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1、人教版第四章牛顿运动定律讲义2015-12-20太原市府东街双龙巷回迁楼九单元39号旭日培训学校内部资料人教版第四章牛顿运动定律讲义供高一年级使用4.1牛顿第一定律【考点梳理】1.牛顿运动定律1.1内容说明运动是物体的一种属性揭示了运动与力的关系，物体的运动不需要力来维持即力是改变物体运动状态的原因.运动状态指物体的速度，又，有速度变化就一定有加速度，所以可以说：力是使物体产生加速度的原因。（不能说“力是产生速度的原因”、“力是维持速度的原因”，也不能说“力是改变加速度的原因”。）； 1.2 理想实验牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态，而不受外力的物体是不存在的，牛顿第一定律不能用
2、实验直接验证，但是建立在大量实验现象的基础之上，通过思维的逻辑推理而发现的。它告诉了人们研究物理问题的另一种方法，即通过大量的实验现象，利用人的逻辑思维，从大量现象中寻找事物的规律；2.惯性2.1定义：一切物体都有保持原有运动状态的性质，这就是惯性。 惯性是性质而不是力，所以描述时只能用利用、具有、由于，不能用受到.2.2物理意义：惯性反映了物体运动状态改变的难易程度（惯性大的物体运动状态不容易改变）2.3大小：质量是物体惯性大小的唯一量度【典型例题】题型1理想实验例1（2015东莞校级二模）伽利略用两个对接的斜面，一个斜面固定，让小球从斜面上滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面倾角逐渐
3、改变至零，如图所示伽利略设计这个实验的目的是为了说明（）CA如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度 B如果没有摩擦，物体运动时机械能守恒C维持物体作匀速直线运动并不需要力 D如果物体不受到力，就不会运动练习（2015河南二模）意大利科学家伽利略在研究物体变速运动规律时，做了著名的“斜面实验”，他测量了铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做的是匀变速直线运动，且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大，于是他对大倾角情况进行了合理的外推，由此得出的结论是（）CA力不是维持物体运动的原因 B力是使物体产生加速度的原因C自由落体运动是一种匀变速直线运动 D物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性题
4、型2牛顿第一运动定律应用例2一架飞机水平匀速飞行，从飞机上每隔相等时间投下一颗炸弹，不计空气阻力，则这些炸弹的空间排列情况是（）CA在空中排成抛物线，落地点等距 B在空中排成抛物线，落地点不等距 C在机下排成竖直线，落地点等距 D在机下排成竖直线，落地点不等距例3如图，光滑的小车上有两个质量不同的小球（Mm），随车一起沿水平方向向右匀速运动，如果不考虑空气阻力，且车身足够长，当车子突然停止，这两个小球将（）CA一定相碰B不一定相碰C一定不相碰D先碰后分开例4在足够长的传送带上静止的物体，当传送带突然启动时， 画出物体受力的示意图分析此后物体的运动性质练习（2014黄石模拟）空气对运动物体的阻力
5、与物体运动快慢有关，物体运动越快，所受空气阻力越大设雨滴下落过程中重力不变，在无风的一天，雨滴从云层下落到接近地面的过程中，以下描述正确的是（D）A雨滴所受合力越来越大 B雨滴速度先变大，后变小 C雨滴的惯性越来越大 D雨滴运动状态先改变，后不变题型3惯性例5.（2015秋长沙校级月考）冰壶是冬奥会的正式比赛项目，冰壶在冰面运动时受到的阻力很小，以下有关冰壶的说法正确的是（）DA冰壶在冰面上的运动直接验证了牛顿第一定律 B冰壶在冰面上做运动状态不变的运动C冰壶在冰面上的运动说明冰壶在运动过程中惯性慢慢减小D冰壶在运动过程中抵抗运动状态变化的“本领”是不变的练习（2014荥阳市模拟）以下短文摘自
6、上个世纪美国报纸上的一篇小文章：阿波罗登月火箭在离开地球飞向月球的过程中，飞船内宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话宇航员：“汤姆，我们现在已关闭火箭上所有发动机，正向月球飞去”汤姆：“你们关闭了所有发动机，那么靠什么力量推动火箭向前运动飞向月球？”宇航员犹豫了半天，说：“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧”若不计星球对火箭的作用力，由上述材料可知，下列说法中正确的是（）ACDA汤姆的问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”B宇航员的回答所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”C宇航员的回答所体现的物理思想是“物体的运动不需要力来维持”D宇航员的回答的真实意思是火箭正在依
7、靠惯性飞行例6绳与竖直成某一固定角度，如图所示，若在汽车底板上还有一个跟其相对静止的物体m1，则关于汽车的运动情况和物体m1的受力情况正确的是（ ）CA汽车一定向右做加速运动B汽车一定向左做加速运动Cm1除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力作用Dm1除受到重力、底板的支持力作用外，还可能受到向左的摩擦力作用练习1.（2015春宁德期末）公交车在路口转弯前，车内广播中就要播放录音：“乘客们请注意，前面车辆转弯，请拉好扶手”这样可以提醒全体乘客，特别是站着的乘客，以免车辆转弯时可能（）A向前倾倒 B向后倾倒 C向转弯的外侧倾倒 D向转弯的内侧倾倒2.（2008全国卷1）如图，一辆
