滬科版物理高一上3-A《牛頓第一定律慣性》教學(xué)設(shè)計

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1、 2019 最新滬科版物理高一上 3-A《牛頓第一定律 慣性》教 學(xué)設(shè)計 考綱要求 1．牛頓第一定律 ,慣性 Ⅱ 2．牛頓第二定律 , 質(zhì)量 Ⅱ 3．牛頓第三定律 Ⅱ 4．牛頓力學(xué)的適用范圍 Ⅰ 5．牛頓定律的應(yīng)用 Ⅱ 6．超重和失重 Ⅰ 知識網(wǎng)絡(luò)： 單元切塊： 按照考綱的要求 ,本章內(nèi)容可以分成三部分 ,即：牛頓第一定律、慣性、牛頓第三定律； 牛頓第二定律；

2、牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用。其中重點(diǎn)是對牛頓運(yùn)動定律的理解、熟練運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律分析解決動力學(xué)問題。難點(diǎn)是力與運(yùn)動的關(guān)系問題。 1 牛頓第一定律 慣性 牛頓第三定律 教學(xué)目標(biāo)： 1．理解牛頓第一定律、慣性；理解質(zhì)量是慣性大小的量度 1 / 12 2．理解牛頓第三定律 ,能夠區(qū)別一對作用力和一對平衡力 3．掌握應(yīng)用牛頓第一定律、第三定律分析問題的基本方法和基本技能 教學(xué)重點(diǎn)： 理解牛頓第一定律、慣性概念 教學(xué)難點(diǎn)： 慣性 教學(xué)方法： 講練結(jié)合 ,計算機(jī)輔助教

3、學(xué) 教學(xué)過程： 一、牛頓第一定律 1．牛頓第一定律（慣性定律）：一切物體總是保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài) ,直 到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。 這個定律有兩層含義： （ 1）保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)是物體的固有屬性；物體的運(yùn)動不需要用力來 維持 （ 2）要使物體的運(yùn)動狀態(tài)（即速度包括大小和方向）改變 ,必須施加力的作用 ,力是改 變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因 點(diǎn)評：①牛頓第一定律導(dǎo)出了力的概念 力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因。（運(yùn)動狀態(tài)指物體的速度）又根據(jù)加速度定義： a v ,有速度變化就一定有加速度

4、,所以可以說：力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。（不能 t 說“力是產(chǎn)生速度的原因”、“力是維持速度的原因” ,也不能說“力是改變加速度的原因”。） ②牛頓第一定律導(dǎo)出了慣性的概念 一切物體都有保持原有運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì) ,這就是慣性。慣性反映了物體運(yùn)動狀態(tài)改變的難易程度（慣性大的物體運(yùn)動狀態(tài)不容易改變）。質(zhì)量是物體慣性大小的量度。 ③牛頓第一定律描述的是理想化狀態(tài) 牛頓第一定律描述的是物體在不受任何外力時的狀態(tài)。而不受外力的物體是不存在 的。物體不受外力和物體所受合外力為零是有區(qū)別的 ,所以不能把牛頓第一定律當(dāng)成牛頓第二定律在 F=0 時的特例。

5、 2．慣性：物體保持原來勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。對于慣性理解應(yīng)注意以下三點(diǎn)： （ 1）慣性是物體本身固有的屬性 ,跟物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān) ,跟物體的受力無關(guān) ,跟物體所 2 / 12 處的地理位置無關(guān) （ 2）質(zhì)量是物體慣性大小的量度 ,質(zhì)量大則慣性大 ,其運(yùn)動狀態(tài)難以改變 （ 3）外力作用于物體上能使物體的運(yùn)動狀態(tài)改變 ,但不能認(rèn)為克服了物體的慣性【例 1】下列關(guān)于慣性的說法中正確的是 Ａ．物體只有靜止或做勻速直線運(yùn)動時才有慣性Ｂ．物體只有受外力作用時才有慣性 Ｃ．物體的運(yùn)動速度大時慣性大Ｄ．

