牛顿第一定律(二) 人教版

牛顿第一定律【基础知识导引】1知道人们对运动和力的关系这一问题的研究历程，知道伽利略的理想实验及其推导2理解牛顿第一定律的内容和意义3知道什么是惯性，会正确解释有关惯性的现象【教材内容全解】研究力和运动的关系，是动力学的基本问题，人类在漫长的岁月里经历了从感性认识到理性认识的跃进正确认识这个问题，17世纪以前，以古希腊亚里士多德为代表的科学家认为“力是维持物体运动的原因”；到17世纪，意大利物理学家伽利略用可靠的实验事实推导出“力是改变物体运动状态的原因”的观点；再到法国科学家笛卡儿对伽利略观点的完善；最后到17世纪末，牛顿借鉴前人的研究基础，并根据自己的多年研究，系统地总结了力学的知识，提出了三条著名的运动定律科学思想得来不易，科学的真理总要战胜不科学的东西科学总是在不断的曲折中进步的，而每一次进步都离不开科学家辛勤钻研和不断努力，离不开正确的研究方法(如理想实验法、分析综合法等)的应用1历史的回顾：人类对力和运动关系的认识经历了一个漫长的过程(1)认识历程代表人物时间提出观点的基础观点亚里士多德17世纪前日常生活经验力是维持物体运动的原因伽利略17世纪理想实验物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动速度的原因笛卡儿17世纪伽利略的推论及自己的研究如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离运动的方向牛顿17世纪末前人研究基础及自己的研究牛顿运动的定律(2)伽利略理想实验：实验 伽利略基于摩擦阻力使小车的速度改变这一可靠的事实，设计了一个无摩擦的理想实验如图311所示，让小球沿一个斜面从上滚下来，小球将滚上另一个斜面如果没有摩擦，小球将会上升到原来的高度他推导说，如果减小第二个斜面的倾角(如图312)，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程继续减小斜面的倾角，使它最终成为水平面(如图313)，小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定的速度继续运动下去推论：一切运动着的物体在没有受到外力的时候，它的速度将保持不变，并且一直运动下去理解：a伽利略实验虽然只是想象的实验，但是建立在可靠的事实基础上的它经过抽象思维，抓住主要矛盾，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律b伽利略的推论是不能用实验证明的因为物体不受阻力的条件是难以实现的，现代科技也只能用气垫导轨实验近似地加以验证2牛顿第一定律(1)牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止理解：定律适用于“一切物体”描述了物体在不受外力作用时的运动状态：匀速直线运动或静止状态揭示了物体运动状态变化的原因：外力的作用(2)物体的惯性：物体的这种保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性物理意义：指出了任何物体都具有一种共同的固有性质惯性定性地揭示了力的概念，以及力和运动状态变化的关系它提出了一个物体的静止状态和匀速直线运动状态的等价性同一运动状态相对于不同参考系的结果理解：一切物体不管是否受力，也不管它是否运动和怎样运动，都具有惯性惯性是一切物体的固有属性【例题分析】例1 一辆汽车启动不了，常看到司机踩油门，同时请一些人协助推一下，结果汽车启动了，有人就说：“这是由于大家帮忙克服了汽车惯性的缘故”，这种说法对吗?物体的惯性能被克服吗?解析 惯性是物体所固有的一种属性，只要它的质量不变，物体处于任何状态其惯性大小都不变，因此物体的惯性是永远克服不了的汽车启动不起来，只是由于它所施加的牵引力还不足以克服地面所施加的静摩擦力的缘故众人推动汽车，其作用仅是帮助汽车克服地面所施加的静摩擦力而已并不是所谓的克服了物体静止时的惯性点拨 (1)物体自由下落时，它的速度变得越来越大，物体的惯性表现在哪里?是否可以说明它的惯性在逐渐消失了呢?(2)行驶中的汽车或火车，由于惯性不能立刻停止，是不是可以说物体的惯性与它的速度有关，速度越大惯性越大呢?(惯性大小只与物体的质量有关，与物体的运动状态无关物体的惯性表现在要保持当前的速度，但能否保持得住则要看物体的受力情况)例2 如图314，小车上竖直放置着一个木块，让木块随小车沿着桌面向右运动，当小车被挡板制动后，车上的木块向右倾倒，试解释这一现象解析 当小车被挡板制动后，木块的下部随车停止，而木块上部由于惯性还要继续以原来的速度前进，因而木块会向右倾倒点拨 运用惯性定律解释有关现象时，应注意准确的语言表达通常可能根据以下步骤进行分析：(1)明确研究对象及其所处状态(2)当外力作用在该物体上某一部位时(或与其有关的其他物体上)，这一部分的运动状态的变化情况(3)说清该物体由于惯性将保持怎样的运动状态，最后会出现什么现象?【课后习题解答】1对冰块进行受力分析，并根据牛顿第一运动定律可知，冰块不受向前的作用力，5秒后它的速度仍为5m/s2当火车突然加速时，小球由于惯性要保持原来的运动状态，故坐在车厢里的人看到小球向后运动；反之当火车突然减速时，坐在车厢里的人将看到小球向前运动3a由于惯性，运动员冲到终点后要保持向前的运动的状态，所以运动不能马上停止，他还要向前跑一段距离b自行车刹车后轮子不转了，但由于惯性，自行车要向前运动，故车要向前滑行c锤子倒立，锤柄末端向石头上磕的过程中，锤头和锤柄一起向下运动，当锤柄磕到石头上停止运动后，锤头由于惯性仍向下运动，锤头就安牢了d地球自西向东匀速转动，人也跟地球一起自西向东运动当人跳起来后，由于惯性，人仍保持与地球相同的运动速度，故人落回原地4假如不系安全带，当紧急刹车或出现撞车事故时，车虽然可能停下来了，但前排的人由于惯性将仍然向前运动，会发生危险系上安全带后，人虽然因惯性向前运动，但受安全带的阻力，不致于撞到前窗而发生危险5(略)【同步达纲练习】1关于物体的惯性，下列说法正确的是( )A物体只有做匀速直线运动或保持静止状态时才有惯性B物体只有在不受外力作用时才有惯性C物体在受外力作用时，运动状态变化时才具有惯性D一切物体，不论运动状态怎样，均具有惯性2下面结论中可由牛顿第一运动定律得出来的是( )A一切物体都有惯性B质量大的物体惯性大C力不是维持物体运动状态的原因D力是物体运动状态改变的原因3一列在长直水平轨道上匀速行驶的火车，在某节门窗紧闭的车厢里，有一人向上跳起，发现仍落回车上的原处，这是因为( )A人跳起后，车厢内空气给他向前的力，带着他随同火车一起向前运动B人跳起瞬间，车厢地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动C人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后，必定偏后一些只是由于时间很短，偏后距离不明显而已D人跳起直到落地，在水平方向上始终有与火车相同的速度4伽利略的斜面实验证明了( )A要使物体运动必然有力的作用，没有力的作用物体将处于静止状态B不施加外力，运动的物体也能自行停止C物体不受外力作用时，一定处于静止状态D物体不受外力作用时，一定保持原来的匀速直线运动状态或静止状态5如图315所示，一个劈形物体M各面均光滑，放在固定的斜面上劈形物上表面成水平，在该水平面上放一光滑的小球m劈形物从静止开始释放，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抛物线参考答案【同步达纲练习】1D正确（点拨：惯性是物体的一种固有属性，不论物体是否运动，是否受到外力，也不论物体处于什么环境，都具有惯性）2A、C、D正确（点拨：牛顿第一运动定律指出一切物体都具有惯性，并确立了力是