7.3探究物體不受力時怎樣運動

1、第七章 力和運動7.3.1 探究物體不受力時怎樣運動 有推力時 無推力時運動狀態(tài)運動靜止用力推動放在課桌上的物理課本探究體驗1：必須有力作用在物體上,才能使物體繼續(xù)運動,沒有力的作用,物體就要停下來。 物體的運動需要力去維持！ 亞里士多德 探究體驗2： 有推力時 無推力時運動狀態(tài)運動運動物體的運動不需要力維持！ 將玩具皮球放在講臺上，用力推皮球。伽利略伽利略(Galileo,1564-1642)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。火車為什么會停下來呢?摩擦力但力可以改變物體的運動狀態(tài)。 “力是維持物體運動的因”“當(dāng)推一個物體的力不再推它時，原來運動的物體便歸于靜止。”“力是改

2、變物體運動狀態(tài)的原因”“物體的運動并不需要力來維持。運動的物體會停下來，是因為它受到了摩擦阻力的緣故?！苯^對光滑的平面不存在，你們?nèi)绾斡脤嶒炞C明你的結(jié)論？在學(xué)習(xí)聲音時沒有真空,他們都能用真空罩做出“真空不能傳聲”的實驗,我想我們也會運用相同的思考方法設(shè)計一個實驗來證明我的觀點的。時空對話 實驗中，我們能使玻璃罩內(nèi)達到絕對真空嗎？我們又是怎樣得出真空不能傳聲的結(jié)論的？該實驗的實驗理念是什么？溫故而知新可靠的事實和深刻的理論思維的結(jié)合有空氣的實際實驗無空氣的理想實驗有摩擦力的實際實驗無摩擦力的理想實驗 邏輯推理真空罩實驗理念 邏輯推理我們要想驗證伽利略理論的正確性,其實驗的難點是什么?用什么理念突

3、破這個難點?結(jié)合上述“真空不能傳聲”的實驗,你應(yīng)如何設(shè)計實驗來探究運動物體如果不受其他物體的影響,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,測量小車的運動距離,并推論當(dāng)平面沒有摩擦力時小車的運動情況。提出問題設(shè)計實驗斜面、粗糙程度不同的木板、小車、刻度尺等控制變量法3.小車從同一高度滑下1.同一小車2.同一斜面4.使小車從斜面頂端自 由滑下實驗中需要控制哪些影響因素？如何控制？目的是什么？需要哪些器材？需要記錄哪些信息？使小車到水平面具有相同的初速度平面越來越光滑摩擦力越來越小小車運動的越來越遠實驗次數(shù)表面材料阻力大小 滑行距離 1毛巾2粗布條 3光滑木板 實驗現(xiàn)象運動物體如

4、果不受其他物體的影響，會一直運動下去嗎？大較大較小最短較長長 假如平面足夠光滑，小車的運動情況會怎樣？在完全沒有摩擦阻力的情況下，小車的運動方向永遠不改變，運動的距離很遠很遠，將永遠不會停下來。由實驗可知：運動的物體在沒有受到外力作用時,其運動總是勻速的，而且將永遠運動下去；笛卡兒補充了伽利略的認(rèn)識，指出：如果運動物體不受到任何力的作用，它不會向左、右方向偏，將永遠沿原來的方向做勻速直線運動。靜止的物體在沒有受到外力作用時，總保持靜止?fàn)顟B(tài) 人們對物體的運動規(guī)律的認(rèn)識是經(jīng)歷了漫長的時間的物體在不受力時的運動規(guī)律，它是經(jīng)過亞里士多德對人們近兩千年的思想束縛，伽利略的科學(xué)推理，才最終由牛頓總結(jié)得出來

5、 物體不受力 (運動方向上不受力)靜止的物體 保持靜止?fàn)顟B(tài)運動的物體勻速直線運動狀態(tài)抽象與歸納： 一切物體在沒有受到外力作用的時候，總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。牛頓第一定律：“或”指兩種狀態(tài)必有其一，不同時存在。注意： “一切物體”說明該規(guī)律適合于所有的物體，具有普遍意義； “沒有受到外力的作用是定律成立的條件，包括物體確實沒有受到外力和物體受到平衡力的作用；“總保持”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； 牛頓是英國物理學(xué)家、天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家。他喜歡沉思默想，動手制作。小學(xué)時就制作了令人驚驚訝的小風(fēng)車，中學(xué)時又制作了水鐘自動滴水到自己臉上摧他起床。牛頓(1642-1