6、物體在任何情況下都有慣性 解析：慣性是物體的固有屬性 ,一切物體都具有慣性 ,與物體的運(yùn)動狀態(tài)及受力情況無關(guān) , 故只有Ｄ項正確。 點(diǎn)評：處理有關(guān)慣性問題 ,必須深刻理解慣性的物理意義 ,拋開表面現(xiàn)象 , 抓住問題本 質(zhì)。 【例 2】關(guān)于牛頓第一定律的下列說法中 ,正確的是 A ．牛頓第一定律是實驗定律 B．牛頓第一定律說明力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因 C．慣性定律與慣性的實質(zhì)是相同的 D．物體的運(yùn)動不需要力來維持 解析：牛頓第一定律是物體在理想條件下的運(yùn)動規(guī)律 ,反映的是物體在不受力的情況下 所遵循的運(yùn)動規(guī)律 ,而自然界中

7、不受力的物體是不存在的．故Ａ是錯誤的．慣性是物體保持 原有運(yùn)動狀態(tài)不變的一種性質(zhì) ,慣性定律 (即牛頓第一定律 )則反映物體在一定條件下的運(yùn)動 規(guī)律 ,顯然 C 不正確．由牛頓第一定律可知 ,物體的運(yùn)動不需要力來維持 ,但要改變物體的運(yùn) 動狀態(tài)則必須有力的作用 ,答案為 B、 D 【例 3】在一艘勻速向北行駛的輪船甲板上 ,一運(yùn)動員做立定跳遠(yuǎn) ,若向各個方向都用相 同的力 ,則 （ ） A ．向北跳最遠(yuǎn) B．向南跳最遠(yuǎn) C．向東向西跳一樣遠(yuǎn) ,但沒有向南跳遠(yuǎn) D．無論向哪個方向都一樣遠(yuǎn) 解析：運(yùn)動員起跳后 ,因慣性其水平

8、方向還具有與船等值的速度 ,所以無論向何方跳都一 3 / 12 樣。因此應(yīng)選答案 D 。 點(diǎn)評：此題主要考查對慣性及慣性定律的理解 ,解答此題的關(guān)鍵是理解運(yùn)動員起跳過程 中,水平方向若不受外力作用將保持原有勻速運(yùn)動的慣性 ,從而選出正確答案 【例 4】某人用力推原來靜止在水平面上的小車 ,使小車開始運(yùn)動 ,此后改用較小的力就可以維持小車做勻速直線運(yùn)動 ,可見（ ） A ．力是使物體產(chǎn)生運(yùn)動的原因 B．力是維持物體運(yùn)動速度的原因 C．力是使物體速度發(fā)生改變的原因 D．力是使物體慣性改變的原因

9、 解析：由牛頓第一定律的內(nèi)容可知 ,一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài) ,直到 有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止 ,說明一旦物體具有某一速度 ,只要沒有加速或減速的原因 , 這個速度將保持不變 ,根據(jù)這種觀點(diǎn)看來 ,力不是維持物體的運(yùn)動即維持物體速度的原因 ,而 是改變物體運(yùn)動狀態(tài)即改變物體速度的原因 ,故選項 C 正確。 【例 5】如圖中的甲圖所示 ,重球系于線 DC 下端 ,重球下再系一 根同樣的線 BA ,下面說法中正確的是（ ） A ．在線的 A 端慢慢增加拉力 ,結(jié)果 CD 線拉斷 B．在線的 A 端慢慢增加拉力 ,結(jié)

