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牛顿第一定律和惯性

发布时间:2014-01-17 11:51:27  

牛顿第一定律和惯性

知识回顾

1 力的概念
定义 单位 力是物体对物体的______ 作用 牛顿 ______(N)

产生
条件 三要素

① _____________________________ 必须有两个或两个以上的物体; ;
(可以不接触) ② 物体间必须有相互作用 _____________________________ 大小 、________ ________ 方向 、________ 作用点 .

①物体间力的作用是________ 相互 的(相互作用力在任何情况下 力的 都是大小________ 相等 ,方向________ 相反 ,作用在不同物体上);②

特点

两物体相互作用时,施力物体同时也是________ 受力物体,反之,受力
物体同时也是________ 施力物体 ①力可以改变物体的 物体运动速度大小的改变

作用 效果

________ 运动 状态

物体运动方向的改变

②力可以改变物体的________ 形状

用一根________ 带箭头 的________ 线段 把力的大小、方向、作用点表示出 力的示 来;如果没有大小,可不表示,在同一个图中,力越大,线段应 意图 越长

测量
弹簧测力计、握力计等 工具

2。弹力

弹簧计

构造 弹簧、挂钩、刻度盘、指针、外壳

原理 弹

越长 在一定限度内,弹簧受到的________ 拉力 越大,弹簧的伸长就________


测 力 计 使用 针与外壳______ 摩擦 ,以免影响测量的准确程度(要使弹簧测力计内弹簧 方法 ①测量前观察______ 量程 、________ 分度值 、指针______________ 是否指零刻线 ;②测量前 要先拉动几次挂钩,以免弹簧被外壳卡住;③测量时要避免弹簧及指

伸长方向跟所测量力的方向____ 相同,且在__________ 一条直线 上);④读数时,
视线要与刻度盘的表面______ 垂直

3.重力
定义 由于________ G 表示 地球吸引而使物体受到的力,用符号______ 重力不是地球引力(万有引力),同一物体在地球上不同地点所受重力 理解

也稍有不同,从赤道到两极重力逐渐增大;离地面越高,重力越小
施力 ______ 地球 物体 大小 物体 正比 物体所受的重力与它的质量成________ 受力 地球上物体

G=mg 计算公式:________ 计算 顿 说明:利用这一特点可以制成________ 重垂线 来检查墙 方向 竖直向下 ____________ 是否砌得______ 竖直 ;墙壁上的画是否挂正;工作台面 是否______ 水平 等

g=________ 9.8 N/kg 。它的含义:质量为________ 1千克 的物体受到的重力为________ 9.8 牛

说明:①重心的位置与物体的______ 形状 、材料、是 均匀 有关;②形状规则,质地均匀的物体的重 否______ 作 重力在物体上的等效作 用 心在它的________ 几何中心;③物体的重心不一定在物体上。

用点叫做________ 重心


比如空心圆球、圆环的重心在它的几何中心上;④
一个物体的支撑面越大(赛车),重心越低(不倒翁), 就越不容易翻倒

开动

脑筋
你认为谁正确? 正方: 玩滑板车时, 人不蹬地,车最 终会停下来。说 明物体运动需要 力来维持。

反方: 滑板车滑行 时,人没有蹬地, 车还继续前进。 说明物体运动不 需要力来维持。 车停下来是因为 受到阻力的作用。

生活中的一些现象:
A受推力运动的箱子,撤去推力, 木箱停了下来 B、受压力下陷的铁钉,停止敲击, 钉子不再下陷 C、踢出去的足球,最终还是要停下来。 D、关闭了动力的火车,也要停下来。

两千多年以前,古希 腊学者亚里士多德提出“力 是维持物体运动的原因”的 观点在人类历史上统治了 近一千七百年。

如果要使一个物体持续运动 ,就必须对它施加力的作用 。如果这个力被撤销,物体 就会停止运动。

亚里士多德

意大利科学家伽利略的观点

?

—— 维持运动不需要力 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。

伽利略的理想实验

通过实验伽利略指出:运动物体如果不 受其它物体的作用,其运动会是匀速的,而 且将永远运动下去.

? 伽利略通过斜面实验得到推论:一 切运动着的物体在没有受到阻力作 用的时候,它的速度保持不变,并 且一直运动下去. ? 亚里士多德观点的错误:来自于日 常经验所带来的错误认识. ? 伽利略观点的正确:理想斜面实验 的支持.

