什么是牛顿第一定律？

中文：英文名称：newtonfirstlawofmotion
任何物体在不受任何外力的作用下，总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
由于物体保持运动状态不变的特性叫做惯性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律[1]。
英文名称：lawofinertia
惯性是一切物体固有的属性，无论是固体、液体或气体，无论物体是运动还是静止，都具有惯性。
[编辑本段]说明
该定律说明力并不是维持物体运动的条件，而是改变物体运动状态的原因。牛顿第一定律又称惯性定律，它科学地阐明了力和惯性这两个物理概念，正确地解释了力和运动状态的关系，并提出了一切物体都具有保持其运动状态不变的属性——惯性，它是物理学中一条基本定律。上述定律主要是从天文观察中，间接推导而来，是抽象概括的结论，不能单纯按字面定义而用实验直接验证。和实际情况较接近的说法是：任何物体在所受外力的合力为零时，都保持原有的运动状态不变。即原来静止的继续静止，原来运动的继续作匀速直线运动。物体的惯性实质是物体相对于平动运动的惯性，其大小即为惯性质量。物体相对于转动也有惯性，但它跟第一定律所说的惯性不是一回事，它的大小为转动惯量。惯性质量和转动惯量都用来表示惯性，但它们是不同的物理量，中学物理不出现转动惯量的名词，可不必提两者的区别。物体在没有受到外力作用或所受合外力为零的情况下，究竟是静止还是作匀速直线运动，这除了和参考系有关外，还要看初始时的运动状态。
牛顿第一定律说明了两个问题：⑴它明确了力和运动的关系。物体的运动并不是需要力来维持，只有当物体的运动状态发生变化，即产生加速度时，才需要力的作用。在牛顿第一定律的基础上得出力的定性定义：力是一个物体对另一个物体的作用，它使受力物体改变运动状态。⑵它提出了惯性的概念。物体之所以保持静止或匀速直线运动，是在不受力的条件下，由物体本身的特性来决定的。物体所固有的、保持原来运动状态不变的特性叫惯性。物体不受力时所作的匀速直线运动也叫惯性运动。牛顿在第一定律中没有说明静止或运动状态是相对于什么参照系说的，然而，按牛顿的本意，这里所指的运动是在绝对时间过程中的相对于绝对空间的某一绝对运动。牛顿第一定律成立于这样的参照系。通常把牛顿第一定律成立的参照系成为惯性参照系，因此这一定律在实际上定义了惯性参照系这一重要概念。牛顿第一定律是作为牛顿力学体系一条规律，它具有特殊意义，是三大定律中不可缺少的独立定律。不能将第一定律看作牛顿第二定律的特例。注意：力不是产生速度的原因，而是产生加速度的原因！
英文：
englishname:newtonfirstlawofmotion
anyobjectintheroleofanyoutsideforce,thetotaltomaintainthestateofuniformlinearmotionorstaticstateuntilexternalforcetochangethisstateuntilitis.
astheobjecttomaintainthecharacteristicsofmotioniscalledinertiaunchanged,sothefirstlawofnewton'slawofinertia,alsoknownas[1].
englishname:lawofinertia
inertiaisapropertyinherentinallobjects,whethersolid,liquidorgas,regardlessofmovementorstationaryobjects,allhaveinertia.
[editthisparagraph]description
thelawofthatforceisnottomaintaintheconditionsformovementofobjects,butobjectstochangestatethereasonsformovement.newton'sfirstlawofinertia,alsoknownasthelaw,itsetsoutscientificandphysicalinertiaofthesetwoconcepts,thecorrectinterpretationofthestateandtherelationshipbetweenmovement,andallobjectshaveastateofconstantmovementtomaintainitsproperties---inertia,whichisabasiclawofphysics.mainlyfromtheabove-mentionedlawofastronomicalobservation,indirectlyderivedfromanabstractgeneralconclusionthatcannotsimplyusetheliteraldefinitionofadirectexperimentalverification.andisclosertotheactualsituationis:anyobjectsubjecttozeroexternalforce,theymaintaintheoriginalstateofconstantmovement.thatis,thecontinuationoftheoriginalstaticstationary,theoriginalmovementtocontinuetomakeuniformlinearmotion.istheinertiaofobjectsinrealtermsinrelationtomovingobjectsmovementofinertia,inertialmassisthesize.objectsarecomparedwiththerotationalinertia,butitsaidwiththefirstlawofinertiaisnotthesamething,it'sthesizeofthemomentofinertia.inertialmassandmomentofinertiaofinertiaareused,buttheyaredifferentphysicalquantities,thereisnosecondaryschoolphysicalmomentofinertiatermmaybenottomentionthedifferencebetweenthetwo.objectsintheabsenceofexternalforceorsufferedbythecombinedcaseofzeroexternalforce,whetheritisstaticorforuniformlinearmotion,whichinadditiontoandoutsideofthereferencesystem,butalsotheinitialstateofthecampaign.
newton'sfirstlawdescribesthetwoproblems:⑴itcleartherelationshipbetweentheforceandmotion.objectsofthemovementdoesnotneedpowertomaintain,onlywhenthemotionofobjectschanges,thatis,theaccelerationgeneratedwhentheneedforforce.innewton'sfirstlawbasedonthequalitativedefinitionofpower:powerisanobjectofanotherobjectrole,whichallowstheforcetochangethemotionofobjects.⑵itmadetheconceptofinertia.thereasontomaintainastaticobjectorauniformlinearmotioniswithoutpowerundertheconditionofthepropertiesbytheobjectitselftodecide.inherentinobjects,andmaintaintheoriginalcharacteristicsofthesamestateofmotioniscalledinertia.objectsmadefromtheedgeoftheuniformlinearmotionisalsocalledinertialmovement.inthefirstofnewton'slawdidnotspecifyastaticormotionrelativetowhatframeofreferenceissaid,however,accordingtonewton'soriginalintention,thismovementisreferredtointhecourseoftheabsolutetimerelativetotheabsoluteabsolutemovementofaspace.newton'sfirstlawwasestablishedinsuchaframeofreference.usuallysetupnewton'sfirstlawofinertialframeofreferenceasaframeofreference,sothislawisdefinedinpracticethisimportantconceptofinertialframeofreference.newton'sfirstlawofnewton'smechanicsasasystemoflaw,itisofspecialsignificance,arethethreeindispensabletothelawofindependentlaw.thefirstlawcannotberegardedasaspecialcaseofnewton'ssecondlaw.note:thespeedofpowergeneratedisnotthereason,butthereasonsfortheaccelerationgenerated!

