牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律

　　牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律經(jīng)常被廣泛應(yīng)用在力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系方面。下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家整理的牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律，供大家參閱!

　　牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律定義

　　牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律(慣性定律)，科學(xué)地闡明了力和慣性這兩個(gè)物理概念，正確地解釋了力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系，并提出了一切物體都具有保持其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的屬性——慣性。

　　牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律定律實(shí)驗(yàn)

　　目的和要求：

　　1、認(rèn)識(shí)物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持。

　　2、知道力可以改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(速度)。

　　儀器和器材：

　　方木塊(滑塊)，長20厘米左右的小木棒，小球，實(shí)驗(yàn)小車，寬約為10-15厘米、長分別為30厘米和60厘米左右且厚度相同的刨光的木板各一塊，毛巾和棉布各一塊。

　　實(shí)驗(yàn)方法：

　　一、物體的運(yùn)動(dòng)不需要力維持

　　1、把滑塊放在60厘米長的水平木板上。用木棒推動(dòng)滑塊運(yùn)動(dòng)。停止推動(dòng)，滑塊迅速停下。

　　2、用木棒以與步驟1中同樣的速度推小球。停止推動(dòng)，小球還要向前運(yùn)動(dòng)一段距離。

　　3、用木棒敲擊滑塊，敲擊停止，滑塊還要運(yùn)動(dòng)一段距離。

　　觀察重點(diǎn)：三種條件下物體變慢的情況。

　　結(jié)論：物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持;力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

　　二、初速相同時(shí)，在水平面運(yùn)動(dòng)的物體受的阻力越小，運(yùn)動(dòng)距離越長

　　1、把30厘米長的木板墊成傾角30°左右的斜面，60厘米長的木板水平放置，兩板緊密相接。在水平木板上鋪上毛巾。讓小車自斜面頂端從靜止開始滑下(也可以用小球代替)。

　　2、在水平板上換鋪棉布，重復(fù)步驟1。

　　3、取去水平板上的棉布，重復(fù)步驟1。

　　觀察重點(diǎn)：三次實(shí)驗(yàn)中小車都從同一高度滑下，剛滑到水平板上時(shí)快慢一樣;三次實(shí)驗(yàn)中小車在水平板上運(yùn)動(dòng)的距離不同。

　　結(jié)論和推論：物體受到的阻力越小，運(yùn)動(dòng)的距離越長。如果物體在運(yùn)動(dòng)中不受任何力的作用，它的速度將保持不變，永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。

　　牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律概述

　　牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律說明力并不是維持物體運(yùn)動(dòng)的條件，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。牛頓第一定律又稱慣性定律，它科學(xué)地闡明了力和慣性這兩個(gè)物理概念，正確地解釋了力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系，并提出了一切物體都具有保持其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的屬性——慣性，它是物理學(xué)中一條基本定律。上述定律主要是從天文觀察中，間接推導(dǎo)而來，是抽象概括的結(jié)論，不能單純按字面定義而用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證。和實(shí)際情況較接近的說法是：任何物體在所受外力的合力為零時(shí)，都保持原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。即原來靜止的繼續(xù)靜止，原來運(yùn)動(dòng)的繼續(xù)作勻速直線運(yùn)動(dòng)。物體的慣性實(shí)質(zhì)是物體相對(duì)于平動(dòng)運(yùn)動(dòng)的慣性，其大小即為慣性質(zhì)量。物體相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)也有慣性，但它跟第一定律所說的慣性不是一回事，它的大小為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。慣性質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量都用來表示慣性，但它們是不同的物理量，中學(xué)物理不出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的名詞，可不必提兩者的區(qū)別。物體在沒有受到外力作用或所受合外力為零的情況下，究竟是靜止還是作勻速直線運(yùn)動(dòng)，這除了和參考系有關(guān)外，還要看初始時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

　　牛頓第一定律說明了兩個(gè)問題：

　　1、它明確了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。物體的運(yùn)動(dòng)并不是需要力來維持，只有當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，即產(chǎn)生加速度時(shí)，才需要力的作用。在牛頓第一定律的基礎(chǔ)上得出力的定性定義：力是一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體的作用，它使受力物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

　　2、它提出了慣性的概念。物體之所以保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)，是在不受力的條件下，由物體本身的特性來決定的。物體所固有的、保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的特性叫慣性。物體不受力時(shí)所作的勻速直線運(yùn)動(dòng)也叫慣性運(yùn)動(dòng)。牛頓在第一定律中沒有說明靜止或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是相對(duì)于什么參照系說的，然而，按牛頓的本意，這里所指的運(yùn)動(dòng)是在絕對(duì)時(shí)間過程中的相對(duì)于絕對(duì)空間的某一絕對(duì)運(yùn)動(dòng)。牛頓第一定律成立于這樣的參照系。通常把牛頓第一定律成立的參照系成為慣性參照系，因此這一定律在實(shí)際上定義了慣性參照系這一重要概念。牛頓第一定律是作為牛頓力學(xué)體系一條規(guī)律，它具有特殊意義，是三大定律中不可缺少的獨(dú)立定律。不能將第一定律看作牛頓第二定律的特例。注意：力不是產(chǎn)生速度的原因，而是產(chǎn)生加速度的原因!

