景中牛頓第一定律慣性教科實用教案

1、一個簡單一個簡單(jindn)而又復雜的問而又復雜的問題題 “車為車為什么總什么總要停下要停下來呢？來呢？”第1頁/共50頁第一頁，共51頁。問題(wnt)引入：力能使靜止的物體運動，使運動物體的速度加快、減慢或改變運動的方向。下面(xi mian)我們提出這樣一個問題：如果物體不受力，物體將會怎樣呢？力與運動的關系究竟是怎樣的呢？第2頁/共50頁第二頁，共51頁。亞里士多德(Aristotle,前384-前322)伽利略(Galileo,1564-1642)笛卡兒(Descartes,1596-1650)牛頓(ni dn)(Newton,1642-1727)歷史(lsh)上研究“力與運動的關

2、系”最有影響力的科學家第3頁/共50頁第三頁，共51頁。力和運動的關系(gun x)如何呢？物體的運動(yndng)需要力來維持。亞里斯多德亞里斯多德 （ Aristotle, 前前 384 前前 322 年）年）是古希臘斯吉塔拉人，著名是古希臘斯吉塔拉人，著名(zhmng)的哲學家、科學家、的哲學家、科學家、教育家。教育家。 第4頁/共50頁第四頁，共51頁。伽利略笛卡兒物體的運動(yndng)不需要力來維持第5頁/共50頁第五頁，共51頁。（A）絨布(rngb)（B）木板(m bn)（C）玻璃板實驗探究：推斷物體(wt)不受力時的運動第6頁/共50頁第六頁，共51頁。結(jié)論：平面越光滑，小車

3、運動的距離越 ，這說明(shumng)小車受到的阻力越 ，速度減小得越 。 該實驗是怎么樣做的？器材(qci)：相同條件：不同條件：問題：為什么小車要從斜面的同一(tngy)高度滑下？推論：如果運動的物體不受阻力，它將 。 長小慢永遠運動下去1.小車從同一高度滑下2.同一小車3同一斜面第7頁/共50頁第七頁，共51頁。 理想理想(lxing)斜面實驗斜面實驗ABCDEv物體的運動不需要物體的運動不需要(xyo)力力來維持來維持第8頁/共50頁第八頁，共51頁。討論討論(toln)與思考：與思考： 現(xiàn)實生活中小球(xio qi)會做怎樣的運動？其原因是什么？第9頁/共50頁第九頁，共51頁。 因

4、為摩擦力的存在，小球不會(b hu)上升到原高度；水平運動時它也會停下來 。第10頁/共50頁第十頁，共51頁。 結(jié)論結(jié)論(jiln)： 一旦物體具有某一速度,如果(rgu)它不受力,就將以這一速度勻速直線地運動下去。 若不存在摩擦(mc),小球?qū)⑸仙脚c 原來相同的高度；第11頁/共50頁第十一頁，共51頁。 300多年前，意大利科學家伽利略對類似(li s)的實驗進行了分析，認識到運動的物體受到的阻力越小，它的速度減小就越慢，運動的時間就越長。伽利略伽利略（Galileo Galilei，1564-1642），意大利物理學家、天文學家和哲學家，近代實驗科學的先驅(qū)者。 他還進一步推理得出：在

5、理想情況下，如果水平面絕對(judu)光滑，物體受到的阻力為零，它以不變的速度永遠運動下去第12頁/共50頁第十二頁，共51頁。笛卡兒笛卡兒認為：運動(yndng)的物體在不受外力時，不僅運動(yndng)速度不變，而且方向也不變，將以恒定不變的速度沿原來的方向永遠運動(yndng)下去第13頁/共50頁第十三頁，共51頁。牛頓在前人研究成果的基礎(jch)上，總結(jié)出了一個重要的規(guī)律：牛頓第一定律第14頁/共50頁第十四頁，共51頁。偉大偉大(wid)的物理學家牛頓的物理學家牛頓成功秘訣：超人智慧成功秘訣：超人智慧(zhhu)持之以恒的興趣難以想象持之以恒的興趣難以想象的執(zhí)著的執(zhí)著第15頁/共

