牛頓第一定律二力平衡

新課標（RJ）第9課時

牛頓第一定律二力平衡UNITSIX第六單元力運動和力考點知識聚焦考點一牛頓第一定律古人觀點人物觀點備注亞里士多德

力是維持物體運動的原因

通過想象思考伽利略

物體的運動不需要力來維持

通過實驗進一步推理牛頓

一切物體在沒有受到力的作用時,總保持

狀態(tài)或

狀態(tài)

實驗→假想→推理→牛頓第一定律探究

阻力對物體運動的影響(實驗突破1)靜止勻速直線運動考點知識聚焦考點二慣性定義

物體保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性理解

慣性是物體的固有屬性,一切物體在任何情況下都有慣性。

慣性的大小只與物體的

有關(guān),質(zhì)量大,物體的慣性就

,運動狀態(tài)就不容易改變;與物體是否受力、是否運動、運動快慢、是否失重均無關(guān)。

慣性不是力,不能說慣性力、受到慣性、慣性的作用利用

拍打衣服上的灰塵,體育比賽中的各種投擲項目、跳遠等防止

汽車行駛時保持車距、司機系好安全帶等質(zhì)量大考點知識聚焦考點三二力平衡1.二力平衡平衡狀態(tài)

物體受到幾個力的作用時,如果保持

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

物體在兩個力的作用下保持靜止或勻速直線運動狀態(tài),我們就說這兩個力平衡區(qū)別

平衡力與相互作用力的主要區(qū)別是:平衡力作用在同一個物體上,相互作用力作用在兩個不同的物體上探究

二力平衡的條件(實驗突破2)力與運動的關(guān)系

不受力或受平衡力:物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài);

受非平衡力:物體運動狀態(tài)改變靜止勻速直線運動考點知識聚焦2.力與運動狀態(tài)的關(guān)系熱點考向探究探究一牛頓第一定律及慣性例1[2017·南京]關(guān)于慣性,下列四個現(xiàn)象中對應的說法錯誤的是 (

)A.拍打剛曬過的被子,灰塵脫落,說明灰塵具有慣性B.汽車緊急剎車,車上的人會向前傾,說明車有慣性C.箭離開弓弦后仍能向前飛行,說明箭有慣性D.手握錘柄在地面上撞擊幾下,錘頭就能緊套在錘柄上,說明錘頭有慣性[答案]B

[解析]當拍打被子時,被子因受力而運動,而灰塵由于慣性還保持原來的靜止狀態(tài),因此灰塵與被子離開脫落下來,故A說法正確,不符合題意;汽車緊急剎車時,汽車上的人由于慣性還保持向前的運動狀態(tài),從而向前傾,故B說法錯誤,符合題意;彎弓射箭時,箭離開弓弦后由于慣性仍保持向前的運動狀態(tài),從而向前飛行,故C說法正確,不符合題意;手握錘柄在地面上撞擊時,錘柄撞擊到地面因受力而靜止下來,但錘頭因為慣性還保持向下的運動狀態(tài)從而緊套在錘柄上,故D說法正確,不符合題意。熱點考向探究例2公交車駕駛員進行駕駛技能比賽時,可通過一杯水來考驗駕駛員的行車技術(shù)。一杯水靜置在公交車的置物臺上(如圖9-1所示),司機突然剎車時,杯中水有可能發(fā)生的情況是 (

)A.仍保持水平B.將向前溢出C.將向后溢出D.會溢出,但不能確定溢出方向[答案]B

[解析]水杯和水一起隨車前進,司機突然剎車時,水杯由于受到置物臺對它的摩擦力作用而停止運動,但水由于具有慣性要保持向前的運動狀態(tài),將向前溢出,故選B。圖9-1熱點考向探究【變式1】下列關(guān)于慣性的說法中正確的是 (

)A.跳遠運動員助跑起跳是為了增大慣性B.運動的物體具有慣性,靜止的物體沒有慣性C.小汽車配置安全帶可以減小慣性帶來的危害D.行駛的汽車關(guān)閉發(fā)動機后還能行駛一段距離,是因為汽車受到慣性力的作用C熱點考向探究【變式2】如圖9-2所示,在一起交通事故中,車頭受到所載水泥管的沖擊,嚴重擠壓變形,這起事故發(fā)生在汽車突然

