專(zhuān)題一 牛頓第一定律的理解和應(yīng)用

1、專(zhuān)題一牛頓第一定律的理解和應(yīng)用,第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律,關(guān)于牛頓第一定律的理解,1牛頓第一定律不像其它定律那樣是由實(shí)驗(yàn)直接總結(jié)出來(lái)的，它是牛頓以伽利略的理想實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，總結(jié)前人的研究成果，加之豐富的想象而提出來(lái)的。,2牛頓第一定律描述的是物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況。物體不受外力是該定律的條件,物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)是結(jié)果.,3牛頓第一定律是獨(dú)立的一條規(guī)律，不能簡(jiǎn)單看成是牛頓第二定律的特例。,4牛頓第一定律的意義 指出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因； 指出一切物體都有慣性； 指出力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，即產(chǎn)生加速度的原因； 提出了慣性參考系的概念。,二、慣性及對(duì)慣性的理解,慣性是一切物體的固有

2、屬性，與物體是否受到外力、物體是否運(yùn)動(dòng)均沒(méi)有關(guān)系，質(zhì)量才是慣性大小的唯一量度。,誤區(qū)之一：運(yùn)動(dòng)的物體有慣性，靜止的物體沒(méi)有慣性,誤區(qū)之二：運(yùn)動(dòng)速度大的物體慣性大,慣性有兩種表現(xiàn)形式,慣性的大小表現(xiàn)為物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度，在受到了相同阻力的情況下，速度（大?。┎煌|(zhì)量相同的物體，在相同的時(shí)間內(nèi)速度減小量是相同的，這就說(shuō)明質(zhì)量相同的物體，它們改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度慣性是相同的，與它們的速度無(wú)關(guān)。,誤區(qū)之四：重力越小，慣性越小；物體處于失重狀態(tài)時(shí)，慣性消失,誤區(qū)之五：慣性是一種特殊的力,誤區(qū)之三：“慣性”就是“慣性定律”,而慣性是物體本身固有的一種屬性，它跟物體受不受外力無(wú)關(guān)。慣性定律是物體在

3、某個(gè)特定的環(huán)境（不受外力）下具有慣性的表現(xiàn)；,地面附近的物體所受重力大小與其質(zhì)量大小成正比，物體的重力越大慣性越大。如果把物體放在月球上，它所受的重力是地球上的1/6，但是質(zhì)量不變。在地球上和月球上速度相同質(zhì)量相同的物體，在受到了相同阻力的情況下，會(huì)同時(shí)停下來(lái)，這就說(shuō)明兩個(gè)質(zhì)量相同的物體，不管在地球上，還是月球上，它們改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度慣性是相同的，,慣性是物體本身固有的一種屬性，力是物體之間的相互 作用。,三、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變,即物體受到的合外力決定了物體的加速度的大小，而加速度的大小決定了單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量，而與物體當(dāng)時(shí)的速度無(wú)關(guān)。,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變含義：是指速度的改變(速度改變包括速度

4、的大小、方向有其中之一發(fā)生改變或兩者都發(fā)生改變的情況),力,加速度,速度,指出力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，即產(chǎn)生加速度的原因；,力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,1.（2007海南物理1）16世紀(jì)末，伽利略用實(shí)驗(yàn)和推理，推翻了已在歐洲流行了近兩千年的亞里士多德關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的理論，開(kāi)啟了物理學(xué)發(fā)展的新紀(jì)元.在以下說(shuō)法中，與亞里士多德觀點(diǎn)相反的是（ ） A、四匹馬拉的車(chē)比兩匹馬拉的車(chē)跑得快；這說(shuō)明，物體受的力越大，速度就越大 B、一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體，如果不再受力了，它總會(huì)逐漸停下來(lái)；這說(shuō)明，靜止?fàn)顟B(tài)才是物體長(zhǎng)時(shí)間不受力時(shí)的“自然狀態(tài)” C、兩物體從同一高度自由下落，較重的物體下落較快 D、一個(gè)物體維持勻速直線運(yùn)動(dòng)，不需

5、要力,解析：亞里士多德的多數(shù)結(jié)論來(lái)自觀察.當(dāng)時(shí)并沒(méi)有考慮到摩擦力的作用，所以許多結(jié)論都是錯(cuò)誤的.根據(jù)我們現(xiàn)在所學(xué)的內(nèi)容，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.所以ABC都是他的觀點(diǎn)，而D不是.,D,警示：在分析時(shí)，由于看前面的例子而易選擇ABC中的一個(gè).在分析時(shí)應(yīng)該看后面的說(shuō)明.,2.（2006年廣東卷1）下列對(duì)運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)不正確的是（ ） A物體的自亞里士多德認(rèn)為然狀態(tài)是靜止的，只有當(dāng)它受到力的作用才會(huì)運(yùn)動(dòng) B.伽利略認(rèn)為力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因 C.牛頓認(rèn)為力的真正效應(yīng)總是改變物體的速度，而不僅僅使其運(yùn)動(dòng) D.伽利略根據(jù)理想實(shí)驗(yàn)推出，如果沒(méi)有摩擦，在水平面上的物體，一旦具

