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牛顿第一定律 惯性
7.3
第七章 运动和力
(沪粤版)八年级
下
牛顿第一定律
惯性
a、探究运动和力的关系
b、认识牛顿第一定律
a、什么是惯性
b、怎么理解惯性
生活中的惯性现象
a、利用惯性的现象
b、防止惯性带来危害的现象
一
二
三
01
学习目标
c、惯性与牛顿第一定律的区别
02
激趣导入
人推箱子,箱子运动
人踢球,球动起来
人蹬自行车,车向前行驶
那是不是没有力,物体就不运动了?
如果不施加力,物体就停止了……
由第六章的内容学习可知,力是改变物体运动状态的原因,观察下图分析讨论……
力是维持物体运动状态的原因
物体运动并不需要力来维持
亚里士多德
伽利略
对此,历史上的伟人有着不同的观点……
谁才是正确的呢?
02
激趣导入
知识点1——牛顿第一定律
a、探究运动和力的关系
b、认识牛顿第一定律
一
伽利略是对的!
骑自行车时,停止用力后,它还会运动一段距离呢!这说明运动不一定需要力的作用来维持。
他们说的都不对!
有时需要用力,有时不需要用力。
亚里士多德是对的!
有许多事实可以证明“不推不动”,如骑自行车时,不用力踏,它就会停下来。
探究运动和力的关系
在地球上,完全不受力的物体是没有的。但是,可以设法使一个运动着的物体在运动方向上受到的力逐步减小,研究它的运动情况,再进一步推想它不受力时的运动情况。
●设计实验与制订方案
根据上述思路,同学们经过讨论交流,设计了如下实验。
①如图(a)所示,将小车从斜面某一高度处由静止释放,当小车运动到铺毛巾的水平木板上时,观测它运动的距离。
②如图(b)所示,将小车从斜面同一高度处由静止释放,当小车运动到铺纸板的水平木板上时,观测它运动的距离。
③如图(c)所示,将小车从斜面同一高度处由静止释放,当小车运动到铺玻璃板的水平木板上时,观测它运动的距离。
探究运动和力的关系
TIPS
为什么要在同一高度释放小车?
怎么判断小车受阻力影响的程度?
用到的实验方法?
保证小车到达水平木板的初速度相同
观察小车在水平木板运动的距离
控制变量法、转换法
●获取与处理信息
根据上述步骤进行实验,把小车在水平面上运动时受到的摩擦情况和运动距离填入表中。
请分析上述实验结果,得出结论。
大
较大
最小
短
较长
最长
探究运动和力的关系
若水平面完全没有摩擦且足够长,小车将会怎么运动?
足够长且光滑
通过实验,我们可以知道
小车从同一高度由静止释放,水平面越光滑,小车受到的摩擦力就越小,小车运动的距离就越大。
小车将一直运动下去……
伽利略在实验的基础上,经过推理后认为:
物体的运动并不需要力来维持;运动的物体会停下来,是因为它受到了摩擦力。
上面进行科学探究的思路,与17世纪意大利物理学家伽利略的研究相似。
在轨道的一边释放一颗钢珠,如果忽略摩擦力带来的影响,我们发现钢珠从左边滚下后,再从右边的斜面滚上,钢珠将上升到与左边释放高度相同的点;若将右边的倾斜角减小,钢珠还是上升到原来的高度,但通过的路程比原来更长;假设右边的轨道为水平,钢珠想要达到原来的高度,但是钢珠无法达到原来的高度,钢珠将永远运动下去。
英国科学家牛顿总结了前人的研 究成果,进一步推理、概括出下面的结论:
一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。这就是牛顿第一定律。
力是维持物体运动的原因
物体运动不需要力来维持
物体停止下来是受到了阻力
运动物体在不受外力影响时
将以同一速度同一直线方向运动
关于牛顿第一定律,我们要进一步进行理解……
一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
一切物体:适用于所有的物体
静止状态或匀速直线运动:两种状态中其中一种
直到有外力:受外力才改变原有的状态,不受外力则继续保持
ps.牛顿第一定律不是由实验得出,而是在大量的经验和事实基础上推理概况得来的
生活中完全不受力的情况是不存在的(如摩擦力、重力),因此完全没有外力的情况是理想化的推理,这种基于实验的推理方法叫理想实验法。
学习声音时模拟真空的方法就是理想实验法。
知识点2——惯性
a、什么是惯性
b、怎么理解惯性
二
b、惯性与牛顿第一定律的区别
牛顿第一定律指出,不受外力时,原来静止的物体将保持静止,原来运动的物体将保持匀速直线运动状态不变。
物理学中,把物体保持静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。因此,牛顿第一定律又叫做惯性定律。
所以日常中有什么东西和惯性有关?
