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288036012065第十讲
第十讲
233807017780牛顿第一定律
牛顿第一定律
-27940102235学习内容
学习内容
49530673101.了解阻力对物体运动的影响,经过分析归纳和推理建立牛顿第一定律;
2.能准确表述牛顿第一定律(惯性定律),并能对定律有较深入地理解和应用;
3.通过观察和归纳建立惯性的概念,并能用于解释与惯性有关的现象;
4.能举例说明物体的质量是其惯性大小的量度;
1.了解阻力对物体运动的影响,经过分析归纳和推理建立牛顿第一定律;
2.能准确表述牛顿第一定律(惯性定律),并能对定律有较深入地理解和应用;
3.通过观察和归纳建立惯性的概念,并能用于解释与惯性有关的现象;
4.能举例说明物体的质量是其惯性大小的量度;
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学习内容
学习内容
一.力和运动的关系
生活体验:在平地上骑自行车的时候,即使不踩踏板,车也会前进一段距离,但是因为没有继续用力,它最终还是要停下来.关闭发动机的列车会停下来、自由摆动的秋千会停下来、打出去的球会停下来等.运动的物体为什么会停下来呢?
古希腊学者亚里士多德对类似的现象进行了思考.他认为:如果要使一个物体持续的运动,就必须对它施加力的作用.如果这个力撤销,物体就会停止运动.
伽利略通过实验表明:物体的运动并不需要力来维持,运动之所以会停下来,是因为受到了摩擦阻力.
探究阻力对物体运动的影响
1.猜想:如果运动的物体只受阻力的作用,当阻力变小时物体运动的路程会 .
2.设计实验:
(1)此实验过程中,要研究的是______对物体(小车)运动的影响,必须改变小车受到的______,改变物体受到阻力的方法___________.
(2)如何看出阻力大小对运动物体的影响?观察_______________.
(3)小车进入水平面时的速度大小______(能不能)改变,应该让同一小车从斜面的_________由_______滑下.采取____________法.
3.分组实验记录数据
表面状况
阻力的大小
运动的距离
速度减小的快慢程度
毛巾
棉布
木板
4.结论:平面越光滑,小车运动的距离就越_________,这说明小车受到的阻力就越_________,速度减小得越_________.
结论:英国科学家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:一切物体在 ________的作用时,总保持_______状态或 状态.这就是著名的_______________.
例:1.打出去的门球能够在草地上继续向前滚动,说明运动________(填“需要”或“不需要”)力维持;门球受到阻力慢慢停下来,说明力是______(填“改变”或“维持”)物体运动状态的原因.
2.300多年前,伽利略对“力和运动的关系”进行了探究.下面是模拟伽利略“推断物体不受力时运动情况”的实验.如图是同一小车从同一斜面的同一高度由静止下滑,从粗糙程度不同的水平面上由运动到静止的过程.(四种接触面的粗糙程度由小到大的顺序是:玻璃板、纸板、棉布、毛巾)
4171950178435(1)小车在水平面上运动时,在竖直方向上受到的力有 __________,其合力为_______;在水平方向受到摩擦力,这个力对小车运动状态的影响是_______________________.
(2)为了便于推理得出结论,请将图中的四次实验排出合理的顺序:________________.
(3)牛顿在伽利略实验的基础上,进一步推理得出:一切运动的物体,在不受外力作用时,总保持_________________状态,这一普遍规律奠定了牛顿的力学基础.
二.牛顿第一定律
1.牛顿第一定律说明了物体的运动_________力来维持.物体运动之所以会停下来,是由于物体受到了_________.所以亚里士多德的观点是__________(正确或错误)的.
2.牛顿第一定律中分为两种情况:物体不受力时,原来静止的物体将永远保持_________;原来运动的物体将永远做____________.
3.牛顿第一定律与平衡力的比较
受力情况
表现形式
运动状态是否改变
牛顿第一定律
二力平衡
例:1.如果物体不受外力作用,下列说法中不正确的是 ( )
A.静止的物体永远保持静止 B.运动的物体是不会停下来的
C.物体的运动状态可能改变 D.物体将保持匀速直线运动或静止状态
2.正在运动的物体,如果受到的外力突然消失,则它将 ( )
A.立即停止 B.速度减小,最后停止
C.运动方向变为与原来相反 D.做匀速直线运动
3.根据牛顿第一定律可知 (? ??)
A.力是物体运动的原因? B.物体运动状态改变时,一定受到力
C.静止的物体一定不受力的作用 D.力停止作用后,物体就会慢慢停下
三.惯性
2343154171951.如图,笔套压在纸条上,用手指向下猛击纸条,使纸条抽出,看到的现象是__________________,
说明原来静止的物体还要________________________.
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2.如图,小车上竖放一木块,向右拉动小车,当小车受阻碍而停止运动时,看到的现象是________________,说明原来运动的物体还要_______________________.
结论:1.惯性:物体具有保持 的性质.
2.关于惯性的理解
(1)一切物体不管是否受力,也不管它是否运动和怎样运动,都具有惯性—惯性与物体的运动状态无关.