实验方案

? 实验设计目的:物体的运动是否需要力维持 ? 探究目标: 运动的物体在没有受到外力作用时将如何运动? 我们很难为运动的物体创造一个“不受力的作用” ? 实验思路:
的实验条件,我们采用的方法是:实验加推测

? 实验器材: 木板、小车、棉布、毛巾、斜面 ? 相同条件: 相同的小车、小车开始运动速度相同 ? 不同条件: 表面不同即阻力不同 ? 实验方法: 控制变量法、理想实验法

(同一斜面、从同一高度静止开始下滑)

演示实验
同一小车从 静止下滑

阻力对物体运动的影响 到达斜面底端 速度相同 棉布表面

木板表面 在同一斜面的 同一高度 比较小车滑行的距离

实验记录表:
表面状况 阻力的大小 棉布 木板 某表面 结论: 小 平面越光滑,受到的阻力越________ ,小车运 慢 动的距离越________ ,速度减小得越_______ 。 长 大 小

小车运动的 距离s /m
2 4 7

小车速度减 小的情况 快 慢

更小

更慢

进一步推测 如果物体受到的阻力为 零,速度就不会减小, 它将永远运动下去。 分析类似实验

牛顿第一定律
(物理学基本定律之一)

牛顿

总结伽利略等 人的研究成果

一、牛顿第一定律
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

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。 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。

课堂练习 1、一颗石头在上抛的过程中上升 到最高点,刚要下来的时候突然 所有的外力都消失,那么石头将 (A ) A、静止
B、向上做匀速直线运动 C、向下做匀速直线运动

D、向下加速运动

2、正在做曲线运动的物体, 假设它所受的外力都同时消 失,则它就做( ) A

A、匀速直线运动
B、匀速曲线运动

C、立即静止
D、原来的曲线运动

3 、 一个物体,在力 F 的作用下,在水 平面上由静止开始运动,当速度达到 3m/s时,作用在它上面的力突然全部消 失,则物体将( D )

A、慢慢停下来 B、仍做匀速直线运 动,但速度小于3m/s
C、立即停下来 D、仍做匀速直线运 动,且速度为3m/s

4、关于运动和力的关系,下列说法中正确的 是(C)

A 、只要有力作用在物体上,物体就能运动
B、只要有力作用在物体上,物体的运动状态 就一定要发生变化 C、只要物体的运动状态发生变化,就一定有 力作用在物体上 D 、只要物体在运动,就一定有力作用在物体 上

C) 5、牛顿第一定律是(

A、有斜面小车实验直接得到结论
B、有理论分析得到结论 C、在实验的基础上,经过合理分析、 推理得到结论 D、建立在生活经验 基础上的结论

6、关于运动和力的关系,下列说法中正确的 是( B) A、必须有力作用在物体上,物体才能运动, 没有力的作用物体就静止下来 B、力是使物体运动状态改变的原因 C、物体的运动状态发生改变,不一定有力作用 在物体上 D、物体做直线运动时,一定受到了力的作用

7.关于力和运动的关系,下列说法正确的是(

D

)

A.力是维持物体运动的原因 B.只要有力作用在物体上,物体就一定会运动 C.没有力作用在物体上,物体就慢慢停下来 D.物体由运动变为静止时,它一定受到了力的 作用

8.思考牛顿第一定律?
1、在什么条件下,物体一 定处于匀速直线运动状态? 运动状态
___________________。

__________。 3.牛顿第一定律实验方法: 观察和实验 科学推理 ____________ 、__________ 。

2、在什么条件下,物体处 于静止状态? 静止

为什么物体不受外力就保持 静止或匀速直线运动状态,

而没 有出现其他的运动情况呢?

保持静止或匀速直线运 动状态,这是物体的一种性 质,就像物体有质量一样,谁
也不能改变它,人们把物体的 这种性质叫做惯性。

一切物体都具有保持原有的 速度大小和运动方向的性质。这 种性质就是惯性。
牛顿第一定律也叫惯性定律。
无论是固体、液体或气体,无论物体是运动还 是静止,都具有惯性。

实验1
如图,向右拉动 小车,当小车受阻碍 而停止运动时,车上 的木块为什么会向 右倾倒?
小车上的木块原来随小车一起向右运动;小车由于受 到阻碍突然停止运动;小车上的木块由于惯性仍然要向 右运动;但因为木块下部受到小车的摩擦力而静止,于 是木块会向右倾倒。

运动的物体具有惯性。

惯性现象知识讲解

实验2
如图,用手指向下 猛击纸条,使纸条 抽出,可笔套依然 不动,这是为什么?

