和方向。
”牛顿第一定律的现象在日常生活中普遍存在，我们可以通过观察和体会来加深对其的理解。
牛顿的三大定律是什么？
牛顿的三大定律是什么？牛顿力学是经典力学的基础，也是物理学的重要组成部分。
众所周知，牛顿提出了三大定律，这些定律不仅适用于地球上的物体，也适用于日常生活中的多数运动。
在这篇科普文章中，我们将深入了解牛顿的三大定律。
一、牛顿第一定律牛顿第一定律，也叫作惯性定律，说的是：在没有作用于物体的力的情况下，物体将保持静止或匀速直线运动。
这个定律可以解释为，一个物体的运动状态是一直不变的，除非有其他物体对它施加力，改变它的动量; 或者与它相互作用的其他物体发生了变化。
“第一定律”在我们日常生活中十分常见。
比如，在坐公交车时，当车突然启动或突然停下时，人们就会感受到自己的身体在向前或向后移动。
这种感觉跟牛顿第一定律的概念一致——当车辆改变其运动状态时，人的运动状态也会随之改变。
二、牛顿第二定律牛顿第二定律，也叫作运动定律，说的是：作用于一个物体的力，等于该物体质量乘以其获得的加速度。
简单来说，它揭示了力、物体和加速度之间的关系。
该定律的数学表达式是 F = ma (F 代表物体作用力的大小，m 代表物体的质量，a 代表物体的加速度)。
举个例子，假设有一只鸟的质量为1.5千克，它向左飞行的加速度为10米每秒的平方，这时它所承受的力的大小就是 F=1.5×10=15牛顿。
牛顿第二定律能够帮助我们预测物体在特定环境下的行为。
例如，炸药在被引爆后，由于承受了巨大的力量，致使炸药的分子组成出现了根本性改变。
而在万有引力的影响下，地球从太阳那里得到的加速度和距离都是相对稳定的，所以地球围绕太阳做匀速圆周运动。
三、牛顿第三定律牛顿第三定律，也叫作作用与反作用定律，说的是：作用在物体 A 上的力，必然与物体 B 上作用的力大小相等、方向相反、且作用于两个物体所在的直线上。
这个定律特别强调了任何物体的运动状态是相互关联的。
假设我们往桌子上施加一个力，就像我们在打一个球或是跳跃一样，当施加的力生效时，我们也会承受一个与施加的力等大而反向的反作用力。
牛顿第一定律(正式)
牛耕地时，牛拉着犁前进；牛走，犁也走，牛停，犁也停。
由此看来，必须有力作用在物体上，物体才运动；没有 力作用在物体上，物体就要静止下来。（即力是维持物 体运动状态的原因）
两千多年前古希腊科学家亚里士多德就 得出了这样的结论，这个结论正确吗？
自主探究
供选用器材：小车、小球、毛巾、木板等 设计实验，研究： 1、力推物动，力撤物停； 2、力撤物不停。
若接触面光滑无摩擦小球会怎样？
结论：若无摩擦力，运动物体会一直运动下去。 最早发现这一问题的科学家是伽利略，他是怎样研究 这个问题的呢？
气泵
导轨
滑块
伽利略的观点 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。（即物体的运动不需要力 来维持）
操作：
1、桌子上铺毛巾，小车放在毛巾上，推它就动，不推就停； 2、把小车直接放在桌面上，推动小车，它运动一段时间才 停下来。
结论：物体的运动不需要力来维持。
既然物体的运动不需要力来维持，刚才的两个实验为什么 会出现两种现象呢？矛盾出现在哪里？
结论：接触面越光滑，小车运动的越远；运动小车停下来 的原因是受到摩擦的作用。生活中的惯性现象
1、纸飞机 2、打棋子 3、小车启动和制动
惯性
物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的一 种性质 。
对惯性的理解：
1、一切物体在任何状态下都具有惯性。惯性是物体的 固有属性。 2、惯性不是一种力,而是物体具有的一种性质. 3、质量是惯性大小唯一的量度。质量越大，则物体的 惯性越大，反之则越小。
二、牛顿第一定律 1、内容 2、理解 3、惯性 4、对惯性的理解 5、 惯性的应用
牛顿第一定律的条件
牛顿第一定律的条件
牛顿第一定律成立的条件：一切物体在任何情况下，在不受外力的作用时，总保持静止或匀速直线运动状态；从定律中可以很清楚的明白它的条件，就是物体不受外力的作用，即是物体不受力或者受到平衡力的时候；这个定律就成立。
适用范围：
牛顿第一定律只适用于惯性参考系。
在质点不受外力作用时，能够判断出质点静止或作匀速直线运动的参考系一定是惯性参考系，因此只有在惯性参考系中牛顿第一运动定律才适用。
牛顿第一定律在非惯性参考系（即有加速度的系统）中不适用，因为不受外力的物体，在该参考系中也可能具有加速度，这与牛顿第一定律相悖。
牛顿第一定律是完全独立的基本定律，它的独立性表现在：
