惯性力学三定律论文

2022-04-18

摘要：从惯性参考系中的牛顿定律出发，在非惯性参考系中导出了质点动力学的基本定律及质点系的动能定律。以下是小编精心整理的《惯性力学三定律论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

惯性力学三定律论文篇1：

浅谈惯性定律的理解

对牛顿第一运动定律即惯性定律的物理意义，有些学生往往认识不足，很容易产生一些误解，以为牛顿第一运动定律定义了惯性和力，它是牛顿第二运动定律的特例，并无重要意义。其实，牛顿第一运动定律即惯性定律不仅是一条独立的物理定律，而且还是整个动力学的出发点，对它不做深刻的研究，就不能真正懂得整个牛顿力学体系。

一、牛顿第一运动定律即惯性定律仅给出力的定性的定义

牛顿第一运动定律即惯性定律，最早见诸于牛顿的名著《自然哲学的数学原理》一书，可译成：“每个物体继续保持其静止或沿一直线做等速运动的状态，除非有力加于其上迫使它改变这种状态。”这里给出的力的定义是定性的，不能看作是给力下了确切的定义。真正明确的，定量的力的定义是由牛顿第二运动定律给出的，力是产生加速度的原因。

二、牛顿第一运动定律即惯性定律没有定义惯性

认为牛顿第一运动定律即惯性定律定义了惯性的说法是不妥当的，所谓惯性即物体有保持静止或匀速直线运动的特性，是物体具有的一种本质属性，它与物体运动状态是否发生变化无关，可见惯性定律并不是用来解释物体这一具体属性的，只能说惯性定律给出了惯性这一概念，不能说是定义了惯性这个客观属性。

三、牛顿第一运动定律即惯性定律是一条独立的物理定律

把牛顿第一运动定律即惯性定律看做是牛顿第二运动定律的特例，这是一种似是而非的看法，是没有看到惯性定律也是一条重要力学定律的缘故。惯性定律首先揭示了维持物体运动的原因是物体的惯性，这就不是牛顿第二运动定律所能替代的。其次，惯性定律确定了运动定律在其中完全成立的参照系即惯性参照系。如果不是由第一运动定律建立了惯性系。那就无法正确表述其他运动定律。可见，惯性定律是一条重要的独立的物理学定律。

四、牛顿第一定律是一条客观规律

这一规律说明了物体具有惯性的性质，即原来静止的物体不受力时将保持静止状态，原来运动的物体将保持匀速直线运动状态，所以当没有外力改变物体运动状态时，物体将保持原来的运动状态。因此惯性是物体具有的一种性质，而牛顿第一定律是物体不受力时遵循的一条客观规律。

对于牛顿第一运动定律即惯性定律，我们可以概括地说，它是力学，也是整个物理学的出发点，它归纳了伽利略等人的科学成果并升华到理论高度，给出了力的定性定义、惯性概念和定义了惯性参照系。惯性定律不能通过其他物理定律或某个具体实验来获得，它是一条具有独立意义的重要定律。

参考文献：

余安军.浅谈惯性与惯性定律的教学.科学咨询，2012（31）.

编辑孙玲娟

作者：鲍生林

惯性力学三定律论文篇2：

浅谈非惯性参考系中的动能定理

摘要：从惯性参考系中的牛顿定律出发，在非惯性参考系中导出了质点动力学的基本定律及质点系的动能定律。那么在非惯性参考系中，动能定律能否沿用？讲述了非惯性参考系中的动能定理，首先，从非惯性参考系中质点动力学出发导出了非惯性参考系中的质点动力学的基本定律；其次，推导了非惯性参考系的情况下的平面转动和平面移动两种情况下的动能定律，并且举例证明了非惯性参考系中动能定律是沿用的。

关键词：非惯性参考系动能定理质点

在运动学中，往往要求在惯性参考系中讨论力学问题，且要运用牛顿定律解决力学问题，参考系是不能任意选择的，只能选择惯性参考系。在实际问题中往往要求在非惯性参考系中讨论力学问题，如果要在非惯性系中用牛顿定律解决力学问题，必须附加一个假想的力——惯性力当动力学中选用非惯性参考系解决问题时，也只限于沿用牛顿定律，而由牛顿定律导出的动能定理。一般不能沿用。在非惯性参考系中，动能定理是否沿用本文将对此问题进行讨论。