静止的物体具有惯性。

实验3
如图,用手指 弹击卡片,卡片 上的鸡蛋为什么 不跟着飞出?

静止的物体具有惯性。

实验4
如图,在杯子中盛 满水,突然急速拉动 杯子,会看到什么现 象?为什么呢?

液体具有惯性。

实验5
如图,让洞对着 点燃的蜡烛,用两手 一拍,你看到了什么? 这又说明了什么?

气体具有惯性。



一切物体保持运动状态不变的 性质,叫做惯性。(即静止或匀速直
线运动状态) 下列各问中的物体的惯性如何体现? (1)静止在桌面上的书? (2)正在以10m/s速度运动的汽车? (3)一个正在加速的汽车,某时刻的速度 是5m/s.

一切物体在任何情况下都 具有惯性,惯性是物体固有的 一种属性。
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?

2、惯性:物体具有保持原来静止状态 或匀速直线运动状态不变的性质,叫 惯性。
(一切物体都具有惯性,惯性是物体的一种 固有属性。 惯性与物体的运动状态形式无关,与物体 的受力情况无关 。 惯性只与质量有关,质量大的物体惯性大。 惯性没有方向。 物体受外力作用时,惯性表现为改变其运 动状态的难易程度。)

惯性和牛顿第一定律(惯性定律) 的区别和联系:
牛顿第一定律是描述物体不受外力时 所遵循的运动规律,是有条件的,即只有 区别 物体在不受外力时才遵守;而惯性是物体 的一种属性,与物体是否受力、运动状态 等一切外在因素无关,任何时候都存在。 因为物体有惯性,所以在不受外力时 联系 才能保持匀速直线运动状态或静止状态, 因此牛顿第一定律又称为惯性定律。

惯性现象的分析

解释方法:
1、交待研究对象原状态。 2、物理过程(突然发生的情

况) 3、研究对象由于惯性要保持原状态

一、牛顿第一定律 静止状态 或 一 切物体在没有受力的作用时,总保持__________ 匀速直线运动状态 ________________________ .

二、惯性 惯性 .牛顿第一 物体保持原有运动状态不变的特性叫________ 惯性定律 . 定律也叫____________

1.牛顿第一定律的理解
(1)成立前提:不受外力作用. (2)原来静止的物体不受外力时,总保持静止;原来运动的 物体在不受外力作用时,总保持匀速直线运动. (3)物体运动无需力来维持.力是使物体的运动状态发生改 变的原因,而不是维持物体运动的原因.

(4)该定律无法用实验直接证实,是通过实验推理得来的. 2.惯性的理解
(1)一切物体都具有惯性.无论是固体、液体还是气体. (2)惯性是物体的固有属性,由物体的质量决定,质量越大, 惯性越大,与外力、运动状态无关.

[例题1。]关于惯性,下列说法正确的是(
A.物体速度大时惯性大 B.静止的物体没有惯性 C.物体运动状态改变时,惯性也随之改变

D

)

D.一切物体都有惯性 解析:惯性是一切物体都具有的一种属性,而且惯性的大小 只与物体的质量有关,与物体的运动状态和是否受力等都是无关 的.物体的速度有大小,只是表明它的运动状态有不同,不是表 明惯性的大小,要判断一个物体惯性的大小,只须判定它的质量 大小即可;关于物体有无惯性,则完全是一种错误提法,因为有

物体存在,它就有惯性,因此 A、B、C 三个选项都是错误的.

【例2】下列说法正确的是 [ D ] A.物体不受力作用就一定静止. B.物体不受力作用就一定是匀速直线运动. C.物体受力才能运动. D.以上说法都是错误的. 【分析】牛顿第一定律指出,物体不受外力作用时,物体将保 持静止或匀速直线运动.说明物体可以有两种表现状态,同时 也说明物体不受力时也能运动,力不是维持物体运动的原因.

例3. 关于力和运动的关系,下列说法正确的是( B ) A.物体受力才会运动 B.力使物体的运动状态发生改变 C.停止用力,运动的物体就会停止 D.力是使物体保持静止或匀速直线运动状态的原因
解析: ①明确力和物体的运动无关,力只与物体运动状态的改变有关。 ②物体保持静止或匀速直线运动状态,是物体不受力时的运动规 律,并不是力作用的结果。

【例4.】用绳子栓住一个小球在光滑的水平面上作圆周运动,当绳 子突然断裂,小球将 [ ] A.保持原来的圆周运动状态. B.保持绳断时的速度作匀速直线运动. C.小球运动速度减小,但保持直线. D.以上三种都有可能. 【分析】原来小球受绳拉力作用在作

圆周运动,当绳子突然断裂, 小球在光滑水平方向上就没有再受到力了,因此小球将保持绳断时 刻的速度大小和方向而运动. 【解答】B.

