1、第八章 運(yùn)動(dòng)和力 第一節(jié) 牛頓第一定律控制變量法：物理學(xué)中對(duì)于多因素的問(wèn)題，常常采用控制因素的方法，把多因素的問(wèn)題變成 多個(gè)單因素的問(wèn)題，而只改變其中的某一個(gè)因素，從而研究這個(gè)因素對(duì)事物影 響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法。它是科學(xué)探究 中的重要思想方法，廣泛地運(yùn)用在各種科學(xué)探索和科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究之中。一、阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響 水平面越光滑，小車受到的阻力越小，運(yùn)動(dòng)距離越大，也就是小車受到的阻力越小，速度 減小得越慢。 伽利略的斜面理想實(shí)驗(yàn)：1、兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球滾上 另一個(gè)斜面 2、如果沒(méi)有摩擦，小球?qū)L上原來(lái)釋放的高度 3、減小第二個(gè)斜面傾角

2、，小球在斜面上任然要達(dá)到原來(lái)的高度 4、繼續(xù)減小第二個(gè)斜面傾角，最后使它成為水平面，小球?qū)⒀?水平面做持續(xù)的勻速運(yùn)動(dòng)。二、牛頓第一定律：一切物體在沒(méi)有受到力的作用時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)； 1、“一切”：所有物體，無(wú)論固體、液體還是氣體 ； 2、“沒(méi)有受到力的作用”：沒(méi)有受到任何外力或者物體所受到的合力為0； 3、靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)不可同時(shí)出現(xiàn)，在沒(méi)有受到力作用時(shí)，靜止的物 體任保持靜止?fàn)顟B(tài)，勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體任保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)； 4、力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 牛頓第一定律是在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析推理而獲得的.例：1、若物體不受任何外力作用，則

3、該物體 （ ） A、一定做勻速直線運(yùn)動(dòng) 、一定保持靜止?fàn)顟B(tài) C、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)發(fā)生改變 D、以上說(shuō)法都不正確2、 懸掛在天花板下面的電燈處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果某一天，吊燈突然間斷開的同時(shí)，所 受外力全部消失，則電燈將（ C ） A、豎直向下勻速運(yùn)動(dòng) 、豎直向下加速運(yùn)動(dòng) C、保持原來(lái)靜止?fàn)顟B(tài) D、豎直向上加速運(yùn)動(dòng) 三、慣性：一切物體都有保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)； 1、一切物體在任何情況下都有慣性； 無(wú)論是固體、液體，還是氣體； 無(wú)論質(zhì)量大還是??； 無(wú)論靜止還是運(yùn)動(dòng)； 無(wú)論受不受力； 2、慣性大小由物體質(zhì)量決定，質(zhì)量越大，慣性越大； 慣性大小可以由力改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的“難易程度”體現(xiàn) 慣性大物

4、體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變； 3、注意：說(shuō)出現(xiàn)慣性、產(chǎn)生慣性、受到慣性、慣性力、慣性作用是錯(cuò)誤的，應(yīng)該 說(shuō)由于慣性或具有慣性“慣性”與“力”的區(qū)別 “慣性”與“力”不是同一概念，“子彈離開槍口后還會(huì)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)”，“水平道路上運(yùn)動(dòng)著的汽車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后還要向前運(yùn)動(dòng)”這些都是慣性。慣性與力的區(qū)別：物理意義不同；慣性是指物體具有保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)；而力是指物體對(duì)物體的作用。慣性是物體本身的屬性，始終具有這種性質(zhì)，它與外界條件無(wú)關(guān)；力只有物體與物體發(fā)生相互作用時(shí)才有，離開了物體就無(wú)所謂力。構(gòu)成的要素不同：慣性只有大小，沒(méi)有方向和作用點(diǎn)，而大小也沒(méi)有具體數(shù)值，無(wú)單位；力是由大小，方向和作用點(diǎn)三

5、要素構(gòu)成，它的大小有具體的數(shù)值，單位是牛。慣性是保持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)；力則是改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，而力的大小跟許多因素有關(guān)例1、1、“螞蟻”和“大象”誰(shuí)的慣性大？ 2、人“站立”和“跑步”時(shí)那種情況慣性大？ 3、“高速飛行的子彈”和“大象”誰(shuí)的慣性大？ 4、5kg的水在“地球上”和“月球上”誰(shuí)慣性大？ 5、10kg“鐵塊”和10kg“棉花”誰(shuí)慣性大例2、人站在汽車上，當(dāng)汽車突然啟動(dòng)時(shí)，人向哪里傾倒？當(dāng)車突然剎車時(shí)，人向哪里傾倒？ 為什么？ 解釋：當(dāng)汽車啟動(dòng)時(shí)，向后傾倒。因?yàn)樘幱陟o止中的汽車啟動(dòng)時(shí)，由于慣性，乘客身 體上部會(huì)保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)，而腳部卻隨車開始運(yùn)