6、727) 牛頓的一生貢獻很多。但是，他對自己所做一切的總結(jié)是： 我始終把觀察實驗和理性思考結(jié)合在一起，那浩瀚的真理海洋，仍然在我前面并未被發(fā)現(xiàn)，如果我所見的比別人遠，那是因為我站在巨人的肩膀上。 少年時的牛頓充滿理想，壯志滿懷，酷愛學(xué)習(xí)，曾在自家的石墻上刻了一個日鐘，目的是督促自己爭分奪秒地學(xué)習(xí)。 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。（1）力不是維持物體運動的原因；（2）力是改變物體運動狀態(tài)的原因牛頓第一定律的重要貢獻在于 不受外力作用的物體是不存在的，牛頓第一定律所描述的物體不受外力的狀態(tài)，是一種理想化狀態(tài). 這種狀態(tài)雖不能實

7、現(xiàn)，但在現(xiàn)實中卻可以用合力為0的狀態(tài)來代替它，或者說合力為0與不受外力是等效的。 這就使得牛頓第一定律在實際應(yīng)用中有了實際的意義。評估與反思： 亞里士多德觀點： 必須有力作用在物體上，物體才能運動，停止用力，物體就馬上靜止下來。力是維持物體運動的原因。 亞里士多德觀點的錯誤：來自于日常經(jīng)驗所帶來的錯誤認(rèn)識 伽利略觀點： 運動物體會停下來是受到摩擦力的緣故，設(shè)想沒有摩擦，物體將保持恒定不變的速度永遠運動下去。物體的運動不需要力來維持。評估與反思： 伽利略觀點的正確：理想斜面實驗的支持伽利略理想斜面實驗 1、 在彎曲軌道的一邊釋放一個小球，觀察小球在另一邊上升的高度。 2 、逐漸減小軌道與水平傾角

8、，直到減小為零時,再觀察小球的運動情況。ABCDEv物體的運動不需要力來維持 理想斜面實驗因為摩擦力的存在，小球不會上升到原高度；討論與思考： 現(xiàn)實生活中小球會作怎樣的運動？其原因是什么？水平運動時它也會停下來 。 指出了：力不是維持物體運動的原因，而恰恰是改變物體運動狀態(tài)的原因。 理想實驗是實驗與思維的完美結(jié)合，它以真實科學(xué)實驗為基礎(chǔ)，經(jīng)過抽象思維，合理的推理，將研究對象“理想化”，抓住主要因素，忽略次要因素，從而概括出事物的本質(zhì)規(guī)律。 伽利略理想斜面實驗的意義理想實驗法： 伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所運用的科學(xué)的推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。 愛因斯坦 伽利略

9、（1564-1642） 伽利略是意大利哲學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家。他善于獨立思考，常用自己的觀察和實驗來檢驗教授們所講的教條。1589年，經(jīng)朋友推薦到比薩大學(xué)任數(shù)學(xué)教授。任教時，他整天忙于實驗，目的是重新檢驗當(dāng)時的大權(quán)威亞里士多德的著作。伽利略自己動手于1609年制作了世界上第一臺望遠鏡，觀察發(fā)現(xiàn)了一系列的新天體，激怒 了當(dāng)時的教會，受到羅馬主教團的審判。伽利略雖然過著監(jiān)禁的生活，但他仍然不放棄對科學(xué)的追求。1642年1月8日，78歲的科學(xué)巨人含冤逝世。 時隔300年，1979年11月10日，羅馬教皇終于公開承認(rèn)教會審判是不公正的，這位科學(xué)巨人終于沉冤昭雪。亞里士多德（公元前384年

10、-公元前322年） 亞里士多德：古希臘哲學(xué)家，柏拉圖的學(xué)生、亞歷山大大帝的老師。他的著作包含許多學(xué)科，包括了物理學(xué)、形而上學(xué)、詩歌（包括戲劇）、音樂、生物學(xué)、動物學(xué)、邏輯學(xué)、政治、政府、以及倫理學(xué)。和柏拉圖、蘇格拉底（柏拉圖的老師）一起被譽為西方哲學(xué)的奠基者。亞里士多德的著作是西方哲學(xué)的第一個廣泛系統(tǒng)，包含道德、美學(xué)、邏輯和科學(xué)、政治。公元前322年3月7日亞里士多德因病去世。一、歷史的回顧：亞里士多德伽利略牛頓二、牛頓第一定律： 1、物體不受外力時的運動狀態(tài)是勻速直線運動或靜止2、外力的作用是迫使物體改變原來的運動狀態(tài)小結(jié)1、亞里士多德觀點：運動 力來維持是錯誤的；伽利略觀點：運動 力來維持

