探究物体不受力时怎样运动(新沪粤版).ppt

,A,B,C,D,E,v,7.3探究物体不受力时怎样运动,运动,静止,用力推动放在课桌上的物理课本,探究体验1：,物体的运动 需要力去维持！,亚里士多德,探究体验2：,运动,运动,物体的运动 不需要力维持！,将玩具皮球放在讲台上，用力推皮球。,伽利略,两种观点 孰是孰非,亚里士多德：,“运动者皆被推动。”“当推一个物体的力不再推它时，原来运动的物体便归于静止。”,伽利略：,物体的运动并不需要力来维持。运动的物体会停下来，是因为它受到了摩擦阻力的缘故。,下面我们就来研究运动和力的关系,一、探究运动和力的关系,活动1：探究运动和力的关系,1、提出问题,运动的物体如果不受力的作用，会一直运动下去吗？,2、制定计划与设计实验,在地球上，完全不受力的物体是没有的。可以设法使一个运动着的物体，在运动方向上受到的力逐步减少，考察它的运动情况，再进一步推想它不受力时的运动情况。,（1）怎样控制运动着的物体初始状态相同？,实验中用同样的小车从同一斜面的同一高度自行滑下。,斜面、粗糙程度不同的平面、小车、刻度尺等,（2）实验器材：,（3）实验步骤及观察、记录表格：,3、进行实验与收集证据,非常粗糙 较粗糙 光滑,最大 大 小,最短 长 最长,最快 慢 小,实验数据记录,平面越光滑，小车运动的距离越 ，这说明小车受到的阻力越 ，速度减小得越 。,分析论证，得出结论：,小,远,慢,假如平面没有摩擦，小车将一直运动下去，且速度的大小和方向都不发生改变。,假设推理：,假如平面没有摩擦，小车受到的阻力为零，小车将怎样运动？,评估与反思：,亚里士多德观点： 必须有力作用在物体上，物体才能运动，停止用力，物体就马上静止下来。力是维持物体运动的原因。,亚里士多德观点的错误：来自于日常经验所带来的错误认识,伽利略观点： 运动物体会停下来是受到摩擦力的缘故，设想没有摩擦，物体将保持恒定不变的速度永远运动下去。物体的运动不需要力来维持。,评估与反思：,伽利略观点的正确：理想斜面实验的支持,伽利略理想斜面实验,1 在弯曲轨道的一边释放一个小球，观察小球在另一边上升的高度。,2 逐渐减小轨道与水平倾角，直到减小为零时,再观察小球的运动情况。,A,B,C,D,E,v,物体的运动不需要力来维持,理想斜面实验,因为摩擦力的存在，小球不会上升到原高度；,讨论与思考：,现实生活中小球会作怎样的运动？其原因是什么？,水平运动时它也会停下来 。,指出了：力不是维持物体运动的原因，而恰恰是改变物体运动状态的原因。,理想实验是实验与思维的完美结合，它以真实科学实验为基础，经过抽象思维，合理的推理，将研究对象“理想化”，抓住主要因素，忽略次要因素，从而概括出事物的本质规律。,伽利略理想斜面实验的意义,理想实验法：,伽利略的发现以及他所运用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。 爱因斯坦,伽利略（1564-1642）,伽利略是意大利哲学家、物理学家、 天文学家和数学家。他善于独立思考，常 用自己的观察和实验来检验教授们所讲的 教条。1589年，经朋友推荐到比萨大学任 数学教授。任教时，他整天忙于实验，目 的是重新检验当时的大权威亚里士多德的 著作。伽利略自己动手于1609年制作了世 界上第一台望远镜，观察发现了一系列的新天体，激怒 了当时的教会，受到罗马主教团的审判。伽利略虽然过着监禁的生活，但他仍然不放弃对科学的追求。1642年1月8日，78岁的科学巨人含冤逝世。 时隔300年，1979年11月10日，罗马教皇终于公开承认教会审判是不公正的，这位科学巨人终于沉冤昭雪。,人们对物体的运动规律的认识是经历了漫长的时间的物体在不受力时的运动规律，它是经过亚里士多德对人们近两千年的思想束缚，伽利略的科学推理，才最终由牛顿总结得出来,物体不受力 (运动方向上不受力),静止的物体,保持 静止状态,运动的物体,匀速直线 运动状态,抽象与归纳：,一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。,牛顿第一定律：,“或”字说明物体只能处于其中一种状态，即物体不受力时，原来静止的物体将永远保持静止状态，原来运动的物体将永远做匀速直线运动。