6、動(dòng)，因此，身體會(huì)后傾倒。 當(dāng)汽車剎車時(shí)，向前傾倒。因?yàn)樘幱谶\(yùn)動(dòng)的汽車突然剎車時(shí)，由于慣性，乘客 上身會(huì)繼續(xù)保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而腳卻隨車停止了，因此，身體會(huì)向前傾倒。例3、木塊和小車開始時(shí)，如圖甲所示一起運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻觀察到如圖乙所示的現(xiàn)象，由此可 判斷小車運(yùn)動(dòng)？ 解釋：兩種情況，一是一起向左運(yùn)動(dòng)，二是一起向右運(yùn)動(dòng)， 向左運(yùn)動(dòng)，突然啟動(dòng)或加速 向右運(yùn)動(dòng)，突然剎車或減速例4、兩個(gè)小球放在車上隨車一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車停止時(shí)，兩個(gè)小球會(huì)不會(huì)相碰？ 解析：不會(huì)例5、水的慣性和判斷氣泡的運(yùn)動(dòng)方向例6、將多個(gè)棋子疊放在一起，將最下面一個(gè)迅速推出，上面的棋子怎么運(yùn)動(dòng)？ 解釋：木尺擊中的棋子被擊飛，其他棋子落

7、在原處例7、把三個(gè)物體依次從飛機(jī)上扔下來(lái)，它們的運(yùn)動(dòng)軌跡是怎樣的?“慣性”與“慣性定律”不是同一概念，不能混為一談。區(qū)別：慣性是一切物體固有的屬性，是不依外界（作用力）條件而改變，它始終伴隨物體而存在。牛頓第一定律則是研究物體在不受外力作用時(shí)如何運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，是一條運(yùn)動(dòng)定律，它指出了“物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”的原因。而慣性是“物體具有保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”的特性；兩者完全不同。為何牛頓第一定律又叫慣性定律，是因?yàn)槎芍兴枋龅默F(xiàn)象是物體的慣性的一個(gè)方面的表現(xiàn)，當(dāng)物體受到外力作用（合外力不為零）時(shí)，物體不可能保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，但物體力圖保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變

8、的性質(zhì)（慣性）仍舊表現(xiàn)出來(lái)?！拔矬w慣性”與“外力作用”的辨證關(guān)系 物體的慣性和外力作用這一對(duì)矛盾的對(duì)立統(tǒng)一，形成了宏觀物體的形形色色的各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。如果沒(méi)有外力，物體也就沒(méi)有復(fù)雜多樣的運(yùn)動(dòng)形式；如果沒(méi)有慣性，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變不需要力的作用。只有當(dāng)我們理解了慣性與外力作用的辨證關(guān)系，就不難解釋慣性現(xiàn)象。例如“錘子松了，把錘把的一端在物體上撞幾下，錘頭就能緊套在錘柄上”這是因?yàn)殄N與柄原來(lái)都向下運(yùn)動(dòng)，柄撞在物體上受到阻力作用，改變了它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，就停止了運(yùn)動(dòng)，錘頭沒(méi)受阻力仍保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，這樣錘頭就緊套在錘柄上了。“慣性”與“速度”的區(qū)別 慣性大小與物體運(yùn)動(dòng)的快慢無(wú)關(guān)?！捌囆旭?/p>

9、越快，其慣性越大”是不正確的。運(yùn)動(dòng)快的汽車難剎車是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)速度越快，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變?？梢?jiàn)慣性大小與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)并無(wú)關(guān)系。慣性大小只與物體質(zhì)量有關(guān)。慣性維護(hù)平衡與作用造成變化的辯證關(guān)系 時(shí)效波先生在二十世紀(jì)末期論述“生命的產(chǎn)生”時(shí)，提出了慣性維護(hù)平衡與作用造成變化的辯證關(guān)系：“物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)的，運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)有保持其原有平衡狀態(tài)（干擾前狀態(tài)）的屬性，即慣性。這里提到的慣性是廣義質(zhì)能意義上的概念，不僅指宏觀物體，構(gòu)成宏觀物體、維系著微觀結(jié)構(gòu)形態(tài)運(yùn)動(dòng)著的分子、原子、電子同樣具有慣性。物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)的，運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)之間是相互聯(lián)系、相互作用的。物質(zhì)在相互作用的過(guò)程中，會(huì)發(fā)生物質(zhì)和能量的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化，原有的平衡狀態(tài)（宏

