景中牛顿第一定律惯性教科实用教案

1、一个简单一个简单(jindn)而又复杂的问而又复杂的问题题 “车为车为什么总什么总要停下要停下来呢？来呢？”第1页/共50页第一页，共51页。问题(wnt)引入：力能使静止的物体运动，使运动物体的速度加快、减慢或改变运动的方向。下面(xi mian)我们提出这样一个问题：如果物体不受力，物体将会怎样呢？力与运动的关系究竟是怎样的呢？第2页/共50页第二页，共51页。亚里士多德(Aristotle,前384-前322)伽利略(Galileo,1564-1642)笛卡儿(Descartes,1596-1650)牛顿(ni dn)(Newton,1642-1727)历史(lsh)上研究“力与运动的关

2、系”最有影响力的科学家第3页/共50页第三页，共51页。力和运动的关系(gun x)如何呢？物体的运动(yndng)需要力来维持。亚里斯多德亚里斯多德 （ Aristotle, 前前 384 前前 322 年）年）是古希腊斯吉塔拉人，著名是古希腊斯吉塔拉人，著名(zhmng)的哲学家、科学家、的哲学家、科学家、教育家。教育家。 第4页/共50页第四页，共51页。伽利略笛卡儿物体的运动(yndng)不需要力来维持第5页/共50页第五页，共51页。（A）绒布(rngb)（B）木板(m bn)（C）玻璃板实验探究：推断物体(wt)不受力时的运动第6页/共50页第六页，共51页。结论：平面越光滑，小车

3、运动的距离越 ，这说明(shumng)小车受到的阻力越 ，速度减小得越 。 该实验是怎么样做的？器材(qci)：相同条件：不同条件：问题：为什么小车要从斜面的同一(tngy)高度滑下？推论：如果运动的物体不受阻力，它将 。 长小慢永远运动下去1.小车从同一高度滑下2.同一小车3同一斜面第7页/共50页第七页，共51页。 理想理想(lxing)斜面实验斜面实验ABCDEv物体的运动不需要物体的运动不需要(xyo)力力来维持来维持第8页/共50页第八页，共51页。讨论讨论(toln)与思考：与思考： 现实生活中小球(xio qi)会做怎样的运动？其原因是什么？第9页/共50页第九页，共51页。 因

4、为摩擦力的存在，小球不会(b hu)上升到原高度；水平运动时它也会停下来 。第10页/共50页第十页，共51页。 结论结论(jiln)： 一旦物体具有某一速度,如果(rgu)它不受力,就将以这一速度匀速直线地运动下去。 若不存在摩擦(mc),小球将上升到与 原来相同的高度；第11页/共50页第十一页，共51页。 300多年前，意大利科学家伽利略对类似(li s)的实验进行了分析，认识到运动的物体受到的阻力越小，它的速度减小就越慢，运动的时间就越长。伽利略伽利略（Galileo Galilei，1564-1642），意大利物理学家、天文学家和哲学家，近代实验科学的先驱者。 他还进一步推理得出：在

5、理想情况下，如果水平面绝对(judu)光滑，物体受到的阻力为零，它以不变的速度永远运动下去第12页/共50页第十二页，共51页。笛卡儿笛卡儿认为：运动(yndng)的物体在不受外力时，不仅运动(yndng)速度不变，而且方向也不变，将以恒定不变的速度沿原来的方向永远运动(yndng)下去第13页/共50页第十三页，共51页。牛顿在前人研究成果的基础(jch)上，总结出了一个重要的规律：牛顿第一定律第14页/共50页第十四页，共51页。伟大伟大(wid)的物理学家牛顿的物理学家牛顿成功秘诀：超人智慧成功秘诀：超人智慧(zhhu)持之以恒的兴趣难以想象持之以恒的兴趣难以想象的执着的执着第15页/共

6、50页第十五页，共51页。 一切物体在不受外力作用时，总保持匀速直线运动(yndng)状态或静止状态。1、牛顿第一定律不可能用实验来直接验证。2、物体(wt)的运动不需要力来维持，力是改变物体(wt)运动状态的原因。第16页/共50页第十六页，共51页。3牛顿第一定律(dngl)的意义（1）指出了一切物体都具有保持原来匀速直线运动状态(zhungti)或静止状态(zhungti)的性质（2）指出了物体的运动并不需要力来维持，力是改变物体运动状态(zhungti)的原因第17页/共50页第十七页，共51页。说明(shumng)：（1 1） 物体不受外力时的状态是匀速直线运动状态物体不受外力时的状

7、态是匀速直线运动状态或静止状态，说明力不是或静止状态，说明力不是(b shi)(b shi)维持物体运动的原维持物体运动的原因。因。（2 2） 外力的作用是迫使外力的作用是迫使(psh)(psh)物体改变其运动，物体改变其运动，说明力是使物体运动状态改变的原因。说明力是使物体运动状态改变的原因。（3 3） 不受外力作用的物体是不存在的。不受外力作用的物体是不存在的。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，合力为零合力为零第18页/共50页第十八页，共51页。讨论2：静止(jngzh)的物体有这种性质，运动的物体有这种性质吗？ 用尺迅速打出下面的棋子，上面(shng min

