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1、第八章运 动 和 力第1节牛顿第一定律第一课时牛顿第一定律体验体验 力和运动力和运动活动活动1:1:骑自行车前行骑自行车前行,停止蹬动时停止蹬动时,观察自行车的运动情况。观察自行车的运动情况。活动活动2:2:用脚踢足球用脚踢足球,使其在地面滚动使其在地面滚动,观察足球离开脚后的运动观察足球离开脚后的运动情况。情况。(1)(1)活动中活动中,停止用力后停止用力后,自行车和足球运动得越来越自行车和足球运动得越来越 。(2)(2)自行车和足球最后停下来的原因是自行车和足球最后停下来的原因是 。提示提示:(1)(1)慢慢 (2)(2)受到地面的阻力受到地面的阻力1.1.阻力对物体的运动有什么影响阻力对
2、物体的运动有什么影响?2.2.牛顿第一定律内容是什么牛顿第一定律内容是什么?3.3.牛顿第一定律是如何得出的牛顿第一定律是如何得出的?探究探究 1 1 阻力对物体运动的影响阻力对物体运动的影响结合结合“体验体验”中的活动中的活动,思考以下问题思考以下问题:1.1.猜想猜想:由由“体验体验”可知可知,阻力对物体的运动阻力对物体的运动(选填选填“有有”或或“没有没有”)影响。影响。提示提示:通过通过“体验体验”发现发现,自行车和足球受到地面的阻力自行车和足球受到地面的阻力,运动运动越来越慢越来越慢,最终停止最终停止,故阻力对物体的运动是有影响的。故阻力对物体的运动是有影响的。参考答案参考答案:有有
3、2.2.实验设计实验设计:结合如图分析结合如图分析(1)(1)实验中实验中,如何使小车滑下斜面时具有相同的速度如何使小车滑下斜面时具有相同的速度?参考答案参考答案:每次实验都使小车从斜面的同一高度释放。每次实验都使小车从斜面的同一高度释放。(2)(2)实验中实验中,如何改变小车受到的阻力如何改变小车受到的阻力?参考答案参考答案:在平面上铺上粗糙程度不同的毛巾或棉布在平面上铺上粗糙程度不同的毛巾或棉布,改变接触改变接触面的粗糙程度。面的粗糙程度。(3)(3)实验中实验中,如何判断阻力对小车运动的影响如何判断阻力对小车运动的影响?提示提示:实验中实验中,小车从斜面滑下后小车从斜面滑下后,会继续在平
4、面上滑动会继续在平面上滑动,因此可因此可观察小车在平面上的滑动距离观察小车在平面上的滑动距离,判定小车在粗糙程度不同的平判定小车在粗糙程度不同的平面上阻力对小车运动的影响。面上阻力对小车运动的影响。参考答案参考答案:观察小车在粗糙程度不同的平面上滑动的距离观察小车在粗糙程度不同的平面上滑动的距离,滑动滑动的距离越远的距离越远,说明阻力对小车运动影响越小。说明阻力对小车运动影响越小。3.3.实验现象实验现象:分析实验现象分析实验现象,可得结论可得结论:_:_。表面状况表面状况阻力的大小阻力的大小小车运动的距离小车运动的距离棉布棉布较大较大较短较短木板木板较小较小较长较长提示提示:棉布表面较粗糙棉
5、布表面较粗糙,木板表面较光滑木板表面较光滑,由表中记录的现象分由表中记录的现象分析可得出结论析可得出结论:平面越光滑平面越光滑,小车受到的阻力越小小车受到的阻力越小,小车运动的小车运动的距离越远。距离越远。参考答案参考答案:平面越光滑平面越光滑,小车受到的阻力越小小车受到的阻力越小,小车运动的距离小车运动的距离越远越远4.4.交流与评估交流与评估:假设小车运动时假设小车运动时,接触面足够光滑接触面足够光滑,不受阻力不受阻力,则则小车小车 。这种推理方法称为这种推理方法称为 。提示提示:由以上结论可以推理由以上结论可以推理:若让小车在比木板更光滑的平面上若让小车在比木板更光滑的平面上运动运动,阻
6、力将更小阻力将更小,小车运动的距离将更长小车运动的距离将更长;若小车受到的阻力若小车受到的阻力减小为零减小为零,小车的速度将不会减小小车的速度将不会减小,做匀速直线运动。这种方法做匀速直线运动。这种方法是科学推理法。是科学推理法。参考答案参考答案:以恒定不变的速度一直运动下去以恒定不变的速度一直运动下去科学推理法科学推理法探究探究 2 2 牛顿第一定律牛顿第一定律1.1.在伽利略实验的基础上在伽利略实验的基础上,经过合理的推理得出的牛顿第一定经过合理的推理得出的牛顿第一定律的内容是律的内容是 。参考答案参考答案:一切物体在没有受到力的作用时一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或总保持静
