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1、第八章 运动和力,第一节 牛顿第一定律,爱辉中学 路宜春,我之所以能看得远，因为我站在巨人的肩上。,牛顿,“自行车为什么总要停下来？”,踢出去的足球能永远飞行吗?,1.维持运动需要力吗2.牛顿第一定律3.惯性,古希腊学者亚里士多德的观点,如果要使一个物体持续运动，就必须对它施加力的作用。如果这个力被撤销，物体就会停止运动。,1.维持运动需要力吗,维持运动需要力,意大利科学家伽利略的观点,物体的运动并不需要力来维持，运动之所以会停下来，是因为受到了摩擦阻力。,维持运动不需要力,伽利略的斜面实验以可靠的事实为基础，把实验与逻辑推理和谐地结合在一起，论证了运动是否需要力来维持,1.提出问题,运动物体
2、如果不受力的作用，会一直运动下去吗？,实验探究,2.制定计划与设计实验,让小车从斜面上滑下.通过逐渐减小水平面的粗糙程度来减小小车受到的阻力.比较小车在水平面上的运动距离.,实验器材：斜面、毛巾、棉布、小车木板,实验探究,控制的变量：,1.同一辆小车,2.起始速度相同,3.静止下滑,阻力对物体运动的影响,毛巾,棉布,木板,大,较小,最小,阻力的大小,小车运动的距离s/m,实验记录表：,小车速度减慢的,快,较慢,最慢,0.1,0.2,0.3,平面越光滑，小车运动的距离越_，受到的阻力越_，速度减小得越_。,结论：,小,长,慢,_。,如果运动物体不受力，它将,推理：,运动速度将保持不变,_,无休止
3、地运动,下去，,理想状态：如果表面绝对光滑，物体受到的阻力为零。,笛卡儿补充了伽利略的认识，指出：如果运动物体不受力，它不会向左、右方向偏，将永远沿原来的方向做匀速运动。,牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出一条重要的物理规律。,伽利略：如果运动物体不受力，它的速度将保持不变。,(1643-1727)牛顿,一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。,2.牛顿第一定律（力学基本定律之一）,解释：,物体不受外力或所受外力和为零：,物体受到外力且外力和不为零：,静止状态或匀速直线运动状态（平衡状态）,物体改变运动状态,对定律的理解：,（）一切物体：,表明该定律对任何物体都适用
4、。,（）没有受外力的作用：,是该定律成立的条件。,（）总：,一直的意思,（）或：,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,雨雪天气，很多道路要封闭,雨雪天路滑，需慢速行驶,用手指向下猛击纸条，使纸条抽出，可笔套依然不动，这是为什么？,使笔套保持静止这一运动状态的原因是什么?,1997年，“亚洲第一飞人”柯受良驾驶跑车成功飞越了黄河天堑壶口瀑布，长度达55米,使车保持飞越这一运动状态的原因是什么?,人被绊倒后，为什么往前倒？,3.惯性,一切物体在任何情况下都有保持原有运动状态不变的特性。,一切物体在任何情况下都有保持原有
5、运动状态不变的特性。,运动状态,一切物体,静止,匀速直线运动,惯性,：固体、液体、气体,：静止或运动、快或慢、匀速或变速,任何情况,惯性是物体固有的属性。,对惯性的理解,1、惯性是物体的固有属性，它反映的是物体运动状态改变的难易程度。,惯性与物体的运动状态及受力情况无关。,2、描述惯性大小的物理量质量。,质量是物体惯性大小的唯一量度：质量大，惯性大。,物体原来的状态,条件的改变,物体由于惯性,保持原来的运动状态不变,惯性现象的分析,木块处于静止状态突然拉动小车时，木块下部随车一起运动上部由于惯性保持原来的静止状态向后倒。,木块处于运动状态小车突然停下时，木块下部随车一起停止运动,上部由于惯性保
