第1节-科学探究：牛顿第一定律

第七章力与运动第1节科学探究：牛顿第一定律1.会通过实验探究阻力对运动的影响.2.理解牛顿第一定律的含义.(重、难点)3.知道什么是惯性，认识一切物体都有惯性.（重点）4.会用物体的惯性解释惯性现象.（难点）学习目标新课目标运动的小球会停下来快速转动的陀螺会停下来滑板车最终会停下来运动的物体为什么会停下来？新课引入对静止的木箱施加一个水平方向的推力，木箱沿着水平方向运动.撤去推力后，木箱停了下来.观察与思考新课讲解牛顿第一定律一用铁锤敲击铁钉，铁钉向下运动陷入木板；停止敲击，铁钉就不再下陷.静止的足球用脚施加力后会飞出去以上力学现象中似乎具有一个共同特征：物体的运动需要力的作用，若不受力，物体就不会运动或停止运动.古希腊哲学家亚里士多德认为：地面上的物体的“自然本性”是静止的；要维持运动就必须对物体施加一定的力；不受力而能够一直运动的物体是不存在的.观察与思考亚里士多德意大利物理学家伽利略通过观察思考提出质疑.他通过理想实验发现：物体的运动不需要力来维持，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.伽利略伽利略的理想实验信息窗伽利略认为，当小球沿左侧某高度向下运动，无论右边斜面坡度如何，小球都会沿着斜面上升到一定高度.如果忽略掉各种阻力，理想情况，小球将会上升到与左侧下落点等高；如果斜面为水平，那么小球将一直运动下去.伽利略的理想实验究竟伽利略和亚里士多德的观点谁更合理、科学呢？让我们来探索论证吧.信息窗实验设计目的：实验设计思路：相同条件：不同条件：实验器材：实验方法：探究物体的运动是否需要力维持.让小车从斜面滑下，逐渐减小水平面粗糙程度，看小车运动的情况.（怎样使小车运动更远？）相同的小车、小车开始运动速度相同.表面不同即阻力不同.木板、小车、棉布、毛巾、斜面.控制变量法、理想实验法.（同一斜面、从同一高度静止开始下滑）阻力对物体运动的影响实验与探究控制变量法1.小车从同一高度滑下2.同一小车3.同一斜面4.使小车从斜面顶端自由滑下实验中需要控制哪些影响因素，如何控制，目的是什么?需要记录哪些信息？水平面表面上的材料、小车的滑行距离.使小车到水平面具有相同初速度演示实验实验次数表面材料阻力大小滑行距离速度变化快慢1毛巾2棉布3木板4玻璃推理想象理想平面最大较大较小最快较快较慢无阻力无限长不变较长长最短1.四次实验，小车最终都静止，为什么？2.四次实验，小车运动的距离不同，这说明什么问题？3.小车运动距离的长短跟它受到的阻力有什么关系？最小最长最慢1.分析比较表中内容可知：在其他条件相同时，平面越光滑，小车受到的摩擦力越，小车前进的距离越.分析与论证小远在完全没有摩擦阻力情况下，小车的运动方向永远不改变，运动的距离很远很远，将不会停下来.2.假如平面足够光滑，小车的运动情况会怎样呢？一切物体在不受外力作用时，总保持静止或匀速直线运动状态.牛顿(Newton,1642-1727)其实我们的描述已经和牛顿总结的规律很接近了.牛顿概括了伽利略等人的研究成果总结出牛顿第一定律.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.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.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.牛顿第一定律探究阻力对物体运动的影响阻力越小，物体运动的距离越大.牛顿第一定律一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上推理概括出来的力是改变物体运动状态的原因归纳与小结1.(多选）关于牛顿第一定律的下列说法中，正确的是（）A.牛顿第一定律是实验定律B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因C.物体的运动需要力来维持D.物体的运动不需要力来维持BD典例与精析2.（多选）关于伽利略的理想实验，说法正确的是（）A.只要接触面比较光滑，物体在水平面上就能匀速运动下去B.这个实验实际上是永远无法做到的C.利用先进仪器就能使实验成功D.虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的实验基础上的BD原来的小球和木板都处于什么状态？后来木板被弹走，小球的状态变了吗？这说明原来的小球，在水平方向上不受外力作用时，水平方向上仍保持状态.