7、止状态或匀速直线运动状态匀速直线运动状态2.2.由牛顿第一定律内容分析由牛顿第一定律内容分析,牛顿定律的适用范围是牛顿定律的适用范围是_。提示提示:牛顿第一定律中牛顿第一定律中“一切物体一切物体”就说明了该定律适用于所有就说明了该定律适用于所有物体物体,无论是固体、液体还是气体无论是固体、液体还是气体,无论是静止的还是运动的无论是静止的还是运动的,无无论是天体还是尘埃论是天体还是尘埃,该定律都适用。该定律都适用。参考答案参考答案:一切物体一切物体3.3.牛顿第一定律成立的条件是什么牛顿第一定律成立的条件是什么?提示提示:由牛顿第一定律知由牛顿第一定律知,不受力是成立的条件。不受力是成立的条件。
8、“不受力不受力”有有两种理解两种理解:一是物体不受任何力一是物体不受任何力,这是一种理想情况这是一种理想情况,二是物体二是物体在某一方向上的受力效果相互抵消在某一方向上的受力效果相互抵消,相当于不受力。相当于不受力。参考答案参考答案:没有受到力的作用。没有受到力的作用。4.4.如何判断物体不受力时的运动状态如何判断物体不受力时的运动状态?提示提示:物体的运动状态有两种物体的运动状态有两种:运动和静止。原来静止的物体运动和静止。原来静止的物体,不受力时不受力时,将保持静止状态将保持静止状态;原来运动的物体不受力时原来运动的物体不受力时,将保持将保持不受力时的速度做匀速直线运动。不受力时的速度做匀
9、速直线运动。参考答案参考答案:根据原来的运动状态判断根据原来的运动状态判断,原来静止的仍保持静止状原来静止的仍保持静止状态态,原来运动的物体将保持不受力时的速度做匀速直线运动。原来运动的物体将保持不受力时的速度做匀速直线运动。5.5.牛顿第一定律能用实验直接证明吗牛顿第一定律能用实验直接证明吗?它是怎么得出的它是怎么得出的?提示提示:牛顿第一定律是在实验的基础上牛顿第一定律是在实验的基础上,通过合理推理得出来的通过合理推理得出来的,不是完全通过实验得出的。不是完全通过实验得出的。参考答案参考答案:不能在实验基础上不能在实验基础上,再合理推理得出的。再合理推理得出的。牛顿第一定律牛顿第一定律1.
10、1.内容内容:一切物体在一切物体在_的作用时的作用时,总保持总保持_状态或状态或_状态。状态。2.2.说明说明:牛顿第一定律是在大量牛顿第一定律是在大量_的基础上的基础上,通过进一步通过进一步的的_而概括出来的而概括出来的,因此它因此它_(_(选填选填“是是”或或“不是不是”)实实验定律。验定律。没有受到力没有受到力静止静止匀匀速直线运动速直线运动经验事实经验事实推理推理不是不是【拓展延伸拓展延伸】理想实验法理想实验法(实验推理法实验推理法)一些物理现象一些物理现象,由于受实验条件所限由于受实验条件所限,无法直接验证无法直接验证,需要先进需要先进行实验行实验,再进行合理推理得出正确结论。实验推
11、理法以大量事再进行合理推理得出正确结论。实验推理法以大量事实为基础实为基础,以实验为原形。以实验为原形。例如例如,1.1.研究牛顿第一定律。研究牛顿第一定律。2.2.研究真空中能否传声。研究真空中能否传声。考点考点 1 1 探究阻力对物体运动的影响探究阻力对物体运动的影响【典例典例1 1】(2013(2013邵阳中考邵阳中考)杨帆同学在探究阻力对物体运动杨帆同学在探究阻力对物体运动影响的实验时影响的实验时,给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体(棉布、木棉布、木板、玻璃板、玻璃),),装置如图所示。让小车先后从同一斜面的同一高度装置如图所示。让小车先后从同一斜面的同一
