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1、第三單元力和運(yùn)動課時 09牛頓第一定律 二力平衡 古人觀點 人物 觀點亞里士多德 力是維持物體運(yùn)動的原因;注:這種觀點是錯誤的伽利略 物體的運(yùn)動不需要力來維持牛頓 一切物體在沒有受到力的作用時,總保持或 狀態(tài) 考點知識聚焦考點一牛頓第一定律 靜止 勻速直線運(yùn)動 探究課題:阻力對物體運(yùn)動的影響實驗裝置探究方法 、轉(zhuǎn)換法 實驗過程 使小車從斜面同一高度滑下,其目的是使小車到達(dá)水平面時的相同;在這一實驗中需要改變的是接觸面的,做法是分別將毛巾、棉布、木板鋪在水平面上,分別進(jìn)行實驗;實驗中可通過觀察小車在水平面運(yùn)動的 遠(yuǎn)近來顯示阻力對物體運(yùn)動的影響 考點知識聚焦控制變量法 速度粗糙程度 距離 得出結(jié)論
2、 平面越光滑,小車運(yùn)動的距離,這說明小車受到的阻力越小,速度減小得 進(jìn)行推理 如果運(yùn)動的物體不受力,它將永遠(yuǎn)做運(yùn)動 牛頓第一定律 物體在時,總保持 對牛頓第一定律的理解 牛頓第一定律是在大量經(jīng)驗事實的基礎(chǔ)上,通過進(jìn)一步推理而概括出來的,不能用實驗來直接證明牛頓第一定律;牛頓第一定律的內(nèi)涵:物體不受力,原來靜止的物體將保持狀態(tài),原來運(yùn)動的物體,不管原來做什么運(yùn)動,物體都將做; 牛頓第一定律告訴我們:物體做勻速直線運(yùn)動可以(選填“需要”或“不需要”)力,即力與運(yùn)動狀態(tài)無關(guān),所以力(選填“是”或“不 是”)產(chǎn)生或維持運(yùn)動的原因,而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因 考點知識聚焦 越遠(yuǎn)越慢 勻速直線一切 沒有受
3、到力的作用 靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)靜止勻速直線運(yùn)動 不需要不是 定義 物體保持原來的運(yùn)動狀態(tài)不變的性質(zhì)理解 慣性是物體的固有,一切物體在任何情況下都有慣性 慣性不是力,力有三要素,慣性只有大小;所以我們對慣性進(jìn)行描述時,只能說某物體“具有”或“由于”慣性,而不能說某物體“受到”或“產(chǎn)生了”慣性,也不能說“慣性作用”慣性的大小只與物體的有關(guān),質(zhì)量大,物體的慣性就,運(yùn)動狀態(tài)就不容易改變;與物體是否受力、是否運(yùn)動、運(yùn)動快慢、是否失重等均無關(guān) 考點知識聚焦考點二慣性 屬性質(zhì)量 大 考點知識聚焦利用 跳遠(yuǎn)運(yùn)動員快速助跑以提高跳遠(yuǎn)成績;用力撞擊錘柄下端使錘頭緊套在錘柄上;拍打衣服灰塵;體育比賽中的各種
4、投擲項目等危害及防止 危害:大多數(shù)的交通事故、絆倒等;防止:汽車司機(jī)和前排乘客系安全帶(常見錯誤說法,“這是為了減小慣性”) 平衡狀態(tài) 物體受到幾個力作用時,保持或狀態(tài),我們就說這幾個力相互平衡,這時物體處于平衡狀態(tài) 二力平衡 定義 物體在受到兩個力的作用時,如果能保持狀態(tài)或 狀態(tài),稱為二力平衡 探究課題:二力平衡的條件 裝置考點知識聚焦考點三二力平衡 靜止1.二力平衡 勻速直線運(yùn)動 靜止勻速直線運(yùn)動 二力平衡 設(shè)計實驗 實驗裝置如圖甲所示,實驗中通過改變砝碼的來探究二力的大小關(guān)系;通過扭轉(zhuǎn)小車松手后觀察小車狀態(tài),來探究二力是否在 得出結(jié)論 作用在同一物體上的兩個力,如果大小、方向,并且作用在
