力和運動 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： 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： 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： 古希臘的學(xué)者亞里士多德早在兩千年前就提出“力是維持物體運動的原因”。他的根據(jù)是一個物體（例如一輛車）運動起來后必須用力才能使它不停地運動下去，失去力的作用，運動會停下來．初看起來，他的觀點似乎符合實際情況，所以這個觀點在人類的歷史上統(tǒng)治了近一千七百年。 2. 科學(xué)家對力和運動的關(guān)系問題的研究及結(jié)論： a、伽利略的理想實驗和我們的教學(xué)實驗： b、笛卡爾的補充 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）勻速直線運動不需要外力來維持。 （2）力是使物體運動狀態(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驗中直接得出來的，也就是說它不是一個實驗定律，當(dāng)然也就不能用實驗來驗證。但是它又有深厚的實驗基礎(chǔ)．它是在實驗的基礎(chǔ)上通過進一步的科學(xué)推理而得到的，由這個定律進一步得出的一切科學(xué)推論都經(jīng)受住了實踐的檢驗，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） 　?。?）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，鉤碼用細繩通過定滑輪拉著小車作加速運動（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，會向小車運動的相反方向潑出（圖d）。 （6）拉著小車在桌面上作勻速運動，小車遇到障礙物而突然停止，碗中原來運動的水由于慣性，會向小車運動的前方潑出（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）。 　?。?）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. 伽利略第一次從實驗出發(fā)，運用科學(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)實驗，也只有科學(xué)實驗對錯誤觀點的批判才是最強有力的。 　　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“實驗”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”，伽利略被人們譽為“實驗科學(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動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)時有慣性，而運動狀態(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動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)時起作用”，而“在物體運動狀態(tài)改變或所受合外力不為零時不起作用”，對運動物體即使加上很大的阻力，要使它停下來仍需一段時間”，正是運動物體要保持勻速直線運動狀態(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動的問題，是一條運動定律，它指出了“物體保持勻速直線運動狀態(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，是因為定律中所描述的現(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動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，但物體力圖保持原有運動狀態(tài)不變的性質(zhì)仍頑強地表現(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)向前運動”，“水平道路上運動著的汽車關(guān)閉發(fā)動機后還要向前運動”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，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慣性是保持物體運動狀態(tài)不變的性質(zhì)；力作用則是改變物體的運動狀態(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)雜的運動。如果沒有外力，物體也就沒有復(fù)雜多樣的運動形式；如果沒有慣性，物體的運動狀態(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”這是因為錘與柄原來都向下運動，柄撞在物體上受到阻力作用，改變了它的運動狀態(tài)，就停止了運動，錘頭沒受阻力仍保持原來運動狀態(tài)，繼續(xù)向下運動，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）?？梢姡狭Ω拍钍墙⒃凇暗刃А钡幕A(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，也可用一個丙代替這甲、乙兩人拉車前進，則丙對車?yán)褪乔凹?、乙兩人對車?yán)Φ暮狭Αｏ@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，合力的方向為較大一個力的方向，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──合力作用點；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動狀態(tài)，我們就說這幾個力相互平衡。 2. 實驗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 　?。?）根據(jù)物體的運動狀態(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. 改變運動方向 C. 先慢下來，然后停止 D. 做勻速直線運動 分析：此題研究的情況是一種理想的情況。根據(jù)牛頓第一運動定律可知，若受到的 一切力都同時消失的時候，正在運動著的物體將做勻速直線運動。 答案：此題應(yīng)選D。 例2. 下列說法中正確的是（ ）。 A. 力是維持物體運動的原因 B. 力是使物體運動狀態(tài)改變的原因 C. 力是使物體運動的原因 D. 力是使物體運動速度不變的原因 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，總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。如果要改變物體的運動狀態(tài)，就必須對物體加力。 力是改變物體運動狀態(tài)的原因，物體運動狀態(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. 一定處于勻速運動狀態(tài) C. 一定處于勻速直線運動狀態(tài) D. 保持靜止或勻速直線運動狀態(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保持靜止?fàn)顟B(tài)；原來運動的物體將永遠做勻速直線運動，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. 運動的物體具有慣性，靜止的物體沒有慣性 B. 物體運動的速度越大，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，受到彼此平衡的兩個力是（ ）。 A. 電視機受到的重力和桌面對電視機的支持力 B. 電視機受到的重力和電視機對桌面的壓力 C. 桌面對電視機的支持力和電視機對桌面的壓力 D. 桌面受到的重力和電視機對桌面的壓力 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，因此，凡是受力物體是電視機的力才是作用到電視機上的力。 電視機受到兩個力的作用：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；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。 電視機處于靜止?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受到的一對平衡力。 答案：此題應(yīng)選A。 例9. 起重機吊著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