1.會探究阻力對物體運動的影響,並能總結出相關結論.
2.能說出牛頓第一定律內容的內涵,並能運用它分析實際現象.
3.能說出慣性概念的含義,並能解釋與慣性有關的現象.
一、牛頓第一定律
有人說「有力作用在物體上物體才會運動,沒有力的作用物體就不能運動」,你認為是對還是錯?如果錯,請列舉幾個反例加以反駁.探究 「有力作用在物體上物體才會運動,沒有力的作用物體就不能運動」這一觀點好像與人們的日常生活經驗很吻合,例如寫字時用力筆尖才會動,不用力筆尖就靜止,再如算盤珠撥了才動,不撥就不動。這個觀點的實質是認為「力是維持運動的原因」,但是經過研究這個觀點是錯誤的.(1)反駁「有力作用在物體上才會運動」的事例有很多,例如部分原來靜止的物體受平衡力作用仍保持靜止,像教室裡的講臺、課桌上的書本、停在草地上的足球等.還有原來運動的物體受阻力作用反而由運動變為靜止,像豎直向上拋出的石塊在重力作用下速度減小,由運動變為靜止.在草地上向前滾動的足球在阻力作用速度減小,也由運動變為靜止等等.(2)反駁「沒有力的作用物體就不能運動」的事例很難找到,因為現實生活中沒有不受外力作用的物體.怎麼辦?讓物體受到的某一個力逐漸減小,例如讓速度相同的小車分別衝上水平的棉布、木板、玻璃表面,比較小車在所受阻力逐漸減小時滑行至停止所通過路程的長短,然後在此基礎上進一步推理,小車不受力的時候究竟能不能運動.點撥 從運動情況看,物體分靜止的、運動的兩類.有沒有靜止的物體受到力作用後反而靜止的事例呢?有沒有運動的物體受到力作用後反而靜止的事例呢?這樣,舉反例就簡單一些,也有條理一些,也全面一些.
探究 (1)讓小車從斜面的A點處由靜止滑下的好處:聯繫日常生活中騎自行車的經驗可以知道,自行車在水平路面上滑行的距離與車原來的速度、車受到的阻力兩個因素有關,在阻力相同時,自行車的速度越大滑行得越遠,在速度相同時,自行車受到的阻力越小滑行得越遠.所以要探究阻力對物體運動的影響,必須控制物體原來的速度相同,改變阻力才能得出結論.所以三次實驗中都讓小車從斜面的同一高度處由靜止滑下,是為了控制小車到達平面時的速度大小相等.(2)如何歸納力和運動之間的關係?如圖1所示的實驗中,觀察到現象的是:初速度相同的小車,在棉布表面上受到的阻力最大,滑行至停止的距離最短,在木板表面上受到的阻力較大,滑行至停止的距離較長,在玻璃表面上受到的阻力最小,滑行至停止的距離最長.因此實驗得到如下結論:在小車的初速度相同時,小車受到的阻力越小,小車速度減小得越慢,小車運動的時間越長,小車滑行至停止通過的距離越遠.在以上實驗現象和結論的基礎上,進一步推理:在理想情況下,小車所受阻力減小為零時,小車就不會停下來,滑行的距離將無限遠.最終的結論是:運動物體在理想情況下,如果所受阻力為零,則它將以恆定不變的速度永遠運動下去.所以,
沒有力作用時,物體可能做勻速直線運動,即運動不需要力來維持.點撥 實驗結論表明,「沒有力的作用物體就不能運動」的觀點就是錯誤的.在可靠的事實基礎上,通過推理得出結論,這是一種重要的科學方法,叫「理想實驗法」,也叫「實驗+推理」法.在得出「真空不能傳聲」這一結論時也運用了這種研究方法.探究 (1)牛頓第一定律中,「一切物體」,指適用於任何物體,包括原來運動的物體和原來靜止的物體.「在沒有受到力的作用時」,指該定律成立的條件,即理想情況下不受外力作用.「總」指無一例外.「保持」指物體後來的運動狀態總要與原來的運動狀態相同,物體具有保持運動狀態不變的性質(即慣性).「或」有兩種可能,一是原來靜止的物體保持靜止狀態,二是原來運動的物體保持勻速直線運動狀態.牛頓第一定律的內容可以分解成下表所述內容:(2)牛頓第一定律的意義在於:①描述了物體在「不受外力」這一理想情況下的運動狀態.②揭示了任何物體都具有慣性.③揭示了力和運動之間的關係.點撥 理解物理規律要注意:一要理解規律的內涵及意義,要逐字逐句推敲其字面含義,還要仔細推敲其隱含的意義.二要理解規律成立的條件,即該規律在什麼條件下才成立.三要聯繫物理過程理解,哪個是變化的原因,哪個是變化的結果,結果如何隨原因而變化.二、慣性
探究 事實表明:原來靜止的物體具有保持靜止的性質,原來運動的物體具有保持原有速度做勻速直線運動的性質,我們把物體具有保持靜止或勻速直線運動狀態不變的性質稱為慣性.牛頓第一定律揭示了物體具有慣性,因而它又稱為慣性定律.點撥 慣性是物體的一種屬性,不能說物體不受力時有慣性,受力時無慣性,也不能說物體速度大時慣性大,速度小時慣性小.探究 (1)內涵不同.慣性是物體的一種物理屬性,慣性定律是一條物理規律.(2)條件不同.任何物體任何時候都具有慣性(即無條件存在).慣性定律描述的是一種理想情況(其成立是有條件的).點撥 通過對比、比較或辨析,搞清楚易錯點、疑難點,有助於深入理解知識.例 如圖2,在盛水玻璃杯上方放一小木片,在木片上方再放置一個靜止的雞蛋.用彈簧片迅速打擊木片,你會看到什麼現象?為什麼?解析 雞蛋、木片原來都處於靜止狀態.木片受到彈簧片打擊後由靜止變為運動飛走了;雞蛋由於具有慣性,水平方向上繼續保持原來的靜止狀態,不會隨木片一齊運動,後因受重力作用而掉入玻璃杯中.點撥 解釋慣性現象的一般順序、方法是:(1)分析、描述物體原來的運動狀態.(2)分析出現某種變化以後,某個物體受力後運動狀態的改變情況,某個物體由於慣性運動狀態不變的情況.(3)判斷並描述最終的結果.將一隻蘋果用細線懸掛於火車車廂內頂部的天花板上,當火車在水平軌道上勻速前進時,剪斷細線,蘋果將落在哪裡?為什麼?探究 蘋果和火車原來以相同的速度一起做勻速直線運動.剪斷細線時,火車繼續做勻速直線運動;在水平方向上,蘋果因具有慣性將繼續保持與火車相等的速度做勻速直線運動,在豎直方向上,蘋果因受重力而下落,於是在下落過程中蘋果在水平方向上將通過和火車一樣遠的路程,所以蘋果將落在原懸掛點的正下方.進一步思考可知:當火車在水平軌道上加速前進時,剪斷細線後蘋果將落在原懸掛點的後方.當火車在水平軌道上減速前進時,剪斷細線後蘋果將落在原懸掛點的前方.探究 (1)條件不同.任何物體任何時候都具有慣性,慣性的存在是無條件的.力是物體對物體的作用,具備一定的條件才能產生.(2)效果不同.慣性使物體保持運動狀態不變,力使物體發生形變,或使物體的運動運動狀態發生改變.(3)要素不同.力有三要素,而慣性只有大小.
Long-press QR code to transfer me a reward
As required by Apple's new policy, the Reward feature has been disabled on Weixin for iOS. You can still reward an Official Account by transferring money via QR code.