内容正文:
第八章 运动和力
——精剖细解复习讲义
知识点1:牛顿第一定律
1、阻力对物体运动的影响
两种观点:
人物
观点
正确性
亚里士多德
如果要使一个物体持续运动,就必须对它施加力的作用;如果这个力被撤掉,物体就会停止运动。即物体的运动需要力来维持。
错误
伽利略
物体的运动并不需要力来维持,运动的物体之所以会停下来,是因为受到了阻力。即力是改变物体运动状态的原因。
正确
实验:阻力对物体运动的影响
【猜想与假设】
阻力可能是使物体运动速度减小的原因。
【设计实验】
让同一辆小车从同一斜面的同一高度由静止滑下(控制变量法:控制滑上水平面时速度相同);使其分别在铺有粗糙程度不同的毛巾、棉布、木板的水平面上运动(控制变量法:使水平面的粗糙程度不同),观察小车的运动情况,并记下其停止的位置。
【实验器材】
小车、斜面、棉布、木板、毛巾、刻度尺等。
【实验装置图】
【实验步骤】
在水平面上铺上表面最粗糙的毛巾,让小车从斜面上适当位置由静止滑下,观察小车在毛巾表面上运动的距离;
撤去毛巾,铺上表面较粗糙的棉布,让小车从斜面上同一位置由静止滑下,观察小车在棉布表面上运动的距离;
撤去棉布,铺上较为光滑的木板,让小车从斜面上同一位置由静止滑下,观察小车在木板表面上运动的距离。
【实验现象】
小车在不同水平面上的运动距离不同,随着水平面越来越光滑,小车运动的距离也越来越远。
【实验数据】
接触面
小车受到阻力大小
小车运动的距离
小车速度减小的情况
毛巾
较大
较近
很快
棉布
较小
较远
较快
木板
最小
最远
较慢
【分析与论证】
小车在不同水平面上受到的阻力大小不同。水平面越光滑,小车受到的阻力越小,其速度减小得越慢,运动距离越远。
【实验结论】
阻力改变了小车的运动状态。阻力越小,运动状态改变越慢,小车运动的距离越远。
科学推理:假设水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,小车的速度将不会减小,它将以恒定不变的速度永远运动下去,即如果运动物体不受力的作用,它将做匀速直线运动。
实验的注意事项:
①实验中,可通过调节斜面的倾角来调节小车进入水平面时的速度大小,避免小车冲出木板。
②实验中应由静止释放小车,让小车自由滑下,不能用手推动小车。
2、牛顿第一定律
一切物体在没有受到力的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
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,通过进一步的推理而概括出来的。不可能用实验直接来验证。
一些物理中的猜想,由于受实验条件所限,无法直接验证,需要先进行实验,再通过科学推理得出正确结论,这种方法称为“科学推理法”。
牛顿第一定律就是由实验结合科学推理得出来的。
对牛顿第一定律的理解:
“没有受到力的作用”是定律成立的条件,它说明了两种情况:物体没有受到任何力的作用,这是一种理想情况;物体虽受力,但所受的力可以相互抵消。
实质:物体的运动状态不需要力来维持,即力不是维持物体运动的原因(否定了亚里士多德的观点),而是改变物体运动状态的原因(运动与力的关系)。如果物体的远动状态发生了改变,那么该物体一定受到了力的作用。
运动状态的变化包括三种情况:速度大小发生变化;速度方向发生变化;速度大小和方向同时发生变化。原来静止的物体在没有受到外力作用时,将保持静止状态;原来运动的物体在没有受到外力作用时,将保持匀速直线运动状态。
牛顿第一定律说明了什么:它揭示处物体在任何情况下都具有惯性,而不是“只有不受外力”时或“只有处于静止或匀速直线运动状态”时才有惯性。
3、惯性
牛顿第一定律说明,任何物体不受力时,都会保持静止或匀速直线运动状态,即一切物体都有保持原来运动状态的性质,我们把这种性质称为惯性,所以牛顿第一定律也称为惯性定律。
惯性:物体保持原来运动状态不变的性质(静止物体要保持它的静止状态,运动的物体要保持它的运动状态)。
对惯性的理解:
惯性是物体本身的一种属性,物体的惯性大小只与物体的质量的大小有关,质量越大,惯性越大。质量越大的物体其运动状态越难改变。
惯性的大小与物体的形状、运动状态、所处位置、受力情况等无关。
一切物体任何时候都具有惯性(静止的物体具有惯性,运动的物体也具有惯性)。
惯性是物体的一种性质,它不是力,它只有大小,没有方向,不存在惯性力。
惯性不是谁给予的,不能说物体“受到惯性”,也不能说物体“获得惯性”或“得到惯性”。
惯性与力的区别:
物理量
惯性
力
定义
物体保持原来运动状态不变的性质。
力是物体对物体的作用。
物理意义
物体的一种属性,表现为物体对其运动状态变化的一种阻抗程度。
使物体改变运动状态或形变的外因。
产生机制
物体因为具有质量而具有的。
物体间相互作用。
产生条件
始终具有,与外界条件