第十讲 牛顿第一定律、实验：探究加速度与质量和力的关系、牛顿第二定律-2021-2022学年上海新教材新高一物理暑期讲义（沪科版必修一）

第十讲 牛顿第一定律、实验：探究加速度与质量和力的关系、牛顿第二定律 开山小测 1.如图所示，质量均为m的A、B两球，由一根劲度系数为k的轻弹簧连接静止于半径为R的光滑半球形碗中，弹簧水平，两球间距为R且球半径远小于碗的半径.则弹簧的原长为(　D　) A. ＋R B.＋R C.＋R D.＋R 2.如图所示，在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球，小球直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等，盒子沿倾角为α固定斜面滑动，不计一切摩擦，下列说法中正确的是( A ) A.无论盒子沿斜面上滑还是下滑，球都仅对盒子的下底面有压力 B.盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和右侧面有压力 C.盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力 D.盒子沿斜面上滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力 3.（多选）如图所示，质量均可忽略的轻绳与轻杆，A端用铰链固定，滑轮在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可不计)，B端吊一重物.现将绳的一端拴在杆的B端，用拉力F将B端缓慢上拉，在AB杆达到竖直前(　BD　) A.绳子拉力不变 B.绳子拉力减小 C.AB杆受力增大 D.AB杆受力不变 百科小知 钱三强(1913年10月16日-1992年6月28日)，核物理学家。原籍浙江湖州，生于浙江绍兴， 中国原子能科学事业的创始人，中国"两弹一星"元勋，中国科学院院士。1932年，毕业于北京大学预科。1936年，毕业于清华大学。1939年钱三强完成了博士论文--《α粒子与质子的碰撞》。1946年底，荣获法国科学院亨利·德巴微物理学奖。1948年，任清华大学物理系教授，中国科学院副院长兼浙江大学校长，中国科协副主席、名誉主席，中国物理学会副理事长、理事长。1980年7月24日，钱三强教授在中南海以《科学技术发展的简况》为题讲课。1992年6月28日，在北京病逝，终年79岁。 精讲精练 知识梳理 知识点1：理想实验的魅力 1．力与运动关系的不同认识 代表人物 主要观点 亚里士多德 必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止 伽利略 力不是维持物体运动的原因 笛卡儿 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同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向 2．伽利略的斜面实验： (1)理想实验：让小球沿一个斜面从静止状态开始向下运动，再让小球冲上第二个斜面，如果没有摩擦，无论第二个斜面的倾角如何，小球达到的高度相同。若将第二个斜面放平，小球将永远运动下去。　 (2)实验结论：力不是维持物体运动的原因。 知识点2：牛顿第一定律 1．内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态， 除非作用在它上面的外力迫使它改变这种状态。 2．力和运动的关系：力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。 3．牛顿第一定律的物理意义： (1)揭示了力与运动的关系： ①力是改变物体运动状态的原因：物体受力的作用，它的运动状态就一定发生改变，并且产生加速度。 ②力不是维持物体运动的原因：物体若不受力，它将做匀速直线运动或者保持静止状态。 (2)揭示了一切物体都具有的一种属性——惯性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律。 4．物体运动状态改变的三种情况： (1)速度的方向不变，只有大小改变。(物体做直线运动) (2)速度的大小不变，只有方向改变。(物体做匀速曲线运动) (3)速度的大小和方向同时发生改变。(物体做变速曲线运动) 特别提醒 (1)牛顿第一定律所描述的是物体不受外力作用时的状态，与物体所受合外力为零是等效的。　　　 (2)牛顿第一定律不是实验定律，它是在理想实验的基础上总结得出的。 (3)牛顿第一定律只适用于惯性参考系中的运动，在非惯性参考系中不适用。 知识点3：惯性与质量　 1．惯性：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。 2．惯性的量度：质量是物体惯性大小的唯一量度。 3．惯性与质量的关系 (1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。 (2)惯性与物体受力情况、运动情况及地理位置均无关。 (3)质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大。 4．惯性与力的关系 (1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此说“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”，“受到惯性力”等都是错误的。 (2)力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动状态的原因。力越大，运动状态越易改变；惯性越大，运动状态越难改变。 (3)惯性与物体的受力情况无关。 5．惯性与速度的关系 (1)速度是表示物体运动快慢的物理量，是矢量，惯性是物体本身固有的性质，其大小仅由物体质量决定。 (2)一切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大小均无关。 6．惯性与惯性定律的