(選填“加速”或“減速”)時,水泥管由于慣性要保持原來的運動狀態(tài)所致;水泥管的慣性如此之大是因為它的

(選填“質(zhì)量”或“速度”)大。

圖9-2減速質(zhì)量熱點考向探究探究二二力平衡與相互作用力例3[2017·泰安]圖9-3是手用力F把一木塊壓在墻面上靜止的示意圖,則下列說法正確的是(

)①手對木塊的壓力和墻對木塊的彈力是一對平衡力②手對木塊的壓力和木塊的重力是一對平衡力③木塊受到的摩擦力和木塊的重力是一對平衡力④手對木塊的壓力和木塊對手的彈力是一對平衡力A.只有②正確 B.只有④正確C.只有③④正確 D.只有①③正確圖9-3[答案]D

[解析]①手對木塊的壓力和墻對木塊的彈力符合二力平衡的條件,是一對平衡力;②手對木塊的壓力和木塊的重力不在同一直線上,不是一對平衡力;③木塊受到的摩擦力和木塊的重力滿足二力平衡的條件,是一對平衡力;④手對木塊的壓力和木塊對手的彈力是一對相互作用力,不是平衡力。故選D。熱點考向探究【題后反思】

二力平衡與相互作用力的關(guān)鍵區(qū)別:二力平衡時兩個力的作用點在同一個物體上,而相互作用的兩個力的作用點在相互作用的兩個物體上。熱點考向探究【變式1】關(guān)于平衡力和相互作用力,下列說法正確的是(

)A.物體受平衡力作用時,運動狀態(tài)可能會改變B.靜止在地面上的物體所受的重力和它對地面的壓力是一對相互作用力C.拔河比賽中甲隊獲勝,但比賽中甲隊對乙隊的拉力等于乙隊對甲隊的拉力D.跳水運動員蹬跳板時,他對跳板的力和跳板對他的力是一對平衡力[答案]C

[解析]物體受平衡力作用時,將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài),運動狀態(tài)不變,故A錯誤。靜止在地面上的物體所受的重力和它對地面的壓力方向相同,不是相互作用力,故B錯誤。拔河比賽中甲隊對乙隊的拉力和乙隊對甲隊的拉力是一對相互作用力,大小相等,故C正確。跳水運動員蹬跳板時,他對跳板的力和跳板對他的力是一對相互作用力,故D錯誤。熱點考向探究【變式2】

[2017·江西]如圖9-4所示,用彈簧測力計拉著木塊在水平面上做勻速直線運動,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圖9-4熱點考向探究[答案]C

[解析]由題圖可知,由于彈簧測力計斜著拉木塊,木塊受到的摩擦力方向水平向左,所以木塊受到的摩擦力和彈簧測力計對木塊的拉力不在同一條直線上,它們不是一對平衡力,故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物體間的相互作用力,故B錯誤;木塊對水平面的壓力和水平面對木塊的支持力是相互作用力,故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彈簧測力計受到的兩個力,不是物體間的相互作用力,故D錯誤。熱點考向探究【變式3】如圖9-5所示,四旋翼無人機下方用細線懸掛一個重物,不考慮空氣阻力,則無人機在空中(

)A.懸停時,重物受到的重力與它對細線的拉力是一對平衡力B.勻速上升時,細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線對重物的拉力D.水平勻速飛行時,重物所受的重力等于細線對重物的拉力圖9-5[答案]D

[解析]懸停時,重物受到的重力與它對細線的拉力作用在不同的物體上,不是一對平衡力,故A錯誤。無人機和重物勻速上升時,重物處于平衡狀態(tài),所以細線對重物的拉力與重物所受的重力是一對平衡力,二者大小相等,故B錯誤。無人機和重物勻速下降時,重物處于平衡狀態(tài),重物所受的重力等于細線對重物的拉力,故C錯誤。無人機和重物水平勻速飛行時,重物處于平衡狀態(tài),重物所受的重力等于細線對重物的拉力,故D正確。熱點考向探究探究三力與運動綜合例4中國輪椅冰壺隊在平昌冬殘奧會上奪得我國史上首枚冬殘奧運會金牌,下列說法正確的是 (

)A.冰壺繼續(xù)前進是由于受到慣性作用B.冰壺最終停下來是由于受到摩擦力作用C.冰壺繞過障礙壺前進時,運動狀態(tài)保持不變D.用力推冰壺使它前進,說明力是維持物體運動的原因B熱點考向探究【變式1】校園足球聯(lián)賽的開展,極大地豐富了校園文化生活。賽事中,下列關(guān)于力與運動的說法正確的是 (