1、确定了惯性参考系并引出了逻辑循环论证，这是公理体系的表现，任何学科的第一命题都要具有此特性。
2、指出了任何物体都具有惯性，建立的惯性概念。
3、它的否命题揭示出力的概念，力是物体对物体的作用，力使物体的运动状态发生变化。
4、是牛顿第二定律的基础，首先，牛顿第一定律为第二定律准备了概念（力、惯性质量、惯性系）并定性阐明力和运动的关系；其次，第一定律主要说明物体不受外力作用时的运动状态。
不受外力作用和物体所受外力矢量和为零不是一码事，因此不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在F=0时的特殊情况。
综上所述，牛顿第一定律是完全独立的基本定律，用其解决的问题，别任何规律都无法解决，第二、第三定律根本不能取代第一定律。
牛顿第一定律
牛顿第一定律惯性一、牛顿第一定律1、牛顿第一定律的内容是：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
理解牛顿第一定律，应注意从如下四个方面理解：（1）“一切”，说明该定律对于所有物体都是普遍适用的，不是特殊现象。
（2）“没有受到外力作用”，是指定律成立的条件，同时“没有受到外力作用”包含两层意思：一是该物体确实没有受到任何外力的作用，这是一种理想化的情况。
实际上，不受任何外力作用的物体是不存在的。
二是该物体所受合力为零，它的作用效果可以等效为不受任何外力作用时的作用效果。
（3）“总”，指的是总是这样，没有例外。
（4）“或”，指两种状态必居其一，不能同时存在，也就是说物体如果不受外力作用时，原来静止的物体仍保持静止状态，而原来运动的物体仍保持匀速直线运运动状态。
注意：①由牛顿第一定律可知：一切物体都有保持运动状态不变的性质，说明物体的运动不需要力来维持，原来运动的物体，不受任何外力时，将保持匀速直线运运动状态。
因此，我们应当切记“力不是维持运动的原因，而是改变物体运动状态的原因”。
②牛顿第一定律不是实验定律，而是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括出来的，但由此推出的结论，经实践检验是正确的。
③在对牛顿第一定律的推理过程中，一共做了三次实验，让小车分别滑过毛巾、棉布和木板的平面，以便归纳出物体受到的阻力越小，速度改变越慢，也就是小车滑的距离越远。
实验时必须保证其他的实验条件相同，而只改变三次滑行表面的粗糙程度，让小车从同一高度的斜面上滑下的意思就是让小车进入平面时的速度相同。
2、亚里士多德的错误观点亚里士多德认为：马拉车，车向前运动，马不拉车，车就停止运动，由此说明力是维持物体运动的原因。
亚里士多德的这一错误观点统治了人民二千多年，下面我们来分析其错误观点。
马拉车，车向前运动，车受到了马对它的拉力作用，但此时，如果我们对车受力分析的话，车在水平方向除受到马对它的拉力作用外，还受到地面对车子的阻力作用，也就是我们后面要讲的摩擦力，当撤去拉力后，我们会发现车子并不是立即停下来，而是通过一段路程后才停止运动，这是什么原因呢?因为车子在阻力作用下车速才越来越小，最终停止，若车子不受阻力作用，那么它将保持匀速直线运动一直运动下去，在这种状态下，车子的运动并没有力去维持，因此可见，物体的运动并不需要力来维持，而力是改变物体运动状态的原因。
牛顿第一定律 永动机
牛顿第一定律永动机摘要：1.牛顿第一定律的概述2.永动机的概念和历史3.永动机与牛顿第一定律的关系4.永动机不可能实现的原因5.结论：永动机与牛顿第一定律的相互印证正文：1.牛顿第一定律的概述牛顿第一定律，又称作惯性定律，指出在没有外力作用下，一个物体将保持静止或匀速直线运动的状态。
换句话说，物体如果没有受到外力作用，就会维持现有的运动状态（如果静止，则会一直静止；如果运动，则会一直匀速直线运动）。
这一定律是物理学的基石，对于理解和描述物体的运动具有重要意义。
2.永动机的概念和历史永动机，顾名思义，是指可以永远运转下去，无需外部能量补充的机器。
在历史上，许多人都尝试过制造永动机，但都以失败告终。
尽管如此，人们对于永动机的追求从未停止，因为它象征着能量的无限可能。
3.永动机与牛顿第一定律的关系永动机与牛顿第一定律有着密切的关系。
根据牛顿第一定律，一个物体如果不受外力作用，将会保持现有的运动状态。
因此，一个永动机必须能够完全不受外力作用，才能永远运转下去。
然而，这在现实中是不可能实现的。
4.永动机不可能实现的原因永动机不可能实现，主要原因有二。
首先，根据牛顿第一定律，一个物体如果不受外力作用，将会保持现有的运动状态。
