科学探究：牛顿第一定律

1、第六章第六章 力与运动力与运动第一节第一节 科学探究：牛顿第一定律科学探究：牛顿第一定律 1 1、在实验的基础上进行科学推理，认识并理解在实验的基础上进行科学推理，认识并理解牛顿第一定律的内容；牛顿第一定律的内容； 2 2、经历牛顿、经历牛顿第一定律的探究过程，掌握理想实第一定律的探究过程，掌握理想实验的科学方法；验的科学方法； 3 3、知道什么是惯性，认识惯性的利与弊，会解知道什么是惯性，认识惯性的利与弊，会解释生产和生活中有关惯性的现象。释生产和生活中有关惯性的现象。从以下力学现象中你有什么发现从以下力学现象中你有什么发现? ?F F 对静止的课本等文具轻轻施加一个水平方向的拉力，课对静止

2、的课本等文具轻轻施加一个水平方向的拉力，课本等沿水平方向运动，撤去拉力后，课本等停了下来。本等沿水平方向运动，撤去拉力后，课本等停了下来。想一想想一想用铁锤敲击钉子，钉子向下用铁锤敲击钉子，钉子向下运动陷入木板中。停止敲击，运动陷入木板中。停止敲击，钉子就不再下陷。钉子就不再下陷。对陷入雪地里的汽车施加水对陷入雪地里的汽车施加水平的推力，汽车就沿水平方平的推力，汽车就沿水平方向运动了。撤去推力车就会向运动了。撤去推力车就会停下来。停下来。静止的足球用脚施加力后静止的足球用脚施加力后会飞出去。会飞出去。以上力学现象中似乎具有一个共同特征以上力学现象中似乎具有一个共同特征: :物体的运动需要力的作

3、用，若不受力物体就不会运动或物体的运动需要力的作用，若不受力物体就不会运动或停止运动。停止运动。要维持物体做匀速运动，就必须给要维持物体做匀速运动，就必须给物体施加一恒定的力。不受力而一物体施加一恒定的力。不受力而一直运动的物体是不存在的。直运动的物体是不存在的。-力是维持物体运动的原因力是维持物体运动的原因! !真聪明真聪明, ,竟然和我竟然和我的观点是一致的的观点是一致的亚里士多德亚里士多德(Aristotle,(Aristotle,前前384-384-前前322)322)v恩格斯评价他恩格斯评价他: :最博学的人最博学的人v古希腊著名的科学家和哲学家古希腊著名的科学家和哲学家伽利略伽利略

4、(Galileo,1564-1642)关闭了发动机的火车，虽然继续运行，关闭了发动机的火车，虽然继续运行，但是最后也将停下来。火车为什么会但是最后也将停下来。火车为什么会停下来呢停下来呢? ?假如没有摩擦力的作用那火车的运动状态又会有什么变假如没有摩擦力的作用那火车的运动状态又会有什么变化呢？化呢？摩擦力摩擦力力是维持物体运动的原因力是维持物体运动的原因力是改变物体运动状态力是改变物体运动状态的原因的原因绝对光滑的平面绝对光滑的平面没有，你们如何没有，你们如何用实验证明你的用实验证明你的结论？结论？在学习声音时没有真空在学习声音时没有真空, ,他们都能他们都能用真空罩做出用真空罩做出“真空不能

5、传声真空不能传声”的实验的实验, ,我想他们也会运用相同的我想他们也会运用相同的思考方法设计一个实验来证明我思考方法设计一个实验来证明我的观点的。的观点的。时空对话时空对话实验中，我们能使实验中，我们能使玻璃罩内达到绝对玻璃罩内达到绝对真空吗？我们又是真空吗？我们又是怎样得出真空不能怎样得出真空不能传声的结论的？该传声的结论的？该实验的实验理念是实验的实验理念是什么？什么？温故而知新温故而知新可靠的可靠的事实事实和深刻的和深刻的理论思维理论思维的结合的结合有空气有空气的实际的实际实验实验无空气无空气的的理想理想实验实验有摩擦有摩擦力的实力的实际实验际实验无摩擦无摩擦力的力的理理想实验想实验 逻

6、辑推理逻辑推理真空罩实验理念真空罩实验理念 逻辑推理逻辑推理我们要想验证伽利略理论的正确性我们要想验证伽利略理论的正确性, ,其实验的难点是什么其实验的难点是什么? ?用什么理念突破这个难点用什么理念突破这个难点? ? 结合上述结合上述“真空不能传声真空不能传声”的实验，你应如何的实验，你应如何设计实验，探究设计实验，探究运动物体如果不受其他物体的影响运动物体如果不受其他物体的影响，会一直运动下去吗？，会一直运动下去吗？ 让小车从斜面滑下，逐渐减小平面的粗糙程度，让小车从斜面滑下，逐渐减小平面的粗糙程度，测量小车的运动距离，并推论当平面没有摩擦力时测量小车的运动距离，并推论当平面没有摩擦力时小

