7.1 科学探究：牛顿第一定律

第一节第一节 科学探究科学探究 牛顿第一定律牛顿第一定律武夷山三中物理组武夷山三中物理组观察：观察： 对陷入雪地里的汽车施加水平的推力，汽车就沿水平方向运动了。 对静止的木箱施加一个水平方向的推对静止的木箱施加一个水平方向的推力，木箱沿水平方向运动，撤去推力后，力，木箱沿水平方向运动，撤去推力后，木箱停了下来。木箱停了下来。F F 用铁锤敲击钉子，钉子向下运动陷入木板。停止敲击，钉子就不再下陷。 踢出去的足踢出去的足球，虽然会继球，虽然会继续续“飞行飞行”，但，但它总是会停下它总是会停下来的。来的。 关闭了发动关闭了发动机的火车，虽然机的火车，虽然继续运行，但是继续运行，但是最后也将停下来。最后也将停下来。你的认识正确吗？你的认识正确吗？ 物体的运动需要力的作用，若不物体的运动需要力的作用，若不受力物体就不会动或停止运动。受力物体就不会动或停止运动。亚里士多德的说法：亚里士多德的说法： 要维持物体匀速运动，就必要维持物体匀速运动，就必须给物体施加一个恒定的力。须给物体施加一个恒定的力。伽利略的观点：伽利略的观点： 运动的物体如果不受其他物体运动的物体如果不受其他物体的作用，其运动会是匀速的，而且的作用，其运动会是匀速的，而且将永远运动下去。将永远运动下去。你有什么好的想法呢？你有什么好的想法呢？伽里略的理想实验驳斥了亚里士多德的关于伽里略的理想实验驳斥了亚里士多德的关于力是维持物体运动状态的原因的学说。力是维持物体运动状态的原因的学说。伽利略理想实验伽利略理想实验笛卡尔补充了伽利略的认识，笛卡尔补充了伽利略的认识，指出：如果运动物体不受到任指出：如果运动物体不受到任何力的作用，它不会向左、右何力的作用，它不会向左、右方向偏，将永远沿原来的方向方向偏，将永远沿原来的方向做匀速运动。做匀速运动。你怎样用实验去验证呢？你怎样用实验去验证呢？实验探究：实验探究：阻力大小对运动物体的影响阻力大小对运动物体的影响1、提出问题：、提出问题：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？2、猜想与假设：、猜想与假设：阻力越大，小车的速度减小得越快。阻力越大，小车的速度减小得越快。3、制定计划与设计实验：、制定计划与设计实验： A、根据假设，你准备怎样设计实验、根据假设，你准备怎样设计实验 B、需要记录哪些信息，是否要设计记录表格、需要记录哪些信息，是否要设计记录表格 C、需要控制哪些影响因素。、需要控制哪些影响因素。D、准备器材：、准备器材：斜面、粗糙程度不同的木板、布、毛巾、斜面、粗糙程度不同的木板、布、毛巾、小车刻度尺等小车刻度尺等E、设计实验：、设计实验：让小车从斜面滑下，逐渐减小平面让小车从斜面滑下，逐渐减小平面 的粗糙的粗糙程程 度，测量小车的运动距离，并推论当平面度，测量小车的运动距离，并推论当平面没有摩擦力时小车的运动情况。没有摩擦力时小车的运动情况。毛巾棉布玻璃S1S2S3接触面小车受到的摩擦力的大小（大/较大/小） 小车运动的距离S / m 小车运动的方向 （改变/不改变）毛 巾棉 布玻 璃大不改变较大不改变小不改变你的观点是： 在运动方向 条件下，平面越光滑，小车受到的摩擦力越 ，小车前进的距离越 。不改变小远 假如平面假如平面足够光滑，小足够光滑，小车的运动情况车的运动情况会怎样？会怎样？ 真棒！真棒！ 在完全没有摩擦阻力情况下，小在完全没有摩擦阻力情况下，小车的运动方向永远不改变，运动的距车的运动方向永远不改变，运动的距离很远很远，将不会停下来。离很远很远，将不会停下来。一、牛顿第一定律一、牛顿第一定律1.牛顿第一定律的内容： 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。2.牛顿第一定律的理解：一切的物体都适合牛顿第一定律。定律是在大量的经验事实基础上，进一步推理而概括出来的。一、牛顿第一定律一、牛顿第一定律1.牛顿第一定律的内容： 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。2.牛顿第一定律的理解：（1）一切物体-适用范围 （3）总-没有例外（2）没有受到外力-适用条件（4）或-只有一种可能（5）定律是在大量的经验事实基础上，进一步推理而概括出来的。方法类似的还有？方法类似的还有？漫画欣赏漫画欣赏 他们怎么不遵守交通法规呀？观察实验观察实验 原来的砝码和纸片原来的砝码和纸片都处于什么状态？都处于什么状态？ 后来硬纸片被弹走，后来硬纸片被弹走，砝码呢？砝码呢？ 砝码由于具有惯性，砝码由于具有惯性，仍然保持原来的静止状态仍然保持原来的静止状态不变，却没有被弹走。不变，却没有被弹走。 