9.2 牛顿第一定律 学案
学习目标:
1,记住牛顿第一定律内容;
2,通过实验探究阻力对物体运动的影响,理解力跟物体运动的关系;
3,正确理解惯性和惯性定律;
重点难点:
重点:通过实验探究阻力对物体运动的影响,得出牛顿第一定律内容
难点:理解惯性定律,知道惯性定律在生活中的应用。
考点解析
牛顿第一定律:实验探究方法:__________法,_________法。
定律内容:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
定律解读:
“一切”适用于所有物体。
没有受到力的作用”是定律成立的条件。
“总”一直、不变.
“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。
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。
二、惯性
1、物体具有保持原来匀速直线运动或静止状态的性质,我们把这种性质叫做惯性。牛顿第一定律也称惯性定律
2、解读
(1)惯性没有条件。任何物体任何时候都有惯性。
(2)惯性没有方向。物体只是保持之前的运动状态。
3、惯性的应用:
扔标枪,投弹,跑步跳远等,
防止惯性带来的危害:安全带,限重等
考点精练
经典名题
1.穿轮滑鞋的小致因用力推墙而后退,对此现象中相关物理知识分析正确的是( )
A.小致相对墙是静止的
B.小致后退的过程中受到的惯性大于他受到的阻力
C.轮滑鞋受到的重力与地面对轮滑鞋的支持力是一对平衡力
D.小致对墙的力等于墙对小致的力
2.物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了人类文明的进步。对于物理学中运动与力的发展过程和研究方法的认识,下列说法中正确的是( )
A.亚里士多德首先提出了惯性的概念
B.物体只要受到了力的作用,它的运动状态就一定会发生改变
C.牛顿第一定律是能够通过现代的实验手段直接来验证的
D.伽利略首先提出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
3.如图,某同学连续用脚蹬地,滑板车在水平路面加速前进,停止蹬地后,滑板车慢慢停下来。关于图中滑板车的运动,下列说法正确的是( )
A.物体的运动离不开力
B.滑板车运动的速度越大,惯性越大
C.停止蹬地后,滑板车受的支持力与滑板车及人的总重力是一对平衡力
D.用脚蹬地时,该脚所受摩擦力方向向后
4.小明学习惯性的知识之后,在探究跳远成绩是否与地球自转有关的研究中,他查了相关资料,发现地球由西向东自转,赤道附近的速度约为460m/s,滨州市城区地面的自转速度约为370m/s。关于跳远成绩与地球自转关系的分析中正确的是( )
A.因为跳起后,地球会向东自转一段距离,所以向西跳更有利于提高成绩
B.因为人和地球都有惯性,且自转速度相同,无论向哪跳对成绩都没有影响
C.因为人有惯性,地球没有惯性,所以向东跳成绩更好
D.因为人的惯性小,地球的惯性大,所以向西跳成绩更好
5.下列事例中,是为了防止惯性带来的危害的是( )
A.把水从水桶中泼出
B.为了安全行驶,汽车不能超载
C.自行车刹车后,自行车仍能前进一段距离
D.飞机飞行中空投物品时,要在到达空投目标上方前投下
6.如图所示是一个教学用的电压表,此时它吸附在教室的磁性黑板上静止不动,为老师的教学演示提供了极大的便利,下列说法正确的是( )
A.电压表保持静止不动,是因为受到了惯性作用
B.若电压表受到的所有力都消失,则电压表会掉下来
C.电压表的重力和黑板对电压表的吸引力是一对平衡力
D.电压表对黑板的吸引力和黑板对电压表的吸引力是一对相互作用力
7.如图所示的惯性现象及描述中,正确的是( )
A.匀速向右直行的车厢的光滑地板上,放着质量不同的两个小球(m甲>m乙),车厢足够长,当车突然加速时,两小球之间的距离变小
B.铅球运动到最高点时,若一切外力消失,铅球将会保持静止
C.运动员投出去的篮球在空中受到重力以及向前的推力
D.一辆运输液体货物的车,液体中有气泡,当车向右突然开动时,气泡将向右运动
8.体育课上,小明推出实心球后,球在空中继续向前运动,是因为球具有( )
A.重力 B.惯性 C.动能 D.重力势能
9.如图所示,物块放在上表面粗糙的平板小车上,物块随平板小车一起以相同的速度水平向右作匀速直线运动。当小车受到阻力突然停止时,物块在平板上滑动一段距离后仍然停止在平板上,对上述物理过程的下列分析正确的是( )
A.物块随平板小车作匀速直线运动时,受到水平向右的摩擦力
B.物块所受重力与小车对物块的支持力是相互作用力
C.物块在平板上滑动的过程中,受到水平向左的摩擦力
D.物块在平板上滑动时因为惯性作用
拓展提升
10.英国物理学家_______总结了伽利略等人的研究成果,概括出重要的物理定律:一切物体在不受外力时总保持静止或匀速直线运动状态。为了纪念他的杰出贡献,人们以他的名字命名了物理量_______的单位。
11.交通事故中,有很多是因为行驶的车辆不能及时停下来造成的。为减少因惯性而出现的交通事故,相应制定的交通规则有(答出二条即可):
(1)____________________;(2)________________________。
12.竖直向上抛出一个小球,抛出后小球由于______会继续向上运动,然后下落,若小球上升到最高点时受到的力全部消失,小球将______(选填“掉下来”、“停在空中”、“匀速上升”)。
13.速滑比赛的运动员,在滑行的过程中,冰刀与冰面之间的摩擦为______摩擦(选填“滑动”或“滚动”);到达终点后,运动员会继续滑行了一段距离,是因为她具有______的缘故。
14.“戴口罩”、“不聚集”、“保持安全距离”等都是抗击新冠肺炎中防止“飞沫传播”的重要举措。病人咳嗽时,飞沫携带病原体向外喷出,说明力可以改变物体的___________,喷出后会继续飞行1﹣2米,这是因为飞沫具有___________。
15.如图所示,一建筑工人用50N的水平推力推重为150N小车,使小车在水平地面上匀速前进了15m,小车受到的阻力为_______N,撤去推力,小车仍然继续向前运动了0.5m,这是由于小车具有________。