472313012700(2)物体惯性的大小只与物体的质量有关,与其它因素一概无关.
(3)惯性是一切物体的固有属性.
(4)惯性有利也有弊,在利用惯性的同时,也要防止惯性带来的危害.
例:1.下面的棋子被尺快速打出去,上面的棋子会_________,这是因为上面的棋子原来处于_______状态,由于物体具有_________,所以上面的棋子仍然保持_____________________.
2.静止的大车和小车,_______更容易推动;相同速度行驶的大车和小车,______更容易制动.可知,质量大的物体惯性_______.
3. 跳远运动员快速助跑后腾空而起,由于人具有 ,还要继续向前运动,所以跳的会更远.
4.一辆严重超载的大货车紧急刹车停车交费时,车厢内约70吨钢筋瞬间刺穿驾驶室并将其掀翻.这是因为紧急刹车后,车虽然 ,但钢筋由于 仍然向前运动,才发生了事故.
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巩固练习
巩固练习
1.如图是探究阻力对物体运动的影响实验,根据实验,下列叙述不符合实际的是( )
A.让小车从斜面上滑下的目的是让小车到达水平面时获得动能
B.每次实验都从斜面上的同一高度下滑,目的是控制小车到达水平面时的速度相同
C.让小车在三种不同材料的表面上运动是为了通过比较距离的大小判断阻力大小
D.根据上面的实验进行推理,若没有阻力,小车将永远做匀速直线运动。
2.如图所示,若小球向右摆动到最低点时绳子断裂假设所有力同时消失,此后,小球的运动情况是( )
465772522225A.匀速直线下落 B.匀速直线上升
C.匀速直线斜向上运动 D.沿水平方向向右做匀速直线运动
3.下列说法正确的是( )
A.足球被踢出后仍继续向前运动,是因为它运动时产生惯性
B.汽车在转弯时减速是为了防止惯性带来的危害
C.竖直下落的小球越来越快,小球的惯性越来越大
D.拍打衣服灰尘脱落,是因为衣服具有惯性
4.关于惯性,下面说法正确的是( )
A.飞机投放物资时,总是需要提前投放,这是利用了物资的惯性
B.射出的子弹离开枪口后,仍然继续前进,是因为子弹受到惯性的作用
C.汽车关闭发动机后,仍能继续前进,是由于汽车的惯性大于它受到的阻力
D.将一摞棋子中下方的某个棋子击飞,这个飞出的棋子没有惯性
5.在下列交通规则的说法中与惯性有关的是( )
A.车辆右行 B.保持车距
C.红灯停绿灯行 D.严禁酒后驾车
6.中国目前已成为机器人与智能装备产业全球最大的应用市场,如图所示是送餐机器人工作时端着餐盘
501015015875在水平地面上匀速前行,下列说法正确的是( )
A.机器人在水平地面匀速前行过程中不具有惯性
B.机器人在水平地面匀速前行时不受摩擦力的作用
C.餐盘中的食品受到重力和餐盘的支持力,这是一对平衡力
D.机器人匀速前行时,餐盘中的食品受到摩擦力的作用
50292001619257.如图所示,木块竖立在小车上(不考虑空气阻力)。下列分析正确的是( )
A.若木块和小车一起做匀速直线运动,则小车受到三个力的作用
B.若随小车一起做加速运动,当小车受到阻力而停下时,木块由于惯性将向右倾倒
C.小车启动时,木块受到的摩擦力的方向向左
D.木块对小车的压力与小车对木块的支持力是一对平衡力
4210050251460 8.忽略空气阻力,小球在无摩擦水平面上自由向右运动,撞击静止在水平面上的正方体花岗岩,然后小球反弹向左运动。以下说法正确的是( )
A.花岗岩始终静止
B.花岗岩被撞击时开始运动,然后慢慢停下来
C.反弹后的小球慢慢停下来
D.反弹后的小球在AB段做匀速直线运动
9.下列说法中正确的是( )
A.足球只有在射门时才具有惯性
B.物体受到力的作用时运动状态一定改变
C.牛顿第一定律是在观察和实验基础上经过科学推理而得
D.奥运会上的百米赛跑运动员跑完100米后不能立即停下来,因为运动员获得了惯性
50292002857510.如图所示,小华斜拉着行李箱匀速行走在水平路面上.下列说法正确的是( )
A.小华先对行李箱有力的作用,行李箱后对小华有力的作用
B.行李箱装有轮子利用了“变滑动为滚动可以减小摩擦力”的原理
C.小华对行李箱的拉力与地面对行李箱的摩擦力是一对平衡力
D.不拉行李箱,行李箱会停下来,说明力是维持物体运动的原因
11.如图所示,将摆球从A点静止释放,摆球在A、C两点间来回摆动,B为最低点,不计空气阻力,若小球摆动到C点时,所受的力都消失了,则小球将________________,你的理由是________________。
12.如图所示,某公路发生一起交通事故,两部同向行驶的汽车发生“追尾”。汽车B 刹车后由于__仍撞到汽车A;观察汽车A的尾部,说明力能改变物体的__,汽车 B的前保险杠同时受损,说明__,此时对汽车A中的司机起保护作用的是__(选填“安全气囊”或“汽车头枕”)
13.如图所示,木块竖立在表面粗糙的小车上,随小车一起在地面上向右做匀速直线运动,不考虑空气阻力.小车对木块的支持力与木块所受重力是一对__________力;当小车突然停车时,木块将向______(选填“左”或“右”)倾倒.
