1、情景切入力和运动无处不在、无时不有用不同的力推同一辆车(如图1)小车运动状态的变化是不同的,当停止推力后,小车会慢慢停下来在太空中飞行的航天飞机(如图2)没有推力也可保持高速飞行,力与运动之间究竟有什么关系?,知识导航(1)本章是在前面三章对力和运动分别研究的基础上,进一步探讨物体的运动状态变化和物体的受力情况间的关系,在物理学上把本章内容称为动力学牛顿运动定律是动力学的基础,也是整个经典物理理论的基础,(2)本章在探究力和运动之间关系的基础上,建立起牛顿三大运动定律,进而应用三大定律解决实际问题学习过程中要掌握四个概念,三个定律和四种研究方法四个概念:惯性、力学单位制、作用力和反作用力、超重
2、与失重三个定律:牛顿第一定律(惯性定律)、牛顿第二定律、牛顿第三定律四种研究方法:理想实验法、控制变量法、整体法和隔离法,(3)本章的重点是:正确地理解牛顿的三个定律,熟练地运用牛顿定律解决问题;难点是牛顿定律的应用,学法指导(1)力与运动的关系惯性要注意理解伽利略理想斜面实验的思维过程,澄清思想深处对力和运动关系的错误认识(2)牛顿第二定律要注意体会利用控制变量法探究加速度与力、质量的关系的过程,理解牛顿第二定律所具有的因果性、同向性、瞬时性、同一性、独立性、相对性等性质,(3)牛顿第三定律牛顿第三定律是研究物体之间的相互作用的关系,注意一对作用力与反作用力分别作用在两个物体上,且同生同灭同
3、性质(4)超重和失重理解无论是超重还是失重,物体实际受到的重力是不变的(5)共点力的平衡灵活利用力的平衡条件解题,注意合成法、分解法、正交分解法、图解法等的灵活选择,1.牛顿第一定律,在水平桌面上放一块书本大小的玻璃,玻璃上放10个玻璃球(见下图),用小勺一个一个地把球盛到碗内(滚出玻璃板的球不能再盛)看谁在10秒钟内盛的球最多?请他讲讲成功的窍门想一想,其中有科学道理吗?,1古希腊的哲学家亚里士多德(公元前384前322)根据经验事实得出结论说:必须 在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就要 即力是维持的原因2十七世纪的意大利科学家,他在大量实验的基础上明确指出:在水平面上运动的物体会
4、停下来,是因为受到的缘故;如果没有 ,物体将保持自己的速度,有力作用,静止下来,物体运动,伽利略,摩擦阻力,摩擦阻力,一直运动下去,3英国科学家在伽利略等人的研究基础上,根据自己的进一步研究,得出下述结论:一切物体总保持运动状态或状态,直到 迫使它改变这种状态为止这就是牛顿第一定律4量度物体惯性大小的物理量是5锤头松了,木工常常使锤柄向下,迅速撞击工作台或其他物体,锤柄,锤头由于惯性,保持原来向下,便紧紧地套在锤柄上(如图),牛顿,匀速直线,静止,有外力,它们的质量,很快停下来,运动的速度,(1)亚里士多德观点:力是维持物体运动的原因(错误观点)(2)伽利略的理想实验如下图所示,让小球沿一个斜
5、面从静止开始滚下来,小球将滚上另一个斜面,如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度,他推论说,如果减小第二个斜面的倾角,如图乙,使小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程继续减小第二个斜面的倾角,使它最终成为水平面(图丙),小球就再也达不到原来的高度,而沿水平面以恒定的速率持续运动下去,伽利略依据理想实验提出的观点:在水平面上运动的物体之所以会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故物体不受外力作用,就会保持自己的速度不变(3)笛卡儿补充和完善了伽利略的观点:如果没有其他原因,运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向,(贵州清华实验中学0910学年高一期末)伽
6、利略对运动的研究,不仅确立了许多用于描述运动的基本概念,而且创造了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法,或者说给出了科学研究过程的基本要素这些基本要素包含以下几点:提出假设;对现象的一般观察;通过实验对推论进行检验;对假说进行修正和推广;运用逻辑(包括数学)得出推论请按科学研究过程的顺序将基本要素填入下图(只填序号),答案:,(1)内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态(2)含义:一切物体都有惯性,惯性是物体的固有属性力是改变物体运动状态的原因物体运动不需要力来维持,特别提醒: 牛顿第一定律只适用于惯性参考系.,物体运动状态的标志是速度,运动状
7、态是否改变由速度衡量,物体的速度(大小或方向)改变了,我们就说物体的运动状态改变了,特别提醒:(1)牛顿第一定律揭示了力与运动的关系:物体的运动状态改变即速度发生变化,是由于物体受到了力的作用(2)牛顿第一定律不同于共点力的平衡,前者是物体不受作用力的运动状态,后者是合力为零时的运动状态.,(1)惯性与质量的关系惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性惯性与物体受力情况、运动情况及地理位置均无关质量是物体惯性大小的惟一量度,质量越大,惯性越大,(2)惯性与力的关系惯性不是力,而是物体本身固有的一种性质,因此说“物体受到了惯性作用”、“产生了惯性”,“受到惯性力”等都是错误的力是改变物体运动状态