6、有每個(gè)速度，將保持這個(gè)速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去,A,解析：亞里士多德認(rèn)為沒(méi)有力作用在物體上，物體就不會(huì)運(yùn)動(dòng)。伽利略認(rèn)為力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，伽利略根據(jù)理想實(shí)驗(yàn)推論出，如果沒(méi)有摩擦，在水平面上的物體，一旦具 有某一個(gè)速度，將保持這個(gè)速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去。牛頓認(rèn)為力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，并不是使物體運(yùn)動(dòng)的原因。故答案為A。,備考提示：本題涉及對(duì)運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程，考查對(duì)基本理論的認(rèn)識(shí)程度，屬于容易題。,3.（2003上海理綜卷 50）理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)更能深刻地反映自然規(guī)律，伽利略設(shè)想了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)，其中有一個(gè)是實(shí)驗(yàn)事實(shí)，其余是推論 減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這斜面上仍然要達(dá)到原來(lái)的高度； 兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓

7、靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面； 如果沒(méi)有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)釋放的高度； 繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持續(xù)的勻速運(yùn)動(dòng) 請(qǐng)將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列,在上述的設(shè)想步驟中，有的屬于可靠的事實(shí)，有的則是理想化的推論下列關(guān)于事實(shí)和推論的分類(lèi)正確的是（ ） A、是事實(shí)，是推論 B、是事實(shí)，是推論 C、是事實(shí)，是推論 D、是事實(shí)，是推論,B,正確理解慣性和平衡狀態(tài),4. 下面說(shuō)法正確的是（ ） A靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體一定不受外力的作用 B物體的速度為零時(shí)一定處于平衡狀態(tài) C物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，一定受到外力的作用 D物體的位移方

8、向一定與所受合力方向一致,解析：A物體不受外力時(shí)一定處于靜止或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，但處于這些狀態(tài)時(shí)不一定不受外力作用，所以A錯(cuò)，B物體是否處于平衡狀態(tài)是看其受力是否為零，而不是看它的速度是否為零，如振動(dòng)物體離平衡位置最遠(yuǎn)時(shí)速度為零，此時(shí)恢復(fù)力不為零，它就不處于平衡狀態(tài)，所以B錯(cuò)，D如平拋運(yùn)動(dòng)就不是這種情況，力與位移方向不一致，所以D錯(cuò),C,5.（2008廣東卷1）伽利略在著名的斜面實(shí)驗(yàn)中，讓小球分別沿傾角不同、阻力很小的斜面從靜止開(kāi)始滾下，他通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和邏輯推理，得到的正確結(jié)論有（ ） A傾角一定時(shí)，小球在斜面上的位移與時(shí)間成正比 B傾角一定時(shí)，小球在斜面上的速度與時(shí)間成正比 C斜面長(zhǎng)度一定時(shí)，小

9、球從頂端滾到底端時(shí)的速度與傾角無(wú)關(guān) D斜面長(zhǎng)度一定時(shí)，小球從頂端滾到底端所需的時(shí)間與傾角無(wú)關(guān),解析：傾角一定時(shí)，小球在斜面上的位移與時(shí)間的平方成正比，在斜面上的速度與時(shí)間成正比，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確。斜面長(zhǎng)度一定時(shí)，小球從頂端滾到底端時(shí)的速度與傾角有關(guān)，從頂端滾到底端所需時(shí)間與傾角有關(guān)，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。,B,6. 請(qǐng)用自己所學(xué)習(xí)的物理知識(shí)解釋“船大調(diào)頭難”這句俗語(yǔ)的道理,解析：“船大”，指船的質(zhì)量大，“調(diào)頭難”指改變速度方向難，“船大調(diào)頭難”說(shuō)明質(zhì)量大的物體慣性大，要改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)需要的力大,根據(jù)牛頓第二定律，兩個(gè)質(zhì)量不同的物體受到同樣的合外力作用，質(zhì)量大的加速度小，在相同時(shí)間內(nèi)速度變化

