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高一物理力教案篇1
一、教学目的:
1.知道功率是表示做功快慢的物理量。
2.理解功率的概念,能运用功率的公式p=w /t进行有关计算。
3.正确理解公式p=fvcosα的意义,知道什么是瞬时功率,什么是平均功率,并能用来解释现象和进行计算。
二、重点难点
1.理解功率的概念是本节的重点。
2.瞬时功率和平均功率计算是本节的难点。
3.机车起动问题是本节课对学生的一个能力培养点。
三、教学方法讲授、讨论、练习。
四、教具
五、教学过程:
引入新课:上节课学习了功的概念及其计算。现在我们研究下面两个问题。
(1)质量为2kg的物体在4n的水平拉力f1作用下沿f1的方向以2 m/s的速度匀速前进16m.在此过程中,有几个力对物体做功,各做功多少?此过程用多长时间?
(2)质量为2kg的物体静止在光滑水平面上,在f2=4n的水平拉力作用下前进16 m。在此过程中,有几个力对物体做功?各做功多少?此过程用多长时间?(学生自己解答,教师小结。)
中拉力做功:w11=f1s=64j;阻力做功:w12=-f1s=-64j;时间:t1=s/v=8s.
可见,力对物体做功多少,只由f、s及它们间夹角决定,与物体是否还受其它力、物体是匀速运动还是变速运动无关。再比较一下,f1、f2做功一样多,但所用时间不同。说明力对物体做功还有一个快慢问题。本节课学习做功快慢的描述问题。
板书课题:
第二节功率
进行新课:
(一)力对物体做功快慢的比较。
分析以下事例,归纳出做功快慢的比较方法:
运动的快慢用表示;速度变化快慢用表示,我们把描述力做功快慢的物理量定义为功率,这是物理学中的一个重要概念。
(二)功率的概念
1.定义:功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率。定义式:p=w/t
2.单位:国际单位为瓦(w),常用“千瓦”(kw)作功率单位。 1w=1j/s,1kw=1000w。
3.功率的物理意义:功率是描述力对物体做功快慢的物理量
功率大的做功快。不论在什么条件下,只要明确了功w和所用时间t,就可求出相应的功率。以上几个功率就是钢绳拉力对重物做功的功率,a起重机的'功率pa=8kw,b起重机的功率pb=12kw,c起重机的功率pc=32kw。c做功最快,a做功最慢。
4.功率是标量。由于功有正负,相应的功率也有正负。功率的正负不表示大小,只表示做功的性质,即动力的功率为正,阻力的功率为负,计算时不带符号,只计绝对值。
根据w=fscosα和v=s/ t,可得p=fvcosα。若f、s同向,可简化为p=fv。
5.功率的另一表达式:p=fvcosα f--对物体做功的力v--物体运动的速度a--f与v的夹角。
(三)平均功率和瞬时功率
1.平均功率:描述力在一段时间内做功的快慢,用p=w/t计算,若用p=fvcosα,v为t时间内的平均速度。平均功率是针对一段时间或一个过程而言的,因此在计算平均功率时一定要弄清是哪段时间或哪一个过程的平均功率。
2.瞬时功率:描述力在某一时刻做功的快慢,只能用p=fvcosα,v--某时刻的速度。瞬时功率是针对某时刻或某位置的,因此在计算瞬时功率时一定要弄清是哪个时刻或哪个位置的功率。
例题1:已知质量为m的物体从高处自由下落,经时间t,在t时间内重力对物体做功的平均功率为;在t时刻重力对物体做功的瞬时功率为。
解析:在t内,物体下落的高度h = ,重力对物体所做的功w= ,所以在t内重力做功的平均功率为;在t时刻重力做功的瞬时功率为.
3.对公式p=fv的讨论。
(1)当功率p一定时,即做功的力越大,其速度就越小。当汽车发动机功率一定时,要增大牵引力,就要减小速度。故汽车上坡时,用换挡的办法减小速度来得到较大的牵引力。
(2)当速度v一定时,即做功的力越大,它的功率也越大。汽车从平路到上坡,若要保持速度不变,必须加大油门,增大发动机功率来得到较大的牵引力。
(3)当力f一定时,即速度越大,功率越大。起重机吊同一物体以不同速度匀速上升,输出功率不等,速度越大,起重机输出功率越大。
例题2:飞机、轮船运动时受到的阻力并不恒定,当速度很大时,阻力和速度的平方成正比,这时要把飞机、轮船的速度增大到原来的2倍,发动机的输出功率要增大到原来的:
a.2倍;b.4倍;c. 6倍;d. 8倍.
