高一物理必修一牛顿第一定律知识点|高一物理上学期牛顿第一定律知识点

高一物理牛顿第一定律知识点
一、定律定义
牛顿第一定律表明，当合外力为零时，原来静止的物体将继续保持静止状态，原来运动的物体则将继续以原来的速度做匀速直线运动。合外力为零包括两种情况：一种是物体受到的所有外力相互抵消，合外力为零;另一种是物体不受外力的作用。有的专家学者认为这种表述方式并不严谨，所以通常采用原始表述。
二、演绎过程
伽利略研究运动学的方法是把实验和数学结合在一起，既注重逻辑推理，又依靠实验检验。 他对光滑斜面的推论是通过实验观察，并推论得到的。但是这个完全光滑的斜面在现实中不存在，因为无法将摩擦力完全消除，因此理想斜面实验属于伽利略的逻辑推理部分。
伽利略对光滑斜面的推论
现实中，当一个球沿斜面向下滚时，它的速度增大，而向上滚时，它的速度减小。
由此伽利略推论，当球沿水平面滚动时，它的速度应不增不减。实际上他发现，球愈来愈慢，最后停下来。伽利略认为，这并非是它的“自然本性”，而是由于摩擦阻力的缘故，因为他同样还观察到，表面愈光滑，球便会滚得愈远。
于是他推论，若没有摩擦阻力，球将永远滚下去。
伽利略的理想斜面实验
伽利略的理想斜面实验实验如图所示，让小球沿一个光滑斜面从静止状态开始下滚，小球将滚上另一个斜面，达到与原来差不多的高度然后再下滚。他推论，只是因为摩擦力，球才没能达到原来的高度。然后，他减小后一斜面的倾角，小球在这个斜面上仍达到同一高度，但这时它要滚得远些。继续减小第二个斜面的倾角，球达到同一高度就会滚得更远。
于是他对斜面平放时的情况进行研究，结论显然是球将永远滚下去。这就是说，力不是维持物体的运动即维持物体的速度的原因，而恰恰是改变物体运动状态即改变物体速度的原因。因此，一旦物体具有某一速度，如果它不受力，就将以这一速度匀速直线地运动下去。
三、适用范围
牛顿第一定律只适用于 惯性参考系。在质点不受外力作用时，能够判断出质点静止或作匀速直线运动的 参考系一定是惯性参考系，因此只有在惯性参考系中牛顿第一运动定律才适用。
牛顿第一定律在非惯性参考系(即有加速度的系统)中不适用，因为不受外力的物体，在该参考系中也可能具有加速度，这与牛顿第一定律相悖。
当牛顿第一定律不成立时，即 非惯性系中，要用非惯性系中的力学方程 求解力学问题。式中 为在惯性系中测得的物体受的合力， 为在非惯性系中测得的惯性力, 为非惯性系统的加速度。
高一物理牛顿第一定律答疑
1、惯性就是惯性定律吗?
答：不是。惯性是物体本身的固有属性，与物体是否受外力作用无关，即与外界条件变化无关;惯性定律则是一条客观的物理规律，它反映了物体不受外力作用时的运动规律。显而易见，二者是不同的。
2、牛顿第一定律是怎样描述运动和力的关系的?
答：一方面，牛顿第一定律指出，物体不受外力作用时的运动状态，或者是静止不动;或者是做匀速直线运动。另一方面，该定律又指出，要改变物体的这种静止或匀速直线运动状态，只有力作用在物体上才能实现，即力是物体运动状态改变的原因。还有，物体具有能保持原来的运动状态的性质，这种性质是物体本身固有的，叫做物体的惯性。
3、物体的速度越大其惯性就越大吗?
答：不是。速度是表示物体运动快慢的物理量，而惯性是物体保持其运动状态不变的本性。我们说“物体甲的惯性比物体乙的惯性大”，是说“物体甲的质量比物体乙的质量大”。在同样的外力作用下，物体甲的速度变化较慢(即加速度较小，其运动状态较难改变)，物体乙的速度变化较快“即加速度较大，其运动状态容易改变”。因此，那种“物体有速度时才有惯性”、“物体只有速度变化时才有惯性”、“推静止的物体比推运动的物体用力大，说明静止的物体惯性大”的说法都是错误的。其实质是对“惯性和速度”概念理解不清所致。
4、骑自行车上坡，为了容易爬上去，往往在上坡前用力蹬车，使车具有较大的速度。有人说，这样做是为了增大车的惯性，他说得对吗?
答：不对。自行车的惯性，是由自行车的质量决定的，与自行车运动还是静止、运动速度是大是小、是加速还是减速都没有关系。的确，为了顺利的爬上坡顶，人们往往在上坡前用力蹬车。这个现象可以用另外的知识去解释(后面将要学习到)，但不能把提高速度和增大惯性联系起来。
5、怎样理解“质量是物体惯性大小的量度”中的量度?
答：这里说的量度，就是定量表示的意思。具体可以这样理解：物体的质量相同，则它们的惯性大小就一样;物体的质量不同，则它们的惯性大小就不一样。一个物体的质量是另一个物体质量的两倍，则这个物体的惯性就是另一个物体的惯性的两倍。
6、牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例吗?
答：不是。牛顿第一定律是一条独立的规律，绝不能简单的看成是牛顿第二定律的特例。在牛顿第一定律中包含了惯性和力两个重要的概念，这是牛顿第二定律无法替代的。“不受外力”与“受合外力为零”虽然是等效的，但不是等同的。如物体不受外力时，物体不会发生形变，但合外力等于零的条件下物体可能发生形变。

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