,注意：, “一切物体”说明该规律适合于所有的物体，具有普遍意义；, “没有受到外力的作用”是定律的成立条件；,牛顿是英国物理学家、天文学家、数学家。他喜欢沉思默想，动手制作。小学时就制作了令人惊惊讶的小风车，中学时又制作了水钟自动滴水到自己脸上摧他起床。,牛顿(1642-1727),牛顿的一生贡献很多。但是，他对自己所做一切的总结是： 我始终把观察实验和理性思考结合在一起，那浩瀚的真理海洋，仍然在我前面并未被发现，如果我所见的比别人远，那是因为我站在巨人的肩膀上。,少年时的牛顿充满理想，壮志满怀，酷爱学习，曾在自家的石墙上刻了一个日钟，目的是督促自己争分夺秒地学习。,（1）力不是维持物体运动的原因； （2）力是改变物体运动状态的原因,牛顿第一定律的重要贡献在于,不受外力作用的物体是不存在的，牛顿第一定律所描述的物体不受外力的状态，是一种理想化状态.,这种状态虽不能实现，但在现实中却可以用合力为0的状态来代替它，或者说合力为0与不受外力是等效的。,这就使得牛顿第一定律在实际应用中有了实际的意义。,为什么一切物体在不受外力作用时都能保持匀速直线运动状态或静止状态呢？,观察并思考下列现象,惯性现象知识讲解,一切物体都具有保持静止或匀速直线运动状态的性质。,物理学中，把物体保持静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。因此，牛顿第一定律又叫惯性定律。,二、惯性,你能解释前面的现象吗,活动2：做两个惯性小实验,A、在玻璃杯上放一张塑料板，塑料板上放一个鸡蛋，当用小棒猛击塑料板时,看到什么现象？,塑料板飞出，鸡蛋掉入水中。,静止的鸡蛋有惯性。,现象：,实验说明了什么？,B、小车A上放置一个带轮的木块B。先使带轮的木块与小车一起向右运动,当小车A被挡板C制动时,小车上的木块B的运动情况会发生什么变化？,看到的现象：,木块B继续向前运动。,实验说明了什么？,运动的木块B有惯性。,再看下面的现象,惯性是物体的一种普遍的固有的属性。,交流、归纳,一切物体在任何情况下都有惯性，与物体是否受力、受力大小、是否运动、运动速度等皆无关。,量度物体惯性大小的物理量是什么呢?,质量,对于任何物体,在受到相同的作用力时,决定它们运动状态变化难易程度的惟一因素就是质量.,质量大的物体惯性大.也就是说改变它的运动状态越困难。,交流与合作,下列各问题中的物体的惯性如何体现？,（1）静止在桌面上的书？,（2）正在以10m/s速度运动的汽车？,（3）一个正在加速的汽车，某时刻的速度是5m/s,保持书静止在桌面上,保持汽车以10m/s的速度不变、沿原方向运动下去,汽车沿原方向保持着每一时刻的速度不变运动下去且惯性大小不变。,评估与反思：,一切物体在任何情况下都有惯性，有无惯性与物体的运动状态无关。,1、运动的物体有惯性，静止的物体有惯性吗？,2、运动速度大的物体惯性就大吗？,决定惯性大小的唯一量度是质量，与运动速度的大小无关。,3、惯性是一种特殊的力吗？,惯性不是力，惯性是物体本身固有的一种属性，说明问题时应该说：由于惯性，不能说物体“受到惯性的作用”。而力是物体与物体之间的相互作用。,4、“惯性”是不是就是“惯性定律”？,惯性定律即牛顿第一定律，是一条物理规律，是物体在某个特定的环境（不受外力）下具有惯性的表现。它成立的条件是“物体没有受到外力作用”；而惯性是物体的属性，没有条件限制，物体无论受力与否都有惯性。当然二者也是有联系的：正是因为一切物体都有惯性，所以当物体没有受到外力作用的时候，才会保持匀速直线运动状态或静止状态。,突然拉动小车,小车突然停下来,木块处于静止状态，突然拉动小车时， 木块下部随车一起运动，上部由于惯性保持原来的静止状态，木块向后倒。,木块处于运动状态，小车突然停下时，木块下部随车一起停止运动,上部由于惯性保持原来的运动状态，木块向前倒。,三、生活中的惯性现象,公交车开始处于静止状态，当车突然起动时， 车上乘客的脚随车向前运动，而身体的上部由于惯性还要保持原来的静止状态，因此，乘客就会向后倾倒。,公交车处于 ，当车紧急刹车时， 车上乘客的脚随车 ，而身体的上部由于 还要保持原来的 ，因此，乘客就会 。