1、第四章 运动和力的关系 1.牛顿第一定律 对惯性的理解 1.牛顿第一定律是人们解决宏观低速(与光速相比)的情况下,物体运动和力问题的基本思维方法,它阐明了以下基本的观点,一是运动是物体的基本属性,可以理解为“生来具有”,并且由于物体具有质量,所以物体自身便具有保持速度的性质,称之为惯性。其保持速度能力的大小用质量来量度,这是从惯性的角度来定义质量。二是提出力的概念,即力是速度发生改变的原因,如果没有力作用在物体上,或者作用在物体上的外力的合力为零,那么运动状态是不会发生改变的。2.决定物体运动的两个因素:一是物体的初速度、初位置以及所研究过程的时间起点。二是速度的变化情况。而速度变化的情况既取
2、决于外力的大小和方向,也取决于物体自身的质量,在接下来的牛顿第二定律中,牛顿会给出数学上的表达式。【典例】对一些实际生活中的现象,某同学试图从惯性角度加以解释,其中正确的 是()A.采用了大功率的发动机后,某些一级方程式赛车(质量不变)的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度,这表明,可以通过科学手段使小质量的物体获得大惯性 B.射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透,这表明它的惯性小了 C.货运列车运行到不同的车站时,经常要摘下或加挂一些车厢,这会改变它的惯性 D.摩托车转弯时,车手一方面要控制适当的速度,另一方面要将身体稍微向里倾斜,通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的
3、神舟七号的某宇航员实现了中国人的第一次太空行走,标志着中国科学家完全有能力建造自己的空间站,预计在 2021 年中国开始独立建造空间站,宇航员可以长时间在太空中生活、进行科学研究。我们知道宇宙飞船绕地球飞行的速度可达 8 km/s。牛顿第一定律巧应用(1)由“因”索“果”:在判断力与运动之间的关系时,一定要把握准牛顿第一定律的含义,即力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因。(2)由“果”索“因”:如果物体的运动状态发生改变,则物体必然受到不为零的合外力的作用,所以判断物体的运动状态是否改变以及如何改变,应分析物体的受力情况。答案:C惯性只与物体的质量有关,选项 A、B 错误;列车的质量改变了,其惯性也改变了,选项 C 正确;摩托车转弯时,调控人和车的重心位置,但整体的惯性不变,选项 D 错误。当宇航员在舱外时也具有相同的速度才能和推进舱保持相对静止,试想一下,这可能吗?提示:宇航员在舱内绕地球飞行的时候,速度一定和推进舱的速度相等,当他离开舱室,走到舱外,由于自身的惯性会保持这个速度不变,又因为太空几乎是真空,宇航员所受的阻力很小,因此宇航员就可以与推进舱保持相对静止。