一、非惯性参考系中质点动力学的基本定律

因此推知，相对惯性参考系做匀速直线运动的参考系也是惯性参考系。

二、两种情况下的非惯性参考系中质点动能定理的推导

1.平面转动非惯性系中动能定理的推导

若引入惯性力的概念：

原则上说将惯性力F为外力考虑后就可以把惯性系中的一些质点动力学问题的原理和方法推广到非惯性系中去。因此一般非惯性系中动能定理在形式上与惯性系中的动能定理相一致。

2.平移非惯性系中动能定理的推导

此速度为两个物体的最终达到的相同速度。

从开始到两物体达到相同速度的整个过程中，系统的动能增量为：

三、结论

本文主要讲述了从在惯性参考系中的牛顿定律出发，在非惯性参考系中导出了质点动力学的基本定律及质点系的动能定律。首先，从非惯性参考系中质点动力学出发导出了非惯性参考系中的质点动力学的基本定律；然后，推导了非惯性参考系的情况下的平面转动和平面移动两种情况下的动能定律。由以上推导得知，如进一步假设惯性力做功具有与真实力做功同样的性质，则在考虑了惯性力做功的情况下，动能定理在平移非惯性系中也成立。在非惯性系与在惯性系中相比多了一部分“惯性力”做功。从而得出在两种非惯性系中的动能定理与惯性系中的动能定理具有相同的形式。

参考文献：

[1]王世来.质点动能定理在非惯性系中的推广及应用.舟山师专学报（自然科学版），1995，（3）.

[2]冯云光.非惯性参考系中的动能定理、机械能转换和守恒定理.铜仁师范高等专科学校学报，2003，5（3）：7.

[3]曹晓彬.在加速平动非惯性习中只电阻的动能定理.物理教师，2002，23（5）.

作者：海七林

惯性力学三定律论文篇3：

回归物理的生活本质，提升学生的物理素养

摘要：牛顿第一定律是力学的第一原理，涉及到力和惯性两个重要而基本的物理概念，同时揭示了运动和力的关系。笔者经过多方思考，从学生的生活场景入手，化概念抽象为生活形象，进行课堂教学设计，回归物理的生活本质，提升学生的物理素养。

关键词：牛顿第一定律；学生

一、教材分析：

牛顿运动定律是前面三章内容的基础上进一步研究运动和力的关系，这是质点动力学的核心内容。根据牛顿运动定律可以确定物体的位置，速度变化的规律。牛顿第一定律是牛顿物理学的基石，力学的第一原理，涉及两个重要而基本的物理概念：力和惯性，同时揭示了运动和力的关系：力不是维持物体运动的原因。为了便于学生理解，本章只限于物体的直线运动。

二、学生和学情分析

牛顿第一定律对学生来说是不陌生的，在初中阶段的学习中，学生除了“惯性和质量”这一问题没有专门学习外，本节的其他知识都有了大致的了解，而且在前三章学习了简单的运动，又知道力学一些简单知识，牛顿第一定律正是基于此基础上将运动和力联系起来的一条纽带，一座桥梁，是进一步分析和处理直线运动和力学问题的基础，起到承上启下的作用。

高中阶段，当学生再次面对牛顿第一定律的学习，首先应该在已有认识的基础上，纠正一些片面、不恰当的认识，加大思维强度，进一步深化和提高对相关问题的认识。据新课程的“四基”要求（基本知识，基本技能，基本经历，基本思想），由此确定本节课的三维教学目标和教学重难点。

