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第03课时 牛顿第一定律 二力平衡


果所有的力突然全部消失,在空中飞行的棋子将保持 匀速直线运动 状
教 材
态。


如图所示




图3-1


导 图
2.轿车除了安全带以外,还有一种安全装置“头枕”,对人起保护作用,如图3-2所
构 示。安全带主要是防止 紧急刹车 对人体造成伤害,“头枕”主要是防止
建 体
后房追尾 对人体造成伤害。(均选填“紧急刹车”或“后方追尾”)

破 会处于怎样的运动状态呢?他作出了以下猜想,你认为其中正确的是 A 。
(图3-9中的“ ”表示甲同学)
实 验 突 破

养 提
图3-9

重 ②当自己荡秋千运动到最低点时,如果受到的外力突然全部消失,自己将会处于

探 怎样的运动状态呢?他作了以下猜想,你认为正确的是 C 。(图3-10中的

逐 “ ”表示甲同学)

探 桌面上分别铺上毛巾、棉布、木板,让小车从斜面上的同一位置由静止滑下,在

逐 水平面上分别标记出小车停下时的位置,如图所示。
个 突 破
图3-7
实 (1)实验中每次均让小车从斜面同一位置由静止滑下的目的:使小车每次在水平
验 突
面上开始滑行时速度大小 相等 。实验中改变小车所受阻力大小,是通过改
破 变 水平面的粗糙程度 来实现的。

图3-11
破 (2)当物体处于静止状态或 匀速直线运动 状态时我们认为它处于平衡状

养 态。


重 (3)乙组同学在线的两端挂上托盘并放上砝码,通过调整 砝码的数量 来改变拉
难 探
力的大小,当左、右盘内放的砝码数量不等时,小车会 运动 ,只有当两盘内所

逐 放砝码数量相等时,即小车受到向左和向右的拉力相等时,小车才会保持静止,说
C.图丙:男孩水平用力推车但没推动,是因为他的推力小于车所受的阻力
实 验
D.图丁:蹦蹦杆跃到最高点时,动能最大,速度最大






图3-6
重 难
突破一 阻力对物体运动的影响


【设计和进行实验】
逐 个
1.小车从同一斜面、同一高度滑下:使小车到达水平面的速度相同(控制变

量法)。

2.改变接触面粗糙程度的方法:水平面铺材料不同的物体;作用:改变阻力
难 探
匀速直线 运动状态不变。英国科学家 牛顿 对上面实验进行科学的推理,并
究 逐
概括出著名的 牛顿第一 定律。该定律虽然不是由实验直接得出的,却是通
个 过符合逻辑的 推理 得出的正确结论。下列用到类似科学推理方法的实验还

破 有 ① 。(选填序号)
①用真空罩和闹钟探究声音的传播需要介质
实 ②用细铁屑探究通电螺线管外部的磁场分布

状态 ,我们就说这几个力相互平衡,这时物体处于平衡状态


物体在两个力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这两个
体 系

力平衡。

条件:作用在 同一 物体上,大小相等,方向 相反 ,作用在同一直线上
二力

平衡力与相互作用力的区别:平衡力作用在同一物体上(如图甲所示),相

平衡
互作用力作用在两个不同的物体上(如图乙所示)





图3-2






导 图
3.如图3-3甲所示,若不计空气阻力,在水平公路上匀速行驶的太阳能汽车受到

2 对平衡力的作用,请在图乙上画出汽车受力的示意图。地面对汽车的支
建 体
持力和汽车对地面的压力是一对 相互作用力 。汽车急刹车时不能立即停止,

是由于汽车具有 惯性 。
如图所示







素 养 提 升
图3-4
重 难
2.小明在体育课上练习垫排球,当排球竖直上升到最高处时,若所有外力
探 究
都消失,则排球将 保持静止 。
逐 个 突 破
实 验 突 破
素 养 提 升
重 难
3.关于惯性,以下说法正确的是 ( A )
探 究
A.百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来,是由于运动员具有惯性
逐 B.汽车驾驶员和乘客需要系上安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性








思 考点四 力与运动的关系



受力情况
运动状态
总结
构 建
平衡力或不

受力(运动状

态不变)
静止或匀速直线运动
力是 改变 物体 运动状态的原因,
教 材 梳
非平 衡力
F与v共线
方向相同:加速直线运动 方向相反:减速直线运动
而不是维持物体运 动的原因

