搜索
第七章力与运动第一节科学探究:牛顿第一定律第一课时牛顿第一定律体验摩擦力对物体运动的影响活动1:推箱子。活动2:踢足球。(1)用力推箱子,箱子运动,撤去力,箱子还运动吗?(2)用力踢足球,足球运动,被踢出去的足球立即停下来了吗?足球最后停下来是由于受到。提示:(1)不运动(2)没有摩擦力1.亚里士多德和伽利略对力和运动的关系各持什么观点?2.物体不受其他力时会怎么运动?3.牛顿第一定律的内容是什么?探究1运动物体不受力时怎样运动结合“体验”中的活动,思考以下问题:1.猜想:由活动知:要使物体运动,必须对物体施加力,生活中也有很多类似的例子。对此科学家提出不同的观点:(1)古希腊哲学家亚里士多德提出要维持物体运动必须给它施加;(2)伽利略通过理想实验提出自己的观点:运动物体不受其他力的作用,将会。(3)你认为运动物体不受力时,会。提示:亚里士多德的观点:维持物体运动,就必须给它施加一定的力;伽利略用理想实验证明了亚里士多德的观点是错误的,并提出:运动物体不受其他力的作用,将会继续保持同样的速度沿直线“永恒”运动下去。我们也可以在生活事实的基础上提出自己的猜想:物体不受力时,将“运动”或“静止”。参考答案:(1)力(2)继续保持同样的速度沿直线“永恒”运动下去(3)运动(静止)2.设计实验与制订计划:回顾“探究真空不能传声的实验”思考,在自然界中存在不受力的物体吗?结合真空不能传声的实验,设计实验探究“运动物体不受其他力的作用时,会一直运动下去吗”。提示:在自然界中不存在不受力的物体。结合真空不能传声的实验,运用理想实验法设计阻力逐渐减小的实验,通过观察物体运动的距离,推断物体不受力时怎样运动。参考答案:不存在可以让阻力逐渐减小,通过观察物体运动的距离,推断物体不受力时怎样运动3.进行实验与收集证据:(1)进行实验:如图,让同一滑块每次从斜面的____________滑下,在表面粗糙程度的水平面上运动,并记录滑块在不同水平面上的运动距离。(2)实验现象:接触面滑块受到的摩擦力的大小(大、较小、小)滑块在水平面上运动的距离s/m粗糙大0.3比较光滑较小0.5很光滑小1(3)现象分析:在其他条件相同时,平面越光滑,滑块受到的摩擦力越,滑块前进的距离就越。(4)实验推理:若让滑块在更加光滑的水平面上运动,阻力将会更,运动距离将更;假设滑块受到的阻力减小为零,滑块将会。提示:(1)要使滑块在水平面上开始运动时的速度相同,应采用控制变量法,即控制同一滑块并让滑块从同一斜面的同一高度由静止开始滑下,即每次都从斜面的顶端滑下。通过改变接触面的粗糙程度,从而改变滑块受到的阻力。(3)由表中记录的现象分析可得出结论:平面越光滑,滑块受到的阻力越小,滑块运动的距离越远;由以上结论可以推理:若让滑块在更加光滑的平面上运动,阻力将更小,滑块运动的距离将更远;若滑块受到的阻力减小为零,滑块的速度就不会减慢,将以恒定的速度一直运动下去。参考答案:(1)顶端不同(3)小远(4)小远一直运动下去4.交流与评估:(1)实验中,为什么每次让滑块从斜面顶端的同一位置滑下?提示:在实验中,为了比较滑块在水平面上运动的距离,需要利用控制变量法,保证滑块在水平面上开始运动时具有相同的速度。故使滑块从斜面的同一高度由静止开始滑下。参考答案:使滑块在水平面上开始运动时具有相同的速度(2)静止的物体不受外力作用时,处于什么状态?提示:力可以改变物体的运动状态,静止的物体不受外力时运动状态不改变,将保持静止状态。参考答案:保持静止状态探究2牛顿第一定律1.牛顿第一定律的内容是____________________________________________________________________________。提示:牛顿总结了伽利略等人的研究成果,得出了牛顿第一定律。参考答案: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.结合牛顿第一定律的内容,思考:(1)牛顿第一定律的适用范围是什么?(2)牛顿第一定律的成立条件是什么?能用实验直接证明牛顿第一定律吗?我们是用什么方法证明的?