7.1 科學(xué)探究：牛頓第一定律

第一節(jié)第一節(jié) 科學(xué)探究科學(xué)探究 牛頓第一定律牛頓第一定律武夷山三中物理組武夷山三中物理組觀察：觀察： 對陷入雪地里的汽車施加水平的推力，汽車就沿水平方向運(yùn)動(dòng)了。 對靜止的木箱施加一個(gè)水平方向的推對靜止的木箱施加一個(gè)水平方向的推力，木箱沿水平方向運(yùn)動(dòng)，撤去推力后，力，木箱沿水平方向運(yùn)動(dòng)，撤去推力后，木箱停了下來。木箱停了下來。F F 用鐵錘敲擊釘子，釘子向下運(yùn)動(dòng)陷入木板。停止敲擊，釘子就不再下陷。 踢出去的足踢出去的足球，雖然會(huì)繼球，雖然會(huì)繼續(xù)續(xù)“飛行飛行”，但，但它總是會(huì)停下它總是會(huì)停下來的。來的。 關(guān)閉了發(fā)動(dòng)關(guān)閉了發(fā)動(dòng)機(jī)的火車，雖然機(jī)的火車，雖然繼續(xù)運(yùn)行，但是繼續(xù)運(yùn)行，但是最后也將停下來。最后也將停下來。你的認(rèn)識正確嗎？你的認(rèn)識正確嗎？ 物體的運(yùn)動(dòng)需要力的作用，若不物體的運(yùn)動(dòng)需要力的作用，若不受力物體就不會(huì)動(dòng)或停止運(yùn)動(dòng)。受力物體就不會(huì)動(dòng)或停止運(yùn)動(dòng)。亞里士多德的說法：亞里士多德的說法： 要維持物體勻速運(yùn)動(dòng)，就必要維持物體勻速運(yùn)動(dòng)，就必須給物體施加一個(gè)恒定的力。須給物體施加一個(gè)恒定的力。伽利略的觀點(diǎn)：伽利略的觀點(diǎn)： 運(yùn)動(dòng)的物體如果不受其他物體運(yùn)動(dòng)的物體如果不受其他物體的作用，其運(yùn)動(dòng)會(huì)是勻速的，而且的作用，其運(yùn)動(dòng)會(huì)是勻速的，而且將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。你有什么好的想法呢？你有什么好的想法呢？伽里略的理想實(shí)驗(yàn)駁斥了亞里士多德的關(guān)于伽里略的理想實(shí)驗(yàn)駁斥了亞里士多德的關(guān)于力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因的學(xué)說。力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因的學(xué)說。伽利略理想實(shí)驗(yàn)伽利略理想實(shí)驗(yàn)笛卡爾補(bǔ)充了伽利略的認(rèn)識，笛卡爾補(bǔ)充了伽利略的認(rèn)識，指出：如果運(yùn)動(dòng)物體不受到任指出：如果運(yùn)動(dòng)物體不受到任何力的作用，它不會(huì)向左、右何力的作用，它不會(huì)向左、右方向偏，將永遠(yuǎn)沿原來的方向方向偏，將永遠(yuǎn)沿原來的方向做勻速運(yùn)動(dòng)。做勻速運(yùn)動(dòng)。你怎樣用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證呢？你怎樣用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證呢？實(shí)驗(yàn)探究：實(shí)驗(yàn)探究：阻力大小對運(yùn)動(dòng)物體的影響阻力大小對運(yùn)動(dòng)物體的影響1、提出問題：、提出問題：運(yùn)動(dòng)物體如果不受其他物體的影響，運(yùn)動(dòng)物體如果不受其他物體的影響， 會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去嗎？會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去嗎？2、猜想與假設(shè)：、猜想與假設(shè)：阻力越大，小車的速度減小得越快。阻力越大，小車的速度減小得越快。3、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)： A、根據(jù)假設(shè)，你準(zhǔn)備怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、根據(jù)假設(shè)，你準(zhǔn)備怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) B、需要記錄哪些信息，是否要設(shè)計(jì)記錄表格、需要記錄哪些信息，是否要設(shè)計(jì)記錄表格 C、需要控制哪些影響因素。