静止演示实验1静止惯性二实验与探究原来的小车和小球都处于什么状态？后来小车遇到障碍物受力停下来，小球仍保持.运动状态运动状态这说明原来的小球，在水平方向上不受外力作用时，水平方向上仍保持状态.运动演示实验2运动原来的砝码和纸片都处于什么状态？后来硬纸片被弹走，砝码呢？砝码由于具有惯性，仍然保持原来的静止状态不变，却没有被弹走.演示实验3牛顿第一定律及惯性定义：物体保持静止或匀速直线运动状态的性质，叫作惯性.牛顿第一定律又称为惯性定律.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？你能用惯性的知识解释下面这些现象吗？惯性牛奶向右洒出.因为牛奶开始处于静止状态，当被子突然向左运动，牛奶因为有惯性，要保持静止状态，所以向杯子右侧洒出.观察与思考惯性解读惯性是物体本身的一种属性，一切物体都有惯性，即无论物体是静止还是运动，无论物体是受力还是不受力，在任何时候，任何状态下都具有惯性.惯性不是力，在解答问题时，只能说“由于惯性”“具有惯性”.而不能说“受到惯性”“由于惯性的作用”“克服惯性”等，否则就将惯性和作用混为一谈.所有的物体都有惯性，但不同物体的惯性大小是不同的，物体的惯性只与物体的质量有关，物体的质量越大，惯性越大；物体的质量越小，惯性越小，质量是物体惯性的量度.实验与探究跑动中的人，脚被绊住，为什么会向前倒？跑动中的人开始向前运动，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.现象解释当汽车刹车时，人的脚底由于摩擦而随之静止，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，人为何向前倾倒？当汽车从停止状态起动时，人的脚底由于摩擦而随之运动，人的上身由于惯性，仍保持原来慢速行驶的运动状态，所以加速时，人会后仰.汽车突然加速，人为何向后倒？掷铅球投篮利用惯性跳远紧固锤头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.雨雪天减速惯性的危害除了利用惯性，我们还需要预防惯性造成的危害为了防止汽车紧急刹车时乘员由于惯性而被撞伤，驾驶员和前排乘客必须使用安全带！安全带惯性惯性一切物体都有保持原来运动状态不变的性质惯性的大小由质量决定惯性的应用归纳与小结1.（多选）下列哪些现象是利用惯性的（）A.拍打衣服时，灰尘脱离衣服B.司机和前排的乘客要系安全带C.洗完手后，用力甩掉手的水滴D.跳远运动员起跳前要尽力助跑ACD典例与精析2.火车在平直轨道上匀速前进，在密闭没有空气流动的车厢内点燃一支香，则车里乘客看到香所冒出的烟的运动情况是（）A.一边上升一边向前飘B.一边上升一边向后飘C.只是上升，不向任何一边飘D.无法确定C3.下列现象中，不属于惯性现象应用的是()A.用手拍打衣服上的灰尘B.运动员采用助跑跳远C.锤头松了，将锤柄在地上撞击几下D.骑自行车时为了减速捏车闸D1.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.惯性：物体保持运动状态不变的性质.3.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；运动的物体保持其匀速直线运动的状态.课堂小结1.关于牛顿第一定律，下列叙述正确的是()A.物体总保持匀速直线运动或静止状态B.一切物体在没有受到外力作用时总保持匀速直线运动和静止状态C.一切物体在没有受到外力作用时总保持匀速直线运动或静、止状态D.一切物体在受到外力作用时一定不会保持匀速直线运动或静止状态C课堂训练2.关于惯性的说法正确的是（）A.惯性是指物体原来静止的总有保持静止、原来运动的总有保持匀速直线运动的性质B.要使物体开始运动必须有力的作用，而保持物体运动是不需要力的，故静止的物体有惯性，而运动的物体没有惯性C.刹车时，乘客向前倾，说明乘客上半身有惯性，而下半身无惯性D.某人推不动原来静止的小车，而另外一人能推动，说明惯性与外界条件有关A3.长直轨道上匀速行驶，坐在门窗密闭的车厢内的一人将手中的钥匙相对车竖直上抛，钥匙将落在（）A.手的后方B.手的前方C.落在手中D.无法确定C4.一颗弹珠在水平桌面上滚动，当它刚刚离开桌面时，假如所受的一切外力都消失，那么它将（）A.立即停止运动B.沿竖直方向做匀速直线运动C.沿水平方向做匀速直线运动D.做曲线运动往下掉C5.正在做曲线运动的物体,假如它所受的一切外力都消失,那么它（）A.立即停下来B.仍然做曲线运动C.立即做匀速直线运动D.逐渐停止C