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1、第 3 课时牛顿第一定律二力平衡第一篇教材梳理思维导图 构建体系教材梳理 夯实基础思维导图 构建体系教材梳理 夯实基础考点一牛顿第一定律人物观点亚里士多德力是维持物体运动状态的原因。注意:这种观点是错误的,正确观点为力是改变物体运动状态的原因,运动的物体会停下来是因为受到了阻力伽利略根据:在其他条件相同时,平面越光滑,小车受到的阻力越,速度减小得越,前进的距离越。伽利略推论:如果水平面绝对光滑,物体将永远运动下去,他得出物体的运动不需要力来维持 牛顿一切物体在没有受到力的作用时,总保持 状态或 状态(牛顿第一定律不是实验结论,不能用实验直接验证,它运用的研究方法是理想实验法)。即当一切外力全部
2、消失时,原来静止的物体仍将保持静止状态,原来运动的物体将保持匀速直线运动状态 小慢远匀速直线运动静止定义物体保持原来运动状态不变的性质,叫惯性理解惯性是物体的固有属性,一切物体不管在任何情况下都有惯性;惯性的大小只与物体的有关,质量越大,惯性越大; 惯性不是力,不能说“受到惯性力”“在惯性的作用下”“产生了惯性”等,只能说“由于惯性”“具有惯性”利用及防止利用:跳远助跑、拍打衣服上的灰尘等;防止:汽车行驶时保持车距、司机系好安全带等思维导图 构建体系教材梳理 夯实基础考点二惯性质量平衡状态物体受到几个力的作用时,如果保持或状态,我们就说这几个力相互平衡,这时物体处于平衡状态 二力平衡定义物体在
3、两个力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这两个力平衡。条件:作用在物体上,大小,方向,作用在同一直线上 区别平衡力与相互作用力的区别:平衡力作用在同一物体上(如图甲所示),相互作用力作用在两个不同的物体上(如图乙所示)思维导图 构建体系教材梳理 夯实基础考点三二力平衡静止匀速直线运动同一相等相反受力情况运动状态总结平衡力或不受力(运动状态不变)静止或匀速直线运动力是物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因 非平衡力F与v共线方向相同:加速直线运动方向相反:减速直线运动F与v不共线曲线运动(运动轨迹为曲线)思维导图 构建体系教材梳理 夯实基础考点四力与运动的关系改变教材图解1.如图
4、3-1所示,用力击打一摞棋子中间的一个,这一棋子因突然受力由静止变为运动,而它上面的棋子由于具有还要保持原来的静止状态,所以在重力的作用下落到原位置的下方。实验中,被打飞的棋子(选填“有”或“没有”)惯性,请作出飞出棋子的受力示意图(不计空气阻力)。如果所有的力突然全部消失,在空中飞行的棋子将保持状态。 惯性思维导图 构建体系教材梳理 夯实基础有图3-1匀速直线运动如图所示2.轿车除了安全带以外,还有一种安全装置“头枕”,对人起保护作用,如图3-2所示。安全带主要是防止对人体造成伤害,“头枕”主要是防止对人体造成伤害。(均选填“紧急刹车”或“后方追尾”) 图3-2思维导图 构建体系教材梳理 夯
5、实基础紧急刹车后房追尾3.如图3-3甲所示,若不计空气阻力,在水平公路上匀速行驶的太阳能汽车受到对平衡力的作用,请在图乙上画出汽车受力的示意图。地面对汽车的支持力和汽车对地面的压力是一对 。汽车急刹车时不能立即停止,是由于汽车具有。 图3-3思维导图 构建体系教材梳理 夯实基础2相互作用力如图所示惯性重难探究 逐个突破实验突破 素养提升1.如图3-4所示,a点到b点是小球被抛出后在空中的运动轨迹,小球在b点速度为v,如果小球在b点突然受到的所有力都消失了,则小球的运动情况是()A.沿4匀速直线下落B.沿1匀速直线斜向上运动C.沿3匀速直线斜向下运动D.沿2的水平方向向右做匀速直线运动 图3-4
