内容正文:
专题08 运动和力
一、思维导图
二、新课标要求
2.2.3 通过常见事例或实验,了解摩擦力。
2.2.4 知道二力平衡条件。
2.2.5 通过实验和科学推理,认识牛顿第一定律。能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。
三、知识梳理与典例
一、牛顿第一定律
1. 阻力对物体运动的影响
(1)两种观点
古希腊哲学家亚里士多德的观点:如果要使一个物体持续运动,就必须对它施加力的作用;如果这个力撤掉,物体就会停止运动。即物体的运动 力来维持(选填“需要”或“不需要”)。
物理学家伽利略通过理想实验,运用逻辑推理,认为:物体的运动 力来维持,运动的物体之所以停下来,是因为受到了阻力的作用(选填“需要”或“不需要”)。
(2)结论
运动物体受到的阻力越小,速度减小得越慢,运动得越远。若运动的物体不受阻力,物体的运动速度将不会减小,将保持做 运动。
2. 牛顿第一定律
(1)牛顿第一定律的建立过程
①伽利略结论
意大利物理学家伽利略通过斜面小球实验认识到运动物体受到的阻力越小,速度减小的越慢,运动时间越长,物体的运动不需要 来维持。他又进一步推论,若没有摩擦阻力,球将永远滚下去。
②笛卡尔观点
法国物理学家笛卡尔对伽利略的观点又进行了补充:运动的物体在不受外力的情况下,它将速度不变、方向不变的永远运动下去,即作 运动。
③英国著名物理学家牛顿在伽利略等科学家研究的基础上,对大量的实验事实进行了深入研究,总结出牛顿第一定律。
(2)牛顿第一定律的内容
一切物体在没有受到力的作用时,总保持 状态或 状态。
(3)对牛顿第一定律的理解
①“一切物体”说明该定律对所有物体都是普遍适用的,没有特例,不论固体、液体,还是气体都适用。
②“没有受到力的作用”是指定律成立的条件。“没有受到力的作用”包含两层意思:一是该物体确实没有受到任何外力的作用,这是一种理想化的情况,实际上,不受任何外力作用的物体是不存在的;二是该物体所受力的合力为零,它的作用效果可以等效为不受任何外力作用时的作用效果。
③ “或”指两种状态必居其一,不能同时存在。也就是说,物体如果没有受到力的作用,原来静止的物体仍保持 状态,原来运动的物体将保持原来的速度大小和方向继续做 运动。
④牛顿第一定律不是实验定律,而是在大量经验事实的基础上,通过进一步的 概括出来的。由该定律得出的一切推论,都经受住了实践的检验,因此它已经成为公认的物理学基本定律之一。
⑤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 的原因,若不受力,则运动状态不改变;反之,如果物体的运动状态发生了改变,则物体一定受到了力的作用。
二、惯性
1. 探究惯性现象
(1)分析生活中一些与惯性有关的现象
①当汽车急刹车时,人会向前倾。
分析:当汽车刹车时,人的脚部与车厢接触停止运动,但是人体的上部分仍要保持它原来的 状态(选填“运动”或“静止”),所以会向前倾。
②如图所示,把一个鸡蛋放在硬纸板上,硬纸板放在杯口上。快速水平击打硬纸板时,发现硬纸板上的鸡蛋没有跟着纸板飞走,而是落入水杯中。
分析:硬纸板受到击打力的作用,由静止变为运动,纸片上的鸡蛋不受击打力作用,仍保持原来的 状态(选填“运动”或“静止”),在重力作用下落入杯中。
③运动员投篮时,当把篮球投出后,篮球继续向前飞。
分析:当把篮球投出后,篮球离开手时,仍要保持它原来的 状态(离开手时的速度),所以会继续向前飞(选填“运动”或“静止”)。
(2)总结
物体不受力的作用时,会保持原来的静止状态或运动状态,这是物体固有的一种性质。
2. 惯性
(1)惯性:一切物体都有保持原来 不变的性质,我们把这种性质叫做惯性。
(2)对惯性的理解
①惯性的普遍性:一切物体在任何情况下都具有惯性。
②惯性大小的决定因素:惯性的大小是由物体的 决定的,质量越大,惯性越大,而与物体的形状、运动状态、所处位置、受力情况等外界因素无关。
③惯性与牛顿第一定律的区别
惯性是物体本身的一种属性,而牛顿第一定律是物体不受力时遵循的运动定律。任何物体在任何情况下都具有惯性,牛顿第一定律只有物体不受力时才成立。
(3)区分惯性与力
惯性
力
性质
不同
惯性是物体自身的性质,始终具有;与外界条件无关
力是物体对物体的作用,物体间有相互 时才会产生力
要素
不同
惯性只有大小,且大小只与质量有关,没有方向
力不仅有大小,还有方向和作用点
效果
不同
保持物体 不变
改变物体的
表述
不同
应说“由于惯性”“具有惯性”,不能说成