6、持原来的运动状态向前倒。,突然拉动小车 小车突然停下来,请用惯性知识解释：,刹车前人处于运动状态，当汽车刹车时，人的脚底由于摩擦而随之静止，人的上身由于惯性，会保持继续向前运动的状态，所以刹车或减速时，人会前倾。,当汽车加速时，人的脚底由于摩擦而随之加速运动，而人的上身由于惯性，仍保持原来慢速行驶的运动状态，所以加速时，人会后仰。,那么下图中，汽车做什么运动？,汽车加速(向前运动),汽车减速（向后运动）,牛顿第一定律也叫惯性定律。,运动规律,物体的一种性质,不受力条件下,不需任何条件,因为物体有惯性，在不受力时才能保持静止状态或匀速直线运动状态，因此牛顿第一定律又称为惯性定律。,牛顿第一定律内
7、容：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。2.惯性：物体保持静止状态或匀速直线运动状态不变的性质叫惯性。,注意：（1）牛顿第一定律是通过分析事实，再进一步概括、推理得出的。（2）牛顿第一定律阐明了力和运动的关系，当物体受到力的作用时，它的运动状态会发生改变，因此力是改变物体运动状态的原因。（3）惯性是物体的属性，它与物体是否受力，是否运动，运动状态是否改变等均无关。,（4）惯性和力是两个实质完全不同的概念。力是物体对物体的作用，惯性是物体本身固有的一种性质，它与外界因素无关。（5）把物体惯性的表现说成是物体受到“惯性力”或者说“物体受到了惯性”是错误的。（6）惯性的大
8、小只与物体的质量有关，质量大的物体惯性也大。,1.关于惯性，下面说法正确的（）A.一切物体在没有受到外力作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。B.射出的子弹离开枪口继续高速前进，是因为子弹受到惯性的作用。C.汽车关闭发动机后还能继续前进是由于汽车的惯性大于它受到的阻力。D.一切物体在任何情况下都具有惯性。,D,理想斜面实验,右斜面固定,摩擦越小,球滚得越高,球将滚上原来的高度,减小右倾角,球沿斜面滚得越远,球沿斜面滚得越远，一直滚到原来的高度,放平右斜面,球滚得最远,球将一直滚动下去,第二节 二力平衡,爱辉中学 路宜春,中国第一艘航母 辽宁舰,分析它的受力!,找找以下这些物体
9、的共同点,都受两个力的作用,共同点：,都是静止的物体,其实对于做匀速直线运动的物体，同样也有上述类似的特点,试一试,匀速上升的气球,被匀速吊起的货物,匀速下落的跳伞运动员,一、什么是平衡状态、二力平衡,以上物体的运动状态都没有发生改变，这些物体静止或匀速直线运动状态，我们就说物体处于,使物体保持平衡状态的几个力叫做,物体受平衡力最简单的情况就是受两个力的作用。,平衡状态。,平衡力,一个物体受到两个力的作用，保持静止状态或匀速直线运动状态，这两个力是一对平衡力，叫二力平衡。,那么怎样的两个力才算是一对平衡力呢？,二、探究二力平衡的条件,1、提出问题：,2、作出猜想(从力的三要素来考虑)：,二力平
10、衡要满足什么条件？,两个力的大小如何、方向如何、是否同一物体、是否在同一直线。,二、探究二力平衡的条件,3、设计实验,器材：铁架台、定滑轮2、细线、钩码若干。,物理方法：由于决定二力平衡的条件有多个，因此,控制变量法是实验中必须采用的方法。,活动一：研究两个力大小的关系对平衡的影响。,在两边挂上不等重的钩码，放开塑料板，塑料板将_。在两边挂上等重的钩码。放开塑料板，塑料板将_。,结论：要使两个力互相平衡，两个力的大小必须_。,向拉力大的一边运动,静止,相等,活动二：研究两个力方向的关系对平衡的影响。,在两边挂上等重的钩码，将塑料板稍向下移动，使两个拉力的方向并不相反。放开塑料板后，塑料板将_。
