牛頓第一定律狀態(tài)改變典型題剖析

1、牛頓第一定律典型題剖析例 1 火車在長直水平軌道上勻速行駛，門窗緊閉的車廂內(nèi)有一人向上 跳起，發(fā)現(xiàn)仍落回到車上原處，這是因為 A 人跳起后，車廂內(nèi)空氣給他以向前的力，帶著他隨同火車一起向前 運動B .人跳起的瞬間，車廂的地板給他一個向前的力，推動他隨同火車一 起向前運動C .人跳起后，車在繼續(xù)向前運動，所以人落下后必是偏后一些，只是 由于時間很短，偏后距離太小，不明顯而已.D .人跳起后直到落地，在水平方向上人和車始終有相同的速度.分析 人從跳起到落地的過程中，水平方向不受外力作用，保持著原來 所具有的速度作勻速直線運動，所以仍落回車上原處.答 D.說明 如果人跳起的瞬間，車廂沿水平直軌以加速

2、度 a 作勻加速運動或勻減速運動，那么人將不會落回車上原處，落地點在原處后方去=+鼻處（火車加速時）或在原處前方哎=2 /處火車減速時）-式中t就是人從起跳到落地的時間.例2 有人設想，乘坐氣球飄在高空，由于地球的自轉，一晝夜就能周 游世界，請你評價一下，這個設想可行嗎？分析 因為地球上的一切物體（包括地球周圍的大氣）都隨著地球一起 在自轉.氣球升空后，由于慣性，它仍保持原來的自轉速度.當忽略其他與 地球有相對運動（如風）的作用產(chǎn)生的影響時，升空的氣球與它下方的地面 處于相對靜止的狀態(tài).不可能使它相對地球繞行一周的.解答 這個設想不符合物理原理，不可行.說明 1632年，伽利略觀察了一個關閉的

3、船艙內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象后，寫道：“在這里（只要船的運動是勻速的），你在一切現(xiàn)象中觀察不出絲毫的改變， 你也不能夠根據(jù)任何現(xiàn)象來判斷船究竟是在運動還是停止著：當你在地板上 跳躍的時候，你所通過的距離和你在一靜止的船上跳躍時所通過的距離完全 相同，也就是說，你向船尾跳時并不比你向船頭跳時 -由于船的迅速運動- 跳得更快些，雖然當你跳在空中時，在你下面的地板是在向著和你跳躍的相 反的方向奔馳著；當你拋一東西給你的朋友時，如果你的朋友在船頭而你在 船尾，你所費的力并不比你們兩個站在相反的位置時所費的力更大.從掛在 天花板下的裝著水的酒杯里滴下的水滴，將垂直地落到地板上，沒有任何一滴水滴落向船尾方向，雖然當水

4、滴尚在空中時，船在向前走蒼蠅將繼續(xù)自 己的飛行，在各方面都是一樣，毫不發(fā)生蒼蠅(好像它很疲倦地跟在疾駛著 的船后)集聚在船尾方面的情形”.伽利略的這段精采的描述，給設想乘坐飄空氣球周游世界的人是一個很好的勸說.討論來于生活中的直覺印象而產(chǎn)生與亞里士多德相同的看法是非常根深蒂固的.不少同學常常還保留著力是運動的原因的潛意識如在分析力學問題時，看到物體在運動，就認為它一定受到力的作用；若物體向東運動就認為物體受的力向東；物體以較大的速度運動就認為它受到的力一定大；物體受力為零時，就認為它的速度也應為零； .因此，必須深刻認識力不是物體運動的原因，而是改變物體運動的原因.運動狀態(tài)的改變典型題剖析例1

5、 在車箱的頂板上用細線掛著一個小球(圖 3-2 )，在下列情況下可對車廂的運動情況得出怎樣的判斷：圖 細線豎直懸掛： 細線向圖中左方偏斜： 細線向圖中右方偏斜:分析作用在小球上只能有兩個力：地球?qū)λ闹亓?mg細線對它的拉力(彈力)T.根據(jù)這兩個力是否處于力平衡狀態(tài)，可判知小球所處的狀態(tài)，從而可得出車廂的運動情況.解答 (1)小球所受的重力mg與彈力T在一直線上，如圖3-3 (a)所 示，且上、下方向不可能運動，所以小球處于力平衡狀態(tài)，車廂靜止或沿水 平軌道(向左或向右)作勻速直線運動.圖3-3(2)細線左偏時，小球所受重力mg與彈力T不在一直線上圖3-3 (b)， 小球不可能處于力平衡狀態(tài).

6、小球一定向著所受合力方向(水平向右方向) 產(chǎn)生加速度.所以，車廂水平向右作加速運動或水平向左作減速運動.(3)與情況(2)同理，車廂水平向左作加速運動或水平向右作減速運動圖 3-3 (c).說明力是使物體產(chǎn)生加速度的原因，不是產(chǎn)生速度的原因，因此，力的方向應與物體的加速度同向，不一定與物體的速度同向.如圖3-3 (b)中,火車的加速度必向右，但火車可能向左運動；圖 3-3 (c)中，火車的加速度 必向左，但火車可能向右運動.例2月球表面上的重力加速度為地球表面上的重力知速度的.同一個飛行器在月球表面上時與在地球表面上時相比較 九慣性減小為丄重力不變.B-慣性重力都減小為;.6C.慣性不變，重力

7、減小為丄.D 慣性和重力都不變.分析物體的慣性大小僅與物體的質(zhì)量多少有關因質(zhì)量是恒量，同一物體的質(zhì)量與它所在位置及運動狀態(tài)無關，所以這個飛行器從地球到月球， 其慣性大小不變.物體的重力是個變量，這個飛行器在月球表面上的重力為G耳=陀冃二血” g宕和二gG曲答 C.討論生活經(jīng)驗告訴我們： 行駛中的汽車或火車， 即使緊急剎車，也要向前運動一段距離 才能停下來，而且汽車或火車的速度越快，剎車后向前運動的距離越長因此，有些同 學認為：物體的慣性與它的速度有關，汽車或火車的速度越大，它的慣性也就越大這 種看法是不對的因為慣性是物體本身的屬性，它與物體的運動狀態(tài)無關，僅由物體的 質(zhì)量決定質(zhì)量一定的物體，無論它靜止或運動、運動速度的大小