三、教学目标和重难点分析：

知识与技能：

1、知道牛顿第一定律的内容。

2、知道什么是惯性，认识一切物体都有惯性。

3、会用物体的惯性解释惯性现象，培养学生的语言表达能力。

过程与方法：

1、通过活动体验力对物体运动的影响。

2、通过活动体验任何物体都有惯性。

3、学会观察生活中各种跟惯性有关的现象。

情感态度与价值观：

1、通过活动和阅读感受科学就在身边，对学生进行科学态度和科学方法的教育。

2、培养学生观察能力、逻辑思维能力和科学想象能力。

3、通过惯性现象，向学生进行交通安全教育。

教学重难点：

1、认识伽利略研究运动和力关系的思想方法，理解理想实验。（难点：使学生了解物理史，提高学生的物理素养）

2、理解牛顿第一定律的含义，并知道适用于惯性参考系。（重点：揭示力和运动的关系）

3、理解惯性的概念，知道质量是描述惯性的唯一量度。（重点：惯性是一个非常抽象的概念）

四、实验器材：

单摆球、演示惯性的小车、水杯、木球、伽利略理想实验模拟器材、视频

五、教学思路分析

牛顿第一定律的教学，没有计算方面的要求，主要是一些理性知识点的展现来进行规律教学。本着教学的主体是学生，对于抽象化的知识，能让学生主动地“品尝”，而不是被动地“填塞”。如何使无法触摸的“理”通过学生容易感觉到的“形”，展现在课堂上，实施有效教学，化抽象为形象，让学生在逐步渐进的实验现象面前，不断升华自己的思维感觉，去感受其中蕴藏的物理知识点，使学生疑有所释，问有所答，理有所解，学有所成。

基于上述的教学思路，笔者采用“生活情景展现（感受）——实验展示（感知）——总结提炼（认知）——回归生活（素养）”的教学安排进行课堂教学。

六、教学过程（以45分钟一节课为例）

1、引入新课，认识伽利略研究运动和力关系的思想方法，理解理想实验。（难点）

通过一对母女推拉车时的对话，引出两位伟大的科学家对“运动和力的关系”的截然不同的思维碰撞。让学生思考并回答：为什么亚里士多德的观点能统治人类思维两千多年？结合生活情景，让学生再次思考：生活现象背后隐藏的本质是什么？通过生活情景和实验演示，直至理想推测，得到伽利略的正确观点：“物体的运动不需要力来维持”。由此引出人类思想史上最伟大的成就之一——一种科学研究的方法——理想实验。（10分钟）

（设计理由：学习牛顿第一定律不仅要知道定律本身的内容，还要了解人类进行探究的历史过程，可以帮助学生理解相关知识的本质和内涵，并得到物理思想上的升华。）

2、理解牛顿第一定律的含义，得到惯性定律。（重点）

在笛卡尔补充伽利略观点的基础上，牛顿进行了总结，得到牛顿第一定律，提出了力的概念。此定律是利用逻辑思维对事物进行分析的产物，使学生领略理想实验带来的科学魅力。（5分钟）

（设计理由：介绍理想实验和真实实验的不同点，了解理想实验的意义及对科学进步的贡献。）

点拨牛顿第一定律的内容，利用两个小实验，学生参与活动，引出惯性的概念，牛顿第一定律也称为惯性定律。布置学生自学“惯性定律是牛顿物理学的基石”。（7分钟）

（设计理由：使学生认识到没有牛顿第一定律揭示的“力是改变物体运动状态的原因”，就不会有牛顿第二定律的产生，由定性到定量，是一个质的飞跃。）

3、理解惯性的概念，知道质量是描述惯性的唯一量度。（重点）

通过视频播放，图片展示，生活情景再现来体现生活中的“惯性”。如老师发口令，让学生在座位上模拟汽车前进，刹车时的身体倾向。如视频狗跳远至水池中，爬上岸后甩掉身上的水。如体育竞技中的跳远，保龄球，冰壶等，再如汽车的碰撞实验视频。见课后“问题与练习”1和2。（10分钟）

（设计理由：使学生知道生活中对惯性的利用和防止，让学生感受到科学就在身边，同时化知识为力量，充分利用惯性来解决某些问题，以及受到交通安全教育。）

通过体育比赛中的相扑运动员的体型硕大，体操运动员的身轻如燕，引出衡量惯性大小的量度是质量。然后通过以不同速度运动的物体刹车时间长短，在太空中的物体仍具有惯性，说明质量是衡量惯性大小的唯一量度。通过撕纸游戏，让学生在玩乐中得到知识的巩固。（8分钟）

（设计理由：使学生明确惯性大小是由质量唯一确定的。）

4、发展要求（知道）