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1、第 9 课时 牛顿第一定律 二力平衡,UNIT FIVE,考点一 牛顿第一定律,静止,匀速直线运动,（续表）,控制变量法,速度,粗糙程度,距离,越远,越慢,（续表）,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,考点二 惯性,属性,质量,大,考点三 二力平衡,1.二力平衡,静止,匀速直线运动,静止,匀速直线运动,数量,同一直线上,（续表）,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,静止或匀速直线运动,改变,静止或匀速直线运动,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,一个,两个,（续表）,F1+F2,与F1(或F2)
2、方向相同,F1-F2,与F1(或较大的力)方向相同,2.力和运动状态的关系,/知识纵横/ 惯性与惯性定律(牛顿第一定律)的区别,例1 2018济宁 用如图9-1所示的实验装置,让静止的小车从斜面的同一高度滑下,观察并记录小车在三种不同水平面上运动的距离,探究阻力对物体运动的影响。 图9-1 (1)图9-2是对在水平面上运动的小车进行的受力分析,其中正确的是 。 图9-2,探究一 牛顿第一定律,B,(2)小易按照“毛巾棉布木板”的顺序进行实验,实验记录如下表所示。,分析比较表中内容,可得出的初步结论是:小车受到的摩擦力越小,运动距离 。深入分析发现:小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。由此进一步
3、推理可得出的结论是_,越远,若运动的物体不受阻力时,物体将做匀速直线运动,(3)早在17世纪初期,意大利物理学家 (填写科学家名字)就通过实验和科学推理的方法研究过力和运动的关系。,伽利略,【变式】 小球在没有空气阻力的情况下,沿无摩擦轨道运动。 (1)如图9-3甲所示,小球从A点静止释放,小球到达C点时速度是否为零? 。 图9-3,是,(2)将轨道BC段改为水平,如图乙所示,小球仍从A点静止释放,小球经过M点时的机械能 (选填“大于”“小于”或“等于”)其在A点的机械能。 以小球经过M点时为计时起点,在图9-4中大致画出小球在MN段运动的速度-时间图像。 图9-4,等于,例2 2018成都
4、系安全带可以减小因汽车紧急刹车对人员造成的伤害,下列说法正确的是( ) A.刹车时人的惯性会消失 B.刹车时人的惯性会增大 C.刹车时人会受到向前的惯性力 D.刹车时人由于惯性会向前倾,探究二 惯性,D,【变式】 如图9-5所示,一个圆柱状的轻质纸筒顺着一个倾斜的木板滚下。离开板后,不计空气阻力,纸筒受到 的作用,纸筒将落到 (选填“A侧”“B点”或“C侧”)。 图9-5,重力,A侧,例3 2017江西 如图9-6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( ) 图9-6 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
5、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,探究三 二力平衡和相互作用力,【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
6、衡力,D错误。,【变式1】 2018扬州 小华同学在科技馆观摩自行车走钢丝表演后回家做了一个模型,如图9-7所示,下列说法正确的是 ( ) 图9-7 A.自行车的重力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力 B.自行车和所挂物体总重力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力 C.自行车对钢丝的压力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力 D.自行车对绳的拉力与所挂物体的重力是一对平衡力,B,【变式2】 2017扬州 某同学从滑梯上匀速下滑(如图9-8),图9-9中能正确表示滑梯对该同学作用力F的方向的是 ( ) 图9-8 图9-9,【答案】A 【解析】该同学受竖直向下的重力、滑梯对其的支持力和摩擦力。即支持力和
7、摩擦力都是滑梯施加的,由于匀速下滑,则这两个力的合力与重力平衡,故滑梯对该同学的作用力F方向竖直向上,大小与该同学的重力相等。,例4 2018广安 关于力和运动,下列说法中正确的是 ( ) A.物体匀速转弯一定受到非平衡力的作用 B.竖直下落的小球越来越快,小球的惯性越来越大 C.物体受到力运动状态一定改变,不受力运动物体很快会停下来 D.静止在水平地面上的物体所受的重力和它对地面的压力是一对平衡力,探究四 力与运动的关系,【答案】A 【解析】物体匀速转弯,物体的运动状态一直在改变,此时物体一定受到非平衡力的作用,A正确。物体惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的速度大小无关,B错误。物体受到
8、力的作用其运动状态不一定改变,不受力的作用时,运动的物体将以恒定不变的速度永远运动下去,不会停下来,C错误。静止在水平地面上的物体所受的重力和地面对它的支持力是一对平衡力,D错误。,【变式】 如图9-10所示,在细杆上固定两片叶片便制成了玩具“竹蜻蜓”。用手搓动细杆,竹蜻蜓就能腾空而起。关于它的运动和受力,下列说法正确的是 ( ) 图9-10 A.竹蜻蜓上升的是由于受到的空气浮力的作用 B.上升过程中叶片会越转越慢 C.在上升过程中,竹蜻蜓的运动状态保持不变 D.上升到最高点时,受到的力是平衡力,B,例5 初高衔接 科学研究表明:空气对运动物体的阻力与物体速度的大小有关,物体速度越大,其受到的
