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1、第八章 力和運(yùn)動(dòng)
一、牛頓第一定律
1、牛頓第一定律:(也叫慣性定律)
⑴牛頓總結(jié)了伽利略等人的研究成果,得出了牛頓第一定律,其內(nèi)容是:一切物體在沒(méi)有受到力的作用的時(shí)候,總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
⑵說(shuō)明:
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】如圖,給水平桌面鋪上粗糙不同的物體,讓小車(chē)從斜面頂端從靜止開(kāi)始滑下。觀察小車(chē)從同一高度滑下后,在不同表面運(yùn)動(dòng)的距離。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】平面越光滑,小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn),這說(shuō)明小車(chē)受到的阻力越小,速度減小得越慢。
【推論】如果運(yùn)動(dòng)中的物體不受力,它將保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
【注意事項(xiàng)】
①三個(gè)小車(chē)需要從斜面同一高度滑下,原因是保證小車(chē)到達(dá)斜面底端時(shí)的速度相同。這利
2、用了控制變量法。
②伽科略斜面實(shí)驗(yàn)的卓越之處不是實(shí)驗(yàn)本身,而是實(shí)驗(yàn)所使用的獨(dú)特方法——在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行理想化推理(也稱(chēng)作理想化實(shí)驗(yàn))。它標(biāo)志著物理學(xué)的真正開(kāi)端。
A、牛頓第一定律是在大量經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上,通過(guò)進(jìn)一步推理而概括出來(lái)的,且經(jīng)受住了實(shí)踐的檢驗(yàn),所以已成為大家公認(rèn)的力學(xué)基本定律之一。但是 我們周?chē)皇芰κ遣豢赡艿?,因此不可能用?shí)驗(yàn)來(lái)直接證明牛頓第一定律。
B、牛頓第一定律的內(nèi)涵:物體不受力的情況下,原來(lái)靜止的物體將保持靜止?fàn)顟B(tài);原來(lái)運(yùn)動(dòng)的物體,不管原來(lái)做什么運(yùn)動(dòng),物體都將做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
C、牛頓第一定律告訴我們:物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)可以不需要力,即力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān),所以力不
3、是產(chǎn)生或維持運(yùn)動(dòng)的原因。
2、慣性:
⑴定義:物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性。
⑵說(shuō)明:慣性是物體的一種屬性。一切物體在任何情況下都有慣性,慣性大小只與物體的質(zhì)量有關(guān),與物體是否受力、受力大小、是否運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)速度等皆無(wú)關(guān)。
慣性不是力,“慣性力”、“在慣性作用下”或“受到慣性”、“克服慣性”等說(shuō)法是錯(cuò)誤的。
利用慣性的實(shí)例:跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員的助跑、用力可以將石頭甩出很遠(yuǎn)、騎自行車(chē)蹬幾下后可以讓它滑行。
防止慣性的實(shí)例:小型客車(chē)前排乘客系安全帶、車(chē)輛行駛要保持距離、包裝玻璃制品要墊上很厚的泡沫塑料、汽車(chē)限速、汽車(chē)禁止超載。
解釋?xiě)T性現(xiàn)象的基本步驟:
①確認(rèn)研究對(duì)象原來(lái)處于什么狀態(tài)
4、;
②其中的哪個(gè)物體(或物體的哪一部分)受何種力,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生何種改變;
③哪個(gè)物體(或物體的哪一部分)由于慣性繼續(xù)保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);
④發(fā)生了何種現(xiàn)象(或造成了何種結(jié)果)
二、二力平衡
1、幾個(gè)力平衡:物體在受幾個(gè)力的作用時(shí),如果保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),我們就說(shuō)這幾個(gè)力是平衡力。
2、平衡狀態(tài):物體如果處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),我們就說(shuō)這個(gè)物體處于平衡狀態(tài)。
3、定義:物體在受到兩個(gè)力的作用時(shí),如果能保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱(chēng)二力平衡。
4、二力平衡條件:二力作用在同一物體上、大小相等、方向相反、兩個(gè)力在一條直線(xiàn)上??梢杂冒俗指爬ā巴?、等大、反向、共
5、線(xiàn)”。
5、實(shí)驗(yàn):探究二力平衡的條件
