科學(xué)探究：牛頓第一定律

1、第六章第六章 力與運動力與運動第一節(jié)第一節(jié) 科學(xué)探究：牛頓第一定律科學(xué)探究：牛頓第一定律 1 1、在實驗的基礎(chǔ)上進行科學(xué)推理，認識并理解在實驗的基礎(chǔ)上進行科學(xué)推理，認識并理解牛頓第一定律的內(nèi)容；牛頓第一定律的內(nèi)容； 2 2、經(jīng)歷牛頓、經(jīng)歷牛頓第一定律的探究過程，掌握理想實第一定律的探究過程，掌握理想實驗的科學(xué)方法；驗的科學(xué)方法； 3 3、知道什么是慣性，認識慣性的利與弊，會解知道什么是慣性，認識慣性的利與弊，會解釋生產(chǎn)和生活中有關(guān)慣性的現(xiàn)象。釋生產(chǎn)和生活中有關(guān)慣性的現(xiàn)象。從以下力學(xué)現(xiàn)象中你有什么發(fā)現(xiàn)從以下力學(xué)現(xiàn)象中你有什么發(fā)現(xiàn)? ?F F 對靜止的課本等文具輕輕施加一個水平方向的拉力，課對靜止

2、的課本等文具輕輕施加一個水平方向的拉力，課本等沿水平方向運動，撤去拉力后，課本等停了下來。本等沿水平方向運動，撤去拉力后，課本等停了下來。想一想想一想用鐵錘敲擊釘子，釘子向下用鐵錘敲擊釘子，釘子向下運動陷入木板中。停止敲擊，運動陷入木板中。停止敲擊，釘子就不再下陷。釘子就不再下陷。對陷入雪地里的汽車施加水對陷入雪地里的汽車施加水平的推力，汽車就沿水平方平的推力，汽車就沿水平方向運動了。撤去推力車就會向運動了。撤去推力車就會停下來。停下來。靜止的足球用腳施加力后靜止的足球用腳施加力后會飛出去。會飛出去。以上力學(xué)現(xiàn)象中似乎具有一個共同特征以上力學(xué)現(xiàn)象中似乎具有一個共同特征: :物體的運動需要力的作

3、用，若不受力物體就不會運動或物體的運動需要力的作用，若不受力物體就不會運動或停止運動。停止運動。要維持物體做勻速運動，就必須給要維持物體做勻速運動，就必須給物體施加一恒定的力。不受力而一物體施加一恒定的力。不受力而一直運動的物體是不存在的。直運動的物體是不存在的。-力是維持物體運動的原因力是維持物體運動的原因! !真聰明真聰明, ,竟然和我竟然和我的觀點是一致的的觀點是一致的亞里士多德亞里士多德(Aristotle,(Aristotle,前前384-384-前前322)322)v恩格斯評價他恩格斯評價他: :最博學(xué)的人最博學(xué)的人v古希臘著名的科學(xué)家和哲學(xué)家古希臘著名的科學(xué)家和哲學(xué)家伽利略伽利略

4、(Galileo,1564-1642)關(guān)閉了發(fā)動機的火車，雖然繼續(xù)運行，關(guān)閉了發(fā)動機的火車，雖然繼續(xù)運行，但是最后也將停下來?；疖嚍槭裁磿亲詈笠矊⑼Ｏ聛怼；疖嚍槭裁磿Ｏ聛砟赝Ｏ聛砟? ?假如沒有摩擦力的作用那火車的運動狀態(tài)又會有什么變假如沒有摩擦力的作用那火車的運動狀態(tài)又會有什么變化呢？化呢？摩擦力摩擦力力是維持物體運動的原因力是維持物體運動的原因力是改變物體運動狀態(tài)力是改變物體運動狀態(tài)的原因的原因絕對光滑的平面絕對光滑的平面沒有，你們?nèi)绾螞]有，你們?nèi)绾斡脤嶒炞C明你的用實驗證明你的結(jié)論？結(jié)論？在學(xué)習(xí)聲音時沒有真空在學(xué)習(xí)聲音時沒有真空, ,他們都能他們都能用真空罩做出用真空罩做出“真空不能

