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第四章 牛頓運動定律,1 牛頓第一定律,填一填,練一練,一、理想實驗的魅力(見課本第68、69頁) 1.對力與運動關系的認識歷程,,,,,,,填一填,練一練,2.伽利略的斜面實驗,(1)理想實驗:讓小球沿一個斜面從靜止狀態(tài)開始向下運動,再讓小球沖上第二個斜面。如果沒有摩擦,無論第二個斜面的傾角如何,小球所達到的高度相同;若將第二個斜面放平,小球?qū)⒂肋h運動下去。 (2)實驗結(jié)論:力不是維持物體運動的原因。,,,,填一填,練一練,二、牛頓物理學的基石——慣性定律(見課本第69頁) 1.牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。 2.慣性:物體具有的保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)。任何物體都具有慣性,所以牛頓第一定律又叫慣性定律。,,,,,,,填一填,練一練,三、慣性與質(zhì)量(見課本第69、70頁) 1.慣性表現(xiàn)為改變物體運動狀態(tài)的難易程度。 2.慣性的量度:質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度。 3.質(zhì)量只有大小,沒有方向,是標量,符號是m,國際單位制中,質(zhì)量的單位是千克,符號是 kg。,,,,填一填,練一練,如圖所示,慣性最大的是( ),解析:質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度,質(zhì)量越大,慣性越大,故選項B正確。 答案:B,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,對牛頓第一定律的理解 如圖,冰壺在冰面上的運動。如果摩擦阻力比較大,冰壺很快停下來;如果摩擦阻力很小,冰壺能滑得很遠;如果摩擦阻力為零,冰壺將永遠運動下去。 試結(jié)合上述現(xiàn)象討論: (1)牛頓第一定律中“除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)”說明運動與力有什么關系? (2)根據(jù)牛頓第一定律思考,如果物體不受外力作用,物體將處于什么狀態(tài)?,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,1.明確了慣性的概念 牛頓第一定律的前半句話“一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)”,揭示了物體所具有的一個重要的屬性——慣性,即物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì),牛頓第一定律指出一切物體在任何情況下都具有慣性。因此牛頓第一定律又叫慣性定律。 2.揭示了力和運動的關系 牛頓第一定律的后半句話“除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)”,實質(zhì)上是揭示了力和運動的關系,即力是改變物體運動狀態(tài)的原因,而不是維持物體運動的原因。,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,3.反映了物體不受外力時的運動狀態(tài) 勻速直線運動或靜止(即原來運動的保持其速度不變,原來靜止的保持靜止)。不受外力作用的物體是不存在的,但物體所受外力的合力為零與不受外力在效果上是等效的,這就使牛頓第一定律具有了實際意義。,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,【例題1】 (多選)關于牛頓第一定律的理解正確的是( ) A.牛頓第一定律反映了物體不受外力的作用時的運動規(guī)律 B.不受外力作用時,物體的運動狀態(tài)保持不變 C.在水平地面上滑動的木塊最終停下來,是由于沒有外力維持木塊運動的結(jié)果 D.飛跑的運動員遇到障礙而被絆倒,這是因為他受到外力作用迫使他改變原來的運動狀態(tài),探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,解析:牛頓第一定律描述了物體不受外力作用時的狀態(tài),即總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)不變,選項A、B正確;牛頓第一定律還揭示了力和運動的關系,力是改變物體運動狀態(tài)的原因,而不是維持物體運動狀態(tài)的原因,在水平地面上滑動的木塊最終停下來,是由于摩擦力的作用而改變了木塊的運動狀態(tài),飛跑的運動員遇到障礙而被絆倒,是因為他受到外力作用而改變了運動狀態(tài),選項C錯誤,D正確。 答案:ABD,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,變式訓練1 關于力和運動的關系,下列說法中正確的是( ) A.物體的速度不斷增大,表示物體必受外力的作用 B.物體向著某個方向運動,則在這個方向上必受力的作用 C.物體的速度大小不變,則其所受的合外力必為零 D.