力和運(yùn)動 復(fù)習(xí)指導(dǎo) 1
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教學(xué)無憂淘寶店 http://jiaoxue5u.taobao.com 您身邊的教學(xué)專家 第6章 力與運(yùn)動的復(fù)習(xí)總結(jié) 基本要求: (1)知道牛頓第一定律。 (2)知道什么是慣性,會解釋簡單的慣性現(xiàn)象。 (3)知道什么是合力和同一直線二力合成的法則。 (4)知道什么是力的平衡和二力平衡的條件,會應(yīng)用二力平衡的知識分析、解決簡單的問題。 重點(diǎn): 牛頓第一定律 慣性 同一直線上二力的合成法則 二力平衡條件 難點(diǎn): 牛頓第一定律的得出及含義 力的平衡及二力平衡條件 主要內(nèi)容的講解: 一. 關(guān)于牛頓第一定律和慣性的主要內(nèi)容回憶 1. 亞里士多德的觀點(diǎn): 古希臘的學(xué)者亞里士多德早在兩千年前就提出“力是維持物體運(yùn)動的原因”。他的根據(jù)是一個物體(例如一輛車)運(yùn)動起來后必須用力才能使它不停地運(yùn)動下去,失去力的作用,運(yùn)動會停下來.初看起來,他的觀點(diǎn)似乎符合實(shí)際情況,所以這個觀點(diǎn)在人類的歷史上統(tǒng)治了近一千七百年。 2. 科學(xué)家對力和運(yùn)動的關(guān)系問題的研究及結(jié)論: a、伽利略的理想實(shí)驗(yàn)和我們的教學(xué)實(shí)驗(yàn): b、笛卡爾的補(bǔ)充 c、牛頓的總結(jié) 英國的著名物理學(xué)家牛頓總結(jié)了前人研究的成果,建立了力和運(yùn)動的關(guān)系的第一條規(guī)律,牛頓第一定律。 一切物體在沒有受到外力作用的時候,總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),這就是著名的牛頓第一定律。 d、由牛頓第一定律,我們可以得出以下幾個方面的問題, (1)勻速直線運(yùn)動不需要外力來維持。 (2)力是使物體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變的原因。 (3)任何物體都有一種性質(zhì),也就是保持自己原有的運(yùn)動狀態(tài)不變的性質(zhì),我們把這種性質(zhì)叫做慣性。慣性是物體本身固有的一種屬性。任何物體在任何時候都有慣性。它只與物體的質(zhì)量有關(guān)系。 (4)慣性是維持物體做勻速直線運(yùn)動的原因。 (5)牛頓第一定律又叫慣性定律。 (6)牛頓第一定律不是從實(shí)驗(yàn)中直接得出來的,也就是說它不是一個實(shí)驗(yàn)定律,當(dāng)然也就不能用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。但是它又有深厚的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ).它是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過進(jìn)一步的科學(xué)推理而得到的,由這個定律進(jìn)一步得出的一切科學(xué)推論都經(jīng)受住了實(shí)踐的檢驗(yàn),因此,牛頓第一定律早已成為大家公認(rèn)的力學(xué)基本定律之一。 3. 慣性與慣性現(xiàn)象 任何物體都有一種性質(zhì),也就是保持自己原有的運(yùn)動狀態(tài)不變的性質(zhì),我們把這種性質(zhì)叫做慣性。慣性是物體本身一種固有的一種屬性。任何物體在任何時候都有慣性。它只與物體的質(zhì)量有關(guān)系。 一些慣性現(xiàn)象 我們可以用玻璃杯,光滑塑料片,乒乓球,木棒,紙條,小車,金屬塊,木板,瓷碗,鉤碼等做如下操作: ?。?)在普通玻璃杯上,擱一塊光滑的塑料片(或木片),塑料片上放一只乒乓球(乒乓球放在杯子的正上方,為防止乒乓球滾動,可在乒乓球下加一個小墊圈)。 (2)用棒對準(zhǔn)塑料片沿水平方向用力一擊,可以看到塑料片突然飛出,乒乓球卻安然地落在玻璃杯中。(圖a) (3)將盛水的茶杯放在桌上的紙條上,手持紙條的一端慢慢地拉動,茶杯隨紙條移動。如果迅速地將紙條抽走,茶杯安然不動。(圖b) (4)將金屬長方體放在小車上,鉤碼用細(xì)繩通過定滑輪拉著小車作加速運(yùn)動(加速度應(yīng)大一些),當(dāng)小車遇到障礙物突然停止時,金屬長方體就越過小車表面向前運(yùn)動(圖c)。 (5)將瓷碗內(nèi)盛滿水,放在小車上,突然急速拉動小車。碗內(nèi)原來靜止的水由于慣性,會向小車運(yùn)動的相反方向潑出(圖d)。 (6)拉著小車在桌面上作勻速運(yùn)動,小車遇到障礙物而突然停止,碗中原來運(yùn)動的水由于慣性,會向小車運(yùn)動的前方潑出(圖e)。 二. 牛頓第一定律與慣性 1. 第一定律中包含的基本概念,奠定了經(jīng)典力學(xué)的概念基礎(chǔ),從而使它處于理論系統(tǒng)中第一個原理的前提地位。 這主要表現(xiàn)在: ?。?)首次批駁了延續(xù)兩千多年的亞里士多德等人錯誤的力的概念,為確立正確的力的概念掃清了道路。 ?。?)第一次科學(xué)地給出了力的定性定義(含力的本質(zhì)和力的效果)。 (3)第一次提出了經(jīng)典力學(xué)的幾個基本概念,為其他幾個原理奠定了概念基礎(chǔ)。 牛頓第一定律首先表明了“不受力”下,物體的動力學(xué)規(guī)律(作慣性運(yùn)動),此基礎(chǔ)上才能表明其他幾個基本原理。 2. 伽利略第一次從實(shí)驗(yàn)出發(fā),運(yùn)用科學(xué)推理推翻了延續(xù)兩千多年的錯誤的力的概念,這在物理學(xué)研究方法上具有十分重要的意義,物理學(xué)的正確認(rèn)識只能來源于科學(xué)實(shí)驗(yàn),也只有科學(xué)實(shí)驗(yàn)對錯誤觀點(diǎn)的批判才是最強(qiáng)有力的。 亞里士多德錯誤的力的概念所以能延續(xù)兩千多年,正是由于人們過分相信了“直覺”而沒拿起“實(shí)驗(yàn)”這一科學(xué)研究的武器。 愛因斯坦對伽利略的工作給予很高的評價:“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一,而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端”,伽利略被人們譽(yù)為“實(shí)驗(yàn)科學(xué)之父”是當(dāng)之無愧的。 3. “慣性”的本質(zhì)。慣性是物體的固有屬性,不論宏觀物體,還是微小粒子,不論固體、液體、氣體,不論靜止物體,還是運(yùn)動物體,不論物體在地球上,還是在月球上,一切物體在任何時刻,任何情況下都具有慣性。不能說物體處于勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)時有慣性,而運(yùn)動狀態(tài)改變或所受合外力不為零時就沒有慣性,也不能說慣性“僅在物體處于勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)時起作用”,而“在物體運(yùn)動狀態(tài)改變或所受合外力不為零時不起作用”,對運(yùn)動物體即使加上很大的阻力,要使它停下來仍需一段時間”,正是運(yùn)動物體要保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì)表現(xiàn);“對靜止物體即使加上很大的推動力,要使它達(dá)到某一速度仍需一段時間”也正是靜止的物體要保詩靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)表現(xiàn)。 4. “慣性”與“第一定律”的區(qū)別。同學(xué)們往往把牛頓第一定律的內(nèi)容當(dāng)作慣性概念,即“慣性”與“慣性定律”混為一談,這也正是同學(xué)們認(rèn)為物體只有在不受外力作用時才有慣性。