第一節 牛頓運動第一定律
斜面拉箱模擬程式

牛頓第一定律的內容

力是維持物體運動的必要條件嗎?你可開啟下方內容,根據指示操作模擬程式,然後回答相關問題:


從上方活動建議,在模擬程式體驗無摩擦力世界後,可得以下啟示:

        物體維持勻速運動,
  • 必須
  • 無需
力的作用。

【題解】
我們可模擬一個沒有摩擦力的世界,把斜面拉箱模擬程式中的「箱子與斜面材質組合」設為「沒有摩擦」後再向靜止的箱子施力。停止施力後,箱子會以勻速繼續運動。由此可知維持物體的勻速運動,無需力的作用。


我們亦可通過對斜面拉箱模擬程式中的箱子施力,探究淨力的作用:


牛頓的三條運動定律乃力學的基本定理。以上的討論便可總結成牛頓運動第一定律:

在沒有淨力不平衡力的作用下,物體會保持靜止或繼續以勻速運動

要車子開始前進,就必須用力推它。要維持車子速度,就必須一直用力推著它,不能停下來。若停止用力,車子速率就會降低,直至停下來為止。
從牛頓第一定律看力的意義

牛頓運動第一定律說明了,無淨力時物體運動的情況。只要把這定律反過來看,便能得知力的意義。


顯示一名運動員擲出標槍,試在下方選擇正確的項目:

    要靜止的標槍開始運動,把它擲出,標槍手
  • 便需向標槍施力
  • 無需向標槍施力

    標槍被擲出後,標槍速度的
  • 大小不變但方向不斷改變
  • 方向不變但大小不斷改變
  • 大小和方向都不斷改變
  • 大小和方向都保持不變
,運動路徑向下彎曲,成拋物線形狀。

【題解】

標槍本來是靜止的,要把標槍擲出便需向它施力。由此可知:

若物體本來靜止不動,有淨力施於其上後便開始動。

標槍被擲出後,其速度大小和方向不斷改變,標槍不能保持勻速直線運動。由此可知:

若物體本來在做勻速直線運動,有淨力施於其上後,它的速度大小或方向會改變(或兩者均改變)。

要靜止的標槍開始運動,便要向它施力。地球引力會不斷改變標槍的速度大小和方向,令它不能保持勻速直線運動。


本節的結論可歸納如下:

當有淨力施於物體,其運動狀態有兩個可能的改變:

  • 若物體本來靜止不動,它便開始動;
  • 若物體本來在做勻速直線運動,它便不再保持勻速直線運動狀態,其速度的大小或方向會改變。
運動員擲出標槍
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