5、傳聲真空不能傳聲”的實驗的實驗, ,我想他們也會運用相同的我想他們也會運用相同的思考方法設(shè)計一個實驗來證明我思考方法設(shè)計一個實驗來證明我的觀點的。的觀點的。時空對話時空對話實驗中，我們能使實驗中，我們能使玻璃罩內(nèi)達到絕對玻璃罩內(nèi)達到絕對真空嗎？我們又是真空嗎？我們又是怎樣得出真空不能怎樣得出真空不能傳聲的結(jié)論的？該傳聲的結(jié)論的？該實驗的實驗理念是實驗的實驗理念是什么？什么？溫故而知新溫故而知新可靠的可靠的事實事實和深刻的和深刻的理論思維理論思維的結(jié)合的結(jié)合有空氣有空氣的實際的實際實驗實驗無空氣無空氣的的理想理想實驗實驗有摩擦有摩擦力的實力的實際實驗際實驗無摩擦無摩擦力的力的理理想實驗想實驗 邏

6、輯推理邏輯推理真空罩實驗理念真空罩實驗理念 邏輯推理邏輯推理我們要想驗證伽利略理論的正確性我們要想驗證伽利略理論的正確性, ,其實驗的難點是什么其實驗的難點是什么? ?用什么理念突破這個難點用什么理念突破這個難點? ? 結(jié)合上述結(jié)合上述“真空不能傳聲真空不能傳聲”的實驗，你應(yīng)如何的實驗，你應(yīng)如何設(shè)計實驗，探究設(shè)計實驗，探究運動物體如果不受其他物體的影響運動物體如果不受其他物體的影響，會一直運動下去嗎？，會一直運動下去嗎？ 讓小車從斜面滑下，逐漸減小平面的粗糙程度，讓小車從斜面滑下，逐漸減小平面的粗糙程度，測量小車的運動距離，并推論當平面沒有摩擦力時測量小車的運動距離，并推論當平面沒有摩擦力時小

7、車的運動情況。小車的運動情況。提出問題提出問題設(shè)計實驗設(shè)計實驗控制變量法控制變量法使小車到水平面具有使小車到水平面具有相同的初速度相同的初速度1.1.小車從同一高度滑下小車從同一高度滑下2.2.同一小車同一小車3.3.同一斜面同一斜面4.4.使小車從斜面頂端自由使小車從斜面頂端自由滑下滑下實驗中需要控制哪些影響因素，如何控制？目的實驗中需要控制哪些影響因素，如何控制？目的是什么是什么? ? 需要哪些器材？需要哪些器材？斜面、粗糙程度不同的木板、小車、刻度尺等斜面、粗糙程度不同的木板、小車、刻度尺等需要記錄哪些信息？需要記錄哪些信息？運動物體如果不受其他物體的影響，會一直運動下去嗎？運動物體如果

8、不受其他物體的影響，會一直運動下去嗎？平面越來越光滑平面越來越光滑摩擦力越來越小摩擦力越來越小小車運動的越來越遠小車運動的越來越遠實驗次數(shù)實驗次數(shù)表面材料表面材料阻力大小阻力大小 滑行距離滑行距離 1 1毛巾毛巾最大最大最短最短2 2粗布條粗布條 較大較大較長較長3 3光滑木版光滑木版 較小較小長長實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象推理：推理：阻力越小，運動距離阻力越小，運動距離 ，速度改變，速度改變 。阻力為阻力為0 0（水平方向不受力作用），運動速度（水平方向不受力作用），運動速度 。假如小車靜止在水平面上，水平方向不受假如小車靜止在水平面上，水平方向不受力，你認為小車的運動狀態(tài)又會如何？力，你認為小車的運

9、動狀態(tài)又會如何？越長越長越慢越慢不改變不改變研究方法：實驗加推理研究方法：實驗加推理靜止在水平桌面上靜止在水平桌面上由實驗可知：由實驗可知： 物體在沒有受到外力作用物體在沒有受到外力作用時，其運動會是勻速的、沿直線的，時，其運動會是勻速的、沿直線的，而且將永遠運動下去。而且將永遠運動下去。運動的運動的笛卡兒笛卡兒補充了伽利略的補充了伽利略的認識，指出：如果運動物認識，指出：如果運動物體不受到任何力的作用，體不受到任何力的作用，它不會向左、右方向偏，它不會向左、右方向偏，將永遠沿原來的方向做勻?qū)⒂肋h沿原來的方向做勻速直線運動。速直線運動。靜止的物體在沒有受到外力作用時，總靜止的物體在沒有受到外力