5、,這兩個力就彼此平衡 速記:同體、等大、反向、共線實驗改進(jìn) 如圖乙所示,把小車換成硬紙板,同時增加一把剪刀,便于探究 ;把硬紙板支撐起來,不再與桌面接觸的優(yōu)點是 考點知識聚焦 數(shù)量同一直線上 相等 相反同一直線上平衡力必須作用在同一物體上減小摩擦對實驗的影響 應(yīng)用 已知一個力的大小和方向,確定另一個力的大小和方向。 判斷物體是否處于平衡狀態(tài)或?qū)ふ沂刮矬w處于平衡狀態(tài)的方法:a.物體不受力,應(yīng)保持 狀態(tài);b.物體受一個力,運(yùn)動狀態(tài),這是力產(chǎn)生的效果;物體受平衡力時,應(yīng)保持 狀態(tài) 平衡力與相互作用力比較 相同點:; 。 不同點:平衡力作用在物體上,相互作用力作用在物體上 考點知識聚焦 靜止或勻速直線
6、運(yùn)動改變方向相反大小相等 作用在同一直線上一個 兩個靜止或勻速直線運(yùn)動 力的合成 同一直線上的兩個力F1和F2,若它們沿同一方向作用在同一物體上,則兩個力的合力大小為,方向 沿相反方向作用在同一個物體上的兩個力F1和F2,F1F2,則這兩個力的合力大小為,方向 考點知識聚焦 F1+F2 與F1(或F2)方向相同F(xiàn)1-F2 與F1(或較大的力)方向相同 考點知識聚焦2.力和運(yùn)動狀態(tài)的關(guān)系物體受力條件 物體運(yùn)動狀態(tài) 說明 合力為0 運(yùn)動狀態(tài)不變 力不是產(chǎn)生(或維持)運(yùn)動的原因受非平衡力,合力不為0 運(yùn)動狀態(tài)改變 力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因 點撥 平衡力 平衡狀態(tài);非平衡力 非平衡狀態(tài)。 考點知識聚
7、焦/知識縱橫/ 慣性與慣性定律(牛頓第一定律)的區(qū)別項目 慣性 慣性定律(牛頓第一定律)區(qū)別 慣性是物體本身的一種屬性 慣性定律是物體不受力或受平衡力作用時遵循的運(yùn)動規(guī)律無論物體是否受力,無論處于何種運(yùn) 動狀態(tài),物體都具有慣性 慣性定律的成立是有條件的,即只有物體在不受力或受平衡力作用時才成立 例1下列關(guān)于牛頓第一定律的說法正確的是 ()A.物體在任何情況下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)B.物體運(yùn)動需要靠力來維持C.牛頓第一定律既揭示了物體保持原有運(yùn)動狀態(tài)的原因,又揭示了運(yùn)動速度改變的原因D.牛頓第一定律反映物體不受外力作用時的運(yùn)動規(guī)律,即始終處于勻速直線運(yùn)動狀態(tài)熱點考向探究探究一對牛頓第