)A.足球在草坪上靜止不動時,受到重力、支持力和摩擦力的作用B.前鋒隊員將飛來的足球頂向球門,說明力能改變物體的運動狀態(tài)C.踢出去的足球繼續(xù)向前滾動是因為足球受到慣性的作用D.靜止在地面上的守門員對地面的壓力和地面對他的支持力是一對平衡力[答案]B

[解析]足球在草坪上靜止不動時,沒有相對運動趨勢,不受摩擦力作用,A錯誤。力可以改變物體的形狀,也可以改變物體的運動狀態(tài),前鋒隊員將飛來的足球頂向球門,球的運動方向發(fā)生了改變,屬于力改變物體的運動狀態(tài),B正確。慣性是物體本身固有的一種屬性,慣性不是力,不能說“受到慣性的作用”,C錯誤。守門員對地面的壓力和地面對他的支持力沒有作用在同一物體上,不是平衡力,D錯誤。熱點考向探究[答案]D

[解析]武大靖在加速沖刺過程中,運動狀態(tài)發(fā)生變化,受到的是非平衡力,故A錯誤。若他到達終點時受到的外力突然消失,他將做勻速直線運動,故B錯誤。他看到臺上的觀眾急速后退,因為他是以自己為參照物,故C錯誤。用力向后蹬冰面,人就快速向前,因為物體間力的作用是相互的,故D正確。【變式2】如圖9-6所示,武大靖在2018平昌冬奧會短道速滑男子500米比賽中奪冠,連破奧運紀錄和世界紀錄。下列關(guān)于他比賽過程的解釋正確的是 (

)A.他在加速沖刺過程中,受到的是平衡力B.若他到達終點時受到的外力突然消失,他將立即停下來C.他看到臺上的觀眾急速后退,因為他以看臺為參照物D.他用力向后蹬冰面,人就快速向前,因為物體間力的作用是相互的圖9-6熱點考向探究突破1

探究阻力對物體運動的影響【考點歸納】實驗突破(1)小車從同一斜面、同一高度滑下的目的:使小車到達水平面的速度相同(控制變量法)。(2)改變接觸面的粗糙程度(水平面鋪材料不同的物體)的目的:改變阻力大小。(3)小車運動到斜面底端后繼續(xù)運動是因為小車具有慣性。(4)通過比較小車在水平面上運動距離的長短來判斷小車在水平面上所受阻力的大小。小車所受阻力越小,速度減小得越慢,運動的距離越遠,用到了轉(zhuǎn)換法。(5)小車運動到水平面時的受力分析:豎直方向受到重力和支持力,是一對平衡力;水平方向只受阻力。熱點考向探究(6)實驗過程中小車能量的轉(zhuǎn)化:重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能。(7)通過實驗探究得出:力不是維持物體運動狀態(tài)的原因,力是改變物體運動狀態(tài)的原因。(8)實驗推理:若小車不受阻力,小車的速度將不再減小并將永遠做勻速直線運動。熱點考向探究例1在水平木板上鋪上粗糙程度不同的材料,讓小車自斜面頂端由靜止開始滑下,比較小車在水平面上運動的距離,如圖9-7所示。伽利略、牛頓等科學家曾多次做過類似的實驗,并在此基礎(chǔ)上分析推理得出著名的牛頓第一定律。請回答下列問題:(1)科學實驗需要控制變量,本實驗中,影響小車在水平面上運動距離的因素,除了阻力外,還有_____________________________,該因素可以采用使小車從同一斜面的同一高度由靜止開始滑下的方法來控制。

(2)三次實驗中,小車在

表面上運動得最遠,是因為在該表面上受到的阻力最

。

圖9-7小車到達木板水平面時的速度小熱點考向探究例1在水平木板上鋪上粗糙程度不同的材料,讓小車自斜面頂端由靜止開始滑下,比較小車在水平面上運動的距離,如圖9-7所示。伽利略、牛頓等科學家曾多次做過類似的實驗,并在此基礎(chǔ)上分析推理得出著名的牛頓第一定律。請回答下列問題:(3)該實驗中阻力對小車運動的影響是通過

