内容正文:
第八章 运动和力
第1节 牛顿第一定律
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课程标准(2022年版) 本节要点
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. 1.知道阻力对运动的影响.
2.理解牛顿第一定律.(重点)
3.理解惯性,并能结合惯性分析生活中的例子.(重点)
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探究阻力对物体运动的影响
演示实验:探究阻力对物体运动的影响.
实验器材:斜面、小车、水平长木板、毛巾、棉布等.
实验步骤:(1)如图甲所示,将毛巾铺在水平长木板上,让小车从斜面顶端由静止下滑,记录小车在水平面上滑行的距离.
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(2)如图乙所示,将水平长木板上的毛巾换成棉布,让小车从同一高度由静止下滑,记录小车在水平面上滑行的距离.
(3)如图丙所示,撤去铺在水平长木板上的棉布,
让小车从同一高度由静止下滑,记录小车在水
平面上滑行的距离.
水平面状况 阻力大小 小车运动的距离
毛巾
棉布
木板
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思考:(1)在实验过程中,让小车从同一高度由静止开始下滑,是为了控制 ;改变了小车在水平面运动时受到的 ,这种实验方法叫作 .
小车在水平面的初速度相等
阻力
控制变量法
(2)实验中判断“阻力对物体运动的影响”的方法:比较
,这种方法叫作 (填物理方法).
(3)分析上表数据得出结论:小车受到的阻力越小,速度减小得越 ,在水平面上运动得越 .
小车在不
同水平面上运动的距离
转换法
慢
远
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推论:如果不受阻力,小车将 .上述实验证明 的观点是正确的.这种在实验的基础上进行推理,得出结论的科学方法叫作 (选填“控制变量”“转换”或“理想实验”)法.
一直保持匀速直线运动
伽利略
理想实验
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为了探究阻力对物体运动的影响,我们做了如图所示的实验.
(1)实验中,每次均让小车从同一斜面、同一 由静止开始下滑,目的是 .
(2)每次实验中,为了让小车在水平面上受到的阻力不同,采用的做法是 .
高度
使小车在水平面的初速度相等
使水平面的粗糙程度不同
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(3)实验表明:表面越光滑,小车运动的距离越 (选填“远”或“近”),这说明小车受到的阻力越 (选填“大”或“小”),速度减小得越 (选填“快”或“慢”).
(4)推论:如果有一种“路面”的材料比玻璃更光滑,对小车的阻力为0,则小车运动的速度不会 ,小车将以 的速度永远运动下去.
远
小
慢
减小
恒定不变
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【实验拓展】
(5)实验结果能证明 (填字母).
A. 物体的运动需要力来维持
B. 力可以改变物体的运动状态
C. 牛顿第一定律
(6)本实验用到的科学方法有
.
(7)若在实验时,发现小车在棉布表面上和玻璃表面上都冲出了水平面,改进方法是 .
B
控制变量法、科学推理法、理想实验
法、转换法
降低小车在斜面上的高度
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牛顿第一定律
牛顿总结并发展了伽利略等人的研究成果,概括出一条重要的物理规律: 物体总保持 状态或 状态,除非作用在它上面的 迫使它改变这种状态.这就是著名的牛顿第一定律.
一切
匀速直线运动
静止
力
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[物理观念]下列关于牛顿第一定律获得过程的说法中正确的是( D )
A. 是人们对日常生活经验的总结
B. 可以用实验得到验证
C. 从小车在斜面上滑下的实验探究中直接得出
D. 在实验基础上,经分析、推理得出的规律
D
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变式1 秋千荡到最高点时,如果受到的力全部消失,下列现象可能会发生的是( A )
A
A. 保持静止状态
B. 做匀速直线运动
C. 继续来回摆动
D. 做匀速圆周运动
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不受任何外力时,物体将保持原来的运动状态,即不受力时如果静止,则将继续保持静止状态.秋千荡到最高点的瞬间是静止的,所以受到的力全部消失时会继续保持静止状态.关于常见最高点的运动状态:秋千、单摆、竖直上抛的物体在最高点的瞬间是静止的,斜抛的物体在最高点的瞬间仍有水平方向的运动速度.
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牛顿第一定律解读
牛顿第一定律的内容: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力迫使它改变这种状态.这就是著名的牛顿第一定律.
2. 理解:
(1)研究对象:“一切物体”指所有的物体.
(2)“总”:一直这样.
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(3)“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,不能同时存在.
(4)“除非”:强调物体只有受力才可能改变运动状态,不受力时,一定会保持原来的运动状态.
3. 揭示力与运动关系的本质:力不是维持物体运动的原因,力是改 变物体运动状态的原因.
4. 实验定律,因为在我们周围的物体都要受到外力的作用,无法用实验来直接验证.但是这个结论是以实验为基础,通过分析事实并进一步概括推理得出的,这种实验方法叫理想实验法.
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惯性
1. 演示实验:小球会随金属片飞出去吗?