、需要控制哪些影響因素。D、準(zhǔn)備器材：、準(zhǔn)備器材：斜面、粗糙程度不同的木板、布、毛巾、斜面、粗糙程度不同的木板、布、毛巾、小車刻度尺等小車刻度尺等E、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：讓小車從斜面滑下，逐漸減小平面讓小車從斜面滑下，逐漸減小平面 的粗糙的粗糙程程 度，測量小車的運(yùn)動(dòng)距離，并推論當(dāng)平面度，測量小車的運(yùn)動(dòng)距離，并推論當(dāng)平面沒有摩擦力時(shí)小車的運(yùn)動(dòng)情況。沒有摩擦力時(shí)小車的運(yùn)動(dòng)情況。毛巾棉布玻璃S1S2S3接觸面小車受到的摩擦力的大?。ù?較大/?。?小車運(yùn)動(dòng)的距離S / m 小車運(yùn)動(dòng)的方向 （改變/不改變）毛 巾棉 布玻 璃大不改變較大不改變小不改變你的觀點(diǎn)是： 在運(yùn)動(dòng)方向 條件下，平面越光滑，小車受到的摩擦力越 ，小車前進(jìn)的距離越 。不改變小遠(yuǎn) 假如平面假如平面足夠光滑，小足夠光滑，小車的運(yùn)動(dòng)情況車的運(yùn)動(dòng)情況會(huì)怎樣？會(huì)怎樣？ 真棒！真棒！ 在完全沒有摩擦阻力情況下，小在完全沒有摩擦阻力情況下，小車的運(yùn)動(dòng)方向永遠(yuǎn)不改變，運(yùn)動(dòng)的距車的運(yùn)動(dòng)方向永遠(yuǎn)不改變，運(yùn)動(dòng)的距離很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)，將不會(huì)停下來。離很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)，將不會(huì)停下來。一、牛頓第一定律一、牛頓第一定律1.牛頓第一定律的內(nèi)容： 一切物體在沒有受到外力作用的時(shí)候，總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。2.牛頓第一定律的理解：一切的物體都適合牛頓第一定律。定律是在大量的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步推理而概括出來的。一、牛頓第一定律一、牛頓第一定律1.牛頓第一定律的內(nèi)容： 一切物體在沒有受到外力作用的時(shí)候，總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。2.牛頓第一定律的理解：（1）一切物體-適用范圍 （3）總-沒有例外（2）沒有受到外力-適用條件（4）或-只有一種可能（5）定律是在大量的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步推理而概括出來的。方法類似的還有？方法類似的還有？漫畫欣賞漫畫欣賞 他們怎么不遵守交通法規(guī)呀？觀察實(shí)驗(yàn)觀察實(shí)驗(yàn) 原來的砝碼和紙片原來的砝碼和紙片都處于什么狀態(tài)？都處于什么狀態(tài)？ 后來硬紙片被彈走，后來硬紙片被彈走，砝碼呢？砝碼呢？ 砝碼由于具有慣性，砝碼由于具有慣性，仍然保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)仍然保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)不變，卻沒有被彈走。不變，卻沒有被彈走。 小球由于具有慣性，保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，小球由于具有慣性，保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，仍然要向前運(yùn)動(dòng)。仍然要向前運(yùn)動(dòng)。原來的小車和小球都處于什么狀態(tài)？原來的小車和小球都處于什么狀態(tài)？ 后來小車遇到障礙物停下來，小球呢？后來小車遇到障礙物停下來，小球呢？ 二、慣二、慣 性性1.1.慣性：慣性： 物體保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)。物體保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)。牛頓第一定律也叫做慣性定律。牛頓第一定律也叫做慣性定律。2.2.