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1、第 9 課時(shí) 牛頓第一定律二力平衡 UNIT FIVE 考點(diǎn)知識(shí)聚焦考點(diǎn)一牛頓第一定律 靜止古人觀點(diǎn) 人物 觀點(diǎn)亞里士多德 力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因;注:這種觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的伽利略 物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持牛頓 一切物體在沒有受到力的作用時(shí),總保持或 狀態(tài)勻速直線運(yùn)動(dòng) 考點(diǎn)知識(shí)聚焦 （續(xù)表）探究課題:阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響實(shí)驗(yàn)裝置探究方法 、轉(zhuǎn)換法實(shí)驗(yàn)過程 使小車從斜面同一高度滑下,其目的是使小車到達(dá)水平面時(shí)的相同; 在這一實(shí)驗(yàn)中需要改變的是接觸面的,做法是分別將毛巾、棉布、木板鋪在水平面上,分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn); 實(shí)驗(yàn)中可通過觀察小車在水平面運(yùn)動(dòng)的遠(yuǎn)近來顯示阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響 得出結(jié)論 平面越光滑,小車運(yùn)

2、動(dòng)的距離,這說明小車受到的阻力越小,速度減小得 控制變量法 速度粗糙程度 距離越遠(yuǎn)越慢 考點(diǎn)知識(shí)聚焦 （續(xù)表）進(jìn)行推理 如果運(yùn)動(dòng)的物體不受力,它將永遠(yuǎn)做運(yùn)動(dòng)牛頓第一定律 物體在時(shí),總保持對(duì)牛頓第一定律的理解 牛頓第一定律是在大量經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上,通過進(jìn)一步推理而概括出來的,不能用實(shí)驗(yàn)來直接證明牛頓第一定律; 牛頓第一定律的內(nèi)涵:物體不受力,原來靜止的物體將保持狀態(tài),原來運(yùn)動(dòng)的物體,不管原來做什么運(yùn)動(dòng),物體都將做; 牛頓第一定律告訴我們:物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)可以(選填“需要”或“不需要”) 力,即力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān),所以力(選填“是”或“不是”)產(chǎn)生或維持運(yùn)動(dòng)的原因,而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 勻速

3、直線一切 沒有受到力的作用 靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)靜止勻速直線運(yùn)動(dòng)不需要不是 考點(diǎn)知識(shí)聚焦考點(diǎn)二慣性定義 物體保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)理解 慣性是物體的固有,一切物體在任何情況下都有慣性慣性不是力,力有三要素,慣性只有大小;所以我們對(duì)慣性進(jìn)行描述時(shí),只能說某物體“具有”或“由于”慣性,而不能說某物體“受到”或“產(chǎn)生了”慣性慣性的大小只與物體的有關(guān),質(zhì)量大,物體的慣性就,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就不容易改變;與物體是否受力、是否運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)快慢、是否失重等均無關(guān) 利用 跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員快速助跑以提高跳遠(yuǎn)成績;用力撞擊錘柄下端使錘頭緊套在錘柄上;拍打衣服灰塵;體育比賽中的各種投擲項(xiàng)目等危害及防止 危害:大多數(shù)的交

4、通事故、絆倒等;防止:汽車司機(jī)和前排乘客系安全帶屬性質(zhì)量 大 考點(diǎn)知識(shí)聚焦考點(diǎn)三二力平衡1.二力平衡平衡狀態(tài) 物體受到幾個(gè)力作用時(shí),保持或狀態(tài),我們就說這幾個(gè)力相互平衡,這時(shí)物體處于平衡狀態(tài)二力 平衡 定義 物體在受到兩個(gè)力的作用時(shí),如果能保持狀態(tài)或狀態(tài),稱為二力平衡探究課題:二力平衡的條件 裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,實(shí)驗(yàn)中通過改變砝碼的來探究二力的大小關(guān)系;通過扭轉(zhuǎn)小車松手后觀察小車狀態(tài),來探究二力是否在靜止 勻速直線運(yùn)動(dòng)靜止 勻速直線運(yùn)動(dòng)數(shù)量同一直線上 考點(diǎn)知識(shí)聚焦二力平衡 得出結(jié)論 作用在同一物體上的兩個(gè)力,如果大小、方向,并且作用在,這兩個(gè)力就彼此平衡速記:同體、等大、反向、共

