專題一 牛頓第一定律的理解和應(yīng)用

1、專題一牛頓第一定律的理解和應(yīng)用,第三章 牛頓運(yùn)動定律,關(guān)于牛頓第一定律的理解,1牛頓第一定律不像其它定律那樣是由實驗直接總結(jié)出來的，它是牛頓以伽利略的理想實驗為基礎(chǔ)，總結(jié)前人的研究成果，加之豐富的想象而提出來的。,2牛頓第一定律描述的是物體不受外力時的運(yùn)動情況。物體不受外力是該定律的條件,物體保持勻速直線運(yùn)動或靜止?fàn)顟B(tài)是結(jié)果.,3牛頓第一定律是獨(dú)立的一條規(guī)律，不能簡單看成是牛頓第二定律的特例。,4牛頓第一定律的意義 指出力不是維持物體運(yùn)動的原因； 指出一切物體都有慣性； 指出力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，即產(chǎn)生加速度的原因； 提出了慣性參考系的概念。,二、慣性及對慣性的理解,慣性是一切物體的固有

2、屬性，與物體是否受到外力、物體是否運(yùn)動均沒有關(guān)系，質(zhì)量才是慣性大小的唯一量度。,誤區(qū)之一：運(yùn)動的物體有慣性，靜止的物體沒有慣性,誤區(qū)之二：運(yùn)動速度大的物體慣性大,慣性有兩種表現(xiàn)形式,慣性的大小表現(xiàn)為物體運(yùn)動狀態(tài)改變的難易程度，在受到了相同阻力的情況下，速度（大?。┎煌|(zhì)量相同的物體，在相同的時間內(nèi)速度減小量是相同的，這就說明質(zhì)量相同的物體，它們改變運(yùn)動狀態(tài)的難易程度慣性是相同的，與它們的速度無關(guān)。,誤區(qū)之四：重力越小，慣性越小；物體處于失重狀態(tài)時，慣性消失,誤區(qū)之五：慣性是一種特殊的力,誤區(qū)之三：“慣性”就是“慣性定律”,而慣性是物體本身固有的一種屬性，它跟物體受不受外力無關(guān)。慣性定律是物體在

3、某個特定的環(huán)境（不受外力）下具有慣性的表現(xiàn)；,地面附近的物體所受重力大小與其質(zhì)量大小成正比，物體的重力越大慣性越大。如果把物體放在月球上，它所受的重力是地球上的1/6，但是質(zhì)量不變。在地球上和月球上速度相同質(zhì)量相同的物體，在受到了相同阻力的情況下，會同時停下來，這就說明兩個質(zhì)量相同的物體，不管在地球上，還是月球上，它們改變運(yùn)動狀態(tài)的難易程度慣性是相同的，,慣性是物體本身固有的一種屬性，力是物體之間的相互 作用。,三、運(yùn)動狀態(tài)的改變,即物體受到的合外力決定了物體的加速度的大小，而加速度的大小決定了單位時間內(nèi)速度的變化量，而與物體當(dāng)時的速度無關(guān)。,運(yùn)動狀態(tài)改變含義：是指速度的改變(速度改變包括速度

4、的大小、方向有其中之一發(fā)生改變或兩者都發(fā)生改變的情況),力,加速度,速度,指出力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，即產(chǎn)生加速度的原因；,力和運(yùn)動的關(guān)系,1.（2007海南物理1）16世紀(jì)末，伽利略用實驗和推理，推翻了已在歐洲流行了近兩千年的亞里士多德關(guān)于力和運(yùn)動的理論，開啟了物理學(xué)發(fā)展的新紀(jì)元.在以下說法中，與亞里士多德觀點(diǎn)相反的是（ ） A、四匹馬拉的車比兩匹馬拉的車跑得快；這說明，物體受的力越大，速度就越大 B、一個運(yùn)動的物體，如果不再受力了，它總會逐漸停下來；這說明，靜止?fàn)顟B(tài)才是物體長時間不受力時的“自然狀態(tài)” C、兩物體從同一高度自由下落，較重的物體下落較快 D、一個物體維持勻速直線運(yùn)動，不需