為了糾正這種錯誤,除了使同學(xué)們能準(zhǔn)確地敘述慣性和牛頓第一定律的內(nèi)容,同學(xué)們還要知道它們的區(qū)別:慣性是一切物體固有的屬性,是不依外界條件而改變。它始終伴隨物體而存在。牛頓第一定律則是研究物體在不受外力作用時如何運(yùn)動的問題,是一條運(yùn)動定律,它指出了“物體保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”的原因,而慣性是“物體具有保持原來的勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”的特性;兩者完全不同。為何牛頓第一定律又叫慣性定律,是因?yàn)槎芍兴枋龅默F(xiàn)象是物體的慣性的一個方面的表現(xiàn),當(dāng)物體受到外力作用時,物體不可能保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),但物體力圖保持原有運(yùn)動狀態(tài)不變的性質(zhì)仍頑強(qiáng)地表現(xiàn)出來。 5. “慣性”與“力”的區(qū)別。同學(xué)們往往把“慣性”當(dāng)做力,認(rèn)為“子彈離開槍口后還會繼續(xù)向前運(yùn)動”,“水平道路上運(yùn)動著的汽車關(guān)閉發(fā)動機(jī)后還要向前運(yùn)動”這些都是“慣性”這個力作用的結(jié)果等。慣性與力的區(qū)別:①物理意義不同;慣性是指物體具有保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì);而力是指物體對物體的作用.慣性是物體本身的屬性,始終具有這種性質(zhì),它與外界條件無關(guān);力則只有物體與物體發(fā)生相互作用時才有,離開了物體就無所謂力。②構(gòu)成的要素不同:慣性只有大小,沒有方向和作用點(diǎn),而大小也沒有具體數(shù)值,無單位;力是由大小、方向和作用點(diǎn)三要素構(gòu)成。它的大小有具體的數(shù)值,單位是牛。③慣性是保持物體運(yùn)動狀態(tài)不變的性質(zhì);力作用則是改變物體的運(yùn)動狀態(tài). 6. “物體慣性”與“外力作用”的辨證關(guān)系。物體原來具有某個速度,物體慣性則力圖使其繼續(xù)保持這一速度,但力圖保持與能否保持則是不同的。當(dāng)物體受到合外力為零時,物體可保持這個速度,當(dāng)物體所受合外力不為零時,物體便不能再保持原來的速度,運(yùn)動狀態(tài)就發(fā)生了變化。物體的慣性和外力作用這一對矛盾的對立統(tǒng)一,形成了宏觀物體的形形色色的各種復(fù)雜的運(yùn)動。如果沒有外力,物體也就沒有復(fù)雜多樣的運(yùn)動形式;如果沒有慣性,物體的運(yùn)動狀態(tài)改變不需要力的作用,只有當(dāng)我們理解了慣性與外力作用的辨證關(guān)系,就不難解釋慣性現(xiàn)象.例如“錘子松了,把錘把的一端在物體上撞幾下,錘頭就能緊套在錘柄上”這是因?yàn)殄N與柄原來都向下運(yùn)動,柄撞在物體上受到阻力作用,改變了它的運(yùn)動狀態(tài),就停止了運(yùn)動,錘頭沒受阻力仍保持原來運(yùn)動狀態(tài),繼續(xù)向下運(yùn)動,這樣錘頭就緊套在錘柄上了。 三. 同一直線上二力的合成 (1)如何理解合力 幾個力共同作用的效果可以用一個力來代替,則這個力就是那幾個力的合力(那幾個力稱為這個力的分力)??梢?,合力概念是建立在“等效”的基礎(chǔ)上。既然是從力的作用效果著手,因此在分析一個物體受力時,合力和分力是不共存的。如:甲、乙兩人拉車前進(jìn),也可用一個丙代替這甲、乙兩人拉車前進(jìn),則丙對車?yán)褪乔凹住⒁覂扇藢嚴(yán)Φ暮狭?。顯然不能理解為甲、乙、丙三個人同時在拉車。 (2)如何求合力 求合力的方法叫力的合成。最簡單、最基本的合成是同一直線上二力的合成。 作用在同一個物體上的兩個力,如果它們的作用方向相同,合力的方向與這兩個力的方向相同,合力的大小等于這兩個力的大小之和。