說說牛頓第一定律

1、說說牛頓第一定律運動和力是人們在生產(chǎn)和生活中經(jīng)常接觸到的物理 現(xiàn)象 .早在兩千多年以前人們就開始研究運動和力的關系，直到伽利略和牛頓時代，這個問題才得以解決 .維持運動需要力嗎 一輛小車停在地面上，如果不用力推它、拉它，或者不 以任何其他方式影響它 .它會一直停在那里 .當我們用力推著 小車的時候， 小車就能夠不停地向前運動， 一旦不推了 .小車 就慢慢停下來，人們正是憑著這些常見的事實，認為要維持 一個物體的運動，就需要不停地對它施加力的作用 .16 世紀末 .意大利科學家伽利略仔細觀察研究過物體沿 斜面下滑的實驗 .如圖 1 所示 .在實驗中，小球從第一個斜面 AB 滾下后，就會沿著第二個

2、斜面BC 向上滾 .但小球在第二個斜面上達到的高度略低于小球從第一個斜面滾下時的高 度.伽利略認為，這是由于摩擦的緣故 .他推想，在完全沒有 摩擦的情況下 .不管第二個斜面的傾斜度是多大， 小球滾上第 二個斜面（圖 1 中的 BC 、BD 、BE ）的高度應該等于從第一 個斜面滾下時的高度： 第二個斜面的傾斜度越小 .小球滾動的 距離就越遠：如果第二個斜面的傾斜高度等于零（圖 1 中的 BF）,那么小球從第一個斜面滾下來后，就永遠達不到起始 高度，也就是說，小球將以均勻的速度在無限長的平面上永 遠運動下去，伽利略由此得出：維持物體的運動并不需要外 力.例 1 如圖 2 所示 .在“探究運動和力

3、的關系”的實驗中， 每次都讓小車從斜面頂端由靜止開始滑下，改變水平面的粗 糙程度，測量小車在水平面上滑行的距離 .結果記錄在表 1 中 .（1）小車每次滑行到斜面底端時具有相同的_.（2）若小車在水平木板上滑行 3s 后停止，位置如圖 2 所示，則小車的平均速度為 _m/s.（ 3）小車在鋪有毛巾的表面上滑行距離最短.是因為 _.（4）在此實驗的基礎上進行合理的推理，可以得到： 一切運動的物體不受外力作用時，它將_.分析：（ 1）運動物體滑行距離的遠近除了跟阻力有關外.還與物體的初速度有關，因此實驗中要控制小車的初速度相 同，即讓小車從同一斜面的同一高度由靜止下滑，小車到達 水平面時的速度才相

4、等 .（ 2）由圖示可知，小車的路程 s=63.00cm=0.63m，則小車的平均速度.（3）小車在鋪有毛巾 的表面上滑行距離最短 .是因為小車受到的摩擦力最大 .（ 4） 由實驗可知，水平面越光滑，小車受到的摩擦力越小，小車 滑行的距離越遠，如果物體不受外力作用，小車的速度將保 持不變，物體將做勻速直線運動 .答案：（1）速度（2） 0.21 （3）毛巾對小車的摩擦力最大（ 4）做勻速直線運動什么是牛頓第一定律英國物理學家牛頓在總結伽利略 等前人研究成果的基礎上，提出了牛頓第一定律：一切物體 在沒有受到力的作用時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀 態(tài).“一切”表明這個規(guī)律的普適性： “沒有受到

5、力的作用” 是定律成立的條件，它包括物體不受力和受平衡力兩種情 況：“總保持”指物體在沒有受到力的作用時，將保持它原 來的運動狀態(tài)，即原來靜止的物體將保持靜止，原來運動的 物體將以不變的速度做勻速直線運動，要改變這兩種狀態(tài)， 物體必須受到力的作用 .牛頓第一定律是經(jīng)典力學的核心內容之一 .它指出了力 和運動的關系，即力不是維持運動的原因，而是改變物體運 動狀態(tài)的原因 .例 2 圖 3 是小明白創(chuàng)“大炮”的示意圖，當瓶內產(chǎn)生的 氣體增多時，瓶塞會水平向右沖出，若此時所有外力全部消 失，瓶塞將（） .A. 立即沿豎直方向下落到地面B .向上運動C. 水平向右做勻速直線運動D. 立即靜止分析： 瓶塞

