牛頓第一定律(基礎)
【學習目標】
1、知道牛頓第一定律的內容;
2、理解慣性是物質的一種屬性,會解釋常見的慣性現象。
【要點梳理】
要點一、牛頓第一定律
一切物體在沒有受到力的作用時,總保持靜止、或勻速直線運動狀態,這就是牛頓第一定律。
要點詮釋:
對定律的理解:
1、「一切」說明該定律對於所有物體都適用,不是特殊現象。
2、「沒有受到力的作用」是定律成立的條件。「沒有受到力的作用」有兩層含義:一是該物體確定沒有受到任何力的作用,這是一種理想化的情況(實際上,不受任何力的作用的物體是不存在的);二是該物體所受合力為零,它的作用效果可以等效為不受任何力的作用時的作用效果。
3、「或」指兩種狀態必居其一,不能同時存在,也就是說物體在不受力的作用時,原來靜止的物體仍保持靜止狀態,原來運動的物體仍保持勻速直線運動狀態。
(4)牛頓第一定律的內涵:物體在不受力的情況下依舊可以保持原有的運動狀態,說明力不是維持物體運動的原因,而是使物體運動狀態發生改變的原因。或者說:
物體的運動不需要力來維持,要改變物體的運動狀態,必須對物體施加力的作用。
5、牛頓第一定律不能用實驗直接驗證,而是在實驗的基礎上通過分析、概括、推理總結出來的。
6、牛頓第一定律是關於力與運動關係的規律,它反映了物體在不受力(或受合力為零)時的運動規律,在不受任何力時,物體要保持原有的運動狀態不變。
要點二、慣性
一切物體都有保持原來運動狀態不變的性質,我們把這種性質叫做慣性。
要點詮釋:
對慣性的理解。
1、一切物體都有慣性,一切物體是指無論是氣體、液體、還是固體;無論是靜止還是運動;無論受力還是不受力都具有慣性。慣性是物體本身的一種屬性。
2、慣性指物體保持靜止狀態或勻速直線運動狀態不變的性質。即靜止的物體總要保持靜止狀態,運動的物體總要保持勻速直線運動狀態。
3、慣性是物體的屬性,不是力。因此在提到慣性時,只能說「物體具有慣性」,或「由於慣性」,而不能說「受到慣性作用」或「慣性力」等。慣性只有大小,慣性的大小僅取決於物體的質量,質量大,慣性也大。
【典型例題】
型別一、牛頓第一定律
1、(蕪湖)人類對「運動和力的關係」的認識就經歷了乙個曲折漫長的探索過程。
(1)古希臘哲學家亞里斯多德認為這一根據生活經驗和事物表象得出的錯誤觀點被人們沿用了近2023年。
(2)十七世紀,伽利略通過理想斜面實驗,正確地揭示了「運動和力的關係」。如圖所示,伽利略的斜面實驗有如下步驟:
①減小第二個斜面的傾角,小球在這個斜面上仍然要達到原來的高度。
②兩個對接的斜面,讓小球沿乙個斜面從靜止滾下,小球將滾上另乙個斜面。
③如果沒有摩擦,小球將上公升到原來釋放時的高度。
④繼續減小第二個斜面的傾角,最後使它成水平面,小球將沿水平面以恆定速度持續運動下去。
上述步驟中,有的屬於可靠事實,有的則是科學推論。將這些事實和推論進行分類排序,以下正確的是
a.事實②→事實①→推論③→推論④
b.事實②→推論①→推論③→推論④
c.事實②→推論①→推論④→推論③
d.事實②→推論③→推論①→推論④
(3)伽利略得出:運動物體如果不受其它物體的作用,將會伽利略由此開創了實驗和推理相結合的科學研究方法。
【答案】(1)力是維持物體運動的原因;
(2)d;
(3)永遠勻速運動下去。
【解析】:(1)關於力和運動的關係,亞里斯多德的觀點是錯誤的,他說力是維持物體運動的原因,根據物理學歷史事實回答第一空。
(2)這是依據思維程式排序的問題,伽利略的觀點是在實驗事實的基礎上,經過推理概括得出結論,第一步是實驗事實,即②;小球滾到右側斜面的高度與小球自由放手的位置接近,摩擦越小越接近,得出推理,如果無摩擦,小球上公升的高度與自由放手位置相同,即第二步是③;繼續推理,在無摩擦的情況下如果改變右側斜面的傾斜程度,減小傾解,仍能使小球上公升的高度與自由放手的位置相同,即第三步是①;繼續大膽推理,在無摩擦的情況下,右側斜面繼續減小傾角為0,即水平,則小球永遠運動,即第四步是④。按照這樣的思維程式排列順序。
(3)這是實驗基礎上,再推理得出的結論,實驗無法直接驗證,運動物體不受力將永遠勻速運動下去。
【總結昇華】關於力和運動的關係,歷史上有兩種對立的觀點:亞里斯多德認為,力是維持物體運動的原因;伽利略等人認為,力是改變物體運動狀態的原因。現在人們普遍認為力是改變物體運動狀態的原因的觀點是正確的,這一觀點無法經過實驗直接證實,而是在大量實驗事實的基礎上,經過推理概括得出的。
2、在太空中飛行的宇宙飛船,如果它受到的一切外力消失,那麼宇宙飛船將( )
