牛顿运动定律力的平衡

1 同步课程第同步课程第 9 9 讲讲 牛顿运动定律牛顿运动定律 专题专题 一 上下课时知识点梳理 链接 一 上下课时知识点梳理 链接 1010 分钟 分钟 上次课知识点复查 上次课知识点复查 授课教师记录签名 授课教师记录签名 1 1 2 2 3 3 知识点掌握状况 知识点掌握状况 记录 记录 1 1 2 2 需要对接专题 需要对接专题 重点 重点 2020 分钟 分钟 难点 难点 2020 分钟 分钟 考点 考点 1515 分钟 分钟 课堂练习 课堂练习 1515 分钟 分钟 课后作业 课后作业 二 课况详案 二 课况详案 基础知识讲解 基础知识讲解 一 一 惯性和惯性定律惯性和惯性定律 1 1 伽利略斜面实验 三次实验小车都从斜面顶端滑下的目的是 保证小车开始沿着平面运动的速度相同 实验得出得结论 在同样条件下 平面越光滑 小车前进地越远 伽利略的推论是 在理想情况下 如果表面绝对光滑 物体将以恒定不变的速度永远 运动下去 伽利略斜面实验的卓越之处不是实验本身 而是实验所使用的独特方法 在实验的 基础上 进行理想化推理 也称作理想化实验 它标志着物理学的真正开端 2 2 牛顿第一定律 牛顿总结了伽利略 笛卡儿等人的研究成果 得出了牛顿第一定律 其内容是 一切 物体在没有受到力的作用的时候 总保持静止状态或匀速直线运动状态 说明 A 牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上 通过进一步推理而概括出来的 且经受 住了实践的检验所以已成为大家公认的力学基本定律之一 但是 我们周围不受力是不可能 的 因此不可能用实验来直接证明牛顿第一定律 B 牛顿第一定律的内涵 物体不受力 原来静止的物体将保持静止状态 原来运动的 物体 不管原来做什么运动 物体都将做匀速直线运动 C 牛顿第一定律告诉我们 物体做匀速直线运动可以不需要力 即力与运动状态无关 所以力不是产生或维持运动的原因 3 3 惯性 定义 物体保持运动状态不变的性质叫惯性 2 说明 惯性是物体的一种属性 一切物体在任何情况下都有惯性 惯性大小只与物体 的质量有关 与物体是否受力 受力大小 是否运动 运动速度等皆无关 4 4 惯性与惯性定律的区别 A 惯性是物体本身的一种属性 而惯性定律是物体不受力时遵循的运动规律 B 任何物体在任何情况下都有惯性 即不管物体受不受力 受平衡力还是非平衡力 物体受非平衡力时 惯性表现为 阻碍 运动状态的变化 惯性定律成立是有条件的 人们有时要利用惯性 有时要防止惯性带来的危害 请就以上两点各举两例 不要求 解释 答 利用 跳远运动员的助跑 用力可以将石头甩出很远 骑自行车蹬几下后可以 让它滑行 防止 小型客车前排乘客要系安全带 车辆行使要保持距离 包装玻璃制品要垫 上很厚的泡沫塑料 二 二 二力平衡二力平衡 1 定义 物体在受到两个力的作用时 如果能保持静止状态或匀速直线运动状态称二 力平衡 2 二力平衡条件 二力作用在同一物体上 大小相等 方向相反 两个力在一条直线 上 概括 二力平衡条件用四字概括 一 等 反 一 3 平衡力与相互作用力比较 相同点 大小相等 方向相反 作用在一条直线上不同点 平衡力作用在一个物 体上可以是不同性质的力 相互力作用在不同物体上是相同性质的力 4 力和运动状态的关系 物体受力条件物体受力条件物体运动状态物体运动状态说明说明 力不是产生 维持 运动的原因 受非平衡力 合力不为 0 力是改变物体运动 状态的原因 5 应用 应用二力平衡条件解题要画出物体受力示意图 画图时注意 先画重力然后看物体与那些物体接触 就可能受到这些物体的作用 力 画图时还要考虑物体运动状态 重点 重点 1 牛顿第一定律的概念及应用 2 惯性 3 二力平衡的条件 4 对物体进行受力分析 难点 难点 1 牛顿运动定律的应用 2 对物体进行受力分析 考点 考点 牛顿运动定律的应用 对物体进行受力分析 一 课堂例题精讲 一 课堂例题精讲 例 1 为了探究滑动摩擦力 张文超同学利用牙刷做实验 