第一節(jié) 伽利略的理想實驗與牛頓第一定律
[學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.知道伽利略的理想實驗及其推理過程,知道理想實驗是科學(xué)研究的重要方法.2.理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義.3.明確慣性的概念,會解釋與慣性有關(guān)的現(xiàn)象.
一、伽利略的理想實驗
1.亞里士多德認(rèn)為:力是維持物體運(yùn)動的原因.
2.伽利略的理想實驗
(1)斜面實驗:讓靜止的小球從第一個斜面滾下,沖上第二個斜面,如果沒有摩擦,小球?qū)⑸仙杰壍懒硪贿?u>與原來的釋放高度相同的點.減小第二個斜面的傾角,小球滾動的距離增大,但所達(dá)到的高度相同.當(dāng)?shù)诙䝼斜面放平,小球?qū)?u>永遠(yuǎn)運(yùn)動下去.
(2)推理結(jié)論:力不是(填“是”或“不是”)維持物體運(yùn)動的原因.
(3)意義:伽利略構(gòu)想的理想實驗以可靠的事實為基礎(chǔ),把實驗與邏輯推理和諧地結(jié)合在一起,其科學(xué)研究的方法有力地推動了科學(xué)發(fā)展.
二、牛頓第一定律
1.牛頓第一定律
(1)內(nèi)容:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止,這就是牛頓第一定律.
(2)意義:說明了力不是維持(填“改變”或“維持”)物體運(yùn)動的原因,而是改變(填“改變”或“維持”)物體運(yùn)動的原因.
2.慣性
(1)定義:物體保持原來的勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)叫做慣性.牛頓第一定律又叫做慣性定律.
(2)慣性是物體的固有屬性,一切物體都具有慣性.
判斷下列說法的正誤.
(1)伽利略的理想實驗是永遠(yuǎn)無法做到的.( √ )
(2)伽利略的理想實驗說明力是維持物體運(yùn)動的原因.( × )
(3)牛頓第一定律是由實驗直接歸納總結(jié)得出的.( × )
(4)由牛頓第一定律可知,當(dāng)一個做勻加速直線運(yùn)動的物體所受外力全部消失時,物體將立刻停止運(yùn)動.( × )
(5)速度越大,物體的慣性越大.( × )
(6)受力越大,物體的慣性越大.( × )
一、對伽利略理想實驗的理解
伽利略的斜面實驗的各個過程,哪些可以通過實驗完成?哪些是推理得出的?
答案 小球從斜面上滾下,可以滾上另一斜面,是實驗事實,可以通過實驗完成,其余各個結(jié)論均是由推理得出的,不可以用實驗完成.
1.伽利略的理想實驗推論:一切運(yùn)動著的物體在沒有受到外力的時候,它的速度將保持不變,并且一直運(yùn)動下去.
2.理想實驗的意義:伽利略理想實驗是以可靠的實驗事實為基礎(chǔ),經(jīng)過抽象思維,抓住主要因素,忽略次要因素,從而更深刻地揭示了自然規(guī)律.伽利略的研究方法的核心是把實驗和邏輯推理相結(jié)合.
例1 理想實驗有時更能深刻地反映自然規(guī)律.如圖1所示,伽利略設(shè)想了一個理想實驗,其中有一個是實驗事實,其余是推論.
圖1
①減小第二個斜面的傾角,小球在這一斜面上仍然要達(dá)到原來的高度;
②兩個斜面對接,讓靜止的小球沿一個斜面滾下,小球?qū)L上另一個斜面;
③如果沒有摩擦,小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫诺母叨龋?span lang="EN-US">
④繼續(xù)減小第二個斜面的傾角,最后使它成為水平面,小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運(yùn)動.
(1)請將上述理想實驗的設(shè)想步驟按照正確的順序排列:____________(填寫序號即可).
(2)在上述的設(shè)想步驟中,有的屬于可靠的事實,有的則是理想化的推論.下列關(guān)于事實和推論的分類正確的是________.
A.①是事實,②③④是推論
B.②是事實,①③④是推論
C.③是事實,①②④是推論
D.④是事實,①②③是推論