,运动状态,停止运动,惯性,运动状态,向前倾倒,分析、解释惯性现象的一般步骤,先说研究对象原来的运动状态,发生了怎样的变化,谁由于惯性保持了什么样的运动状态,结果如何,请你用惯性的知识来解释一下为什么当你奔跑时碰到石块，必然是向前跌倒；而如果你脚踏西瓜皮，必然是向后倒？,答：奔跑时碰到石块，人的下半身就停了下来，而人的上半身由于惯性，仍然保持原来的运动状态，所以会向前跌倒。 如果你脚踏西瓜皮，脚有一个向前运动的速度，而人的上半身由于惯性，仍保持原来的静止状态，所以会向后倒。,有人设想，乘坐气球飘在高空，由于地球的自转，一昼夜就能周游世界，请你评价一下，这个设想可行吗？,分析： 因为地球上的一切物体（包括地球周围的大气）都随着地球一起在自转气球升空后，由于惯性，它仍保持原来的自转速度所以升空的气球与它下方的地面处于相对静止的状态不可能使它相对地球绕行一周的,交通部门规定：在车辆前排乘坐的人必须系好安全带，请从物理学的角度加以说明。,汽车紧急刹车时，突然减速，乘客由于惯性将会撞在前面而造成危险，系上了安会带就可以靠安全带的拉力而随汽车一起减速，避免危险。,如图所示，水平放置的小瓶内装有水，其中有气泡，当瓶子从静止状态突然向右加速运动时，小气泡在瓶内将向何方运动？,解：因为当瓶子从静止状态突然向右加速运动时，瓶中的水由于惯性要保持原有的静止状态，相对瓶来说是向左运动，气泡也有惯性，但相比水来说质量很小，惯性小可忽略不计，所以气泡相对水向右移动。,讨论：要想击中地上的目标，飞机应当飞到目标上空再投弹，还是提前一段距离？为什么？,惯性现象的应用与防止,防止(1)_,惯性现象在日常生活中普遍存在,应该注意防止和利用,请分别举二例:,利用(1)_,(2)_,(2)_,汽车进站时，关闭油门节省汽油,挥盆泼水,（投掷物体）,小汽车司机佩带安全带,跑道的终点处留有一块空地,D,1、下列关于牛顿第一定律建立的说法正确的是 （ ） A.它是通过理论推导出来的 B.它是通过实验直接得出的 C.它是可以通过实验验证的 D.它是以实验事实为基础，通过推理、想象而总结出来的。,课堂练习,2、长直轨道上匀速行驶,坐在门窗密闭的车厢内的一人将手中的钥匙相对车竖直上抛,钥匙将落在 （ ） A.手的后方 B.手的前方 C.落在手中 D.无法确定,C,B,3、用绳子拴住一个小球在光滑的水平面上作圆周运动，当绳子突然断裂时，小球将 （ ） A.保持原来的圆周运动 B.保持绳断时的速度作匀速直线运动 C.小球运动速度减小，但保持直线 D.以上三种都有可能,4、下列哪些现象是利用惯性的 （ ） A、拍打衣服时，灰尘脱离衣服 B、司机和前排的乘客要系安全带 C、洗完手后，用力甩掉手的水滴 D、跳远运动员起跳前要尽力助跑,A、C、D,D,5火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为 （ ） A人跳起后，车厢内的空气给人一个向前的力，这力使他向前运动 B人跳起时，车厢对人一个向前的摩擦力，这力使人向前运动 C人跳起后，车继续向前运动，所以人下落后必定向后偏一些，只是由于时间很短，距离太小，不明显而已 D人跳起后，在水平方向人和车水平速度始终相同,A,B,6.如图所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面放一光滑小球B，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是 （ ） A沿斜面向下的直线 B竖直向下的直线 C无规则曲线 D抛物线,B,A,7、下列不属于惯性现象的是 ( ) A、在草地上滚动的足球越滚越慢 B、人走路时被石头绊倒会向前倒 C、子弹从枪膛射出后继续在空中 飞行一段距离 D、地球以360m/s的速度自转,当人使劲一跳,总是落回原地,8、下列现象中，利用物体惯性的是 （ ） A、运动员百米赛跑结束后不能立即停下来 B、中小型汽车司机必须带上安全带 C、锤头松了，将锤柄在地上撞击几下 D、熟了的苹果从树上落向地面,C,9、一人面向前方站在一艘匀速航行的轮船的甲板上的某处竖直上跳，当他下落时应落在 （ ） A 原处 B 此处的前方 C 此处的后方 D 不能确定,A,10、一杯水放在列车内的水平桌面上,如果水面突然发生了如图所示的变化,则