10、果 AB 線拉斷 C．在線的 A 端突然猛力一拉 ,結(jié)果 AB 線拉斷 D．在線的 A 端突然猛力一拉 ,結(jié)果 CD 線拉斷 解析 ：如圖乙 ,在線的 A 端慢慢增加拉力 ,使得重球有足夠的時間發(fā)生向下的微小位移 , 以至拉力 T2 逐漸增大 ,這個過程進(jìn)行得如此緩慢可以認(rèn)為重球始終處于受力平衡狀態(tài) ,即 T2 ＝T1＋ mg,隨著 T1 增大 ,T2 也增大 ,且總是上端繩先達(dá)到極限程度 ,故 CD 繩被拉斷 ,A 正確。若 在 A 端突然猛力一拉 ,因為重球質(zhì)量很大 ,力的作用時間又極短 ,故重球向下的位移極小 ,以至于上端繩未來得及發(fā)生相應(yīng)的

11、伸長 ,T1 已先達(dá)到極限強(qiáng)度 ,故 AB 繩先斷 ,選項 C 也正確。 二、牛頓第三定律 1． 對牛頓第三定律理解應(yīng)注意： （ 1）兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反 ,作用在一條上 （ 2）作用力與反作用力總是成對出現(xiàn)．同時產(chǎn)生,同時變化 ,同時消失 （ 3）作用力和反作用力在兩個不同的物體上,各產(chǎn)生其效果 ,永遠(yuǎn)不會抵消 4 / 12 （ 4）作用力和反作用力是同一性質(zhì)的力 （ 5）物體間的相互作用力既可以是接觸力 ,也可以是“場”力定律內(nèi)容可歸納為：同時、同性

12、、異物、等值、反向、共線 2．區(qū)分一對作用力反作用力和一對平衡力 一對作用力反作用力和一對平衡力的共同點(diǎn)有：大小相等、方向相反、作用在同一條 直線上。不同點(diǎn)有：作用力反作用力作用在兩個不同物體上 , 而平衡力作用在同一個物體 上；作用力反作用力一定是同種性質(zhì)的力 , 而平衡力可能是不同性質(zhì)的力；作用力反作用力一定是同時產(chǎn)生同時消失的 , 而平衡力中的一個消失后 , 另一個可能仍然存在。 一對作用力和反作用力 一對平衡力 作用對象 兩個物體 同一個物體 作用時間 同時產(chǎn)生 , 同時消失 不一定同時產(chǎn)生或消失 力的性質(zhì) 一

13、定是同性質(zhì)的力 不一定是同性質(zhì)的力 力的大小關(guān)系 大小相等 大小相等 力的方向關(guān)系 方向相反且共線 方向相反且共線 3．一對作用力和反作用力的沖量和功 一對作用力和反作用力在同一個過程中（同一段時間或同一段位移）的總沖量一定為 零 ,但作的總功可能為零、可能為正、也可能為負(fù)。這是因為作用力和反作用力的作用時間一定是相同的 ,而位移大小、方向都可能是不同的。 【例 6】汽車?yán)宪囋谒降缆飞涎刂本€加速行駛 ,根據(jù)牛頓運(yùn)動定律可知（ ） A ．汽車?yán)宪嚨牧Υ笥谕宪嚴(yán)嚨牧? B．汽車?yán)宪嚨牧Φ扔谕宪嚴(yán)嚨牧?

14、 C．汽車?yán)宪嚨牧Υ笥谕宪囀艿降淖枇? D．汽車?yán)宪嚨牧Φ扔谕宪囀艿降淖枇? 解析：汽車?yán)宪嚨牧εc拖車?yán)嚨牧κ且粚ψ饔昧头醋饔昧?,根據(jù)牛頓第三定律 得知 ,汽車?yán)宪嚨牧εc拖車?yán)嚨牧Ρ囟ㄊ谴笮∠嗟确较蛳喾吹?,因而 B 正確 ,A 錯誤。 由于題干中說明汽車?yán)宪囋谒降缆飞涎刂本€加速行駛 ,故沿水平方向拖車只受到兩個外 力作用：汽車對它的拉力和地面對它的阻力。因而由牛頓第二定律得知 ,汽車對它的拉力必 5 / 12 大于地面對它的阻力。所以 C 對 ,D 錯。 【例 7】甲、乙二人拔河