当用力匀速拖动牙刷时 刷发发生了如图 1 所示的弯曲 对这一实验的分析错误的是 A 刷发弯曲越厉害说明牙刷受到的力越大 B 牙刷受到的摩擦力的方向向左 3 C 牙刷受到的摩擦力作用在刷发上 D 手的拉力和牙刷受到的摩擦力不平衡 图 1 图 2 例 2 如图 2 所示 小汽车受到的重力为 G 它在平直的高速公路上以 90km h 的速度行驶时 受到地 面的支持力为 F 若考虑周围空气对它的影响 则下列关于 G 和 F 的大小关系正确的是 A G F B G F C G F D 无法比较 例 3 如图 3 所示 甲 乙两物体在 A B 两水平面上做匀速直线运动 可以确定 A 甲的速度一定小于乙的速度 B F甲所做的功一定小于 F乙所做的功 C 甲 乙的运动状态发生改变 D 甲受到的摩擦力一定小于乙受到的摩擦力 图 3 图 4 例 4 质量相等的甲 乙两同学站在滑板上 在旱冰场上相对而立 如果甲用 60N 的力推乙 如图 4 所 示 以下分析正确的是 A 甲对乙的推力为 60N 乙对甲的推力小于 60N B 甲对乙的推力与乙对甲的推力是一对平衡力 C 乙向后退 且始终受到 60N 推力的作用 D 乙由静止变为后退 说明力可以改变物体的运动状 态 例 5 如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景 1 小华将系于小卡片 重力可忽略不计 两对危的线分别跨过左右支架上的滑轮 在线的两端挂上钩 码 使作用在小卡片上的两个拉力方向 并通过调整 来改变拉力的大小 2 当小卡片平衡时 小华将小卡片转过一个角度 松手后小卡片 选填 能 或 不能 平衡 设计此实验步骤的目的是为了探究 3 为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡 在图甲所示情况下 小华下一步的操作是 4 在探究同一问题时 小明将木块放在水平桌面上 没计了如图乙所示的实验 同学们认为小华的 实验优予小明的实验 其主要原因是 A 减少 摩擦力对实验结果的影响 B 小书片是比较容易获取的才料 C 容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D 小卡片容易扭转 例 6 汽车刹车后不会立即停下 这是因为汽车具有 车速会逐渐变小 是由于受到地面摩擦 力的作用 这说明力可以改变物体的 如在雨天 车会滑行更远 这是因为 4 二 能力拓展 二 能力拓展 1 在探究 二力平衡的条件 的实验中 1 实验装置如图 5 所示 实验目的是探究小车在水平方向上所受两个拉力F1 F2的关系 实验中 小车应该处于 状态 2 实验中 通过调整 来改变F1和F2的大小 3 实验中 保持F1与F2大小相等 用手将小车扭转一个角度 松手后 小车将 图 5 2 逆风骑自行车时 弯着身体 会省力些 雨天 撑伞逆风行走时 风速越大 行走越困难 这是因 为受到空气阻力的作用 物体所受空气阻力大小与哪些因素有关呢 小明猜想可能与物体的迎风面积和风 速有关 为验证以上猜想 小明选用了如下器材 可调速电风扇 高 中 低三档 弹簧测力计 面积 不同的塑料挡板三块 光滑玻璃板 小车 图 6 可调速电风扇 弹簧测力计 塑料挡板 光滑玻璃板 1 小明设计了如图所示实验 用电风扇向小车及挡板吹风 模拟小车运动时受到的空气阻力 根 据 的知识 通过弹簧测力计即可测出小车受到的空气阻力 2 小明在探究风速对小车所受空气阻力的影响时 保持迎风面积一定 测得数据如下 风速低中高 小车受到的空气阻力 N 0 82 23 8 通过对表中数据分析 可得出的结论是 3 小明还想探究迎风面积对小车所受空气阻力的影响 请你帮他设计出主要的实验步骤 4 你认为影响物体所受空气阻力大小的因素可能还有 写出一个 3 如图 7 木块竖立在小车上 随小车一起以相同的速度向右做匀速直线运动 下列分析正确的是 A 木块没有受到小车的摩擦力 B 木块的运动速度越大 惯性越大 C 木块对小车的压力与小车对木块的支持力是一对平衡力 D 