牛頓運(yùn)動(dòng)定理包含三大定理,它們像主心骨一樣支撐起了整個(gè)精典熱學(xué)的裙樓。
牛頓第一定理告訴我們“一個(gè)物體不受力會(huì)如何?”
牛頓第二定理告訴我們“一個(gè)物體受力會(huì)如何?”
牛頓第三定理告訴我們“兩個(gè)物體之間的互相作用情況怎樣?”
每位定理都有好多相關(guān)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用。且聽(tīng)我一一道來(lái)。
明天我們講“牛頓第一定理”。先請(qǐng)你們看一個(gè)視頻(源自騰訊視頻),初步了解一下這一節(jié)的內(nèi)容。
一、重點(diǎn)內(nèi)容:
0.亞里士多德
以下文字源自百度百科,供參考。
亞里士多德(公元前384~前322),唐代哲人,古埃及人,世界唐代史上偉大的哲學(xué)家、科學(xué)家和教育家之一,號(hào)稱(chēng)法國(guó)哲學(xué)的集大成者。他是柏拉圖的中學(xué)生,亞歷山大的老師。
公元前335年,他在雅典辦了一所叫呂克昂的校區(qū),被稱(chēng)為逍遙學(xué)派。馬克思曾稱(chēng)亞里士多德是古埃及哲學(xué)屋內(nèi)最博學(xué)的人物,恩格斯稱(chēng)他是“古代的黑格爾”。
作為一位百科全書(shū)式的科學(xué)家,他幾乎對(duì)每位學(xué)科都作出了貢獻(xiàn)。他的寫(xiě)作涉及倫理學(xué)、形而念書(shū)、心理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、神學(xué)、政治學(xué)、修辭學(xué)、自然科學(xué)、教育學(xué)、詩(shī)歌、風(fēng)俗,以及雅典法律。亞里士多德的專(zhuān)著建立了西方哲學(xué)的第一個(gè)廣泛系統(tǒng)牛頓第一定律也叫什么定律,包含道德、美學(xué)、邏輯和科學(xué)、政治和玄學(xué)。
亞里士多德追求以世界的原本面目說(shuō)明各類(lèi)自然現(xiàn)象。例如說(shuō),他覺(jué)得天上的運(yùn)動(dòng)應(yīng)當(dāng)是完美的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。他覺(jué)得物體的運(yùn)動(dòng)須要力來(lái)維持,是與大量的“事實(shí)”相一致的。因?yàn)楫?dāng)時(shí)的研究總是靠直覺(jué)和思維進(jìn)行,因而,這一錯(cuò)誤觀點(diǎn)影響了人們兩千多年。
1.伽利略的智慧
伽利略觀察到:現(xiàn)實(shí)中,當(dāng)一個(gè)球沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí),它的速率減小,而向下運(yùn)動(dòng)時(shí),它的速率降低。
由此伽利略推測(cè):當(dāng)球沿水平面運(yùn)動(dòng)時(shí),它的速率應(yīng)不增不減。
實(shí)際上他發(fā)覺(jué):雖然沿水平面運(yùn)動(dòng),球也越來(lái)越慢,最后停出來(lái)。
伽利略覺(jué)得:這并非是它的“自然本性”,而是因?yàn)槟ゲ磷枇Φ木壒省?span style="display:none">dWP物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
他同樣還觀察到:表面愈光滑,球便會(huì)運(yùn)動(dòng)得越遠(yuǎn)。
于是他結(jié)論:若沒(méi)有磨擦阻力,球?qū)⒂肋h(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。

2.伽利略的理想實(shí)驗(yàn)
可以概括為:“一個(gè)事實(shí),三個(gè)結(jié)論”。
事實(shí):讓小球沿一個(gè)斜面從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng),小球?qū)ⅰ皼_”上另一個(gè)斜面。
第一個(gè)結(jié)論:假如沒(méi)有磨擦力,球?qū)⑸仙皆鹊母叨取?span style="display:none">dWP物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
第二個(gè)結(jié)論:降低第二個(gè)斜面的夾角,小球在這個(gè)斜面上仍將達(dá)到同一高度牛頓第一定律也叫什么定律,但這時(shí)它要運(yùn)動(dòng)得遠(yuǎn)一些。
第三個(gè)結(jié)論:將第二個(gè)斜面放平,球?qū)⒂肋h(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。
3.笛卡兒的貢獻(xiàn)
從數(shù)學(xué)學(xué)發(fā)展的歷史可以發(fā)覺(jué),當(dāng)時(shí)伽利略覺(jué)得的地面上的物體除靜止外的另一個(gè)原本面目是勻速圓周運(yùn)動(dòng)(而不是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng))。
是笛卡兒第一個(gè)明晰強(qiáng)調(diào):除非物體遭到外力作用,物體將永遠(yuǎn)保持靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。笛卡兒還覺(jué)得上述論斷應(yīng)當(dāng)作為一個(gè)原理加以確立,并且應(yīng)當(dāng)作為人類(lèi)整個(gè)自然觀的基礎(chǔ)。
這確實(shí)是人類(lèi)思想認(rèn)識(shí)的一次飛越。為此,笛卡兒也是牛頓所謂的“站在巨人脖子上”的巨人之一。
4.牛頓做了哪些?
