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【新课导思】运动起来的滑板,即使脚不蹬地,也会滑行一段距离。给人的感觉是运动并不需要力来维持。你同意这个观点吗?【目标导学】1.通过实验,知道阻力对物体运动的影响。2.知道牛顿第一定律的内容。3.会用牛顿第一定律判定物体的运动情况。【自主预习】1.有关力和运动的观点:(1)亚里士多德:地面上物体的“自然本性”是静止的,要维持物体的运动必须给它施加_________;不受力而能够一直运动的物体是_______的。(2)伽利略:运动物体如果不受其他力的作用,将会继续保持___________沿_____“永恒”运动下去。一定的力不存在同样的速度直线2.牛顿第一定律:(1)摩擦力对物体运动的影响: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___。(2)内容:一切物体在没有_________作用的时候,总保持_____________状态或_____状态。小远受到外力匀速直线运动静止(3)得出结论的方法:牛顿第一定律是在_____________的基础上,通过_____抽象概括出来的。牛顿第一定律_____(选填“能”或“不能”)用实验直接证明。大量经验事实推理不能知识点一运动物体受力的影响情况1.提出问题:运动物体如果不受其他力的作用,会一直运动下去吗?2.设计实验与制定计划:(1)实验器材:斜面、粗糙程度不同的水平面、滑块、刻度尺等。(2)实验设计: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______。提示: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。参考答案:顶端不同运动距离3.进行实验与收集证据:参考答案:大0.3较小0.5小1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粗糙比较光滑很光滑4.分析与认证:(1)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__________。提示: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。参考答案:小远(2)实验推理:若让滑块在更加光滑的水平面上运动,阻力将更__________,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: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:小远一直运动下去5.交流与讨论:(1)实验中,斜面的作用是_______________________。参考答案:使滑块运动到斜面底端时具有一定的初速度(2)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,故使滑块从斜面的顶端由同一位置开始滑下。参考答案:保证滑块滑到水平面的速度相同。(3)使滑块在水平面上运动的目的是______________。参考答案:保证滑块在水平面上只受阻力,排除其他力对滑块运动的干扰(4)若静止的物体不受外力作用时,处于________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:静止【示范题1】(2017·德阳中考)刘伟同学为了探究“运动和力的关系”,设计了如图所示的斜面实验。(1)为了使小车在滑到水平面时的初速度相同,在实验中刘伟让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下,刘伟采用的研究问题的方法是__________________。(2)从甲、乙、丙三次实验小车所停位置情况看,__________图中小车所受阻力最大。(3)刘伟从实验推理可知,若水平面绝对光滑,则运动的小车会在水平面上做__________运动。(4)牛顿在前人研究成果的基础上,总结出牛顿第一定律,它的内容是:____________________________。【精讲精析】本题考查探究“运动和力的关系”。(1)让小车每次从同一斜面的同一高度由静止开始滑下,这样做是为了使小车到达水平面时的速度相同,采用的方法是控制变量法。(2)在这三次实验中,小车在毛巾表面上运动的距离最短,这是因为毛巾表面最粗糙,小车在该表面受到的阻力最大。(3)若水平面绝对光滑,小车在水平方向上不受力的作用,小车的运动状态将不发生改变,小车将保持原来的速度做匀速直线运动。(4)牛顿第一定律的内容是: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。答案:(1)控制变量法(2)甲(3)匀速直线(4)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【备选例题】(2016·嘉兴中考)某同学利用如图所示装置研究阻力对物体运动的影响,甲、乙木板上分别铺有毛巾和棉布,丙木板上不铺任何材料,让小车从相同斜面的顶端由静止开始滑下,观察现象。试回答下列问题:(1)科学实验需要控制变量,本实验中,影响小车在水平面上运动距离的因素,除了阻力外,还有______________________________,该因素可以采用小车从相同斜面的顶端由静止开始滑下的方法来控制。(2)实验可得出“阻力越小,运动速度减小得越慢”的结论,支持该结论的证据是_____________________。【精讲精析】本题考查了阻力对物体运动的影响。(1)在实验中,影响小车在水平面上运动距离的因素,除了阻力外,还有小车到达水平面时的初速度;通过让小车从相同斜面的顶端由静止开始滑下的方法来控制小车到达水平面的速度相同。(2)由实验现象可知,小车在毛巾表面运动的距离最近,在木板表面运动的距离最远,据此可得出“阻力越小,运动速度减小得越慢”的结论。答案:(1)小车到达水平面时的初速度(2)小车在木板表面运动的距离最远【微点拨】本实验采用的研究方法(1)转换法:阻力对小车运动的影响通过观察小车的运动距离来判断,运动的距离越远,阻力对小车的运动影响越小。(2)控制变量法:小车的运动距离不但受阻力大小的影响,还受到速度的影响,为了研究阻力对小车运动的影响,应控制速度相同,即让小车从斜面的同一高度滑下。(3)科学推理法(理想实验法):在实验的基础上,提出假设推理,若小车不受力,将做匀速直线运动,也称为理想实验法。知识点二牛顿第一定律1.适用范围:适用于所有物体,无论是固体、液体还是气体,无论是静止的还是运动的,无论是天体还是尘埃,该定律都适用。2.成立条件:不受任何外力。有两种理解:一是物体不受任何力,这是一种理想情况;二是物体的受力效果相互抵消,相当于不受力。3.得出:牛顿第一定律是在实验的基础上,通过合理推理得出来的,不是完全通过实验得出的。4.应用:判断物体在不受力时的运动情况。【示范题2】(2017·昆明中考)质量为M的滑块甲和质量为m的滑块乙(Mm),先后从同一光滑斜面的相同高度处由静止滑下,然后沿同一光滑水平面继续运动。假设水平面足够长,那么两个滑块在光滑水平面上运动的过程中,它们之间的距离将()A.逐渐变长B.逐渐变短C.保持不变D.以上情况都有可能【精讲精析】选C。本题考查对牛顿第一定律的了解和掌握。滑块M、m先后从同一光滑斜面的同一高度下滑,则滑块M、m到达水平面上时的速度相等;然后沿同一光滑水平面继续运动,光滑平面不受摩擦力,则两滑块均做匀速直线运动,由于速度相等,相同时间内通过的路程相等,所以它们之间的距离将保持不变。故选C。【备选例题】(2016·台州中考)如图所示,小球沿弧形斜槽从A点运动到水平轨道的B点时,如果小球受到的外力突然全部消失,那么小球的运动状态将是()A.匀速直线运动B.立即停止运动C.速度越来越快D.速度越来越慢【精讲精析】根据牛顿第一定律,物体不受外力时,物体将保持原来的运动状态,即物体将保持匀速直线运动,故选A。答案:A【易错易混警示】(1)物体原来若做变速运动,不受力时,将会做匀速直线运动,不会继续做变速运动。(2)物体原来的运动状态是指物体不受力的前一刻的运动状态,不是指物体很早之前的运动状态。