10、觀的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、微觀的結(jié)構(gòu)形態(tài)）就會(huì)被改變或打破，形成具有新的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和結(jié)構(gòu)形態(tài)的物質(zhì)。運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)有保持原有平衡狀態(tài)的屬性，而運(yùn)動(dòng)物質(zhì)間的相互作用又時(shí)刻破壞著平衡，慣性維護(hù)平衡與作用造成變化成了物質(zhì)最基本屬性的矛盾統(tǒng)一體。無(wú)機(jī)物在物質(zhì)間的相互作用中，只能被動(dòng)地接受宏觀的、微觀的沖擊和破壞，改變其原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和結(jié)構(gòu)形態(tài)。如被海水沖刷和風(fēng)吹日曬的礁石會(huì)移動(dòng)位置和逐漸破碎。原始生命則能為維護(hù)自身的平衡狀態(tài)作出反應(yīng)，主動(dòng)地吸收利用物質(zhì)能量（新陳代謝）來(lái)維護(hù)有機(jī)體的結(jié)構(gòu)形態(tài)不受破壞，以維持其原有性能，獲得生存。事實(shí)上，由碳水化合物構(gòu)成的蛋白質(zhì)分子就已經(jīng)能有選擇地從外界吸收營(yíng)養(yǎng)物并排出分解物，不斷與環(huán)境中

11、的某些物質(zhì)進(jìn)行代謝?！睂?duì)慣性的正確認(rèn)識(shí):（1）慣性與物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。對(duì)任何物體，無(wú)論是運(yùn)動(dòng)還是靜止，無(wú)論是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變還是不變，物體都具有慣性。不能認(rèn)為：運(yùn)動(dòng)的物體具有慣性，靜止的物體不具有慣性或物體運(yùn)動(dòng)的速度大，慣性就大（2）慣性大小只與物體的質(zhì)量有有關(guān)。物體的質(zhì)量越大，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變，我們就說(shuō)它的慣性越大；物體的質(zhì)量越小，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越容易改變，我們就說(shuō)它的慣性越小。物理學(xué)中就用質(zhì)量來(lái)量度物體慣性的大?。?）慣性不是力。力是物體對(duì)物體的作用，發(fā)生力的作用時(shí)，必然要涉及兩個(gè)相互作用的物體，單獨(dú)一個(gè)物體不會(huì)產(chǎn)生力的作用；每個(gè)物體都具有慣性不需要兩個(gè)物體的相互作用，慣性只有大小沒(méi)有方向

12、，因此不能把慣性說(shuō)成是“慣性力”“受到慣性作用”或“克服物體的慣性”，一般只能說(shuō)“具有慣性”利用慣性鑒別生、熟雞蛋:例:小剛同學(xué)把一只熟雞蛋和一只生雞蛋都放在水平桌面上，用同樣大小的力分別使它們?cè)谧烂嫔侠@豎直軸水平旋轉(zhuǎn)，然后用手按住熟雞蛋立即釋放，發(fā)現(xiàn)熟雞蛋靜止了；用手按住生雞蛋立即釋放，發(fā)現(xiàn)生雞蛋沿原來(lái)方向繼續(xù)轉(zhuǎn)了幾圈，如圖所示。請(qǐng)用初中物理知識(shí)解釋為什么釋放后生雞蛋又繼續(xù)轉(zhuǎn)了幾圈?解析:具體分析過(guò)程如下：(1)確定研究對(duì)象及其原來(lái)所處狀態(tài)：本題的研究對(duì)象是熟雞蛋和生雞蛋，他們都在桌面上繞豎直軸水平旋轉(zhuǎn)。(2)確定物體的哪部分受力改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：熟雞蛋是一個(gè)整體，用手按住后整體停止運(yùn)動(dòng)；生雞蛋的蛋殼與蛋清、蛋黃是分離的，用手按住后只是蛋殼停止轉(zhuǎn)動(dòng)。(3)確定物體哪部分由于慣性仍保持原