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(共38张PPT)
第三单元　力和运动
课时 09　牛顿第一定律　
二力平衡
古人 观点 人物 观点
亚里士 多德 　力是维持物体运动的原因;
　注:这种观点是错误的
伽利略 　物体的运动不需要力来维持
牛顿 　一切物体在没有受到力的作用时,总保持　　　或　 　　　　 　状态
考点知识聚焦
考点一　牛顿第一定律
静止
匀速直线运动
　探究课题:阻力对物体运动的影响 实验 装置
探究 方法 　　　　　　　　、转换法
实验 过程 　①使小车从斜面同一高度滑下,其目的是使小车到达水平面时的　　　　相同;②在这一实验中需要改变的是接触面的　　　　　　,做法是分别将毛巾、棉布、木板铺在水平面上,分别进行实验;③实验中可通过观察小车在水平面运动的　　　 　远近来显示阻力对物体运动的影响
考点知识聚焦
控制变量法
速度
粗糙程度
距离
得出结论 　平面越光滑,小车运动的距离　　　　,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得　　　　
进行推理 　如果运动的物体不受力,它将永远做　　　　　　　　运动
牛顿第一定律 　　　　　物体在　　　　　　　　　时,总保持　
对牛顿第一定律的理解 　①牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,通过进一步推理而概括出来的,不能用实验来直接证明牛顿第一定律;
　②牛顿第一定律的内涵:物体不受力,原来静止的物体将保持　　　　　　状态,原来运动的物体,不管原来做什么运动,物体都将做　　　　　　　　;
　③牛顿第一定律告诉我们:物体做匀速直线运动可以　　　　(选填“需要”或“不需要”)力,即力与运动状态无关,所以力　　　　(选填“是”或“不是”)产生或维持运动的原因,而是改变物体运动状态的原因
考点知识聚焦
越远
越慢
匀速直线
一切
没有受到力的作用
静止状态或匀速直线运动状态
静止
匀速直线运动
不需要
不是
定义 　物体保持原来的运动状态不变的性质
理解 　惯性是物体的固有　　　　,一切物体在任何情况下都有惯性
　惯性不是力,力有三要素,惯性只有大小;所以我们对惯性进行描述时,只能说某物体“具有”或“由于”惯性,而不能说某物体“受到”或“产生了”惯性,也不能说“惯性作用”
　惯性的大小只与物体的　　　　有关,质量大,物体的惯性就　　　　,运动状态就不容易改变;与物体是否受力、是否运动、运动快慢、是否失重等均无关
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考点二　惯性
属性
质量
大
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利用 　跳远运动员快速助跑以提高跳远成绩;用力撞击锤柄下端使锤头紧套在锤柄上;拍打衣服灰尘;体育比赛中的各种投掷项目等
危害 及防止 　危害:大多数的交通事故、绊倒等;
　防止:汽车司机和前排乘客系安全带(常见错误说法,“这是为了减小惯性”)
平衡 状态 　物体受到几个力作用时,保持　　　　或　　　　　　　　状态,我们就说这几个力相互平衡,这时物体处于平衡状态 二力 平衡 定义 　物体在受到两个力的作用时,如果能保持　　　　状态或　　
　　状态,称为二力平衡
探究课题:二力平衡的条件 装置
考点知识聚焦
考点三　二力平衡
静止
1.二力平衡
匀速直线运动
静止
匀速直线运动
二力平衡 设计 实验 　实验装置如图甲所示,实验中通过改变砝码的　　　　来探究二力的大小关系;通过扭转小车松手后观察小车状态,来探究二力是否在　　　　　　　
