4.1牛顿第一定律

4.1 牛顿第一定律学案1．所谓理想实验，又叫________________，它是人们在思想中塑造的一种理想过程，是________________的一种方法和形式．2．牛顿第一定律的内容：_____________________________________________.3．物体具有保持其原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫________．惯性是物体本身具有的一种属性，与物体所处的运动状态________．________是惯性的唯一量度．物体的____越大，惯性越大；物体的____________越小，惯性越小．思考我们经常提到物体处于什么运动状态或物体的运动状态发生了改变等，那么描述物体运动的几个物理参量中哪一个是描述物体运动状态的标志呢？一、伽利略的理想实验[要点提炼]1．亚里士多德的观点古希腊哲学家亚里士多德根据一些简单的生活经验认为力是________________________的原因．这一错误判断持续了近两千年，直到17世纪，意大利著名物理学家伽利略，根据理想实验打破了凭直觉得出的力是________________的原因的错误观点对人们的束缚．2．理想实验：如图1甲所示，让小球沿一个斜面从静止滚下来，小球将滚上另一个斜面．如果没有摩擦，小球将________________________．图1如果第二个斜面倾角变小，如图乙所示，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，如图丙所示，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，________________________________________________________________________.3．伽利略的结论：水平面上运动的物体之所以停下，是物体________________的缘故，也就是说，力是________________________________．4．实验意义：伽利略理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，其思维过程采用“________________——设计思路——推断结论”的方式．[问题延伸]1．静止是不是一种特殊的运动状态？2．你认为下列情况中物体的运动状态是否改变？a．汽车由静止到开始运行．b．汽车沿着笔直的公路跑的越来越快了．c．汽车沿着笔直的公路跑的越来越慢了．d．汽车没有减速但拐了一个弯．e．汽车一边减速一边拐弯二、牛顿物理学的基石——惯性定律[问题情境]我们可以轻松地把一个石子拿起并扔远，但要拿起并扔远一个10 kg的铅球，却很费力．这是为什么？[要点提炼]1．对牛顿第一定律的理解(1)物体不受外力时所处的状态是静止或匀速直线运动状态，我们把这样的状态叫平衡状态，物体处于平衡状态的条件是物体受到的外力的合力为零．(2)物体运动状态的改变是因为受到力，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因，或者说力是产生____________的原因．(3)一切物体都具有保持原来运动状态的特性——惯性．2．对惯性的理解(1)惯性与质量的关系①惯性是物体的________________，一切物体都具有惯性．②________是物体惯性大小的唯一量度，________越大，惯性越大．(2)惯性与力的关系①惯性________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．②力是改变物体________________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__________改变．③惯性与物体的受力情况________．(3)惯性与速度的关系①速度是表示物体运动快慢的物理量，惯性是物体本身固有的性质．②一切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大小均无关.1.关于牛顿第一定律，下列说法正确的是( )A．牛顿第一定律是一条实验定律B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因C．惯性定律和惯性的实质是相同的D．物体的运动不需要力来维持2．下面是摘自上个世纪美国报纸上的一篇小文章：阿波罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中，飞船内宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话．宇航员：“汤姆，我们现在已关闭火箭上所有推动机，正向月球飞去．”汤姆：“你们关闭了所有推动机，那么靠什么力量推动火箭向前运动？”宇航员犹豫了半天，说：“我想大概是伽利略在推动飞船向前运动吧．”若不计星球对火箭的作用力，由上述材料可知下列说法错误．．的是( ) A．汤姆问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”B．宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”C．宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持”D．宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行3．歼击机在进入战斗状态时要丢掉副油箱，这样做是为了( )A．减小重力，使运动状态保持稳定B．增大速度，使运动状态易于改变C．增大加速度，使运动状态不易变化D．减小惯性，有利于运动状态的改变4．如图4－1－3所示(俯视图)，以速度v匀速行驶的列车车厢内有一水平桌面，桌面上的A处有一小球．若车厢中的旅客突然发现小球沿图中虚线由A向B运动．则由此可判断列车( )A．减速行驶，向南转弯B．减速行驶，向北转弯C．加速行驶，向南转弯D．加速行驶，向北转弯5．关于伽利略的理想斜面实验下列说法正确的是( )A．伽利略的理想实验是假想的，没有科学依据B．伽利略的理想实验是在可靠的事实基础上进行抽象思维而创造出来的一种科学推理方法，是科学研究中的一种重要方法C．伽利略的理想实验有力地否定了亚里士多德的观点D．在科学发展的今天，伽利略的理想斜面实验是可以通过实验演示的6．行驶的汽车在刹车后能停下，这是因为( )A ．汽车的惯性消失了B ．汽车的惯性小于汽车的阻力C ．阻力的作用改变了汽车的运动状态D ．汽车受到平衡力的作用而刹车停下7．在向前行驶的客车上驾驶员和乘客的身体姿势如图4－1－4所示，则对客车运动情况的判断正确的是( )A ．客车一定做匀加速直线运动B ．客车一定做匀速直线运动C ．客车可能是突然减速D ．客车可能是突然加速8．如图4－1－5所示，一个玻璃杯内盛半杯水，上面盖一块塑料板，板上放一只鸡蛋，用小木棒猛击塑料板，塑料板离杯飞出，鸡蛋却稳稳地落入杯中，请解释这一现象．惯性的理解例1 关于物体的惯性以下说法中正确的是( )A ．物体的运动速度越大，物体越难停下来，说明运动速度大的物体惯性大B ．汽车突然减速时，车上的人向前倾，拐弯时人会往外甩，而汽车匀速前进时，车上的人感觉平稳，说明突然减速和转弯时有惯性，匀速运动时没有惯性C ．在同样大小的力作用下，运动状态越难改变的物体，其惯性一定越大D ．在长直水平轨道上匀速运动的火车上，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起后，发现落回原处，这是因为人跳起后，车继续向前运动，人落下后必定向后偏些，但因时间太短，偏后距离太小，不明显而已．拓展探究 月球表面的重力加速度为地球表面的重力加速度的16，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16，重力不变B ．惯性和重力都减小为16C ．惯性不变，重力减小为16D ．惯性和重力都不变牛顿第一定律的理解及应用例2 如果正在做自由落体运动的物体的重力忽然消失，那么它的运动状态应该是( )A ．悬浮在空中不动B ．运动速度逐渐减小C ．做竖直向下的匀速直线运动D ．以上三种情况都有可能4.3 牛顿第二定律【基础知识】1．牛顿第二定律揭示了物体的跟它受到的以及物体质量的关系．物体的加速度跟它受到的成正比，跟物体的成反比，加速度的方向跟的方向相同．2．理解牛顿第二定律时应注意五性．①同体性；②矢量性；③瞬时性；④独立性；⑤相对性。

