【牛顿第一定律力的平衡力的合成】

牛顿第一定律、力的合成、力的平衡一．牛顿第一定律(1)内容：一切物体在没有受到外力作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。这就是牛顿第一定律。【它包含两层含义①静止的物体在不受外力作用时总保持静止状态；②运动的物体在不受外力作用时总保持匀速直线运动状态。】(2)牛顿第一定律不可能简单从实验中得出，它是通过实验为基础、通过分析和科学推理得到的。(3)力是改变物体运动状态的原因，而不是维持运动的原因。(4)探究牛顿第一定律中，每次都要让小车从斜面上同一高度滑下，目的是使小车滑至水平面的初速度相等。(5)牛顿第一定律的意义：①揭示运动和力的关系。②证实了力的作用效果：力是改变物体运动状态的原因。③认识到惯性也是物体的一种特性。二．惯性(1)惯性：一切物体保持原有运动状态不变的性质叫做惯性。(2)对“惯性”的理解需注意的地方：①“一切物体”包括受力或不受力、运动或静止的所有固体、液体气体。②惯性是物体本身所固有的一种属性，不是一种力，所以说“物体受到惯性”或“物体受到惯性力”等，都是错误的。③要把“牛顿第一定律”和物体的“惯性”区别开来，前者揭示了物体不受外力时遵循的运动规律，后者表明的是物体的属性。④惯性有有利的一面，也有有害的一面，我们有时要利用惯性，有时要防止惯性带来的危害，但并不是“产生”惯性或“消灭”惯性。⑤同一个物体不论是静止还是运动、运动快还是运动慢，不论受力还是不受力，都具有惯性，而且惯性大小是不变的。惯性只与物体的质量有关，质量大的物体惯性大，而与物体的运动状态无关。(3)在解释一些常见的惯性现象时，可以按以下来分析作答：①确定研究对象。②弄清研究对象原来处于什么样的运动状态。③发生了什么样的情况变化。④由于惯性研究对象保持原来的运动状态于是出现了什么现象。生活中的惯性现象：（1）利用：敲紧锤头，跳远助跑，拍打身上的灰尘等。（2）有害：汽车刹车，安全带，禁止超载【例1】如图是研究牛顿第一定律的实验。请回答：①小车从斜面同一高度由静止开始滑下，是为了使它在平面上开始运动的速度。②平面越光滑，小车受到的摩擦力越，速度减越小得越。③如果小车所受的摩擦力为零，小车将以的速度永远运动下去。【例2】在匀速前进的磁悬浮列车里，小明将一小球放在水平桌面上相对桌面静止．关于小球运动与列车运动，下列说法正确的是()A．如果小球向前滚动，则磁悬浮列车在加速前进B．如果小球向后滚动，则磁悬浮列车在加速前进C．磁悬浮列车急刹车时，小球向前滚动D．磁悬浮列车急刹车时，小球向后滚动解析如果磁悬浮列车减速，磁悬浮列车运动的速度变小了，而小球因为有惯性，要保持原来的匀速直线运动状态，所以小球运动的速度要大于磁悬浮列车运动的速度，即小球要相对磁悬浮列车向前滚．反之，当磁悬浮列车加速时，小球要相对磁悬浮列车向后滚．由以上分析可知，选B、C正确．【例3】.关于力和运动的关系，下列说法正确的是（）A.物体受力才会运动B.力使物体的运动状态发生改变C.停止用力，运动的物体就会停止D.力是使物体保持静止或匀速直线运动状态的原因【例4】在行使列车车厢的天花板上悬吊一个小球A，在A的正下方地板上有一点B，如图12-5-1所示，当用剪刀剪断细线，小球A将（）A.落在B点上B.落在B点的前面C.落在B点的后面D.无法确定答案：D★变式训练★1.下列现象中，与物理所说的“惯性”有关的是（）A．绝大多数人用右手写字B．向日葵具有“向日”的特性C．脱离树枝的苹果总是落向地面D．“助跑”有利于跳远的成绩2.正在做曲线运动的物体，若它所受到的外力同时消失，那么它将（）A.物体立即停下来B.物体继续做曲线运动C.物体将做匀速直线运动D.物体将改变运动方向3.从左向右匀速直线飞行的飞机先后投下两枚炸弹，不计空气阻力，落地前两枚炸弹在空中的位置应如图12-5-3中的（）图12-5-34.我国第一列磁悬浮列车于2002年12月在上海通车，它的设计最大速度为430km/h。