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第七章 力 与 运 动
第一节 科学探究:牛顿第一定律
1.在实验的基础上进行科学推理,认识并理解牛顿
第一定律的内容;
2.经历牛顿第一定律的探究过程,掌握理想实验的
科学方法;
3.知道什么是惯性,认识惯性的利与弊,会解释生
产和生活中有关惯性的现象。
从以下力学现象中你有什么发现
F
对静止的课本等文具轻轻施加一个水平方向的拉力,课本等文具沿水平方向运动,撤去拉力后,课本等文具停了下来。
【想一想】
用铁锤敲击钉子,钉子向下运动陷入木板中,停止敲击,钉子就不再下陷。
对陷入雪地里的汽车施加水平的推力,汽车就沿水平方向运动了,撤去推力,车就会停下来。
静止的足球用脚施加力后会飞出去
以上力学现象中似乎具有一个共同特征:
物体的运动需要力的作用,若不受力,物体就不会运动或停止运动。
要维持物体做匀速运动,就必须给物体施加一恒定的力。不受力而一直运动的物体是不存在的。
——力是维持物体运动的原因!
真聪明,竟然和我的观点是一致的
亚里士多德
(Aristotle,前384-前322)
恩格斯评价他:最博学的人
古希腊著名的科学家和哲学家
伽利略
(Galileo,1564-1642)
关闭了发动机的火车,虽然继续运行,但是最后也将停下来。火车为什么会停下来呢
假如没有摩擦力的作用,那火车的运动状态又会有什么变化呢?
摩擦力
力是维持物体运动的原因
力是改变物体运动状态的原因
没有绝对光滑的平面,你们如何用实验证明你们的结论?
在学习声音时没有真空,他们都能用真空罩做出“真空不能传声”的实验,我想他们也会运用相同的思考方法设计一个实验来证明我的观点的。
时空对话
实验中,我们能使玻璃罩内达到绝对真空吗?我们又是怎样得出真空不能传声的结论的?该实验的实验理念是什么?
温故而知新
可靠的事实和深刻的
理论思维的结合
有空气的实际实验
无空气的理想实验
有摩擦力的实际实验
无摩擦力的理想实验
逻辑推理
真空罩实验理念
逻辑推理
我们要想验证伽利略理论的正确性,其实验的难点是什么 用什么理念突破这个难点
结合上述“真空不能传声”的实验,你应如何设
计实验来探究运动物体,如果不受其他物体的影响,会
一直运动下去吗?
让小车从斜面滑下,逐渐减小平面的粗糙程度,测量小车的运动距离,并推论当平面没有摩擦力时小车的运动情况。
提出问题
设计实验
控制变量法
相同的初速度
使小车到达水平面具有
1.小车从同一高度滑下
2.同一小车
3.同一斜面
4.使小车从斜面顶端自由滑下
实验中需要控制哪些影响因素,如何控制,目的是什么
需要哪些器材?
斜面、粗糙程度不同的木板、小车、刻度尺等
需要记录哪些信息?
水平面表面上的材料、小车的滑行距离
运动物体如果不受其他物体的影响,会一直运动下去吗?
平面越来越光滑
摩擦力越来越小
小车运动得越来越远
实验次数 表面材料 阻力大小 滑行距离
1 毛巾 最大 最短
2 粗布条 较大 较长
3 光滑木板 较小 长
实验现象
推理:
①阻力越小,运动距离 ,速度改变 。
②阻力为0(水平方向不受力作用),运动速度 。
③假如小车静止在水平面上,水平方向不受力,你认为小车的运动状态又会如何?
越长
越慢
不改变
研究方法:实验加推理
静止在水平桌面上
由实验可知:
物体在没有受到外力作用时,其运动会是匀速的、沿直线的,而且将永远运动下去。
运动的
笛卡儿补充了伽利略的认识,指出:如果运动物体不受任何力的作用,它不会向左、右方向偏,将永远沿原来的方向做匀速直线运动。
静止的物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态。
一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。
1.“一切”适用于所有物体;
2.“没有受到外力作用”是定律成立的条件,包括物体确实没有受到外力和物体受到平衡力的作用;
3.“总保持”是指物体在不受外力作用时,只有静止或匀速直线运动两种可能;
4.“或”指两种状态必有其一,不同时存在。
牛顿第一定律不是通过实验直接得出的,而是在大量实验的基础上用推理的方法概括出来的,不能用实验直接证明。
为什么会出现这样的现象呢
原来小球和铁片都处于什么状态?