12、高度静止下滑静止下滑,观察小车在不同表面运动的距离。她的实验记录如观察小车在不同表面运动的距离。她的实验记录如下下:根据杨帆同学的实验记录根据杨帆同学的实验记录,可以得出可以得出:平面越光滑平面越光滑,小车运动的小车运动的距离越距离越,这说明小车受到的阻力越这说明小车受到的阻力越。由此推理由此推理,如果运动物体不受力如果运动物体不受力,它将做它将做运动。运动。物体表面物体表面表面状况表面状况小车运动的距离小车运动的距离棉布棉布粗糙粗糙20cm20cm木板木板较光滑较光滑45cm45cm玻璃玻璃光滑光滑76cm76cm【思路导引思路导引】主要是通过分析阻力的变化及观察小车运动的情主要是通过分析阻
13、力的变化及观察小车运动的情况得出结论。况得出结论。【精讲精析精讲精析】本题考查本题考查“探究阻力对物体运动的影响探究阻力对物体运动的影响”的实验。的实验。由表中实验数据可知由表中实验数据可知,平面越光滑平面越光滑,小车运动的距离越远。小车小车运动的距离越远。小车运动的距离越远运动的距离越远,说明小车受到的阻力越小。由此推理说明小车受到的阻力越小。由此推理,如果运如果运动物体不受力动物体不受力,它将做匀速直线运动。它将做匀速直线运动。答案答案:远小匀速直线远小匀速直线【方法归纳方法归纳】本实验研究方法本实验研究方法(1)(1)转换法转换法:阻力对小车运动的影响通过观察小车的运动距离来阻力对小车运
14、动的影响通过观察小车的运动距离来判断判断,运动的距离越远运动的距离越远,阻力对小车的运动影响越小。阻力对小车的运动影响越小。(2)(2)控制变量法控制变量法:小车的运动距离不但受阻力大小影响小车的运动距离不但受阻力大小影响,还受到还受到速度影响速度影响,为了研究阻力对小车运动的影响为了研究阻力对小车运动的影响,应控制速度相同。应控制速度相同。(3)(3)科学推理法科学推理法:在实验的基础上在实验的基础上,提出假设推理提出假设推理,若物体不受力若物体不受力,将做匀速直线运动将做匀速直线运动,也称为理想实验法。也称为理想实验法。考点考点 2 2 牛顿第一定律的应用牛顿第一定律的应用【典例典例2 2
15、】(2013(2013温州中考温州中考)如图是小明自制的如图是小明自制的“大炮大炮”示意示意图。当瓶内产生的气体增多时图。当瓶内产生的气体增多时,瓶塞会水平向右冲出瓶塞会水平向右冲出,若此时所若此时所有外力全部消失有外力全部消失,瓶塞将瓶塞将()A.A.立即沿竖直方向下落到地面立即沿竖直方向下落到地面B.B.向上运动向上运动C.C.水平向右做匀速直线运动水平向右做匀速直线运动D.D.立即静止立即静止【思路导引思路导引】解答本题应注意瓶塞向右冲出时的运动状态和受解答本题应注意瓶塞向右冲出时的运动状态和受力情况。力情况。【精讲精析精讲精析】选选C C。由牛顿第一定律可知。由牛顿第一定律可知,物体不
16、受外力时物体不受外力时,将将保持原来的运动状态不变保持原来的运动状态不变,因此瓶塞向右冲出时因此瓶塞向右冲出时,若一切外力全若一切外力全部消失部消失,则瓶塞的运动状态不会改变则瓶塞的运动状态不会改变,瓶塞将水平向右做匀速直瓶塞将水平向右做匀速直线运动。线运动。【方法归纳方法归纳】牛顿第一定律的应用牛顿第一定律的应用1.1.关于牛顿第一定律的建立关于牛顿第一定律的建立,下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.A.直接由猜想得到的直接由猜想得到的B.B.直接由日常经验得到的直接由日常经验得到的C.C.直接由实验得到的直接由实验得到的D.D.通过分析事实、概括、推理得出的通过分析事实、概括、推理
17、得出的【解析解析】选选D D。本题考查牛顿第一定律的得出方法。牛顿第一定。本题考查牛顿第一定律的得出方法。牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理概括出来的科学理论律是在实验的基础上进一步推理概括出来的科学理论,而不是直而不是直接通过实验得出的接通过实验得出的,也不是直接经过推论得出的。故选也不是直接经过推论得出的。故选D D。2.(20132.(2013齐齐哈尔中考齐齐哈尔中考)正在水平面上滚动的小球正在水平面上滚动的小球,如果它受如果它受到的外力同时消失到的外力同时消失,那么它将那么它将()A.A.立即停下来立即停下来 B.B.慢慢停下来慢慢停下来C.C.做匀速直线运动做匀速直线运动 D.D