小球由于具有惯性，保持原来的运动状态不变，小球由于具有惯性，保持原来的运动状态不变，仍然要向前运动。仍然要向前运动。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停下来，小球呢？后来小车遇到障碍物停下来，小球呢？ 二、惯二、惯 性性1.1.惯性：惯性： 物体保持运动状态不变的性质。物体保持运动状态不变的性质。牛顿第一定律也叫做惯性定律。牛顿第一定律也叫做惯性定律。2.2.惯性是所有物体都固有的一种属性：惯性是所有物体都固有的一种属性： 由于惯性的存在，静止的物体保持着其静止状由于惯性的存在，静止的物体保持着其静止状态；运动的物体保持其匀速直线运动的状态。态；运动的物体保持其匀速直线运动的状态。3.3.惯性的大小只由物体的质量决定，与运动状态、形惯性的大小只由物体的质量决定，与运动状态、形状、体积等无关。状、体积等无关。物体运动的状态越难改变，物体运动的状态越难改变，物体的惯性越大。物体的惯性越大。迷你实验室迷你实验室 在光滑的桌面上铺在光滑的桌面上铺有化纤桌布，桌布上放有化纤桌布，桌布上放置盛有水的塑料杯两个。置盛有水的塑料杯两个。 当猛地将桌布从桌当猛地将桌布从桌面拉走时，塑料杯会随面拉走时，塑料杯会随之运动吗？之运动吗？ 拉力在什么方向时，杯子移动拉力在什么方向时，杯子移动的距离最小？的距离最小？. .惯性的利用或防止惯性的利用或防止为了防止紧急刹车为了防止紧急刹车时，司机由于惯性被时，司机由于惯性被撞伤，司机和前排乘撞伤，司机和前排乘客必须使用安全带。客必须使用安全带。斧头松了，用手柄的下斧头松了，用手柄的下端撞击树墩，斧头在惯性端撞击树墩，斧头在惯性的作用下继续向下运动，的作用下继续向下运动，斧头就被套紧了。斧头就被套紧了。. .惯性的利用或防止惯性的利用或防止平时拍打身上的尘土、抖落伞上的雨滴，也都是利用物平时拍打身上的尘土、抖落伞上的雨滴，也都是利用物体的惯性。体的惯性。方法： 1.交待研究对象原状态。2.与研究对象一同运动的物体发生了怎样的变化；3.研究对象由于惯性要保持原状态4.惯性现在的科学解释惯性现在的科学解释试一试？试一试？你这节课你这节课学到了哪些知学到了哪些知识？识？. .牛顿第一定律的内容：牛顿第一定律的内容： 一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持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。匀速直线运动状态或静止状态。. .惯性：物体保持运动状态不变的性质。惯性：物体保持运动状态不变的性质。. .惯性是所有物体都固有的一种属性。惯性是所有物体都固有的一种属性。由于惯性的存在，静止的物体保持着其静止状态；运由于惯性的存在，静止的物体保持着其静止状态；运动的物体保持其匀速直线运动的状态。动的物体保持其匀速直线运动的状态。巩固练习巩固练习1、在一个光滑的水平面上，用绳子拉小车做直线运动，当小车的速、在一个光滑的水平面上，用绳子拉小车做直线运动，当小车的速度达到度达到4m/s时，绳子脱落，这时候小车在水平面上做时，绳子脱落，这时候小车在水平面上做 运运动，小车的速度是动，小车的速度是 。2、实验：让小车在同一斜面的同一位置下滑，进入水平面，水平面的、实验：让小车在同一斜面的同一位置下滑，进入水平面，水平面的表面先为毛巾，再为棉布，最后改为木板，可以观察到水平面越光滑，表面先为毛巾，再为棉布，最后改为木板，可以观察到水平面越光滑，摩擦阻力越小，小车将滑得摩擦阻力越小，小车将滑得 ；进一步推理：水平面越光滑，小车；进一步推理：水平面越光滑，小车运动不受阻力，小车将以运动不受阻力，小车将以 的速度的速度 。3、请你举出生活中利用和防止惯性的例子、请你举出生活中利用和防止惯性的例子（1）利用惯性：）利用惯性： （2）防止惯）防止惯性：性： 。4、物体保持、物体保持 不变的性质叫做惯性，惯性是物体本身固有的一种不变的性质叫做惯性，惯性是物体本身固有的一种 。