因此，一个永动机必须能够完全不受外力作用，才能永远运转下去。
然而，这在现实中是不可能实现的。
其次，永动机的运转会产生摩擦力，而摩擦力会导致能量的损耗，最终使机器停止运转。
5.结论：永动机与牛顿第一定律的相互印证虽然永动机不可能实现，但它与牛顿第一定律的相互关系却为我们提供了深刻的物理学理解。
永动机的设想促使我们思考能量的本质和运动的规律，而牛顿第一定律则为我们提供了理解和解释物体运动的基本框架。
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牛顿第一定律
【教学目标】
（一）知识与技能
1．借助伽利略的理想实验理解力和运动的关系，知道其主要推理过程及结论。
2．理解牛顿第一定律及其意义。
3．理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度，会正确解释有关的惯性现象。
（二）过程与方法
让学生经历实验探究的过程，理解由真实实验推广到理想实验的科学思想，体会分析归纳、
推理总结的思维方法。
（三）情感、态度和价值观
通过物理学史的简介，对学生进行严密的科学态度教育，让学生了解人类认识事物本质的
曲折，培养学生追求真理、勇于探索真理的科学精神。
【教学重难点】
教学重点：牛顿第一定律。
教学难点：力和运动的关系，惯性。
【教学过程】
一、导入新课
出示图片：推小车
在实际生活中我们观察到一些现象：我们推车时，给车施加推力，车就运动，而且推力越
大车运动越快；不给车推力，车就停止。
出示图片：运动的汽车
但有时我们又观察到：让车达到一定速度后，即使不再给车施力，车还会运动。那么力和
运动有关系吗？
今天我们一起来探讨这个问题。
二、讲授新课
（一）历史回顾
1．古希腊哲学家亚里斯多德观点：物体的运动需要力来维持。
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。
在探究运动原因的“侦探小说”里，这正是由明显的线索引出错误判断的案例，而且这个
“错案”维持了很久。
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2．意大利物理学家伽利略的观点：物体的运动不需要力来维持。
出示图片：伽利略
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。
（二）伽利略的理想实验
出示图片：现代人所做伽利略斜面实验的频闪照片。
让一个小球沿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
球将到达原来的高度。
出示动画：伽利略理想实验
如果第二个斜面倾角减小，小球仍将到达原来的高度，但是运动的距离更长。
当斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去。
这个实验说明：力不是维持物体运动的原因。
思考讨论：为什么说伽利略的实验是一个“理想实验”？
第一：阻力不可能完全消除；第二：斜面也不可能做得无限长。所以，伽利略的实验是一
个“理想实验”。
说明：虽然这个实验无法实现，但是，伽利略在实验基础上进一步推理的方法，帮助我们
找到了解决运动和力的关系问题的方法。
伽利略同时代的法国科学家笛卡儿也研究了这个问题。
出示图片：法国科学家笛卡儿
他认为，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
不会停下来，也不会偏离原来的方向。
针对练习：
1．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。
答案：B
（三）牛顿第一定律
在伽利略和笛卡儿工作的基础上，英国科学家牛顿提出了动力学的一条基本定律：
1．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，这就是牛顿第一定律。
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（1）物体这种保持原来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）惯性不是外界强加给它的，是物体固有的，一切物体都具有惯性。
2．牛顿第一定律揭示了运动和力的关系：
（1）物体不受外力时的状态是匀速直线运动状态或静止状态，说明力不是维持物体运动
的原因。
（2）外力的作用是迫使物体改变其运动状态，说明力是使物体运动状态改变的原因。