物體處于平衡狀態(tài),則該物體必不受外力作用 解析:當物體速度增大時,運動狀態(tài)發(fā)生了變化,而力是改變運動狀態(tài)的原因,故物體必受外力作用,故A項正確;物體向某個方向運動,可以不在此方向上受力的作用,故B項錯誤;當物體的速度大小不變時,其速度方向可能發(fā)生變化,即運動狀態(tài)可能變化,合外力不一定為零,故C項錯誤;物體處于平衡狀態(tài)時,所受合外力為零,并不是物體不受外力作用,故D項錯誤。 答案:A,探究一,探究二,當堂檢測,問題導引,名師精講,典例剖析,對慣性的理解和應用 高鐵的列車最高時速可以達到400多千米,是世界上最快的火車。有的同學認為:火車變快了,其慣性變大了,所以難剎車。他的認識正確嗎?,探究一,探究二,當堂檢測,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,當堂檢測,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,當堂檢測,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,當堂檢測,問題導引,名師精講,典例剖析,【例題2】 關于慣性的大小,下列敘述正確的是( ) A.兩個質(zhì)量相同的物體,在阻力相同的情況下,速度大的不容易停下來,所以速度大的物體慣性大 B.兩個質(zhì)量相同的物體,不管速度大小如何,它們的慣性的大小一定相同 C.推動地面上靜止的物體,要比維持這個物體做勻速直線運動所需的力大,所以物體靜止時慣性大 D.在月球上舉重比在地球上容易,所以質(zhì)量相同的物體在月球上比在地球上慣性小 解析:物體的慣性的大小是由物體的質(zhì)量決定的,質(zhì)量相同,則慣性大小相同,慣性的大小與物體的位置、是否受力和運動狀態(tài)是否變化均無關。故B正確,A、C、D錯誤。 答案:B,探究一,探究二,當堂檢測,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,當堂檢測,問題導引,名師精講,典例剖析,變式訓練2 下列關于慣性的說法中,正確的是( ) A.物體只有在突然運動或突然停止時才有慣性 B.物體的質(zhì)量越大或速度越大,其慣性也就越大 C.在太空中飛行的航天飛機內(nèi)的物體,其慣性消失 D.慣性是物體的屬性,與物體是否受力和運動狀態(tài)無關 解析:物體的慣性是物體的固有屬性,只與物體的質(zhì)量有關,與物體的位置、是否受力和運動狀態(tài)無關。故選項A、B、C錯誤,選項D正確。 答案:D,當堂檢測,探究一,探究二,1,2,3,4,1.最早根據(jù)實驗提出力不是維持物體運動的原因的科學家是( ) A.亞里士多德 B.牛頓 C.伽利略 D.笛卡兒 解析:伽利略通過理想實驗提出力不是維持物體運動的原因,而是改變物體運動狀態(tài)的原因。 答案:C,5,1,2,3,4,當堂檢測,探究一,探究二,2.關于牛頓第一定律,下列說法正確的是( ) A.牛頓第一定律是一條實驗定律 B.牛頓第一定律說明力是維持物體運動狀態(tài)的原因 C.慣性定律和慣性的實質(zhì)是相同的 D.物體的運動不需要力來維持 解析:牛頓第一定律反映的是物體在不受力的情況下所遵循的運動規(guī)律,而自然界中不受力的物體是不存在的,因此它是理想條件下的運動定律,但不是實驗定律,它來源于大量真實的科學實驗,但不能用真實的實驗來驗證,選項A錯誤;由牛頓第一定律可知,物體的運動不需要力來維持,力的本質(zhì)是使物體發(fā)生形變的原因、是改變物體運動狀態(tài)的原因、是使物體產(chǎn)生加速度的原因,選項B錯誤,D正確;慣性是物體的固有屬性,慣性定律是在一定條件下物體運動遵循的規(guī)律,二者實質(zhì)不同,選項C錯誤。 答案:D,5,1,2,3,4,當堂檢測,探究一,探究二,3.關于慣性的下列說法中正確的是( ) A.物體能夠保持原有運動狀態(tài)的性質(zhì)叫慣性 B.物體不受外力作用時才有慣性 C.物體靜止時有慣性,一開始運動,不再保持原有的運動狀態(tài),也就失去了慣性 D.物體靜止時沒有慣性,只有始終保持運動狀態(tài)時才有慣性 解析:物體保持原有運動狀態(tài)的性質(zhì)叫慣性,選項A正確;慣性是物體固有的屬性,不會因運動狀態(tài)的改變而改變,也不會因受外力而改變,選項B錯誤;慣性只與物體的質(zhì)量有關,與物體的運動狀態(tài)無關,選項C、D錯誤。 答案:A,5,1,2,3,4,當堂檢測,探究一,探究二,4.下列事例中,利用了物體的慣性的是( ),A.①② B.③④ C.①④ D.②③ 解析:跳遠運動員在起跳前盡可能高速助跑,是為了在跳起時繼續(xù)保持向前的運動狀態(tài);鐵餅運動員在擲出鐵餅前快速旋轉(zhuǎn),是為了讓鐵餅在離開手后保持原有的速度大小和方向向前方飛出。 答案:C,5,1,2,3,當堂檢測,探究一,探究二,4,5,5.在向前行駛的客車上駕駛員和乘客的身體姿勢如圖所示,則對客車運動情況的判斷正確的是( ) A.客車一定做勻加速直線運動 B.客車一定做勻速直線運動 C.客車可能是突然減速 D.客車可能是突然加速 解析:從題圖中可以看出,人的身體倒向車前進的方向,說明此時車突然減速。因為當車突然減速時,腳隨車減速了,但身體上部由于慣性仍然保持原來的運動狀態(tài),所以人會向前倒。 答案:C,