牛頓第一定理為整個高中數學熱學學習的打地基課程,在我們中學階段熱學的學習過程當中,牛頓第一定理幾乎貫串所有的習題,牛頓第一定理主要解決平衡態受力剖析的問題,隨然概念只有簡單的幾句話牛頓第一定律是力學嗎,并且其中包含的通過平衡態解決受力剖析的等量問題至關重要,所以朋友們千萬不忽略這個簡單的知識點,結出來跟隨楊老師詳盡的再鞏固一下該部份知識點!
牛頓第一定律所須要把握的學習目標
1、知道牛頓第一定理的內容;
2、理解慣性是物質的一種屬性,會解釋常見的慣性現象。
《牛頓第一定理》知識點解讀
要點一、牛頓第一定理
一切物體在沒有遭到力的作用時,總保持靜止或勻速直線運動狀態,這就是牛頓第一定理。
要點演繹:
對定理的理解:
1、“一切”說明該定理對于所有物體都適用,不是特殊現象。
2、“沒有遭到力的作用”是定理創立的條件。“沒有遭到力的作用”有兩層涵義:一是該物體確實沒有遭到任何力的作用,這是一種理想化的情況(實際上,不受任何力的作用的物體是不存在的);二是該物體所受合力為零,它的作用療效可以等效為不受任何力的作用時的作用療效。
3、“或”指兩種狀態必居其三,不能同時存在,也就是說物體在不受力的作用時,原先靜止的物體仍保持靜止狀態,原先運動的物體仍保持勻速直線運動狀態。
(4)牛頓第一定理的內涵:物體在不受力的情況下仍然可以保持原有的運動狀態,說明力不是維持物體運動的緣由,而是使物體運動狀態發生改變的誘因。或則說:物體的運動不須要力來維持,要改變物體的運動狀態,必須對物體施加力的作用。(注:一定不能說力是維持物體運動狀態的緣由,只能說是改變)
5、牛頓第一定理不能用實驗直接驗證,而是在實驗的基礎上通過剖析、概括、推理總結下來的。
6、牛頓第一定理是關于力與運動關系的規律,它反映了物體在不受力(或受合力為零)時的運動規律,在不受任何力時,物體要保持原有的運動狀態不變。
要點二、慣性
一切物體都有保持原先運動狀態不變的性質,我們把這些性質稱作慣性。
要點展現:
對慣性的理解。
1、一切物體都有慣性,一切物體是指無論是二氧化碳、液體、還是固體;無論是靜止還是運動;無論受力還是不受力都具有慣性。慣性是物體本身的一種屬性。
2、慣性指物體保持靜止狀態或勻速直線運動狀態不變的性質。即靜止的物體總要保持靜止狀態,運動的物體總要保持勻速直線運動狀態。
3、慣性是物體的屬性,不是力。因而在談到慣性時,只能說“物體具有慣性”或“由于慣性”,而不能說“受到慣性作用”或“慣性力”等。慣性只有大小,慣性的大小僅取決于物體的質量,質量大,慣性也大。
精典例題剖析
類型一、牛頓第一定理
1、在探究牛頓第一定理的實驗中,如圖所示用同一貨車從同樣斜面的同一高度滑下,使它在三種不同表面的水平軌道上繼續運動。
(1)同一貨車三次從斜面的同一高度滑下,采用同一高度的目的是為了使貨車在水平面上開始運動時,具有相同的。
(2)貨車在表面上滑行的最遠;由于平面越光滑,貨車速率降低得越。
(3)從實驗中得出的推論是若接觸面完全光滑,即水平方向不受外力作用,軌道足夠長,貨車將仍然做運動。
(4)本次探究中應用了在觀察實驗的基礎上進行科學的方式。
【答案】(1)速率(2)木板、慢(3)勻速直線(4)推理
【解析】(1)使貨車從同一高度滑下,目的是為了讓貨車抵達水平面就具有相同的速率。
(2)由實驗可知表面越光滑牛頓第一定律是力學嗎,貨車運動的距離越遠,即磨擦力越小,貨車運動越遠,速率降低的越慢。
(3)從實驗可以得出,貨車遭到的阻力越小,貨車滑行的距離越遠;因而假如貨車不遇阻力作用,這么貨車將保持原先的速率和方向永遠運動下去;即運動的貨車,當不遭到阻力作用時,將保持勻速直線運動。
(4)在實驗的基礎上,加上科學的推理進行歸納。
【總結升華】本題考查理想實驗,應理解理想實驗的控制變量法,同時感受怎樣從實驗中得出推論,以及合理的推理得出化學規律的思想。
舉一反三:
【變式】在研究牛頓第一定理的實驗中,朋友們得到如下推論,其中錯誤的是()
A.控制貨車從斜面同一高度滑下,是為了讓貨車滑到水平面時的初速率相等
B.因為慣性,貨車抵達水平面后繼續往前運動
C.實驗中主要運用了控制變量法和理想實驗法
D.實驗表明,力是使物體運動的誘因
【答案】D
