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初二物理经典 牛顿第一定律(提高)知识讲解

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牛顿第一定律(提高)

【学习目标】

1、知道牛顿第一定律的内容;

2、理解惯性是物质的一种属性,会解释常见的惯性现象。

【要点梳理】

要点一、牛顿第一定律

一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态,这就是牛顿第一定律。 要点诠释:

对定律的理解:

1、“一切”说明该定律对于所有物体都适用,不是特殊现象。

2、“没有受到力的作用”是定律成立的条件。“没有受到力的作用”有两层含义:一是该物体确实没有受到任何力的作用,这是一种理想化的情况(实际上,不受任何力的作用的物体是不存在的);二是该物体所受合力为零,它的作用效果可以等效为不受任何力的作用时的作用效果。

3、“或”指两种状态必居其一,不能同时存在,也就是说物体在不受力的作用时,原来静止的物体仍保持静止状态,原来运动的物体仍保持匀速直线运动状态。

(4)牛顿第一定律的内涵:物体在不受力的情况下依旧可以保持原有的运动状态,说明力不是维持物体运动的原因,而是使物体运动状态发生改变的原因。或者说:物体的运动不需要力来维持,要改变物体的运动状态,必须对物体施加力的作用。

5、牛顿第一定律不能用实验直接验证,而是在实验的基础上通过分析、概括、推理总结出来的。 6、牛顿第一定律是关于力与运动关系的规律,它反映了物体在不受力(或受合力为零)时的运动规律,在不受任何力时,物体要保持原有的运动状态不变。 要点二、惯性

一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,我们把这种性质叫做惯性。 要点诠释:

对惯性的理解。

1、一切物体都有惯性,一切物体是指无论是气体、液体、还是固体;无论是静止还是运动;无论受力还是不受力都具有惯性。惯性是物体本身的一种属性。

2、惯性指物体保持静止状态或匀速直线运动状态不变的性质。即静止的物体总要保持静止状态,运动的物体总要保持匀速直线运动状态。

3、惯性是物体的属性,不是力。因此在提到惯性时,只能说“物体具有惯性”或“由于惯性”,而不能说“受到惯性作用”或“惯性力”等。惯性只有大小,惯性的大小仅取决于物体的质量,质量大,惯性也大。

【典型例题】

类型一、牛顿第一定律

1、在探究牛顿第一定律的实验中,如图所示用同一小车从同样斜面的同一高度滑下,使它在三种不同表面的水平轨道上继续运动。

(1)同一小车三次从斜面的同一高度滑下,采用同一高度的目的是为了使小车在水平面上开始运动时,具有相同的 。

(2)小车在 表面上滑行的最远;因为平面越光滑,小车速度减小得越 。

(3)从实验中得出的结论是若接触面完全光滑,即水平方向不受外力作用,轨道足够长,小车将一直做 运动。

(4)本次探究中应用了在观察实验的基础上进行科学 的方法。 【答案】(1)速度 (2)木板、慢 (3)匀速直线 (4)推理 【解析】(1)使小车从同一高度滑下,目的是为了让小车到达水平面就具有相同的速度。

(2)由实验可知表面越光滑,小车运动的距离越远,即摩擦力越小,小车运动越远,速度减小的越慢。 (3)从实验可以得出,小车受到的阻力越小,小车滑行的距离越远;因此如果小车不受阻力作用,那么小车将保持原来的速度和方向永远运动下去;即运动的小车,当不受到阻力作用时,将保持匀速直线运动。

(4)在实验的基础上,加上科学的推理进行归纳。

【总结升华】本题考查理想实验,应理解理想实验的控制变量法,同时体会如何从实验中得出结论,以及合理的推理得出物理规律的思想。

举一反三: 【变式】(2011•青岛)在研究牛顿第一定律的实验中,记录数据如下,则下列说法正确的是:( )

A.三次实验让小车从斜面的同一高度滑下 B.在木板表面小车速度减小得最慢 C.实验表明,力是使物体运动的原因 D.实验中运用了逐渐逼近法 【答案】ABD

【解析】A、三次实验让小车从斜面的同一高度滑下,是为了使其具有相同的初速度,是控制变量法的要求,是正确的;

B、从实验数据可以看出,小车在木板表面滑行得最远,因此小车速度减小得最慢,是正确的;