做两个惯性小实验
1. 在玻璃杯上放一块塑料片,塑料片上放一枚硬币,然后用手指把塑料片迅速弹出去 。塑料片被弹出去时,硬币也会一起飞出去吗?为什么?
2. 如图所示,在小车A上放置带轮子的木块B。先使木块B与小车A一起向右运动,当小车A被挡板C制动时,小车上的木块B的运动情况会发生什么变化?为什么?
怎么解释惯性现象?
硬币和纸都是静止在杯口上
小车A和木块B原来以同一速度运动
小车A被C制动后停下来,木块B继续向前运动
v
木块B直到脱离小车A后,才向前倾倒
在纸被手撤走时,纸张运动,硬币不动
硬币在失去纸的承托后,掉落杯中
原来静止
原来运动
怎么理解惯性?
一切物体:所有的物体,都有惯性
任何状态:无论物体静止或者运动,都有惯性
任何受力情况:物体原来是受力或不受力,都有惯性
惯性是物体的一种普遍属性。
不受外力
保持静止
保持匀速直线运动
不受外力
ps.惯性不是力,不能和力比较,不能说“物体受到惯性的作用”
惯性有大有小,反映的是物体改变原有运动状态的难易程度
既然惯性反映的是物体改变原有状态的难易程度,那么它的大小和什么有关?
推动装水较少的桶
推动装水较多的桶
左侧轻一点的桶较容易被推动
右侧重一点的桶没那么容易被推动
惯性的大小只与物体质量的大小有关,质量越大,惯性越大
质量越小,运动状态越容易被改变
质量越大,运动状态越难被改变
牛顿第一定律又叫做惯性定律,惯性就是牛顿第一定律吗?
牛顿第一定律 惯性
区别 是一条物理规律 是物体的一种属性
在物体不受外力的作用下成立 任何情况下都成立
关系 正因惯性是物体都具有的属性,所以当物体在不受外力作用时,才会继续保持静止或匀速直线运动状态,因此得出牛顿第一定律(惯性定律) 知识点3——生活中的惯性现象
a、利用惯性的现象
三
b、防止惯性带来危害的现象
我们生活中有很多场景是与惯性有关……
跳远运动员助跑加速,在跳离地面后由于惯性,向前运动
当公共汽车突然启动时,乘客的脚随车向前运动,而身体的上部由于惯性还保持着原来的静止状态,因此后倾倒。
因此惯性在我们生活中,既有利也有害……
我们生活中有很多场景是利用了方便我们工作生活……
撞击锤柄紧固锤头
加速起飞的跳台滑雪运动
用拍子拍棉被去灰
投掷游戏
在生活中也给我们带来一些危害,因此我们也要预防……
汽车安全气囊
行驶系带安全带
设置护颈头枕等
04
课堂小结
惯性
生活中的惯性现象
牛顿第一定律
惯性
定义:把物体保持静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。
利用惯性的现象
防止惯性带来危害的现象
牛顿第一定律
探究运动和力的关系
内容:一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
影响惯性大小的因素:物体的质量
注意:惯性不是力,是物体的属性
05
随堂练习
1、关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )
A.只有不受力的物体,才能保持静止状态
B.只有运动的物体才遵守牛顿第一定律
C.物体受到力的作用,其运动状态一定发生改变
D.物体的运动状态发生改变一定受到力的作用
D
2、如图所示,在探究阻力对物体运动的影响实验中,让小车从同一斜面滑下,然后分别从棉布和木板表面滑过。关于本实验下列说法正确的是( )
A.从该实验现象中可以直接得出牛顿第一定律
B.两次实验可以让小车从斜面的不同高度释放
C.实验现象说明,小车所受阻力越小,速度减小越慢