当小车受到阻力突然停止运动时 如果木块与小车接触面光滑 木块将向右倾倒 5 图 7 图 8 4 利用身边的物品可以进行许多科学实验 小明用饮料罐代替小车 文件夹当成斜面 探究粗糙程度 不同的接触面对物体运动的影响 如图 8 关于本实验 下列分析中错误的是 A 饮料罐从相同高度滚下 是为了保证它刚滚到水平面时具有相同的速度 B 饮料罐会停下来是因为它和接触面之间有摩擦 C 饮料罐在水平面上滚动时 受到的重力和支持力是一对平衡力 D 该实验可以直接得出牛顿第一定律 5 以下说法正确的是 C 锤柄往下撞击板凳 锤头就能 套紧在锤柄上 这利用了锤头的惯 性 D 贴在墙面上的吸盘受到拉力也不 易脱落 是由于大气压力与重力平衡 B 用重垂线来检查所砌的墙是否竖 直是应用了重力与质量成正比的性 质 A 鞋底 轮胎上有凹凸不 平的花纹是为了美观 6 空中匀速下降的两只降落伞 其总质量相等 甲的速度是 3m s 乙的速度是 5m s 所受阻力F甲 F乙之比是 A 3 5 B 2 5 C 5 3 D 1 1 7 通过探究发现摩擦力的大小与物体间接触面积的大小无关 如图甲所示 两个完全相同的的木块 A 和 B 叠放在水平桌面上 在 16N 的水平拉力 F1的作用下 A B 一起向右做匀速直线运动 若将 A B 紧靠着放 在水平桌面上 用水平力 F2推 A 使它们一起也向右做匀速直线运动 如图乙所示 则 F2是 N 若要让图乙中的 A B 在水平桌面上一起向左做匀速直线运动 在不撤除 F2的情况下 应该在 B 的右端施 加乙大小为 N 的水平向左的推力 8 下列事例中利用惯性的一组是 汽车行驶时 司机系着安全带 火车进站前 撤去动力 仍能进站 上岸后的鸭子 转动翅膀 把身上的水抖掉 6 比赛中 运动员将冰壶推出 冰壶在冰面上继续向前运动 A B C D 9 关于足球受力与运动的关系 下列说法正确的是 A 足球只有受力才能运动 B 足球受平衡力 一定处于静止状态 C 足球的运动状态改变 不一定受力 D 足球踢出去后继续运动 是由于足球具有惯 性 10 在一艘做匀速直线运动的游轮上 某同学朝各个方向用相同的力进行立定跳远 则下列说法中正确的 是 A 朝与游轮运动方向一致跳的最远 B 朝与游轮运动方向相反跳的最远 C 朝与游轮运动方向一致跳的最近 D 朝各个方向跳都一样远 三 课堂练习 三 课堂练习 一 填空题 1 一小球从足够高的高度由静止开始下落 已知小球在空中下落时所受到的阻力与其速度的平方成 正比 则该小球在下落过程中的速度将作如何变化 2 2 沿东西方向直线运动的火车突然刹车 车箱里的乘客看到水平桌面上的小球朝着自己滚动过来 如 图所示 这是由于小球具有 的缘故 若乘客是面朝西坐着的 则列车是向 选填 东 或 西 运动的 3 英国物理学家 总结了笛卡尔 伽利略等人的研究成果 概括出一条重要的物理定律 一切物体在没有受到外力作用的时候 总保持静止或匀速直线运动状态 为了纪念他作出的杰出贡献 人 们以他的名字命名为 的单位 4 2011 年 4 月 12 日 人类宇航员 加加林进入太空 50 周年庆祝大会在俄罗斯隆重举行 如果通 过宇航员把物体从地面带到太空后 那么 物体的质量将 选填 不变 增加 或 减小 物 体 选填 有 或 没有 机械能 5 在水平面上有一质量为 1kg 单位长方体 用 4N 的水平拉力向右拉 长方体静止不动 此时它所受 的摩擦力为 N 拉力增大至 6N 时长方体做匀速直线运动 若拉力增大至 8N 时长方体所受的摩擦力 为 N 6 在探究 二力平衡的条件 的实验中 某同学采用的实验装置如图 4 所示 1 当物体处于静止状态或 状态时我们认为它受到的力是相互平衡的 2 实验时 小明发现当向左盘和右盘同时加入一个相等重量的砝码时 木块处于静止状态 此时 木块在水平方向受到两个力的作用 这些力是平衡的 小明再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时 发 现木块仍然处于静止状态 出现这种现象的原因是 这时木块在水平方向受到的力 