慣性是所有物體都固有的一種屬性：慣性是所有物體都固有的一種屬性： 由于慣性的存在，靜止的物體保持著其靜止?fàn)钣捎趹T性的存在，靜止的物體保持著其靜止?fàn)顟B(tài)；運(yùn)動(dòng)的物體保持其勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。態(tài)；運(yùn)動(dòng)的物體保持其勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。3.3.慣性的大小只由物體的質(zhì)量決定，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、形慣性的大小只由物體的質(zhì)量決定，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、形狀、體積等無關(guān)。狀、體積等無關(guān)。物體運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)越難改變，物體運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)越難改變，物體的慣性越大。物體的慣性越大。迷你實(shí)驗(yàn)室迷你實(shí)驗(yàn)室 在光滑的桌面上鋪在光滑的桌面上鋪有化纖桌布，桌布上放有化纖桌布，桌布上放置盛有水的塑料杯兩個(gè)。置盛有水的塑料杯兩個(gè)。 當(dāng)猛地將桌布從桌當(dāng)猛地將桌布從桌面拉走時(shí)，塑料杯會(huì)隨面拉走時(shí)，塑料杯會(huì)隨之運(yùn)動(dòng)嗎？之運(yùn)動(dòng)嗎？ 拉力在什么方向時(shí)，杯子移動(dòng)拉力在什么方向時(shí)，杯子移動(dòng)的距離最??？的距離最??？. .慣性的利用或防止慣性的利用或防止為了防止緊急剎車為了防止緊急剎車時(shí)，司機(jī)由于慣性被時(shí)，司機(jī)由于慣性被撞傷，司機(jī)和前排乘撞傷，司機(jī)和前排乘客必須使用安全帶。客必須使用安全帶。斧頭松了，用手柄的下斧頭松了，用手柄的下端撞擊樹墩，斧頭在慣性端撞擊樹墩，斧頭在慣性的作用下繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，的作用下繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，斧頭就被套緊了。斧頭就被套緊了。. .慣性的利用或防止慣性的利用或防止平時(shí)拍打身上的塵土、抖落傘上的雨滴，也都是利用物平時(shí)拍打身上的塵土、抖落傘上的雨滴，也都是利用物體的慣性。體的慣性。方法： 1.交待研究對象原狀態(tài)。2.與研究對象一同運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)生了怎樣的變化；3.研究對象由于慣性要保持原狀態(tài)4.慣性現(xiàn)在的科學(xué)解釋慣性現(xiàn)在的科學(xué)解釋試一試？試一試？你這節(jié)課你這節(jié)課學(xué)到了哪些知學(xué)到了哪些知識？識？. .牛頓第一定律的內(nèi)容：牛頓第一定律的內(nèi)容： 一切物體在沒有受到外力作用的時(shí)候，總保持一切物體在沒有受到外力作用的時(shí)候，總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。. .慣性：物體保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)。慣性：物體保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)。. .慣性是所有物體都固有的一種屬性。慣性是所有物體都固有的一種屬性。由于慣性的存在，靜止的物體保持著其靜止?fàn)顟B(tài)；運(yùn)由于慣性的存在，靜止的物體保持著其靜止?fàn)顟B(tài)；運(yùn)動(dòng)的物體保持其勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。動(dòng)的物體保持其勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)1、在一個(gè)光滑的水平面上，用繩子拉小車做直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車的速、在一個(gè)光滑的水平面上，用繩子拉小車做直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車的速度達(dá)到度達(dá)到4m/s時(shí)，繩子脫落，這時(shí)候小車在水平面上做時(shí)，繩子脫落，這時(shí)候小車在水平面上做 運(yùn)運(yùn)動(dòng)，小車的速度是動(dòng)，小車的速度是 。