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第 八 章 第 节 首 阳 中 学 物 理 教 研 组牛 顿 第 一 定 律 开 动 脑 筋正 方 ： 玩 滑 板 车 时 ，人 不 蹬 地 ， 车 最终 会 停 下 来 。 说明 物 体 运 动 需 要力 来 维 持 。 反 方 ： 滑 板 车 滑 行时 ， 人 没 有 蹬 地 ，车 还 继 续 前 进 。说 明 物 体 运 动 不需 要 力 来 维 持 。车 停 下 来 是 因 为受 到 阻 力 的 作 用 。正 反 说 法 你 认 为 谁 正 确 ？好 像 都 有 理 ， 运 动 和 力 之 间 是 什 么 关 系 呢 ？ 我 们 发 现 以 上 现 象 似 乎 有 一 个 共 同 特 征 ： 物 体受 力 时 才 能 运 动 .如 果 不 受 力 .物 体 不 会 运 动 或停 止 运 动 必 须 有 力 作 用 在 物 体 上 .物 体 才 能 运动 .不 受 力 而 一 直 运 动 的 物 体 是 不 存在 的 。力 是 维 持 物 体 运 动 的 原 因（ 没 有 力 的 作 用 ， 物 体 就 不 能 运 动 ） 自 古 以 来 ， 就 有 很 多 人 认 为 ： 物 体的 运 动 需 要 力 来 维 持 。伽 利 略 认 为 ： 物 体 的 运 动 不 需 要 力来 维 持 ， 运 动 的 物 体 之 所 以 停 下 来 ，是 因 为 受 到 了 阻 力 的 作 用 。通 过 实 验 研 究运 动 和 力 之 间 是 什 么 关 系 呢 ？ 演 示 实 验在 同 一 斜 面 的同 一 高 度同 一 小 车 从静 止 下 滑 到 达 斜 面 底 端速 度 相 同 棉 布 表 面木 板 表 面比 较 小 车 滑 行 的 距 离阻 力 对 物 体 运 动 的 影 响视 频 : 10.探 究 阻 力 对 物 体 运 动 的 影 响 表 面 状 况棉 布 小木 板 大光 滑 表 面 更 大大小阻 力 的 大 小 小 车 运 动 的距 离 s /m实 验 记 录 表 ： 小 车 速 度 减小 的 情 况快慢 平 面 越 光 滑 ， 受 到 的 阻 力 越 _， 小 车 运动 的 距 离 越 _ ， 速 度 减 小 得 越 _ 。结 论 ： 小长 慢更 小 更 慢 进 一 步 推 测如 果 物 体 受 到 的 阻 力 为零 ， 速 度 就 不 会 减 小 ，它 将 永 远 运 动 下 去 。 分 析 类 似 实 验牛 顿 总 结 伽 利 略 等人 的 研 究 成 果 牛 顿 第 一 定 律（ 物 理 学 基 本 定 律 之 一 ） 一、牛顿第一定律1“一切”适用于所有物体。2“没有受到力的作用”是定律成立的条件。3“总”一直、不变。定律解读 一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。 5牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，用推理的方法概括出来的。不能用实验直接证明。4“或”指物体不受力时,原来静止的总保持静止,原来运动的就总保持原来的速度和方向做匀速直线运动。两种状态必有其一，不同时存在。6牛顿第一定律说明了力和运动的关系：力 不 是 维 持物 体 运 动 的 原 因 ， 而 是 改 变 物 体 运 动 状 态 的 原 因 。 例 2 ： 一 个 物 体 在 1 0 牛 的 拉 力 作 用下 ,以 1 米 /秒 的 速 度 做 匀 速 直 线 运 动 ,当 物 体 所 受 外 力 全 部 消 失 时 ,这 个 物 体 将 ( )（ A） 马 上 停 下 来 （ B） 以 1 米 /秒 的 速 度 做 匀 速 直 线 运 动（ C） 运 动 越 来 越 慢 （ D） 不 能 够 确 定 学 法 突 破分 析 物 体 不 受 力 时的 运 动 状 态 ， 先 分析 物 体 原 来 的 运 动状 态 是 什 么 样 的 ，不 受 力 保 持 这 种 运动 状 态 。首 页例 1 ： 在 水 平 桌 面 上 ， 物 体 在 水 平 力 F的 作 用 下 向 右 运 动 ，当 它 离 开 桌 面 时 ， 假 如 一 切 外 力 同 时 消 失 ， 那 么 它 将A： 沿 竖 直 方 向 向 下 落 。B： 沿 水 平 方 向 向 右 作 匀 速 运 动 。C： 做 曲 线 运 动 。 D： 无 法 确 定 运 动 状 态 。