9、空气阻力越大。若不考虑雨滴质量的变化和风速的影响,雨滴由云层向地面下落的过程中,其运动情况是先做 运动,后做 运动。(均选填“加速”“减速”或“匀速”),【答案】加速 匀速 【解析】当雨滴由云层向地面下落的过程中,一开始重力大于阻力,所受合力方向向下,向下加速运动,速度越来越快,但受到的阻力也越来越大,当阻力与重力相等时,所受合力为0,开始做匀速运动。,实验突破,突破1 探究阻力对物体运动的影响,【考点归纳】 (1)小车从同一斜面、同一高度滑下的目的:使小车到达水平面的速度相同(控制变量法)。 (2)改变接触面的粗糙程度(水平面铺材料不同的物体)的目的:改变阻力大小。 (3)小车运动到斜面底端
10、后继续运动是因为小车具有惯性。 (4)通过比较小车在水平面上运动距离的长短来判断小车在水平面上所受阻力的大小。小车所受阻力越小,速度减小得越慢,运动的距离越远;用到了转换法。 (5)小车运动到水平面时的受力分析:竖直方向受到的重力和支持力,是一对平衡力;水平方向只受阻力。,(6)实验过程中小车能量的转化:重力势能转化为动能和内能。 (7)通过实验探究得出:力不是维持物体运动状态的原因,力是改变物体运动状态的原因。 (8)实验推理:若小车不受阻力,小车的速度将不再减小并将永远做匀速直线运动。,例1 2018广东改编 在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,如图9-11所示。 图9-11 (1)让
11、同一小车从斜面上同一位置由静止开始下滑,目的是 。 (2)实验中同一小车在木板表面上运动的距离最长,表明它在该表面受到的阻力最 。 (3)假设水平面绝对光滑,小车不受任何阻力,则它会在水平面上做 运动。,使小车到达斜面底部时的速度相同,小,匀速直线,(4)用图丙所示装置,让同一小车从斜面的不同高度由静止开始下滑,则还可以探究小车的 (选填序号)关系。 重力势能与质量 重力势能与高度 动能与质量 动能与速度 (5)如图9-12所示,用弹簧测力计水平拉着木块在长木板上做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数 为 N。 图9-12,0.8,(6)在不同水平面上用弹簧测力计水平拉着同一木块做匀速直线运动,
12、可探究木块的 (选填序号)关系。 滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度 滑动摩擦力的大小与压力大小,实验拓展 (7)由上述实验可知,力 (选填“能”或“不能”)改变物体的运动状态,运动 (选填“需要”或“不需要”)力来维持。 (8)在此基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出牛顿第一定律,请问:牛顿第一定律 (选填“能”或“不能”)直接由实验得出。 图9-13 (9)通过上面的探究后,小明又思考了以下的问题。如图9-13所示,摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C点时,如果摆球所受的力忽然全部消失,则摆球将 (选填“往回摆”“静止”或“做匀速直线运动”)。,能,不需要,不能,静止,突破2 探究
13、二力平衡的条件,【考点归纳】 (1)选择小车而不选择木块的原因:减小摩擦力对实验造成的影响。 (2)实验中选用较轻卡片的目的:可忽略卡片的重力对实验的影响。 (3)定滑轮的作用:改变力的方向、减小摩擦力。 (4)选择静止作为研究状态:匀速直线运动状态不好控制。 (5)控制变量法的运用。 (6)作用在同一物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就是一对平衡力。,例2 2017扬州改编 在“探究二力平衡的条件”活动中: 图9-14 (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9-14甲所示的实验装置来探究二力平
14、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。,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,如图乙所示,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。 (4)图丙是最终确定的实验方案。此方案中,由于 ,故卡片的重力可忽略不计。,BAC,摩擦力,卡片的重力远小于钩码的重力,实验拓展 (5)小华将系于小卡片(重力忽略不计)两对角的线
15、分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 ,并通过调整 来改变拉力的大小。 (6)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是探究 。 (7)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图丙所示情况下,小华下一步的操作是 。 (8)如果将两边的钩码挂在卡片其中一端的同一挂钩上,可以发现卡片不会静止,这表明二力平衡必须满足 这一条件。 (9)通过上述过程可知:作用在同一物体上的两个力,只有当大小 、方向 ,且作用在同一条直线上时,这两个力才彼此平衡。,相反,钩码的数量,不能,不在同一直线上的两个力能否平衡,把小卡片剪成两半,方向相反,相等,相反,