來表現(xiàn)的,運用了

法。

(4)進一步推理可知,若水平面絕對光滑(小車不受阻力),則小車將會在水平面上做

運動。

(5)研究過程中采用了

(選填“單純的實驗”或“實驗加推理”)的方法。

圖9-7小車運動的距離轉(zhuǎn)換勻速直線實驗加推理熱點考向探究實驗拓展例1在水平木板上鋪上粗糙程度不同的材料,讓小車自斜面頂端由靜止開始滑下,比較小車在水平面上運動的距離,如圖9-7所示。伽利略、牛頓等科學家曾多次做過類似的實驗,并在此基礎(chǔ)上分析推理得出著名的牛頓第一定律。請回答下列問題:(6)在小車從斜面頂端下滑到底端的過程中,小車的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和

能。

(7)當小車在水平木板表面上運動時,受到的一對平衡力是

。

A.小車受到的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圖9-7內(nèi)C熱點考向探究例1在水平木板上鋪上粗糙程度不同的材料,讓小車自斜面頂端由靜止開始滑下,比較小車在水平面上運動的距離,如圖9-7所示。伽利略、牛頓等科學家曾多次做過類似的實驗,并在此基礎(chǔ)上分析推理得出著名的牛頓第一定律。請回答下列問題:(8)李華同學通過上面的探究學習,思考了兩個問題:①當自己蕩秋千運動到右側(cè)最高點時,如果受到的力全部消失,自己將會處于怎樣的運動狀態(tài)呢?他作出了以下猜想,你認為正確的是

。(圖中的“”表示李華同學,下同)

圖9-7圖9-8A熱點考向探究例1在水平木板上鋪上粗糙程度不同的材料,讓小車自斜面頂端由靜止開始滑下,比較小車在水平面上運動的距離,如圖9-7所示。伽利略、牛頓等科學家曾多次做過類似的實驗,并在此基礎(chǔ)上分析推理得出著名的牛頓第一定律。請回答下列問題:(8)李華同學通過上面的探究學習,思考了兩個問題:②當自己蕩秋千運動到最低點時,如果受到的外力全部消失,自己將會處于怎樣的運動狀態(tài)呢?他作出了以下猜想,你認為正確的是

。

圖9-7圖9-9C熱點考向探究突破2

探究二力平衡的條件【考點歸納】(1)選擇小車而不選擇木塊的原因:減小摩擦力對實驗造成的影響。(2)定滑輪的作用:改變力的方向、減小摩擦力。(3)選擇靜止作為研究狀態(tài):勻速直線運動狀態(tài)不好控制。(4)控制變量法的運用。(5)作用在同一物體上的兩個力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直線上,這兩個力就是一對平衡力。(6)實驗改進:建議把教材實驗器材中的小車改成輕質(zhì)硬紙板,同時增加一把剪刀,便于把紙板剪成兩塊,探究“同物”條件。選用輕質(zhì)硬紙板的好處是可以忽略紙板重力對實驗結(jié)果的影響;把硬紙板支撐起來,不再與桌面接觸的好處是可以降低摩擦力對實驗的影響。熱點考向探究例2在“探究二力平衡條件”的實驗中:(1)甲、乙兩組同學分別選擇器材后,設(shè)計組裝的裝置如圖9-10所示。老師指出乙組同學選擇的器材更加合理,其原因是

。

(2)當物體處于靜止狀態(tài)或

狀態(tài)時我們認為它處于平衡狀態(tài),在本實驗中讓小車靜止而不做勻速直線運動的原因是

。

圖9-10用小車做實驗可減小摩擦力對實驗的影響勻速直線運動靜止狀態(tài)比勻速直線運動狀態(tài)更容易控制和觀察熱點考向探究例2在“探究二力平衡條件”的實驗中:(3)乙組同學在線的兩端掛上托盤并放上砝碼,通過調(diào)整

來改變拉力的大小,當左、右盤內(nèi)放的砝碼數(shù)量不等時,小車會

,只有當兩盤內(nèi)所放砝碼數(shù)量相等時,即小車受到向左和向右的拉力相等時,小車才會保持靜止,說明平衡的兩個力要滿足:①

;②

。豎直方向上,小車受到重力和

力的作用,這兩個力是

。

(4)當小車平衡時,乙組同學用手將小車扭轉(zhuǎn)一個角度,松手后小車

(選填“能”或“不能”)平衡,觀察到小車會發(fā)生

,恢復到原來位置后處于靜止狀態(tài),設(shè)計這個步驟的目的是探究