有 关 牛 顿 第 一 定 律 的 例 题 B 【 例 3】 用 绳 子 栓 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 ， 小 球 将 A保 持 原 来 的 圆 周 运 动 状 态 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 【 分 析 】 原 来 小 球 受 绳 拉 力 作 用 在 作 圆 周 运 动 ， 当 绳 子 突然 断 裂 ， 小 球 在 光 滑 水 平 方 向 上 就 没 有 再 受 到 力 了 ， 因 此小 球 将 保 持 绳 断 时 刻 的 速 度 大 小 和 方 向 而 运 动 B有 关 牛 顿 第 一 定 律 的 例 题【 例 4】 下 列 说 法 正 确 的 是 A 物 体 不 受 力 作 用 就 一 定 静 止 B 物 体 受 力 才 能 运 动 C 物 体 不 受 力 作 用 就 一 定 是 匀 速 直 线 运 动 D以 上 说 法 都 是 错 误 的【 分 析 】 牛 顿 第 一 定 律 指 出 ， 物 体 不 受 外 力 作 用 时 ，物 体 将 保 持 静 止 或 匀 速 直 线 运 动 说 明 物 体 可 以 有 两种 表 现 状 态 ， 同 时 也 说 明 物 体 不 受 力 时 也 能 运 动 ， 力不 是 维 持 物 体 运 动 的 原 因 D 首 页 针 对 性 练 习例 5 ： 关 于 牛 顿 第 一 定 律 建 立 ， 下 列 说 法 中 正 确的 是 ： （ ）A： 它 是 通 过 日 常 生 活 得 出 的 经 验 。B： 它 是 通 过 理 论 推 导 出 来 的 。C： 它 是 通 过 实 验 直 接 证 明 的 。D： 它 是 以 实 验 事 实 为 基 础 ，通 过 推 理 而 概 括 出 来 的 。 学 法 突 破第 一 牛 顿 定 律 是以 实 验 事 实 为 基础 ， 通 过 推 理 而概 括 出 来 的 。 它是 一 种 科 学 研 究的 重 要 方 法 之 一D有 关 牛 顿 第 一 定 律 的 例 题 例 6 ： 伽 利 略 斜 面 实 验 中 ：（ 1 ） 实 验 时 让 小 车 从 斜 面 上 同 一 高 度 滑 下 ， 目的 是 .（ 2 ） 在 分 析 现 象 时 ， 一 般 人 注 意 到 的 是 ： 小 车在 毛 巾 上 运 动 时 所 受 的 阻 力 大 ， 所 以 运 动 距 离短 ， 而 科 学 家 却 注 意 到 ： 小 车 在 较 平 滑 的 木 板上 运 动 的 距 离 更 远 ， 并 由 此 推 想 ， 运 动 着 的 物体 如 果 不 受 外 力 作 用 ， 物 体将 著 名 的 定 律 就 是 在 这 样 的 基 础 上 总结 和 推 理 得 到 的 小 车 到 斜 面 底 有 相 同 的 速 度 做匀速直线运动牛 顿 第 一有 关 牛 顿 第 一 定 律 的 例 题 二、惯性： 一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，这种性质叫惯性。你 能 用 惯 性 的 知 识 解 释 下 面 这 些 现 象 吗 ？ 在 杯 子 中 盛 满 牛 奶 ，突 然 急 速 拉 动 杯 子 ， 会看 到 什 么 现 象 ？ 为 什 么 ？ 牛 奶 向 右 洒 出 。 因 为 牛 奶 开 始 处 于 静 止 状 态 ，后 来 杯 子 突 然 向 左 运 动 ， 牛 奶 因 为 有 惯 性 ， 要 保 持静 止 状 态 ， 所 以 向 杯 子 右 侧 洒 出 。 跑 动 中 的 人 ， 脚 被 绊 住 ，为 什 么 会 向 前 倒 ？跑 动 中 的 人 开 始 向 前 运 动 ，后 来 脚 被 绊 停 止 ， 而 身 体 有惯 性 ， 要 保 持 向 前 的 运 动 状态 ， 继 续 向 前 运 动 ， 所 以 人向 前 摔 倒 。 人 和 车 一 起 运 动 ， 后 来汽 车 刹 车 ， 人 的 脚 底 由 于摩 擦 随 之 静 止 ， 人 的 上 身由 于 惯 性 ， 会 保 持 继 续 向前 运 动 的 状 态 ， 所 以 刹 车或 减 速 时 ， 人 会 向 前 倾 。汽 车 突 然 刹 车 人 和 车 处 于 静 止 ， 后来 ， 汽 车 从 停 止 状 态 起 动 ，人 的 脚 底 由 于 摩 擦 随 之 运动 ， 而 人 的 上 身 由 于 惯性，仍 保 持 原 来 慢 速 行 驶 的 静止 状 态 ， 所 以 加 速 时 ， 人会 后 仰 。汽 车 突 然 加 速 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 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 向 前 倒 。 1惯性没有条件。任何物体任何时候都有惯性。2惯性没有方向。物体只是保持之前的运动状态。概 念 解 读我 们 常 常 利 用 惯 性 。