11、是正確的。2、力不是維持物體 的原因；力是改變物體 狀態(tài)的原因。3、在探究實驗中，三次小車都要從同一高度滑下，目的是讓小車剛到達平面時 相等。4、牛頓第一定律： 物體在沒有受到 的作用時，總保持 狀態(tài)或 狀態(tài)。需要不需要運動運動速度一切力靜止勻速直線運動5、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 B.它是通過實驗直接得出的C.它是可以通過實驗驗證的D.它是以實驗事實為基礎(chǔ)，通過推理、想象而總結(jié)出來的D6、下列說法中錯誤的是（ ）A.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B.原來靜止的物體，只有受到力的作用才會運動起來C.原來靜止的物體，不受外

12、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消失，將停止運動D7、關(guān)于運動和力的關(guān)系，下列說法中正確的是（ ）A.物體受到力的作用，運動狀態(tài)一定改變B.運動不受到力的作用，一定保持靜止?fàn)顟B(tài)C.物體運動狀態(tài)的改變，一定是受到力的作用D.物體運動狀態(tài)沒有發(fā)生改變，一定是沒有受到力的作用C8、做伽利略實驗時,每次做實驗都用同一小車,從同樣高的斜面上運動下來,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( )A.在同樣條件下，小車受到的阻力越小，它前進得就越遠B.小車受到的阻力越小，它的速度減小得就越慢C.小車的速度減小是由于受到了阻力D.這個實驗直接得出了牛

13、頓第一定律D9、一顆彈珠在水平桌面上滾動.當(dāng)它剛剛離開桌面時，假如所受的一切外力都消失,那么它將（ ）A.立即停止運動B.沿豎直方向勻速直線運動C.沿水平方向勻速直線運動D.做曲線運動往下掉C10、正在做曲線運動的物體，如果它所受的外力全部同時消失，那么( )A.物體繼續(xù)做曲線運動B.物體將做勻速直線運動C.物體將做變速直線運動D.物體將保持靜止B第七章 力和運動7.3.2 探究物體不受力時怎樣運動1、牛頓第一定律： 物體在沒有受到 的作用時，總保持 狀態(tài)或 狀態(tài)。2、牛頓第一定律告訴我們：原來靜止的物體，有保持 狀態(tài)的性質(zhì)；原來運動的物體，有保持 狀態(tài)的性質(zhì)。復(fù)習(xí)舊知一切力靜止勻速直線運動靜

14、止勻速運動 為什么一切物體在不受外力作用時都能保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)呢？觀察并思考下列現(xiàn)象原來的小球和木板都處于什么狀態(tài)？后來木板被彈走，小球的狀態(tài)變了嗎？小球沒有被彈走仍然保持原來的 狀態(tài)不變。這靜止說明原來 的小球在不受外力作用時仍保持 狀態(tài)。靜止靜止原來的小車和木塊都處于什么狀態(tài)？_后來小車遇到障礙物受力停下來，木塊仍保持_ 運動狀態(tài)運動狀態(tài)木塊沒有停止，仍然保持原來的 狀態(tài)不變。這說明原來運動的木塊在不受外力作用時仍保持運動狀態(tài)。運動圖1圖2物體都具有保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)。慣性靜者恒靜，動者恒動 物體都具有保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)。慣性靜者恒靜，動者恒動固體

15、具有慣性氣體具有慣性液體具有慣性一切牛頓第一運動定律又叫做慣性定律慣性是物體的一種普遍的固有的屬性。交流、歸納 一切物體在任何情況下都有慣性，與物體是否受力、受力大小、是否運動、運動速度等皆無關(guān)。量度物體慣性大小的物理量是什么呢?質(zhì)量 對于任何物體,在受到相同的作用力時,決定它們運動狀態(tài)變化難易程度的惟一因素就是質(zhì)量. 質(zhì)量大的物體慣性大.也就是說改變它的運動狀態(tài)越困難。交流與合作下列各問題中的物體的慣性如何體現(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 保持書靜止在桌面上保持汽車以10m/s的速度不變、沿原方向運動下去 汽

16、車沿原方向保持著每一時刻的速度不變運動下去且慣性大小不變。評估與反思： 一切物體在任何情況下都有慣性，有無慣性與物體的運動狀態(tài)無關(guān)。1、運動的物體有慣性，靜止的物體有慣性嗎？2、運動速度大的物體慣性就大嗎？ 決定慣性大小的唯一量度是質(zhì)量，與運動速度的大小無關(guān)。3、慣性是一種特殊的力嗎？ 慣性不是力，慣性是物體本身固有的一種屬性，說明問題時應(yīng)該說：由于慣性，不能說物體“受到慣性的作用”。而力是物體與物體之間的相互作用。4、“慣性”是不是就是“慣性定律”？ 慣性定律即牛頓第一定律，是一條物理規(guī)律，是物體在某個特定的環(huán)境（不受外力）下具有慣性的表現(xiàn)。它成立的條件是“物體沒有受到外力作用”；而慣性是物