8、有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是（ ） ADA.向右做加速运动 B.向右做减速运动 C.向左做加速运动 D.向左做减速运动例7运输液体货车的槽车，液体上有气泡，如图所示，当车向右开动时，气泡将向哪个方向运动？刹车时，气泡又将向哪个方向运动？为什么？练习（2015秋东城区月考）一天，下着倾盆大雨某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了列车进站过程中，他发现水面的现状如图中的（）ABCD例8（2014秋绵阳期末）如图所示，一只盛水的容器固定在一个
9、小车上，在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球，容器中水和铁球乒乓球都处于静止状态，当容器随小车突然向右运动时，两球的运动状况是（以小车为参考系）（）AA铁球向左，乒乓球向右B铁球向右乒乓球向左C铁球和乒乓球都向左D铁球和乒乓球都向右练习（2015秋河南校级月考）如图所示，体积相同的小铁球（如图中黑色球所示）和小塑料球（如图中白色球所示）分别用细线系于两个带盖的盛水的瓶子中，当两瓶和车一起加速向右运动时，会发生的现象最接近图中的哪一种情景（）B4.2实验 探究力、质量、加速度的关系实验目的通过实验探究物体的加速度与它所受的合力、质量的定量关系，得出实验器材一端附有滑轮的长木板、小车、细线和
10、小桶、天平、砝码、钩码（或槽码）、打点计时器、学生电源、纸带、刻度尺实验原理1.控制变量法：保持m一定时，改变物体受力测出加速度，用图像法研究与关系保持一定时，改变物体质量m测出加速度，用图像法研究与m关系2、物理量的测量：2.1小车质量：用天平测出小车质量，通过向小车中增添砝码改变小车质量，记小车和车中砝码总质量为M.2.2合外力：2.2.1为什么要平衡摩擦力如图1，小车受四个力，重力、支持力、摩擦力、绳子的拉力。重力和支持力相互抵消，小车的合外力就等于绳子的拉力减去摩擦力，当改变小车质量M时，由公式可知小车的合外力不能控制定值.当消除f影响时，合外力等于钩码的重力（mg），所以必须平衡摩擦
11、力.2.2.2如何平衡摩擦力：平衡摩擦力时不要挂小桶，应连着纸带且通过打点记时器的限位孔，将长木板倾斜一定角度，此时物体在斜面上受到的合外力为0。做实验时肯定无法这么 图2 准确，我们只要把木板倾斜到物体在斜面上大致能够匀速下滑（可以根据纸带上的点来判断），这就说明此时物体合外力为0，摩擦力被重力的沿斜面向下的分力（下滑力）给抵消了。由于小车的重力G、支持力N、摩擦力f相互抵消，那小车实验中受到的合外力就是绳子的拉力了。 2.2.3是否需要多次平衡摩擦力在实验前对摩擦力进行了平衡以后，实验中需在小车上增加或减少砝码，因此为改变小车对木板的压力，摩擦力会发生变化，是不是需要重新平衡摩擦力？如图3
12、，木块沿倾角为的斜面下滑，斜面和木块之间的动摩擦因数为，以斜面方向为x轴,垂直斜面方向为y轴建立平面坐标系轴上： 轴上： 图3由以上分析可知： 在初次平衡摩擦力时，=0即=0，所以改变小车质量后仍为0，小车受到的合外力还是绳子的拉力，所以不需要重新平衡摩擦力.2.2.4绳子的拉力等于沙和小桶的重力（mg）吗？在实验中，M，m运动转态时刻相同，即加速度相同对M、m整体研究 mg=（m+M）a，对m隔离：T=ma 所以 2.2.5什么条件下认为绳子的拉力等于沙和小桶的重力，当时，趋近无穷大，趋近0，此时有绳子的拉力等于沙和小桶的重力.3. 加速度：根据纸带上打出的点来测量加速度在研究F-a关系时，
13、控制M一定，小车从静止开始运动，根据可把问题转化为研究F-x关系.实验步骤用天平测出小车和小桶的质量M 和m把数值记录下来。按下图实验装置把实验器材安装好，使长木板有滑轮的一端伸出桌面在长木板不带定滑轮的一端下面垫一小木块，通过前后移动，来平衡小车的摩擦力把细线系在小车上并跨过定滑轮，此时要调节定滑轮的高度使细线与木板平行。将小车放于靠近打点记时器处，在小桶内放上砝码(5g)，接通电源，放开小车得到一打好点的纸带（注意打好的纸带要标明条件M=? m=?）点拨：要使砂和小桶的总质量远小于小车的总质量（mM）；起始小车应靠近打点计时器处，且先接通电源后再放开小车，注意不要让小车撞到定滑轮。保持小车
14、的质量不变，改变小桶内砝码的质量(10g、15g、20g、25g)，再做几次实验在每条纸带上都要选取一段比较理想的部分，算出每条纸带的加速度 实验数据分析与处理1.若测得某一物体m一定时，a与F的关系的有关数据资料如下表.（1）根据表中数据，画出aF图象.（2）从图象可以判定：当m一定时，a与F的关系为_.a/（ms2）1.984.065.958.12F/N1.002.003.004.001.1利用所测得的数据在aF坐标上描点并连线，所连的直线应通过尽可能多的点，不在直线上的点应均匀分布在直线两则，这样所描的直线可能不过原点，如图所示.图（a）是由于平衡摩擦力时斜面倾角太小，未完全平衡摩擦力所致；图（b）是由于平衡摩擦力时斜面倾角太大，平衡摩擦力过度所致.1.2.解释图中F-a弯曲的原因设小车实际加速度为，理论加速度为则 ， 解得：，上式可见，取不同值， 不