填 平 7 衡 或 不平衡 要避免这种现象产生 请你对该实验装置提出改进意见 3 某同学认为 物体在平衡力的作用下 其机械能可能会增大 你认为他的观点是 的 填 正确 或 错误 7 科学研究表明 空气对运动物体的阻力与物体速度的大小有关 物体速度越大 其受到的空气阻 力越大 若不考虑雨滴质量的变化和风速的影响 雨滴由云层向地面下落的过程中 其运动情况是先做 运动 后做 运动 选填 加速 减速 或 匀速 8 如图 用 10N 的水平拉力拉一重为 25N 的木块沿水平桌面匀速直线运动 木块受到的摩擦力是 N 木块受到的 力和木块的重力是一对平衡力 9 2011 年 6 月 4 日 在法国网球公开赛中 我国选手李娜荣获女单冠军 成为亚洲球员夺得大满贯 的第一人 为祖国赢得了荣誉 在网球比赛中 包含许多物理知识 如 在网球碰到球拍使球拍发生弹性 形变的过程中 网球的动能转化为球拍的 能 网球离开球拍后能继续向前运动 如右图 是 由于 的缘故 10 冰冰用手握着一个重为 10N 的水杯静止在空中 杯口竖直向上 手的握力为 20N 则水杯受到手 的摩擦力为 N 若使手的握力增大到 30N 则水杯受到的摩擦力为 N 二 选择题 1 超市的购物小车被推开后 向前运动 最终停下了 在这一过程中 下列说法正确的的是 A 人对小车的推力越来越小 B 离开人手后的小车不受力的作用 C 刚离开手的小车相对于货架是运动的 D 小车在运动过程中受到平衡力的作用 2 小刚用水平推力推静止在水平地面上的讲台桌 结果没有推动 如图所示 则下列说法正确的是 A 讲台桌不受摩擦力 B 推力与讲台桌的重力大小相等 C 推力小于地面对讲台桌的摩擦力 D 推力与地面对讲台桌的摩擦力大小相等 3 小明同学在学习了运动和力的知识后有了以下的认识 其中正确的是 A 如果两个力的大小相等 方向相同 则这两个力的作用效果一定相同 B 推出去的铅球能继续在空中飞行 是由于铅球受到惯性的作用 C 静止在水平课桌上的饮料瓶一定受到平衡力的作用 D 如果运动的物体不受外力作用 它将慢慢停下来 4 关于惯性的理解和现象解释 以下说法正确的是 A 高速飞行的子弹具有惯性 穿入木头静止后惯性消失 B 汽车驾驶员和前排乘客系安全带 是为了减小汽车行驶中人的惯性 8 C 行驶中的公交车紧急刹车时 乘客会向前倾 是由于惯性力的作用 D 百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来 是由于运动员具有惯性 5 如图 6 是投掷实心球的场景 下列情况中实心球受到平衡力作用的是 A 实心球在空中上升 B 实心球从空中下落 C 实心球在地上越滚越慢 D 实心球停在地面上 图 6 图 7 6 如图 7 所示是小明玩手指顶杆游戏时的情景 杆没有倾倒是由于 A 手指对杆没有做功 B 杆所受重力与支持力是一对平衡力 C 指尖受杆挤压发生形变 D 杆与手指间力的的作用是相互的 7 2010 年温哥华冬奥会 我国速滑选手王濛打破世界记录 一人获得三枚金牌 有关王濛运动 领奖 瞬间的说法错误的是 A 站在领奖台上 受到的重力与支持力是一对平衡力 B 站在领奖台上 受到的支持力与对领奖台的压力是一对平衡力 C 冲过终点后 由于惯性要继续向前滑行 D 用力向后蹬冰面 会向前滑行 原因是物体间力的作用是相互的 8 关于惯性 下列说法正确的是 A 运动的物体由于惯性会慢慢停下来 B 物体的运动速度越大 惯性也越大 C 司机开车时要系安全带 是为了防止惯性带来危害 D 运动员起跑时用力蹬地 是为了利用惯性提高成绩 9 下列现象中 利用惯性的是 A 用力压吸盘使它贴在光滑的墙面上 B 用力捏自行车的手刹使它停下 C 用力向下砸锤柄使锤头套紧 D 用力拉弓使弓弯曲 10 如图 8 所示是小理踢足球的情景 下列分析正确的是 图 8 A 踢球时 球对脚没有作用力 B 球在空中飞行仍受到脚的作用力 C 一脚对球的力和球的重力是一对平衡力 D 一球静止在水平地面时 球的重力与面的支持力是一对平衡力 四 课后练习 四 课后练习