18、.改变运动方向改变运动方向【解析解析】选选C C。本题考查力与运动的关系。小球正在运动。本题考查力与运动的关系。小球正在运动,根据根据牛顿第一定律可知牛顿第一定律可知,当它受到的外力同时消失当它受到的外力同时消失,它将做匀速直线它将做匀速直线运动。故选运动。故选C C。3.3.如图所示如图所示,悬挂的电灯处于静止状态悬挂的电灯处于静止状态,如果它受到的所有的外如果它受到的所有的外力突然全部消失力突然全部消失,它将它将()A.A.加速下落加速下落 B.B.匀速下落匀速下落C.C.保持静止保持静止 D.D.可以向各个方向运动可以向各个方向运动【解析解析】选选C C。本题考查对牛顿第一定律的理解。当
19、物体不受。本题考查对牛顿第一定律的理解。当物体不受外力时外力时,原来静止的物体仍然静止原来静止的物体仍然静止,原来运动的物体将做匀速直原来运动的物体将做匀速直线运动。电灯原来处于静止状态线运动。电灯原来处于静止状态,故外力全部消失后故外力全部消失后,仍然保持仍然保持静止。静止。4.4.在研究牛顿第一定律的实验中在研究牛顿第一定律的实验中,记录数据如表记录数据如表,则下列说法错则下列说法错误的是误的是()A.A.三次实验让小车从斜面的同一高度滑下三次实验让小车从斜面的同一高度滑下B.B.在木板表面小车速度减小得最慢在木板表面小车速度减小得最慢C.C.实验表明实验表明,力是使物体运动的原因力是使物
20、体运动的原因D.D.实验中实验中,通过推理得出牛顿第一定律运用了理想实验法通过推理得出牛顿第一定律运用了理想实验法接触面接触面毛巾毛巾棉布棉布木板木板小车移动的距离小车移动的距离s/cms/cm18.318.326.826.832.632.6【解析解析】选选C C。本题考查对牛顿第一定律探究实验的理解与分。本题考查对牛顿第一定律探究实验的理解与分析。三次实验让小车从斜面的同一高度滑下析。三次实验让小车从斜面的同一高度滑下,是为了使其具有是为了使其具有相同的初速度相同的初速度,故故A A的说法正确的说法正确;从实验数据可以看出从实验数据可以看出,小车在木小车在木板表面滑行得最远板表面滑行得最远,
21、小车速度减小得最慢小车速度减小得最慢,故故B B的说法正确的说法正确;实验实验中中,小车最终停下是由于受到了阻力的作用小车最终停下是由于受到了阻力的作用,说明力是改变物体说明力是改变物体运动状态的原因运动状态的原因,而不是使物体运动的原因而不是使物体运动的原因,故故C C的说法错误的说法错误;实实验中验中,从毛巾到棉布从毛巾到棉布,再到木板再到木板,表面依次变光滑表面依次变光滑,阻力越来越小阻力越来越小,这是实验中观察到的现象这是实验中观察到的现象,而在实验的基础上而在实验的基础上,再通过推理得出再通过推理得出不受力时的情况不受力时的情况,这是运用了科学推理法这是运用了科学推理法(理想实验法理
22、想实验法),D),D的说的说法正确。故选法正确。故选C C。5.(20125.(2012陕西中考陕西中考)如图是牛顿第一定律的实验基础之一如图是牛顿第一定律的实验基础之一,让让同一小车从斜面相同高度静止滑下同一小车从斜面相同高度静止滑下,比较小车在不同水平面上比较小车在不同水平面上通过的通过的,据此可以推理得出据此可以推理得出:当水平面绝对光滑时当水平面绝对光滑时,小小车将做车将做。【解析解析】本题考查牛顿第一定律的探究过程。小车应从斜面同本题考查牛顿第一定律的探究过程。小车应从斜面同一高度上由静止滑下一高度上由静止滑下,使其到达斜面底端的初始速度相等使其到达斜面底端的初始速度相等,比较比较在
23、不同的水平面上小车通过的距离在不同的水平面上小车通过的距离(或路程或路程)。从实验中可以看。从实验中可以看出出,水平面越光滑水平面越光滑,对小车的阻力越小对小车的阻力越小,小车运动得越远小车运动得越远,小车的小车的速度减小得越慢。当水平面绝对光滑时速度减小得越慢。当水平面绝对光滑时,小车受到的阻力为小车受到的阻力为0,0,即小车在水平方向上不受力的作用时即小车在水平方向上不受力的作用时,小车将会做匀速直线运小车将会做匀速直线运动。牛顿就是在上述实验的基础上通过科学推理得到了牛顿第动。牛顿就是在上述实验的基础上通过科学推理得到了牛顿第一定律。通过对理想状态的想象与推理一定律。通过对理想状态的想象