8、)的棋子还保持静止状态，于是落在下方。讨论1：你还能设计出哪些小实验来演示物体的这种性质？第19页/共50页第十九页，共51页。一切物体都具有保持静止(jngzh)(jngzh)或匀速直线运动状态的性质。第20页/共50页第二十页，共51页。 一切物体保持运动状态不变的性质，叫做惯性。（即静止或匀速直线运动状态） 牛顿(ni dn)第一定律也叫惯性定律下列各问中的物体的惯性如何(rh)体现？（1）静止在桌面上的书？（2）正在以10m/s速度运动的汽车？（3）一个正在加速的汽车，某时刻的速度是5m/s 第21页/共50页第二十一页，共51页。是物体的运动(yndng)规律惯性定律(un xn d

9、n l)惯性(gunxng)是物体的固有属性在任何情况下都存在只有当物体不受力作用时才遵守 惯性定律是物体在不受力作用时，物体惯性的直接表现联系区别第22页/共50页第二十二页，共51页。讨论：要想击中地上的目标，飞机应当飞到目标上空再投弹，还是(hi shi)提前一段距离？为什么？ 一切物体在任何情况下都具有惯性，惯性是物体固有的一种属性。惯性的大小只与物体的质量有关, ,与所处状态、运动速度、受力与否等因素质(szh)(szh)无关。（质量大的物体惯性大） 第23页/共50页第二十三页，共51页。第24页/共50页第二十四页，共51页。三、惯性现象(xinxing)(xinxing)的分析

10、 第25页/共50页第二十五页，共51页。解释(jish)方法：1、交待研究对象原状态。2、物理过程（突然发生的情况）3、研究对象由于惯性要保持原状态甲图：静止(jngzh)的小车和木块突然受到拉力时，小车和木块的底部一起向前运动，木块上部由于惯性仍保持静止(jngzh)状态，所以会向后倾倒。乙图：运动的小车和木块遇到障碍物，小车和木块底部突然停止(tngzh)，木块上部由于惯性仍然保持运动，所以小木块会向前倾倒。第26页/共50页第二十六页，共51页。惯性现象知识(zh shi)讲解第27页/共50页第二十七页，共51页。解决惯性(gunxng)问题的一般思路：1、先确定研究对象是哪个物体或

11、物体的哪一部分2、明确研究对象原来处于(chy)怎样的状态3、说明相关条件发生了怎样的变化4、物体由于惯性而导致的结果。第28页/共50页第二十八页，共51页。惯性现象(xinxing)的应用与防止第29页/共50页第二十九页，共51页。例题(lt)1： 下 列 关 于 惯 性 的 说 法 中 正 确(zhngqu)的是（） A物体只有静止或做匀速直线运动 时才有惯性 B物体只有受外力作用时才有惯性 C物体运动速度大时惯性大 D物体在任何情况下都有惯性第30页/共50页第三十页，共51页。解析(ji x)：因为(yn wi)一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性，不会因为(yn wi)外界因

12、素的变化而变化，与物体是否运动、是否受力都没有任何关系所以此A、B、C选项均错误正确选项为D对惯性概念的理解应掌握“一切”的含义是指：不论物体的种类、质量大小、是否受力、是否运动、做何种运动都毫不例外地具有惯性第31页/共50页第三十一页，共51页。 生活经验告诉我们：行驶中的汽车或火车，即使紧急生活经验告诉我们：行驶中的汽车或火车，即使紧急刹车，也要向前运动一段距离才能停下来，而且汽车或火刹车，也要向前运动一段距离才能停下来，而且汽车或火车的速度越快，刹车后向前运动的距离越长因此，有些车的速度越快，刹车后向前运动的距离越长因此，有些同学认为：物体同学认为：物体(wt)的惯性与它的速度有关，汽

13、车或火的惯性与它的速度有关，汽车或火车的速度越大，它的惯性也就越大这种看法对不对？车的速度越大，它的惯性也就越大这种看法对不对？第32页/共50页第三十二页，共51页。A A、一切物体、一切物体(wt)(wt)都具有惯性，都具有惯性，包括固体、液体和气体包括固体、液体和气体B B、物体、物体(wt)(wt)的运动不需要力来的运动不需要力来维持，维持物体维持，维持物体(wt)(wt)运动的是运动的是惯性惯性C C、惯性是物体、惯性是物体(wt)(wt)的固的固有属性；质量是惯性大小的有属性；质量是惯性大小的量度量度D D、物体在任何时刻、任何状态下、物体在任何时刻、任何状态下都具有惯性都具有惯性

14、第33页/共50页第三十三页，共51页。例题(lt)2(lt)2：人走路时，被石头绊倒向前倒，这是为什么？1.1.人走路时，人的身体是向前运动的，2.2.脚碰到石头时在力的作用下停止了运动，3.3.但人的身体由于惯性(gunxng)(gunxng)仍保持原来的运动状态，继续向前运动，4.4.所以会向前摔倒。第34页/共50页第三十四页，共51页。 有人设想，乘坐气球飘在高空，由于地球的自转(zzhun)，一昼夜就能周游世界，请你评价一下，这个设想可行吗？分析：分析： 因为地球上的一切物体（包括地球周围的因为地球上的一切物体（包括地球周围的大气）都随着地球一起在自转气球升空后，由大气）都随着地球