2、實(shí)驗(yàn)：讓小車在同一斜面的同一位置下滑，進(jìn)入水平面，水平面的、實(shí)驗(yàn)：讓小車在同一斜面的同一位置下滑，進(jìn)入水平面，水平面的表面先為毛巾，再為棉布，最后改為木板，可以觀察到水平面越光滑，表面先為毛巾，再為棉布，最后改為木板，可以觀察到水平面越光滑，摩擦阻力越小，小車將滑得摩擦阻力越小，小車將滑得 ；進(jìn)一步推理：水平面越光滑，小車；進(jìn)一步推理：水平面越光滑，小車運(yùn)動(dòng)不受阻力，小車將以運(yùn)動(dòng)不受阻力，小車將以 的速度的速度 。3、請你舉出生活中利用和防止慣性的例子、請你舉出生活中利用和防止慣性的例子（1）利用慣性：）利用慣性： （2）防止慣）防止慣性：性： 。4、物體保持、物體保持 不變的性質(zhì)叫做慣性，慣性是物體本身固有的一種不變的性質(zhì)叫做慣性，慣性是物體本身固有的一種 。勻速直線勻速直線4m/s越遠(yuǎn)越遠(yuǎn)恒定不變恒定不變一直運(yùn)動(dòng)一直運(yùn)動(dòng)跳遠(yuǎn)、投籃跳遠(yuǎn)、投籃駕駛員系安全帶駕駛員系安全帶運(yùn)動(dòng)狀態(tài)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)屬性屬性鞏固練習(xí)5、下列關(guān)于牛頓第一定律建立的說法中正確的是（、下列關(guān)于牛頓第一定律建立的說法中正確的是（ ）A、它是通過理論推倒出來的、它是通過理論推倒出來的 B、它是通過實(shí)驗(yàn)直接得出的、它是通過實(shí)驗(yàn)直接得出的C、它是可以通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的、它是可以通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的D、它是以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，通過推理、想象而總結(jié)出來的、它是以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，通過推理、想象而總結(jié)出來的6、下列說法中錯(cuò)誤的是、下列說法中錯(cuò)誤的是 （ ）B、原來靜止的物體，只有受到力的作用才會(huì)運(yùn)動(dòng)起來、原來靜止的物體，只有受到力的作用才會(huì)運(yùn)動(dòng)起來C、原來靜止的物體，不受外力作用仍保持靜止、原來靜止的物體，不受外力作用仍保持靜止D、原來靜止的物體，如果所受的外力突然同時(shí)消失，將停止運(yùn)動(dòng)、原來靜止的物體，如果所受的外力突然同時(shí)消失，將停止運(yùn)動(dòng)A、小明的前方能、小明的前方能 B、小明的后方、小明的后方C、小明的手中、小明的手中 D、無法判斷、無法判斷DDCA、正在運(yùn)動(dòng)的物體，如果所受的外力同時(shí)消失，將沿直線繼續(xù)運(yùn)動(dòng)、正在運(yùn)動(dòng)的物體，如果所受的外力同時(shí)消失，將沿直線繼續(xù)運(yùn)動(dòng)7、在勻速行使的船內(nèi)，小明向上拋起一個(gè)小球，小球?qū)?huì)落到（、在勻速行使的船內(nèi)，小明向上拋起一個(gè)小球，小球?qū)?huì)落到（ ）慣性慣性例：氫氣球下面吊著一個(gè)重物例：氫氣球下面吊著一個(gè)重物升空，若氫氣球突然爆炸，那么升空，若氫氣球突然爆炸，那么重物將（重物將（ ）A.先豎直上升，后豎直下落；先豎直上升，后豎直下落；B.勻速豎直下落；勻速豎直下落；C.加速豎直下落；加速豎直下落；D.勻速豎直上升。勻速豎直上升。A1.跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員為什么需要助跑？跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員為什么需要助跑？2.飛機(jī)不是在飛到目標(biāo)的正上方飛機(jī)不是在飛到目標(biāo)的正上方時(shí)投彈，而是要提前投彈才能夠時(shí)投彈，而是要提前投彈才能夠命中目標(biāo)，這是為什么？命中目標(biāo)，這是為什么？可以利用慣性跳得更遠(yuǎn)。可以利用慣性跳得更遠(yuǎn)。因?yàn)檎◤椨袘T性。