8.1牛顿第一定律
一、伽利略斜面实验:
1.三次实验小车都从斜面顶端(同一位置)滑下的目的是:保证小车开始沿着平面运动的速度相同。
2.实验得出得结论:在同样条件下,平面越光滑,小车运动的距离越远。
3.伽利略的推论是:在理想情况下,如果表面绝对光滑,物体将以恒定不变的速度永远运动下去。
4.伽科略斜面实验的卓越之处不是实验本身,而是实验所使用的独特方法——在实验的基础上,进行理想化推理。(也称作理想化实验)它标志着物理学的真正开端。
二、牛顿第一定律:
1.牛顿总结了伽利略等人的研究成果,得出了牛顿第一定律,其内容是:一切物体在没有受到力的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
注意:(1)一切:满足条件所有的物体;(2)没有受到力的作用:一、完全没有受到力的一种理想情况;二、受的合外力为零。(3)或:两种状态必居其一,但不能同时存在。
2.说明:A牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,通过进一步推理而概括出来的,且经受住了实践的检验所以已成为大家公认的力学基本定律之一。但是我们周围不受力是不可能的,因此不可能用实验来直接证明牛顿第一定律。
B、牛顿第一定律的内涵:物体不受力,原来静止的物体将保持静止状态,原来运动的物体,不管原来做什么运动,物体都将做匀速直线运动.指一个物体只能处于一种状态,到底处于哪种状态,由原来的状态决定,原来静止就保持静止,原来运动就保持匀速直线运动状态
C、牛顿第一定律告诉我们:物体做匀速直线运动可以不需要力,即力与运动状态无关,所以力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。物体的运动不需力来维持。
三、惯性:1.定义:物体保持运动状态不变的性质叫惯性。
2.说明:惯性是物体的一种属性。一切物体在任何情况下都有惯性;惯性大小只与物体的质量有关,与物体是否受力、受力大小、是否运动、运动速度等皆无关;惯性不是力,因为惯性不需要其他物体施加,惯性只有大小,没有方向,所以不能说受到惯性作用。
3.防止惯性的现象:汽车安装安全气囊,汽车安装安全带。
4.利用惯性的现象:跳远助跑可提高成绩,拍打衣服可除尘。
四、惯性与惯性定律的区别:
A、惯性是物体本身的一种属性,而惯性定律是物体不受力时遵循的运动规律B、任何物体在任何情况下都有惯性.
☆人们有时要利用惯性,有时要防止惯性带来的危害,请就以上两点各举两例(不要求解释)。答:利用:跳远运动员的助跑;用力可以将石头甩出很远;骑自行车蹬几下后可以让它滑行。防止:小型客车前排乘客要系安全带;车辆行使要保持距离;包装玻璃制品要垫上很厚的泡沫塑料。
五、对“惯性”的理解需注意的地方:
1.“一切物体”包括受力或不受力、运动或静止的所有固体、液体气体。2.惯性是物体本身所固有的一种属性,不是一种力,所以说“物体受到惯性”或“物体受到惯性力”等,都是错误的。
3.要把“牛顿第一定律”和物体的“惯性”区别开来,前者揭示了物体不受外力时遵循的运动规律,后者表明的是物体的属性。4惯性有有利的一面,也有有害的一面,我们有时要利用惯性,有时要防止惯性带来的危害,但并不是“产生”惯性或“消灭”惯性。5.同一个物体不论是静止还是运动、运动快还是运动慢,不论受力还是不受力,都具有惯性,而且惯性大小是不变的。惯性只与物体的质量有关,质量大的物体惯性大,而与物体的运动状态无关。
六、在解释一些常见的惯性现象时,可以按以下来分析作答:
①确定研究对象。②弄清研究对象原来处于什么样的运动状态。
③哪个研究对象受到力作用运动状态发生了改变.④由于惯性研究对象保持原来的运动状态于是出现了什么现象。例题解释现象:例:汽车突然刹车时,乘客为何向汽车行驶的方向倾倒?
答:汽车刹车前,乘客与汽车一起处于运动状态,当刹车时,乘客的脚由于受摩擦力作用,随汽车突然停止,而乘客的上身由于惯性要保持原来的运动状态,继续向汽车行驶的方向运动,所以…….