D.小车之所以会停下来是因为物体的运动需要力来维持
C
05
随堂练习
3、将小球竖直向上抛出后,每隔0.1秒的位置如图所示。假设小球运动至甲处时,所受所有外力都消失,则推测小球从甲处开始,其运动情况及每隔0.1秒的位置正确的是( )
A.① B.② C.③ D.④
C
4、下列几种关于惯性的说法中正确的是( )
A.只有在物体所受的合外力为零时,物体才有惯性
B.物体在各种运动状态下都有惯性
C.物体在粗糙地面上没有滑行,所以没有惯性
D.当物体受到外力作用后,物体不能维持原来的运动状态,所以惯性就发生了变化
B
05
随堂练习
5、《考工记》中有“马力既竭,转犹能一取焉”,意思是马对车不施加拉力了,车还能继续向前运动,这是关于惯性的最早记述。关于马车的惯性,下列说法正确的是( )
A.马的拉力改变时,马车的惯性改变
B.车无论是否受力,马车都具有惯性
C.马车运动的越快,马车的惯性越大
D.撤去拉力后,马车受到惯性的作用
6、加沙地带战火纷飞,我国对巴勒斯坦的平民进行人道主义救援,空投物资尤为重要,不计空气阻力,从水平匀速飞行的飞机上向地面空投一个物资箱,飞行员观察被投下物资箱的运动轨迹是( )
A. B. C. D.
B
A
7、如图所示的事例中,属于利用惯性的是( )
A.搬运重物时,在重物下面垫上圆木 B.锤柄撞击木桩几下,锤头紧套在锤柄上
C.汽车紧急刹车时,乘客会向前倾倒 D.树上的苹果下落时,运动得越来越快
05
随堂练习
B
05
随堂练习
8、如图所示,两个质量不相等的实心铁球甲和乙(m甲>m乙)相距s,在无限长的光滑水平面上以相同的初始速度开始向右运动(空气阻力不计),随着时间的延长,甲球 (选填“可能”或“不可能”)撞上乙球。
不可能
9、当汽车突然加速或刹车,车内的人由于具有 惯性 容易受到伤害。如图所示,头枕和安全带 (选填“能”或“不能”)减小人的惯性, (选填“头枕”或“安全带”)可以减小汽车被追尾时给人带来的伤害。
不能
头枕
10、洗衣机中衣服脱水时,是利用 (填“衣服”或“水”)具有惯性;洒水车在洒水过程中,其惯性将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
水
变小
05
随堂练习
11、小明学习小组设计了如图所示的实验,用表面粗糙程度不同的毛巾、棉布、木板等器材“探究阻力对物体运动的影响”。
每次使小车从斜面的同一高度由静止滑下
(1)实验中,如何使小车每一次到达水平面的速度相同, ;
(2)根据实验现象,可以得出结论:水平面越光滑,小车在水平面上运动的距离越 (选填“远”或“近”),说明小车受到的阻力越 (选填“大”或“小”);
远
小
(3)根据实验现象,还可以得出的结论是小车滑行的距离与水平面的粗糙程度 (选填“有关”或“无关”),雨天驾驶汽车 (选填“需要”或“不需要”)增大汽车之间的距离;
05
随堂练习
11、小明学习小组设计了如图所示的实验,用表面粗糙程度不同的毛巾、棉布、木板等器材“探究阻力对物体运动的影响”。
有关
需要
(4)对上述实验进行分析并进一步推理,如果水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,它的运动状态 (选填“会”或“不会”)发生改变,它将做匀速直线运动,说明物体的运动 (选填“需要”或“不需要”)力来维持。
不会
不需要
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