内容正文:
第四讲 牛顿第一定律
【思维导图】
【知识精讲】
知识点一:理想实验法
一、力与运动的关系
1.两种观点:
①亚里士多德:力是维持物体运动状态的原因
②伽利略:力是改变物体运动状态的原因
二、斜面实验
1.实验操作:将统一小车从同一高度由静止下滑,记录最终在水平面滑行的距离
2.实验方法:转换法,控制变量法,理想实验法
3.实验现象:运动的小车所受的阻力减小,向前滑行的距离变大。如果进一步减小小车所受的阻力,它将滑行更远的距离
4.实验推论:如果运动的物体受到的阻力为0,速度就不会减小,物体将以恒定不变的速度永远运动下去。
【例题精讲】
【例1】下列三幅图为探究阻力对物体运动的影响实验中的操作情景,下列说法正确的是( )
A.图甲:将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下
B.图乙:取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下
C.图丙:小车在木板上滑行的距离最远,惯性最大
D.对比甲、乙、丙三图可知,运动的小车之所以停下来,是因为物体的运动需要力来维持
知识点二:牛顿第一定律
一、牛顿第一定律内容
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
二、惯性
1.定义: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
2.理解:惯性不是力,不能用受到惯性力形容,可以说具有惯性
3.影响因素:质量越大,惯性越大
4.惯性的应用和危害:拍灰尘,安全带,安全气囊
【例题精讲】
【例2】在物理学史的长河中,不仅在实验时发现白光可以分解成不同颜色的光,还建立了以其名字命名的运动三大定律的科学家是( )
A.爱因斯坦
B.伽利略
C.牛顿
D.亚里士多德
【例3】王亚平老师在做太空抛物实验时,抛出后的冰墩墩可视为不受外力作用,下列判断正确的是( )
A.冰墩墩的惯性会消失
B.冰墩墩将做匀速直线运动
C.冰墩墩竖直加速下落
D.冰墩墩的运动方向会不断改变
【例4】关于力、力和运动的关系,下列说法中正确的是( )
A.施力物体一定不是受力物体
B.物体不受力,运动状态一定不改变
C.两个不接触的物体间一定没有力的作用
D.物体运动状态不变,一定没有受到力的作用
【例5】交通法明确规定:严禁货车超载,这是因为超载的大货车质量大,惯性________(选填“大”或“小”);行驶中的大货车遇到突发事件紧急制动时,货车由于_________仍然会向前运动,驾驶员受___________(选填“安全带”或“汽车头枕”)保护未严重受伤。
【课堂练习】
1.在物理学中斜面是一个很重要的模型,在生产、生活中也有着大量的应用,如盘山公路、供轮椅通过的斜坡等,初中物理的学习中与斜面有关的实验也多次使用。
(1)图甲利用斜面和小车测量平均速度,实验时应保持斜面的倾斜角___________(选填“较大”或“较小”),这是为了减小测量时间时造成的误差;
(2)乙、丙实验都有让物体(小车或小球)从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤,这样操作的目的是控制小车到达水平面的___________相同;
(3)图乙实验中是通过观察小车在水平面___________来反映阻力对物体运动的影响,这里用到的实验方法是___________;
(4)由图乙可推理当运动的小车在水平面上所受阻力为零时,小车的运动情况是:___________。
2.下列现象中有关惯性的说法正确的是( )
A.司机要求乘客都系上安全带,是为了减小汽车行驶中乘客的惯性
B.行驶中的公交车刹车时,站立的乘客身体会前倾,是由于人受到惯性的作用
C.驾驶员踩刹车后,汽车仍向前滑行的一段距离,是由于汽车具有惯性
D.高速公路严禁超速,是因为汽车越快,惯性越大,越难停下来
3.我国高铁列车以平稳快速而闻名。在高铁列车匀速运行的过程中,很多人尝试过如图所示的“立币不倒”实验。当高铁列车沿水平直线轨道突然加速前进时,图中的纪念币可能会向__________(选填“前”或“后”)滚动,这是利用了________(选填“列车”或“纪念币”)具有惯性;加速时列车的惯性_________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
4..如图所示的是一辆匀速向右直线行驶的高铁列车的示意图。一名小朋友在车上A点竖直向上跳起,小明认为他会落回A点,小军认为他会落到A点的左方。你认为__________的判断是正确的,理由是___________(合理即可)。
5.向前直线行驶的车内,小芳给小明连拍两张照片,窗外同一棵树如图所示,拍照过程中车可能( )
A.向西减速
B.向西加速
C.向东加速
D.向东减速
【课后练习】
1.2025年4月24日是第十个“中国航天日”,物理社团的同学们制作了“水火箭”。如图是“水火箭”的简易原理图,使用打气筒向“水火箭”内不断打气,当内部气体压强增大到一定程度时,会使水从“水火箭”底部向下快速喷出,从而使“水火箭”升空。结合题中信息,判断以下说法正确的是( )
A.用力打气,瓶体膨胀起来,说明力可以改变物体的运动状态
B.“水火箭”向下喷水的过程中,“水火箭”对水向下的力大于水对“水火箭”向上的力
C.“水火箭”向下喷水的过程中,“水火箭”的惯性减小
D.“水火箭”喷完水后,若所受的力全部消失,它将静止不动
2.如图所示,下列有关惯性的说法正确的是( )
A.图甲中汽车正在向右做加速运动
B.图乙中离开手的箭矢由于受到惯性而继续运动
C.图丙中猛击筷子上端,苹果往上运动是利用了苹果的惯性
D.图丁中安全带和安全气囊可以减小惯性从而保证驾驶人的安全
3.如图所示,乙船上的小李用竹竿撑开小红乘坐的甲船。关于此过程,下列说法正确的是( )
A.竹竿对甲船施力时,甲船未对竹竿施力
B.竹竿变弯说明力能改变物体的形状
C.甲船向左运动,乙船因质量大而保持静止
D.甲船受到的推力大于乙船受到的推力
4.2025年春晚,由宇树H1机器人参与表演的舞蹈节目《秧BOT》,将传统文化与现代科技完美融合,展现了我国人形机器人在全球的领先地位。如图所示:
(1)机器人用力将手绢扔出,说明力可以改变物体的__________;
(2)手绢离手后能继续向上运动,是由于手绢具有__________。请写出一个日常生活中应用这一性质的事例____________;
(3)请在答题卡指定位置的图中画出手绢所受重力的示意图。
5.如图所示,是初中阶段我们用斜面做的三个实验,下列说法正确的是( )
A.图甲中为了便于测量时间,应选用坡度较大的斜面
B.图乙中的实验直接得出了牛顿第一定律
C.图丙中钢球在木板上滚动是由于受到惯性力的作用
D.图甲、乙、丙中运动的物体最终会停下来,说明力可以改变物体的运动状态
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