5、線實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 如圖乙所示,把小車換成硬紙板,同時(shí)增加一把剪刀,便于探究;把硬紙板支撐起來,不再與桌面接觸的優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用 已知一個(gè)力的大小和方向,確定另一個(gè)力的大小和方向。 判斷物體是否處于平衡狀態(tài)或?qū)ふ沂刮矬w處于平衡狀態(tài)的方法: 應(yīng)用 a.物體不受力,應(yīng)保持_狀態(tài);b.物體受一個(gè)力,運(yùn)動(dòng)狀態(tài),這是力產(chǎn)生的效果;物體受平衡力時(shí),應(yīng)保持狀態(tài)平衡力與相互作用力比較 相同點(diǎn): ; ; 。不同點(diǎn):平衡力作用在物體上,相互作用力作用在物體上 （續(xù)表）相等 相反 同一直線上平衡力必須作用在同一物體上減小摩擦對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)改變 靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)大小相等 方向相反 作用在同一直線上一個(gè) 兩個(gè) 考點(diǎn)

6、知識(shí)聚焦 （續(xù)表）力的合成 同一直線上的兩個(gè)力F1和F2,若它們沿同一方向作用在同一物體上,則兩個(gè)力的合力大小為,方向沿相反方向作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力F 1和F2,F1F2,則這兩個(gè)力的合力大小為,方向F1+F2 與F1(或F2)方向相同F(xiàn)1-F2 與F1(或較大的力)方向相同 考點(diǎn)知識(shí)聚焦2.力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系 考點(diǎn)知識(shí)聚焦/知識(shí)縱橫/ 慣性與慣性定律(牛頓第一定律)的區(qū)別項(xiàng)目 慣性 慣性定律(牛頓第一定律)區(qū)別 慣性是物體本身的一種屬性 慣性定律是物體不受力或受平衡力作用時(shí)遵循的運(yùn)動(dòng)規(guī)律無論物體是否受力,無論處于何種運(yùn)動(dòng)狀態(tài),物體都具有慣性 慣性定律的成立是有條件的,即只有物體在不受力

7、或受平衡力作用時(shí)才成立 例1 2018濟(jì)寧用如圖9-1所示的實(shí)驗(yàn)裝置,讓靜止的小車從斜面的同一高度滑下,觀察并記錄小車在三種不同水平面上運(yùn)動(dòng)的距離,探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響。圖9-1(1)圖9-2是對(duì)在水平面上運(yùn)動(dòng)的小車進(jìn)行的受力分析,其中正確的是。圖9-2熱點(diǎn)考向探究探究一 牛頓第一定律 B (2)小易按照“毛巾棉布木板”的順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)記錄如下表所示。熱點(diǎn)考向探究接觸面 小車受到的摩擦力的大小 小車在水平面上的運(yùn)動(dòng)距離s/cm毛巾 大 23.1棉布 較大 37.5木板 小 85.6分析比較表中內(nèi)容,可得出的初步結(jié)論是:小車受到的摩擦力越小,運(yùn)動(dòng)距離。深入分析發(fā)現(xiàn):小車受到的阻力越小,速

8、度減小得越慢。由此進(jìn)一步推理可得出的結(jié)論是_ 越遠(yuǎn)若運(yùn)動(dòng)的物體不受阻力時(shí),物體將做勻速直線運(yùn)動(dòng) (3)早在17世紀(jì)初期,意大利物理學(xué)家(填寫科學(xué)家名字)就通過實(shí)驗(yàn)和科學(xué)推理的方法研究過力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。熱點(diǎn)考向探究 伽利略 熱點(diǎn)考向探究【變式】小球在沒有空氣阻力的情況下,沿?zé)o摩擦軌道運(yùn)動(dòng)。(1)如圖9-3甲所示,小球從A點(diǎn)靜止釋放,小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度是否為零?。圖9-3 是 熱點(diǎn)考向探究(2)將軌道BC段改為水平,如圖乙所示,小球仍從A點(diǎn)靜止釋放,小球經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能(選填“大于”“小于”或“等于”)其在A點(diǎn)的機(jī)械能。以小球經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),在圖9-4中大致畫出小球在MN段運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間