例5. 一个物体做匀速直线运动,突然受到一 个外力的作用,它的运动状态是否一定会改变? 解析: 物体原来的运动状态是匀速直线运 动,对应的受力情况是"不受力"或"受合力为 零"。在此基础上再施加给此物体一个外力, 此时物体受合力一定不为零,物体的运动状 态一定会发生改变。

例6.关于运动和力的关系,下列说法正确的是( C) A物体受到力的作用,运动状态一定改变

B运动不受到力的作用,一定保持静止状态
C物体运动状态的改变,一定是受到力的作用

D物体运动状态没有发生改变,一定是没有受到力 的作用

例7.竖直向上托起的排球,离开手后 能继续向上运动,这是由于( C ) A.排球受到向上的托力 B.排球受到惯力 C.排球具有惯性 D.排球受到惯性的作用

例8.一切物体都有惯性,但是(C )
A.运动时的惯性比静止时的惯性大
B.运动越快,物体的惯性越大 C.物体质量越大,惯性越大

D.物体的惯性在静止情况下都是不变的

课堂练习
惯性 1.当汽车突然起动的时候,由于乘客具有____________ ,
相反 他会往车行驶的____________ 方向倾倒;向北行驶的汽车突

东 倾倒. 然向西拐弯时,车上的乘客会向__________

2.沿水平方向匀速飞行的轰炸机,要击中地面目标,应在 到达目标上方前 _______________________( 填“目标正上方”或“到达目标上 方前”)投弹.

3.静止的物体,如果它所受的一切外力同时消失,那么它 将( D ) A.立即运动 B.速度先变大,后变小 C.做匀速直线运动 D.静止

解析:一切物体在不受外力作用时将保持静止状态或匀速
直线运动状态;静止的物体,当外力突然全部消失后,自然保

持静止状态.

4.自行车骑得太快,容易造成交通事故,这是由于( A.运动快,所以惯性大,因此难停下来 B.刹车时产生的惯性不够大,所以难停下来

C )

C.由于惯性,即使紧急刹车,也需要向前运动一段距离才 能停下来 D.刹车时来不及克服惯性,所以难停下来 解析:本题根据概念辨析法解题.因为惯性是物体本身的 一种特性,只与质量大小有关,而与物体的运动快慢,与是否 刹车均无关,所以由于惯性,即使紧急刹车,也需要向前运动

一段距离才能停下来,故选 C.

5.人们有时要利用惯性,有时要防止惯性带来的危害.下 列事件中为了防止惯性带来危害的是( B ) A.为了节能,公交车进站时提前关闭发动机,让车缓缓进站 B.汽车在市区要限速行驶 C.锤头松了,敲击一下尾部,使锤头

套紧 D.跳远时快速助跑

解析:惯性是一切物体都具有的性质.生活中物体具有的
惯性有利也有弊.A 选项,提前关闭发动机,可利用汽车的惯 性向前行驶一段距离;B 选项中,市区内人多、车多,高速行

驶的汽车由于具有惯性很容易造成事故,所以要限速行驶,属
于防止惯性带来的危害;C、D 都是利用了惯性.

6、关于运动和力的关系,下列说法中正确的 是( B) A、必须有力作用在物体上,物体才能运动, 没有力的作用物体就静止下来 B、力是使物体运动状态改变的原因 C、物体的运动状态发生改变,不一定有力作用 在物体上 D、物体做直线运动时,一定受到了力的作用

2、下列哪些现象不是利用惯性的



B )

A、拍打衣服时,灰尘脱离衣服

B、司机和前排的乘客要系安全带
C、洗完手后,用力甩掉手的水滴 D、跳远运动员起跳前要尽力助跑

7、下列关于惯性的说法中,正确的是( D ) A.运动的物体有惯性,静止的物体没有惯性。

B.只有物体的运动状态改变时才有惯性
C.不受力的物体有惯性,受力的物体没有惯性。 D.一切物体在任何时候都具有惯性。

8、正在行驶的汽车,关闭发动 机后汽车还会继续向前运动一段 惯性 的缘故; 距离,这是由于_______ 最后还是停下来,这是因为的 汽车受到摩擦力的作用 _____________________ 结果。