解析:飞机、轮船达到速度时牵引力f与阻力f相等,即f=f,而f=kv2,所以发动机的输出功率p=fv=kv3,要把速度增大到原来的2倍,发动机的输出功率要增大到原来的8倍.
(四)额定功率和实际功率
额定功率指机器正常工作时的输出功率,也就是机器铭牌上的标称值。实际功率是指机器工作中实际输出的功率。机器不一定都在额定功率下工作。实际功率总是小于或等于额定功率。
高一物理力教案篇2
?学习目标】
1。根据实例归纳圆周运动的运动学特点,知道它是一种特殊的曲线运动,知道它与一般曲线运动的关系。
2。理解表征圆周运动的物理量,利用各物理量的定义式,阐述各物理量的含义及相互关系。
3。知道圆周运动在实际应用中的普遍性。用半径、线速度、角速度的关系揭示生活、生产中的圆周运动实例。从而对圆周运动的规律有更深刻的领悟。
?阅读指导】
1。圆周运动是____________的一种,从地上物体的运动到各类天体的运动,处处体现着圆周运动或椭圆运动的和谐之美。物体的___________________的运动叫做圆周运动。
2。在课本图2-1-1中,从运动学的角度看有什么共同的特点:_____________________ ________________________________________________________________。
3。在圆周运动中,最简单的一种是______________________。
4。如果质点沿圆周运动,在_____________________________,这种运动就叫做匀速圆周运动。
5。若在时间t内,做匀速圆周运动的质点通过的弧长是s,则可以用比值________来描述匀速圆周运动的快慢,这个比值代表___________________________,称为匀速圆周运动的_____________。
6。匀速圆周运动是一种特殊的曲线运动,它的线速度就是________________。这是一个________量,不仅有大小,而且有方向。圆周运动中任一点的线速度方向就是_______________。因此,匀速圆周运动实际是一种__________运动。这里所说的匀速是指________________的意思。
7。对于做匀速圆周运动的质点,______________________________的比值,即单位时间内所转过的角度叫做匀速圆周运动的_________________,表达式是____________,单位是_____________,符号是________;匀速圆周运动是_______________不变的运动。
8。做匀速圆周运动的物体__________________________叫做周期,用符号____表示。周期是描述________________的一个物理量。做匀速圆周运动的物体,经过一个周期后会_____________________。
9。在匀速圆周运动中,线速度与角速度的关系是_______________________。
10。任何一条光滑的曲线,都可以看做是由___________________组成的,__________叫做曲率半径,记作_____,因此我们就可以把物体沿任意曲线的运动,看成是__________
______________的运动。
?课堂练习】
★夯实基??
1。对于做匀速圆周运动的物体,下列说法中正确的是( )
a。相等的时间内通过的路程相等
b。相等的时间内通过的弧长相等
c。相等的时间内通过的位移相等
d。相等的时间内通过的角度相等
2。做匀速圆周运动的物体,下列哪些物理量是不变的( )
a。速率 b。速度 c。角速度 d。周期
3。某质点绕圆周运动一周,下述说法正确的是( )
a。质点相对于圆心是静止的 b。速度的方向始终不变
c。位移为零,但路程不为零 d。路程与位移的大小相等
4。做匀速圆周运动的物体,其线速度大小为3m/s,角速度为6 rad/s,则在0。1s内物体通过的弧长为________m,半径转过的角度为_______rad,半径是_______m。
5。a、b两质点分别做匀速圆周运动,在相同的时间内,它们通过的.弧长之比sa:sb=2:3,而转过的角度之比 =3:2,则它们的周期之比ta:tb=________,角速度之比 =________,线速度之比va:vb=________,半径之比ra:rb=________。
6。如图所示的传动装置中,已知大轮a的半径是小轮b半径的3倍,a、b分别在边缘接触,形成摩擦转动,接触点无打滑现象,b为主动轮,b转动时边缘的线速度为v,角速度为,试求:
(1)两轮转动周期之比;
(2)a轮边缘的线速度;
(3)a轮的角速度。
★能力提升
7。如图所示,直径为d的圆筒,正以角速度绕轴o匀速转动,现使枪口对准圆筒,使子弹沿直径穿过,若子弹在圆筒旋转不到半圈时,筒上先后留下a、b两弹孔,已知ao与bo夹角60,则子弹的速度为多大?