6、50頁第十五頁，共51頁。 一切物體在不受外力作用時，總保持勻速直線運動(yndng)狀態(tài)或靜止狀態(tài)。1、牛頓第一定律不可能用實驗來直接驗證。2、物體(wt)的運動不需要力來維持，力是改變物體(wt)運動狀態(tài)的原因。第16頁/共50頁第十六頁，共51頁。3牛頓第一定律(dngl)的意義（1）指出了一切物體都具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)(zhungti)或靜止狀態(tài)(zhungti)的性質(zhì)（2）指出了物體的運動并不需要力來維持，力是改變物體運動狀態(tài)(zhungti)的原因第17頁/共50頁第十七頁，共51頁。說明(shumng)：（1 1） 物體不受外力時的狀態(tài)是勻速直線運動狀態(tài)物體不受外力時的狀

7、態(tài)是勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，說明力不是或靜止狀態(tài)，說明力不是(b shi)(b shi)維持物體運動的原維持物體運動的原因。因。（2 2） 外力的作用是迫使外力的作用是迫使(psh)(psh)物體改變其運動，物體改變其運動，說明力是使物體運動狀態(tài)改變的原因。說明力是使物體運動狀態(tài)改變的原因。（3 3） 不受外力作用的物體是不存在的。不受外力作用的物體是不存在的。不受外力作用等效于受平衡力作用不受外力作用等效于受平衡力作用，合力為零合力為零第18頁/共50頁第十八頁，共51頁。討論2：靜止(jngzh)的物體有這種性質(zhì)，運動的物體有這種性質(zhì)嗎？ 用尺迅速打出下面的棋子，上面(shng min

8、)的棋子還保持靜止狀態(tài)，于是落在下方。討論1：你還能設計出哪些小實驗來演示物體的這種性質(zhì)？第19頁/共50頁第十九頁，共51頁。一切物體都具有保持靜止(jngzh)(jngzh)或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)。第20頁/共50頁第二十頁，共51頁。 一切物體保持運動狀態(tài)不變的性質(zhì)，叫做慣性。（即靜止或勻速直線運動狀態(tài)） 牛頓(ni dn)第一定律也叫慣性定律下列各問中的物體的慣性如何(rh)體現(xiàn)？（1）靜止在桌面上的書？（2）正在以10m/s速度運動的汽車？（3）一個正在加速的汽車，某時刻的速度是5m/s 第21頁/共50頁第二十一頁，共51頁。是物體的運動(yndng)規(guī)律慣性定律(un xn d

9、n l)慣性(gunxng)是物體的固有屬性在任何情況下都存在只有當物體不受力作用時才遵守 慣性定律是物體在不受力作用時，物體慣性的直接表現(xiàn)聯(lián)系區(qū)別第22頁/共50頁第二十二頁，共51頁。討論：要想擊中地上的目標，飛機應當飛到目標上空再投彈，還是(hi shi)提前一段距離？為什么？ 一切物體在任何情況下都具有慣性，慣性是物體固有的一種屬性。慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關, ,與所處狀態(tài)、運動速度、受力與否等因素質(zhì)(szh)(szh)無關。（質(zhì)量大的物體慣性大） 第23頁/共50頁第二十三頁，共51頁。第24頁/共50頁第二十四頁，共51頁。三、慣性現(xiàn)象(xinxing)(xinxing)的分析

10、 第25頁/共50頁第二十五頁，共51頁。解釋(jish)方法：1、交待研究對象原狀態(tài)。2、物理過程（突然發(fā)生的情況）3、研究對象由于慣性要保持原狀態(tài)甲圖：靜止(jngzh)的小車和木塊突然受到拉力時，小車和木塊的底部一起向前運動，木塊上部由于慣性仍保持靜止(jngzh)狀態(tài)，所以會向后傾倒。乙圖：運動的小車和木塊遇到障礙物，小車和木塊底部突然停止(tngzh)，木塊上部由于慣性仍然保持運動，所以小木塊會向前傾倒。第26頁/共50頁第二十六頁，共51頁。慣性現(xiàn)象知識(zh shi)講解第27頁/共50頁第二十七頁，共51頁。解決慣性(gunxng)問題的一般思路：1、先確定研究對象是哪個物體或