11、待塑料板静止时，两个拉力的方向_。,结论：要使两个力互相平衡，两个力的方向必须_。,向上运动,相反,相反,活动三：研究两个力作用线的关系对平衡的影响。,在两边挂上等重的钩码，将塑料板扭转一个角度，使塑料板的两边细绳相互平行，但不在同一直线上。放开塑料板后，塑料板将_。待塑料板静止后，两边细线_同一直线上。,结论：要使两个力互相平衡，两个力的必须在_。,同一条直线,在,转动,作用在同一个物体上大小相等方向相反作用在同一直线,二力平衡的条件,必须四个条件同时满足,“同体”,“等大”,“反向”,“一线”,下列四图哪些反映了二力平衡？,乙、丙,静止在水平桌面上的杯子受到的支持力和对桌面的压力是一对平衡
12、力吗？,三、二力平衡条件应用,走在钢丝上的人,分析物体受到力的方向和大小,一书本质量为1Kg，静止放在水平桌面上，受到哪几个力的作用，分别为多大？几个力之间是什么关系？,答：,书本受到重力和桌面对它的支持力,G=mg=9.8N 因为处于平衡状态，所以重力和支持力是一对平衡力,重力方向竖直向下，那么支持力就竖直向上F=G=9.8N,1、一个物体受到两个力的作用，且这两个力的三要素完全相同，则这两个力（）A.一定是平衡力 B.一定不是平衡力C.可能是平衡力 D.都有可能,B,2、放在水平桌面上的静止不动的墨水瓶，它受到的一对平衡力是（）.墨水瓶受到的重力和它对桌面的压力B.墨水瓶对桌面的压力和桌面
13、对它的支持力C.地球对墨水瓶的吸引力和墨水瓶对地球的吸引力D.墨水瓶受到的重力和桌面对墨水瓶的支持力,D,静止状态匀速直线运动状态,受力为平衡力,平衡状态,二力平衡,小结,一、平衡状态和平衡力,同体、一线、反向、等大,二、二力平衡的条件,作用在同一个物体上大小相等方向相反作用在同一直线,物体在光滑的水平面上共受到两个力的作用，一个是重力，大小为10牛；另一个是水平面的支持力，大小为10牛，则该物体在水平面上的运动状态是（）A、一定处于静止状态。B、一定是匀速直线运动状态C、由运动到停下来。D、可能是静止状态，也可能是匀速直线运动状态,D,应用二力平衡，判断物体的运动状态,一个重为1.96牛的茶
14、杯放在水平桌面上，根据_可知，桌面对茶杯的支持力为_，方向是 _。,二力平衡的条件,竖直向上,1.96牛,思考,应用二力平衡求力，知道相互平衡的两个力中的一个力的大小和方向，求另一个力的大小和方向,3.如图,当用绳拿着物体在空中静止时拉力为F1.若提绳子使物体以1米/秒的速度匀速上升,绳对物体拉力为F2;若提住绳 子使该物体以2米/秒的速度匀速下降绳子的拉力为F3,则F1,F2,F3的大小关系是_.,F1,F2,F3,F1=F2=F3,巩固练习,4用绳子提升重物，以2米/秒的速度匀速上升，所用的力为20牛，然后又以4米/秒匀速下降，则下降时绳子对物体的拉力是（）A 大于20牛 B 小于20牛C
15、 等于20牛 D 以上均有可能,C,8.3 摩擦力,爱辉中学 路宜春,各种摩擦,一个物体在另一个物体表面上发生相对滑动时，在两个物体接触面之间会产生阻碍物体相对运动的力，这个力叫做滑动摩擦力.,一、滑动摩擦力:,思考：摩擦力产生的条件，产生的原因，摩擦力方向和大小如何？,产生条件：,产生原因：,方向：,大小与什么因素有关呢？,a.两物体相互接触并互相挤压b.接触面粗糙c.有相对运动,接触面凸凹不平,与物体相对运动的方向相反,思考、怎样改变木块的压力大小？,用什么工具测摩擦力？怎样测？,实验中用到什么科学方法？,在木块上放砝码,弹簧测力计,控制变量法,匀速拉动木块,拉力等于摩擦力,原理:,二力平