8。一个大钟的秒针长20cm,针尖的线速度是________m/s,分针与秒针从重合至第二次重合,中间经历的时间为________s。
第1节 描述圆周运动
?阅读指导】
1。 曲线运动,运动轨迹是圆的。
2。 做圆周运动的物体通常不能看作质点;物体各部分的轨迹都不尽相同,但它们是若干做圆周运动的质点的组合;做圆周运动的各部分的轨迹可能不同,但轨迹的圆心相同。
3。快慢不变的匀速(率)圆周运动。
4。相等的时间里通过的圆弧长度相等。
5。s/t,单位时间所通过的弧长,线速度。
6。质点在圆周运动中的瞬时速度,矢,圆周上该点切线的方向,变速,速率不变的。
7。连接质点和圆心的半径所转过的角度,角速度,=/t,弧度每秒,rad/s,角速度。
8。运动一周所用的时间,t,匀速圆周运动快慢,重复回到原来的位置及运动方向。
9。 v=r。
10。一系列不同半径的圆弧,这些圆弧的半径;物体沿一系列不同半径的小段圆弧。
?课堂练习】
1。 a 2。 a、c、d 3。 c 4。 0。3,0。6,0。5。5。 1:2,2:1,1:4。
6。小。7。 v=3d/2
高一物理力教案篇3
教学目标
知识目标
(1)认识物体间的作用是相互的;
(2)会用准确的文字叙述牛顿第三定律;
(3)理解作用力和反作用力的关系与两个物体相互作用的方式、相互作用时的运动状态均无关;
(4)理解作用力和反作用力是分别作用在两个不同的物体上或分别作用在一个物体的两部分上.这两个力之间不存在平衡的问题,两个力各自引起的效果一般是不同的.
(5)理解作用力与反作用力是同时产生、同时消失、同样变化、同一性质的.力.
(6)能区分相互平衡的两个力与一对作用力、反作用力.
(7)能综合运用牛顿第二、第三定律综合解决有关问题.
能力目标
培养语言表达能力、观察能力.
情感目标
与实际问题相结合,培养学习兴趣.
教学建议
教材分析
先通过大量的实例和分析,让学生再一次体会力是物体间的相互作用,建立作用力和反作用力的概念.然后通过小实验给出牛顿第三定律,并讨论牛顿第三定律在生活和生产中的广泛应用.
教法建议
1、本节内容学生在初中已有一定基础.教学中要利用实验、视频资料或课件,多举例子,让学生观察、体会力是物体间的相互作用,并让学生描述物体间的相互作用,这样不仅锻炼了学生的口头表达能力,而且养成在分析问题时选取谁做研究对象的好习惯.
2、通过典型例子的分析,让学生总结出相互作用力与二力平衡的异同之处,能够很好的区别它们.
教学设计示例
教学重点:牛顿第三定律;作用力和反作用力与二力平衡的异同
教学难点:相互作用力与二力平衡的异同
示例:
一、力是物体间的相互作用
1、举例并分析:
例1、实验:水槽中两个软木塞上的铁条和磁铁的相互作用.(视频资料)
问题:观察到什么现象?如何解释?(表述中要明确受力物和施力物)
例2、实验:坐在椅子上用手推桌子,会感觉到桌子也在推我们.(具体体验)
问题:感觉到什么?如何解释?(表述中要明确受力物和施力物)
让学生看书上的例子或举例.
2、作用力和反作用力的定义.
3、作用力和反作用力的关系:
实验:做书55页实验,读出弹簧秤示数,看两个弹簧秤示数是否相等?
结论:两个弹簧秤示数相等.改变手拉弹簧的力,两个弹簧秤示数也随着改变,但两个示数总相等.说明作用力和反作用力大小相等,方向相反.