14.如图所示,在粗糙的水平桌面上,一本书在外力的推动下,和书上竖直放置的一块橡皮一起向右做匀速直线运动,以书为参照物,橡皮是_____(选填“运动”“静止”);如果书遇障碍物突然停止运动,橡皮将会_____(选填“向右倾倒”“向左倾倒”或 “继续向右匀速直线运动”)。
15.一辆行驶的汽车车厢里挂着一个小球.当出现了如图所示的情景时,汽车在做__(选填“加速”、“匀速”或“减速’)运动.此时绳子对球的拉力和球受到的重力__(选填“是”、“不是”或“可能是”)一对平衡力.
16.一个箱子重为100N,放在水平面上,受6N的水平推力,箱子未动,这时箱子受到的摩擦力应___________(选填“大于”丶“等于”或“小于”)6N,当你坐在一辆行驶的汽车中,突然感觉汽车座椅的靠背在向前推你,这是汽车正在___________行驶(选填“匀速”丶“加速”或“减速”).
17.木块与小车向右做匀速直线运动,遇到一障碍物时,小车停下,木块从车上的a点滑至b点(如图甲),是因为木块具有________;木块能停在b点,说明木块在滑动过程中受到向________(填“左”或“右”)的摩擦力作用.为测量摩擦力的大小,小明在障碍物上固定了弹簧测力计拉住木块,用手拉着小车向左运动(如图乙).则木块受到的摩擦力方向向________(选填“左”或“右”),大小是________N.
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18.如图所示,将小球竖直向上抛出,小球在A、B、C三点的速度分别为vA=4m/s、vB=2m/s、vC=0.如果小球在经过B点时,重力突然消失,不计空气阻力,则小球将做______运动,速度大小为______m/s;如果小球在经过C点时,重力突然消失,不计空气阻力,则小球将______.
19.300多年前,伽利略对“力和运动的关系”进行了探究。如图是模拟伽利略“推断物体不受力时运动情况”的实验。图中是同一小车从同一斜面的同一高度由静止下滑,从粗糙程度不同的水平面上由运动到静止的过程。(三种接触面的粗糙程度由小到大的顺序是:木板、棉布、毛巾)
(1)让同一辆小车从同一斜面的同一高度由静止下滑的目的是______________;
(2)为了便于推理得出结论,请将图中的三次实验排出合理的顺序__________;
(3)牛顿在伽利略实验的基础上,进一步推理得出:一切运动的物体,在不受外力作用时,总保持______状态,物理学中把这种研究问题的方法称为__________。
20.“牛顿第一定律”的形成,经历了伽利略、笛卡尔和牛顿等科学家不断完善的过程;
(1)伽利略经过下图所示的实验和推理得出结论:如果没有摩擦阻力和空气阻力的影响,在水平面上运动的物体将会一直运动下去;结合伽利略的结论写出图中各实验和推理的先后顺序______;(用字母表示)
A. B. C.
(2)笛卡尔在伽利略观点的基础上进一步完善:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向。牛顿在他们研究的基础上提出了“牛顿第一定律”,相对于“牛顿第一定律”,笛卡尔的观点有什么不足?答:____________;
(3)下列结论的得出,与得出“牛顿第一定律”的“研究方法”相同的是__________。
A.探究响度与振幅的关系 B.真空不能传声 C.探究重力与质量的关系
21.甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见,于是他们对此展开研究。他们从网上查到,雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比,与雨滴下落速度v的平方成正比,即f=kS (其中k为比例系数,是个定值),雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形,其半径为r,密度为ρ,球的体积为V=false
(1)半径为 r 的雨滴重力为________。
(2)在接近地面时,大雨滴的下落速度 ________(选填“大于”“等于”“小于”)小雨滴的下落速度。
22.在探究“阻力对物体运动的影响”实验中。
(1)小悦用如图所示的实验装置进行实验时,让小车从斜面的同一位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的_____相同。
(2)小车在粗糙程度不同的平面上静止时的位置如图甲、乙、丙所示。可以得出,物体受到的阻力越____(填“大”或“小”),速度减小得越慢。由此推理得出:如果运动的物体不受力时,将保持____运动状态。
(3)小悦还想探究“动能的大小与速度的关系”,并进行了如图丁所示实验。
①让小车从斜面上的_____(填“相同”或“不同”)高度由静止滑下,撞击木块。观察木块移动的距离,并得出结论。
②实验中发现两次木块移动距离都较近,于是用木板代替毛巾进行实验。这样就可以在_____相同时,通过减小接触面的_____来减小木块与平面的滑动摩擦力,使木块移动距离较远,实验现象更明显。