探究物体不受力时怎样运动

1、探究物体不受力时怎样运动【预习导航学案】（走进去，眼前一道美丽的风景） 【激活思维】 1如图7-7-1所示，在光滑桌面上铺有薄桌布，桌布上放置盛有水（或牛奶）的两个杯子。当猛地将桌布从桌面沿水平方向拉走时，桌布上的杯子 随之运动(选填“会”或“不会”)，这表明杯子 。 图7-7-1 2研究摩擦对物体运动的影响时，我们用同样的斜面、让小车从_高度滑下，而通过换毛巾、棉布来改变桌面的粗糙程度，研究阻力对_的影响，这里采用的是 的方法。 3牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持 状态或 状态牛顿第一定律是在对实验事实进行分析的基础上，进一步概括、_得出的。 4物体具有 的性质叫做惯性，所

2、以牛顿第一定律也叫_定律。 5 是使物体运动状态发生变化的原因。 【信息鼠标】 1 不会 具有惯性 2同一 物体运动状态 控制变量 3静止 匀速直线运动 推理 4保持运动状态不变 惯性 5力 【互动研学教练】（名师点拨，顺利走进互动学习快车道） 【教材研学】 知识点一：惯性 （1）定义：物体保持运动状态不变的性质叫做惯性（inertia）。 （2）含义：惯性可理解为“惰性”，其基本含义是：如果物体最初是静止的，它就有总想保持静止状态的性质；如果最初是运动的，它就有总想保持原来的运动状态，保持匀速直线运动的性质。 （3）理解： 任何物体在任何情况下都有惯性。惯性与外界条件无关，与受力与否、受力大

3、小、处于何种状态、状态如何改变等均无关。好比一口缸，装满水时，可容纳1m3的水，说明这缸有这样大的容纳本领，还是这口缸，不装水时，同样还具有容纳1m3水的本领，并不因为不装水就没有容纳水的本领。 学生甲：骑自行车时，虽然不再用脚去蹬，自行车由于惯性力的作用，继续向前运动。 老师：这样讲不正确，惯性不是力，惯性是物体保持原有状态不变的性质，力是改变物体运动状态的原因。 学生乙：那这样讲可以吗？自行车继续向前运动，是受惯性的作用。 老师：这样讲也不正确。惯性是自然界中一切物体固有的属性，力能发生作用，而属性不能发生作用。 我们应该说成，自行车原来向前运动，当不再用脚去蹬时，由于惯性，自行车将继续保

4、持向前运动的状态。 （4）惯性现象： 解释惯性现象的有关问题时，分以下四步： 确定以哪个物体(或物体的哪一部分)为研究对象； 分析研究对象原来的运动状态； 分析受外力时与研究对象有关的其他物体(或其他部分)运动状态的变化情况； 确定由于惯性，研究对象相对于其他物体(或其他部分)的运动情况。 知识点二：探究运动和力的关系 问题与猜想 沿水平面运动的汽车关闭发动机后为什么会停下来？假如平面光滑汽车能否会停下来？ 在水平面运动的汽车由于惯性如果没有摩擦力的作用它不会停下来，它能停下来的原因是因为受到了摩擦阻力的作用，这个猜想是否正确呢？ 设计实验 （1）设计思路：我们应使物体先运动起来，再改变阻力的

5、大小，观察运动物体所行驶的距离，来验证物体运动状态的改变与所受阻力之间的关系。所以，我们以小车为研究对象，为使小车运动起来，让它从斜面上滑下；为改变小车受到的阻力，提供三种不同粗糙程度的表面：毛巾、棉布、木板。 （2）控制变量法：在这个实验中，我们可以通过小车运动距离的远近来判断阻力对运动的影响。而影响小车运动距离远近的因素，除了阻力之外，还有其他因素，为了排除这些因素对运动距离的干扰，实验时把这些因素都控制起来，使它们不变或相同，只改变小车受到的阻力，这样小车运动的距离的不同就只能是由阻力的不同造成。这种研究问题的方法叫做控制变量法。所以，每次实验要用同一个小车、同样的斜面，还让它从斜面的同

6、一高度上自由滑下，以保持小车在三种表面上开始运动时的速度相同。 实验现象 小车在毛巾表面上运动的比较近，在木板表面上运动的比较远，在玻璃表面上运动的最远。 分析和论证 （1）实验分析：小车运动的远近不同，是因为小车在玻璃表面上受的阻力小于在木板表面上的阻力小于在毛巾表面上的阻力，可想而知，物体运动状态的改变与物体所受的力有关，如果物体不受力，物体运动状态不会发生改变，静止的永远静止，运动的永远做匀速直线运动，小车在光滑的水平面上运动它将不会停下来。 （2）实验结论：从上面的实验中我们可以看到，平面越光滑，小车运动的距离越远，这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。 （3）推理：如果物体不受力