8、一定律的理解 C 變式看足球比賽的某同學(xué)突發(fā)奇想,如果在空中飛行的足球所受一切外力突然消失,關(guān)于足球的運(yùn)動情況,下列判斷正確的是 ()A.做勻速直線運(yùn)動B.停在空中靜止不動C.飛行路徑不受影響 D.豎直下落熱點考向探究 A 例2下列關(guān)于慣性的說法正確的是 ()A.靜止在草坪上的足球沒有慣性B.高速公路汽車限速是為了安全,因為速度越大慣性越大C.殲擊機(jī)投入戰(zhàn)斗前要拋掉副油箱,這是為了減小慣性,更加靈活D.百米賽跑的運(yùn)動員撞線后還要跑出去一段距離,是由于受到慣性的作用熱點考向探究探究二對慣性的理解 C 變式1下列現(xiàn)象不能用慣性知識解釋的是。 A.人走路時腳被絆了一下,會向前倒 B.投出去的籃球會繼
9、續(xù)向前飛行C.關(guān)閉了發(fā)動機(jī)的汽車會向前滑行 D.向上拋石塊,石塊最終會落回地面E.向上拋石塊,石塊出手后會上升得越來越慢F.百米賽跑中運(yùn)動員不能立即停在終點上G.船上的人向后劃水,船會向前運(yùn)動 H.勻速行駛列車上,小明向上跳起后仍落回原處I.投擲鉛球,鉛球離開手后繼續(xù)向前運(yùn)動 J.騎自行車不宜太快,防止造成交通事故K.錘頭松了,把錘柄在地上撞擊幾下,錘頭就緊緊地套在錘柄上L.拍打衣服可以去掉衣服上的塵土 M.跳高運(yùn)動員跳過桿后從最高點落向軟墊N.往爐灶內(nèi)添煤時,不用把鏟子送進(jìn)爐灶內(nèi),煤就隨著鏟子運(yùn)動的方向進(jìn)入灶內(nèi)熱點考向探究 DEG M 變式2關(guān)于慣性,下列說法正確的是 ()A.運(yùn)動的物體由于
10、慣性會慢慢停下來B.乒乓球被扣殺飛向?qū)Ψ?是因為受到了慣性的作用C.司機(jī)開車時要系安全帶,是為了防止慣性帶來危害D.運(yùn)動員起跑時用力蹬地,是為了利用慣性提高成績熱點考向探究 C 變式3關(guān)于慣性,下列說法正確的是 ()A.物體在阻力相同的情況下,速度大的不容易停下來,所以速度大的物體慣性大B.推動地面上靜止的物體比維持這個物體做勻速運(yùn)動所需的力大,所以靜止的物體慣性大C.在月球上舉重比在地球上容易,所以同一個物體在月球上比在地球上慣性小D.物體的慣性與物體運(yùn)動速度的大小、物體運(yùn)動狀態(tài)的改變、物體所處的位置無關(guān)熱點考向探究 D 例3下列物體處于平衡狀態(tài)的是 。 A.放在桌面上的書B.空中飛行的小鳥
11、C.隨傳送帶一起勻速上升的物體D.正在起步的汽車E.懸吊著的電燈F.圍繞地球轉(zhuǎn)動的衛(wèi)星 G.勻速上升的電梯H.勻速下落的跳傘運(yùn)動員I.百米沖刺中的運(yùn)動員J.樹上的蘋果K.勻速行駛的汽車上的物體L.豎直上拋到達(dá)最高點時靜止的物體熱點考向探究探究三二力平衡 ACEG H JK 例4分析下列各對力是否是平衡力,如果不是,寫出原因;如果是,可不用填寫原因。(1)圖9-1甲中的兩個力平衡力,原因是。 (2)圖乙中的兩個力平衡力,原因是。 (3)圖丙中的兩個力平衡力,原因是。 (4)圖丁中的兩個力平衡力,原因是 。 (5)圖戊中的兩個力平衡力,原因是。 熱點考向探究不是 圖9-1兩個力沒有作用在同一物體上
12、是 兩個力大小不相等不是不是 兩個力方向相同不是 兩個力不在同一直線上 例5 某人參加蹦極運(yùn)動,如圖9-2所示,A點為彈性繩恰好自然伸直的一點,B點為該人下落的最低點,下列說法正確的是 ()A.經(jīng)過A點后,彈性繩產(chǎn)生向上的拉力,人開始減速B.人在B點時速度為0,故人在B點時受到的合力為0C.從A點到B點是一個先加速后減速的過程D.整個過程中人的機(jī)械能守恒 熱點考向探究C 圖9-2 變式1 2017江西 如圖9-3所示,用彈簧測力計拉著木塊在水平面上做勻速直線運(yùn)動,下列說法正確的是 ()A.木塊受到的摩擦力和彈簧測力計對木塊的拉力是一對平衡力B.木塊對彈簧測力計的拉力和彈簧測力計對木塊的拉力是一