9.下列现象中不能用惯性知识解释的 是( B ) A .跳远运动员的助跑速度越大, 跳远成绩往往越好 B .用力将物体抛出去,物体最终 要落到地面上 C .子弹离开枪口后,仍能继续高 速向前飞行 D.古代打仗时,使用绊马索能将 敌方飞奔的马绊倒

10 .有一热气球以一定的速度竖直上升 到某一高度时,从热气球里掉出一个物 体,这个物体离开热气球后将( A ) A.继续上升一段距离,然后下落 B.立即下落 C.以原来的速度永远上升 D.以上说法部不对

11、在无风的情况下,从水平匀速向右飞行的飞机上 先后落下了三个球,若不计空气阻力,在地面上的人 看到这三个球下落过程中,排列的情况应该是( C )

A.

B.

C.

D.

解:由于有重力的作用,货物离开飞机后上下位置是有区别 的,即早落下的相对位置在下方.再看竖直位置的关系:货 物随飞机一起水平匀速飞行,速度相等,脱离飞机后,由于 惯性,在不计空气阻力的前提下,货物仍以原来相等的速度 向右运动, 故选c. 点评:考查了惯性的知识,在分析时,要充分考虑到惯性的 存在以及重力的存在,同时要注意其前提:不计空气阻力.

12、足球被踢出去后,在空中飞行,它受到的力 A 有( )
A. 重力 B. 脚对球的作用力和重力 D.脚对球的作用力

C

. 不受力的作用

13、在列车内的水平面上放有一盆水,水中放一 浮球,如图所示。当列车突然向右启动时,盆内 B 的水面变化和浮球的位置变化是图( )

A.

B.

C.

D.

13.(2011年广东)关于惯性,下列说法中正确的是( A.静止的物体没有惯性 B.运动物体的惯性比静止时大

)

C.航天员在空间站中失去惯性
D.物体在任何情况下都有惯性 思维点拨:一切物体在任何情况下都具有惯性,静止的物 体和不受力的物体都具有惯性.惯性的大小只跟物体的质量有 关,物体的质量越大,惯性越大.惯性大小跟速度无关.

我的答案:D

14.关于物体的惯性,下列说法正确的是( D ) A.足球射入球门时才具有惯性 B.赛车能很快停下来,说明赛车没有惯性

C.跳远运动员起跳前要助跑,是为了获得惯性
D.百米赛跑运动员到达终点不能立即停下来,是因为运

动员具有惯性

本节回顾
1.牛顿第一定律
名称 亚里士多德 古 人 观 点 伽利略 观点 力是维持物体运动的原因 认为____________________________ 认为物体的运动________ 不需要 力来维持 备注 通过想象思考 通过实验进一步 推理 实验—假想—推 理—牛顿第一定 律

一切物体在没有受到力的作用时,总保
牛顿 匀速直线运动 状态 持______ 静止 状态或______________

·北京专用

探究:阻力对物体运动的影响 实验

装置 探究
方法

控制变量法 ________________ 、转换法 ①使小车从同一高度滑下的目的是使小车到达水平面时的________ 速度 相同;

实验
过程

粗糙程度,做法是分别将毛巾、棉 ②在这一实验中需要改变的是接触面的________ 布、木板铺上,分别进行实验; ③实验中通过观察小车在水平面运动的________ 距离 来显示阻力对物体运动的 影响

·北京专用

得出 结论

平面越光滑,小车运动的距离________ 越长 ,这说明小车受到的阻力越小,

速度减小的________ 。进行推理:如果运动物体不受力,它将永远做 越慢
匀速直线 ________________ 运动

牛顿第 一定律

一切 物体________________ 在不受力作用时 ,总保持 ________ 静止状态或匀速直线运动状态 ____________________________________________

·北京专用

2.惯性

原有运动状态不变 的特性叫惯性.牛 (1)定义:物体保持_________________
惯性定律 . 顿第一定律也叫____________ (2)利用:利用惯性使锤头套紧;用力拍打衣服,可以把灰 尘拍掉;跳远运动员起跳前要助跑. (3)交通事故的防止:限制车速;保持车距;禁止超载;系 好安全带、安装安全气囊.

一、牛顿第一定律的内容: 二、惯性:物体保持运动状态不变的性质叫做惯性。 一切物体在任何情况下都具有惯性,惯性是物体 固有的

属性。

三、 惯性现象及解释
惯性与牛顿第一运动定律的区别。 惯性:物体的性质.没有任何条件,一切物体都有惯 性。 牛顿第一定律:在不受力条件下,物体的运动规律。


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