例如甲、乙兩人都對同一個桌子作用,甲用20牛力向東拉,乙用30牛力向東推,桌子受到的合力方向向東,大小為50牛。 如果同一直線上兩個力的作用方向相反,合力的方向?yàn)檩^大一個力的方向,合力的大小等于兩個力大小之差。如果甲向東拉桌子,乙向西拉桌子,力的大小仍為20牛、30牛,合力向西、大小為10牛。 四. 互成角度的二力的合成 (1)用平行四邊形的對角線表示合力的含義 按圖示法作出力的平行四邊形后,對角線的起點(diǎn)──合力作用點(diǎn);對角線的長度──按標(biāo)度比例表示合力的大?。粚蔷€的方向──合力的方向。如圖所示。 (2)合力大小的變化范圍 兩力合成的最大值是同向合成,最小值是反向合成,因此F1-F2≤F合≤F1+F2(設(shè)F1>F2)。兩力夾角越大,合力越小。 五. 二力平衡 1. 什么是力的平衡 物體在受到幾個力作用時,如果物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài),我們就說這幾個力相互平衡。 2. 實(shí)驗(yàn)研究二力平衡的條件 在木板A、B、C處釘上三個釘子,釘子上套上小滑輪,用繞過小滑輪的線來拉一塊硬紙板,如圖(甲)所示。在A、B處掛等重的鉤碼時,F(xiàn)1與F2在一條直線上,紙板不動,說明紙板受到的兩個力是平衡的。如圖乙在A、C處掛等重的鉤碼時,F(xiàn)1與F2雖然大小相等,方向相反,但是不在一條直線上,紙板轉(zhuǎn)動,說明這樣兩個力不是平衡力.紙板轉(zhuǎn)過一定角度后,作用在紙板上的兩個力又在一條直線上時,兩個力平衡,紙板重新靜止下來。 可見,兩個力的平衡必須滿足以下四個條件:兩個力作用在一個物體上,大小相等、方向相反、作用在一條直線上。 根據(jù)同一條直線上力的合成的法則可知,當(dāng)兩個力彼此平衡時,物體受到的合力是0。 3. 二力平衡條件的應(yīng)用 (1)根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)判斷物體的受力情況。 (2)根據(jù)物體的受力情況判斷物體的運(yùn)動狀態(tài)。 【典型例題】 一. 關(guān)于牛頓第一定律的例題 例1. 正在運(yùn)動著的物體,若受到的一切力都同時消失,那么它將( )。 A. 立即停止 B. 改變運(yùn)動方向 C. 先慢下來,然后停止 D. 做勻速直線運(yùn)動 分析:此題研究的情況是一種理想的情況。根據(jù)牛頓第一運(yùn)動定律可知,若受到的 一切力都同時消失的時候,正在運(yùn)動著的物體將做勻速直線運(yùn)動。 答案:此題應(yīng)選D。 例2. 下列說法中正確的是( )。 A. 力是維持物體運(yùn)動的原因 B. 力是使物體運(yùn)動狀態(tài)改變的原因 C. 力是使物體運(yùn)動的原因 D. 力是使物體運(yùn)動速度不變的原因 分析:根據(jù)牛頓第一定律可知,一切物體在沒有受到外力作用的時候,總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。如果要改變物體的運(yùn)動狀態(tài),就必須對物體加力。 力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因,物體運(yùn)動狀態(tài)的改變是指速度的大小和方向的改變。 答案:此題應(yīng)選B。 例3. 物體在不受外力作用時,則( )。 A. 一定處于靜止?fàn)顟B(tài) B. 一定處于勻速運(yùn)動狀態(tài) C. 一定處于勻速直線運(yùn)動狀態(tài) D. 保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài) 分析:根據(jù)牛頓第一定律我們知道,物體不受外力作用時,原來靜止的物體將永遠(yuǎn)保持靜止?fàn)顟B(tài);原來運(yùn)動的物體將永遠(yuǎn)做勻速直線運(yùn)動,速度的大小和方向都不改變。 答案:此題應(yīng)選D。 二. 