初中物理8-1《牛頓第一定律》知識點詳解(結合事例)

2020-12-04 原圓老師講物理

在本文中重點講解牛頓第一定律和慣性兩大塊內容,講解的特色呢,就是每個問題都結合了具體的事例來分析,便於理解和應用。關於牛頓第一定律,我們重點講解如何理解牛頓第一定律的內容,以及關於牛頓第一定律的若干問題。關於慣性,我們應該知道慣性的定義,以及怎樣正確理解慣性;怎樣解釋慣性現象等。

一、正確理解牛頓第一定律

1、牛頓第一定律:一切物體在沒有受到外力作用時,總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。

關於牛頓第一定律的內容,我們應該如何理解呢?

(1)原來靜止的物體,在沒有受到外力作用時,將保持靜止狀態。例如桌子上的課本,如果所受到的力全部消失,它將保持靜止狀態,不會下落。教室裡天花板上的燈泡,地面上的桌子、凳子、粉筆盒等物體,如果所受到的力全部消失,它們將保持靜止狀態,不會下落。

原來運動的物體在沒有受到外力作用時,將保持勻速直線運動狀態。從斜面滾到水平面上的小球,如果所受到的力全部消失,它將做勻速直線運動,一直運動下去。朝空中扔出去的石子、鉛球、籃球等物體,如果受到的力全部消失,他們將會做勻速直線運動,永遠運動下去。

(2) 牛頓第一定律這個結論,是在實驗的基礎上、通過科學推理得到的。

通過實驗得到的結論是:運動的小車受到的阻力減小,小車滑行的距離變大。這個實驗中的推論是:如果小車受到的阻力為零,那麼小車將會做勻速直線運動,永遠運動下去。

牛頓第一定律不能通過實驗直接得到結論,是因為地球上任何物體都會受到力的作用。

(3) 力是改變物體運動狀態的原因。這句話我們應該如何理解呢?

當物體的運動狀態發生改變(物體的運動狀態改變包括物體由靜止變為運動、由運動變為靜止、物體的運動方向或者速度發生了改變)時,一定是受到了力的作用,準確地說是受到了非平衡力的作用。例如在足球場上滾動的足球會慢慢的停下來,是因為受到了摩擦阻力的緣故;足球運動員發球時,足球由靜止變為運動,是因為足球受到了腳的作用力。

當物體受到力的作用時,它的運動狀態一定會發生改變嗎?不是的,當物體受到平衡力的作用時,它的運動狀態就不會改變,仍然保持原來的靜止狀態,或者是勻速直線運動狀態。

教室內的電燈受到了地球的重力和電線的拉力的作用,這兩個力是平衡力。此時的電燈儘管受到了力的作用,但是它仍然保持靜止狀態。公路上的小汽車儘管受到多個力的作用,但是由於這些力是平衡力,所以小汽車仍然能夠做勻速直線運動。

(4) 「阻力對物體運動的影響」實驗中,每次都要讓同一輛小車從同一斜面上同一高度滑下,其目的是使小車滑至水平面上的初速度相等。

實驗中用到的方法是控制變量法。改變的因素只有一個,那就是小車運動表面的粗糙程度,毛巾、棉布、木板三種不同的運動平面,使得小車三次運動過程中受到的阻力不同。

牛頓第一定律告訴我們,物體的運動並不需要力來維持。例如,運動員投籃時,籃球離開手以後,還能夠繼續運動,在運動的過程中並沒有受到手的作用力,籃球的運動並不需要手的作用力來維持,。足球運動員踢球時,足球離開腳以後還能夠繼續運動,在運動的過程中沒有受到腳的作用力,足球的運動並不需要腳的作用力來維持。

二、正確理解慣性

(1)慣性:一切物體保持原有運動狀態不變的性質叫做慣性。「物體的運動狀態不變」指的是物體保持靜止狀態或者是做勻速直線運動。

(2)關於慣性,我們應該這樣理解:

①一切物體都具有慣性,無論物體受力還是不受力,運動還是靜止。這裡的「物體」可以是液體、固體或者是氣體。

②物體本身具有保持靜止狀態,或者是做勻速用勻速直線運動狀態的性質,我們把這種性質就叫做慣性。

所以,慣性是物體本身具有的,它不是別的物體給予的,所以我們不能說「受到慣性」,而應當說「由於慣性」。

慣性是物體本身所具有的一種性質,它不是一種力。

③同一個物體不論是靜止還是運動、運動快還是運動慢,不論受力還是不受力,都具有慣性,而且慣性大小是不變的。慣性只與物體的質量有關,質量大的物體慣性大,而與物體的運動狀態無關,慣性沒有方向。