得出 结论 　作用在同一物体上的两个力,如果大小　　　　、方向　　　　,并且作用在　　　　　　,这两个力就彼此平衡
　速记:同体、等大、反向、共线
实验 改进 　如图乙所示,把小车换成硬纸板,同时增加一把剪刀,便于探究　
　　　　　　　　　　　　　;把硬纸板支撑起来,不再与桌面接触的优点是　　　　　　　　　　　　　
考点知识聚焦
数量
同一直线上
相等
相反
同一直线上
平衡力必须作用在同一物体上
减小摩擦对实验的影响
应用 　①已知一个力的大小和方向,确定另一个力的大小和方向。
　②判断物体是否处于平衡状态或寻找使物体处于平衡状态的方法:
　a.物体不受力,应保持 状态;
　b.物体受一个力,运动状态　　　　,这是力产生的效果;物体受平衡力时,应保持　 　　　　　　　　状态
平衡力与相互作用力比较 　相同点:①　　　　　　;②　　　　　　;③　　 　　　　　　。
　不同点:平衡力作用在　　　　物体上,相互作用力作用在　　　　物体上
考点知识聚焦
静止或匀速直线运动
改变
方向相反
大小相等
作用在同一直线上
一个
两个
静止或匀速直线运动
力的 合成 　同一直线上的两个力F1和F2,若它们沿同一方向作用在同一物体上,则两个力的合力大小为　　　　　　,方向　　　　　　　　
　沿相反方向作用在同一个物体上的两个力F1和F2,F1>F2,则这两个力的合力大小为　　　　　　,方向　　　　　　　　
考点知识聚焦
F1+F2
与F1(或F2)方向相同
F1-F2
与F1(或较大的力)方向相同
考点知识聚焦
2.力和运动状态的关系
物体受力条件 物体运动状态 说明
合力为0 运动状态不变 　力不是产生(或维持)运动的原因
　受非平衡力,合力不为0 运动状态改变 　力是改变物体运动状态的原因
[点拨] 平衡力 平衡状态;非平衡力 非平衡状态。
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/知识纵横/
惯性与惯性定律(牛顿第一定律)的区别
项目 惯性 惯性定律(牛顿第一定律)
区别 　惯性是物体本身的一种属性 　惯性定律是物体不受力或受平衡力作用时遵循的运动规律
　无论物体是否受力,无论处于何种运动状态,物体都具有惯性 　惯性定律的成立是有条件的,即只有物体在不受力或受平衡力作用时才成立
例1下列关于牛顿第一定律的说法正确的是 (　　)
A.物体在任何情况下始终处于静止状态或匀速直线运动状态
B.物体运动需要靠力来维持
C.牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因,又揭示了运动速度改变的原因
D.牛顿第一定律反映物体不受外力作用时的运动规律,即始终处于匀速直线运动状态
热点考向探究
探究一　对牛顿第一定律的理解
C
变式看足球比赛的某同学突发奇想,如果在空中飞行的足球所受一切外力突然消失,关于足球的运动情况,下列判断正确的是 (　　)
A.做匀速直线运动 B.停在空中静止不动
C.飞行路径不受影响 D.竖直下落
热点考向探究
A
例2下列关于惯性的说法正确的是 (　　)
A.静止在草坪上的足球没有惯性
B.高速公路汽车限速是为了安全,因为速度越大惯性越大
C.歼击机投入战斗前要抛掉副油箱,这是为了减小惯性,更加灵活
D.百米赛跑的运动员撞线后还要跑出去一段距离,是由于受到惯性的作用
热点考向探究
探究二　对惯性的理解
C
变式1下列现象不能用惯性知识解释的是　　　　。
A.人走路时脚被绊了一下,会向前倒 B.投出去的篮球会继续向前飞行
C.关闭了发动机的汽车会向前滑行 D.向上抛石块,石块最终会落回地面
E.向上抛石块,石块出手后会上升得越来越慢
F.百米赛跑中运动员不能立即停在终点上
G.船上的人向后划水,船会向前运动 H.匀速行驶列车上,小明向上跳起后仍落回原处
