高三物理高考二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題課件：牛頓第一定律的理解和應(yīng)用.ppt

牛頓第一定律的理解和應(yīng)用 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(shí)驗(yàn)直接總結(jié)出來(lái)的 它是牛頓以伽利略的理想實(shí)驗(yàn)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(lái)的 2 牛頓第一定律描述的是物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況 物體不受外力是該定律的條件 物體保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)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(jiǎn)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(dòng)的原因 指出一切物體都有慣性 指出力是改變物體運(yùn)動(dòng)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(duì)慣性的理解 慣性是一切物體的固有屬性 與物體是否受到外力 物體是否運(yùn)動(dòng)均沒(méi)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(dòng)的物體有慣性 靜止的物體沒(méi)有慣性 誤區(qū)之二 運(yùn)動(dòng)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(dòng)狀態(tài)改變的難易程度 在受到了相同阻力的情況下 速度 大小 不同質(zhì)量相同的物體 在相同的時(shí)間內(nèi)速度減小量是相同的 這就說(shuō)明質(zhì)量相同的物體 它們改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度 慣性是相同的 與它們的速度無(wú)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(shí) 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(wú)關(guān) 慣性定律是物體在某個(gè)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(huì)同時(shí)停下來(lái) 這就說(shuō)明兩個(gè)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(dòng)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(dòng)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(shí)間內(nèi)速度的變化量 而與物體當(dāng)時(shí)的速度無(wú)關(guān) 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變含義 是指速度的改變 速度改變包括速度的大小 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(dòng)狀態(tài)的原因 即產(chǎn)生加速度的原因 力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 1 2007海南物理1 16世紀(jì)末 伽利略用實(shí)驗(yàn)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(dòng)的理論 開(kāi)啟了物理學(xué)發(fā)展的新紀(jì)元 在以下說(shuō)法中 與亞里士多德觀(guān)點(diǎn)相反的是 a 四匹馬拉的車(chē)比兩匹馬拉的車(chē)跑得快 這說(shuō)明 物體受的力越大 速度就越大b 一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體 如果不再受力了 它總會(huì)逐漸停下來(lái) 這說(shuō)明 靜止?fàn)顟B(tài)才是物體長(zhǎng)時(shí)間不受力時(shí)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(gè)物體維持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 不需要力 解析 亞里士多德的多數(shù)結(jié)論來(lái)自觀(guān)察 當(dāng)時(shí)并沒(méi)有考慮到摩擦力的作用 所以許多結(jié)論都是錯(cuò)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(dòng)狀態(tài)的原因 而不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 所以abc都是他的觀(guān)點(diǎn) 而d不是 d 警示 在分析時(shí) 由于看前面的例子而易選擇abc中的一個(gè) 在分析時(shí)應(yīng)該看后面的說(shuō)明 2 2006年廣東卷1 下列對(duì)運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)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(huì)運(yùn)動(dòng)b 伽利略認(rèn)為力不是維持物體運(yùn)動(dòng)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(dòng)d 伽利略根據(jù)理想實(shí)驗(yàn)推出 如果沒(méi)有摩擦 在水平面上的物體 一旦具有每個(gè)速度 將保持這個(gè)速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去 a 解析 亞里士多德認(rèn)為沒(méi)有力作用在物體上 物體就不會(huì)運(yùn)動(dòng) 伽利略認(rèn)為力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因 伽利略根據(jù)理想實(shí)驗(yàn)推論出 如果沒(méi)有摩擦 在水平面上的物體 一旦具有某一個(gè)速度 將保持這個(gè)速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去 牛頓認(rèn)為力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 并不是使物體運(yùn)動(dòng)的原因 故答案為a 備考提示 本題涉及對(duì)運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程 考查對(duì)基本理論的認(rèn)識(shí)程度 屬于容易題 3 2003上海理綜卷50 理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)更能深刻地反映自然規(guī)律 伽利略設(shè)想了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn) 其中有一個(gè)是實(shí)驗(yàn)事實(shí) 其余是推論 減小第二個(gè)斜面的傾角 小球在這斜面上仍然要達(dá)到原來(lái)的高度 兩個(gè)對(duì)接的斜面 讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下 小球?qū)L上另一個(gè)斜面 如果沒(méi)有摩擦 小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)釋放的高度 繼續(xù)減小第二個(gè)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(dòng) 請(qǐng)將上述理想實(shí)驗(yàn)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(shí) 有的則是理想化的推論 下列關(guān)于事實(shí)和推論的分類(lèi)正確的是 a 是事實(shí) 是推論b 是事實(shí) 是推論c 是事實(shí) 是推論d 是事實(shí) 是推論 b 正確理解慣性和平衡狀態(tài) 