知识目标：

知道伽利略和亚里士多德对力和运动的关系的不同认识

知道伽利略理想实验及其推理过程和结论，知道理想实验是科学研究中的种重要方法

理解牛顿第一定律的两个层面

知道什么是惯性，能正确解释有关惯性的现象

素质目标：

培养学生动手能力、观察能力、抽象思维能力

情感目标：

让学生感受科学家对科学真理的执着追求，忘我的精神

教学内容：

前面我们学习了怎样描述物体的运动，我们知道做匀变速直线运动的物体，如果给出它的初速度v0，加速度a，我们就可以求出任一时刻物体的速度ｖt、位移s。（让学生回忆运动学中的速度公式vt=v0+at位移公式s=v0t+at2/2询问学生对这两个公式的理解，vt=v0+at是一条直线，s=v0t+at2/2则是梯形面积公式，提醒学生面积表示物体运动位移）到现在我们已经清楚了物体的运动情况，但是我们却不清楚这个物体为什么会这样运动，这就是我们课本第三章的内容。在力学中，只研究物体怎么运动，而不涉及运动和力的关系的分科，我们称之为运动学。研究运动和力的关系的分科，我们称之为动力学，今天我们要学习的牛顿第一定律就是整个动力学的基础，首先我们来回顾一下人们对力与运动关系的认识过程。

早在１７世纪前的两千多年里，人们普遍认为力是维持物体运动的原因，代表人物是古希腊哲学家亚里士多德，他通过自己的直觉观察，提出了自己的结论：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。这个结论一直沿用了两千多年，直到１７世纪，意大利物理学家伽利略对他的结论提出质疑，并设计了一个理想实验来指出亚里士多德的错误。实验方法：让一个小球静止的从一个斜面滚下来，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度，减小连接斜面的倾角，小球滚动的路程越长，但它同样能到达相同高度的地方（滚动的小球的愿望能达到它原来的高度，实验中的细节：采用弧形轨道），那么当对接的斜面成为水平面时，小球就要一直滚下去。(分析这与亚里士多德结论不相符的表现：当小球到达水平面是，在水平方向没有外力的作用，但它却永不停息的做匀速直线运动)

问题一、为什么小球能上升上原来的高度？

引导学生思考该实验的前提条件是什么？？？(分析实验过程，得出小球能上升上原高度是本实验的前提)，问学生为什么小球能上升上原高度，学生的回答可能是从能量守恒的角度来说明，教师说明，能量的概念是在伽利略去世１５０年后由英国物理学家托马斯杨提出为的，所以伽利略不可能根据能量守恒来说明小球能回到原来高度，强调该实验是伽得略从钟摆的运动中得到灵感，以大量的实验为依据的前提下证实小球能上升到原来的高度。（伽利略过世150多年后，英国物理学家托马斯·杨才提出了“能”的概念）伽利略得出了他的结论：没有其他原因，运动物体在水平面上将保持匀速直线运动状态。一年后法国物理学家笛卡尔补充和完善了伽得略论点，认为：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。