10、小，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難改變，說(shuō)明物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)強(qiáng)，其慣性大。,實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量是慣性大小的唯一量度,7.（ 2005廣東卷 1）一汽車(chē)在路面情況相同的公路上直線行駛行駛，下面關(guān)于車(chē)速、慣性、質(zhì)量和滑行路程的討論，正確的是（ ） A車(chē)速越大，它的慣性越大 B質(zhì)量越大，它的慣性越大 C車(chē)速越大，剎車(chē)后滑行的路程越長(zhǎng) D車(chē)速越大，剎車(chē)后滑行的路程越長(zhǎng)，所以慣性越大,B C,解析：質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，可知A、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤剎車(chē)時(shí)的加速度大小a=g,滑行路程,因?yàn)槁访嫦嗤磩?dòng)摩擦因數(shù)相同，所以車(chē)速v0越大，滑行路程越長(zhǎng)，C項(xiàng)正確,慣性是物體本身具有的特性，只與物體的質(zhì)量有關(guān)，與

11、物體運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān),本題中物體滑行的路程只與物體的初速度有關(guān)，與慣性大小無(wú)關(guān),8火車(chē)在長(zhǎng)直水平軌道上勻速行駛，車(chē)廂內(nèi)有一個(gè)人向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍落回到車(chē)上原處，這是因?yàn)椋?） A人跳起后，車(chē)廂內(nèi)的空氣給人一個(gè)向前的力，這力使他向前運(yùn)動(dòng) B人跳起時(shí)，車(chē)廂對(duì)人一個(gè)向前的摩擦力，這力使人向前運(yùn)動(dòng) C人跳起后，車(chē)?yán)^續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，所以人下落后必定向后偏一些，只是由于時(shí)間很短，距離太小，不明顯而已 D人跳起后，在水平方向人和車(chē)水平速度始終相同,D,解析：由于人具有慣性，當(dāng)人向上跳起時(shí)仍然保持火車(chē)運(yùn)行的速度，此后人在水平方向不受外力，根據(jù)牛頓第一定律將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，人的水平分運(yùn)動(dòng)與火車(chē)的運(yùn)動(dòng)相同，所以人仍會(huì)落

12、回原處。,受力分析和運(yùn)動(dòng)分析是力學(xué)解題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,解一：因?yàn)楫?dāng)瓶子從靜止?fàn)顟B(tài)突然向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，瓶中的水由于慣性要保持原有的靜止?fàn)顟B(tài)，相對(duì)瓶來(lái)說(shuō)是向左運(yùn)動(dòng)，氣泡也有慣性，但相比水來(lái)說(shuō)質(zhì)量很小，慣性小可忽略不計(jì)，所以氣泡相對(duì)水向右移動(dòng)。同理，當(dāng)瓶子從向右勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突然停止時(shí)，小氣泡在瓶?jī)?nèi)將向左運(yùn)動(dòng)。,解二：設(shè)想有一“水泡”，其體積、形狀和“氣泡”相同，當(dāng)玻璃管向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，這塊水就和周?chē)乃黄鹣蛴壹铀龠\(yùn)動(dòng)，相對(duì)于玻璃管不會(huì)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這塊水所受的外力由周?chē)乃畬?duì)它產(chǎn)生.設(shè)想將這個(gè)“水泡”換成“氣泡”，周?chē)畬?duì)氣泡的作用力不變，氣泡將在該力作用于做加速運(yùn)動(dòng)。因?yàn)闅馀莸馁|(zhì)量小于水泡的質(zhì)量，所

13、以氣泡的加速度大于水泡的加速度，即氣泡相對(duì)于玻璃管向右運(yùn)動(dòng)。,解：設(shè)油滴離開(kāi)車(chē)廂頂部時(shí)，車(chē)速為v0,油滴由于慣性此時(shí)也具有水平速度V0,對(duì)地做平拋運(yùn)動(dòng)，,車(chē)廂做勻減速運(yùn)動(dòng),聯(lián)立式解出油滴落地點(diǎn)到O點(diǎn)的距離,所以油滴落在O點(diǎn)的右方,思維發(fā)散,1.油滴相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)軌跡是什么？ 2.車(chē)廂若加速運(yùn)動(dòng)，油滴落點(diǎn)在何處？ 3若在A點(diǎn)連續(xù)落下油滴，能落在同一點(diǎn)嗎？,解析：開(kāi)始A、B隨木板一起勻速運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明A、B所受的合外力為零。當(dāng)木板停止運(yùn)動(dòng)后：若木塊光滑，A、B大水平方向上不受外力的作用，仍以原來(lái)的速度做勻速運(yùn)動(dòng)，則相互間距離保持不變。若木板粗糙，由于A、B的材料相同，它們與木板的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，其加速度相同，即A、B以相同的初速度和加速度做勻減速運(yùn)動(dòng)，所以它們之間的距離仍保持不變。,D,12. 公共汽車(chē)在平直的公路上行駛時(shí)，固定于路旁的照相機(jī)每隔兩秒連續(xù)兩次對(duì)其拍照