10、作用時，總保持靜止狀態(tài)。保持靜止狀態(tài)。一切物體在沒有受到外力的作用時，總保持勻速直線運動一切物體在沒有受到外力的作用時，總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)。狀態(tài)或靜止狀態(tài)。1 1、“一切一切”適用于所有物體；適用于所有物體；2 2、“沒有受到外力作用沒有受到外力作用”是定律成立的條件，包括物體是定律成立的條件，包括物體確實沒有受到外力和物體受到平衡力的作用；確實沒有受到外力和物體受到平衡力的作用；3 3、“總保持總保持”是指物體在不受外力作用時，只有靜止或是指物體在不受外力作用時，只有靜止或勻速直線運動兩種可能；勻速直線運動兩種可能；4 4、“或或”指兩種狀態(tài)必有其一，不同時存在。指兩種狀態(tài)必有

11、其一，不同時存在。牛頓第一定律不是通過實驗直接得出的，而是在大量實驗牛頓第一定律不是通過實驗直接得出的，而是在大量實驗的基礎(chǔ)上用推理的方法概括出來的。不能用實驗直接證明。的基礎(chǔ)上用推理的方法概括出來的。不能用實驗直接證明。為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象呢為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象呢? ?原來的小球和鐵片都處于原來的小球和鐵片都處于什么狀態(tài)？什么狀態(tài)？后來鐵片被彈走，小球后來鐵片被彈走，小球的狀態(tài)變了嗎？的狀態(tài)變了嗎？小球沒有被彈走仍然保持原來的小球沒有被彈走仍然保持原來的 狀態(tài)不變。這說狀態(tài)不變。這說明原來明原來靜止靜止的小球在不受外力作用時仍保持的小球在不受外力作用時仍保持靜止靜止狀態(tài)。狀態(tài)。靜止靜止演

12、示實驗演示實驗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受力停下來，小球仍保后來小車遇到障礙物受力停下來，小球仍保持持 。 運動狀態(tài)。運動狀態(tài)。運動狀態(tài)運動狀態(tài)小球沒有停止，仍然保持原來的小球沒有停止，仍然保持原來的 狀態(tài)不變。這說狀態(tài)不變。這說明原來運動的小球在不受外力作用時仍保持運動狀態(tài)。明原來運動的小球在不受外力作用時仍保持運動狀態(tài)。運動運動演示實驗演示實驗物體都具有保持靜止或勻速直線運物體都具有保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)。動狀態(tài)的性質(zhì)。圖1圖2慣性慣性靜者恒靜，靜者恒靜，動者恒動動者恒動 物體都具有保持靜止或勻速物體都具有保持靜止或勻速直線

13、運動狀態(tài)的性質(zhì)。直線運動狀態(tài)的性質(zhì)。慣性慣性靜者恒靜，動者恒動靜者恒靜，動者恒動固體具有慣性固體具有慣性氣體具有慣性氣體具有慣性液體具有慣性液體具有慣性一切一切慣性解釋方法慣性解釋方法1 1、物體原來的狀態(tài)、物體原來的狀態(tài)2 2、觀察哪個物體、觀察哪個物體( (或物體的某一部分或物體的某一部分) )受到外力作用后受到外力作用后突然改變了運動狀態(tài)突然改變了運動狀態(tài), ,并指明運動狀態(tài)變化情況并指明運動狀態(tài)變化情況3 3、物體由于、物體由于慣性慣性怎樣保持原來的運動狀態(tài)不變怎樣保持原來的運動狀態(tài)不變4 4、說明題目給出的現(xiàn)象、說明題目給出的現(xiàn)象慣性的利用與防止慣性的利用與防止慣性不是力慣性不是力,

14、 ,是物體的一種基本屬性是物體的一種基本屬性, ,僅與物體的質(zhì)僅與物體的質(zhì)量有關(guān)量有關(guān), ,質(zhì)量越大慣性越質(zhì)量越大慣性越 . .大大慣性與質(zhì)量的關(guān)系慣性與質(zhì)量的關(guān)系1 1、下列關(guān)于牛頓第一定律建立的說法中正確的、下列關(guān)于牛頓第一定律建立的說法中正確的是（是（ ）A 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 B、它是通過實驗直接得出的、它是通過實驗直接得出的C C、它是可以通過實驗驗證的、它是可以通過實驗驗證的D D、它是以實驗事實為基礎(chǔ)，通過推理、想象而、它是以實驗事實為基礎(chǔ)，通過推理、想象而總結(jié)出來的總結(jié)出來的D D2 2、下列說法中錯誤的是（、下列說法中錯誤的是（ ）A A、