16、衡的条件,2、猜想与假设：可能跟压力的大小有关；可能跟接触面的粗糙程度有关；可能与接触面积的大小有关,二、探究滑动摩擦力的大小,1、提出问题：滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关？,3、设计实验：实验方法：控制变量法器材：一面光滑、一面是粗糙布面的长木板、两个长方体木块、弹簧测力计实验步骤：,4、进行实验：,步骤:,1、把木块放在木板上，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出这时的拉力F；,2、在木块上放砝码，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出这时的拉力F；,3、在木板上固定好毛巾，放上木块，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出这时的拉力F,木板,木板,4.将木块平放和侧放时用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出拉力
17、F即摩擦力的大小,木板,1、在物体表面粗糙程度相同时；压力越大，滑动摩擦力越大。2、在压力一定的情况下；接触面越粗糙滑动摩擦力越大。3、滑动摩擦力与接触面的面积大小无关。,5、实验结论：,练一练：下图所示是“研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验。(1)在实验中，用弹簧测力计拉着木块时，应水平地拉动，且使它在固定的水平面上做 运动，木块所受滑动摩擦力的大小等于。(2)将图(a)和图(b)的实验进行比较可知，滑动摩擦力的大小与 有关。(3)将图(a)和图(c)的实验进行比较可知，滑动摩擦力的大小与 有关。,匀速直线,弹簧测力计示数,压力的大小,接触面的粗糙程度,（1）在采用如图甲所示的实验装
18、置测量木块与长木板之间的摩擦力时，发现很难保持弹簧测力计示数的稳定，很难读数。请分析其原因是什么？,（2）为解决上述问题，某同学对实验装置进行了改进，如图乙所示。请说明利用该装置是如何测出木块与长木板之间的摩擦力的。,（3）用如图乙所示的实验装置进行实验时，为什么能解决上述问题？,（3）因为无论长木板是否做匀速直线运动，木块都处于静止状态，都容易读数。,（1）很难保持木块做匀速直线运动。,（2）当拉动长木板时，木块处于静止状态，根据二力平衡的条件，弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。,三、静摩擦力：,静摩擦力：物体将要运动时，（此时处于静止状态，但具有运动趋势），接触面阻碍物体运动的力叫做静摩擦
19、力。,方向：与物体的相对运动趋势相反,1、当一个物体在另一个物体上滚动时，物体所受到的摩擦力叫滚动摩擦,2、滚动摩擦与滑动摩擦的大小：,在一般情况下滚动摩擦比滑动摩擦小得多。,四、滚动摩擦：,1.滑动摩擦：,2.滚动摩擦：,摩擦的分类,3.静摩擦：,1、用铅笔写字时,铅笔尖与纸之间的摩擦2、用小刀削铅笔时,铅笔与小刀之间的摩擦3、手在桌面上滑动时,手与桌面之间的摩擦4、用黑板擦擦黑板时,黑板擦与黑板之间的摩擦5、在地面上推、拉桌子.,生活中的摩擦,增大摩擦的方法有：（1）增大压力,刹车时用力捏闸,（2）增大接触面的粗糙程度,拔河比赛时，用力握紧绳子,1、假如没有摩擦，生活会怎样呢？2、哪些摩擦