13、對平衡力C.木塊對水平面的壓力和水平面對木塊的支持力是一對相互作用力D.木塊對彈簧測力計的拉力和手對彈簧測力計的拉力是一對相互作用力熱點考向探究 圖9-3 熱點考向探究答案C解析 木塊受到的摩擦力沿水平方向向左,彈簧測力計對木塊的拉力與水平面有一夾角,即兩個力不在同一直線上,所以不是一對平衡力,A錯誤。木塊對彈簧測力計的拉力和彈簧測力計對木塊的拉力是一對相互作用力,B錯誤。木塊對水平面的壓力的施力物體是木塊,受力物體是水平面;水平面對木塊的支持力的施力物體是水平面,受力物體是木塊,所以這兩個力是一對相互作用力,C正確。木塊對彈簧測力計的拉力和手對彈簧測力計的拉力是一對平衡力,D錯誤。 變式2如
14、圖9-4所示,木塊置于小車上,在水平拉力F作用下,小車和木塊一起以速度v沿水平地面向右做勻速直線運(yùn)動(不計空氣阻力)。以下三組力屬于平衡力的是 ()地面對小車的支持力與木塊對小車的壓力;小車對木塊的摩擦力與木塊受到的水平拉力;地面對小車的摩擦力與木塊對小車的摩擦力。A.僅 B.C.僅 D.熱點考向探究 B 圖9-4 變式3如圖9-5所示,四旋翼無人機(jī)下方用細(xì)線懸掛一個重物,不考慮空氣阻力,則無人機(jī)在空中 ()A.懸停時,重物受到的重力與它對細(xì)線的拉力是一對平衡力B.加速上升時,細(xì)線對重物的拉力大于重物所受的重力C.勻速下降時,重物所受的重力大于細(xì)線對重物的拉力D.水平勻速飛行時,懸掛重物的細(xì)線
15、會偏離豎直方向熱點考向探究 B圖9-5 例6 2017白銀 下列關(guān)于力與運(yùn)動的關(guān)系說法正確的是 ()A.自行車從斜坡沖下來時不容易停下來,說明速度越大慣性越大B.物體不受力的情況下也能運(yùn)動C.做曲線運(yùn)動的物體,受到力也可能是平衡力D.只受一對平衡力勻速運(yùn)動的物體,若去掉其中一個力,則物體的運(yùn)動速度一定增大熱點考向探究探究四運(yùn)動和力的關(guān)系 答案B解析 慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān),與物體是否運(yùn)動及運(yùn)動的速度大小都無關(guān),A錯誤。根據(jù)牛頓第一定律可知:物體不受力的情況下,可以做勻速直線運(yùn)動,B正確。物體受平衡力作用時保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài),做曲線運(yùn)動的物體,不可能受平衡力作用,C錯誤。只受一對平衡力勻
16、速運(yùn)動的物體,若去掉其中一個力,則物體受力不再平衡,故運(yùn)動狀態(tài)一定會改變,可能做加速運(yùn)動也可能做減速運(yùn)動,D錯誤。 變式1關(guān)于運(yùn)動和力的關(guān)系,下列說法正確的是()A.物體受到力的作用就會運(yùn)動B.做勻速直線運(yùn)動的物體一定不受力的作用C.物體受到力的作用,運(yùn)動狀態(tài)一定改變D.物體運(yùn)動狀態(tài)改變時,一定受到力的作用熱點考向探究 D 變式2 2017孝感 關(guān)于“力和運(yùn)動”,下列說法正確的是 ()A.做曲線運(yùn)動的物體一定受到非平衡力的作用B.豎直下落的鐵球,速度越來越快,鐵球的慣性越來越大C.跳水運(yùn)動員在跳板起跳時,跳板對運(yùn)動員的彈力等于運(yùn)動員的重力D.地球上的物體,因受到重力作用,不可能做豎直向上運(yùn)動