15、,甲拉動乙向左運(yùn)動 ,下面說法中正確的是 A ．做勻速運(yùn)動時 ,甲、乙二人對繩的拉力大小一定相等 B．不論做何種運(yùn)動 ,根據(jù)牛頓第三定律 ,甲、乙二人對繩的拉力大小一定相等 C．繩的質(zhì)量可以忽略不計時 ,甲乙二人對繩的拉力大小一定相等 D．繩的質(zhì)量不能忽略不計時 ,甲對繩的拉力一定大于乙對繩的拉力 解析：甲、乙兩人對繩的拉力都作用在繩上 ,即不是作用力和反作用力．故 B 項錯誤． 做勻速運(yùn)動時 ,繩子受力平衡 ,即甲、乙兩人對繩的拉力大小一定相等 ,故 A 項正確． 繩的質(zhì)量可以忽略不計時 ,繩子所受合力為零．故甲、乙二人對繩的拉力大小一

16、定相等． 故 C 項正確． 繩的質(zhì)量不能忽略不計時 ,如果有加速度 ,當(dāng)加速度向右時 ,乙對繩的拉力大于甲對繩的拉力．故 D 項不正確． 故正確選項為 AC 。 【例 8】物體靜止在斜面上 ,以下幾種分析中正確的是 A ．物體受到的靜摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力 B．物體所受重力沿垂直于斜面的分力就是物體對斜面的壓力 C．物體所受重力的反作用力就是斜面對它的靜摩擦力和支持力這兩個力的合力 D．物體受到的支持力的反作用力 ,就是物體對斜面的壓力 解析： 物體受到的靜摩擦力的反作用力是物體對斜面的靜摩擦力．故 A 錯誤．

17、 物體對斜面的壓力在數(shù)值上等于物體所受重力沿垂直于斜面的分力．故 B 錯誤． 物體所受的重力的反作用力是物體對地球的吸引力．故 C 錯誤． 故正確選項為 D 。 【例 9】人走路時 ,人和地球間的作用力和反作用力的對數(shù)有 A ．一對 B．二對 C．三對 D ．四對 解析：人走路時受到三個力的作用即重力、地面的支持力和地面對人的摩擦力 ,力的作 用總是相互的 ,這三個力的反作用力分別是人對地球的吸引作用 ,人對地面的壓力和人對地面 的摩擦力 ,所以人走路時與地球間有三對作用力和反作用力 ,選Ｃ． 小結(jié)：物體間的作用力和反作

18、用力是相互的 ,總是成對出現(xiàn)的． 6 / 12 【例 10】物體靜止于水平桌面上 ,則 Ａ．桌面對物體的支持力的大小等于物體的重力 ,這兩個力是一對平衡力 Ｂ．物體所受的重力和桌面對它的支持力是一對作用力與反作用力 Ｃ．物體對桌面的壓力就是物體的重力 ,這兩個力是同一種性質(zhì)的力 Ｄ．物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對平衡的力 解析：物體和桌面受力情況如圖所示． 對 A 選項 ,因物體處于平衡狀態(tài) ,且 F N 與 G 作用于同一物體 ,因此 FN 和 G 是一對平衡力

19、 ,故Ａ正確． 對 B 選項 ,因作用力和反作用力分別作用在兩個物體上 ,故Ｂ錯． 對 C 選項 ,因壓力是彈力 ,而彈力與重力是性質(zhì)不同的兩種力 ,故 C 錯． 對 D 選項 ,由于支持力和壓力是物體與桌面相互作用 (擠壓 )而產(chǎn)生的 ,因此 FN 與 F N′． 是 一對作用力和反作用力 ,故 D 錯． 答案： A 點(diǎn)評： (1)一對作用力和反作用力與一對平衡力的最直觀的區(qū)別就是：看作用點(diǎn) ,二力平 衡時此兩力作用點(diǎn)一定是同一物體；作用力和反作用力的作用點(diǎn)一定是分別在兩個物體 上． (2) 兩個力是否是“作用力和反作