7、车的运动情况。小车的运动情况。提出问题提出问题设计实验设计实验控制变量法控制变量法使小车到水平面具有使小车到水平面具有相同的初速度相同的初速度1.1.小车从同一高度滑下小车从同一高度滑下2.2.同一小车同一小车3.3.同一斜面同一斜面4.4.使小车从斜面顶端自由使小车从斜面顶端自由滑下滑下实验中需要控制哪些影响因素，如何控制？目的实验中需要控制哪些影响因素，如何控制？目的是什么是什么? ? 需要哪些器材？需要哪些器材？斜面、粗糙程度不同的木板、小车、刻度尺等斜面、粗糙程度不同的木板、小车、刻度尺等需要记录哪些信息？需要记录哪些信息？运动物体如果不受其他物体的影响，会一直运动下去吗？运动物体如果

8、不受其他物体的影响，会一直运动下去吗？平面越来越光滑平面越来越光滑摩擦力越来越小摩擦力越来越小小车运动的越来越远小车运动的越来越远实验次数实验次数表面材料表面材料阻力大小阻力大小 滑行距离滑行距离 1 1毛巾毛巾最大最大最短最短2 2粗布条粗布条 较大较大较长较长3 3光滑木版光滑木版 较小较小长长实验现象实验现象推理：推理：阻力越小，运动距离阻力越小，运动距离 ，速度改变，速度改变 。阻力为阻力为0 0（水平方向不受力作用），运动速度（水平方向不受力作用），运动速度 。假如小车静止在水平面上，水平方向不受假如小车静止在水平面上，水平方向不受力，你认为小车的运动状态又会如何？力，你认为小车的运

9、动状态又会如何？越长越长越慢越慢不改变不改变研究方法：实验加推理研究方法：实验加推理静止在水平桌面上静止在水平桌面上由实验可知：由实验可知： 物体在没有受到外力作用物体在没有受到外力作用时，其运动会是匀速的、沿直线的，时，其运动会是匀速的、沿直线的，而且将永远运动下去。而且将永远运动下去。运动的运动的笛卡儿笛卡儿补充了伽利略的补充了伽利略的认识，指出：如果运动物认识，指出：如果运动物体不受到任何力的作用，体不受到任何力的作用，它不会向左、右方向偏，它不会向左、右方向偏，将永远沿原来的方向做匀将永远沿原来的方向做匀速直线运动。速直线运动。静止的物体在没有受到外力作用时，总静止的物体在没有受到外力

10、作用时，总保持静止状态。保持静止状态。一切物体在没有受到外力的作用时，总保持匀速直线运动一切物体在没有受到外力的作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。状态或静止状态。1 1、“一切一切”适用于所有物体；适用于所有物体；2 2、“没有受到外力作用没有受到外力作用”是定律成立的条件，包括物体是定律成立的条件，包括物体确实没有受到外力和物体受到平衡力的作用；确实没有受到外力和物体受到平衡力的作用；3 3、“总保持总保持”是指物体在不受外力作用时，只有静止或是指物体在不受外力作用时，只有静止或匀速直线运动两种可能；匀速直线运动两种可能；4 4、“或或”指两种状态必有其一，不同时存在。指两种状态必有

11、其一，不同时存在。牛顿第一定律不是通过实验直接得出的，而是在大量实验牛顿第一定律不是通过实验直接得出的，而是在大量实验的基础上用推理的方法概括出来的。不能用实验直接证明。的基础上用推理的方法概括出来的。不能用实验直接证明。为什么会出现这样的现象呢为什么会出现这样的现象呢? ?原来的小球和铁片都处于原来的小球和铁片都处于什么状态？什么状态？后来铁片被弹走，小球后来铁片被弹走，小球的状态变了吗？的状态变了吗？小球没有被弹走仍然保持原来的小球没有被弹走仍然保持原来的 状态不变。这说状态不变。这说明原来明原来静止静止的小球在不受外力作用时仍保持的小球在不受外力作用时仍保持静止静止状态。状态。静止静止演

12、示实验演示实验原来的小车和小球都处于什么状态？原来的小车和小球都处于什么状态？后来小车遇到障碍物受力停下来，小球仍保后来小车遇到障碍物受力停下来，小球仍保持持 。 运动状态。运动状态。运动状态运动状态小球没有停止，仍然保持原来的小球没有停止，仍然保持原来的 状态不变。这说状态不变。这说明原来运动的小球在不受外力作用时仍保持运动状态。明原来运动的小球在不受外力作用时仍保持运动状态。运动运动演示实验演示实验物体都具有保持静止或匀速直线运物体都具有保持静止或匀速直线运动状态的性质。动状态的性质。图1图2惯性惯性静者恒静，静者恒静，动者恒动动者恒动 物体都具有保持静止或匀速物体都具有保持静止或匀速直线