7、，它将以不变速度不停的运动下去。 结论 牛顿第一定律内容：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态这个规律叫牛顿第一定律，也称惯性定律。 对牛顿第一定律理解 （）定律的研究对象：是一切物体，包括静止和运动的物体、包括所有的固体、液体和气体，没有例外的物体存在。 （）定律成立的条件是：没有受到外力的作用，这里包含两层意思：一是该物体确实没受到任何外力的作用，这是一种理想化的情况。实际上，现实中没有不受外力的物体；二是该物体所受合力为零，它的作用效果与物体不受任何外力的作用效果相同。 （）定律的结论：总保持静止状态或匀速直线运动状态。可理解为：原来静止的物体，不受任何外力

8、时仍保持静止状态；原来运动的物体，不受外力时保持匀速直线运动状态。这里的“总”是指不改变的意思，“或”指两种状态必居其一，不能同时存在。 （）牛顿第一定律指出了力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动的原因，物体的运动并不需要力。 （5）惯性和惯性定律是两个不同的概念。惯性定律是一条重要的运动定律，它成立的条件是“物体不受外力的作用”；而惯性作为一切物体的属性，没有任何条件限制，即使物体受到外力，也具有惯性。 知识深化 惯性大小 惯性大小由物体质量决定。质量越大，惯性越大，质量是惯性大小的量度。其大小可以从力改变物体运动状态的“困难程度”上表现出来。惯性的大小与物体的运动

9、的速度无关。 【点石成金】 例1一杯水放在列车内的水平桌面上，如果水面突然发生了如图7-7-2所示的变化，则列车的运动状态可能发生的变化是（ ） 列车突然向右启动； 列车突然向左启动； 列车向右运动时突然车;列车向左运动时突然刹车。 图7-7-2A或 B或 C或 D或 解析：本题可采用代人法。将各个选项代入题中，分析产生的结果与图中所示的现象是否相符。列车如果是静止的或作匀速直线运动，杯中水面应是水平的，车子若向右运动或向左运动时突然刹车，水由于惯性仍要保持原来的运动状态，应向左涌，因此、两个变化是不可能的，若列车突然向左启动或向右运动时突然刹车，水由于惯性要保持原来的运动状态而向右涌。因此、

10、两个变化是可能的。故应选C。 答案：C 点金棒 ：根据惯性判断物体的运动状态，要将影响发生现象的各种因素考虑全面。 例2子弹从枪口射出后，能在空中继续飞行，这是因为子弹（） A受火药燃烧后产生的推力B受到惯性力作用 C具有惯性D惯性大于受到的阻力 解析：子弹在枪膛内，受到火药燃烧后产生的高温高压气体的推力，由静止变为运动，且以很大的速度从枪口飞出，当子弹在空中飞行时，它已经与火药燃气脱离接触，不再受推力作用。选项错误，惯性力是主观臆造的一个力，实际不存在，选项也是错误的。子弹具有惯性，所以能继续向前运动，选项正确，惯性不是力，根本不能跟力比较大小，选项也是错误的。 答案：C 点金棒 ：对惯性概

11、念的内涵的准确理解是解决此题的关键。 例3图7-7-3，在水平桌面上铺粗糙程度不同的物体，让小车自斜面顶端同一高度从静止开始滑下小车在不同表面运动的距离见右表通过探究，我们可以反驳如下说法中的哪一条（ ） 表面情况 毛巾 棉布 木板 小车运动的距离/m 0.27 0.42 0.79 A摩擦力越小，小车速度减小得越慢 B小车受到力就运动，小车不受力就不运动 C若平面非常光滑，小车的速度将保持不变，永远运动下去 D.运动物体不受力，将保持匀速直线图7-7-3 解析：木板表面对小车的摩擦力最小，小车滑行的距离最远，表明摩擦力越小，小车速度减小得越慢。由此进一步推理可知，运动的物体如果不受力的作用，将