匀速直线匀速直线4m/s越远越远恒定不变恒定不变一直运动一直运动跳远、投篮跳远、投篮驾驶员系安全带驾驶员系安全带运动状态运动状态属性属性巩固练习5、下列关于牛顿第一定律建立的说法中正确的是（、下列关于牛顿第一定律建立的说法中正确的是（ ）A、它是通过理论推倒出来的、它是通过理论推倒出来的 B、它是通过实验直接得出的、它是通过实验直接得出的C、它是可以通过实验验证的、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、它是以实验事实为基础，通过推理、想象而总结出来的6、下列说法中错误的是、下列说法中错误的是 （ ）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、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、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、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A、小明的前方能、小明的前方能 B、小明的后方、小明的后方C、小明的手中、小明的手中 D、无法判断、无法判断DDCA、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、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7、在匀速行使的船内，小明向上抛起一个小球，小球将会落到（、在匀速行使的船内，小明向上抛起一个小球，小球将会落到（ ）惯性惯性例：氢气球下面吊着一个重物例：氢气球下面吊着一个重物升空，若氢气球突然爆炸，那么升空，若氢气球突然爆炸，那么重物将（重物将（ ）A.先竖直上升，后竖直下落；先竖直上升，后竖直下落；B.匀速竖直下落；匀速竖直下落；C.加速竖直下落；加速竖直下落；D.匀速竖直上升。匀速竖直上升。A1.跳远运动员为什么需要助跑？跳远运动员为什么需要助跑？2.飞机不是在飞到目标的正上方飞机不是在飞到目标的正上方时投弹，而是要提前投弹才能够时投弹，而是要提前投弹才能够命中目标，这是为什么？命中目标，这是为什么？可以利用惯性跳得更远。可以利用惯性跳得更远。因为炸弹有惯性。因为炸弹有惯性。3.子弹从枪口射出后，它能在空子弹从枪口射出后，它能在空中继续向前飞行，是因为（中继续向前飞行，是因为（ ）A.子弹受到火药燃气的推力；子弹受到火药燃气的推力；B.子弹受到了惯性力的作用；子弹受到了惯性力的作用；C.子弹有惯性；子弹有惯性；D.子弹的惯性大于它受到的阻力。子弹的惯性大于它受到的阻力。C4.在平直轨道上匀速行驶的火车在平直轨道上匀速行驶的火车车厢里，竖直向上跳起的人，将车厢里，竖直向上跳起的人，将落在何处？落在何处？原处原处5.下列关于牛顿第一定律建立的说法正下列关于牛顿第一定律建立的说法正确的是（确的是（ ）A.它是通过理论推导出来的它是通过理论推导出来的B.它是通过实验直接得出的它是通过实验直接得出的C.它是可以通过实验验证的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、它是以实验事实为基础，通过推理、想象而总结出来的。想象而总结出来的。D6.下列关于物体惯性的说法正确的是（下列关于物体惯性的说法正确的是（ ）A.静止的物体没有惯性，运动的物体有惯性；静止的物体没有惯性，运动的物体有惯性；B.不受力的物体有惯性，受力的物体没有惯性；不受力的物体有惯性，受力的物体没有惯性；C.静止或匀速直线运动的物体有惯性，当它们静止或匀速直线运动的物体有惯性，当它们运动状态发生变化时，惯性也就没有了；运动状态发生变化时，惯性也就没有了；D.任何物体不论在什么情况下都有惯性。任何物体不论在什么情况下都有惯性。D7.水平桌面上，物体在水平力水平桌面上，物体在水平力F作用下向右运作用下向右运动，当它离开桌面时，假如所受的一切外力同动，当它离开桌面时，假如所受的一切外力同时消失，那么它将（时消失，那么它将（ ）A.沿竖直方向下落；沿竖直方向下落；B.沿水平方向向右作匀速直线运动；沿水平方向向右作匀速直线运动；C.作曲线运动；作曲线运动；D.无法确定运动情况。无法确定运动情况。B8.用绳子拴住一个小球在光滑的水平面上作圆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（周运动，当绳子突然断裂时，小球将（ ）A.保持原来的圆周运动；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；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；小球运动速度减小，但保持直线；D.以上三种都有可能。以上三种都有可能。B9.假如没有惯性，想象一下生活中假如没有惯性，想象一下生活中可能出现的场景。可能出现的场景。不要疑惑，相信你一定会完成得很棒！溜冰时，只需用脚在冰面上溜冰时，只需用脚在冰面上向后轻轻蹬一下，就会滑行很远。向后轻轻蹬一下，就会滑行很远。由此假设：如果冰面没有摩擦阻由此假设：如果冰面没有摩擦阻碍的话，情形将会怎样？请以此碍的话，情形将会怎样？请以此为题，写一篇小论文。为题，写一篇小论文。