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衔接点20牛顿第一定律
课程标准
初中
知道牛顿第一定律内容和惯性的概念。
高中
1.知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论,知道理想实验是科学研究的重要方法。
2.理解牛顿第一定律的内容及意义。
3.理解力和运动的关系,知道物体的运动不需要力来维持。
4.理解惯性的概念,知道质量是惯性大小的量度。
初中物理
高中物理
异同点
伽利略斜面小车实验
伽利略理想斜面实验
在本质和目的上是一致的,都想说明一个问题,物体的运动不需要力去维持。
牛顿第一定律
牛顿第一定律
在内容表述形式上是有所差别的,高中物理在内容表述上说“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”,更好的说明了力的作用
惯性
惯性
主要研究的是惯性的应用和防止,高中物理中还进一步阐述了影响惯性大小的因素。
一、“伽利略斜面小车实验”
在这个实验中,让每次让小车从斜面的同一高度滑下,目的是让小车在进入水平表面时具有相同的速度,这样才能比较小车在不同表面运动的情况.如下图所示,是小车从斜面上滑下后,在平面上最终停下的位置.
实验表明:平面越光滑,小车运动的距离越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小的越慢.如果小车不受阻力,小车将一直运动下去。
牛顿第一定律
1.内容:一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
2.牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,运用科学的推理的方法而概括出来的规律,是一个非常重要的规律,是整个力学的基础和出发点.所以它不能用实验验证,因为任何物体都受到其它物体的作用,但是它能经受住实践的检验。
三、惯性
定义:一切物体都有保持原来运动状态不变的的性质,我们把这种性质叫作惯性。
知识点一对力与运动关系的认识
1.亚里士多德:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在某个地方。
2.伽利略:(1)理想实验:让小球沿斜面从静止状态开始运动,小球将“冲”上另一斜面。如果没有摩擦,小球将到达原来的高度;减小第二个斜面的倾角,小球仍将达到原来的高度,但它要运动得远些;由此推断,若将第二个斜面放平,小球将永远运动下去。如图所示。
伽利略理想实验的魅力不仅体现在实验本身,更体现在实验的独特方法:在实验事实的基础上,进行合理的假设、外推。
(2)结论:力不是维持物体运动的原因。
3.笛卡儿:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
知识点二牛顿第一定律
1.牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
2.意义:揭示了运动与力的关系,即力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因。
3.物体运动状态改变的三种情况:
(1)速度的方向不变,大小改变。
(2)速度的大小不变,方向改变。
(3)速度的大小和方向同时改变。
注意:物体做匀变速直线运动时运动状态时刻在变,关键看速度是否变化,而不是看加速度,实际上只要有加速度,物体的运动状态就改变。
4.特别提醒:
(1)牛顿第一定律描述的状态是一种理想状态,它是在伽利略理想实验的基础上加以科学推理和抽象得到的,不可能用实验直接验证,因此牛顿第一定律不是实验定律。
(2)牛顿第一定律的适用范围为惯性参考系。
知识点三惯性与质量
1.惯性:物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。牛顿第一定律也被叫作惯性定律。
2.惯性与质量:决定物体惯性大小的物理量是它的质量,质量大的物体惯性大。
说明惯性大小只由质量大小决定,与运动形式无关。
3.惯性的“三性”
普遍性
一切物体皆有惯性,惯性是物体的固有属性
相关性
惯性仅与物体的质量有关,与物体的受力或运动情况等无关
唯一性
质量是惯性大小的唯一量度
4.惯性的具体表现形式:
(1)当物体不受外力或所受合外力为零时,惯性表现为保持原来的运动状态不变。原来静止的物体保持静止,原来运动的物体保持原来的速度继续运动。
(2)当物体受到外力作用时,惯性表现为改变运动状态的难易程度,物体的惯性越大,它的运动状态越难改变。
初中我们学习了牛顿第一定律的基本内容,你能说说它揭示了物体运动遵循怎样的规律吗?滑冰运动员如果不用力,他会慢慢停下来。这与牛顿第一定律矛盾吗?
提示:物体的运动不需要力来维持。不矛盾
【例1】关于牛顿第一定律,下列说法正确的是()
A.力是维持物体运动的原因,没有力的作用物体将保持静止
B.物体的速度不断变化,表示物体必受合外力的作用
C.物体如果向正北方向运动,其受外力方向必须指向正北
D.伽利略支持力是维持物体运动的原因的观点
【答案】B
【详解】A.根据牛顿第一定律的内容可以判断力是改变物体运动状态的原因,不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态,故A错误;
B.物体的速
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