4 下面說(shuō)法正確的是 a 靜止或做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體一定不受外力的作用b 物體的速度為零時(shí)一定處于平衡狀態(tài)c 物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí) 一定受到外力的作用d 物體的位移方向一定與所受合力方向一致 解析 a 物體不受外力時(shí)一定處于靜止或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 但處于這些狀態(tài)時(shí)不一定不受外力作用 所以a錯(cuò) 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(dòng)物體離平衡位置最遠(yuǎn)時(shí)速度為零 此時(shí)恢復(fù)力不為零 它就不處于平衡狀態(tài) 所以b錯(cuò) d 如平拋運(yùn)動(dòng)就不是這種情況 力與位移方向不一致 所以d錯(cuò) c 5 2008廣東卷1 伽利略在著名的斜面實(shí)驗(yàn)中 讓小球分別沿傾角不同 阻力很小的斜面從靜止開(kāi)始滾下 他通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀(guān)察和邏輯推理 得到的正確結(jié)論有 a 傾角一定時(shí) 小球在斜面上的位移與時(shí)間成正比b 傾角一定時(shí) 小球在斜面上的速度與時(shí)間成正比c 斜面長(zhǎng)度一定時(shí) 小球從頂端滾到底端時(shí)的速度與傾角無(wú)關(guān)d 斜面長(zhǎng)度一定時(shí) 小球從頂端滾到底端所需的時(shí)間與傾角無(wú)關(guān) 解析 傾角一定時(shí) 小球在斜面上的位移與時(shí)間的平方成正比 在斜面上的速度與時(shí)間成正比 故選項(xiàng)a錯(cuò)誤 選項(xiàng)b正確 斜面長(zhǎng)度一定時(shí) 小球從頂端滾到底端時(shí)的速度與傾角有關(guān) 從頂端滾到底端所需時(shí)間與傾角有關(guān) 故選項(xiàng)c d錯(cuò)誤 b 6 請(qǐng)用自己所學(xué)習(xí)的物理知識(shí)解釋 船大調(diào)頭難 這句俗語(yǔ)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(shuō)明質(zhì)量大的物體慣性大 要改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)需要的力大 根據(jù)牛頓第二定律 兩個(gè)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(shí)間內(nèi)速度變化小 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難改變 說(shuō)明物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)強(qiáng) 其慣性大 實(shí)踐是檢驗(yàn)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(chē)在路面情況相同的公路上直線(xiàn)行駛行駛 下面關(guān)于車(chē)速 慣性 質(zhì)量和滑行路程的討論 正確的是 a 車(chē)速越大 它的慣性越大b 質(zhì)量越大 它的慣性越大c 車(chē)速越大 剎車(chē)后滑行的路程越長(zhǎng)d 車(chē)速越大 剎車(chē)后滑行的路程越長(zhǎng) 所以慣性越大 bc 解析 質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度 可知a d兩項(xiàng)錯(cuò)誤 剎車(chē)時(shí)的加速度大小a g 滑行路程 因?yàn)槁访嫦嗤?即動(dòng)摩擦因數(shù) 相同 所以車(chē)速v0越大 滑行路程越長(zhǎng) c項(xiàng)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) 與物體運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)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(wú)關(guān) 8 火車(chē)在長(zhǎng)直水平軌道上勻速行駛 車(chē)廂內(nèi)有一個(gè)人向上跳起 發(fā)現(xiàn)仍落回到車(chē)上原處 這是因?yàn)?a 人跳起后 車(chē)廂內(nèi)的空氣給人一個(gè)向前的力 這力使他向前運(yùn)動(dòng)b 人跳起時(shí) 車(chē)廂對(duì)人一個(gè)向前的摩擦力 這力使人向前運(yùn)動(dòng)c 人跳起后 車(chē)?yán)^續(xù)向前運(yùn)動(dòng) 所以人下落后必定向后偏一些 只是由于時(shí)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(chē)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(shí)仍然保持火車(chē)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(xiàn)運(yùn)動(dòng) 人的水平分運(yùn)動(dòng)與火車(chē)的運(yùn)動(dòng)相同 所以人仍會(huì)落回原處 受力分析和運(yùn)動(dòng)分析是力學(xué)解題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵 解一 因?yàn)楫?dāng)瓶子從靜止?fàn)顟B(tài)突然向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí) 瓶中的水由于慣性要保持原有的靜止?fàn)顟B(tài) 相對(duì)瓶來(lái)說(shuō)是向左運(yùn)動(dòng) 氣泡也有慣性 但相比水來(lái)說(shuō)質(zhì)量很小 慣性小可忽略不計(jì) 所以氣泡相對(duì)水向右移動(dòng) 同理 當(dāng)瓶子從向右勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突然停止時(shí) 小氣泡在瓶?jī)?nèi)將向左運(yùn)動(dòng) 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(dòng)時(shí) 這塊水就和周?chē)乃黄鹣蛴壹铀龠\(yùn)動(dòng) 相對(duì)于玻璃管不會(huì)有相對(duì)運(yùn)動(dòng) 這塊水所受的外力由周?chē)乃畬?duì)它產(chǎn)生 設(shè)想將這個(gè) 水泡 換成 氣泡 周?chē)畬?duì)氣泡的作用力不變 氣泡將在該力作用于做加速運(yùn)動(dòng) 因?yàn)闅馀莸馁|(zhì)量小于水泡的質(zhì)量 所以氣泡的加速度大于水泡的加速度 即氣泡相對(duì)于玻璃管向右運(yùn)動(dòng) 解 設(shè)油滴離開(kāi)車(chē)廂頂部時(shí) 車(chē)速為v0 油滴由于慣性此時(shí)也具有水平速度v0 對(duì)地做平拋運(yùn)動(dòng) 車(chē)廂做勻減速運(yùn)動(dòng) 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(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)軌跡是什么 2 車(chē)廂若加速運(yùn)動(dòng) 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(kāi)始a b隨木板一起勻速運(yùn)動(dòng) 說(shuō)明a b所受的合外力為零 當(dāng)木板停止運(yùn)動(dòng)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(lái)的速度做勻速運(yùn)動(dòng) 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(dòng)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(dòng) 所以它們之間的距離仍保持不變 d 12 公共汽車(chē)在平直的公路上行駛時(shí) 固定于路旁的照相機(jī)每隔兩秒連續(xù)兩次