提示:“一切物体”是指所有物体(无论固体、液体还是气体,无论物体是静止的还是运动的)都是普遍适用的,不是特殊现象。“没有受到外力作用的时候”是指该物体没有受到外力的作用,这是一种理想情况,在现实生活中不存在,因为摩擦力处处存在,在现实生活中不能用实验直接证明牛顿第一定律的正确性,在此实验中我们采用的是理想实验法,在大量的经验事实的基础上,通过推理而得出。参考答案:(1)对于所有物体(无论固体、液体还是气体,无论物体是静止的还是运动的)都是普遍适用的。(2)没有受到外力的作用(理想情况)不能利用理想实验法,在大量的经验事实的基础上,通过推理而得出3.如何判断物体不受外力时处于什么状态?提示:一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。“或”是指静止和匀速直线运动这两种状态中的一种,即原来静止的物体在不受力的作用时,仍然“静止”,而原来运动的物体在不受力的作用时,仍然以原来的速度做“匀速直线运动”。参考答案:原来静止的物体保持静止状态,原来运动的物体保持匀速直线运动状态一、关于“力和运动的关系”的观点1.亚里士多德:(1)观点:要维持物体的运动,必须给它施加力的作用;不受力而能够一直运动的物体是不存在的。(2)判断:他的观点是_____的。错误2.伽利略:(1)观点:运动的物体如果不受其他力的作用,将会继续保持同样的速度沿直线“永恒”运动下去。(2)判断:他的观点是_____的。3.力和运动的关系:力是_____物体运动状态的原因,而不是_____物体运动的原因。正确改变维持二、牛顿第一定律1.探究结论:在其他条件相同时,平面越光滑,滑块受到的摩擦力_____,滑块前进的距离就_____。2.内容:一切物体在_________________的时候,总保持_____________状态或_____状态。3.说明:牛顿第一定律是在_____________的基础上,通过_____________出来的,它不能用实验来直接证明。越小越远没有受到外力作用匀速直线运动静止大量经验事实推理抽象概括【拓展延伸】理想实验法(又称想象创新法或思想实验法)是在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律的一种研究问题的方法。但得出的规律却又不能用实验直接验证,例如:(1)研究牛顿第一定律;(2)研究真空中能否传声。考点1探究阻力对物体运动的影响【典例1】(2013·邵阳中考)杨帆同学在探究阻力对物体运动影响的实验时,给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体(棉布、木板、玻璃),装置如图所示。让小车先后从同一斜面的同一高度静止下滑,观察小车在不同表面运动的距离。她的实验记录如下:根据杨帆同学的实验记录,可以得出:平面越光滑,小车运动的距离越,这说明小车受到的阻力越。由此推理,如果运动物体不受力,它将做运动。物体表面表面状况小车运动的距离棉布粗糙20cm木板较光滑45cm玻璃光滑76cm【思路导引】解决本题的关键点是用比较法分析小车运动的数据,找到运动变化的规律,分析原因得出结论。【精讲精析】本题考查“探究阻力对物体运动的影响”的实验。比较实验数据发现,平面越光滑,小车运动的距离越远。小车之所以会停下来,是因为受阻力的作用,小车运动的距离越远,说明小车受到的阻力越小。由此推理,如果运动的物体不受力,它将做匀速直线运动。答案:远小匀速直线【方法归纳】用比较法分析实验数据(1)分析和比较实验数据找出相关的信息和规律,进而得出科学的结论。(2)具体做法:①找相同:用控制变量的思想找到相同的条件。②找不同:在相同的条件下,数据有什么不同,不同是由哪个因素引起的。③综合分析,比较数据,得出结论。考点2牛顿第一定律【典例2】(2013·玉林中考)正在水平面上滚动的小球,如果它受到的外力同时消失,那么它将()A.立即停下来B.慢慢停下来C.改变运动方向D.做匀速直线运动【思路导引】解答本题的关键是分析出在不受外力前那一刻小球处于运动还是静止状态。【精讲精析】选D。