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 伽利略的慣性概念

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Academic year: 2022

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全文

(1)

課程名稱:

牛頓第一運動定 律

課程名稱:

牛頓第一運動定 律

編授教師:

中興國中 楊秉鈞

(2)

 伽利略的慣性概念

伽利略 Galileo Galilei 西元 1564 ~ 1642

(3)

伽利略雙斜面實驗

 雙斜面實驗

( 1 )古希臘,亞里斯多德推論水平面上運動的物體,必須持續受力,

才能維持它的運動狀態,若不持續受力,最後終將靜止。

( 2 )實驗推想:物體自光滑斜面滑下

 球由左下滑,最後達到右邊 的垂直高度。

 把右邊斜面坡度逐漸減小,球達到的垂直高度 。  經過斜面距離 。

相同

相同 增長

(媒體:

1

, 10” )

(4)

伽利略雙斜面實驗

 雙斜面實驗

( 2 )實驗推想:物體自光滑斜面滑下

 推想:若右邊斜面改成一水平面時,小球如何運動?

 。  。

沿直線方向不停運動 作等速度直線運動

(5)

 慣性:

伽利略認為物體具有維持原來運動狀態的特性,稱為慣性 ( 1 )意義:物體保持 的特性。

 原來的運動狀態: 、 。

( 2 )影響物體慣性大小的因素:只與 有關。

 質量大,物體的慣性大;質量小,物體的慣性小

伽利略的慣性概念

原來運動狀態

靜止 等速

質量

(6)

 牛頓第一運動定律

牛頓 Issac Newton 西元 1642 - 1727

(7)

牛頓第一運動定律

 牛頓第一運動定律

1. 提出者: 。 2. 定律內容:

( 1 )內容:物體若不受外力作用,或受外力作用但合力為零,則 其運動狀態將維持不變。

即靜者恆 ;動者恆 ,且作 運 動。

又稱為 定律。

( 2 )討論:

 物體所受合力為零時,就會維持慣性( 、 )。

 F = 0  a 0 (牛頓第一運動定律)

 物體所受合力不為零時,就會產生 而作 運動  F ≠ 0  a 0 (牛頓第二運動定律)

 所受合力為定值時,作 運動。

(媒體:

1

, 3’35” ) 慣性

動 等速度直線

靜止 等速

加速度 加速度

等加速度 牛頓

(8)

牛頓第一運動定律

 慣性定律實例

( 1 )靜止的慣性實例:

 汽車突然啟動,車上的人向 仰  猛然搖動果樹讓果實脫落、

 拍打衣服、棉被、板擦除去灰塵(粉筆灰)

 急拉杯上的紙片,紙片上的銅板掉入杯中 ( 2 )運動的慣性實例:

 汽車突然煞車,車上的人向 傾  賽跑到達終點無法立即停止

 刀柄向地敲擊,刀進柄

 洗手後揮動手臂,水飛離甩出

 在等速度運動的火車上,鉛直拋出硬幣,會落在 位置 後

(媒體:

1

, 1’25” ;

2

, 1’3” )

(9)

牛頓第一運動定律

 慣性定律實例

( 3 )實例圖說:

 運動中的車子煞車停住,車內的人、物維持向前運動的慣性  三木塊上下疊立於水平桌面上,今以木槌急速敲擊最下層的 木塊 C ,則上方的 A 、 B 兩木塊將如何運動?

A 、 B 垂直落 。

(媒體:

1

, 1’31” ;

2

, 23” )

(10)

牛頓第一運動定律

 慣性定律實例

( 3 )實例圖說:

 球於靜止推車上,若推車突然向前推時,球?球往 移 動。

 球往後移動

(11)

牛頓第一運動定律

 慣性定律實例

( 3 )實例圖說:

 書於移動中的椅子,若椅子突然停止,書?書往 移動。前

書往前移動 

(12)

牛頓第一運動定律

 慣性定律實例

( 3 )實例圖說:

 靜止中的車子啟動時:車中人、物, 。向後傾

靜止中的車子啟動時:

車中人、物:向後傾

(或加速)

(13)

牛頓第一運動定律

 慣性定律實例

( 3 )實例圖說:

 運動中的車子煞車時:車中人、物, 。向前傾

運動中的車子煞車時:

車中人、物:向前傾

(或減速)

(14)

實例圖說

 手持一杯水突然由靜止而行走,

水體如何? 。

 鬆脫的鎚頭如何再密合? 。

快速敲在地上 水體向後

(15)

範例解說

1. ( )有一運動中的物體速度為 3 公尺 ∕ 秒,若不受任何外力 作用,則 10 秒後物體速度為多少公尺 ∕ 秒?

  (A) 1   (B) 2   (C) 3   (D) 4 。 C

不受外力,維持慣性

(16)

範例解說

2. ( )阿華坐在一輛正向東直線行駛的火車上,他觀察火車上水平 桌面的一杯水,直到火車準備進月台,其杯內水面的情形依 序呈現如下圖  →  →  的情形,試問下列速度 - 時間圖,

何者符合阿華觀察期間火車之運動狀態?

C

加速 等速 減速 無 折

(17)

範例解說

3. ( )物體向左拉動紙帶,打點計時器的紙帶打點記錄如附圖所示,

則從哪一點開始物體所受之合力為零?

  (A) C   (B) D   (C) E   (D) F 。 C

等時距,點距相等

 等速運動 等加速度運動

靜止或等速

合力

 0  a  0 

F

(18)

範例解說

4. 如圖,試管內盛水,試回答下列問題:

( 1 )哪種情形會呈現如甲圖? 。 ( 2 )哪種情形會呈現如乙圖? 。 ( 3 )哪種情形會呈現如丙圖? 。

A :向左等速度運動 B :向右等速度運動

C :由靜止突然向左運動 D :由靜止突然向右運動 E :原向右運動突然減速 F :原向右運動突然加速 G :原向左運動突然減速 H : 原向左運動突然加速

AB CEH

DFG

(媒體:

1

, 1’49” )

(19)

GIF 動畫檔 資源來源

1. 簡報第 3 頁:雙斜面實驗

Mammoth Memory2.

簡報第 9 頁:

慣性動畫

Andres Robotics and Science

3. 簡報第 15 頁:慣性實驗

AstroCamp School

4. 簡報第 15 頁:慣性實驗

Pinterest

(20)

課程結束

參考文獻

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