因?yàn)檎◤椨袘T性。3.子彈從槍口射出后，它能在空子彈從槍口射出后，它能在空中繼續(xù)向前飛行，是因?yàn)椋ㄖ欣^續(xù)向前飛行，是因?yàn)椋?）A.子彈受到火藥燃?xì)獾耐屏?；子彈受到火藥燃?xì)獾耐屏Γ籅.子彈受到了慣性力的作用；子彈受到了慣性力的作用；C.子彈有慣性；子彈有慣性；D.子彈的慣性大于它受到的阻力。子彈的慣性大于它受到的阻力。C4.在平直軌道上勻速行駛的火車在平直軌道上勻速行駛的火車車廂里，豎直向上跳起的人，將車廂里，豎直向上跳起的人，將落在何處？落在何處？原處原處5.下列關(guān)于牛頓第一定律建立的說法正下列關(guān)于牛頓第一定律建立的說法正確的是（確的是（ ）A.它是通過理論推導(dǎo)出來的它是通過理論推導(dǎo)出來的B.它是通過實(shí)驗(yàn)直接得出的它是通過實(shí)驗(yàn)直接得出的C.它是可以通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的它是可以通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的D.它是以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，通過推理、它是以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，通過推理、想象而總結(jié)出來的。想象而總結(jié)出來的。D6.下列關(guān)于物體慣性的說法正確的是（下列關(guān)于物體慣性的說法正確的是（ ）A.靜止的物體沒有慣性，運(yùn)動(dòng)的物體有慣性；靜止的物體沒有慣性，運(yùn)動(dòng)的物體有慣性；B.不受力的物體有慣性，受力的物體沒有慣性；不受力的物體有慣性，受力的物體沒有慣性；C.靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體有慣性，當(dāng)它們靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體有慣性，當(dāng)它們運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，慣性也就沒有了；運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，慣性也就沒有了；D.任何物體不論在什么情況下都有慣性。任何物體不論在什么情況下都有慣性。D7.水平桌面上，物體在水平力水平桌面上，物體在水平力F作用下向右運(yùn)作用下向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它離開桌面時(shí)，假如所受的一切外力同動(dòng)，當(dāng)它離開桌面時(shí)，假如所受的一切外力同時(shí)消失，那么它將（時(shí)消失，那么它將（ ）A.沿豎直方向下落；沿豎直方向下落；B.沿水平方向向右作勻速直線運(yùn)動(dòng)；沿水平方向向右作勻速直線運(yùn)動(dòng)；C.作曲線運(yùn)動(dòng)；作曲線運(yùn)動(dòng)；D.無法確定運(yùn)動(dòng)情況。無法確定運(yùn)動(dòng)情況。B8.用繩子拴住一個(gè)小球在光滑的水平面上作圓用繩子拴住一個(gè)小球在光滑的水平面上作圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)繩子突然斷裂時(shí)，小球?qū)ⅲㄖ苓\(yùn)動(dòng)，當(dāng)繩子突然斷裂時(shí)，小球?qū)ⅲ?）A.保持原來的圓周運(yùn)動(dòng)；保持原來的圓周運(yùn)動(dòng)；B.保持繩斷時(shí)的速度作勻速直線運(yùn)動(dòng)；保持繩斷時(shí)的速度作勻速直線運(yùn)動(dòng)；C.小球運(yùn)動(dòng)速度減小，但保持直線；小球運(yùn)動(dòng)速度減小，但保持直線；D.以上三種都有可能。以上三種都有可能。B9.假如沒有慣性，想象一下生活中假如沒有慣性，想象一下生活中可能出現(xiàn)的場景。可能出現(xiàn)的場景。不要疑惑，相信你一定會(huì)完成得很棒！溜冰時(shí)，只需用腳在冰面上溜冰時(shí)，只需用腳在冰面上向后輕輕蹬一下，就會(huì)滑行很遠(yuǎn)。向后輕輕蹬一下，就會(huì)滑行很遠(yuǎn)。由此假設(shè)：如果冰面沒有摩擦阻由此假設(shè)：如果冰面沒有摩擦阻礙的話，情形將會(huì)怎樣？請以此礙的話，情形將會(huì)怎樣？請以此為題，寫一篇小論文。為題，寫一篇小論文。