12、永远运动下去，并且保持匀速直线运动。由牛顿第一定律可知，力不是使物体运动的原因，但是力可以改变物体的运动状态。 答案：B 点金棒 ：这类题目主要对于实验探究得到牛顿第一定律的过程进行全方位地考察。要求学生真正参与实验探究的全过程，并能深刻体会整个过程的思维、推理方法。 例4（2006湖北省宜昌市）目前人类发射的探测器已飞出了太阳系，如果探测器所受外力全部消失，那么探测器将（ ） A.沿原路径返回地球 B.沿原方向做匀速直线运动 C.沿原方向做加速直线运动 D.沿原方向做减速直线运动 解析：此题研究的情况是一种理想的情况，根据牛顿第一运动定律可知，若受到的一切外力都同时消失，运动的物体将做匀速直

13、线运动。 答案：B 点金棒 ：根据牛顿第一定律判断物体在外力撤销时的运动状态，要看外力撤销前物体是运动的还是静止的。 例5放在一辆足够长的表面光滑的平板车上的两个物体，质量分别为M和m,随车一起在水平方向上作匀速直线运动，如图7-7-4所示，当车突然停止时，这两个物体将（不考虑空气阻力） （ ） A一定不会相碰 B若M=m才相碰 C若Mm一定会相碰 D若Mm，一定不相碰图7-7-4 解析：惯性是物体的固有属性，即物体在任何情况下都有保持原来运动状态的性质，它与物体的运动状态及受力情况无关，而物体只有受到外力作用时其运动状态才发生改变。本题中小车上的两个物体原来和小车一起以相同的运动速度做匀速直

14、线运动，当小车突然停止时，M和m两物体由于具有惯性要保持原来的运动状态，同时由于平板车表面是光滑的，两个物体都只受重力和支持力而不受摩擦力，所以不论两个物体质量大小关系如何，它们保持的速度总相同，一定不会相碰。 答案：A 点金棒 ：根据牛顿第一定律可知，物体在不受外力作用时，将保持原来的静止或匀速直线运动状态。至于最终是保持静止还是保持匀速直线运动状态，这取决于物体的初始状态是静止的还是运动的即“动恒动，静恒静”。 同步升级演练分级训练，提速无声 基础巩固题 1（2006海淀区） 关于惯性，下列说法正确的是（ ） A静止的物体才有惯性 B做匀速直线运动的物体才偶惯性 C物体的运动方向改变时才有

15、惯性 D物体在任何情况下都有惯性 2（2006广州市）发生以下哪一事件会使汽车上的乘客突然往后倾（ ） A汽车突然刹车 B汽车突然减速 C汽车突然起动 D汽车突然拐弯 3（2006南宁市）人们有时要利用惯性，有时要防止惯性带来的危害下列事件中属于防止惯性带来危害的是（ ） A为了节能，公交车进站时提前关闭发动机，让车缓缓进站 B汽车在市区要限速行驶 C锤头松了，敲击一下尾部，使锤头套紧 D跳远时快速助跑 4 2006淄博市）下列有关汽车驾驶的做法中，利用惯性的是（ ） A汽车司机驾车时要系好安全带 B汽车进站时可提前关闭油门 C禁止汽车司机超速驾车 D汽车行驶要保持一定的车距 5（2006广西

16、玉林） 图7-7-5是某一公交车中乘客出现的情况,可以判断这辆公交车现在的运动状态可能是（ ） A匀速行驶 B 突然加速 C突然刹车 D突然开动 图7-7-56（2006乐山市）现代汽车除了前、后排座位都有安全带外，还安装有安全气囊系统，这主要是为了减轻下列哪种情况出现时，可能对人身造成的伤害（ ） A汽车速度太慢 B汽车转弯C汽车突然启动 D汽车前端发生严重撞击 7（2006遂宁市） 汽车在高速公路上行驶时应遵守的交通规则中，与惯性无关的是（ ） A靠右行驶 B限速行驶 C保持车距 D系好安全带 8关于运动和力的关系，下列说法中正确的是（多选题）（ ） A物体不受力时，处于静止状态 B物体不

17、受力时，运动状态不变 C有力作用在物体上物体运动状态就改变 D有力作用在物体上，物体可以处于静止状态 9（2006哈尔滨市）在2004年雅典奥运会上，我国运动员刘翔以12.91s的成绩夺得110m栏冠军，他在终点冲线后不能立即停下来，其原因是刘翔 。 10（2006河北理综）斧子是木工师傅常用的工具。斧头松了，木工师傅将斧柄的一端在地面上用力撞击几下，斧头就牢牢地套在斧柄上，这是由于。 11（2006黑龙江哈尔滨）某同学想：地球转动速度很大，北京地面的转动速度大约是360m/s，当跳起来落回地面时，地面已转过了很大一段距离，自己就不会落回原地（如图7-7-6所示）。所以只要不停地跳跃，就能免费

