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第七章 力与运动
第一节 科学探究:牛顿第一定律
把简单的事情考虑得很复杂,可以发现新领域;把复杂的现象看得很简单,可以发现新定律。
——牛顿(英国)
知道力和运动的关系的发展过程.
理解牛顿第一定律的内容和含义.
知道理想实验是科学探究的一种重要方法.
再次运用控制变量法设计实验的过程.
自学目标
力可以改变物体形状;
力可以改变物体的运动状态
知识回顾:力的作用效果有哪些?
问题思考:
如果静止的物体不受力,将会怎样?
对静止的木箱施加一个水平方向的推力,木箱沿水平方向运动,撤去推力后,木箱停了下来。
想一想
从以下力学现象中你有什么发现?
用铁锤敲击钉子,钉子向下运动陷入木板。停止敲击,钉子就不再下陷。
要使静止的物体运动就必须要施加力的作用,若不受力静止的物体就会长期保持静止状态。
亚里士多德
力是维持物体运动的原因
(没有力作用,物体就不能运动)
必须有力作用在物体上,物体才能运动。不受力而一直运动的物体是不存在的。
问题思考:
你认为亚里士多德的观点是正确的吗?道理何在?
如果运动的物体不受力,又将会怎样?
实验探究
1、提出问题
2、制定计划与设计实验
3、进行实验与收集证据
4、分析与论证
运动物体如果不受其它物体的作用,会一直运动下去吗?
让滑块从斜面上滑下,逐渐减小水平面的粗糙程度,测量滑块的运动距离,并推论当平面没有摩擦力时滑块的运动状态。
实验器材:斜面、粗糙程度不同 的平面、滑块、刻度 尺等
实验结论
在同样条件下,平面越光滑,小车前进得越远。
实验:
大
较小
小
短
较长
长
实验 接触面 阻力大小 滑块运动距离
1 毛 皮
2 棉 布
3 木 板
实验思考
(1)实验中用同样的小车从____的高度滑下,目的是____________________________________.
(2)实验现象是___________________________
(4)实验结论是__________________
(5)实验推论是___________________________
________________
相同
为了保证小车在三种表面上的初始速度相同
平面越光滑小车运动越远
平面越光滑,小车所受阻力越小,小车运动越远,速度减小的越慢
如果运动物体不受力,它将以不变的速度沿直线运动下去
假设小车不受阻力作用,小车将保持匀速直线运动状态 。
这种在实验基础上通过大胆的推理得出结论的方式是伽利略的首创。
物体的运动需要靠力来维持吗?
物体的运动不需要靠力来维持!
那为什么在没有推力的作用下,小车最终会停下来?
是因为小车受到了摩擦力作用。
笛卡儿补充了伽利略的认识,指出:如果运动物体不受力,它不会向左、右方向偏,将永远沿原来的方向做匀速运动。
牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出一条重要的物理规律。
伽利略:如果运动物体不受力,它的速度将保持不变。
若不受任何力的作用
伽利略
牛顿
若不受任何力的作用
(范围)
(条件)
(结论)
用“或”这个并列选择连词
一、牛顿第一定律
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。
一切物体
没有受到外力作用
总保持
即:“静者恒静、动者恒动”。
6.牛顿第一定律说明了力和运动的关系:力不是维持 物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
定律解读
1.“一切”适用于所有物体。
2.“没有受到力的作用”是定律成立的条件。
3.“总”一直、不变。
4.“或”指物体不受力时,原来静止的总保持静止, 原来运动的就总保持原来的速度和方向做匀速直线运 动。两种状态必有其一,不同时存在。
5.牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,用推理的方法概括出来的。不能用实验直接证明。
牛顿第一定律告诉了我们一个基本事实:不受外力的作用物体将要保持原来的运动状态,受到外力作用时才被迫改变原来的状态。物体都有保持原有运动状态的性质。
二、惯性
惯性是所有物体都固有的一种属性。
注意1:
受力的物体不具有惯性?
物体的惯性表现在两个方面:
(1)物体不受外力作用时,有保持静止或匀速直线运动的性质。
(2)当物体受到外力作用时,其惯性大小表现在运动状态改变的难易程度 (反抗状态改变)
“惯性”可与人的“惰性”做比较
注意2:
惯性是一种力吗?
运动员冲过终点时不能立刻停下来
所以:惯性不是力不能说“受到”,只能说“具有”。
找出下面这则报导的不科学之处:
注意3:
物体的惯性大小跟什么因素有关?