C、实验中,小车滑行是由于小车具有惯性,而小车最终停下则是受到了阻力的作用,因此,C的说法是错误的;

D、实验中,从毛巾到棉布,再到木板,表面依次变光滑,阻力越来越小,这属于一种逐渐逼近的方法,是正确的。

2、(2011•黔南州)小军用绳子拴着一金属小球,使小球做圆周运动,如果小球受到的力突然全部消失,则小球将( )

A.做匀速直线运动 B.立即停止运动

C.继续做圆周运动 D.减速运动直到停止 【答案】A

【解析】当小球所受外力突然消失时,根据牛顿第一定律,它将仍保持力消失瞬间的方向和速度不变,因此会做匀速直线运动。

【总结升华】此题主要考查学生对牛顿第一定律的理解和掌握。在理解这一定律时要抓住“一切”、“没有受到力的作用”、“总”、“或”这些关键词语。

类型二、惯性

3、关于物体的惯性,下列说法正确的是( ) A.赛车能很快停下来,说明车没有惯性 B.跳远运动员起跳前助跑,是为了获得惯性 C.足球射入球门时才具有惯性

D.百米运动员到达终点时不能立即停下来,是因为运动员具有惯性 【答案】D

【解析】该题考察对惯性的理解。惯性是物质的一种属性,一切物体在任何情况下都有惯性。无论物体运动还是静止。故AC错。惯性不是力,它只有大小没有方向,因此物体“获得惯性”、“受到惯力作用”等说法都是错误的,故B错。

【总结升华】①惯性是一切物体都具有的,无论是气体、液体、固体都有惯性。②物体在任何情况下都有惯性,无论运动、静止、受力或不受力都有惯性③惯性的大小只有质量有关,与速度无关。 举一反三: 【变式】(高清课堂《牛顿第一定律》381491例1)下列说法正确的是( ) A.惯性是物体的一种属性 B.物体只有静止时才有惯性

C.物体只有受到力的作用时才具有惯性 D.物体只有运动时才有惯性 【答案】A

4、水平路上行驶的汽车突然刹车,车上的人会向前倾,下列说法正确的是( ) A.人向前倾不能说明人有惯性 B.人向前倾能说明人有惯性 C.人向前倾说明车有惯性

D.人向前倾说明人和车都具有惯性 【答案】B

【解析】汽车在行驶过程中,人和车处于运动状态,当汽车突然刹车时,人的下身与车一起停止运动,而上身由于惯性仍然要保持原来的运动状态,所以人会向前倾,说明人有惯性。

【总结升华】此题通过常见的现象考查了对惯性的理解和应用。在解释时,要将物体按运动状态分成两部分:发生改变的和不变的。 举一反三

【变式1】“旋蛋实验”可以判断一个鸡蛋是生鸡蛋还是熟鸡蛋,在光滑的水平桌面上快速旋转该鸡蛋,用手制动后又立即释放,如果鸡蛋又“自动”转动起来,那么这个鸡蛋一定是_______鸡蛋,这是因为________。 【答案】生

用手制动后,随蛋壳转动生鸡蛋的蛋清和蛋黄是液体,由于惯性,不会马上停下来,立即释放后,蛋清和蛋黄又会带动蛋壳转动起来,而熟鸡蛋是固体,会随蛋壳的停止停下来。

【变式2】(高清课堂《牛顿第一定律》381491例4)坐在公共汽车里的人,身体突然向前倾,这可能是由于汽车

A.突然减速前进 B.突然加速前进 C.向前行驶时突然刹车 D.突然启动前进 【答案】AC 5、“跳远”是一项常见的体育运动.跳远运动员在比赛中都是:

①先助跑一段距离,②在到达起跳点时用力蹬地,③起跳后在空中运动一段距离, ④最后落入沙池。

仔细分析整个过程,每个步骤都用到什么物理知识?

【答案与解析】加速的目的是为了增大起跳时的动能(这个知识点会在以后的章节中学到); 用力蹬地快速跳起,应用了力可以改变物体的运动状态; 起跳后在空中运动一段距离,利用了物体的惯性; 最后落入沙池,是因为重力的作用;

沙池中留下深深的脚印,力改变物体的形状。

【总结升华】此题考查了学生对物体运动状态的变化的原因、惯性、力的作用效果等多个知识点的理解和掌握,综合性很强,难度较大,要引导学生养成细心、认真的做题习惯。

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