17、熱點考向探究 答案B解析 平衡狀態(tài)只有兩種,靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài),做曲線運(yùn)動的物體處于非平衡狀態(tài),所以做曲線運(yùn)動的物體受到非平衡力作用,故A正確。慣性只跟物體質(zhì)量有關(guān),物體質(zhì)量不變,慣性不變,故B錯誤。起跳時,跳板對運(yùn)動員的彈力大于運(yùn)動員重力,才會把人彈起,故C錯誤。物體向哪個方向運(yùn)動取決于合力和速度,故D錯誤。 例7 2018長沙 2018年,平昌冬奧會閉幕式的“北京8分鐘”驚艷了全世界,在美輪美奐的光影中,冰上少年與智能機(jī)器人隨音樂共舞,20多名機(jī)器人動作整齊劃一,精準(zhǔn)優(yōu)美,和炫舞少年相得益彰,關(guān)于正在表演的機(jī)器人和冰上少年,下列說法正確的是 ()A.機(jī)器人在彎道滑行時,運(yùn)動狀態(tài)不發(fā)生改
18、變B.機(jī)器人在冰面上運(yùn)動時,不受力的作用C.相對于看臺上的觀眾,滑行中的機(jī)器人是運(yùn)動的D.相對于自己的溜冰鞋,滑行中的少年是運(yùn)動的熱點考向探究探究五力學(xué)綜合 C 變式2017邵陽 女排精神,值得我們學(xué)習(xí)。如圖9-6所示是中國女排姑娘們在里約奧運(yùn)會上奪冠后,牽手齊唱國歌的情景。下面有關(guān)排球運(yùn)動員在比賽過程中的描述,正確的是 ()A.運(yùn)動員發(fā)球時,手會感到疼,是因為力能改變物體的形狀B.運(yùn)動員在用力扣球過程中沒有對排球做功C.運(yùn)動員發(fā)出的排球,能繼續(xù)在空中飛行,是由于排球受到了慣性力的作用D.運(yùn)動員跳起攔網(wǎng),排球碰手后就改變運(yùn)動方向,說明力能改變物體的運(yùn)動狀態(tài)熱點考向探究 D圖9-6 【方法集錦】
19、 力的合成:(1)同向共線求合力:F合=F大+F小, 合力與二力同向。(2)反向共線求合力:F合=F大-F小,合力與大力同向。(3)合力的范圍:F大-F小F合F大+F小。(4)若物體靜止或做勻速直線運(yùn)動,則受到的合力為0,可利用這一點列等式。(5)探究方法:等效替代法。熱點考向探究 例1如圖9-7所示,在探究“阻力對物體運(yùn)動的影響”實驗中:(1)當(dāng)小車在水平木板表面上運(yùn)動時,受到的一對平衡力是。(填選項前的字母) A.小車受到向前的慣性力和木板對小車的阻力B.小車受到的重力和小車對木板的壓力C.小車受到的重力和木板對小車的支持力熱點考向探究 圖9-7突破一探究阻力對物體運(yùn)動的影響C (2)實驗
20、時要讓小車從斜面的同一高度滑下,目的是 。 (3)本實驗是通過觀察小車 來判斷小車受到的阻力大小的。 (4)通過實驗可以看出,去掉木板上的棉布后,運(yùn)動的小車所受的摩擦力減小,向前滑行的距離變大,小車所受摩擦力減小的原因是 。 (5)分析圖中信息可知:水平面越光滑,小車受到的阻力越,小車前進(jìn)的距離就越。 熱點考向探究 使小車到達(dá)水平面的初速度相同在水平面上運(yùn)動的距離接觸面變光滑 小 遠(yuǎn) (6)根據(jù)實驗結(jié)果推理可得:若接觸面完全光滑,且足夠長,小車將一直做 運(yùn)動。下列用到類似科學(xué)推理方法的實驗還有(選填序號)。 用真空罩和鬧鐘探究聲音的傳播需要介質(zhì)用細(xì)鐵屑探究通電螺線管外部的磁場分布用彈簧測力計測