20、用力”的最直觀區(qū)別是：看它們是否是因相互作用而 產(chǎn)生的．如 B 選項中的重力和支持力 ,由于重力不是因支持才產(chǎn)生的 ,因此 ,這一對力不是作 用力和反作用力． 三、針對訓(xùn)練 1．火車在長直水平軌道上勻速行駛 ,坐在門窗密閉的車廂內(nèi)的一人將手中的鑰匙相對 車豎直上拋 ,當(dāng)鑰匙（相對車）落下來時（ ） A ．落在手的后方 B．落在在手的前方 C．落在手中 D ．無法確定 2．根據(jù)牛頓第一定律 ,我們可以得到如下的推論 （ ） A ．靜止的物體一定不受其它外力作用 B．慣性就是質(zhì)量 ,慣性是一種保持勻速運(yùn)動或靜止?fàn)顟B(tài)的特

21、性 C．物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了改變 ,必定受到外力的作用 D．力停止作用后 ,物體就慢慢停下來 7 / 12 3．關(guān)于物體的慣性 ,下列說法中正確的是（ ） A ．只有處于靜止或勻速運(yùn)動狀態(tài)的物體才具有慣性 B．只有運(yùn)動的物體才能表現(xiàn)出它的慣性 C．物體做變速運(yùn)動時 ,其慣性不斷變化 D．以上結(jié)論不正確 4．伽利略的理想實驗證明了（ ） A ．要物體運(yùn)動必須有力作用 ,沒有力作用物體將靜止 B．要物體靜止必須有力作用 ,沒有力作用物體就運(yùn)動 C．物體不受外力作用時 ,一

22、定處于靜止?fàn)顟B(tài) D．物體不受外力作用時 ,總保持原來的勻速直線運(yùn)動或靜止?fàn)顟B(tài) 5．關(guān)于慣性 ,下述哪些說法是正確的（ ） A ．慣性除了跟物體質(zhì)量有關(guān)外 ,還跟物體速度有關(guān) B．物體只有在不受外力作用的情況下才能表現(xiàn)出慣性 C．乒乓球可快速抽殺 ,是因為乒乓球的慣性小的緣故 D．戰(zhàn)斗機(jī)投人戰(zhàn)斗時 ,必須丟掉副油箱 ,減小慣性以保證其運(yùn)動的靈活性 6．如圖所示 ,一個劈形物體 M 放在固定的粗糙的斜面上 ,上面成水平．在水平面上放一 光滑小球 m,劈形物體從靜止開始釋放 ,則小球在碰到斜面前的運(yùn)動軌跡是（ ） A．沿

23、斜面向下的直線 B．豎直向下的直線 C．無規(guī)則曲線 D．拋物線 7．關(guān)于作用力與反作用力以及相互平衡的兩個力的下列說法中 ,正確的是（ ） A ．作用力與反作用力一定是同一性質(zhì)的力 B．作用力與反作用力大小相等 ,方向相反 ,因而可以互相抵消 C．相互平衡的兩個力的性質(zhì) ,可以相同 ,也可以不同 D．相互平衡的兩個力大小相等 ,方向相反 ,同時出現(xiàn) ,同時消失 8．質(zhì)量為 M 的木塊靜止在傾角為 α 的斜面上 ,設(shè)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為 μ,則下 8 / 12 列說

24、法正確的是 （ ） A ．木塊受重力 ,斜面對它的支持力和摩擦力的作用 B．木塊對斜面的壓力與斜面對木塊的支持力大小相等 ,方向相反 C．斜面對木塊的摩擦力與重力沿科面向下的分力 Mgsin α 大小相等 ,方向相反 D．斜面對木塊的摩擦力大小可以寫成 μMgcosα 9．下面關(guān)于慣性的說法中 ,正確的是 A．運(yùn)動速度大的物體比速度小的物體難以停下來 ,所以運(yùn)動速度大的物體具有較大的慣 性 B．物體受的力越大 ,要它停下來就越困難 ,所以物體受的推力越大 ,則慣性越大 C．物體的體積越大 ,慣性越大 D．物體

