第三章研究的是物體的受力
第一、二章研究的是物體的運(yùn)動(dòng)
運(yùn)動(dòng)和力之間有什么關(guān)系呢?
動(dòng)力學(xué)知識(shí)在生產(chǎn)和科學(xué)研究中很重要,設(shè)計(jì)各種機(jī)器,控制交通工具,研究天體運(yùn)動(dòng)等,都離不開(kāi)動(dòng)力學(xué)知識(shí)。
初中我們學(xué)習(xí)了牛頓第一定律的基本內(nèi)容,你能說(shuō)說(shuō)它揭示了物體運(yùn)動(dòng)遵循怎樣的規(guī)律嗎?滑冰運(yùn)動(dòng)員如果不用力,他會(huì)慢慢停下來(lái)。這是否與牛頓第一定律矛盾呢?
要使一個(gè)物體運(yùn)動(dòng),必須推它或著拉它。
自行車要前進(jìn),也必須用力
生活經(jīng)驗(yàn):力推物動(dòng),力撤物停。
亞里士多德:力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。
伽利略注意到,當(dāng)一個(gè)球沿斜面向下滾動(dòng)時(shí),它的速度增大;向上滾動(dòng)時(shí),速度減小。
猜想:當(dāng)球沿水平面滾動(dòng)時(shí),它的速度應(yīng)該不增不減。然而,實(shí)際情況卻是,即使沿水平面滾動(dòng),球也會(huì)越滾越慢,最后停了下來(lái)。伽利略認(rèn)為這是摩擦作用的結(jié)果。若沒(méi)有摩擦,球?qū)⒂肋h(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。
我們知道,阻力不可能完全消除。
理想實(shí)驗(yàn):想象著把實(shí)際中存在、影響物體運(yùn)動(dòng)的摩擦力去掉,抓住事物的本質(zhì)。
他認(rèn)為,如果運(yùn)動(dòng)中的物體沒(méi)有受到力的作用,它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動(dòng),既不會(huì)停下來(lái),也不會(huì)偏離原來(lái)的方向。
一切物體總保持勻速直線運(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狀態(tài)。
①力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因
靜止即v=0,變?yōu)槟骋粩?shù)值
結(jié)論:“狀態(tài)”即速度,速度變化就是狀態(tài)就變化。
②也可以說(shuō)力是改變物體速度的原因。
③力是產(chǎn)生加速度的原因
牛頓第一定律可不可以用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證?
所以不能用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。
當(dāng)物體受力但所受外力的合力為零時(shí)可以看作物體不受力?;蛘哒f(shuō)合力為零與不受外力是等效的。
1、不受力的物體不存在或者光滑的物體也不存在。
2、牛頓第一定律所描述的物體的狀態(tài)是一種理想化狀態(tài)。
牛頓第一定律在實(shí)際應(yīng)用
物體總有保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。
①慣性是物體的固有屬性,不是力的作用
從牛頓第一定律得知,物體都要保持它們?cè)械膭蛩僦本€運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)??梢哉f(shuō),它們都具有抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的“能力”,即都具有慣性。那么,怎樣描述慣性的大小呢?
例如,以相同的方式拋擲質(zhì)量不同的兩個(gè)石塊,質(zhì)量大的石塊需要的力大。
結(jié)論:慣性只與質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量越大慣性越大,質(zhì)量越小慣性越小
讓擺動(dòng)的大沙袋停下來(lái)就比讓擺動(dòng)的小球停下來(lái)費(fèi)力得多。
1、運(yùn)動(dòng)的物體有慣性,靜止的物體沒(méi)有慣性?
2、運(yùn)動(dòng)速度大的物體慣性就大呢?
錯(cuò),慣性與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)
錯(cuò),決定慣性的唯一量度就是質(zhì)量
3、慣性是一種特殊的力嗎?
不是,慣性是物體本身固有的一種屬性,而力是物體之間的相互作用。
總的來(lái)說(shuō):慣性是一切物體的固有屬性,與物體是否受到外力、物體是否運(yùn)動(dòng)均沒(méi)有關(guān)系,質(zhì)量才是慣性大小的唯一量度。
這是由于我們觀察物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)所選擇的參考系不同。牛頓第一定律是否成立與選擇什么參考系有關(guān)。如果在一個(gè)參考系中,一個(gè)不受力的物體會(huì)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),這樣的參考系叫作慣性參考系,簡(jiǎn)稱慣性系。以加速運(yùn)動(dòng)的紙為參考系,牛頓第一定律并不成立,這樣的參考系叫作非慣性系。
在桌面上放置一張紙和一個(gè)小鋼球,小鋼球靜止在紙面上。如果突然迅速拉動(dòng)紙的一邊,雖然小鋼球相對(duì)桌面的位置幾乎不變,但是如果只關(guān)注紙面及其上的小鋼球時(shí),你會(huì)發(fā)現(xiàn)小鋼球相對(duì)于紙面向相反的方向運(yùn)動(dòng)。
在力學(xué)中只研究物體怎樣運(yùn)動(dòng)而不涉及運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系叫作運(yùn)動(dòng)學(xué),研究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系,叫作動(dòng)力學(xué)。
想象著把實(shí)際中存在、影響物體運(yùn)動(dòng)的摩擦力去掉,抓住事物的本質(zhì)。
附1:“狀態(tài)”即速度,速度變化就是狀態(tài)就變化。

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1 牛頓第一定律

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