5、要力,解析：亞里士多德的多數(shù)結(jié)論來自觀察.當(dāng)時并沒有考慮到摩擦力的作用，所以許多結(jié)論都是錯誤的.根據(jù)我們現(xiàn)在所學(xué)的內(nèi)容，力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因.所以ABC都是他的觀點(diǎn)，而D不是.,D,警示：在分析時，由于看前面的例子而易選擇ABC中的一個.在分析時應(yīng)該看后面的說明.,2.（2006年廣東卷1）下列對運(yùn)動的認(rèn)識不正確的是（ ） A物體的自亞里士多德認(rèn)為然狀態(tài)是靜止的，只有當(dāng)它受到力的作用才會運(yùn)動 B.伽利略認(rèn)為力不是維持物體運(yùn)動的原因 C.牛頓認(rèn)為力的真正效應(yīng)總是改變物體的速度，而不僅僅使其運(yùn)動 D.伽利略根據(jù)理想實驗推出，如果沒有摩擦，在水平面上的物體，一旦具

6、有每個速度，將保持這個速度繼續(xù)運(yùn)動下去,A,解析：亞里士多德認(rèn)為沒有力作用在物體上，物體就不會運(yùn)動。伽利略認(rèn)為力不是維持物體運(yùn)動的原因，伽利略根據(jù)理想實驗推論出，如果沒有摩擦，在水平面上的物體，一旦具 有某一個速度，將保持這個速度繼續(xù)運(yùn)動下去。牛頓認(rèn)為力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，并不是使物體運(yùn)動的原因。故答案為A。,備考提示：本題涉及對運(yùn)動的認(rèn)識過程，考查對基本理論的認(rèn)識程度，屬于容易題。,3.（2003上海理綜卷 50）理想實驗有時更能深刻地反映自然規(guī)律，伽利略設(shè)想了一個理想實驗，其中有一個是實驗事實，其余是推論 減小第二個斜面的傾角，小球在這斜面上仍然要達(dá)到原來的高度； 兩個對接的斜面，讓

7、靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面； 如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫诺母叨龋?繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持續(xù)的勻速運(yùn)動 請將上述理想實驗的設(shè)想步驟按照正確的順序排列,在上述的設(shè)想步驟中，有的屬于可靠的事實，有的則是理想化的推論下列關(guān)于事實和推論的分類正確的是（ ） A、是事實，是推論 B、是事實，是推論 C、是事實，是推論 D、是事實，是推論,B,正確理解慣性和平衡狀態(tài),4. 下面說法正確的是（ ） A靜止或做勻速直線運(yùn)動的物體一定不受外力的作用 B物體的速度為零時一定處于平衡狀態(tài) C物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化時，一定受到外力的作用 D物體的位移方

8、向一定與所受合力方向一致,解析：A物體不受外力時一定處于靜止或勻速運(yùn)動狀態(tài)，但處于這些狀態(tài)時不一定不受外力作用，所以A錯，B物體是否處于平衡狀態(tài)是看其受力是否為零，而不是看它的速度是否為零，如振動物體離平衡位置最遠(yuǎn)時速度為零，此時恢復(fù)力不為零，它就不處于平衡狀態(tài)，所以B錯，D如平拋運(yùn)動就不是這種情況，力與位移方向不一致，所以D錯,C,5.（2008廣東卷1）伽利略在著名的斜面實驗中，讓小球分別沿傾角不同、阻力很小的斜面從靜止開始滾下，他通過實驗觀察和邏輯推理，得到的正確結(jié)論有（ ） A傾角一定時，小球在斜面上的位移與時間成正比 B傾角一定時，小球在斜面上的速度與時間成正比 C斜面長度一定時，小

9、球從頂端滾到底端時的速度與傾角無關(guān) D斜面長度一定時，小球從頂端滾到底端所需的時間與傾角無關(guān),解析：傾角一定時，小球在斜面上的位移與時間的平方成正比，在斜面上的速度與時間成正比，故選項A錯誤，選項B正確。斜面長度一定時，小球從頂端滾到底端時的速度與傾角有關(guān)，從頂端滾到底端所需時間與傾角有關(guān)，故選項C、D錯誤。,B,6. 請用自己所學(xué)習(xí)的物理知識解釋“船大調(diào)頭難”這句俗語的道理,解析：“船大”，指船的質(zhì)量大，“調(diào)頭難”指改變速度方向難，“船大調(diào)頭難”說明質(zhì)量大的物體慣性大，要改變其運(yùn)動狀態(tài)需要的力大,根據(jù)牛頓第二定律，兩個質(zhì)量不同的物體受到同樣的合外力作用，質(zhì)量大的加速度小，在相同時間內(nèi)速度變化