思考1：牛顿第一定律可不可以直接用实验来验证？为什么？
参考答案：牛顿第一定律所描述的物体不受外力的状态，只是一种理想化状态，所以不能
用实验来验证。
思考2：什么时候可以看作不受力？并举例说明。
当物体受力但所受外力的合力为零时可以看作物体不受力。
（四）惯性与质量
1．惯性的表现
（1）在不受力的条件下，惯性表现为保持原来的运动状态；
出示视频：惯性现象
（2）在受力条件下，惯性表现为阻止物体运动状态的改变。
出示图片：推小车和汽车图片
让大小不同的车由静止获得同样的速度，需要的力就不同，质量大的汽车需要的力大。
出示图片：大小不同的沙袋
让摆动的大沙袋停下来就比让摆动的小沙袋停下来费力得多。
思考讨论：从牛顿第一定律得知，物体都要保持它们原有的匀速直线运动状态或静止状态。
也可以说，它们都具有抵抗运动状态变化的“能力”，即都具有惯性。那么，怎样描述惯性的
大小呢？
参考答案：不同物体维持其原有运动状态的“能力”不同，质量大的物体惯性大。描述物
体惯性的物理量是它的质量。
2．惯性与质量
（1）质量是惯性大小的唯一量度。质量越大惯性越大，质量越小惯性越小。
（2）惯性是一切物体所固有的一种属性。惯性与物体的运动状态、所处位置等外部条件
无关。
（3）质量只有大小，没有方向，是标量。在国际单位制中，质量的单位是千克，符号为
5 / 5
kg。
课堂练习
1．物体具有保持原来状态或状态的性质，叫作惯性，物体惯性大小的唯一量度是物体的。
答案：匀速直线运动；静止；质量。
2．正在运动着的物体，如果它所受的一切外力同时消失，那么它将（ ）
A．立即停下来
B．先慢下来，然后再停下来
C．改变运动方向
D．沿原来的运动方向做匀速直线运动
答案：D
3、下列说法正确的是（ ）
A．高速行驶的公共汽车紧急刹车时，乘客都要向前倾倒，说明乘客受到惯性力的作用
B．短跑运动员最后冲刺时，速度很大，很难停下来，说明速度越大，惯性越大
C．惯性的大小仅与质量有关，质量越大，惯性越大
D．把手中的球由静止释放后，球能竖直下落，是由于球具有惯性的缘故
答案：C
4．公交车辆有广播提示语：“车辆转弯，请抓好扶手”，是为了避免转弯时乘客（ ）
A．向前倾倒
B．向后倾倒
C．向弯道的内侧倾倒
D．向弯道的外侧倾倒
答案：D
5．一列火车减速进站，最后停在站台上。火车在减速过程中，下列说法正确的是（ ）
A．火车的惯性越来越小
B．火车的惯性一直不变
C．火车停止时惯性为零
D．火车的惯性不断增大
答案：B
拓展提高
1．《中华人民共和国道路交通安全法》明确规定：机动车载物应当符合核定的载质量，严
禁超载。这个规定的实施是保障交通安全的有效措施之一。请你根据所学的物理知识，写出制
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定这一规定的两条科学依据：_______________。
答案：物体的惯性大小与质量有关，质量越大惯性越大，遇到紧急的情况下操作更加困难；
物体的质量大，则物体在相等的速度时的动能大，汽车的刹车片与车轮之间的最大摩擦力
是一定的，汽车的动能越大则刹车的时间越长，位移越大，遇到紧急的情况刹车的距离更大，
更容易引起交通事故。
2．牙医建议每天早晚各刷一次牙能有效预防各种口腔疾病。生活中人们常常刷牙后，用
力甩一甩牙刷后放回牙刷杯中。关于用力甩牙刷的分析正确的是（ ）
A．用力甩牙刷使牙刷运动和停止，说明牙刷的运动状态要靠力来维持；
B．刷毛间的水被甩出去是因为刷毛太细太光滑，没有摩擦力造成的；
C．仅仅是个人习惯没有科学依据；
D．甩牙刷时，在突然运动和突然停止瞬间，刷毛之间的水由于惯性继续运动，导致水、
刷毛分离，有利于保持刷毛干燥，从而有利于口腔健康。
答案：D
三、课堂小结
1．牛顿第一定律
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。
2．力不是维持物体运动的原因而是使物体运动状态改变的原因。
3．质量是物体惯性大小的唯一量度。
四、板书设计
（一）历史回顾
1．亚里斯多德观点：物体的运动需要力来维持。
2．伽利略的观点：物体的运动不需要力来维持。
（二）伽利略的理想实验
实验+推理帮助我们找到了解决运动和力的关系问题的方法
（三）牛顿第一定律
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，这就是牛顿第一定律。牛顿第一定律也被叫作惯性定律。
（四）惯性与质量
质量是惯性大小的唯一量度。质量越大惯性越大，质量越小惯性越小。