25、含的物質(zhì)越多 ,慣性越大 10．關(guān)于作用力與反作用力 ,下列說法中正確的有 A ．物體相互作用時 ,先有作用力 ,后有反作用力 B．作用力與反作用力大小相等 ,方向相反 ,作用在同一直線上 ,因而這二力平衡 C．作用力與反作用力可以是不同性質(zhì)的力 ,例如 ,作用力是彈力 ,其反作用力可能是摩擦 力 D．作用力和反作用力總是同時分別作用在相互作用的兩個物體上 11．（ 2002 年春大綜試題）根據(jù)牛頓運(yùn)動定律 ,以下選項中正確的是 A ．人只有在靜止的車廂內(nèi) ,豎直向上高高跳起后 ,才會落在車廂的原來位置 B．人在沿直線勻速前

26、進(jìn)的車廂內(nèi) ,豎直向上高高跳起后 ,將落在起跳點(diǎn)的后方 C．人在沿直線加速前進(jìn)的車廂內(nèi) ,豎直向上高高跳起后 ,將落在起跳點(diǎn)的后方 D．人在沿直線減速前進(jìn)的車廂內(nèi) ,豎直向上高高跳起后 ,將落在起跳點(diǎn)的后方 12．關(guān)于物體的慣性 ,下列說法正確的是 A ．只有處于靜止或勻速直線運(yùn)動的物體才具有慣性 B．只有運(yùn)動的物體才能表現(xiàn)出它的慣性 C．物體做變速運(yùn)動時 ,其慣性不斷變化 D．以上說法均不正確 9 / 12 13．下列現(xiàn)象中能直接由牛頓第一定律解釋的是 A ．豎直上升的氣球

27、上掉下的物體 ,仍能繼續(xù)上升一定高度后才豎直下落 B．水平勻速飛行的飛機(jī)上釋放的物體 ,從飛機(jī)上看是做自由落體運(yùn)動 C．水平公路上運(yùn)動的卡車 ,速度逐漸減小直至停止 D．用力將完好的雞蛋敲碎 14．火車在平直軌道上勻速行駛 ,門窗緊閉的車廂內(nèi)有一人向上跳起 ,發(fā)現(xiàn)仍落回車上原處,這是因為 A ．人跳起時 ,車廂內(nèi)的空氣給他以向前的力 ,帶著他隨同火車一起向前運(yùn)動 B．人跳起瞬間 ,車廂地板給他一個向前的力 ,推動他隨同火車一起向前運(yùn)動 C．人跳起后 ,車在繼續(xù)向前運(yùn)動 ,所以人落下必定偏后一些 , 只是由于時間很短 ,偏后距離太小 ,

28、不明顯而已 D．人跳起后直到落地 ,在水平方向上保持與車相同的速度 15．大人拉小孩 ,下列說法正確的是 A ．當(dāng)小孩被大人拉走時 ,大人拉力大于小孩拉力 B．當(dāng)小孩賴著不動時 ,大人拉力大于小孩的拉力 C．不管什么情況下 ,大人拉力總大于小孩的拉力 ,因為大人的力氣總比小孩大 D．不管什么情況下 ,大人拉力與小孩拉力大小相等 參考答案： 1． C 2． C 3． D 4． D 5 ． CD 6． B 小球光滑 ,因此在水平方向不受力 ,當(dāng)小球脫離劈形物后 ,只受重力 ,因而小球做自由落體運(yùn)動直到碰到斜面．因而小球的運(yùn)