13、运动状态的性质。直线运动状态的性质。惯性惯性静者恒静，动者恒动静者恒静，动者恒动固体具有惯性固体具有惯性气体具有惯性气体具有惯性液体具有惯性液体具有惯性一切一切惯性解释方法惯性解释方法1 1、物体原来的状态、物体原来的状态2 2、观察哪个物体、观察哪个物体( (或物体的某一部分或物体的某一部分) )受到外力作用后受到外力作用后突然改变了运动状态突然改变了运动状态, ,并指明运动状态变化情况并指明运动状态变化情况3 3、物体由于、物体由于惯性惯性怎样保持原来的运动状态不变怎样保持原来的运动状态不变4 4、说明题目给出的现象、说明题目给出的现象惯性的利用与防止惯性的利用与防止惯性不是力惯性不是力,

14、 ,是物体的一种基本属性是物体的一种基本属性, ,仅与物体的质仅与物体的质量有关量有关, ,质量越大惯性越质量越大惯性越 . .大大惯性与质量的关系惯性与质量的关系1 1、下列关于牛顿第一定律建立的说法中正确的、下列关于牛顿第一定律建立的说法中正确的是（是（ ）A A、它是通过理论推导出来的、它是通过理论推导出来的 B B、它是通过实验直接得出的、它是通过实验直接得出的C C、它是可以通过实验验证的、它是可以通过实验验证的D D、它是以实验事实为基础，通过推理、想象而、它是以实验事实为基础，通过推理、想象而总结出来的总结出来的D D2 2、下列说法中错误的是（、下列说法中错误的是（ ）A A、

15、正在运动的物体，如果所受的外力同时消失，、正在运动的物体，如果所受的外力同时消失，将沿直线继续运动将沿直线继续运动B B、原来静止的物体，只有受到力的作用才会运动起来、原来静止的物体，只有受到力的作用才会运动起来C C、原来静止的物体，不受外力作用仍保持静止、原来静止的物体，不受外力作用仍保持静止D D、原来静止的物体，如果所受的外力突然同时消失，、原来静止的物体，如果所受的外力突然同时消失，将停止运动将停止运动D D3 3、被踢出的冰块、被踢出的冰块, ,在摩擦力可以忽略的冰面上匀速滑动在摩擦力可以忽略的冰面上匀速滑动, ,冰块受不受向前的作用力冰块受不受向前的作用力? ?A: A: 不不

16、受受B: B: 受受4 4、判断、判断: :. .只有静止或做匀速直线运动的的物体才有惯性只有静止或做匀速直线运动的的物体才有惯性. .对对错错. .做变速运动的物体没有惯性做变速运动的物体没有惯性. .任何物体都有惯性任何物体都有惯性. .错错对对对对错错回回 答答 正正 确确此时此时, ,冰块由于惯性而以被踢出时的冰块由于惯性而以被踢出时的速度作匀速运动速度作匀速运动, ,不受向前的作用力不受向前的作用力. .错错 误误回回 答答 正正 确确惯性是物体的固有性质惯性是物体的固有性质, ,任何物体都有惯性任何物体都有惯性. .5.5.做伽利略实验时做伽利略实验时, ,每次做实验都用同一小车每

17、次做实验都用同一小车, ,从同样高从同样高的斜面上运动下来的斜面上运动下来, ,使它在三种平面上开始运动时的速度使它在三种平面上开始运动时的速度相同，则下列有关这个实验的说法中错误的是相同，则下列有关这个实验的说法中错误的是( )( )A A、在同样条件下，小车受到的阻力越小，它前进得就越、在同样条件下，小车受到的阻力越小，它前进得就越远远B B、小车受到的阻力越小，它的速度减小得就越慢、小车受到的阻力越小，它的速度减小得就越慢C C、小车的速度减小是由于受到了阻力、小车的速度减小是由于受到了阻力D D、这个实验直接得出了牛顿第一定律、这个实验直接得出了牛顿第一定律D D6.6.一颗弹珠在水平

18、桌面上滚动一颗弹珠在水平桌面上滚动. .当它刚刚离开桌面时，假当它刚刚离开桌面时，假如所受的一切外力都消失如所受的一切外力都消失. .那么它将（那么它将（ ）、立即停止运动、立即停止运动、沿竖直方向做匀速直线运动、沿竖直方向做匀速直线运动、沿水平方向做匀速直线运动、沿水平方向做匀速直线运动、做曲线运动往下掉、做曲线运动往下掉C C7 7正在做曲线运动的物体正在做曲线运动的物体, ,假如它所受的一切外力都消失假如它所受的一切外力都消失, ,那么它（那么它（ ）立即停下来立即停下来仍然做曲线运动仍然做曲线运动立即做匀速直线运动立即做匀速直线运动逐渐停止逐渐停止C C8 8、在匀速行驶的船内，小明向上抛起一个小球，小、在匀速行驶的船内，小明向上抛起一个小球，小球将会落到（球将会落到（ ）A A、小明的前方、小明的前方 B B、小明的后方、小明的后方C C、小明的手中、小明的手中 D D、无法判断、无法判断C C9.9.下列现象中，不属于惯性现象应用的是下列现象中，不属于惯性现象应用的是( )( )A.A.用手拍打衣服上的灰尘用手拍打衣服上的灰尘B.B.运动员采用助跑跳远运动员采用助跑跳远C.C.锤头松了，将锤柄在地上撞击几下锤头松了，将锤柄在地上撞击几下D.D.骑自行车时为