8、的原因,惯性是维持物体运动状态的原因力越大,运动状态越易改变;惯性越大,运动状态越难改变,(3)惯性与速度的关系速度是表示物体运动快慢的物理量,是矢量,惯性是物体本身固有的性质,其大小仅由物体质量决定一切物体都有惯性,和物体是否有速度及速度的大小均无关,一天,下着倾盆大雨某人乘坐列车时发现,车厢的双层玻璃窗内积水了列车进站过程中,他发现水面的形状如图中的()答案:C,解析:列车进站时刹车,速度减小,而水由于惯性仍要保持原来较大的速度,所以水向前涌,液面形状和选项C一致,下列叙述中正确的是()A只有静止或做匀速直线运动的物体才有惯性B做变速运动的物体没有惯性C力是改变惯性的原因D物体在任何情况下
9、都具有惯性,解析:本题是考查对惯性概念的理解,和对“力与运动关系”的认识,一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做物体的惯性这里的“一切物体”说明,不论组成物体的物质的状态(固体、液体、气体三态)是什么,不论物体是什么种类,无论物体的体积大小如何,质量是大是小,总之只要是物体都具有惯性其中的“总保持”指的是任何物体任何时刻都具有这一性质,无论物体是否受到外力作用、是否运动、如何运动,无论在什么方向,没有一个物体是例外的,都具有惯性,惯性是物体本身固有的属性,与外力作用无关,外力不可能改变一个物体的惯性力是改变运动状态的原因做变速运动的物体,其运动状态(速度)在不断改变,必须受外力的作
10、用,这正说明物体具有惯性,要使其运动状态变化,必须对它施加力的作用答案:D,月球表面上的重力加速度为地球表面上的重力加速度的1/6,同一个飞行器在月球表面上时与在地球表面上时相比较()A惯性减小为在地球上的1/6,重力不变B惯性和重力减小为在地球上的1/6C惯性不变,重力减小为在地球上的1/6D惯性和重力都不变答案:C,解析:物体的惯性大小仅与物体的质量大小有关,因质量是恒量,同一物体的质量与它所在位置及运动状态无关,所以这个飞行器从地球到月球,其惯性大小不变,物体的重力是个变量,这个飞行器在月球表面上的重力为G月mg月m(1/6)g地(1/6)G地.,以下说法中正确的是()A牛顿第一定律反映
11、了物体不受外力作用时的运动规律B不受外力作用时,物体运动状态保持不变是由于物体具有这样的性质,即惯性C在水平面上滑动的木块最终要停下来,是由于没有外力维持木块运动D物体运动状态发生变化时,必定受到外力的作用,解析:牛顿第一定律描述的是一种理想的情况物体不受任何外力作用,物体将保持静止状态或匀速直线运动状态不变实际的情况是物体都要受到外力的作用,只要物体所受的外力的合力为零,物体就保持静止或匀速直线运动状态不变,所以A选项是正确的;物体的运动并不需要力来维持,而是由物体本身所固有的一种属性惯性来维持的,力是改变物体运动状态的原因,所以选项B、D正确;C选项中木块最终要停下来的原因是:木块在运动过
12、程中,受到各种摩擦阻力的作用,即木块受到的外力的合力不为零所导致的,所以C选项是错误的答案:ABD,点评:对于力和运动的关系,一个典型错误认识就是:力是维持物体运动状态的原因,从而在本题中误选C.对C的正确理解是:木块慢慢停下来不是因为不受外力,而是因为受到了阻力使它的速度不断减小,(温州市2010年高一八校联考)关于牛顿第一定律有下列说法,其中正确的是()A牛顿第一定律可用实验来验证B牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因C只有静止或做匀速直线运动的物体才有惯性D物体的运动需要力来维持答案:B,在足球场上,为了不使足球停下来,运动员带球前进必须不断用脚轻轻地踢拨足球(如下图甲)又如为了不
13、使自行车减速,总要不断地用力蹬脚踏板(如下图乙)这些现象不正说明了运动需要力来维持吗?那为什么又说“力不是维持物体运动的原因”?,解析:这一问题,我们可以这样思考:如果足球不是在草地上滚动,而是以相同的初速度在水平的水泥地板上滚动,它将会滚出比草地上远得多的距离,这说明了由于阻力的存在才导致足球的运动状态发生了改变,足球在草地上滚动时所受阻力大,运动状态很快发生改变;足球在水泥地面上滚动时所受阻力小,运动状态改变得慢,但终究还是要停下来在盘带足球时,人对足球施加力的作用,恰恰是起了使足球已经变小的运动速度再变大的作用自行车的例子也是同样的道理,这两个例子都充分说明了阻力能使物体的运动状态发生改变(物体的速度变小),动力也能使物体的运动状态发生改变(物体的速度变大),即力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,在路上跑的人被绊倒时是向前趴着倒下,而慢走的人滑倒时,则多是向后仰着摔倒(见下图),试论述其原因,答案:在讨论人绊倒还是滑倒的过程中,要区分人各部分的运动情况,所以决不能再将人看成质点,并对人各部分运动情况分别讨论人被绊倒时,首先是人的脚由于受力而停止向前,而人的上半身由于惯性仍要前进,所以人上半身向前趴着倒下慢走的人,由于进入光滑地面,脚所受阻力突然减小,脚速度加快,而人的上半身由于惯性仍将维持原来较慢的速度,所以人将向后仰倒,