（说明伽利略是个非常细心的科学家，有着很强的动手能力，他制作了世界上第一台天文望远镜，制作了第一台温度计，由于他支持哥白尼的日心说，受的了教会的迫害，人们笑他是疯子，而他所执着的是对真理的追求，为我们树立了一个物理学家的光辉形象。）

问题二、伽利略在推翻亚里士多德观点中起了重要作用，为什么牛顿第一定律没有被叫做伽利略定律？？？？

应该说伽利略对力和运动的关系认识已经很接近牛顿第一定律了，但是他的认识还不够确切，他认为，只有在水平面上物体才具有保持速度的特征。（引导学生思索问题出在什么地方）从这个结论他认识地球上的水平面最后构成一个球，最后得到的结论运动的物体没有其他原因，将做匀速圆周运动，而这正是亚里士多德的观点。伽利略离成功只有一步之遥，而这一步他却没有跨出去。

数十年后的牛顿继续了伽利略的研究成果，并以自己的发现作出了完整、准确的结论：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。从这儿我们可以看出一个规律的发现是一个漫长曲折的过程。

问题三、牛顿第一定律告诉我们哪两个方面的内容？

惯性：物体总保持匀速直线运动或静止状态的性质

牛顿第一定律告诉我们的两个方面内容：

１．一切物体都有惯性２.外力是物体运动状态改变的原因

牛顿第一定律只解决了物体不受外力作用下的情况，物体受外力作用的情况是牛顿第二定律要解决的问题。

牛顿第一定律是在前人的基础上总结出来的，在谈到个人成就时，牛顿总是谦虚的说他站在了巨人的肩膀上，从这句话中可以看出牛顿对伽利略等人的尊敬。

惯性的利用和防止：

１、热机飞轮的作用

２、跳远时的助跑

３、轿车行驶中要求系好安全带

请一位同学公共汽车刹车时，人为什么会向前倾，为什么后来会恢复引导到下一节内容所要解决的问题（力的作用）

小结：这节课我们主要回顾了人们对运动和力关系的认识过程，并认识了牛顿第一定律的内容及适应范围，理解了惯性的概念及其利用和防止。

地球引力

牛顿第一运动定律
定律内容
英文名称：newtonfirstlawofmotion
一切物体在不受任何外力的作用下，总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
由于物体保持运动状态不变的特性叫做惯性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律。
英文名称：lawofinertia
惯性是一切物体固有的属性，无论是固体、液体或气体，无论物体是运动还是静止，都具有惯性。
说明
该定律说明力并不是维持物体运动的条件，而是改变物体运动状态的原因。牛顿第一定律又称惯性定律，它科学地阐明了力和惯性这两个物理概念，正确地解释了力和运动状态的关系，并提出了一切物体都具有保持其运动状态不变的属性——惯性，它是物理学中一条基本定律。上述定律主要是从天文观察中，间接推导而来，是抽象概括的结论，不能单纯按字面定义而用实验直接验证。和实际情况较接近的说法是：任何物体在所受外力的合力为零时，都保持原有的运动状态不变。即原来静止的继续静止，原来运动的继续作匀速直线运动。物体的惯性实质是物体相对于平动运动的惯性，其大小即为惯性质量。物体相对于转动也有惯性，但它跟第一定律所说的惯性不是一回事，它的大小为转动惯量。惯性质量和转动惯量都用来表示惯性，但它们是不同的物理量，中学物理不出现转动惯量的名词，可不必提两者的区别。物体在没有受到外力作用或所受合外力为零的情况下，究竟是静止还是作匀速直线运动，这除了和参考系有关外，还要看初始时的运动状态。
牛顿第一定律说明了两个问题：⑴它明确了力和运动的关系。物体的运动并不是需要力来维持，只有当物体的运动状态发生变化，即产生加速度时，才需要力的作用。在牛顿第一定律的基础上得出力的定性定义：力是一个物体对另一个物体的作用，它使受力物体改变运动状态。⑵它提出了惯性的概念。物体之所以保持静止或匀速直线运动，是在不受力的条件下，由物体本身的特性来决定的。物体所固有的、保持原来运动状态不变的特性叫惯性。物体不受力时所作的匀速直线运动也叫惯性运动。牛顿在第一定律中没有说明静止或运动状态是相对于什么参照系说的，然而，按牛顿的本意，这里所指的运动是在绝对时间过程中的相对于绝对空间的某一绝对运动。牛顿第一定律成立于这样的参照系。通常把牛顿第一定律成立的参照系成为惯性参照系，因此这一定律在实际上定义了惯性参照系这一重要概念。牛顿第一定律是作为牛顿力学体系一条规律，它具有特殊意义，是三大定律中不可缺少的独立定律。不能将第一定律看作牛顿第二定律的特例。注意：力不是产生速度的原因，而是产生加速度的原因！