29、動軌跡是豎直向下的直線． 7． AC 8 ． ABC 9 ． D 10 ．D 11 ．C 12． D 13． AB 水平公路上運(yùn)動的卡車 ,速度逐漸減小直至停止 ,是因為受到地面對它的摩擦 力．所以 C 錯誤．用力將完好的雞蛋打碎 ,是因為雞蛋在外力作用下發(fā)生了形變．因而 D 錯 誤． 14． D 人跳起后 ,因慣性在水平方向人與車始終有相同的速度 ,所以落回原處．故選項 D 正確． 15． D 大人拉力與小孩拉力是一對作用力和反作用力．根據(jù)牛頓第三定律 ,物體間的作 用力和反作用力總是大小相等 ,方向相反 ,作用在同一條直線上

30、 ,故不管在什么情況下 ,大人拉 10 / 12 力與小孩拉力大小都相等． 附： 頓第一定律的實驗驗證 1．不能用實驗直接驗證 因為不受力的實驗只能是理想實驗 ,是無任何實驗誤差的思維實驗． 嚴(yán)格來說 “不受力 ” 的條件真實實驗不能滿足 ,只能靠思維的邏輯推理去把握． 2．根本的方法是實驗的間接驗證． 即用實驗多次驗證牛頓第一定律或它與其他原理共同的邏輯推論的正確性． 3．邏輯論證僅僅是輔助方法 逐步減小真實實驗中物體在運(yùn)動方向上的受力 ,令其

31、逐步為零 ,則用外推法推論：如果受力等于零 ,則物體會做勻速直線運(yùn)動．即牛頓第一定律的表述是令人可信的． 這種邏輯論證的實質(zhì)不過是為牛頓第一定律又提供了幾種理想實驗的基礎(chǔ) ,因此不能做 為實驗檢驗的根本標(biāo)準(zhǔn)． 牛頓生平 牛頓 Sir Isaac Newton(1642 ～ 1727)是偉大的英國物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家。他出生于林肯郡伍爾索普的一個農(nóng)村家庭 ,恰與伽利略的去世是同年。 牛頓是遺腹子 ,又是早產(chǎn)兒 ,先天不足 ,出生時體重只有 3 磅 ,差點(diǎn)夭折。他兩歲時母親改 嫁 ,靠外祖母撫養(yǎng)。牛頓小學(xué)時期 ,體弱多病 ,性格靦腆 ,有些遲鈍 ,學(xué)習(xí)成績不佳

32、。但他意志堅強(qiáng) ,有不服輸?shù)膭蓬^。據(jù)說 ,一次班上功課第一的 “小霸王 ”欺侮他 ,踢了他的肚子一腳。牛頓 被迫鼓起勇氣與他較量 ,同時暗下決心在功課上一定要超過小霸王。他告誡自己說： “無論 做什么事情 ,只要肯努力 ,是沒有不成功的。 ”經(jīng)過刻苦努力 ,牛頓超過了小霸王 ,一躍而成為全 班第一。 牛頓 12 歲進(jìn)金格斯中學(xué)上學(xué)。那時他喜歡自己設(shè)計風(fēng)箏、風(fēng)車、日規(guī)等玩意。他制作 的一架精巧的風(fēng)車 ,別出心裁 ,內(nèi)放老鼠一只 ,名曰 “老鼠開磨坊 ”,連大人看了都贊不絕口。 1656 年牛頓繼父去世 ,母親讓牛頓停學(xué)務(wù)農(nóng) ,但他學(xué)習(xí)入迷 ,經(jīng)常因

33、看書思考而誤活。在舅舅的關(guān)懷下 ,1661 年 ,他進(jìn)入劍橋大學(xué)三一學(xué)院學(xué)習(xí) ,得到著名數(shù)學(xué)家巴羅的賞識和指導(dǎo)。 他先后鉆研了開普勒的《光學(xué)》、歐幾里得的《幾何學(xué)原本》等名著。 1665 年大學(xué)畢業(yè) ,成 績平平。這年夏天倫敦發(fā)生鼠疫 ,牛頓暫時離開劍橋 ,回到伍耳索普鄉(xiāng)下待了 18 個月。這 18 11 / 12 個月竟為牛頓一生科學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)奠定了堅實的基礎(chǔ)。 1667 年牛頓返回劍橋大學(xué) ,進(jìn)三一學(xué) 院攻讀研究生 ,1668 年獲得碩士學(xué)位。次年巴羅教授主動讓賢 ,并推薦牛頓繼任 “盧卡斯自然 科學(xué)講座 ”的