既然笛卡兒的推論與牛頓第一定理幾乎完全相同,這么,牛頓的高明之處究竟彰顯在那兒呢?
(1)牛頓總結(jié)了前人的推論
(2)從數(shù)學(xué)上賦于了明晰的內(nèi)涵。這其中包括慣性和力作為科學(xué)概念的提出,以及慣性參考系等。
(課本上第68頁(yè)有一段話(huà)提到:無(wú)論在亞里士多德、還是伽利略和笛卡兒的時(shí)代,都沒(méi)有力的概念。我們?nèi)缃駷榱藬⑹霰憬荩陉愂雠nD之前的相關(guān)內(nèi)容時(shí),“借用”了力的概念。)
(3)明晰了力和物體運(yùn)動(dòng)及其變化之間的直接因果關(guān)系。
正是因?yàn)橥ㄟ^(guò)完善牛頓第一定理,才給出了“慣性”和“力”的科學(xué)概念,所以,
5.牛頓第一定理是完全獨(dú)立的基本定理。
不能把牛頓第一定理當(dāng)作牛頓第二定理在F=0時(shí)的特殊情況。

(以下文字源自百度百科,供參考)
它的獨(dú)立性表現(xiàn)在:
(1)確定了慣性參考系并引出了邏輯循環(huán)論證,這是公理體系的表現(xiàn),任何學(xué)科的第一命題都要具有此特點(diǎn)。
(2)強(qiáng)調(diào)了任何物體都具有慣性,完善的慣性概念。
(3)它的否命題闡明出力的概念,力是物體對(duì)物體的作用,力使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化。
(4)是牛頓第二定理的基礎(chǔ),首先,牛頓第一定理為第二定理打算了概念(力、慣性質(zhì)量、慣性系)并定性闡述力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系;其次,第一定理主要說(shuō)明物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。不受外力作用和物體所受外力矢量和為零不是一碼事,因而綜上所述,牛頓第一定理是完全獨(dú)立的基本定律,用其解決的問(wèn)題,別的任何規(guī)律都未能解決,第二、第三定理根本不能代替第一定理。
6.慣性
慣性是物體的固有屬性,表現(xiàn)為總是“企圖”保持“原來(lái)的狀態(tài)”不變。
原先靜止的“想保持”靜止,原先運(yùn)動(dòng)的“想”保持運(yùn)動(dòng)。
生活中有好多事例能說(shuō)明物體具有慣性。例如,我們豎直向下跳上去,并不會(huì)因?yàn)樵虑蜣D(zhuǎn)動(dòng),而落在別的地方。由于,因?yàn)閼T性,我們也在隨著月球轉(zhuǎn)動(dòng)。
也有好多反映物體具有慣性的小實(shí)驗(yàn)可以做。我們下節(jié)課進(jìn)行。
二、學(xué)法指導(dǎo):
1.弄清各類(lèi)觀點(diǎn)的來(lái)龍去脈。
例如:亞里士多德覺(jué)得“力是維持運(yùn)動(dòng)的誘因”是“信口開(kāi)河”嗎?他的根據(jù)是哪些?
對(duì)于運(yùn)動(dòng)和力,伽利略觀察到哪些?他的結(jié)論是哪些?
理想實(shí)驗(yàn)為何是“理想”的?等等
2.結(jié)合生活實(shí)際,來(lái)理解“慣性”。
認(rèn)真完成課后練習(xí)題,才能了解好多相關(guān)的生活實(shí)際。自己也可以再想一些,作為補(bǔ)充。
當(dāng)你認(rèn)真地思索這種問(wèn)題,并能講給他人聽(tīng)的時(shí)侯,就離真正把握這種知識(shí)不遠(yuǎn)了。
明天的課就到這兒。假如你認(rèn)為可能對(duì)你的同學(xué)有幫助,歡迎分享。我們上次再會(huì)。