二、牛顿第三定律(反作用定律)
1、牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上.用公式表示为
2、区分相互作用力与平衡力
例题:粉笔盒静止在讲台上.请分析粉笔盒受到哪几个力的作用?它们的反作用力是什么力?作用在谁身上?(画出示意图)
在学生能够正确回答后,继续提问:粉笔盒所受到的平衡力和粉笔盒与桌子间的相互作用力有什么共同特点?有什么不同点?(以上问题根据学生情况设问)
相同点
不同点
相互作用力
大小相等,方向相反,作用在一条直线上.
两力必性质相同;
同时出现,同时消失;
分别作用在两个物体上(互为施力物和受力物);
与运动状态及参考系无关.
平衡力
同上.
性质可以不相同;
可以不同时消失;
同时作用在一个物体上;(研究对象)
3、牛顿第三定律在生活和生产中的应用:根据学生情况处理.
提供直升机螺旋桨转动的视频资料.
探究活动
题目:如何在拔河比赛中获胜
组织:以自然组为小组
方式:研究方案并进行比赛
评价:可操作性、引起兴趣、与实际结合.
高一物理力教案篇4
主要内容:
一、单位制
1。基本物理量:反映物理学基本问题的物理量。如力学中有三个基本物理量质量、时间和长度。因为世界是由运动着的物质组成的,物理学的研究对象是物质的带有普遍性的运动,首先应考察物质的多少和运动的最简单的形式(物质的空间位置随时间的变化),抓住质量(物质的多少)、时间和长度(空间改变的量度)这三个物理量,就抓住了力学的基本问题,才可进一步讨论其他力学问题。
2。基本单位:所选定的基本物理量的(所有)单位都叫做基本单位,如在力学中,选定长度、质量和时间这三个基本物理量的单位作为基本单位:
长度一一cm、m、km等;
质量一g、kg等;
时间s、min、h等。
3。导出单位:根据物理公式和基本单位,推导出其它物理量的单位叫导出单位。
物理公式在确定物理量的数量关系的同时,也确定了物理量的单位关系,如位移用m作单位,时间用s作单位,由速度公式v=s/t推导出来的速度的单位就是m/s。若位移用km作单位,时间用h作单位,由速度公式v=s/t推导出来的速度的单位就是km/h。
4。单位制:基本单位和导出单位一起组成了单位制。
由基本单位和导出单位一起组成了单位制。选定基本物理量的不同单位作为基本单位,可以组成不同的单位制,如历史上力学中出现了厘米克秒制和米千克秒制两种不同的单位制,工程技术领域还有英尺秒磅制等。
二、力学中的国际单位制
1。由于基本物理量的选取和基本单位的规定都带有一定程度的任意性,中外历史上曾出现过许多单位制(如我国在单位中出现的斤、两、尺、寸等),这就阻碍了国际及社会交往。为了建立一种简单、科学、实用的计量单位制,国际米制公约各成员国(我国1997年加入)于1960年通过采用一种以米制为基础发展起来的国际单位制(国际代号为si)。现有82个国家与地区采用,国际上许多经济组织和科学技术组织都宣布采用。国际单位制的推行,对世界计量科学的进步、世界科学技术的交流和发展起了非常重大的作用;随着经济全球化,越来越显示出其重要意义。我们要掌握好国际单位制。
2。力学中的国际单位制
①基本单位
长度的单位:m(米),
质量的单位:kg(千克),
时间的单位:s(秒)。
②导出单位
速度的单位:m/s(米/秒),
加速度的单位:m/s2(米/秒2,读作米每二次方秒),
力的单位:n(kgm/s2,牛顿)等等。
③注意:
a。物理学中国际单位制的基本单位共有七个:已学过的有米(m)、千克(kg)、秒(s);今后将陆续学到安培(a)、开(k)、摩尔(mo1)、坎(cd)。
b。注意书写方式的规范化:凡表示物理量的符号一律用斜体(如位移、路程符号用s),凡表示单位的符号一律用正体(如时间的单位s)。另外注意符号有大写、小写之分等。
?说明】
(1)力学中还有采用厘米(长度单位)、克(质量单位)、秒(时间单位)作为基本单位组成了一种单位制厘米克秒制。
(2)在物理计算中所有各量都应化为同一单位制中。在中学物理计算中一般采用国际单位制。
三、单位制在物理计算中的作用