a.立即靜止 b.減速飛行 c.加速飛行 d.勻速飛行
【答案】d
【解析】在一切外力消失前,宇宙飛船是運動的,當一切外力消失後,就再也沒有能夠改變飛船運動狀態的力,所以飛船不會停下來,不會減速飛行也不會加速飛行,飛船只能按原來的運動速度永遠的勻速飛行下去。
【總結昇華】解答本題可根據牛頓第一定律來分析,牛頓第一定律告訴我們:一切物體在不受外力作用時,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態,直到有外力改變它為止。
舉一反三:
【變式】小冬用繩子拴著一石塊,使石塊繞手做圓周運動,如果石塊受到的力突然全部消失,石塊將( )
a.立即停止運動 b.做勻速直線運動
c.繼續做圓周運動 d.速度越來越慢直到停止運動
【答案】b
型別二、慣性
3、關於物體的慣性,下列說法正確的是( )
a.賽車能很快停下來,說明車沒有慣性
b.跳遠運動員起跳前助跑,是為了獲得慣性
c.足球射入球門時才具有慣性
d.百公尺運動員到達終點時不能立即停下來,是因為運動員具有慣性
【答案】d
【解析】該題考察對慣性的理解。慣性是物質的一種屬性,一切物體在任何情況下都有慣性。無論物體運動還是靜止。
故ac錯。慣性不是力,它只有大小沒有方向,因此物體「獲得慣性」、「受到慣力作用」等說法都是錯誤的,故b錯。
【總結昇華】①慣性是一切物體都具有的,無論是氣體、液體、固體都有慣性。
②物體在任何情況下都有慣性,無論運動、靜止、受力或不受力都有慣性。
③慣性的大小只有質量有關,與速度無關。
舉一反三:
【變式】下列說法正確的是( )
a.慣性是物體的一種屬性
b.物體只有靜止時才有慣性
c.物體只有受到力的作用時才具有慣性
d.物體只有運動時才有慣性
【答案】a
4、下列用於防止因慣性造成事故的交通規則是
a.橋梁設有限重標誌
b.車輛靠右行駛
c.嚴禁超速超載
d.紅燈停、綠燈行
e.請保持車距
f.小汽車駕駛員駕車時,繫好安全帶
【答案】c、e、f
【解析】本題考察慣性知識在交通規則中的應用。橋梁設有限重標誌牌,是為了防止車輛過重壓壞路面故a不選。嚴禁車輛超速越載,是因為物體的慣性大小與物體的質量有關,質量越大的物體,慣性越大,車輛不易停止,易發生交通事故。
保持車距是因為車有慣性,剎車後不能立即停止。行車繫好安全帶是因為緊急剎車時,駕駛員由於慣性會繼續向前運動,易碰撞車身而發生事故。
【總結昇華】慣性知識的應用一是利用慣性做事情,二是防止因慣性帶來的危害。注意加以區分。
舉一反三:
【變式1】以下現象利用慣性知識的是:
a.洗衣機將衣服甩乾
b.奔跑時被腳下的石頭絆倒
c.打籃球時投球入籃筐
d.上車後,請扶好把手
【答案】a、c
【變式2】坐在公共汽車裡的人,身體突然向前傾,這可能是由於汽車
a突然減速前進b突然加速前進
c向前行駛時突然剎車 d突然啟動前進
【答案】ac
5、今年5月1日起,我國開始實行「醉駕人刑」。如圖是一名正在接受檢查的駕駛員,他不僅沒有系安全帶,而且交警還聞到一股酒味,經儀器檢測,屬醉酒駕車,交警當即將其扣留。請用物理知識解釋:
為什麼急剎車時,不繫安全帶會發生危險?
【答案與解析】:一切物體都具有慣性,急剎車時汽車停止(減速)運動,而駕駛員由於慣性還要保持原來的運動狀態,所以不繫安全帶會發生危險。
【總結昇華】本題結合法律知識考查物理知識,體現了物理和生活等方面的聯絡,平時要多觀察,多思考。
牛頓第一定律
二 教學目的 知識與技能 理解牛頓第一定律,知道它是邏輯推理的結果 理解慣性的概念。過程與方法 對物理問題不能主觀臆斷,正確的認識力和運動的關係。情感態度價值觀 利用生活中的例子來認識慣性和質量間的關係。鼓勵學生大膽發言,並學以致用。三 課型新授課 四 課時 2課時 五 教學重點 理解牛頓第一定律,...
牛頓第一定律
課下檢測 滿分60分時間30分鐘 一 選擇題 每小題5分,共40分 1 關於力和運動的關係,下列說法正確的是 a 物體的速度不斷增大,表示物體必受外力作用 b 物體朝什麼方向運動,則這個方向上必受力的作用 c 物體的速度的大小不變,則其所受的合外力必為零 d 物體處於靜止狀態,則該物體必不受外力作用...
牛頓第一定律
一 教材分析 本節課選自人教版高中物理必修一第四章第一節的內容,牛頓第一定律是經典力學中三大定律之一。是整個力學的基礎,因為它把最基本的勻速直線運動和物體是否受力聯絡起來,確立了力和運動之間的關係,是前面力的作用效果的延伸,又為後面學習二力平衡的知識打下了基礎,起著承前啟後的作用因此,可以說,牛頓第...