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】在一個(gè)光滑的桌面上放一輛小車(chē),小車(chē)兩端分別用細(xì)線(xiàn)拴住,通過(guò)定滑輪與等質(zhì)量的砝碼連接,觀察小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況。把小車(chē)轉(zhuǎn)一個(gè)角度,過(guò)一會(huì)兒,松開(kāi)手,觀察小車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】二力平衡的條件:作用在同一物體上的兩個(gè)力,大小相等、方向相反,并且在同一條直線(xiàn)上。
【注意事項(xiàng)】
①實(shí)驗(yàn)要在光滑的桌面上進(jìn)行,目的是使實(shí)驗(yàn)更加準(zhǔn)確、可靠(排除摩擦帶來(lái)的影響)。
②定滑輪的作用:改變力的方向。
6、平衡力與相互作用力比較:
相同點(diǎn):①大小相等;②方向相反;③作用在一條直線(xiàn)上。
不同點(diǎn):平衡力作用在一個(gè)物體上,可以是不同性質(zhì)的力;相互作用
6、力作用在不同物體上,是相同性質(zhì)的力。
7、力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系:
物體受力條件
物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
說(shuō)明
受平衡力
運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變
靜止
勻速運(yùn)動(dòng)
力不是產(chǎn)生(維持)運(yùn)動(dòng)的原因
受非平衡力
運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變
運(yùn)動(dòng)快慢改變
運(yùn)動(dòng)方向改變
力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因
8、判斷二力是不是平衡力的兩種方法:
(1)根據(jù)二力平衡的條件:若二力滿(mǎn)足“同物、等大、反向、共線(xiàn)”的條件,就是一對(duì)平衡力。
(2)根據(jù)二力平衡的定義:若物體在二力作用下,處于靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),就是一對(duì)平衡力。
9、根據(jù)物體的受力情況推斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài):
(1)如果物體在不受任何力
7、或者受到平衡力作用時(shí),則物體保持靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
(2)如果物體受到非平衡力的作用時(shí),則物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定會(huì)改變,如做變速運(yùn)動(dòng)、曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)等。
10、根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)推斷物體的受力情況:(與上面的判斷思維過(guò)程正好相反)
(1)當(dāng)物體處于靜止或做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),則物體不受任何力或者受到平衡力的作用。
(2)當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí),則物體一定受到了非平衡力的作用。
三、滑動(dòng)摩擦力
1、定義:兩個(gè)互相接觸的物體,當(dāng)它們做相對(duì)滑動(dòng)時(shí),在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力,這種力叫做滑動(dòng)摩擦力。
2、摩擦力分類(lèi):靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力、滾動(dòng)摩擦力。
3、摩擦力的方向:摩擦力的方向與
8、物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。
4、產(chǎn)生的條件:第一:兩物體相互接觸。 第二:兩物體相互擠壓,發(fā)生形變,有彈力。 第三:兩物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。 第四:兩物體間接觸面粗糙。
4、、在相同條件(壓力、接觸面粗糙程度相同)下,滾動(dòng)摩擦比滑動(dòng)摩擦小得多。
5、測(cè)量滑動(dòng)摩擦力:
①測(cè)量原理:二力平衡條件
②測(cè)量方法:把木塊放在水平長(zhǎng)木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉木塊,使木塊勻速運(yùn)動(dòng),讀出這時(shí)的拉力就等于滑動(dòng)摩擦力的大小。
③ 結(jié)論:接觸面粗糙程度相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
該研究采用了控制變量法。由前兩結(jié)論可概括為:滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)。實(shí)驗(yàn)還可研究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面大小、運(yùn)動(dòng)速度大小等無(wú)關(guān)。
6、應(yīng)用:
①增大摩擦力的方法有:增大壓力、增大接觸面變粗糙、變滾動(dòng)摩擦為滑動(dòng)摩擦。
②減小摩擦的方法有:減小壓力、使接觸面變光滑、變滑動(dòng)為滾動(dòng)(滾動(dòng)軸承)、使接觸面彼此分開(kāi)(加潤(rùn)滑油、氣墊、磁懸?。?