3．物理公式在确定物理量的数量关系的同时，也确定关系。

在力学中，选定、和这三个物理量的单位作为基本单位，其余物理量的单位作为，组成了力学单位制。

4。

根据牛顿第二定律，物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，写成等式应该是F＝kma.为了简化公式，在国际单位制中，m的单位是“千克”，加速度的单位是“米每二次方秒”，并规定使质量为kg 的物体产生_______m/s2的加速度的力，叫做1N.这样，上式中的k就等于，牛顿第二定律的公式就可以简化成的形式.【典型例题】例1．根据牛顿第二定律判断下列说法正确的是（）A.加速度和合力的关系是瞬间对应关系，即a与F同时产生、同时变化、同时消失。

B.加速度的方向总是与合外力的方向相同。

C.同一物体的运动速度越大，受到的合外力越大。

D.物体的质量与它所受的合外力成正比，与它的加速度成反比。

例2．（1）质量m=5Kg的物体放在水平面上,已知物体和水平面间的动摩擦因素μ=0.2.求物体在水平向右拉力F=20N作用下的加速度。

（2）质量m=5Kg的物体放在光滑水平面上，受到与水平方向成θ=37O角斜向右上方拉力F=20N作用.求物体加速度。

（3）质量m=5Kg的物体放在水平面上，受到与水平方向成θ=37O角斜向右上方拉力F1=10N作用,恰能在水平面上匀速运动.求当物体受到与水平方向成θ=37O角斜向右上方拉力F2=20N作用时的加速度。