20、是有益的，哪些摩擦是有害的？3、讨论下列现象，哪些是为了增大摩擦，哪些是为了减小摩擦？,摩擦与人们的生活、生产密切相关，请思考一下：,加润滑油,使用气垫,使用滚珠,减小摩擦的方法有：（1）减小压力（2）减小接触面的粗糙程度,（3）滚动代替滑动（4）将接触面隔开,下列哪些是为了增大摩擦，哪些是为了减小摩擦？1、轮胎上有凹凸不平的花纹；2、刹车时，用力捏闸；3、往车轮轴承上加润滑油；4、车轮上装有滚动轴承；5、手表上调节指针的旋钮刻有凹凸不平的条纹；6、北方下雪时，常在道路上撒些灰渣；7、移动较重的货箱时，在货箱下面垫几根圆木；8、为把玻璃擦得更干净，要用更大的力压抹布；9、磁悬浮列车利用超导的磁
21、悬浮原理，使车轮和 钢轨之间产生排斥力，使列车悬空运行。,哪些地方是为了增大摩擦，哪些地方是为了减小摩擦？,气垫船,磁悬浮列车,如果我们的世界突然之间没有了摩擦力，那副可笑的样子将会令你忍俊不禁。由于没有了摩擦，地面将会绝对光滑，人在地面上寸步难行，一旦跌倒，就会象被翻过来的甲虫那样，任你如何挣扎、也爬不起来。由于没有了摩擦，任何螺丝都无法拧紧，奔驰中的汽车会突然散架，车轮向四周飞出。这时候，所有的物体都会在自身重力的作用下自动地集结到底洼地带。一切植物在微风吹拂之下，就会连根拔出，向四周散开来；房屋上的砖块、木料和钢材会唏哩哗啦地散落下来；江河湖海将象脱缰的野马咆哮翻腾；风一旦刮起来，就会永
22、不停息地刮下去，任何物体都会被它刮跑，地球上是一片飞沙走石的世界。,假如没有了摩擦,一切岩石和沙粒都变得无限光滑，它们再不能聚集在一起成立一座座巍峨挺立的高山。山崩地裂随处可见，岩石夹着泥沙汇成一股股泥石流奔泻而下。由于没有摩擦，各种运动起来的物质，再也无法停下来，它们在地面上你碰我撞，东滚西溜。地面就象一锅开了锅的粥，混乱不堪。没有了摩擦，地球变成了一个滑稽可笑但又惨不忍睹的世界！摩擦消耗了我们大量的能量，科学家们想方设法让它变得小些，以减小它无端地消耗我们本来非常短缺的能量，但是，我们一刻也不能没有它！,1.爬杆运动是一项有益的体育运动项目，体重500N的运动员手握杆匀速向上爬时，杆对手的
23、摩擦力为_N,方向_；爬到顶如果在空中静止时受到的摩擦力为_N，方向_；他在匀速下滑时摩擦力为_N,方向_。2.一个重40N的物体放在水平桌面上，在5N的水平推力作用下静止，则物体受到的摩擦力为_N,如果推力为7N时仍静止此时受到的摩擦力为_N,当推力增大到11N时，物体做匀速直线运动，则摩擦力为_N。,.以下事例中属于有害摩擦的是（）A走路时鞋底与路面间的摩擦力。B机械运转时轴承与滚珠间摩擦力。C拿东西时手与物品间的摩擦力。D写字时粉笔与黑板间的摩擦力。,如图（1）用100N的力把重10N的物体亚在竖直墙壁上，物体处于静止状态。当压力减小为50N时，物体沿竖直墙壁匀速下滑，则物体先后受到的摩
24、擦力大小为（）A.90N,40N B.100N，40N C.10N，50N D.10N，10N,6.如图（2），物体随水平传送带一起匀速,向右做匀速直线运动，不考虑空气阻力，在此过程物体（）A.只受到重力和支持力作用 B.受到水平向右的摩擦力作用 C.受到向右的惯性力作用 D.受到向左的摩擦力作用 图（2）7.下列实例中为了减小摩擦力的是（）A.汽车轮上装防滑链 B.瓶盖上刻有纹线 C.轴承上装滚珠 D.足球守门员戴防滑手套8.下列实例中是为增大摩擦的是（）A.拉杆旅行箱底部装轮子 B.鞋底刻有凸凹不平的花纹 C.向自行车的轴承处加油 D.在气垫船和水之间形成空气层,物体A和B叠放在粗糙水平面上，如果水平力F刚好拉着A和B一起匀速运动，分析此时A、B间，B和地面间是否受到滑动摩擦力及其方向。,匀速运动,分析：物体A、B一起运动，两物体之间没有相对运动，则A、B间无滑动摩擦力作用；B相对于地面向右运动，则地面给B的滑动摩擦力向左。,