9、圖像。 圖9-4 等 于 熱點(diǎn)考向探究例2 2018成都系安全帶可以減小因汽車緊急剎車對(duì)人員造成的傷害,下列說法正確的是()A.剎車時(shí)人的慣性會(huì)消失B.剎車時(shí)人的慣性會(huì)增大C.剎車時(shí)人會(huì)受到向前的慣性力D.剎車時(shí)人由于慣性會(huì)向前傾探究二慣性 D 熱點(diǎn)考向探究【變式】如圖9-5所示,一個(gè)圓柱狀的輕質(zhì)紙筒順著一個(gè)傾斜的木板滾下。離開板后,不計(jì)空氣阻力,紙筒受到的作用,紙筒將落到(選填“A側(cè)”“B點(diǎn)”或“C側(cè)”)。圖9-5重力 A側(cè) 熱點(diǎn)考向探究例3 2017江西如圖9-6所示,用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是()圖9-6A.木塊受到的摩擦力和彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力是一

10、對(duì)平衡力B.木塊對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力和彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力是一對(duì)平衡力C.木塊對(duì)水平面的壓力和水平面對(duì)木塊的支持力是一對(duì)相互作用力D.木塊對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力和手對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是一對(duì)相互作用力探究三二力平衡和相互作用力 熱點(diǎn)考向探究【答案】C【解析】木塊受到的摩擦力沿水平方向向左,彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力與水平面有一夾角,即兩個(gè)力不在同一直線上,所以不是一對(duì)平衡力,A錯(cuò)誤。木塊對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力和彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力是一對(duì)相互作用力,B錯(cuò)誤。木塊對(duì)水平面的壓力的施力物體是木塊,受力物體是水平面;水平面對(duì)木塊的支持力的施力物體是水平面,受力物體是木塊,所以這兩個(gè)力是一對(duì)相互作用力,C正確。木塊

11、對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力和手對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是一對(duì)平衡力,D錯(cuò)誤。 熱點(diǎn)考向探究【變式1】2018揚(yáng)州小華同學(xué)在科技館觀摩自行車走鋼絲表演后回家做了一個(gè)模型,如圖9-7所示,下列說法正確的是 () 圖9-7A.自行車的重力與鋼絲對(duì)自行車的支持力是一對(duì)平衡力B.自行車和所掛物體總重力與鋼絲對(duì)自行車的支持力是一對(duì)平衡力C.自行車對(duì)鋼絲的壓力與鋼絲對(duì)自行車的支持力是一對(duì)平衡力 D.自行車對(duì)繩的拉力與所掛物體的重力是一對(duì)平衡力B 熱點(diǎn)考向探究【變式2】2017揚(yáng)州某同學(xué)從滑梯上勻速下滑(如圖9-8),圖9-9中能正確表示滑梯對(duì)該同學(xué)作用力F的方向的是 () 圖9-8 圖9-9 【答案】A【解析】該同學(xué)受豎

12、直向下的重力、滑梯對(duì)其的支持力和摩擦力。即支持力和摩擦力都是滑梯施加的,由于勻速下滑,則這兩個(gè)力的合力與重力平衡,故滑梯對(duì)該同學(xué)的作用力F方向豎直向上,大小與該同學(xué)的重力相等。 熱點(diǎn)考向探究例4 2018廣安關(guān)于力和運(yùn)動(dòng),下列說法中正確的是()A.物體勻速轉(zhuǎn)彎一定受到非平衡力的作用B.豎直下落的小球越來越快,小球的慣性越來越大C.物體受到力運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定改變,不受力運(yùn)動(dòng)物體很快會(huì)停下來D.靜止在水平地面上的物體所受的重力和它對(duì)地面的壓力是一對(duì)平衡力探究四力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 【答案】A【解析】物體勻速轉(zhuǎn)彎,物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一直在改變,此時(shí)物體一定受到非平衡力的作用,A正確。物體慣性的大小只與物體的質(zhì)量有

