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
伽利略的慣性概念
伽利略 Galileo Galilei 西元 1564 ~ 1642
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” )
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
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
牛頓第一運動定律
牛頓 Issac Newton 西元 1642 - 1727
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
靜止 等速
加速度 加速度
等加速度 牛頓
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
前
原
(媒體:
1
, 1’25” ;2
, 1’3” )
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 。
下
(媒體:
1
, 1’31” ;2
, 23” )
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
後
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
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)
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)
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
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
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
返
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
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” )
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