　　牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律表達(dá)方式

　　牛頓第一定律的兩種表達(dá)方式：

　　1.一切物體在沒有受到力的作用時(shí)(合外力為零時(shí))，總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)， 除非作用在它上面的力迫使它改變這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

　　2.當(dāng)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)距離其他質(zhì)點(diǎn)足夠遠(yuǎn)時(shí)，這個(gè)質(zhì)點(diǎn)就作勻速直線運(yùn)動(dòng)或保持靜止。

　　第一種表達(dá)方式較普遍，第二種表達(dá)方式在愛因斯坦和吳大猷的著作中曾經(jīng)被提到。兩種表達(dá)方式等價(jià)。

　　由于物體保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的特性叫做慣性，所以牛頓第一定律也叫慣性定律。

　　慣性是一切物體固有的屬性，無論是固體、液體、氣體和等離子體，無論物體是運(yùn)動(dòng)還是靜止，都具有慣性。

　　注：牛頓第一定律不是對(duì)所有的參考系都適用。不過我們總能找到那樣的參考系，使牛頓第一定律適用。這樣的參考系被稱為慣性參考系，簡稱慣性系。

　　牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律形成

　　1、伽利略的研究和科學(xué)想象：

　　同一小車從同一斜面上的同一位置由靜止開始滑下，(這是為了保證每次小車到達(dá)水平面時(shí)有相同的速度)。第一次在水平面上鋪上毛巾，小車在毛巾上滑行很短的距離就停下了(如圖甲);第二次在水平面鋪上較光滑的棉布，小車在棉布上滑行的距離較遠(yuǎn)(如圖乙);第三次是光滑的木板，小車滑行的距離最遠(yuǎn)

　　伽利略認(rèn)為，是平面對(duì)小車的阻力使小車停下，平面越光滑小車滑行就越遠(yuǎn)。表明阻力越小，小車滑行就越遠(yuǎn).伽利略科學(xué)地想象：要是能找到一塊十分光滑的平面，阻力為零，小車的滑行速度將不會(huì)減慢。

　　2、笛卡爾的補(bǔ)充：

　　笛卡爾等人又在伽利略研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了更深入的研究，他認(rèn)為：如果運(yùn)動(dòng)物體，不受任何力的作用，不僅速度大小不變，而且運(yùn)動(dòng)方向也不會(huì)變，將沿原來的方向勻速運(yùn)動(dòng)下去。

　　3、牛頓的偉大貢獻(xiàn)

　　英國的偉大科學(xué)家牛頓，總結(jié)了伽利略等人的研究成果;從而概括出一條重要的物理定律：一切物體在沒有受到力的作用的時(shí)候，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這就是牛頓第一定律。

　　牛頓第一定律的發(fā)現(xiàn)及總結(jié)。

　　300多年前，伽利略對(duì)類似的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了分析，認(rèn)識(shí)到：運(yùn)動(dòng)物體受到的阻力越小，他的運(yùn)動(dòng)速度減小得就越慢，他運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就越長。他還進(jìn)一步通過進(jìn)一步推理得出，在理想情況下，如果水平表面絕對(duì)光滑，物體受到的阻力為零，它的速度將不會(huì)減慢，這是將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。

　　伽利略曾經(jīng)專研過這個(gè)問題，牛頓曾經(jīng)說過：“我是站在巨人的肩膀上才成功的。”這句話就是針對(duì)伽利略的。所以牛頓概括了前人的研究結(jié)果，總結(jié)出了著名的牛頓第一定律。

　　牛頓第一定律是通過分析事實(shí)、再進(jìn)一步概括、推理得出的。雖然不可能用實(shí)驗(yàn)來直接驗(yàn)證這一定律，但是，從定律得出的一切推論，都經(jīng)受住了實(shí)踐的檢驗(yàn)，因此，牛頓第一定律已成為大家公認(rèn)的力學(xué)基本定律之一。力是產(chǎn)生物體加速度的原因。

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