18、周游世界。这个同学的想法正确吗?请发表你的见解并说明理由？图7-7-612（2006衡阳市） 交通事故的发生都与惯性有关，为了减小事故的发生或减小事故造成的伤害，根据学过的物理知识，请你提出两条防范措施： （1） 。 （2） 。 13（2006长春市） 物体表现出惯性的现象很多，我们有时要利用惯性，有时要防止它带来的危害，请你各举一例。 14（2006南京市） 乘客在公交车上常听到“车辆启动，请您抓好扶手”的语音提示。请用物理知识解释这样提醒的道理。 【探究提高题】 15牛顿第一定律是（ ） A由科学家的经验得出的 B通过物理实验直接得到的 C斜面小车实验做成功后就能够得出的结论 D在实验基础

19、上经过分析、推理得出的结论 16氢气球用绳子系着一个重物，共同以10 m/s速度匀速上升，当到达某一个高度时，绳子突然断开，这个重物将( ) A继续上升一段，然后下落 B立即下落 C以原来的速度一直上升 D以上说法都不对 17（2006徐州市） 如图7-7-7所示，小华穿着旱冰鞋用力推墙，墙对小华也有力的作用。为什么手离开墙壁后小华还能滑行并且能滑行较远的距离？图7-7-7 18（2006大连市） 小刚同学把一只熟鸡蛋和一只生鸡蛋都放在水平桌面上，用同样大小的力分别使它们在桌面上绕竖直轴水平旋转，然后用手按住熟鸡蛋立即释放，发现熟鸡蛋静止了；用手按住生鸡蛋立即释放，发现生鸡蛋沿原来方向继续转了

20、几圈，如图7-7-8所示。请用初中物理知识解释为什么释放后生鸡蛋又继续转了几圈？图7-7-8 19工人用铲子向炉膛内送煤时，铲子并不进入炉膛，而煤却能飞进炉膛，这是为什么? 20（2005福州市）某中学决定利用校内两座楼之间的一块空地新建一个篮球场，如图7-7-9所示。设计场地时，为了防止球员冲出端线因收不住脚而撞到墙上，必须在球场端线到房子之间留有足够的距离。怎样确定这段距离呢?图7-7-9 某研究性学习小组的同学进行了探究。 首先，他们请教了体育老师，了解到，人在跑步时，从接收停止信号到停稳所通过的距离叫停稳距离s，它包括两个阶段：第一，从接收停止跑步信号到大脑指挥躯体制动要经过一段时间称

21、为反应时间，通过的距离称为反应距离；第二，制动后还会向前冲一段距离才能停稳，这段距离叫缓冲距离。 接着，他们设计了探究方案，并以本班同学为研究对象，测出各同学的：跑步速度v、反应时间t和缓冲距离s。 最后，对收集到的各项数据进行分析时发现，研究对象的跑步速度、反应时间、缓冲距离各不相同。问： （1）运动员在跑步制动后，还会向前冲一段距离是由于_的原因。 （2）停稳距离；与跑步速度v、反应时间t、缓冲距离s的关系式是：s =_。 （3）研究小组经过分析、讨论认为：球场端线到房子之间的距离应以运动员从脚踩端线接收停止信号开始到停稳所通过的距离来确定。为了科学地计算这段距离，应在收集到的各项目的众多

22、数据中，筛选出其中_的速度、_的反应时间和_的缓冲距离，进行计算才有参考价值。 （4）假设，经过你的计算，从球场端线到楼之间的距离太短，容易产生安全问题。为保证这个场地的使用安全，你有什么好的建议? _ _。 【拓展延伸题】21小刚同学放学回家的路上，脚被石头绊了一下，身子向前跌倒，如图7-7-10甲。过了一会儿，一不小心脚踩到一块西瓜皮，身子向后摔倒，如图7-7-10乙。对这两种情景下列解释合理的是（ ）图7-7-10 A二者脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍保持原来的运动状态 B二者上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍保持原来的原来运动状态 C前者上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍保持原来的

23、运动状态；后者脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍保持原来的运动状态 D前者脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍保持原来的运动状态；后者上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍保持原来的运动状态 22阅读下面方框中的新闻报道，其中出现了一处科学性错误，请在错误的字句下面画上横线并改正. 【中考模拟题】 23（2005四川省）如图7-7-11所示，细绳上端固定在O点，下端系一个小球，小球在水平面内做圆周运动。假如从某一时刻起，细绳断裂，且小球所受的一切外力同时消失那么小球将（ ） A做匀速直线运动 B立即停止运动 C运动越来越慢 D仍做圆周运动 24下列现象中由于惯性造成的是（ ） A向上抛石块，石块出手