1。可对计算结果的正、误进行检验。如用力学国际单位制计算时,只有所求物理量的计算结果的单位和该物理量在力学国际单位制中的单位完全一致时,该运算过程才可能是正确的。若所求物理量的单位不对,则结果一定错。
2。用同一单位制进行计算时,可以不必一一写出各个已知量的单位(但各已知量的数字必须是用同一单位制中单位换算出来的数字,如题给条件是v=54km/h,用力学国际单位制时一定要换算成v=15m/s,数字是15,而非54),只在计算结果的数字后面写出所求物理量在该单位制下的单位即可,这样可以简化计算。
3。注意:高中学习阶段,要求计算时一律用力学国际单位制,故一定要掌握好力学国际单位制中物理量的单位(名称和符号)。
课堂训练:
课后作业:
1。下列关于单位制及其应用的说法中,正确的是:( )
a。基本单位和其导出单位一起组成了单位制。
b。选用的基本单位不同,构成的单位制也不同。
c。在物理计算中,如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示,只要正确应用物理公式其结果就一定是用这个单位制中的单位来表示的。
d。一般说来,物理公式主要确定各物理量间的数量关系,并不一定同时确定单位关系。
2。在国际单位制中,力学的三个基本单位是、、。
3。试根据有关物理公式,由国际单位制中力学的基本单位推导出速度、加速度、力等物
理量的单位。在厘米、克、秒制中,力的单位是达因,试证明l牛顿=105达因。
4。现有下列的物理量或单位,按下面的要求把相关字母填空;
a。密度;b。m/s;c。n;d。加速度;e。质量;f。s;g。cm;h。长度;i。时间;j。kg;
(1)属于物理量的是。
(2)在国际单位制中,作为基本单位的物理量有。
(3)在国际单位制中基本单位是, 属于导出单位的是。
阅读材料:米制、国际单位制和法定计量单位
米制起源较早。自1791年法国国民议会通过建立以长度单位米为基础的计量单位以来,迄今已有二百年的历史。米制单位是十进位的,又有专门的词头构成主单位的倍数单位和分数单位,而且基本单位都具有比较科学的、能以较高精度复现的基准器。由于它有这些优点,逐渐为其他国家所接受。但是,随着科学技术的发展,又由米制中派生出各种不同的单位制,如厘米、克、秒制,米,千克,秒制等等。这样一来,米制已经不是一个单一的单位制了,而且出现了一些具有专门名称的单位,它们之间缺乏科学的联系,并且存在着相互矛盾的现象。
国际单位制诞生于1960年,它来源于米制,继承了米稍的优点(如十进位,用专门词头构成十进倍数与分数单位等),同时克服了米制的缺点(如多种单位并存),是米制的现代形式。国际单位制以米、千克、秒、安培、开尔文、坎德拉、摩尔七个单位作为基本单位,并把词头扩大到从10-18到1018的范围,同时保留了少数广泛使用的国际制以外的单往,以适应各个学科的需要,它比米制更科学、更完善了。
我国政府于年2月27日发布了《中华人民共和圆法定计量单位》和统一实行法定计量单位的命令;这个法定计量单位是在国际制单位的基础上:增加了十五个非国际制单位构成的。增加的十五个非国际制单位中,有十个(其中包括三个时间单位、三个平面角单位、两个质量单位、一个体积单位和一个能量单位)是国际计量局规定可以与圈际制单位并用的单位;有二个(其中包括一个长度单位和一个速度单位)是国际计量局规定可以暂时与国际制单位并用的单位;只有三个是根据我国情况选用的单位。
高一物理力教案篇5
本文题目:高一化学教案:牛顿第一定律学案
第一节 牛顿第一定律 学案
一. 教学内容:
牛顿第一定律
二. 本周教学目标
1. 知道伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识。
2. 知道伽利略的理想实验及其推理过程和结论.
3. 知道什么是惯性,会正确理解有关现象.
4. 理解牛顿第一定律的内容和意义.
[教学过程]
1 .理想实验的魅力
(1)伽利略的理想斜面实验
理想实验:
如图甲所示,让小球沿一个斜面从静止滚下,小球将滚上另一个斜面.如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度.