34、數(shù)學(xué)教授。時年牛頓 27 歲 ,從此在劍橋一待 30 年 ,1672 年牛頓入選為英國皇家 學(xué)會會員； 1689 年當(dāng)選為英國國會議員； 1696 年出任皇家造幣廠廠長； 1703 年當(dāng)選為皇 家學(xué)會會長； 1705 年英國女王加封牛頓為艾薩克爵士。 牛頓是 17 世紀(jì)最偉大的科學(xué)巨匠。他的成就遍及物理學(xué)、數(shù)學(xué)、天體力學(xué)的各個領(lǐng) 域。牛頓在物理學(xué)上最主要的成就是發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律 ,綜合并表述了經(jīng)典力學(xué)的 3 個基 本定律 —— 慣性定律、力與加速度成正比的定律、作用力和反作用力定律；引入了質(zhì)量、 動量、力、加速度、向心力等基本概念 ,從而

35、建立了經(jīng)典力學(xué)的公理體系 ,完成了物理學(xué)發(fā)展 史上的第一次大綜合 ,建立了自然科學(xué)發(fā)展史上的里程牌。其重要標(biāo)志是他于 1687 年所發(fā) 表的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》這一巨著。 在光學(xué)上 ,他做了用棱鏡把白光分解為七色光 (色散 )的實驗研究；發(fā)現(xiàn)了色差；研究了 光的干涉和衍射現(xiàn)象 ,發(fā)現(xiàn)了牛頓環(huán)；制造了以凹面反射鏡替代透鏡的 “牛頓望遠(yuǎn)鏡 ”。 1704 年出版了他的《光學(xué)》專著 ,闡述了自己的光學(xué)研究的成果。 在數(shù)學(xué)上 ,牛頓與德國萊布尼茲各自獨(dú)立創(chuàng)建了 “微積分學(xué) ”；他還建立了牛頓二項式定理。牛頓在聲學(xué)、熱學(xué)、流體力學(xué)等方面也有不

36、少研究成果和貢獻(xiàn)。 牛頓的一生遇到不少爭論和麻煩。例如 ,關(guān)于萬有引力發(fā)現(xiàn)權(quán)等問題 ,胡克與他爭辯不休 , 差點(diǎn)影響了《原理》的出版；關(guān)于微積分發(fā)明權(quán)的問題 ,與萊布尼茲以及德英兩國科學(xué)家爭吵不止 ,給內(nèi)向的牛頓帶來極大的痛苦。 40 歲以后 ,他把興趣轉(zhuǎn)向政治、化學(xué) ( 堿金屬變成黃 金 ) 、神學(xué)問題 ,寫了近 200 萬言的著作 ,毫無價值。常言道 “人無完人 ,金無足赤 ”,牛頓也是如此。但是牛頓終歸是偉大的牛頓 ,他的科學(xué)貢獻(xiàn)將永載史冊。 1727 年 3 月 31 日 ,牛頓因腎結(jié)石癥 ,醫(yī)治無效 ,在倫敦去世 ,終年 86 歲。他死后被安葬在 威斯敏斯特大教堂之內(nèi) ,與英國的先賢們安葬在一起。后人為紀(jì)念他 ,將力的單位定名為牛 頓。英國著名詩人 A?波普為他寫了一個碑銘 ,鑲嵌在牛頓出生的房屋的墻壁上。 “道法自然 ,久藏玄冥；天降牛頓 ,萬物生明?！? 12 / 12