6、沖出時， 具有向右的速度 .若此時所有外力全 部消失，根據(jù)牛頓第一定律，瓶塞將保持原有的運動狀態(tài)不 變，即水平向右做勻速直線運動，答案： C例 3 關于力和運動的關系，下列說法正確的是（）.A. 物體的運動需要力來維持B .物體不受力的作用時處于靜止狀態(tài)C. 物體受到力的作用就會運動D. 物體運動狀態(tài)改變時，一定受到力的作用分析：根據(jù)牛頓第一定律，物體保持原來的運動狀態(tài)是 不需要力來維持的 .A 錯誤， 物體不受力的作用時， 如果物體 原來是處于靜止狀態(tài)的，它仍然保持靜止狀態(tài)；如果物體原 來是處于運動狀態(tài)的， 它仍然保持原來的運動狀態(tài)不變 .B 錯 誤，物體受到力的作用不一定就會運動，如靜止的

7、物體受平 衡力的作用，物體將保持原來的靜止狀態(tài)不變，C 錯誤，力是改變物體運動狀態(tài)的原因，因此物體的運動狀態(tài)發(fā)生了改 變，一定是受到了力的作用， D 正確，答案： D慣性及其在生活中的應用 由牛頓第一定律可知，如果物體不受力的作用，原來靜 止的物體將一直保持靜止狀態(tài)，原來運動的物體將保持其速 度一直做勻速直線運動，一切物體都有保持原來的運動狀態(tài) 不變的性質，我們把這種性質叫作慣性慣性是物體的固有屬性 .任何物體在任何狀態(tài)下都具有 慣性.慣性不是力， 不能說“物體受慣性作用” .也不能說 “物 體受慣性力” ，只能說“物體具有慣性”或“由于慣性”.慣性的大小只與質量有關 .質量大的物體慣性大，

8、運動狀態(tài)難以 改變 .質量是物體慣性大小的唯一量度，生活中，人們常常利用物體的慣性，例如，跳遠運動員 快速助跑后， 飛身一躍， 利用自身的慣性， 在空中繼續(xù)前進， 以提高成績，慣性有時也會帶來危害，例如，公交車突然剎 車時，站在車廂中的乘客的腳已隨車停止運動，而身體的上 部要保持原來運動的狀態(tài) .因此身體會前傾， 如圖 4 所示：同 樣的道理， 當汽車突然開動時 .乘客的腳已隨車開始運動， 而 身體的上部要保持原來靜止的狀態(tài)，因此身體會向后仰，為 避免摔倒 .乘客需要抓緊拉手 .例 4 關于慣性，下列說法中正確的是（） .A. 物體靜止時不容易推動，所以物體靜止時比運動時慣 性大B. 物體高速

9、運動時不容易停下來，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或靜止狀態(tài)，所以物 體只有在不受力時才有慣性D. 慣性是物體的固有屬性，任何物體在任何情況下都具有慣性分析：慣性是物體的固有屬性，任何物體在任何運動狀 態(tài)下都具有慣性，慣性的大小只與物體的質量有關，與物體 是否受力及是否運動均無關 .答案： D例 5 如圖 5所示.當鐵錘松動時，握住錘柄迅速向下撞 擊堅硬的地面， 錘頭會緊緊地套在木柄上 .這是因為錘柄撞擊 地面時（） .A. 錘頭由運動變?yōu)殪o止，錘柄由于慣性仍要保持靜止狀態(tài)B. 錘頭由運動變?yōu)殪o止，錘柄由于慣性仍要繼續(xù)向下運動C. 錘柄由運動變?yōu)殪o止，錘頭由于慣性仍要保持靜止狀態(tài)D. 錘柄由運動變?yōu)殪o止，錘頭由于慣性仍要繼續(xù)向下運動分析：將錘子倒著舉起來向下撞擊時，錘頭和錘柄都處 于運動狀態(tài)，當錘柄碰到地面后運動停止，而錘頭由于慣性 仍然會保持運動狀態(tài) .故此時錘頭能緊緊地套在錘柄上 .答案： D學即用，練一練：1. 在探究阻力對物體運動的影響時，利用的器材有斜面、 圖 6 板、玻璃板、棉布和小車，如圖 6 所示 .（1）每次都要讓小車從斜面上的同一位置開始下滑， 使小車每次進入水平部分時大小相等 .（ 2）實驗記錄情況如表 2.通過實驗可知小車受到的阻 力越小，小車速度變化越 （填“快”或“慢” ），小車的滑行距離越（填“遠”或“近” ）.