10、小，運(yùn)動狀態(tài)難改變，說明物體保持原來運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì)強(qiáng)，其慣性大。,實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量是慣性大小的唯一量度,7.（ 2005廣東卷 1）一汽車在路面情況相同的公路上直線行駛行駛，下面關(guān)于車速、慣性、質(zhì)量和滑行路程的討論，正確的是（ ） A車速越大，它的慣性越大 B質(zhì)量越大，它的慣性越大 C車速越大，剎車后滑行的路程越長 D車速越大，剎車后滑行的路程越長，所以慣性越大,B C,解析：質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，可知A、D兩項錯誤剎車時的加速度大小a=g,滑行路程,因為路面相同，即動摩擦因數(shù)相同，所以車速v0越大，滑行路程越長，C項正確,慣性是物體本身具有的特性，只與物體的質(zhì)量有關(guān)，與

11、物體運(yùn)動的速度無關(guān),本題中物體滑行的路程只與物體的初速度有關(guān)，與慣性大小無關(guān),8火車在長直水平軌道上勻速行駛，車廂內(nèi)有一個人向上跳起，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)的空氣給人一個向前的力，這力使他向前運(yùn)動 B人跳起時，車廂對人一個向前的摩擦力，這力使人向前運(yùn)動 C人跳起后，車?yán)^續(xù)向前運(yùn)動，所以人下落后必定向后偏一些，只是由于時間很短，距離太小，不明顯而已 D人跳起后，在水平方向人和車水平速度始終相同,D,解析：由于人具有慣性，當(dāng)人向上跳起時仍然保持火車運(yùn)行的速度，此后人在水平方向不受外力，根據(jù)牛頓第一定律將保持勻速直線運(yùn)動，人的水平分運(yùn)動與火車的運(yùn)動相同，所以人仍會落

12、回原處。,受力分析和運(yùn)動分析是力學(xué)解題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,解一：因為當(dāng)瓶子從靜止?fàn)顟B(tài)突然向右加速運(yùn)動時，瓶中的水由于慣性要保持原有的靜止?fàn)顟B(tài)，相對瓶來說是向左運(yùn)動，氣泡也有慣性，但相比水來說質(zhì)量很小，慣性小可忽略不計，所以氣泡相對水向右移動。同理，當(dāng)瓶子從向右勻速運(yùn)動狀態(tài)突然停止時，小氣泡在瓶內(nèi)將向左運(yùn)動。,解二：設(shè)想有一“水泡”，其體積、形狀和“氣泡”相同，當(dāng)玻璃管向右加速運(yùn)動時，這塊水就和周圍的水一起向右加速運(yùn)動，相對于玻璃管不會有相對運(yùn)動，這塊水所受的外力由周圍的水對它產(chǎn)生.設(shè)想將這個“水泡”換成“氣泡”，周圍水對氣泡的作用力不變，氣泡將在該力作用于做加速運(yùn)動。因為氣泡的質(zhì)量小于水泡的質(zhì)量，所

13、以氣泡的加速度大于水泡的加速度，即氣泡相對于玻璃管向右運(yùn)動。,解：設(shè)油滴離開車廂頂部時，車速為v0,油滴由于慣性此時也具有水平速度V0,對地做平拋運(yùn)動，,車廂做勻減速運(yùn)動,聯(lián)立式解出油滴落地點(diǎn)到O點(diǎn)的距離,所以油滴落在O點(diǎn)的右方,思維發(fā)散,1.油滴相對于地面的運(yùn)動軌跡是什么？ 2.車廂若加速運(yùn)動，油滴落點(diǎn)在何處？ 3若在A點(diǎn)連續(xù)落下油滴，能落在同一點(diǎn)嗎？,解析：開始A、B隨木板一起勻速運(yùn)動，說明A、B所受的合外力為零。當(dāng)木板停止運(yùn)動后：若木塊光滑，A、B大水平方向上不受外力的作用，仍以原來的速度做勻速運(yùn)動，則相互間距離保持不變。若木板粗糙，由于A、B的材料相同，它們與木板的動摩擦因數(shù)相同，其加速度相同，即A、B以相同的初速度和加速度做勻減速運(yùn)動，所以它們之間的距離仍保持不變。,D,12. 公共汽車在平直的公路上行駛時，固定于路旁的照相機(jī)每隔兩秒連續(xù)兩次對其拍照