I.投掷铅球,铅球离开手后继续向前运动 J.骑自行车不宜太快,防止造成交通事故
K.锤头松了,把锤柄在地上撞击几下,锤头就紧紧地套在锤柄上
L.拍打衣服可以去掉衣服上的尘土 M.跳高运动员跳过杆后从最高点落向软垫
N.往炉灶内添煤时,不用把铲子送进炉灶内,煤就随着铲子运动的方向进入灶内
热点考向探究
DEGM
变式2关于惯性,下列说法正确的是 (　　)
A.运动的物体由于惯性会慢慢停下来
B.乒乓球被扣杀飞向对方,是因为受到了惯性的作用
C.司机开车时要系安全带,是为了防止惯性带来危害
D.运动员起跑时用力蹬地,是为了利用惯性提高成绩
热点考向探究
C
变式3关于惯性,下列说法正确的是 (　　)
A.物体在阻力相同的情况下,速度大的不容易停下来,所以速度大的物体惯性大
B.推动地面上静止的物体比维持这个物体做匀速运动所需的力大,所以静止的物体惯性大
C.在月球上举重比在地球上容易,所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小
D.物体的惯性与物体运动速度的大小、物体运动状态的改变、物体所处的位置无关
热点考向探究
D
例3下列物体处于平衡状态的是　 　　　。
A.放在桌面上的书 B.空中飞行的小鸟
C.随传送带一起匀速上升的物体
D.正在起步的汽车 E.悬吊着的电灯
F.围绕地球转动的卫星 G.匀速上升的电梯
H.匀速下落的跳伞运动员
I.百米冲刺中的运动员
J.树上的苹果
K.匀速行驶的汽车上的物体
L.竖直上抛到达最高点时静止的物体
热点考向探究
探究三　二力平衡
ACEGHJK
例4分析下列各对力是否是平衡力,如果不是,写出原因;如果是,可不用填写原因。
(1)图9-1甲中的两个力　　　　平衡力,原因是　　　　　　　　　　　。
(2)图乙中的两个力　　　　平衡力,原因是　　　　　　　　　　　。
(3)图丙中的两个力　　　　平衡力,原因是　　　　　　　　　　　。
(4)图丁中的两个力　　　　平衡力,原因是　 　　　　　　　　　　。
(5)图戊中的两个力　　　　平衡力,原因是　　　　　　　　　　　。
热点考向探究
不是
图9-1
两个力没有作用在同一物体上
是
两个力大小不相等
不是
不是
两个力方向相同
不是
两个力不在同一直线上
例5 某人参加蹦极运动,如图9-2所示,A点为弹性绳恰好自然伸直的一点,B点为该人下落的最低点,下列说法正确的是 (　　)
A.经过A点后,弹性绳产生向上的拉力,人开始减速
B.人在B点时速度为0,故人在B点时受到的合力为0
C.从A点到B点是一个先加速后减速的过程
D.整个过程中人的机械能守恒
热点考向探究
C
图9-2
变式1 如图9-3所示,用弹簧测力计拉着木块在水平面上做匀速直线运动,下列说法正确的是 (　　)
A.木块受到的摩擦力和弹簧测力计对木块的拉力是一对平衡力
B.木块对弹簧测力计的拉力和弹簧测力计对木块的拉力是一对平衡力
C.木块对水平面的压力和水平面对木块的支持力是一对相互作用力
D.木块对弹簧测力计的拉力和手对弹簧测力计的拉力是一对相互作用力
热点考向探究
图9-3
热点考向探究
［答案］C
［解析］ 木块受到的摩擦力沿水平方向向左,弹簧测力计对木块的拉力与水平面有一夹角,即两个力不在同一直线上,所以不是一对平衡力,A错误。木块对弹簧测力计的拉力和弹簧测力计对木块的拉力是一对相互作用力,B错误。木块对水平面的压力的施力物体是木块,受力物体是水平面;水平面对木块的支持力的施力物体是水平面,受力物体是木块,所以这两个力是一对相互作用力,C正确。木块对弹簧测力计的拉力和手对弹簧测力计的拉力是一对平衡力,D错误。
变式2如图9-4所示,木块置于小车上,在水平拉力F作用下,小车和木块一起以速度v沿水平地面向右做匀速直线运动(不计空气阻力)。以下三组力属于平衡力的是 (　　)
①地面对小车的支持力与木块对小车的压力;