6、探究一牛顿第一定律及惯性D重难探究 逐个突破实验突破 素养提升2.小明在体育课上练习垫排球,当排球竖直上升到最高处时,若所有外力都消失,则排球将 。 保持静止重难探究 逐个突破实验突破 素养提升3.关于惯性,以下说法正确的是()A.百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来,是由于运动员具有惯性B.汽车驾驶员和乘客需要系上安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性C.行驶中的公交车紧急刹车时,乘客会向前倾,是由于惯性力的作用D.高速公路严禁超速,是因为速度越大惯性越大A重难探究 逐个突破实验突破 素养提升4.足球进校园,深受同学们的喜爱,踢出去的足球在水平草地上滚动的过程中,以下哪两个力是一对平衡力()A
7、.脚对球的作用力与草地对球的阻力B.脚对球的作用力与球对脚的作用力C.球向前的惯性力与球对脚的作用力D.球所受的重力与草地对球的支持力探究二二力平衡及应用D重难探究 逐个突破实验突破 素养提升5.手握圆柱形水杯,手和水杯都在空中静止,杯底所在的平面是水平面,如图3-5所示。下列各对力属于平衡力的是()A.手对水杯的压力和水杯对手的压力B.水杯的重力与手对水杯的压力C.水杯的重力与手对水杯的静摩擦力D.水杯对手的静摩擦力与手对水杯的静摩擦力 图3-5C重难探究 逐个突破实验突破 素养提升6.关于图3-6所示情景,下列说法中正确的是()A.图甲:踢出去的足球虽然会继续“飞行”,但它总会停下来,说明
8、物体的运动必须有力维持B.图乙:跳远运动员助跑可以提高成绩,是利用了身体的惯性C.图丙:男孩水平用力推车但没推动,是因为他的推力小于车所受的阻力D.图丁:蹦蹦杆跃到最高点时,动能最大,速度最大探究三 运动和力的关系B图3-6重难探究 逐个突破实验突破 素养提升【设计和进行实验】1.小车从同一斜面、同一高度滑下:使小车到达水平面的速度相同(控制变量法)。2.改变接触面粗糙程度的方法:水平面铺材料不同的物体;作用:改变阻力大小。3.通过比较小车在水平面上运动距离的长短来判断小车在水平面上所受阻力的大小:阻力越小,速度减小得越慢,运动的距离越远(转换法)。突破一阻力对物体运动的影响重难探究 逐个突破
9、实验突破 素养提升【实验结论】4.通过实验探究得出:力不是维持物体运动状态的原因,力是改变物体运动状态的原因。5.实验推理:若运动的小车不受阻力,小车的速度将不再减小并永远做匀速直线运动。【交流与反思】6.小车运动到斜面底端后继续运动是因为小车具有惯性。7.小车运动到水平面上后的受力分析:竖直方向所受重力和支持力是一对平衡力,水平方向只受阻力。8.实验过程中小车能量的转化:重力势能转化为动能和内能。例 1 甲同学用如图3-7所示的实验装置探究阻力对小车运动的影响。他在水平桌面上分别铺上毛巾、棉布、木板,让小车从斜面上的同一位置由静止滑下,在水平面上分别标记出小车停下时的位置,如图所示。图3-7
10、(1)实验中每次均让小车从斜面同一位置由静止滑下的目的:使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小。实验中改变小车所受阻力大小,是通过改变来实现的。 重难探究 逐个突破实验突破 素养提升相等水平面的粗糙程度(2)图3-8是对在水平面上运动的小车进行的受力分析,其中正确的是。图3-7中的标记是小车在表面上停下时的位置,由此可知,平面越光滑,木块受到的阻力越,速度减小得越。 图3-8重难探究 逐个突破实验突破 素养提升B木板小慢(3)对上问实验分析后可以推测:如果小车在水平面受到的阻力为零,小车将保持 运动状态不变。英国科学家对上面实验进行科学的推理,并概括出著名的定律。该定律虽然不是由实验直接得出的
11、,却是通过符合逻辑的得出的正确结论。下列用到类似科学推理方法的实验还有。(选填序号) 用真空罩和闹钟探究声音的传播需要介质用细铁屑探究通电螺线管外部的磁场分布用弹簧测力计测量物体在水平方向所受滑动摩擦力的大小重难探究 逐个突破实验突破 素养提升匀速直线牛顿牛顿第一推理(4)牛顿第一定律告诉我们物体的运动(选填“需要”或“不需要”)力来维持,一切物体都有保持原来不变的性质。甲同学通过上面的探究学习,思考了两个问题: 当自己荡秋千运动到右侧最高点时,如果自己受到的力突然全部消失,自己将会处于怎样的运动状态呢?他作出了以下猜想,你认为其中正确的是。 (图3-9中的“ ”表示甲同学)重难探究 逐个突破