11、物體的哪一部分2、明確研究對象原來處于(chy)怎樣的狀態(tài)3、說明相關條件發(fā)生了怎樣的變化4、物體由于慣性而導致的結(jié)果。第28頁/共50頁第二十八頁，共51頁。慣性現(xiàn)象(xinxing)的應用與防止第29頁/共50頁第二十九頁，共51頁。例題(lt)1： 下 列 關 于 慣 性 的 說 法 中 正 確(zhngqu)的是（） A物體只有靜止或做勻速直線運動 時才有慣性 B物體只有受外力作用時才有慣性 C物體運動速度大時慣性大 D物體在任何情況下都有慣性第30頁/共50頁第三十頁，共51頁。解析(ji x)：因為(yn wi)一切物體都具有慣性，慣性是物體的固有屬性，不會因為(yn wi)外界因

12、素的變化而變化，與物體是否運動、是否受力都沒有任何關系所以此A、B、C選項均錯誤正確選項為D對慣性概念的理解應掌握“一切”的含義是指：不論物體的種類、質(zhì)量大小、是否受力、是否運動、做何種運動都毫不例外地具有慣性第31頁/共50頁第三十一頁，共51頁。 生活經(jīng)驗告訴我們：行駛中的汽車或火車，即使緊急生活經(jīng)驗告訴我們：行駛中的汽車或火車，即使緊急剎車，也要向前運動一段距離才能停下來，而且汽車或火剎車，也要向前運動一段距離才能停下來，而且汽車或火車的速度越快，剎車后向前運動的距離越長因此，有些車的速度越快，剎車后向前運動的距離越長因此，有些同學認為：物體同學認為：物體(wt)的慣性與它的速度有關，汽

13、車或火的慣性與它的速度有關，汽車或火車的速度越大，它的慣性也就越大這種看法對不對？車的速度越大，它的慣性也就越大這種看法對不對？第32頁/共50頁第三十二頁，共51頁。A A、一切物體、一切物體(wt)(wt)都具有慣性，都具有慣性，包括固體、液體和氣體包括固體、液體和氣體B B、物體、物體(wt)(wt)的運動不需要力來的運動不需要力來維持，維持物體維持，維持物體(wt)(wt)運動的是運動的是慣性慣性C C、慣性是物體、慣性是物體(wt)(wt)的固的固有屬性；質(zhì)量是慣性大小的有屬性；質(zhì)量是慣性大小的量度量度D D、物體在任何時刻、任何狀態(tài)下、物體在任何時刻、任何狀態(tài)下都具有慣性都具有慣性

14、第33頁/共50頁第三十三頁，共51頁。例題(lt)2(lt)2：人走路時，被石頭絆倒向前倒，這是為什么？1.1.人走路時，人的身體是向前運動的，2.2.腳碰到石頭時在力的作用下停止了運動，3.3.但人的身體由于慣性(gunxng)(gunxng)仍保持原來的運動狀態(tài)，繼續(xù)向前運動，4.4.所以會向前摔倒。第34頁/共50頁第三十四頁，共51頁。 有人設想，乘坐氣球飄在高空，由于地球的自轉(zhuǎn)(zzhun)，一晝夜就能周游世界，請你評價一下，這個設想可行嗎？分析：分析： 因為地球上的一切物體（包括地球周圍的因為地球上的一切物體（包括地球周圍的大氣）都隨著地球一起在自轉(zhuǎn)氣球升空后，由大氣）都隨著地球

15、一起在自轉(zhuǎn)氣球升空后，由于慣性，它仍保持原來的自轉(zhuǎn)速度當忽略其他于慣性，它仍保持原來的自轉(zhuǎn)速度當忽略其他與 地 球 有 相 對 運 動 （ 如 風 ） 的 作 用 產(chǎn) 生與 地 球 有 相 對 運 動 （ 如 風 ） 的 作 用 產(chǎn) 生(chnshng)的影響時，升空的氣球與它下方的地的影響時，升空的氣球與它下方的地面處于相對靜止的狀態(tài)不可能使它相對地球繞面處于相對靜止的狀態(tài)不可能使它相對地球繞行一周的行一周的解答解答 這個設想不符合物理原理，不可行這個設想不符合物理原理，不可行 第35頁/共50頁第三十五頁，共51頁。例3: 火車在長直(chn zh)軌道上勻速行駛, 坐在門窗密閉的車廂內(nèi)的