如果第二个斜面倾斜角度小,如图乙所示,小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程,继续减小第二个斜面的倾斜角度,如图丙所示,使它最终成为水平面,小球就再也达不到原来的高度,而是沿水平面以恒定的速度持续运动下去.
伽利略的思想方法
伽利略的实验+科学推理的方法推翻了亚里士多德的观点。
伽利略的理想斜面实验虽然是想像中的实验,但这个实验反映了一种物理思想,它是建立在可靠的事实基础之上的.以事实为依据,以抽象为指导,抓住主要因素,忽略次要因素,从而深刻地揭示了自然规律.
(2)伽利略的观点:在水平面上的物体,设想没有摩擦,一旦物体具有某一速度,物体将保持这个速度继续运动下去.
(3)笛卡尔的观点:除非物体受到外力的作用,物体将永远保持其静止或运动状态,永远不会使自己沿曲线运动,而只保持在直线上运动.笛卡尔补充和完善了伽利略的观点.
2. 牛顿物理学的基石惯性定律
牛顿总结了伽利略等人的工作,并提出了三条运动定律,先看牛顿第一定律:
牛顿第一定律:
(1)内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.
(2)如何正确理解牛顿第一定律?
对牛顿第一定律应从以下几个方面来理解:
①明确了惯性的概念:
定律的前半句话一切物体总保持匀速直线运动或静止状态,揭示了物体所具有的一个重要的属性惯性,即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质,牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性、因此牛顿第一定律又叫惯性定律.
②确定了力的含义:
定律的后半句话直到有外力迫使它改变这种运动状态为止,实际上是对力的定义,即力是改变物体运动状态的原因,并不是维持物体运动的原因,这一点要切实理解.
③定性揭示了力和运动的关系:
牛顿第一定律指出物体不受外力作用时的运动规律,它描述的只是一种理想状态,而实际中不受外力作用的物体是不存在的,当物体所受合外力为零时,其效果跟不受外力的作用相同.但是,我们不能把不受外力作用理解为合外力为零.
3. 理解惯性和惯性定律
(1)对惯性定律的理解
牛顿第一定律揭示了一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质,即一切物体都具有惯性.同时,牛顿第一定律还定性地指出了力的动力学意义:力是改变物体运动状态的原因,即改变速度的原因.物体在速度发生改变时,就有加速度.因此也可以说:力是使物体产生加速度的原因.不能认为力是维持物体运动(匀速直线运动)的原因,也不能认为有力就有运动,没有力就没有运动,更不能认为物体向哪个方向运动就一定受到那个方向的力的作用.
(2)对惯性的理解
①惯性是物体的固有属性:一切物体都具有惯性.
②惯性与运动状态无关:不论物体是处于怎样的运动状态,惯性总是存在的,当物体原来静止时,它一直想保持这种静止状态;当物体运动时,它一直想以那一时刻的速度做匀速直线运动.
③惯性与物体是否受力无关,与物体速度大小无关,仅由物体的质量决定.
4. 惯性与力的比较
(1)从概念比较
惯性是物体保持匀速直线运动或静止状态的性质,而力是物体与物体之间的相互作用,力是迫使物体改变运动状态的原因.
(2)从意义比较
任何物体都具有惯性,而物质无处不在,惯性也就无处不有,一切物体均具有惯性,我们所处的世界是惯性的世界,也叫惯性系。
惯性不是力,惯性与力毫无关系,二者有着本质的区别。
力是物体与物体之间的相互作用,是迫使物体改变运动状态的原因,也是使物体产生加速度的原因
5. 决定物体运动状态发生变化的内因与外因
决定物体运动状态发生变化的因素有两个:一个是物体受到的外力;另一个是物体本身的质量.外力是物体运动状态发生变化的外部因素,质量是决定物体运动状态发生变化难易程度的内部因素。
在物体的质量一定时,物体受到的力越大,其运动状态的变化就越迅速;反之,物体受到的力越小,其运动状态的变化就越缓慢。
在物体所受外力一定时,物体质量越大,其运动状态的变化就越困难;反之,物体的质量越小,其运动状态的变化就越容易.物体质量的大小决定了运动状态发生变化的难易程度。
6. 明确区分运动状态改变的难易与让运动物体停止运动的难易的不同
有同学认为:汽车的速度越大,让它停下来即刹车所用的时间越长,即让汽车停止运动就越困难,因此认为汽车的速度越大其惯性就越大.其实这是错误的.