17、體的屬性，沒有條件限制，物體無論受力與否都有慣性。當(dāng)然二者也是有聯(lián)系的：正是因為一切物體都有慣性，所以當(dāng)物體沒有受到外力作用的時候，才會保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。 突然拉動小車小車突然停下來 木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，突然拉動小車時， 木塊下部隨車一起運動，上部由于慣性保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，木塊向后倒。 木塊處于運動狀態(tài)，小車突然停下時，木塊下部隨車一起停止運動,上部由于慣性保持原來的運動狀態(tài)，木塊向前倒。生活中的慣性現(xiàn)象 公交車開始處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)車突然起動時， 車上乘客的腳隨車向前運動，而身體的上部由于慣性還要保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，因此，乘客就會向后傾倒。 公交車處于 ，當(dāng)車緊急剎車時， 車上乘

18、客的腳隨車 ，而身體的上部由于 還要保持原來的 ，因此，乘客就會 。運動狀態(tài)停止運動慣性運動狀態(tài)向前傾倒分析、解釋慣性現(xiàn)象的一般步驟先說研究對象原來的運動狀態(tài)發(fā)生了怎樣的變化誰由于慣性保持了什么樣的運動狀態(tài)結(jié)果如何 請你用慣性的知識來解釋一下為什么當(dāng)你奔跑時碰到石塊，必然是向前跌倒；而如果你腳踏西瓜皮，必然是向后倒？ 答：奔跑時碰到石塊，人的下半身就停了下來，而人的上半身由于慣性，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，腳有一個向前運動的速度，而人的上半身由于慣性，仍保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，所以會向后倒。 有人設(shè)想，乘坐氣球飄在高空，由于地球的自轉(zhuǎn)，一晝夜就能周游世界，請你評價

19、一下，這個設(shè)想可行嗎？ 分析： 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，由于慣性，它仍保持原來的自轉(zhuǎn)速度所以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行一周的 交通部門規(guī)定：在車輛前排乘坐的人必須系好安全帶，請從物理學(xué)的角度加以說明。 汽車緊急剎車時，突然減速，乘客由于慣性將會撞在前面而造成危險，系上了安會帶就可以靠安全帶的拉力而隨汽車一起減速，避免危險。 如圖所示，水平放置的小瓶內(nèi)裝有水，其中有氣泡，當(dāng)瓶子從靜止?fàn)顟B(tài)突然向右加速運動時，小氣泡在瓶內(nèi)將向何方運動？ 解：因為當(dāng)瓶子從靜止?fàn)顟B(tài)突然向右加速運動時，瓶中的水由于慣性要保持原有的靜止

20、狀態(tài)，相對瓶來說是向左運動，氣泡也有慣性，但相比水來說質(zhì)量很小，慣性小可忽略不計，所以氣泡相對水向右移動。 討論：要想擊中地上的目標(biāo)，飛機應(yīng)當(dāng)飛到目標(biāo)上空再投彈，還是提前一段距離？為什么？慣性現(xiàn)象的應(yīng)用與防止防止(1)_ 慣性現(xiàn)象在日常生活中普遍存在,應(yīng)該注意防止和利用,請分別舉二例: 利用(1)_(2)_ (2)_汽車進站時，關(guān)閉油門節(jié)省汽油揮盆潑水（投擲物體）小汽車司機佩帶安全帶跑道的終點處留有一塊空地學(xué)過慣性后，你能解釋下面的現(xiàn)象嗎？（1）跳遠運動員在起跳前，為什么要助跑？（2）發(fā)射衛(wèi)星時，為什么要順著地球自轉(zhuǎn)的方向發(fā) 射運載火箭？助跑使運動員獲得較快的速度，起跳后，運動員由于慣性繼續(xù)向

21、前快速運動，能跳得更遠。 火箭發(fā)射前隨地球自轉(zhuǎn)，順著地球自轉(zhuǎn)方向發(fā)射火箭，可以利用慣性，節(jié)省推力。 小結(jié)1、原來靜止的物體，有保持 狀態(tài)的性質(zhì)；原來運動的物體，有保持 狀態(tài)的性質(zhì)。2、物體保持 的性質(zhì)叫慣性。3、運動狀態(tài)不變指速度 和 都不變。即只有： 狀態(tài)或 狀態(tài)。4、一切物體在如何情況下都具有 。靜止運動運動狀態(tài)不變大小方向靜止勻速直線運動慣性B 1、下列哪些現(xiàn)象不是利用慣性的（ ） 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 2、長直軌道上勻速行駛,坐在門窗密閉的車廂內(nèi)的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 CB 3、用繩子拴住一個小球在光滑的水平面上作圓周運動，當(dāng)繩子突然斷裂時，小球?qū)?（ ） A.保持原來的圓周運動 B.保持繩斷