24、与推理,得出进一步的结论得出进一步的结论,这这种方法叫科学推理法种方法叫科学推理法,也被称为理想实验法。也被称为理想实验法。答案答案:距离距离(或路程或路程)匀速直线运动匀速直线运动6.6.作为经典力学的先驱作为经典力学的先驱,伽利略在实验的基础上运用科学推理伽利略在实验的基础上运用科学推理的方法的方法,正确揭示了正确揭示了:力不是维持物体运动的原因力不是维持物体运动的原因,而是而是_物体运动状态的原因。物体运动状态的原因。【解析解析】根据牛顿第一定律可知根据牛顿第一定律可知,原来运动的物体不受力时原来运动的物体不受力时,将将保持匀速直线运动状态保持匀速直线运动状态,所以力不是维持物体运动的原
25、因所以力不是维持物体运动的原因;如果如果物体的运动状态发生了改变物体的运动状态发生了改变,则物体一定受到了力的作用则物体一定受到了力的作用,所以所以力是改变物体运动状态的原因。力是改变物体运动状态的原因。答案答案:改变改变7.7.阅读下列短文阅读下列短文,回答问题回答问题:在在2 0002 000多年以前的古希腊多年以前的古希腊,有一个很有名的哲学家有一个很有名的哲学家亚里士亚里士多德多德,他根据生活经验得出结论他根据生活经验得出结论:“重的物体比轻的物体下落快重的物体比轻的物体下落快”。这一结论在当时以及后来很长时间里一直统治着人们的思。这一结论在当时以及后来很长时间里一直统治着人们的思想想
26、,没有人怀疑过没有人怀疑过,直到伽利略的出现。伽利略通过自己亲身经直到伽利略的出现。伽利略通过自己亲身经历和反复实验历和反复实验,发现这一结论是错误的发现这一结论是错误的,为了让人们确信这一点为了让人们确信这一点,他在意大利著名的比萨斜塔上做了一个令人难忘的实验他在意大利著名的比萨斜塔上做了一个令人难忘的实验:他让他让一大一小两个实心铁球同时从斜塔上同一高度落下一大一小两个实心铁球同时从斜塔上同一高度落下,人们惊奇人们惊奇地发现两球几乎是同时着地的。看着人们迷惑不解的眼神地发现两球几乎是同时着地的。看着人们迷惑不解的眼神,伽伽利略做了解释利略做了解释:人们平时看到的纸片比铁球下落得慢是空气阻人
27、们平时看到的纸片比铁球下落得慢是空气阻力作用的结果。力作用的结果。(1)(1)大小不同的铁球下落时也都受到空气阻力大小不同的铁球下落时也都受到空气阻力,但为什么下落得但为什么下落得几乎一样快几乎一样快?(2)(2)假设你登上月球假设你登上月球,在月球表面从同一高度由静止同时释放纸在月球表面从同一高度由静止同时释放纸片和铁球片和铁球,它们将它们将(选填选填“同时同时”或或“不同时不同时”)落地。落地。【解析解析】本题考查阻力对物体运动的影响。本题考查阻力对物体运动的影响。(1)(1)由于两个铁球受到的空气阻力相对于它们的重力要小得多由于两个铁球受到的空气阻力相对于它们的重力要小得多,其对铁球的运
28、动可以忽略不计其对铁球的运动可以忽略不计,所以其下落的速度几乎一样快。所以其下落的速度几乎一样快。(2)(2)由于在月球上没有空气由于在月球上没有空气,所以两者都不受空气阻力所以两者都不受空气阻力,故纸片故纸片与铁球同时落地。与铁球同时落地。答案答案:(1)(1)铁球受到的空气阻力相对于其重力要小得多铁球受到的空气阻力相对于其重力要小得多,可以忽可以忽略不计略不计(2)(2)同时同时 找找你容易错在哪里？找找你容易错在哪里？如图如图,设想在光滑的水平面上设想在光滑的水平面上,有一个物体在力有一个物体在力F F的作用下沿曲的作用下沿曲线由线由A A向向B B运动运动,当到当到B B点时突然撤去力点时突然撤去力F,F,那么此后物体的运动路那么此后物体的运动路线为线为。【学生自答学生自答】c c【教师点评教师点评】路线路线c c是错误的是错误的,若沿若沿c c运动运动,很明显很明显,物体的运动物体的运动方向是改变的方向是改变的,即物体的运动状态会发生改变即物体的运动状态会发生改变,改变运动状态需改变运动状态需要力要力,而现在物体不受力而现在物体不受力,因此不会沿因此不会沿c c运动。运动。【正确解答正确解答】b b