后来铁片被弹走,小球的状态变了吗?
小球没有被弹走,仍然保持原来的 状态不变。这说明原来静止的小球在不受外力作用时仍保持静止状态。
静止
演示实验
原来小车和小球都处于______状态。
后来小车遇到障碍物受力停下来,小球仍保持_____状态。
运动
运动
小球没有停止,仍然保持原来的 状态不变。这说明原来运动的小球在不受外力作用时仍保持运动状态。
运动
演示实验
物体都具有 静止或匀速直线运
动状态的 。
——惯性
静者恒静,动者恒动
保持
性质
物体都具有保持静止或匀速直线运动状态的性质。
——惯性
静者恒静,动者恒动
固体具有惯性
气体具有惯性
液体具有惯性
一切
惯性解释方法
1.物体原来的状态;
2.观察哪个物体(或物体的某一部分)受到外力作用后突然改变了运动状态,并指明运动状态的变化情况;
3.物体由于惯性,怎样保持原来的运动状态不变;
4.说明题目给出的现象。
惯性的利用与防止
惯性不是力,是物体的一种基本属性,仅与物体的质量有关,质量越大,惯性越 .
大
惯性与质量的关系
1.下列关于牛顿第一定律建立的说法中正确的是
( )
A.它是通过理论推导出来的
B.它是通过实验直接得出的
C.它是可以通过实验验证的
D.它是以实验事实为基础,通过推理、想象而总结出
来的
D
2.下列说法中错误的是( )
A.正在运动的物体,如果所受的外力同时消失,
将沿直线继续运动
B.原来静止的物体,只有受到力的作用才会运动起来
C.原来静止的物体,不受外力作用仍保持静止
D.原来静止的物体,如果所受的外力突然同时消失,
将运动起来
D
3.被踢出的冰块,在摩擦力可以忽略的冰面上匀速滑动,冰块受不受向前的作用力
A: 不 受
B: 受
4.判断:
(1)只有静止或做匀速直线运动的物体才有惯性.
对
错
(2)做变速运动的物体没有惯性.
(3)任何物体都有惯性.
错
对
对
错
(注:点击选项,查看答案及解析)
回 答 正 确
此时,冰块由于惯性而以被踢出时的速度做匀速运动,不受向前的作用力.
错 误
回 答 正 确
惯性是物体的固有性质,任何物体都有惯性.
5.做伽利略实验时,每次做实验都用同一小车,从同样高的斜面上运动下来,使它在三种平面上开始运动时的速度相同,则下列有关这个实验的说法中错误的是( )
A.在同样条件下,小车受到的阻力越小,它前进得就越远
B.小车受到的阻力越小,它的速度减小得就越慢
C.小车的速度减小是由于受到了阻力
D.这个实验直接得出了牛顿第一定律
D
6.一颗弹珠在水平桌面上滚动,当它刚刚离开桌面时,假如所受的一切外力都消失,那么它将( )
A.立即停止运动
B.沿竖直方向做匀速直线运动
C.沿水平方向做匀速直线运动
D.做曲线运动往下掉
C
7.正在做曲线运动的物体,假如它所受的一切外力都消失,
那么它( )
A.立即停下来
B.仍然做曲线运动
C.立即做匀速直线运动
D.逐渐停止
C
8.在匀速行驶的船内,小明向上抛起一个小球,在抛
起处将手掌伸出,小球将会落到( )
A.小明的前方 B.小明的后方
C.小明的手中 D.无法判断
9.下列现象中,不属于惯性现象应用的是( )
A.用手拍打衣服上的灰尘
B.运动员采用助跑跳远
C.锤头松了,将锤柄在地上撞击几下
D.骑自行车时为了减速捏车闸
C
D
1.牛顿第一定律的内容:
一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。
2.惯性:物体保持运动状态不变的性质。
3.惯性是所有物体都固有的一种属性。
由于惯性的存在,静止的物体保持着其静止状态;运动的物体保持其匀速直线运动的状态。
人要学会走路,也得学会摔跤,
而且只有经过摔跤才能学会走路。
——马克思