13、關(guān),與物體的速度大小無關(guān),B錯(cuò)誤。物體受到力的作用其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不一定改變,不受力的作用時(shí),運(yùn)動(dòng)的物體將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去,不會(huì)停下來,C錯(cuò)誤。靜止在水平地面上的物體所受的重力和地面對(duì)它的支持力是一對(duì)平衡力,D錯(cuò)誤。 熱點(diǎn)考向探究【變式】如圖9-10所示,在細(xì)桿上固定兩片葉片便制成了玩具“竹蜻蜓”。用手搓動(dòng)細(xì)桿,竹蜻蜓就能騰空而起。關(guān)于它的運(yùn)動(dòng)和受力,下列說法正確的是 ()圖9-10A.竹蜻蜓上升的是由于受到的空氣浮力的作用B.上升過程中葉片會(huì)越轉(zhuǎn)越慢C.在上升過程中,竹蜻蜓的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變D.上升到最高點(diǎn)時(shí),受到的力是平衡力 B 熱點(diǎn)考向探究例5 初高銜接科學(xué)研究表明:空氣對(duì)運(yùn)動(dòng)物體

14、的阻力與物體速度的大小有關(guān),物體速度越大,其受到的空氣阻力越大。若不考慮雨滴質(zhì)量的變化和風(fēng)速的影響,雨滴由云層向地面下落的過程中,其運(yùn)動(dòng)情況是先做運(yùn)動(dòng),后做運(yùn)動(dòng)。(均選填“加速”“減速”或“勻速”) 【答案】加速勻速【解析】當(dāng)雨滴由云層向地面下落的過程中,一開始重力大于阻力,所受合力方向向下,向下加速運(yùn)動(dòng),速度越來越快,但受到的阻力也越來越大,當(dāng)阻力與重力相等時(shí),所受合力為0,開始做勻速運(yùn)動(dòng)。 熱點(diǎn)考向探究實(shí)驗(yàn)突破突破1 探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響【考點(diǎn)歸納】(1)小車從同一斜面、同一高度滑下的目的:使小車到達(dá)水平面的速度相同(控制變量法)。(2)改變接觸面的粗糙程度(水平面鋪材料不同的物體)的

15、目的:改變阻力大小。(3)小車運(yùn)動(dòng)到斜面底端后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)是因?yàn)樾≤嚲哂袘T性。(4)通過比較小車在水平面上運(yùn)動(dòng)距離的長短來判斷小車在水平面上所受阻力的大小。小車所受阻力越小,速度減小得越慢,運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn);用到了轉(zhuǎn)換法。 (5)小車運(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)的受力分析:豎直方向受到的重力和支持力,是一對(duì)平衡力;水平方向只受阻力。 熱點(diǎn)考向探究(6)實(shí)驗(yàn)過程中小車能量的轉(zhuǎn)化:重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能。(7)通過實(shí)驗(yàn)探究得出:力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。(8)實(shí)驗(yàn)推理:若小車不受阻力,小車的速度將不再減小并將永遠(yuǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。 熱點(diǎn)考向探究例1 2018廣東改編在探究“阻力對(duì)物體運(yùn)

16、動(dòng)的影響”的實(shí)驗(yàn)中,如圖9-11所示。圖9-11(1)讓同一小車從斜面上同一位置由靜止開始下滑,目的是。(2)實(shí)驗(yàn)中同一小車在木板表面上運(yùn)動(dòng)的距離最長,表明它在該表面受到的阻力最。(3)假設(shè)水平面絕對(duì)光滑,小車不受任何阻力,則它會(huì)在水平面上做運(yùn)動(dòng)。使小車到達(dá)斜面底部時(shí)的速度相同小勻速直線 熱點(diǎn)考向探究(4)用圖丙所示裝置,讓同一小車從斜面的不同高度由靜止開始下滑,則還可以探究小車的(選填序號(hào))關(guān)系。重力勢(shì)能與質(zhì)量重力勢(shì)能與高度動(dòng)能與質(zhì)量動(dòng)能與速度(5)如圖9-12所示,用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉著木塊在長木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為N。 圖9-12 0.8 熱點(diǎn)考向探究(6)在不同水平

