牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。这就是著名的牛顿第一定律(又称惯性定律)。
说明:
牛顿第一定律表明,力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即:物体不受力,运动状态不改变;物体运动状态改变必定受力。
正确理解牛顿第一定律:
牛顿第一定律是建立在观察和实验基础上的一种大胆的假设和推想。实际上,不受任何外力的物体是没有的。但不能否定其正确性,因为我们总是可以找到在某一方向上不受外力或在某一方向上受力为零的情况,这种情况就是牛顿第一定律中所说的“不受外力”。定律中“静止状态或匀速直线运动状态”实质是物体保持原状态不变,即物体不受外力作用时,原来静止的物体仍然静止;原来处于运动状态的物体会保持原来的速度做匀速直线运动——直到有外力改变这种状态。
运动和力知识梳理:
伽利略的小车实验:
伽利略通过斜面小车实验认识到运动物体受到的阻力越小,它的速度减小得就越慢,它运动的时间就越长。他还进一步推理得出,在理想情况下,如果表面绝对光滑,物体受到的阻力为零,它的速度将不会减慢,这时物体将以恒定不变的速度永远运动下去。
笛卡儿的推论: 法国科学家笛卡儿进一步补充了伽利略的结论,指出如果运动物体不受任何力的作用,不仅速度大小不变,而且运动方向也不变,将沿原来的方向匀速运动下去。
运动状态:
是指物体进行机械运动时相对某个参考系的运动速度的状态。
运动状态的物理含义:
运动状态的内容包括:物体的运动速度(单位时间内物体位矢的变化量(dr/dt),即单位时间内物体的位移)与物体的运动方向。当然,静止或运动也属于其包含范围。说到运动状态,离不开参考系的选定。描述物体的运动状态时要指定参考系。所以说,当物体的从快到慢,从慢到快或从静止到运动时(速度发生变化)我们就说物体的运动状态发生改变。同样,当物体向左转,向上转(物体的运动方向发生变化)时我们也可以说物体的运动状态发生改变。
物体运动状态的改变包括下列三种情况:
①运动快慢的改变②运动方向的改变③运动的快慢和方向都改变。
实验目的:通过实验了解阻力对物体运动的影响。
探究阻力对物体运动的影响猜想:如果运动着的物体受到阻力大小不同,那么物体运动的路程会有怎样的变化?
运动着的物体受到的阻力越大,物体运动的路程越短;受到的阻力越小,物体运动的路程越长。
器材:斜面、木板、玻璃板、毛巾、小车,如下图所示
实验步骤: a.把毛巾铺在水平木板上,将小车从斜面上A点释放,记下小车最终停在毛巾上的位置。
b.把毛巾拿掉,将小车从斜面上A点释放,记下小车最终停在木板上的位置。
c.把玻璃板放在水平木板上,将小车从斜面上A点释放,记下小车最终停在玻璃板上的位置。
d.将实验情况填入表格中
通过实验分析可得:小车受到的阻力越小,小车运动的路程越长;
设想小车在绝对光滑的水平面上运动,即不受阻力作用,小车将永远运动下去。
控制变量法:
物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。例如以下的探究实验:
探究影响蒸发快慢的因素;
探究力与运动的关系
探究影响滑动摩擦力大小的因素;
探究影响压力的作用效果的因素;
探究影响液体压强大小的因素;
探究影响浮力大小的因素;
探究影响动能大小的因素;
探究影响重力势能大小的因素;
验证欧姆定律
科学探究过程:
科学探究过程的一些环节:提出问题、猜想和假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证、评估、交流与合作。