②小车对木块的摩擦力与木块受到的水平拉力;
③地面对小车的摩擦力与木块对小车的摩擦力。
A.仅① B.②③
C.仅② D.①②③
热点考向探究
B
图9-4
变式3如图9-5所示,四旋翼无人机下方用细线悬挂一个重物,不考虑空气阻力,则无人机在空中 (　　)
A.悬停时,重物受到的重力与它对细线的拉力是一对平衡力
B.加速上升时,细线对重物的拉力大于重物所受的重力
C.匀速下降时,重物所受的重力大于细线对重物的拉力
D.水平匀速飞行时,悬挂重物的细线会偏离竖直方向
热点考向探究
B
图9-5
例6 下列关于力与运动的关系说法正确的是 (　　)
A.自行车从斜坡冲下来时不容易停下来,说明速度越大惯性越大
B.物体不受力的情况下也能运动
C.做曲线运动的物体,受到力也可能是平衡力
D.只受一对平衡力匀速运动的物体,若去掉其中一个力,则物体的运动速度一定增大
热点考向探究
探究四　运动和力的关系
［答案］B
［解析］ 惯性只与物体的质量有关,与物体是否运动及运动的速度大小都无关,A错误。根据牛顿第一定律可知:物体不受力的情况下,可以做匀速直线运动,B正确。物体受平衡力作用时保持静止或匀速直线运动状态,做曲线运动的物体,不可能受平衡力作用,C错误。只受一对平衡力匀速运动的物体,若去掉其中一个力,则物体受力不再平衡,故运动状态一定会改变,可能做加速运动也可能做减速运动,D错误。
变式1关于运动和力的关系,下列说法正确的是 (　　)
A.物体受到力的作用就会运动
B.做匀速直线运动的物体一定不受力的作用
C.物体受到力的作用,运动状态一定改变
D.物体运动状态改变时,一定受到力的作用
热点考向探究
D
变式2 关于“力和运动”,下列说法正确的是 (　　)
A.做曲线运动的物体一定受到非平衡力的作用
B.竖直下落的铁球,速度越来越快,铁球的惯性越来越大
C.跳水运动员在跳板起跳时,跳板对运动员的弹力等于运动员的重力
D.地球上的物体,因受到重力作用,不可能做竖直向上运动
热点考向探究
［答案］B
［解析］ 平衡状态只有两种,静止或匀速直线运动状态,做曲线运动的物体处于非平衡状态,所以做曲线运动的物体受到非平衡力作用,故A正确。惯性只跟物体质量有关,物体质量不变,惯性不变,故B错误。起跳时,跳板对运动员的弹力大于运动员重力,才会把人弹起,故C错误。物体向哪个方向运动取决于合力和速度,故D错误。
变式 女排精神,值得我们学习。如图9-6所示是中国女排姑娘们在里约奥运会上夺冠后,牵手齐唱国歌的情景。下面有关排球运动员在比赛过程中的描述,正确的是 (　　)
A.运动员发球时,手会感到疼,是因为力能改变物体的形状
B.运动员在用力扣球过程中没有对排球做功
C.运动员发出的排球,能继续在空中飞行,是由于排球受到了惯性力的作用
D.运动员跳起拦网,排球碰手后就改变运动方向,说明力能改变物体的运动状态
热点考向探究
D
图9-6
【方法集锦】 力的合成:
(1)同向共线求合力:F合=F大+F小, 合力与二力同向。
(2)反向共线求合力:F合=F大-F小,合力与大力同向。
(3)合力的范围:F大-F小≤F合≤F大+F小。
(4)若物体静止或做匀速直线运动,则受到的合力为0,可利用这一点列等式。
(5)探究方法:等效替代法。
热点考向探究
例1如图9-7所示,在探究“阻力对物体运动的影响”实验中:
(1)当小车在水平木板表面上运动时,受到的一对平衡力是　　　　。(填选项前的字母)
A.小车受到向前的惯性力和木板对小车的阻力
B.小车受到的重力和小车对木板的压力
C.小车受到的重力和木板对小车的支持力
热点考向探究
图9-7
突破一　探究阻力对物体运动的影响
C
(2)实验时要让小车从斜面的同一高度滑下,目的是　 。　　　
(3)本实验是通过观察小车　 　　　　　　　　来判断小车受到的阻力大小的。