比较物体惯性大小的方法是:在相同外力作用下,加速度大的其惯性小;加速度小的其惯性大;加速度相等时其惯性等大.同辆汽车,刹车时所受阻力相同,加速度相同,即单位时间内速度改变量相同,惯性大小就相同.行驶速度大的汽车,停下来的速度改变量越大所用时间就越长,而单位时间内的速度改变量仍然相同,即加速度相同,惯性大小相同.所以惯性的大小与速度大小无关。
【典型例题】
例1. 关于牛顿第一定律,下面说法正确的是( )
a. 牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律
b. 牛顿第一定律就是惯性
c. 不受外力作用时,物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性
d. 物体的运动状态发生变化时,物体必定受到外力的作用
解析:对a,由牛顿第一定律可知,该定律反映的就是不受外力作用时物体静止或匀速直线运动的规律.故a选项正确.
对b,惯性与惯性定律二者的物理意义截然不同.惯性是一切物体都具有维持匀速直线运动或静止状态的性质,无论物体处于什么状态,物体的惯性都会以不同的形式表现出来.而惯性定律则是说:一切物体在不受外力作用时总是保持匀速直线运动或静止状态,直到有外力迫使物体改变这种状态为止.它是物体不受外力作用的条件下所遵守的规律.惯性与惯性定律这二者极易混淆,只有从概念的物理意义上分析、对比,从而作出正确判断.故b选项错误。
对c,由牛顿第一定律可知,物体保持原来运动状态不变的原因,就是由于物体不受外力和具有惯性.故c选项正确.
对d,由牛顿第一定律的含义可知,力就是迫使物体运动状态发生改变的原因,故d选项正确.
惯性与质量关系的定性分析
例2. 在谷物的收割和脱粒过程中,小石子、草屑等杂物很容易和谷物混在一起,另外谷粒中也有瘪粒.为了将它们分离,可用扬场机分选,如图所示。它的分选原理是( )
a. 小石子质量最大,空气阻力最小,飞得最远
b. 空气阻力对质量不同的物体影响不同
c. 瘪谷粒和草屑质量最小,在空气阻力作用下,反向加速度最大,飞得最远
d. 空气阻力使它们的速度变化不同
解析:各种杂物以相同的速度从机器中抛出,由于所受空气阻力不同,产生的加速度也不一样,使它们的速度变化不同,故d选项正确.或者这样理解:小石子质量大,惯性大,运动状态较杂质要难改变得多,故飞得最远,而实谷粒质量和惯性介于小石子和瘪粒之间,故最后实谷粒位置居中.
答案:d
例3. 如图(1)所示,重球m系于细线dc的下端,重球m的下方又系一条同样的细线ba,下列说法正确的是( )
(1)
a. 在线的a端缓慢加大拉力时,线dc先断
b. 在线的a端缓慢加大拉力时,线ba先断
c. 在线的a端猛力一拉,线ba先断
d. 在线的a端猛力一拉,线dc先断
解析:重球m的受力如图(2)所示.
(2)
对a,当在线的a端缓慢加大拉力时,使得重球m能够发生向下的微小位移,从而使得上部细线cd的拉力 逐渐增大,又由于这个过程是极其缓慢地进行的,故可以认为重球m始终处于受力平衡状态,重球m的受力是 。当ab线下端的力 增大时, 也随之增大,并且总是会有上部的cd绳先到达受力极限的程度,因而cd绳先被拉断.故a选项正确.
对b,由上面的分析可知,b选项错误.
