内容正文:
第八章 · 运动和力
第1节 牛顿第一定律
|第八章 运动和力
第1节 牛顿第一定律
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情境导入
滑板车沿水平方向运动时,如果不再蹬地,它最终会停下来;踢出去在地面滚动的足球越滚越慢,最后也会停下来。
思考:运动的物体为什么会停下来?物体的运动需要力来维持吗?
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探究新知
探究1
阻力对物体运动的影响
反方:
滑板车滑行时,人没蹬地,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。
VS
正方:
玩滑板车时,人不蹬地,车最终就会停下来。说明物体运动需要力来维持。
运动和力之间是什么关系呢?
自古以来,以亚里士多德为代表的很多人认为:物体的运动需要力来维持。
而伽利略认为:物体的运动不需要力来维持,运动的物体之所以停下来,是因为受到了阻力的作用。
通过实验研究
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实验设计:
1.通过观察_______________来判断阻力对小车运动的影响。
2.小车滑行的距离与小车的质量、小车的初速度、阻力大小等有关,所以应让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,采用粗糙程度不同的平面来使阻力的大小不同。
实验探究:阻力对物体运动的影响
目的是使小车运动到斜面底端时具有相同的速度
转换法
小车滑行的距离
控制变量法
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实验次数 表面状况 阻力大小 小车滑行距离 小车速度减小情况
1
2
3
大
较小
快
较慢
小
慢
短
较长
长
实验记录:
分析归纳:
(1)现象:
(2)结论:
表面越光滑,小车滑行的距离就越远。
阻力越小,小车的速度减小得就越慢。
思考:如果水平面绝对光滑,小车运动时不受阻力,它是不是就不会停下呢?
毛巾
棉布
木板
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探究2
牛顿第一定律
分析类似实验
进一步推测:如果物体受到的阻力为零,速度就不会减小,物体将以恒定不变的速度永远运动下去。
总结伽利略等人的研究成果
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。
牛顿
伽利略
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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,包含两层意思:①该物体没有受到任何力的作用,这是一种理想情况;②物体受力,但所受的力相互抵消,相当于物体不受力。
3.牛顿第一定律揭示了物体不受力时的运动情况:若物体原来是静止的,则保持静止状态;若物体原来是运动的,则保持匀速直线运动状态。两种状态必有其一,不同时存在。
4.牛顿第一定律的实质:物体的运动状态不需要力来维持,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。如果物体的运动状态发生了改变,那么该物体一定受到了力的作用。
5.牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理而概括出来的,不可能用实验来直接验证牛顿第一定律。
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例题解析
例1 如图所示,铅球由a处向右上方推出,在空中划出一道弧线后落到地面b处。当铅球在飞行过程中,运动到最高点时,一切外力都消失,则铅球将会( )
A.沿着水平方向运动 B.静止在该点
C.仍会掉在b点 D.竖直掉下来
A
规律总结: 理解牛顿第一定律
⑴牛顿第一定律揭示的是一切物体都有保持运动状态不变的性质,这说明物体的运动不需要力来维持;物体运动状态改变是由于受到力的作用,即力是物体运动状态改变的原因。
⑵牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,通过进一步的科学推理概括出来的,不可能用实验直接验证这一定律。
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变式练习
1.目前,人类发射的探测器已飞出了太阳系,如果探测器所受外力全部消失,那么探测器将( )
A.沿原路径返回地球
B.沿原方向做减速直线运动
C.沿原方向做加速直线运动
D.沿原方向做匀速直线运动
D
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探究3
惯性
思考:牛顿第一定律说明了物体本身对自己的运动状态有什么影响?
想保持而不想改变
探究1:把足球踢出去
现象:足球被踢出后,没有立即停下来,而是继续运动一段距离才停下来。
分析:足球原来是运动的,因保持原来的运动状态,所以无法立即停下来。
探究2:用力击打一摞棋子中的一个
现象:被击打的棋子飞出,而它上面的棋子落下。
分析:上面棋子因保持原来的静止状态在重力作用下落下。
原来处于静止状态