21、量物體在水平方向受到的滑動摩擦力的大小可見,力不是使物體運(yùn)動的原因,力是物體運(yùn)動狀態(tài)的原因。在相同的實驗條件下,小車在木板表面前進(jìn)的距離最遠(yuǎn),但最后會停下來,這是因為 力改變了它的運(yùn)動狀態(tài)。 熱點考向探究 勻速直線 改變 阻(或摩擦) (7)小麗同學(xué)通過上面的探究學(xué)習(xí)了解到的知識,思考了一個問題:當(dāng)自己蕩秋千運(yùn)動到最高點時,如果自己受到的力全部消失,自己將會處于怎樣的運(yùn)動狀態(tài)呢?她作出了以下猜想,你認(rèn)為其中正確的是。(圖9-8中的黑點表示小麗同學(xué)) 熱點考向探究D 圖9-8 例2在“探究二力平衡的條件”的實驗中:(1)如果物體只受到兩個力的作用,且處于狀態(tài),說明這兩個力是相互平衡的。由此,小明
22、提出,能否利用如圖9-9所示的實驗裝置來探究二力平衡的條件? (2)小華認(rèn)為,若采用小明的方案,必須測出物體所受的和的大小來進(jìn)行比較。研究發(fā)現(xiàn),在小明的方案中,只能根據(jù)相互作用的關(guān)系直接測出的大小,在未知二力平衡條件的前提下,另一個力無法直接測量,所以這一方案無法實施下去。 熱點考向探究 圖9-9突破二探究二力平衡的條件 靜止或勻速直線運(yùn)動 拉力重力拉力 (3)為此,兩位同學(xué)不斷改進(jìn)并先后設(shè)計了三個實驗方案,如圖9-10所示,請你判斷出他們改進(jìn)的先后順序:(用字母表示),這樣的改進(jìn)是為了減小對實驗的影響。熱點考向探究BAC 圖9-10 摩擦力 (4)實驗中用到了定滑輪,這利用了定滑輪能夠的特點
23、,并通過調(diào)整 來改變拉力的大小。 (5)他們實驗時發(fā)現(xiàn),利用圖B做實驗時,當(dāng)左端拉力稍大于右端拉力時,木塊依然能保持平衡狀態(tài),原因是 ,這時木塊在水平方向上受力(選填“平衡”或“不平衡”)。 (6)圖9-11是最終確認(rèn)的最優(yōu)實驗方案,其主要原因是。 A.減小摩擦力和小卡片的重力對實驗結(jié)果的影響B(tài).小卡片是比較容易獲取的材料C.容易讓小卡片在水平方向上保持平衡D.小卡片容易扭轉(zhuǎn)熱點考向探究 改變力的方向 圖9-11A 平衡木塊與桌面間摩擦力較大 砝碼數(shù)量 (7)探究活動中還要求要把小卡片轉(zhuǎn)過一個角度(如圖9-12所示),然后再松手。這樣做的目的是 。 (8)在卡片平衡時,用剪刀將卡片從中間剪開,并觀察隨之發(fā)生的現(xiàn)象,由此可以得到二力平衡的又一個條件是 。 (9)小華利用兩個相同的彈簧測力計分別代替圖9-12中左右兩邊的鉤碼進(jìn)行了探究,發(fā)現(xiàn)在實驗操作完全正確的情況下,實驗時兩個力的大小還有較小的差異,你認(rèn)為形成差異的原因可能是 。(寫出一條即可) 熱點考向探究探究不在同一直線上的兩個力是否平衡 圖9-12兩個力作用在同一物體上繩子與滑輪間的摩擦力不同(其他答案合理即可)
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