【解析】A、三次實驗讓貨車從斜面的同一高度滑下,是為了使其具有相同的初速率,符合控制變量法的要求,故A正確;B、由于慣性,貨車抵達水平面后仍要保持原先的運動狀態,所以會繼續往前運動,故B正確;C、實驗中控制初速率相同,用到了控制變量法;按照實驗現象推理得出在不受力時物體的運動情況,用到了理想實驗法,故C正確;D、實驗表明,力是改變物體運動狀態的緣由,不是使物體運動的緣由,故D錯誤,故選D。
2、正在曲線運動的貨車,假如它遭到的一切外力都同時消失,則貨車將()
A.立刻停出來B.做勻速直線運動
C.仍做曲線運動D.速率越來越慢
【答案】B
【解析】由牛頓第一定理可知,正在運動的物體,忽然外力撤消后,物體將以恒定的速率做勻速直線運動;此題是正在曲線運動的貨車,假如它遭到的一切外力都同時消失,故物體做勻速直線運動,A、C、D三項不符合題意,故選B。
【總結升華】解答時關鍵理解好:正在運動的物體,忽然外力撤消后,物體將以恒定的速率做勻速直線運動;靜止的物體忽然外力撤消后,物體依然處于靜止狀態。
類型二、慣性
3、關于物體的慣性,下述說法正確的是()
A.賽車能很快停出來,說明車沒有慣性
B.跳高運動員起跳前助跑,是為了獲得慣性
C.籃球射入球門時才具有慣性
D.百米運動員抵達終點時不能立刻停出來,是由于運動員具有慣性
【答案】D
【解析】該題考察對慣性的理解。慣性是物質的一種屬性,一切物體在任何情況下都有慣性。無論物體運動還是靜止。故AC錯。慣性不是力,它只有大小沒有方向,因而物體“獲得慣性”、“受到慣力作用”等說法都是錯誤的,故B錯。
【總結升華】①慣性是一切物體都具有的,無論是二氧化碳、液體、固體都有慣性。②物體在任何情況下都有慣性,無論運動、靜止、受力或不受力都有慣性③慣性的大小只有質量有關,與速率無關。
舉一反三:
【變式】下列說法正確的是()
A.慣性是物體的一種屬性
B.物體只有靜止時才有慣性
C.物體只有遭到力的作用時才具有慣性
D.物體只有運動時才有慣性
【答案】A
4、水平路上行駛的車輛忽然制動,車上的人會向前傾,下述說法正確的是()
A.人向前傾不能說明人有慣性
B.人向前傾能說明人有慣性
C.人向前傾說明車有慣性
D.人向前傾說明人和車都具有慣性
【答案】B
【解析】汽車在行駛過程中,人和車處于運動狀態,當車輛忽然制動時,人的下體與車一起停止運動,而上身因為慣性依然要保持原先的運動狀態,所以人會向前傾,說明人有慣性。
【總結升華】此題通過常見的現象考查了對慣性的理解和應用。在解釋時,要將物體按運動狀態分成兩部份:發生改變的和不變的。
舉一反三
【變式1】“旋蛋實驗”可以判定一個蛋黃是生豬肉還是熟鴨蛋,在光滑的水平桌面上快速旋轉該豬肉,用手剎車后又立刻釋放,假如豬肉又“自動”轉動上去,這么這個豬肉一定是豬肉,這是由于。
【答案】生
用手剎車后,隨蛋殼轉動生豬肉的面糊和雞蛋是液體,因為慣性,不會馬上停出來,立刻釋放后,蛋黃和雞蛋又會推動蛋殼轉動上去,而熟豬肉是固體,會隨蛋殼的停止停出來。
【變式2】(高清課堂《牛頓第一定理》例4)坐在公共車輛里的人,身體猛然向前傾,這可能是因為車輛
A.忽然減速前進B.忽然加速前進
C.往前行駛時忽然制動D.忽然啟動前進
【答案】AC
5、“跳遠”是一項常見的體育運動.短跑運動員在賽事中都是:
①先助跑一段距離,②在抵達起跳點時使勁蹬地,③起跳后在空中運動一段距離,
④最后落入沙池。仔細剖析整個過程,每位步驟都用到哪些數學知識?
【答案與解析】加速的目的是為了減小起跳時的動能(這個知識點會在之后的章節小學到);使勁蹬地快速跳起,應用了力可以改變物體的運動狀態;起跳后在空中運動一段距離,借助了物體的慣性;
最后落入沙池,是由于重力的作用;沙池中留下深深的腳印,力改變物體的形狀。
【總結升華】此題考查了中學生對物體運動狀態的變化的緣由、慣性、力的作用療效等多個知識點的理解和把握,綜合性很強,難度較大,要引導中學生養成悉心、認真的做題習慣。
里面講解了如此多,楊老師最后再給你們總結一下,關于牛一定理應當怎樣更好的使用。
1、如果題干告訴物體處于靜止或則勻速直線運動狀態(平衡態),這么此時一定是受平衡力,也就是豎直方向或則水平方向合外力為零,此時我們可以通過受力剖析找到力之間的等量關系
2、如果物體遭到的合外力為零,這么一定處于靜止或則勻速直線運動狀態