本题考查牛顿第一定律的应用。小球在水平面上滚动,处于运动状态。由牛顿第一定律可知,运动物体不受外力时将保持匀速直线运动状态。故当一切外力全部消失时,小球将保持原来的运动状态不变,做匀速直线运动。【方法归纳】根据牛顿第一定律解题的步骤1.关于牛顿第一定律的下列说法中,正确的是()A.该定律是通过斜面上滑块运动实验直接得到的结论B.该定律不能用实验证明,只是一种猜想C.该定律可以用实验证明,因为它是力学的基本定律之一D.该定律是在可靠事实的基础上,通过科学推理概括出来的理想运动规律【解析】选D。本题考查牛顿第一定律的常识。牛顿第一定律不是实验定律,而是在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理而概括出来的。因为地面附近的一切物体都受到重力作用,所以不可能用实验证明,更不可能通过实验直接得出结论,故选项A、B、C均是错误的,D正确。2.如图所示,教室里悬挂的电灯处于静止状态,如果它受到的所有的外力突然全部消失,它将()A.加速下落B.匀速下落C.保持静止D.可能向各个方向运动【解析】选C。本题考查对牛顿第一定律的理解。当物体不受外力时,原来静止的物体仍然静止,原来运动的物体将做匀速直线运动。电灯原来处于静止状态,故外力全部消失后,仍然保持静止状态。3.(2013·温州中考)如图是小明自制的“大炮”示意图。当瓶内产生的气体增多时,瓶塞会水平向右冲出,若此时所有外力全部消失,瓶塞将()A.立即沿竖直方向下落到地面B.向上运动C.水平向右做匀速直线运动D.立即静止【解析】选C。由牛顿第一定律可知,物体不受外力时,将保持原来的运动状态不变,因此瓶塞向右冲出时,若一切外力全部消失,则瓶塞的运动状态不会改变,瓶塞将水平向右做匀速直线运动。4.哪位科学家利用如图所示实验得出如下结论:运动物体如果不与其他物体作用,就会沿直线匀速地一直运动下去()A.亚里士多德B.伽利略C.牛顿D.阿基米德【解析】选B。本题考查牛顿第一定律的常识。伽利略斜面实验验证了运动的物体如果不受其他物体的作用,将会继续保持同样的速度沿直线永远运动下去。5.作为经典力学的先驱,伽利略在实验的基础上运用科学推理的方法,正确揭示了:力不是维持物体运动的原因,而是物体运动状态的原因。【解析】本题考查力与运动的关系。根据牛顿第一定律可知,原来运动的物体不受力时,将保持匀速直线运动状态,所以力不是维持物体运动的原因;如果物体的运动状态发生了改变,则物体一定受到了力的作用,所以力是改变物体运动状态的原因。答案:改变6.2013年5月,加拿大宇航员克里斯在离开太空站时自拍MV,这是第一支在太空拍摄的MV。如图是他弹唱结束后,水平推开吉他的情境,吉他离开他的手后会处于状态。【解析】本题考查对牛顿第一定律的理解。水平推吉他,吉他在水平方向上受力运动;又因为在太空中处于失重状态,离开手后吉他不下落,在水平方向也不再受推力,所以吉他将在水平方向上做匀速直线运动。答案:匀速直线运动7.(2013·呼和浩特中考)如图,给水平桌面上铺上粗糙不同的物体(毛巾、棉布、木板),让小车自斜面顶端从静止开始自由滑下。观察小车从同一高度滑下后,小车在表面速度减小得最慢;伽利略对类似实验进行分析,并进一步通过得出: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。后来英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出了揭示关系的牛顿第一定律。【解析】本题主要考查了牛顿第一定律的相关知识。力是改变物体运动状态的原因,本题实验中小车所受的摩擦力是让小车慢下来的原因,由于木板提供的摩擦力最小,所以小车在木板表面速度减小得也最慢;因为绝对光滑的实验条件是无法达到的,所以要想得知在绝对光滑条件下的结论,就必须通过进一步推理得出。牛顿第一定律揭示的就是运动和力的关系。答案:木板推理运动和力8.为了探究运动和力的关系,小敏进行了如下实验:在水平放置的木板上铺上粗糙程度不同的毛巾、棉布,让同一辆小车由同一斜面上,分别从A、B、C处由静