12、实验突破 素养提升运动状态不需要A图3-9当自己荡秋千运动到最低点时,如果受到的外力突然全部消失,自己将会处于怎样的运动状态呢?他作了以下猜想,你认为正确的是。(图3-10中的“ ”表示甲同学) 图3-10重难探究 逐个突破实验突破 素养提升C(5)实验中,小车在棉布、木板上克服阻力做的功W1W2,功率P1P2。(均选填“”“乙同学让同一小铁球从同一斜面的不同高度由静止开始下滑,小车在相同木板上被撞得越远,说明小铁球的动能越。实验表明:当一定时,物体的动能大小与物体的有关。若小铁球两次从同一斜面下滑的高度分别为h1、h2且h1h2,小车两次移动过程中受到的摩擦力分别为f1、f2,则f1(选填“
13、”“=”或“”)f2。 重难探究 逐个突破实验突破 素养提升大质量速度=重难探究 逐个突破实验突破 素养提升【设计和进行实验】1.实验主要器材:选择小车(小卡片)而不选择木块(好处:减小摩擦力对实验造成的影响)、定滑轮(作用:改变力的方向,减小摩擦力)。2.选择静止作为研究状态:匀速直线运动状态不好控制。3.控制变量法的运用。突破二探究二力平衡的条件重难探究 逐个突破实验突破 素养提升【数据处理和分析】4.设计实验条件和现象记录表格(如下表所示),分析表格数据,可得出二力平衡需要的条件(作用在同一物体上,大小相等,方向相反,在同一直线上)。 小车在水平方向所受二力的情况小车运动状态是否改变大小
14、方向是否在一条直线上不相等相等相等例 2 在“探究二力平衡条件”的实验中:(1)甲、乙两组同学分别选择器材后,设计组装的装置如图3-11所示。老师指出乙组同学选择的器材更加合理,其原因是 。 图3-11(2)当物体处于静止状态或状态时我们认为它处于平衡状态。 重难探究 逐个突破实验突破 素养提升用小车做实验可减小摩擦力对实验的影响匀速直线运动(3)乙组同学在线的两端挂上托盘并放上砝码,通过调整来改变拉力的大小,当左、右盘内放的砝码数量不等时,小车会,只有当两盘内所放砝码数量相等时,即小车受到向左和向右的拉力相等时,小车才会保持静止,说明平衡的两个力要满足:;。竖直方向上,小车受到重力和力的作用
15、,这两个力是一对。此实验不能改变力的方向,你认为应做何种改进: 。 (4)当小车平衡时,乙组同学用手将小车扭转一个角度,松手后小车(选填“能”或“不能”)平衡,观察到小车会发生,恢复到原来位置后处于静止状态,设计这个步骤的目的是探究 。 重难探究 逐个突破实验突破 素养提升砝码的数量方向相反大小相等平衡力运动支持一端滑轮固定,另一端滑轮可以改变位置不能扭转平衡的两个力是否作用在同一条直线上结合上例探究以下问题:(5)实验时,乙组同学发现当向左、右两边同时加入一个相等质量的砝码时,小车处于静止状态。但再把右边的砝码换成一个较重的砝码时,发现小车仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是,这时小车在水
16、平方向上受到的力(选填“平衡”或“不平衡”)。为了避免这种现象的产生,实验桌面应该尽量选择(选填“光滑”或“粗糙”)的。 实验拓展 重难探究 逐个突破实验突破 素养提升平衡小车与桌面间的摩擦力大光滑(6)若剪断小车左边的绳子,小车(选填“能”或“不能”)保持静止状态,若同时剪断两端的绳子,小车将处于状态。 (7)在探究该实验时,乙组的小华同学课下设计了如图3-12所示的实验装置,同学们认为小华的实验装置最好,其主要原因是。(填序号) A.减小摩擦力和小卡片的重力对实验结果的影响B.小卡片是比较容易获取的材料C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡D.小卡片容易扭转 图3-12重难探究 逐个突破实验突破 素养提升不能静止A(8)在小卡片平衡时,用剪刀将小卡片从中间剪开,并观察随之发生的现象。由此可以得到二力平衡的又一个条件是: 。 重难探究 逐个突破实验突破 素养提升两个力必须作用在同一物体上