内容正文:
第八章 运动和力
第1节 牛顿第一定律
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课堂导入
滑板车滑行时,人没有蹬地,车还继续前进。如果不再蹬地,它最终就会停下来;冰壶在冰面上滑行一段距离,最终会停下来;推箱子,箱子动,撤去力运动停止。
观察思考
人们对力和运动关系的认识,从观察到实验,结合科学的推理,经过很多科学家的探索,发现了现象蕴含的本质规律。
亚里士多德
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”的观点在长达一千七百年的时间里,人们一直认为是正确的。
伽利略却对这种观点提出了质疑。
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。
伽利略
通过实验探究物体的运动和力的关系
运动要不要靠力来维持?
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斜面
使小车到达水平面时有一初速度
注意事项:
1、斜面倾角与木板长度要匹配。
2、防止小车刚滑到水平面时卡住,干电池、圆柱体代替。
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×
问题一:如何让小车在水平面上运动?
实验:探究阻力对物体运动的影响?
问题二:小车在水平面的运动可能会受什么影响?
阻力
到达水平面的速度
改变水平面的粗糙程度
控制变量法
毛巾、棉布、玻璃 ......
同一小车、同一斜面同一高度、静止下滑
控制变量法
转换法
通过小车在水平面上移动的距离来比较
问题三:如何比较小车在不同水平面的运动情况?
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实验方法
演示实验
问题四:实验中需要记录哪些数据?
毛巾
棉布
阻力的大小
小车运动的距离
小车速度减小情况
木板
数据记录
问题四:实验中需要记录哪些数据?
表面状况 阻力大小 小车运动距离 小车速度减小情况
毛巾
棉布
木板
表1 探究阻力对物体运动的影响
演示实验
寻找你身边的实验器材完成课本实验
毛巾
棉布
木板
较长的水平桌面替代
硬纸板
棉质衣服
表面状况 阻力大小 小车运动距离 小车速度减小情况
毛巾 大 短 快
棉布 小 长 慢
木板 更小 更长 更慢
结论:平面越光滑,受到的阻力越________,小车运动的距离越________ ,速度减小得越_______ 。
长
小
慢
实验结论
问题五:如果换用比木板更光滑的水平面,
小车将如何运动?
如果物体受到的阻力为零,物体将以不变的速度运动下去。
进一步推测
理想实验法
科学推理
理想实验
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伽利略的斜面实验
② 若没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度
③减小斜面倾角,小球仍能上升到原来的高度
④继续减小斜面倾角,最后使它成为水平面,小球将沿水平面以不变的速度运动下去。
科学推理
①两个斜面对接,让小球从一端静止下滑,小球滚上另一斜面
事实
伽利略:如果运动物体不受力,它的速度将保持不变。
伽利略早在300多年前就做过类似的实验,他认识到运动物体受到的阻力越小,物体的速度就减小得越慢,运动时间就越长 .伽利略推理得出,在理想情况下,如果水平面绝对光滑,物体受到的阻力为零 ,它的速度将不会减小,也就是将以一个恒定不变的速度永远运动下去。
牛顿:总结了伽利略等人的研究成果,概括出一条重要的物理规律。
伽利略实验
牛顿第一定律
1.内容: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。
2.定律的理解:
(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。包括不受一切外力(理想状态)、某一方向上不受外力情况;或者是合外力为零。
(3) “总保持”是指物体在不受力作用时,静者恒静,动者恒动。
(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。
牛顿第一定律说明了物体不受力,运动状态保持不变。悬挂在天花板上的电灯,是否受到力的作用?它的运动状态改变了吗?在平直的轨道上匀速行驶的列车呢?
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受到力的作用的物体也能保持运动状态不改变。我们就把一切物体都有保持运动状态不改变的性质叫做惯性。
任何物体、任何时候、任何情况,任何状态下都具有惯性。
注意:惯性不是力。在解答问题时,只能说“由于惯性”、“具有惯性”;而不能说“受到惯性”、“由于惯性的作用”、“克服惯性”等,否则就将惯性和作用混为一谈。
惯性的大小只与物体的质量有关,质量大的物体惯性大。
惯性大小反映了物体保持运动状态不变的能力大小;一个物体的质量大,惯性就大,它的运动状态就难以改变。反之则容易。
按如图所示组装好装置,拨动金属弹片,观察发生的现象。
演 示
拨动金属片前,小球