如图1所示,拨动簧片,把小球与支座之间的金属片弹出时,小球会随金属片飞出去吗?你能说出发生这一现象的原因吗?
图1
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分析:小球和金属片原来处于 状态,拨动簧片,簧片对金属片的作用力改变了金属片的 ,金属片飞出;小球由于 保持原来的 状态,金属片飞出后,受到
的作用落向地面.
静止
运动状态
惯性
静止
重力
图1
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2. 演示实验:模拟乘车实验.
如图2所示,一个木块立在水平平板小车上,随小车一起水平向右做匀速直线运动.当小车突然向右加速时,木块 ;当小车突然停下时,木块 .
图2
向左倾倒
向右倾倒
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(回归教材)在匀速直线行驶的列车内,一位同学相对于车厢竖直向上跳起,他的落地点在( C )
A. 起跳点的前方
B. 起跳点的后方
C. 起跳点处
D. 以上都有可能
C
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人和列车一起向前运动,人跳起后,由于惯性仍保持原来与列车相同的水平运动状态不变,即人除了向上运动,还与列车同速同向向前运动,所以落回原处.
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变式2 (回归教材)如图所示,用尺子击打一摞棋子中间的棋子Q,棋子Q飞出而上面的棋子又落回原位置.以下判断正确的是( C )
C
A. 击打时上面的棋子没有一起飞出去,是因为它们没有惯性
B. 棋子Q飞出后上面的棋子下落,是因为它们受到惯性的作用
C. 棋子Q被撞击时开始运动,因为它受到尺子的作用力
D. 棋子Q飞出去没能保持静止,是因为它不具有惯性
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对惯性的理解
1. 物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,叫作惯性.惯性是物体本身的一种属性,一切物体在任何时候、任何情况下都具有惯性.记忆口诀:事事有惯性,时时有惯性,处处有惯性.
2. 惯性不是力,所以不能说“受到惯性的作用”“惯性力”“克服惯性”等,只能说“由于惯性”“具有惯性”.
3. 惯性只与物体的质量有关,与其他因素无关(与物体的状态、是运动还是静止、是否受力、速度的大小等外界条件无关).物体的质量越大,惯性越大.
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[物理学与日常生活](回归教材)(2024·牡丹江中考改编)下列场景中不属于利用惯性的是( B )
A. 拍打衣服清除衣服上的灰尘
B. 田径运动员起跑时用力向后蹬地
C. 标枪运动员投掷前向前助跑
D. 撞击锤柄使锤头紧套在锤柄上
B
惯性的利用与防止
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变式3 (回归教材)如图所示,安全带和安全气囊是汽车的两种安全装置.它们都是为了防止撞车时,司乘人员由于 继续向前运动撞击车身而造成的伤害.而安全枕是防止汽车 (选填“急停”或“被追尾”)时,由于 所带来的危害.
惯性
被追尾
惯性
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1.生产生活中利用惯性的例子:撞击锤柄套紧锤头、跳远助跑、投篮球、掷铁饼等(投掷类的体育运动多是利用惯性).
2. 防止惯性带来危害的例子:汽车安装安全气囊、乘车要系安全带、禁止超载、保持车距等(交通安全类的措施很多都与防止惯性带来危害有关).
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1. [物理观念]关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( C )
A. 物体只要运动,就一定受到力的作用
B. 运动的物体若去掉受到的所有力,一定会慢慢停下
C. 物体运动状态改变时,一定受到了力的作用
D. 牛顿第一定律是由实验直接得出的
C
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2. (2024·东莞期末)下列现象中,不属于防止惯性带来危害的是( B )
A. 坐汽车时要系好安全带 B. 抖掉衣服上的灰尘
C. 行车时要注意保持车距 D. 学校路段需减速慢行
B
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3. (2023·广东中考)如图所示,公交车上的乘客都拉好了扶手,当车的运动状态突然发生改变时,乘客都向东倾,产生此现象的原因可能是( C )
A. 车由静止突然向东起动 B. 车匀速前行时突然加速
C. 车匀速前行时突然减速 D. 匀速倒车时突然减速
C
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4. 关于惯性,下列说法正确的是( B )
A. 乘车时系安全带是为了减小惯性
B. 汽车质量越大,惯性越大
C. 汽车行驶的速度越快,惯性越大
D. 汽车静止时没有惯性
B
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5. [科学思维]如图是从水平匀速飞行的轰炸机上先后投下的三枚炸弹,在无风、不计空气阻力的情况下,能正确反映飞机和三枚炸弹运动情况的是( B )
B
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【解析】飞机沿水平方向做匀速直线运动时,从飞机上先后投下三枚炸弹后,炸弹由于惯性,保持原来的运动状态不变,继续向前飞行,在无风、不计空气阻力的情况下,三枚炸弹在下落过程中,都是以原来的速度向前运动,炸弹在地球引力的作用下,同时向下做自由下落运动,故三枚炸弹下落时,在同一竖直直线上.故B正确,ACD错误.
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