16.如图所示,突然用力向右拉动放在水平桌面上的水杯,杯中的水将会向___________溢出,说明物体具有的___________性质,这种性质称作惯性。
17.在一列匀速行驶的列车内,一位同学相对于车厢竖直向上跳起,_____(选填“会”或“不会”)落在车厢内原来的起跳点。若列车刹车,用细线悬挂在车厢内的小球,摆动方向是_____(选填“车行方向”或“车行相反方向”)
18.暑假,小强和爸爸乘坐火车外出游玩的时候,爸爸给小强提出了一个问题:在匀速直线行驶的火车中,如果竖直向上跳起,落地点会在哪里?小强带着这个问题,亲自试验了几次,发现每次都会落到起跳点的______(填“前方”“后方”或“原地”)。
19.如图所示,用细线拴一块橡皮,甩起来,使橡皮绕手做圆周运动。在运动过程中橡皮的运动状态___________(选填“不变”或“改变”)。如果在某一时刻橡皮所受所有的力都突然消失,橡皮将做___________运动。
20.物体在流体(气体或液体)中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小与物体运动速度大小有关,速度越大,阻力越大,流体阻力大小还跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;此外,流体阻力跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体受到的阻力较小。物体(例如雨滴)从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,下落一段距离后,将以某一速度作匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。根据以上资料分析回答:
(1)流体阻力是否等同于摩擦力?___________(填“是”或“否”)
(2)举出两个我们生活中利用形状这一特点减小流体阻力的例子:___________、___________。
(3)雨滴在高空形成后从静止开始下落后,速度越来越大是由于重力___________阻力。(填“大于”“等于”或“小于”)
(4)雨滴下落一段距离后,以某一速度作匀速直线运动。这是由于随着雨滴速度的增大,受到的阻力也随之增大,当雨滴受到的阻力___________重力时(填“大于”“等于”或“小于”)。雨滴开始匀速下落。
(5)假设雨滴下落时的阻力与雨滴速度的平方成正比,即F阻=kυ2,其中k=1×10﹣4N/(m/s2),则一个质量为0.25g的雨滴下落时的收尾速度约为___________m/s。(g=10N/kg)
21.如图是一个挂在天花板上的装饰球,它的重力是2N,那么装饰球受到的拉力是______ N,方向是______。风吹过后球开始摆动,若这个球在摆动到右边最高点时所有的力都同时消失,那么这个球会______。(选填“向斜向上方向运动”、“竖直向下运动”、“静止不动”)
核心素养
22.如图甲为小明同学“探究牛顿第一定律”的实验装置。实验中小明先后三次将同一小车放在同一斜面上的同一高度,然后分别用不同的力推了一下小车,使其沿斜面向下运动,逐渐减小水平面的粗糙程度,观察小车运动的距离,从而得出力和运动的关系。
(1)小明在实验操作中有一处明显的错误是(不要求解释错误的原因):_____。
(2)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是:使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小_____(选填“相等”或“不相等”);
(3)实验中发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力_____(选填“越大”或“越小”),速度减小得越_____(选填“快”或“慢”)。
(4)推理:本实验中,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将_____。
(5)在此基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出牛顿第一定律,请问:牛顿第一定律又叫_____定律,_____(选填“能”或“不能”)直接由实验得出。
23.古希腊学者亚里士多德曾给出这样一个结论:物体的运动要靠力来维持。因为这个结论在地球上不能用实验来直接验证,直到一千多年后,才有伽利略等人对他的结论表示怀疑,并用实验来间接说明。这个实验如下图所示,他是让小车从斜面的同一高度由静止滑下,观察、比较小车沿不同的平面运动的情况。
(1)实验时让小车从斜面的同一高度滑下,其目的是让小车在粗糙程度不同的表面上开始运动时获得相同的___________。
(2)一般人的思维都局限在直接比较小车在不同表面上运动的距离不同,但科学家们却能发现:物体运动的表面越光滑,相同情况下物体受到的___________越小,因此物体运动的距离越长;并由此推想出进一步的结论,运动的物体如果不受外力作用,它将___________。
(3)著名的牛顿第一定律就是在此基础上总结出来的。这个定律告诉我们:力不是___________物体运动状态的原因,而是___________物体运动状态的原因。
(4)牛顿第一定律是在实验基础上进行推理论证,以下研究问题的方法与此相同的是(____)
A.探究用刻度尺测量长度进行多次测量
B.探究声音能否在真空中传播
C.探究滑动摩擦力与哪些因素有关
(5)同学们进行实验时,小车在粗糙程度不同的表面运动时每次都滑出表面,无法探究出物体运动的距离,在器材不变的情况下,请你为他们改进一下实验,你的做法是:
参考答案
1.D2.D3.C4.B5.B6.D7.D8.B9.C10.牛顿力 11.限速限超载 12.惯性停在空中 13.滑动惯性 14.运动状态惯性 15.50 惯性
16.左 保持运动状态不变 17.会 车行方向 18.原地
19.改变 匀速直线 20.否潜水艇飞机大于相等5
21.2 竖直向上 静止不动
22.分别用不同的力推了一下小车相等越小慢做匀速直线运动惯性不能
23.速度 摩擦力 匀速直线运动 维持 改变 B 将斜面的坡度减小