15、一起在自转气球升空后，由于惯性，它仍保持原来的自转速度当忽略其他于惯性，它仍保持原来的自转速度当忽略其他与 地 球 有 相 对 运 动 （ 如 风 ） 的 作 用 产 生与 地 球 有 相 对 运 动 （ 如 风 ） 的 作 用 产 生(chnshng)的影响时，升空的气球与它下方的地的影响时，升空的气球与它下方的地面处于相对静止的状态不可能使它相对地球绕面处于相对静止的状态不可能使它相对地球绕行一周的行一周的解答解答 这个设想不符合物理原理，不可行这个设想不符合物理原理，不可行 第35页/共50页第三十五页，共51页。例3: 火车在长直(chn zh)轨道上匀速行驶, 坐在门窗密闭的车厢内的

16、一人将手中的钥匙相对车竖直上抛,钥匙将落在（ ）A.手的后方B.手的前方C.落在手中D.无法确定 C第36页/共50页第三十六页，共51页。1、关于运动和力的关系，下列说法中正确的是（ ）A、必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用物体就静止下来B、力是使物体运动状态改变的原因C、物体的运动状态发生(fshng)改变,一定有力作用在物体上D、物体做直线运动时，一定受到了力的作用B、C第37页/共50页第三十七页，共51页。2、下列(xili)哪些现象是利用惯性的（ ）A、拍打衣服时，灰尘脱离衣服B、司机和前排的乘客要系安全带C、洗完手后，用力甩掉手的水滴D、跳远运动员起跳前要尽力助跑A

17、CD第38页/共50页第三十八页，共51页。 3 3、高空中水平匀速飞行的轰炸机，每隔相、高空中水平匀速飞行的轰炸机，每隔相同的时间投下一颗炸弹，不计空气阻力，那么同的时间投下一颗炸弹，不计空气阻力，那么这些炸弹的运动轨迹是：（这些炸弹的运动轨迹是：（ ）A A、在空中的排列情况是一条抛物线、在空中的排列情况是一条抛物线B B 、 在 空 中 的 排 列 情 况 是 一 条 竖 直 线、 在 空 中 的 排 列 情 况 是 一 条 竖 直 线(zhxin)(zhxin)C C、在空中的排列情况是一条水平线、在空中的排列情况是一条水平线D D、落地点是不等间距的、落地点是不等间距的 B第39页/

18、共50页第三十九页，共51页。4.4.下列关于惯性的说法中下列关于惯性的说法中, ,正确正确(zhngqu)(zhngqu)的是的是 A. A.物体只有在静止时才具有惯性物体只有在静止时才具有惯性 B. B.物体运动速度越大物体运动速度越大, ,其惯性也越大其惯性也越大 C. C.太空中的物体没有惯性太空中的物体没有惯性 D. D.不论物体运动与否不论物体运动与否, ,受力与否受力与否, , 物体都具有惯性物体都具有惯性惯性是物体的固有属性，不论物体惯性是物体的固有属性，不论物体处于什么处于什么(shn me)(shn me)状态，都具有状态，都具有惯性。惯性。第40页/共50页第四十页，共5

19、1页。5、请你用惯性的知识来解释一下为、请你用惯性的知识来解释一下为什么当你奔跑时碰到石块，必然是向什么当你奔跑时碰到石块，必然是向前跌倒；而如果前跌倒；而如果(rgu)你脚踏西瓜你脚踏西瓜皮，必然是向后倒？皮，必然是向后倒？ 答：奔跑答：奔跑(bnpo)时碰到石块，人的下时碰到石块，人的下半身就停了下来，而人的上半身由于惯性，半身就停了下来，而人的上半身由于惯性，仍然保持原来的运动状态，所以会向前跌倒。仍然保持原来的运动状态，所以会向前跌倒。 如果你脚踏西瓜皮，脚有一个向前运如果你脚踏西瓜皮，脚有一个向前运动的速度，而人的上半身由于惯性，仍保持动的速度，而人的上半身由于惯性，仍保持原来的静止

20、状态，所以会向后倒。原来的静止状态，所以会向后倒。第41页/共50页第四十一页，共51页。D第42页/共50页第四十二页，共51页。7.7.如图所示，一个劈形物体如图所示，一个劈形物体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，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面到斜面(ximin)(ximin)前的运动轨迹是前的运动轨迹是 A A沿斜面沿斜面(ximin)(ximin)向下的直线向下的直线 B B竖竖直向下的直线直向下的直线 C C无规则曲线无规则曲线 D D抛物线抛物线AB答案答案(d n)B第43页/共50页第四十三页，共51页。第44页/共50页第四十四页，共51页。8：关于惯性下列几种说法中正确的是（）、运动的物体具有(jyu)惯性，静止的物体没有惯性。、只有很重的物体具有(jyu)惯性，轻飘飘的气球没有惯性。、物体不受力作用具有(jyu)惯性，有力作用后，惯性就消失