?惯性大小应该体现在物体运动状态改变的难易程度上。
?物体运动的状态越难改变,物体的惯性越大。
比较惯性和惯性定律的不同点
(1)惯性是物体的一种性质,是物体本身具有的属性.惯性定律是一条规律,它揭示了物体不受外力时的运动状态 (2)惯性的存在是无条件的,也就是说惯性与物体的形状、速度、受力与否都没有关系;惯性定律中揭示物体所处的运动状态,必须以“不受外力”为先决条件
打水漂
扬场
泼水
三、惯性现象及解释
方法: 1、首先要搞清楚研究对象受力前的状态。
2、其次要说清楚研究对象受力后的状态变化和不受力部分的状态保持情况
三句话解释:这是惯性现象,(某)受到力的作用由运动(或静止)变成静止(或运动),(另)由于未受力的作用而继续保持原来的静止(或运动)状态,所以,如此如此(题目所示现象)。
3、用尺迅速打出下面的棋子,上面的棋子还稳稳落在下面的棋子上,为什么?
小试一下:
1、请解释一下桌上的粉笔盒为什么是静止的?
2、将文具盒压在纸条上,迅速抽掉纸条,文具盒则静止在原地,为什么?
情境模拟
情境模拟
投弹前:飞机和炸弹都
投弹后:飞机将继续 ,炸弹由于具有 仍然保持向前运动,所以不能到目标上空再投弹。
一起向前运动。
运动
惯性
飞机投弹
讨论:要想击中地上的目标,飞机应当飞到目标上空再投弹,还是提前一段距离?为什么?
(1)惯性的利用
鱼雷快艇发射鱼雷
战斗机投弹
撑杆跳
斧柄的固定
斧头松了,用手柄的下端撞击树墩,斧头在惯性的作用下继续向下运动,斧头就被套紧了。
平时拍打身上的尘土、抖落伞上的雨滴,也都是利用物体的惯性。
为了防止紧急刹车时,司机由于惯性被撞伤,司机和前排乘客必须使用安全带。
(2)惯性的防止
惯性现象在日常生活中普遍存在,应该注意防止和利用,请分别举二例: 利用(1)_________________________ (2)_____________________________
防止(1)_________________ (2)______________________
许多交通事故造成的损失与伤害,是与物体的惯性有关的,为了减小此类事故的再发生,在公路交通管理中有许多要求和措施,就你所知,填写二条(1)_____________________________ (2)_____________________________
汽车进站时,关闭油门节省汽油
挥盆泼水
小汽车司机佩带安全带
跑道的终点处留有一块空地
限速行驶
禁止超载
拐弯时要减速
保持适当的车距
车未停稳、禁止下车
(投掷物体)
1、下列不属于惯性现象的是 ( ) A、在草地上滚动的足球越滚越慢 B、人走路时被石头绊倒会向前倒 C、子弹从枪膛射出后继续在空中飞行一段距离D、地球以360m/s的速度自转,当人使劲一跳, 总是落回原地
2、下列现象中,利用物体惯性的是 ( )
A、运动员百米赛跑结束后不能立即停下来
B、中小型汽车司机必须带上安全带
C、锤头松了,将锤柄在地上撞击几下
D、熟了的苹果从树上落向地面
4、一杯水放在列车内的水平桌面上,如果水面突然发生了如图所示的变化,则列车的运动状态可能发生的变化是( )(多选) A列车突然向右启动 B列车突然向左启动 C列车向右运动时突然刹车 D列车向左运动是突然刹车
3、坐在汽车里的乘客若身体突然向前倾,则可能是汽车正在_____________若乘客的身体突然向后仰,则可能是汽车正在_____________若汽车向左拐弯,乘客将_______
5、一人面向前方站在一艘匀速航行的轮船的甲板上的某处竖直上跳,当他下落时应落在( ) A 原处
B 此处的前方
C 此处的后方
D 不能确定
6、飞机水平匀速向西飞行,从飞机上先后落下三个小球,若不计空气阻力,在地面上的人看到三个小球在空中的排列位置应该是( )
7、图所示的各种现象中,物体运动状态没有改变的是( )
8、节日放飞的气球下吊一物体在空中竖直向上运动的过程中,气球突然破裂的瞬间,物体将向上运动,这是由于______________.物体向上运动一段距离后,又向下运动,这又是因为____
9、小刚同学放学回家的路上,脚被石块绊了一下,身体向前跌倒(图甲);过了一会儿不小心脚踩到一块西瓜皮,身体向后摔倒(图乙),对这两种情景,下列解释合理的是( )
A、二者脚的运动状态改变,而上身由于惯性仍保持原来运动状态B、二者上身的运动状态改变,而脚由于惯性仍保持原来运动状态C、前者上身的运动状态改变,而脚由于惯性仍保持原来运动状态;后者脚的运动状态改变,而上身由于惯性仍保持原来运动状态D 、前者脚的运动状态改变,而上身由于惯性仍保持原来运动状态;后者上身运动状态的改变,而脚由于惯性仍保持原来的运动状态