關(guān)于慣性的例題 例4. 擲出的籃球,在空中飛行時(忽略空氣阻力),受到的力有( )。 A. 手對籃球的作用力 B. 手對籃球的作用力、重力 C. 籃球向前飛行的慣性力、重力 D. 重力 分析:籃球離開手以后,已不再受手的作用力。而慣性不是力,因而“慣力”、“慣性”等提法都是錯誤的。 答案:此題應(yīng)選D。 例5. 在一段平直鐵軌上勻速直線運(yùn)動的列車車廂中,有位乘客仰起頭時看到他頭頂?shù)恼戏叫欣罴苌嫌幸恍“挛锓诺貌环€(wěn)。那么在行車當(dāng)中這小包衣物若落下來,將落在這位乘客( )。 A. 后面 B. 前面 C. 頭上 D. 旁邊 分析:這小包衣物落下時,在水平方向由于慣性仍保持原來的和列車相同的速度,所以這小包衣物將落在乘客的頭上。 答案:此題應(yīng)選C。 例6. 下面關(guān)于慣性的說法中,正確的是( )。 A. 運(yùn)動的物體具有慣性,靜止的物體沒有慣性 B. 物體運(yùn)動的速度越大,它的慣性越大 C. 物體受到外力越大時,它的慣性就越大 D. 物體的質(zhì)量越大,它的慣性越大 分析:慣性是物體的固有屬性,與運(yùn)動狀態(tài)、速度大小、受力大小等因素都沒有關(guān)系,只與物體本身的質(zhì)量有關(guān)系,物體的質(zhì)量越大,它的慣性就越大。 答案:此題應(yīng)選D。 三. 關(guān)于同一直線上二力的合成例題 例7. 作用在同一個物體上的兩個力,它們在同一直線上,已知這兩個力的合力是40牛,其中一個力的大小是10牛,則另一個力的大小可能是( ) A. 70牛 B. 50牛 C. 40牛 D. 20牛 分析::已知合力F=40牛,分力F2=10牛。設(shè)所求另一分力為F1。若在同一直線上的F1與F2同向,則 F = F1+F2,40牛= F1 +10牛 ∴F1=30牛 若F1與F2方向相反 F = F1-F2,40牛= F1 -10牛 ∴F1 = 50牛 因此,可知F1與F2方向相反,它的大小是50牛。 答案::此題應(yīng)選(B) 四. 關(guān)于二力平衡的例題 例8. 放在水平桌面上靜止不動的電視機(jī),受到彼此平衡的兩個力是( )。 A. 電視機(jī)受到的重力和桌面對電視機(jī)的支持力 B. 電視機(jī)受到的重力和電視機(jī)對桌面的壓力 C. 桌面對電視機(jī)的支持力和電視機(jī)對桌面的壓力 D. 桌面受到的重力和電視機(jī)對桌面的壓力 分析:力是物體對物體的作用,每個力都有施力物體和受力物體。這個問題中被研究的對象是電視機(jī),因此,凡是受力物體是電視機(jī)的力才是作用到電視機(jī)上的力。 電視機(jī)受到兩個力的作用:一是重力,重力的施力物體是地球,方向豎直向下,受力物體是電視機(jī);二是支持力,支持力的施力物體是桌子,方向豎直向上,受力物體是電視機(jī)。 電視機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài),說明重力和支持力大小相等,滿足二力平衡的條件,這時的重力和支持力是電視機(jī)受到的一對平衡力。 答案:此題應(yīng)選A。 例9. 起重機(jī)吊著2.5噸貨物,甲貨物以4米/秒速度勻速上升,乙貨物以2米/秒速度勻速下降,丙貨物靜止在空中。那么起重機(jī)鋼繩在以上三種情況下受力大小是( )。 A. 甲最大 B. 乙最大 C. 丙最大 D. 三種情況一樣大 分析:貨物受重力和起重機(jī)鋼繩的拉力作用。在甲、乙、丙三種情況下,貨物保持勻速直線運(yùn)動或靜止?fàn)顟B(tài),這時貨物所受重力和鋼繩的拉力是一對平衡力。重力大小不變,鋼繩的拉力在三種情況下也就一樣大。 答案:此題應(yīng)選D。 中小學(xué)各個科目優(yōu)質(zhì)課視頻+課件教案學(xué)案試題全冊打包qq1119139686- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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