15、正在運動的物體，如果所受的外力同時消失，、正在運動的物體，如果所受的外力同時消失，將沿直線繼續(xù)運動將沿直線繼續(xù)運動B B、原來靜止的物體，只有受到力的作用才會運動起來、原來靜止的物體，只有受到力的作用才會運動起來C 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 D、原來靜止的物體，如果所受的外力突然同時消失，、原來靜止的物體，如果所受的外力突然同時消失，將停止運動將停止運動D D3 3、被踢出的冰塊、被踢出的冰塊, ,在摩擦力可以忽略的冰面上勻速滑動在摩擦力可以忽略的冰面上勻速滑動, ,冰塊受不受向前的作用力冰塊受不受向前的作用力? ?A: A: 不不

16、受受B: B: 受受4 4、判斷、判斷: :. .只有靜止或做勻速直線運動的的物體才有慣性只有靜止或做勻速直線運動的的物體才有慣性. .對對錯錯. .做變速運動的物體沒有慣性做變速運動的物體沒有慣性. .任何物體都有慣性任何物體都有慣性. .錯錯對對對對錯錯回回 答答 正正 確確此時此時, ,冰塊由于慣性而以被踢出時的冰塊由于慣性而以被踢出時的速度作勻速運動速度作勻速運動, ,不受向前的作用力不受向前的作用力. .錯錯 誤誤回回 答答 正正 確確慣性是物體的固有性質(zhì)慣性是物體的固有性質(zhì), ,任何物體都有慣性任何物體都有慣性. .5.5.做伽利略實驗時做伽利略實驗時, ,每次做實驗都用同一小車每

17、次做實驗都用同一小車, ,從同樣高從同樣高的斜面上運動下來的斜面上運動下來, ,使它在三種平面上開始運動時的速度使它在三種平面上開始運動時的速度相同，則下列有關(guān)這個實驗的說法中錯誤的是相同，則下列有關(guān)這個實驗的說法中錯誤的是( )( )A A、在同樣條件下，小車受到的阻力越小，它前進得就越、在同樣條件下，小車受到的阻力越小，它前進得就越遠遠B B、小車受到的阻力越小，它的速度減小得就越慢、小車受到的阻力越小，它的速度減小得就越慢C C、小車的速度減小是由于受到了阻力、小車的速度減小是由于受到了阻力D D、這個實驗直接得出了牛頓第一定律、這個實驗直接得出了牛頓第一定律D D6.6.一顆彈珠在水平

18、桌面上滾動一顆彈珠在水平桌面上滾動. .當它剛剛離開桌面時，假當它剛剛離開桌面時，假如所受的一切外力都消失如所受的一切外力都消失. .那么它將（那么它將（ ）、立即停止運動、立即停止運動、沿豎直方向做勻速直線運動、沿豎直方向做勻速直線運動、沿水平方向做勻速直線運動、沿水平方向做勻速直線運動、做曲線運動往下掉、做曲線運動往下掉C C7 7正在做曲線運動的物體正在做曲線運動的物體, ,假如它所受的一切外力都消失假如它所受的一切外力都消失, ,那么它（那么它（ ）立即停下來立即停下來仍然做曲線運動仍然做曲線運動立即做勻速直線運動立即做勻速直線運動逐漸停止逐漸停止C C8 8、在勻速行駛的船內(nèi)，小明向上拋起一個小球，小、在勻速行駛的船內(nèi)，小明向上拋起一個小球，小球?qū)涞剑ㄇ驅(qū)涞剑?）A A、小明的前方、小明的前方 B B、小明的后方、小明的后方C C、小明的手中、小明的手中 D D、無法判斷、無法判斷C C9.9.下列現(xiàn)象中，不屬于慣性現(xiàn)象應(yīng)用的是下列現(xiàn)象中，不屬于慣性現(xiàn)象應(yīng)用的是( )( )A.A.用手拍打衣服上的灰塵用手拍打衣服上的灰塵B.B.運動員采用助跑跳遠運動員采用助跑跳遠C.C.錘頭松了，將錘柄在地上撞擊幾下錘頭松了，將錘柄在地上撞擊幾下D.D.騎自行車時為