8.2二力平衡
一、平衡力
1、平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动状态时,称为平衡状态。
2、平衡力:物体处于平衡状态时,受到的力叫平衡力。
3、二力平衡:一个物体同时受到两个力作用,如果物体保持静止或匀速直线运动状态,那么这两个力就彼此平衡。
4、物体受平衡力与物体不受力的区别:(1)从运动状态上看,受平衡力与不受力对物体的运动而言是等效,物体处于平衡状态。(2)从物体是否产生形变来看,物体不受外力时,它不产生形变;物体受平衡力时,它会产生形变。
5、牛顿第一定律中“物体在没有受到力的作用时”是一种理想状态,物体不受力和受平衡力的作用效果是等同的,因此可以把牛顿第一定律表述为“物体在没有收到外力或者只受平衡力作用的时候,它会保持静止状态或者匀速直线运动状态”
二、探究二力平衡的条件
1、二力平衡条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反、作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡。(同物、等大、反向、同线)
2、实验注意:(1)为了减少小车与桌面间的摩擦力对实验的影响,应该选择光滑的桌面、小车,同时小车的质量小点。(2)实验中应该选取质量较大的砝码,使两个拉力尽力大一些,且所用的两个托盘要相同。(3)实验中选用小车而不选用木块,是为了减少与桌面的摩擦力。
3、判断二力是否平衡的方法:(1)看两个力是否满足二力平衡所用条件。(2)根据运动状态来判断,是平衡状态,只受两个力就是二力平衡。
4、平衡力与相互作用力比较:
相同点:①大小相等②方向相反③作用在一条直线上。不同点:平衡力作用在一个物体上可以是不同性质的力;相互力作用在不同物体上是相同性质的力。
三、应用
二力平衡条件的应用:
⑴根据受力情况判断物体的运动状态:
⑵根据物体的运动状态判断物体的受力情况。
5、力和运动状态的关系:
6、应用:应用二力平衡条件解题要画出物体受力示意图。
画图时注意:①先画重力然后看物体与那些物体接触,就可能受到这些物体的作用力②画图时还要考虑物体运动状态。
8.3摩擦力
一、摩擦力
1定义:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或有相对运动的趋势时,在接触面会产生一种相对运动或有相对运动的趋势运动的力,这种力叫摩擦力。
2、摩擦力产生的条件:(1)两物接触并挤压。(2)接触面粗糙。(3)将要发生或已经发生相对运动。
3、摩擦力的作用效果
摩擦力的作用阻碍物体相对运动或相对运动趋势。相对运动或相对运动趋势是以相互接触的物体作为参照物。
4、种类:A、滑动摩擦B静摩擦、C滚动摩擦
5、摩擦力的方向:摩擦力的方向与物体相对运动的或相对运动趋势方向相反,有时起阻力作用,有时起动力作用。
6、摩擦力的作用点:在物体表面上(产生摩擦力的物体上)
7、判断摩擦力方向的方法:(1)有摩擦力的定义;(2)利用假设方法判断:假设不受摩擦力,看物体运动的方向,摩擦力的方向就与物体运动的方向相反。(3)由二力平衡条件判断。
二、探究滑动摩擦力的影响因素:
1影响滑动摩擦力的大小的大小的因素:压力的大小和接触面的粗糙程度。
2、滑动摩擦力:
⑴测量原理:二力平衡条件(用弹簧测力计拉物体做匀速直线运动,摩擦力的大小与弹簧测力计的读数相等)
⑵测量方法:把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉木块,使木块匀速运动,读出这时的拉力就等于滑动摩擦力的大小。
⑶结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
该研究采用了控制变量法。由前两结论可概括为:滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度大小等无关。
三、利用与防止摩擦力:
1、增大有益摩擦的方法:
A、增大压力B、增大接触面的粗糙程度C、用滑动摩擦代替滚动摩擦
2、减小有害摩擦的方法:
A、减少压力B.减少接触面的粗糙程度;
C、用滚动摩擦代替滑动摩擦D、使两接触面分离(加润滑油、气垫船)。