对c,当在a端猛力一拉时,由于重球m的.质量较大,其惯性也就较大,并且力的作用时间又极短,故重球m向下发生的位移也极小,以至于上部的线cd还没来得及发生伸长的形变,下端线中的拉力 已经达到了极限强度,因而下部的线ab必然会先断.故c选项正确。
例4. (20xx年广东)下列对运动的认识不正确的是( )
a. 亚里士多德认为物体的自然状态是静止的,只有当它受到力的作用时才会运动
b. 伽利略认为力不是维持物体速度的原因
c. 牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度,而不仅仅是使之运动
d. 伽利略根据理想实验推论出:如果没有摩擦,在水平面上的物体,一旦具有某一个速度,将保持这个速度继续运动下去
解析:亚里士多德认为力是维持物体运动的原因,故a项错,其他三项与史实吻合。
答案:a
例5. (20xx年上海市综合试题)科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段.在研究和解决问题过程中,不仅需要相应的知识,还要注意运用科学方法.理想实验有时更能深刻地反映自然规律.咖利略设想了一个理想实验,其中有一个是实验事实,其余是推论.
①减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度;
②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;
③如果没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度;
④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做持续的匀速运动.
请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列_______(只要填写序号即可).在上述的设想步骤中,有的属于可靠的事实,有的则是理想化的推论。下列有关事实和推论的分类正确的是( )
a. ①是事实,②③④是推论
b. ②是事实,①③④是推论
c. ③是事实,①②④是推论
d. ④是事实,①②③是推论
解析:本题是在可靠事实的基础上进行合理的推理,将实验理想化,并符合物理规律,得到正确的结论,而②是可靠事实,因此放在第一步,③①是在高度上作无摩擦的设想,最后推导出水平面④上的理想实验,因此正确顺序是②③①④。
答案:②③①④ b
?模拟试题】(答题时间:20分钟)
1. 人从行驶的汽车上跳下来后容易( )
a. 向汽车行驶的方向跌倒
b. 向汽车行驶的反方向跌倒
c. 向车右侧方向跌倒
d. 向车左侧方向跌倒
2. 有道是坐地日行八万里,可见地球自转的线速度是相当大的,然而当你在原地向上跳起后会发现仍落在原处,这是因为( )
a. 你跳起后,会得到一向前的冲力,使你随地球一同转动
b. 你跳起的瞬间,地面给你一个力,使你随地球一同转动
c. 你跳起后,地球也在转,但由于你留在空中时间太短,以至于落地后的距离太小,看不出来
d. 你跳起到落地,水平方向速度同地球一样
3. 歼击机在进入战斗状态时要丢掉副油箱,这样做是为了( )
a. 减小重力,使运动状态保持稳定
b. 增大速度,使运动状态易于改变
c. 增大加速度,使状态不易变化
d. 减小惯性,有利于运动状态的改变
4. 下列事例中,利用了物体的惯性的是( )
a. 跳远运动员在起跳前的助跑运动
b. 跳伞运动员在落地前打开降落伞
c. 自行车轮胎做成凹凸不平的形状
d. 铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转
5. 关于惯性,以下说法正确的是( )
a. 人在走路时没有惯性,被绊倒时才有惯性
b. 百米赛跑到达终点时不能立即停下来是由于有惯性,停下来后也就没有惯性了
c. 物体在不受外力作用时有惯性,受到外力作用后惯性就被克服了
d. 物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关
6. 你试着自己学做蛋炒饭,你两手分别握住一只鸡蛋,现用右手的鸡蛋去碰停在你左手中的鸡蛋,结果如何?大部分情况是只破了一只鸡蛋,则先破的蛋是( )
a. 右手的 b. 左手的 c. 同时破 d. 无法判定
7. 当人们的衣服上沾了一些灰尘时,都习惯地用手在沾有灰尘的地方拍打几下,这样灰尘就会掉了,请同学们用学过的知识解释.
8. 在足球场上,为了不使足球停下来,运动员带球前进必须不断用脚轻轻地踢拨足球(即盘带)又如为了不使自行车减速,总是不断地用力蹬脚踏板.这些现象不正说明了运动需要力来维持吗?那为什么又说力不是维持物体运动的原因?
?试题答案】
1. a 2. d 3. d 4. ad 5. d 6. b
7. 当你拍打沾有灰尘的衣服时,衣服受力突然运动,而灰尘因惯性要保持静止,所以与衣服脱离,就掉下来了。
8. 足球在草地上时,受到阻力作用,运动状态发生改变,速度变小,最终会停下来,所以在盘带足球时,人对足球施加力的作用,恰好是起了使足球已经变小的速度再变大的原因。
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