16、一人將手中的鑰匙相對車豎直上拋,鑰匙將落在（ ）A.手的后方B.手的前方C.落在手中D.無法確定 C第36頁/共50頁第三十六頁，共51頁。1、關于運動和力的關系，下列說法中正確的是（ ）A、必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用物體就靜止下來B、力是使物體運動狀態(tài)改變的原因C、物體的運動狀態(tài)發(fā)生(fshng)改變,一定有力作用在物體上D、物體做直線運動時，一定受到了力的作用B、C第37頁/共50頁第三十七頁，共51頁。2、下列(xili)哪些現(xiàn)象是利用慣性的（ ）A、拍打衣服時，灰塵脫離衣服B、司機和前排的乘客要系安全帶C、洗完手后，用力甩掉手的水滴D、跳遠運動員起跳前要盡力助跑A

17、CD第38頁/共50頁第三十八頁，共51頁。 3 3、高空中水平勻速飛行的轟炸機，每隔相、高空中水平勻速飛行的轟炸機，每隔相同的時間投下一顆炸彈，不計空氣阻力，那么同的時間投下一顆炸彈，不計空氣阻力，那么這些炸彈的運動軌跡是：（這些炸彈的運動軌跡是：（ ）A A、在空中的排列情況是一條拋物線、在空中的排列情況是一條拋物線B B 、 在 空 中 的 排 列 情 況 是 一 條 豎 直 線、 在 空 中 的 排 列 情 況 是 一 條 豎 直 線(zhxin)(zhxin)C C、在空中的排列情況是一條水平線、在空中的排列情況是一條水平線D D、落地點是不等間距的、落地點是不等間距的 B第39頁/

18、共50頁第三十九頁，共51頁。4.4.下列關于慣性的說法中下列關于慣性的說法中, ,正確正確(zhngqu)(zhngqu)的是的是 A. A.物體只有在靜止時才具有慣性物體只有在靜止時才具有慣性 B. B.物體運動速度越大物體運動速度越大, ,其慣性也越大其慣性也越大 C. C.太空中的物體沒有慣性太空中的物體沒有慣性 D. D.不論物體運動與否不論物體運動與否, ,受力與否受力與否, , 物體都具有慣性物體都具有慣性慣性是物體的固有屬性，不論物體慣性是物體的固有屬性，不論物體處于什么處于什么(shn me)(shn me)狀態(tài)，都具有狀態(tài)，都具有慣性。慣性。第40頁/共50頁第四十頁，共5

19、1頁。5、請你用慣性的知識來解釋一下為、請你用慣性的知識來解釋一下為什么當你奔跑時碰到石塊，必然是向什么當你奔跑時碰到石塊，必然是向前跌倒；而如果前跌倒；而如果(rgu)你腳踏西瓜你腳踏西瓜皮，必然是向后倒？皮，必然是向后倒？ 答：奔跑答：奔跑(bnpo)時碰到石塊，人的下時碰到石塊，人的下半身就停了下來，而人的上半身由于慣性，半身就停了下來，而人的上半身由于慣性，仍然保持原來的運動狀態(tài)，所以會向前跌倒。仍然保持原來的運動狀態(tài)，所以會向前跌倒。 如果你腳踏西瓜皮，腳有一個向前運如果你腳踏西瓜皮，腳有一個向前運動的速度，而人的上半身由于慣性，仍保持動的速度，而人的上半身由于慣性，仍保持原來的靜止

20、狀態(tài)，所以會向后倒。原來的靜止狀態(tài)，所以會向后倒。第41頁/共50頁第四十一頁，共51頁。D第42頁/共50頁第四十二頁，共51頁。7.7.如圖所示，一個劈形物體如圖所示，一個劈形物體A A，各面均，各面均光滑，放在固定的斜面光滑，放在固定的斜面(ximin)(ximin)上，上，上表面水平，在上表面放一光滑小球上表面水平，在上表面放一光滑小球B B，劈形物體從靜止開始釋放，則小球在碰劈形物體從靜止開始釋放，則小球在碰到斜面到斜面(ximin)(ximin)前的運動軌跡是前的運動軌跡是 A A沿斜面沿斜面(ximin)(ximin)向下的直線向下的直線 B B豎豎直向下的直線直向下的直線 C C無規(guī)則曲線無規(guī)則曲線 D D拋物線拋物線AB答案答案(d n)B第43頁/共50頁第四十三頁，共51頁。第44頁/共50頁第四十四頁，共51頁。8：關于慣性下列幾種說法中正確的是（）、運動的物體具有(jyu)慣性，靜止的物體沒有慣性。、只有很重的物體具有(jyu)慣性，輕飄飄的氣球沒有慣性。、物體不受力作用具有(jyu)慣性，有力作用后，慣性就消失