17、面上用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉著同一木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),可探究木塊的(選填序號(hào))關(guān)系?；瑒?dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小 熱點(diǎn)考向探究 實(shí)驗(yàn)拓展(7)由上述實(shí)驗(yàn)可知,力(選填“能”或“不能”)改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),運(yùn)動(dòng)(選填“需要”或“不需要”)力來維持。(8)在此基礎(chǔ)上,牛頓總結(jié)了伽利略等人的研究成果概括出牛頓第一定律,請(qǐng)問:牛頓第一定律(選填“能”或“不能”)直接由實(shí)驗(yàn)得出。 圖9-13(9)通過上面的探究后,小明又思考了以下的問題。如圖9-13所示,擺球從A點(diǎn)由靜止釋放擺到右側(cè)最高點(diǎn)C點(diǎn) 時(shí),如果擺球所受的力忽然全部消失,則擺球?qū)?選填“往回?cái)[”“靜止”或“做勻速直線運(yùn)動(dòng)

18、”)。 能 不需要 不能靜止 熱點(diǎn)考向探究突破2 探究二力平衡的條件【考點(diǎn)歸納】(1)選擇小車而不選擇木塊的原因:減小摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)造成的影響。(2)實(shí)驗(yàn)中選用較輕卡片的目的:可忽略卡片的重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。(3)定滑輪的作用:改變力的方向、減小摩擦力。(4)選擇靜止作為研究狀態(tài):勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不好控制。(5)控制變量法的運(yùn)用。(6)作用在同一物體上的兩個(gè)力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直線上,這兩個(gè)力就是一對(duì)平衡力。 熱點(diǎn)考向探究例2 2017揚(yáng)州改編在“探究二力平衡的條件”活動(dòng)中:圖9-14(1)如果物體只受到兩個(gè)力的作用,且處于狀態(tài),說明這兩個(gè)力是相互平衡的。由此,小明提出,能否

19、利用如圖9-14甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究二力平衡的條件?(2)小華認(rèn)為,若采用小明的方案,必須測(cè)出物體所受的和的大小來進(jìn)行比較。研究發(fā)現(xiàn),在小明的方案中,只能根據(jù)相互作用的關(guān)系直接測(cè)出的大小,在未知二力平衡條件的前提下,另一個(gè)力 無法直接測(cè)量,所以這一方案無法實(shí)施下去。靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)拉力 重力拉力 熱點(diǎn)考向探究(3)為此,兩位同學(xué)不斷改進(jìn)并先后設(shè)計(jì)了三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,如圖乙所示,請(qǐng)你判斷出他們改進(jìn)的先后順序:(用字母表示),這樣的改進(jìn)是為了減小對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。(4)圖丙是最終確定的實(shí)驗(yàn)方案。此方案中,由于,故卡片的重力可忽略不計(jì)。BAC 摩擦力卡片的重力遠(yuǎn)小于鉤碼的重力 熱點(diǎn)考向探究 實(shí)驗(yàn)拓展(5

20、)小華將系于小卡片(重力忽略不計(jì))兩對(duì)角的線分別跨過左右支架上的滑輪,在線的兩端掛上鉤碼,使作用在小卡片上的兩個(gè)拉力方向,并通過調(diào)整來改變拉力的大小。(6)當(dāng)小卡片平衡時(shí),小華將小卡片轉(zhuǎn)過一個(gè)角度,松手后小卡片(選填“能”或“不能”)平衡。設(shè)計(jì)此實(shí)驗(yàn)步驟的目的是探究。(7)為了驗(yàn)證只有作用在同一物體上的兩個(gè)力才能平衡,在圖丙所示情況下,小華下一步的操作是。(8)如果將兩邊的鉤碼掛在卡片其中一端的同一掛鉤上,可以發(fā)現(xiàn)卡片不會(huì)靜止,這表明二力平衡必須滿足這一條件。 (9)通過上述過程可知:作用在同一物體上的兩個(gè)力,只有當(dāng)大小、方向,且作用在同一條直線上時(shí),這兩個(gè)力才彼此平衡。 相反 鉤碼的數(shù)量 不能不在同一直線上的兩個(gè)力能否平衡把小卡片剪成兩半方向相反 相等 相反