F与v不共线 曲线运动(运动轨迹为曲线)

突 C.行驶中的公交车紧急刹车时,乘客会向前倾,是由于惯性力的作用

D.高速公路严禁超速,是因为速度越大惯性越大
实 验 突 破
素 养 提 升
重 探究二 二力平衡及应用

探 究
4.足球进校园,深受同学们的喜爱,踢出去的足球在水平草地上滚动的过程中,以

下哪两个力是一对平衡力 ( D )


A.脚对球的作用力与草地对球的阻力
个 突
h2且h1>h2,(选填

“>”“=”或“<”)f2。
实 验 突 破
素 养 提 升
重 难
突破二 探究二力平衡的条件


【设计和进行实验】
逐 个
1.实验主要器材:选择小车(小卡片)而不选择木块(好处:减小摩擦力对实验造成

的影响)、定滑轮(作用:改变力的方向,减小摩擦力)。
个 明平衡的两个力要满足:① 大小相等 ;② 方向相反 。竖直方向上,小车受到重

破 力和 支持 力的作用,这两个力是一对 平衡力 。此实验不能改变力的方向,
你认为应做何种改进: 一端滑轮固定,另一端滑轮可以改变位置 。
实 (4)当小车平衡时,乙组同学用手将小车扭转一个角度,松手后小车 不能 (选填
突 破
静止状态,出现这种现象的原因是 小车与桌面间的摩擦力大 ,这时小车在
水平方向上受到的力 平衡 (选填“平衡”或“不平衡”)。为了避免这种现

象的产生,实验桌面应该尽量选择 光滑 (选填“光滑”或“粗糙”)的。

突 ③用弹簧测力计测量物体在水平方向所受滑动摩擦力的大小

素 养 提 升
重 (4)牛顿第一定律告诉我们物体的运动 不需要 (选填“需要”或“不需要”)力
难 探
来维持,一切物体都有保持原来 运动状态 不变的性质。甲同学通过上面的

逐 探究学习,思考了两个问题:
个 ①当自己荡秋千运动到右侧最高点时,如果自己受到的力突然全部消失,自己将

小车运动状态
大小 方向
是否在一条直线上
是否改变
不相等
实 验
相等

相等






重 例 2 在“探究二力平衡条件”的实验中:

探 (1)甲、乙两组同学分别选择器材后,设计组装的装置如图3-11所示。老师指出

逐 乙组同学选择的器材更加合理,其原因是

用小车做实验可减小摩擦力对实验的影响







运动。
【交流与反思】
实 6.小车运动到斜面底端后继续运动是因为小车具有惯性。
验 突
7.小车运动到水平面上后的受力分析:竖直方向所受重力和支持力是一对平衡

力,水平方向只受阻力。

养 8.实验过程中小车能量的转化:重力势能转化为动能和内能。


重 例 1 甲同学用如图3-7所示的实验装置探究阻力对小车运动的影响。他在水平
根据:在其他条件相同时,平面越光滑,小车受到的阻力越 小 ,速度减小得
伽利 越

,前进的距离越
远 。伽利略推论:如果水平面绝对光滑,物体将


永远运动下去,他得出物体的运动不需要力来维持
材 梳
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(牛顿第一定律不是实验结论,不能用实验直接验证,它运用的研究方法是理想




思 维
教材图解
导 图
1.如图3-1所示,用力击打一摞棋子中间的一个,这一棋子因突然受力由静止
构 变为运动,而它上面的棋子由于具有 惯性 还要保持原来的静止状态,所以
建 体
在重力的作用下落到原位置的下方。实验中,被打飞的棋子 有
(选填
系 “有”或“没有”)惯性,请作出飞出棋子的受力示意图(不计空气阻力)。如
验 突
“能”或“不能”)平衡,观察到小车会发生 扭转 ,恢复到原来位置后处于静
破 止状态,设计这个步骤的目的是探究 平衡的两个力是否作用在同一条直线上 。





· 实验拓展 ·
难 探
结合上例探究以下问题:

(5)实验时,乙组同学发现当向左、右两边同时加入一个相等质量的砝码时,小车

个 处于静止状态。但再把右边的砝码换成一个较重的砝码时,发现小车仍然处于
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