掷 铅 球 投 篮 跳 远 紧 固锤 头我 们 常 常 利 用 惯 性 。 也 要 避 免 惯 性 带 来 的 危 害雨 雪 天 减 速 开 车 系 安 全 带 惯 性 小 幽 默 1 。 一 个 女 士 在 公 共 汽 车 上 ， 车 突 然 刹 车 ， 女 士 被 后 面的 年 轻 人 撞 倒 。 女 士 气 呼 呼 地 说 ： “ 什 么 德 行 ？ ” 年 轻人 笑 着 说 ： “ 这 不 是 德 行 ， 是 惯 性 。 ” 2 。 老 师 ： 我 刚 才 讲 了 什 么 内 容 ？ 学 生 ： 惯 性 老 师 ： 请 你 举 个 实 例 学 生 ： 刚 才 我 在 下 面 讲 话 ， 虽 然 您 暗 示 了 我 一 眼 ， 但 我没 法 马 上 停 住 ， 还 在 继 续 讲 话 ， 这 就 是 惯 性 。 结 论 ： 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 。 问 题 ： 为 什 么 小 车 要 从 斜 面 的 同 一 高 度 滑 下 ？推 理 ： 如 果 运 动 的 物 体 不 受 力 ， 它 将 。 1 关 于 惯 性 ， 下 面 说 法 正 确 的 是 （ ） 。 A 一 切 物 体 在 没 有 受 到 力 的 作 用 时 ， 总 保 持 匀 速 直 线 运 动状 态 或 静 止 状 态 的 性 质 叫 做 惯 性 B 射 出 的 子 弹 离 开 枪 口 继 续 高 速 前 进 ， 是 因 为 子 弹 受 到 惯 性的 作 用 C 汽 车 关 闭 发 动 机 后 还 能 继 续 前 进 是 由 于 汽 车 的 惯 性 大 于 它受 到 的 阻 力 D 一 切 物 体 在 任 何 情 况 下 都 具 有 惯 性D巩 固 练 习2 一 氢 气 球 吊 着 一 重 物 以 1 m/s的 速 度 匀 速 竖 直 上 升 ， 在 上 升 过 程中 ， 吊 物 体 的 绳 子 突 然 断 了 ， 则 在 绳 子 断 开 后 物 体 （ ） 。 A 立 即 下 落 ， 且 速 度 越 来 越 快 B 立 即 匀 速 下 落 C 由 于 惯 性 ， 物 体 以 1 m/s的 速 度 匀 速 上 升 D 先 上 升 一 段 距 离 再 下 落 ， 下 落 时 速 度 越 来 越 快 D 1 同 学 们 在 一 起 讨 论 运 动 和 力 的 关 系 ， 小 明 认 为 ， 一切 物 体 只 有 受 力 才 能 保 持 匀 速 直 线 运 动 ， 不 受 力 总 是静 止 的 ， 小 华 认 为 只 受 力 才 能 保 持 静 止 ， 不 受 力 总 是做 匀 速 直 线 。 他 们 的 说 法 对 吗 ？ 为 什 么 ？ 2如 图 所 示 ， 用 力 击 打 一 摞 棋 子 中 间 的一 个 ， 该 棋 子 飞 出 而 上 面 的 棋 子 又 落 回原 位 置 。 你 能 解 释 这 是 为 什 么 吗 ？都 不 对 ， 根 据 牛顿第一定律： 一 切 物 体 在 没 有 受 到 力 的 作 用 时（ 或 合 外 力 为 零 时 ） ， 总 保 持 匀 速 直 线 运 动 状 态 或 静 止 状 态 ， 力 迫 使 它 改 变 这 种 运 动 状 态 。这 是 因 为 物 体 具 有 惯性，中 间 的 棋 子 被 击 出 ，上 面 的 棋 子 因 为 具 有 惯 性 仍 保 持 原 来 的 静 止 状态 ， 中 间 的 棋 子 飞 出 后 ， 上 面 的 棋 子 落 回 原 位 置 3.分 析 下 列 现 象 是 怎 梓 利 用 惯 性 的 （ 1） 通 过 拍 打 窗 帘 清 除 它 上 面 的 灰 （ 2） 标 枪 运 动 员 为 取 得 好 成 绩 ， 掷 标 枪 前 需 要 助 跑答 ： （ 1） 拍 打 窗 帘 ， 窗 帘 受 力 突 然 运 动 ， 灰 尘 因 惯 性 要 保持 静 止 状 态 ， 所 以 窗 帘 与 灰 尘 分 离 开 来 ； （ 2） 掷 标 枪 前 助跑 标 枪 因 惯 性 要 保 持 运 动 状 态 ， 因 此 运 动 员 要 用 力 取 得 好 成绩 。4.在 一 列 匀 速 直 线 行 驶 的 列 车 内 一 位 同 学 相 对 于 车 厢 竖 直 向 上跳 起 他 是 否 会 落 在 车 厢 内 原 来 的 起 跳 点 ？ 说 出 你 了 理 由 。 火 车 匀 速 直 线 运 动 时 ， 人 从 车 厢 地 板 上 向 上 跳 起 时 ， 由于 惯 性 仍 然 保 持 与 汽 车 相 同 的 运 动 速 度 和 运 动 方 向 ， 所 以 会落 回 原 点
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