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高中物理 必修1 滬科版 第5章研究力和運動的關系5 1牛頓第一定律 3 1 2 知道關于運動和力的兩種對立的觀點 知道伽利略的理想實驗及其推理過程 知道理想實驗是科學研究的重要方法 理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義 4 理解慣性的概念 會解釋有關的慣性現(xiàn)象 一 伽利略的實驗和牛頓的總結(jié) 答案 問題設計 不是 答案 答案 不是維持 改變 想象 簡化 純化 2 對牛頓第一定律的理解 1 定性說明了力和運動的關系 說明了物體不受外力時的運動狀態(tài) 或 說明力是物體運動狀態(tài)即產(chǎn)生的原因 2 揭示了一切物體都具有的一種固有屬性 慣性 因此牛頓第一定律也叫慣性定律 3 物體運動狀態(tài)的變化即物體運動速度的變化 有以下三種情況 1 速度的方向不變 只有改變 物體做直線運動 2 速度的大小不變 只有改變 物體做曲線運動 3 速度的大小和方向同時發(fā)生改變 物體做曲線運動 勻速直線運動狀態(tài) 靜止狀態(tài) 改變 大小 方向 加速度 二 慣性有大小嗎 觀察現(xiàn)象 問題設計 坐在公共汽車里的人 當車突然啟動時 有什么感覺 當運動的汽車突然停止時 又有什么感覺 解釋上述現(xiàn)象 人身體后傾 人身體前傾 答案 問題設計 坐在公共汽車里的人 當車突然啟動時 有什么感覺 當運動的汽車突然停止時 又有什么感覺 解釋上述現(xiàn)象 人身體后傾 人身體前傾 原來人和車一起保持靜止狀態(tài) 當車突然啟動時 人的身體下部隨車運動了 但上部由于慣性保持原來的靜止狀態(tài) 所以會向后傾 原來人和車一起運動 當車突然停止時 人的身體下部隨車停止了 但上部由于慣性保持原來的運動狀態(tài) 故向前傾 因為人具有慣性 二 慣性有大小嗎 固有屬性 要點提煉 1 慣性與質(zhì)量的關系 1 慣性是物體的 一切物體都具有慣性 2 質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度 質(zhì)量越大 慣性 2 慣性與力的關系 1 慣性不是力 而是物體本身固有的一種性質(zhì) 因此物體 受到了慣性作用 產(chǎn)生了慣性 受到慣性力 等說法都是錯誤的 2 是改變物體運動狀態(tài)的原因 是維持物體運動狀態(tài)的原因 越大 力 慣性 3 慣性的表現(xiàn) 1 不受力時 慣性表現(xiàn)為保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài) 有 惰性 的意思 2 受力時 慣性表現(xiàn)為 的難易程度 質(zhì)量越大 慣性越大 運動狀態(tài)越 改變 運動狀態(tài)改變 難以 延伸思考 人能推動冰面上的重箱子 用同樣的力卻推不動粗糙地面上不太重的箱子 是不是冰面上的重箱子慣性小于粗糙地面上不太重的箱子呢 為什么 不是 答案 質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度 重箱子的慣性大于輕箱子的慣性 判斷物體慣性的大小應在相同情況下比較 比如用同樣的力推都處于冰面上或都處于粗糙地面上質(zhì)量不同的物體 比較哪個物體的運動狀態(tài)更容易改變 沒有摩擦力 有摩擦力 例1 理想實驗有時更能深刻地反映自然規(guī)律 伽利略設計了一個如圖所示的理想實驗 他的設想步驟如下 減小第二個斜面的傾角 小球在這個斜面上仍然要達到原來的高度 兩個對接的斜面 讓靜止的小球沿一個斜面滾下 小球?qū)L上另一個斜面 如果沒有摩擦 小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫诺母叨?繼續(xù)減小第二個斜面的傾角 最后使它成為水平面 小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運動 請將上述理想實驗的設想步驟按照正確的順序排列 只要填寫序號即可 在上述的設想步驟中 有的屬于可靠的事實 有的則是理想化的推論 下列有關事實和推論的分類正確的是 A 是事實 是推論B 是事實 是推論C 是事實 是推論D 是事實 是推論 一 對伽利略理想實驗的認識 減小第二個斜面的傾角 小球在這個斜面上仍然要達到原來的高度 兩個對接的斜面 讓靜止的小球沿一個斜面滾下 小球?qū)L上另一個斜面 如果沒有摩擦 小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫诺母叨?