以下關於慣性的幾種說法都是錯誤的

a. 物體靜止時不容易推動,所以物體在靜止時比運動時的慣性大

b. 物體高速運動的時候,不容易停下來,所以物體速度越大,慣性越大

c. 物體不受力時保持勻速直線運動和靜止狀態,所以物體只有在不受力時才有慣性

d. 用手扔出去的石塊,能夠在空中繼續向前運動是受到了慣性的作用

④慣性不能產生,也不能消滅。慣性有有利的一面,也有有害的一面,有利的慣性我們要利用,有害的慣性我們要防止,防止它帶來的危害。

慣性有害的一面

e. 公路上的汽車如果不能及時剎車,會引起追尾事故

f. 從行駛的汽車上跳下來,人很容易摔倒受傷

g. 快速行駛電動車撞上護欄,車上的人會由於慣性騰空飛出

h. 賽車在比賽時在轉彎處容易滑出跑道

i. 汽車在突然啟動或加速時,車上的人會先後倒

慣性有利的一面

j. 跳遠,運動員的助跑速度越大,跳遠成績往往越好

k. 子彈離開槍口後,仍然能夠繼續向前飛行

l. 戰場上,使用半把鎖能將敵方飛奔的馬絆倒

m. 用力拍打衣服上的灰塵,都可以掉下來

n. 用力可以將石頭甩出很遠

o. 用力可以將盆裡邊的水潑出去

(3)怎樣解釋慣性現象呢?我們可以根據下面的流程來解答:

①確定研究對象。

②弄清研究對象原來處於什麼樣的運動狀態。

③事情發生了怎樣的變化。

④由於慣性研究對象保持原來的運動狀態,結果就出現了什麼現象。

下面我們結合兩道例題,來講解一下怎樣解釋慣性現象。

.例題1:人在跑步的過程中,腳被石頭絆住,人就會向前摔倒,這是為什麼?

分析:

第1個問題,就是要確定研究對象,在這裡研究對象是人、石頭,還是腳?怎樣確定呢?確定的方法是,分析事件的結果是什麼?事件的主體是哪個?那麼這個事件的主體就是研究對象。在這裡事件的結果就是人向前摔倒,向前摔倒的主體是人,所以研究對象就是人。

第2個問題,弄清研究對象原來處於什麼樣的運動狀態,在這裡「原來」指的是「腳被石頭絆住之前」人是跑步狀態,所以研究對象「人」原來處於「運動」狀態。

第3個問題,事情發生了怎樣的變化。就是「腳被石頭絆住,腳停止運動」。

第4個問題,由於慣性,人要保持原來的運動狀態,繼續向前運動,結果就是人會向前摔倒。

把這4個問題的答案,按照從前到後的順序排列起來就是這個例題的解釋。

答:人原來是運動的,腳被石頭絆住時,腳停止運動,而人由於慣性還會保持原來的運動狀態,繼續向前運動,所以人就會向前摔倒。

例題2:人在拍打衣服時,衣服上的灰塵就會掉下來,這是為什麼?

分析:

第1個問題,研究對象是灰塵。

第2個問題,灰塵原來處於靜止狀態。

第3個問題,拍打衣服時衣服運動。

第4個問題,灰塵由於慣性會保持原來的靜止狀態,結果是灰塵會掉下來。

這4個問題弄清楚了,答案也就自然而然的出現了。

答:灰塵原來是靜止的,拍打衣服時,衣服運動,衣服上的灰塵由於慣性要保持原來的靜止狀態,所以灰塵就會掉下來。

運用上面講解的方法,大家把下面的慣性現象解釋一下。

1.汽車在行駛的過程中,司機和乘客都要系好安全帶,這是為什麼?

2.轎車的座位不僅有靠背,而且還有頭枕。頭枕的作用是,當轎車的後面受到猛烈撞擊時,可以保護人的頸椎不受到傷害。這是為什麼?

本文主要結合具體實例講解了兩個大問題,一個是怎樣正確理解牛頓第一定律,二是怎樣正確理解慣性,以及如何解釋慣性現象。

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