24、后会上升得越来越慢B向上抛石块，石块出手后最终会落回地面图7-7-11 C在百米赛跑中，运动员不能立即停在终点处 D船上的人向后划水，船会向前运动 1D 解析：任何物体在任何情况下都具有惯性，静止的物体具有保持静止的惯性，运动的物体具有保持运动的惯性。 2C 解析：汽车突然刹车、突然减速时人由于惯性，继续保持原来较快的速度向前运动，人将往前倾，所以A、B错误；汽车突然起动时，车向前运动，由于摩擦，人的脚随车一块向前运动，而人的上身由于惯性继续保持原来的静止状态，所以向后倾，C正确；同理汽车拐弯时将向反方向倾，故D错误。 3B 解析：公交车进站时提前关闭发动机，可以节约能源，锤头松了，利用惯性使

25、锤头套紧，跳远时快速助跑，利用惯性可以跳的更远。汽车在市区要限速行驶，可以避免由于惯性而产生的撞击事故的发生。 4B 解析：系好安全带，禁止汽车司机超速驾车、保持一定的车距，可以避免紧急刹车时由于惯性而带来的危害；提前关闭油门，可以节约能源。 5C 解析：采用代人法，将各个选项代入题中，利用惯性知识分析产生的结果与图中所示的现象是否相符。 6D 解析：安全带外、安全气囊都是为了避免突然停车（紧急刹车、前端发生严重撞击）时，人由于惯性继续保持向前高速运动，而造成撞击带来的危害。 7A 解析：分清题中哪些是利用惯性或防止惯性带来的危害的，除此之外的便是与惯性无关的。 8BD 解析：物体的运动状态不

26、变，是指物体运动速度的大小和方向都不变。根据牛顿第一运动定律，物体不受外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，因此应选B而不选A。有力作用在物体上，有可能会改变物体的状态，有可能不会改变物体的运动状态。如作用在物体上的力合力为零时，这几个力的共同作用效果与没有力作用在物体上的作用效果相同，相当于物体没有受力，这时物体的运动状态就没有发生变化。因此C项错，而D项正确。 9具有惯性 10斧头具有惯性 11不正确。因为人随地球一起运动(或与地球保持相对静止)，当人跳起后，由于惯性人还保持原来的运动速度(或人仍与地球保持相对静止)，所以人落回原地。解析：解答此类问题时一般的步骤是，确定以哪个物体(或

27、物体的哪一部分)为研究对象，此处是以此同学为研究对象；分析研究对象原来的运动状态；分析受外力时与研究对象有关的其他物体(或其他部分)运动状态的变化情况；确定由于惯性，研究对象相对于其他物体(或其他部分)的运动情况。 12对机动车辆行驶的速度有所限制；公安部门要求小型客车的驾驶员和前排乘客必须使用安全带；禁止超载；禁止客、货混装；公交车上，要求乘客扶好、坐好；前方要转弯时，要求机动车减速慢行；遇到雾天或沙尘暴天气，封闭高速公路；自行车或摩托车不能骑得太快；等等。 解析：本题把惯性知识与交通规则结合起来，考查了对惯性的理解，对惯性现象的识别要求用学过的知识理解交通规则制定的道理，是理论联系实际的范

28、例。 “处处留心皆学问”生产、生活中很多方面都涉及惯性的知识。只要我们多观察、勤思考，就会收获多多，乐趣多多，就能学好物理。 13利用：踢球、跳远、跳高等利用物体能继续保持运动状态的倒子均可或摆放书、家具、茶杯等物品时利用物体能继续保持静止状态构例子也可。防止：保持车距、司机系安全带、乘车时站稳扶好、百米终点缓冲带等。解析：对惯性内涵的准确理解和平时惯性现象知识的积累是解决此题的关键。 14车启动前，人与车处于静止状态，车启动后，脚由于摩擦作用随车运动，而人的上半身由于惯性要保持原来的静止状态，容易摔倒。解析：这部分信息题的特点是：将牛顿第一定律、惯性等知识点与日常生活或高科技信息的联系在一起，解决这类问题的关键是根据题目中有用的信息，归纳总结规律；或者是提供题目信息找到与所学知识的结合点。 15D 解析：牛顿第一定律是一条理想定律，因为我们周围的物体，都要受到这个力或那个力的作用，所以无法用实验直接验证。但它却是在大量实验基础上，通过进一步分析、推理而概括得出来的。 16A 解析：因为重物是随气球一起向