繼續(xù)減小第二個斜面的傾角 最后使它成為水平面 小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運動 物理情景 可靠的事實 第1步 理想化的推論 第2步 進一步的推論 第3 4步 解析 一 對伽利略理想實驗的認識 例1 理想實驗有時更能深刻地反映自然規(guī)律 伽利略設計了一個如圖所示的理想實驗 他的設想步驟如下 減小第二個斜面的傾角 小球在這個斜面上仍然要達到原來的高度 兩個對接的斜面 讓靜止的小球沿一個斜面滾下 小球?qū)L上另一個斜面 如果沒有摩擦 小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫诺母叨?繼續(xù)減小第二個斜面的傾角 最后使它成為水平面 小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運動 請將上述理想實驗的設想步驟按照正確的順序排列 只要填寫序號即可 在上述的設想步驟中 有的屬于可靠的事實 有的則是理想化的推論 下列有關事實和推論的分類正確的是 A 是事實 是推論B 是事實 是推論C 是事實 是推論D 是事實 是推論 圖4 1 1 一 對伽利略理想實驗的認識 B 例2 由牛頓第一定律可知 A 物體的運動是依靠慣性來維持的B 力停止作用后 物體的運動就不能維持C 物體做變速運動時 一定有外力作用D 力是改變物體慣性的原因 二 對牛頓第一定律的理解 解析 AC 由于慣性的存在 物體才保持原來的運動狀態(tài) 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 運動狀態(tài)改變 慣性是物體的固有屬性 只和質(zhì)量有關 做自由落體運動的物體 如果下落過程中某時刻重力突然消失 物體的運動情況將是 A 懸浮在空中不動B 速度逐漸減小C 保持一定速度向下做勻速直線運動D 無法判斷 解析 具有向下的速度 物體不受外力 根據(jù)牛頓第一定律 物體將以重力消失瞬間的速度做勻速直線運動 C 三 慣性的理解 例3 關于物體的慣性 下述說法中正確的是 A 運動速度大的物體不能很快地停下來 是因為物體速度越大 慣性也越大B 靜止的火車啟動時 速度變化慢 是因為靜止的物體慣性大C 乒乓球可以快速抽殺 是因為乒乓球慣性小D 在宇宙飛船中的物體不存在慣性 C 解析 慣性大小只與物體質(zhì)量有關 與物體的速度無關 與是否靜止無關 運動狀態(tài)容易發(fā)生改變 因為它的質(zhì)量小 慣性小 一切物體在任何情況下都有慣性 1 對伽利略理想實驗的認識 關于伽利略的理想實驗 下列說法正確的是 A 只要接觸面摩擦相當小 物體在水平面上就能勻速運動下去B 這個實驗實際上是永遠無法做到的C 利用氣墊導軌 就能使實驗成功D 雖然是想象中的實驗 但是它建立在可靠的實驗基礎上 解析 BD 只要物體受到摩擦力的作用 物體在水平面上就不能勻速運動下去 沒有摩擦是不可能的 可以提高實驗精度 但是仍然存在摩擦力 2 對牛頓第一定律的理解 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 由于遇到障礙而被絆倒 這是因為他受到外力作用迫使他改變原來的運動狀態(tài) 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) 摩擦力迫使它停下來 外力迫使他改變原來的運動狀態(tài) 解析 ABD 3 力與運動的關系 某人用力推一下原來靜止在水平面上的小車 小車便開始運動 以后改用較小的力就可以維持小車做勻速直線運動 可見 A 力是維持物體速度不變的原因B 力是維持物體運動的原因C 力是改變物體慣性的原因D 力是改變物體運動狀態(tài)的原因 解析 D 力是改變物體運動狀態(tài)的原因 推力與摩擦力的合力為零 運動不需要力維持 慣性僅與質(zhì)量有關 4 對慣性的理解 關于慣性 下列說法中正確的是 A 受力越大的物體慣性越大B 速度越大的物體慣性越大C 已知物體在月球上所受的重力是地球上的1 6 故一個物體從地球移到月球慣性減小為1 6D 質(zhì)量越大的物體慣性越大 解析 慣性是物體的固有屬性 物體慣性的大小與其運動狀態(tài)和受力情況無關 物體的慣性大小僅由其質(zhì)量大小決定 與其他因素無關 D 再見