(4)通过实验可以看出,去掉木板上的棉布后,运动的小车所受的摩擦力减小,向前滑行的距离变大,小车所受摩擦力减小的原因是　 。
(5)分析图中信息可知:水平面越光滑,小车受到的阻力越　　　　,小车前进的距离就越　　　　。
热点考向探究
使小车到达水平面的初速度相同
在水平面上运动的距离
接触面变光滑
小
远
(6)根据实验结果推理可得:若接触面完全光滑,且足够长,小车将一直做　 　　　运动。下列用到类似科学推理方法的实验还有　　　　(选填序号)。
①用真空罩和闹钟探究声音的传播需要介质
②用细铁屑探究通电螺线管外部的磁场分布
③用弹簧测力计测量物体在水平方向受到的滑动摩擦力的大小
可见,力不是使物体运动的原因,力是　　　　物体运动状态的原因。在相同的实验条件下,小车在木板表面前进的距离最远,但最后会停下来,这是因为　 　　　力改变了它的运动状态。
热点考向探究
匀速直线
①
改变
阻(或摩擦)
(7)小丽同学通过上面的探究学习了解到的知识,思考了一个问题:当自己荡秋千运动到最高点时,如果自己受到的力全部消失,自己将会处于怎样的运动状态呢 她作出了以下猜想,你认为其中正确的是　　　　。(图9-8中的黑点表示小丽同学)
热点考向探究
D
图9-8
例2在“探究二力平衡的条件”的实验中:
(1)如果物体只受到两个力的作用,且处于　　　　　　　　　　　　　　状态,说明这两个力是相互平衡的。由此,小明提出,能否利用如图9-9所示的实验装置来探究二力平衡的条件
(2)小华认为,若采用小明的方案,必须测出物体所受的　　　　和　　　　的大小来进行比较。研究发现,在小明的方案中,只能根据相互作用的关系直接测出　　　　的大小,在未知二力平衡条件的前提下,另一个力无法直接测量,所以这一方案无法实施下去。
热点考向探究
图9-9
突破二　探究二力平衡的条件
静止或匀速直线运动
拉力
重力
拉力
(3)为此,两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案,如图9-10所示,请你判断出他们改进的先后顺序:　　　　(用字母表示),这样的改进是为了减小　　　　对实验的影响。
热点考向探究
BAC
图9-10
摩擦力
(4)实验中用到了定滑轮,这利用了定滑轮能够　　　　　　　的特点,并通过调整　 　　　来改变拉力的大小。
(5)他们实验时发现,利用图B做实验时,当左端拉力稍大于右端拉力时,木块依然能保持平衡状态,原因是　　 　　　　　　　　　 ,这时木块在水平方向上受力　　　　(选填“平衡”或“不平衡”)。
(6)图9-11是最终确认的最优实验方案,其主要原因是　　　　。
A.减小摩擦力和小卡片的重力对实验结果的影响
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
热点考向探究
改变力的方向
图9-11
A
平衡
木块与桌面间摩擦力较大
砝码数量
(7)探究活动中还要求要把小卡片转过一个角度(如图9-12所示),然后再松手。这样做的目的
是　 。
(8)在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察随之发生的现象,由此可以得到二力平衡的又一个条件是　 。　　　　
(9)小华利用两个相同的弹簧测力计分别代替图9-12中左右两边的钩码进行了探究,发现在实验操作完全正确的情况下,实验时两个力的大小还有较小的差异,你认为形成差异的原因可能
是 　 　　　　　 　　　　　　。(写出一条即可)
热点考向探究
探究不在同一直线上的两个力是否平衡
图9-12
两个力作用在同一物体上
绳子与滑轮间的摩擦力不同(其他答案合理即可)

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