例3．（1）质量为m的物体,放在与水平方向成θ角的光滑斜面上.求物体运动的加速度.（2）质量为m的物体,放在与水平方向成θ角的斜面上.已知物体和斜面间的动摩擦因素μ.求物体运动的加速度；当μ=0.2、θ=37o时物体运动的加速度大小?例5．下述有关力学单位制中的说法正确的是( )A.在有关力学的分析计算中，只能采用国际单位，不能采用其它单位B.力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、物质的量和速度C.力学单位制中，采用国际单位的基本单位有千克、米、秒D.单位制中的导出单位可以用基本单位来表达例6．如图所示，一质量为m 的物体系于长度分别为l 1、l 2的两根细线上，l 1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，l 2水平拉直，物体处于平衡状态。

（1）现将l 2线剪断，求剪断的瞬时物体的加速度。

⑵若将图中的细线改为长度相同、质量不计的轻弹簧，其它条件不变，如图（b ）， 结果如何？随堂作业一、选择题1．(多选)在牛顿第二定律的数学表达式F ＝kma 中，有关比例系数k 的说法正确的是( ) A ．在任何情况下k 都等于1 B ．在国际单位制中k 一定等于1C ．k 的数值由质量、加速度和力的大小决定D ．k 的数值由质量、加速度和力的单位决定2．由牛顿第二定律可知( )A ．同一物体的运动速度越大，受到的合外力也越大B ．同一物体的速度变化率越小，说明它受到的合外力越小C ．物体的质量与它所受的合外力成正比，与它的加速度成反比D ．同一物体的速度变化越大，说明它受到的合外力越大3．如图，轻弹簧上端与一质量为m 的木块1相连，下端与另一质量为M 的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a 1，a 2.重力加速度大小为g .则有( )A ．a 1＝0，a 2＝gB ．a 1＝g ，a 2＝gC ．a 1＝0，a 2＝m ＋MMg D ．a 1＝g ，a 2＝m ＋MM g4．如图所示，一个小球从竖直立在地面上的轻质弹簧正上方某处自由下落，从小球与弹簧接触开始到弹簧被压缩到最短的过程中，小球的速度和加速度的变化情况是( )A ．加速度和速度均越来越小，它们的方向均向下B ．加速度先变小后变大，方向先向下后向上；速度越来越小，方向一直向下C ．加速度先变小后变大，方向先向下后向上；速度先变大后变小，方向一直向下D ．以上均不正确5．(多选)将力传感器A 固定在光滑水平桌面上，测力端通过轻质水平细绳与滑块相连，滑块放在较长的小车上，如图甲所示．传感器与计算机相连接，可获得力随时间变化的规律．一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮，一端连接小车，另一端系砂桶，整个装置开始时处于静止状态．在滑块与小车分离前向砂桶里缓慢倒入细砂，力传感器采集的F —t 图象如图乙所示．则()A ．2.5 s 前小车做变加速运动B ．2.5 s 后小车做变加速运动C ．2.5 s 前小车所受摩擦力不变D ．2.5 s 后小车所受摩擦力不变6．如图所示，位于水平地面上的质量为M 的小木块，在大小为F 、方向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面做加速运动，若木块与地面之间的动摩擦因数为μ，则木块的加速度为( )A ．F /MB ．F cos α/MC ．(F cos α－μMg )/MD ．[F cos α－μ(Mg －F sin α)]/M7. 一个物体只受到一个逐渐减小的力的作用，力的方向跟速度的方向相同，则物体的加速度大小和速度大小将 A. 加速度逐渐减小，速度逐渐减小，速度减小变慢了 B. 加速度逐渐增大，速度逐渐减小，速度减小变快了 C. 加速度逐渐增大，速度逐渐增大，速度增大变快了 D. 加速度逐渐减小，速度逐渐增大，速度增大变慢了8．力1F 单独作用在物体上时产生的加速度为3m ／2s ，力2F 单独作用在此物体上时产生的加速度为4m ／2s ，两力同时作用在此物体上产生的加速度可能为 （ ）A ．1m ／2s B ．5m ／2s C ．4m ／2s D ．8m ／2s9.如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O 点并系住物体m ，现将弹簧压缩至A 点，然后释放，物体一直可以运动到B 点，如果物体受到的摩擦力大小恒定则 （ ）A ．物体从A 到O 点先加速后减速B ．物体从A 至O 加速，从O 至B 减速C ．物体在A 、O 间某点所受合力为零D ．物体运动至O 点时所受合力为零 10．如图所示，一物块位于光滑水平桌面上，用一大小为F 、方向如图所示的力去推它，使它以加速度a 向右运动。