磁悬浮列车是利用同名磁极__________________的原理使列车与导轨脱离接触，消除了车体与轨道之间的____________，从而大大提高了列车的速度。坐在该列车上的小红同学，看到窗外的房子飞速向后退去，这是以_____________为参照物的。三．力的平衡、力的合成1、平衡力物体同时受到几个力的作用,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡。(这个物体所受的合力为0)2、二力平衡的条件作用在同一物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。3、作用力和反作用力-----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，并且作用在同一条直线上。注意：作用在不同物体上，不可能抵消。4、合力物体受几个力共同作用，我们可以用一个力代替这几个力共同作用，其效果完全相同，这个力叫那几个力的合力。已知几个力，求它们的合力叫力的合成。5、二力合成同一直线上同方向二力的合力大小等于二力大小之和，方向相同。同一直线上相反方向的二力的合力，大小等于二力大小之差，方向和较大的力相同。如果物体受到平衡力的作用则物体所受合力为0。6、根据物体受力判断运动情况或根据运动情况判断物体受力。★经典例题★［例１］一个物体受到两个力的作用，这两力的三要素完全相同，这两个力（）Ａ．肯定是平衡力Ｂ．肯定不是平衡力Ｃ．一定是重力和支持力Ｄ．一定是拉力和摩擦力解答：Ｂ［剖析］：二力平衡的条件是作用在一个物体上的两个力，大小相等，方向相反，并且作用在同一条直线上，而三要素完全相同的两个力，大小相等，方向相同，作用点是同一点，不符合二力平衡的条件，所以肯定不是平衡力。［例２］直升机匀速上升时，受到升力Ｆ，重力Ｇ和阻力f，这些力的关系是（）Ａ．ＦG+fB．F=G+fC．FG-fD．G=F+f解答：Ｂ［剖析］直升机匀速上升时，受到平衡力的作用，升力的方向是竖直向上的，重力和阻力的方向是竖直向下的，即Ｇ＋ｆ＝Ｆ。例3同一直线上的两个力作用在同一个物体上，关于它们的合力，下列说法中正确的是（）A．合力一定大于其中的任何一个力B．合力可能小于其中的任何一个力C．合力可能大于这两个力的大小之和D．合力一定等于这两个力的大小之差闯关点拨若同一直线上的两个力F1和F2方向相同，则合力F=F1+F2，合力大于两分力中的任何一个，合力的方向与任一个力的方向相同；若力F1和F2的方向相反，则合力F=|F1-F2|，合力有可能小于两个分力中的任何一个，也有可能大于或等于两分力中较小的一个力，合力的方向与较大的力的方向相同。由于本题中没有明确交待两个力的具体情况（包括方向、大小），因此A、D选项错误；合力最大不超过两个分力之和，C选项中说法错误，正确选项为B。例4作用在同一直线上的两个力，合力大小为12N，若其中一个分力的大小为15N，则另一个分力的大小为。闯关点拨设F1=15N，F合=12N，因为F合F1，所以F1和F2的方向一定是相反的，则有|F1-F2|=12，F2的大小有两种可能。解3N或27N[来源:Z|xx|k.Com]★变式训练★1、一根电线下吊一盏灯，灯静止时，下列各对力中属于二力平衡的是（）Ａ．电线对电灯的拉力和电灯对电线的拉力。Ｂ．灯受的重力和灯对电线的拉力Ｃ．电线对电灯的拉力和电灯的重力Ｄ．电线对电灯的拉力和电灯对地球的吸引力。2、一个物体变速运动，这表示（）Ａ．它一定没有受到力的作用Ｂ．它一定受到平衡力的作用Ｃ．它一定不受平衡力的作用Ｄ．这是由于惯性3、一个物体在光滑的水面上共受到两个力的作用，一个是重力，大小为10N，另一个是水平面的支持力，大小为10N，则该物体在水平面上的运动状态是（）Ａ．静止状态Ｂ．匀速直线运动状态Ｃ．运动速度逐渐减慢Ｄ．可能是静止状态，也可能是匀速直线运动状态4、某人拉一小车在水平地面上做匀速直线运动，设人对小车的水平拉力为F，车重为G，车对地面的压力为Q，地面对车的支持力为N，车受到的阻力为f，下列各对力中属于平衡力的是（）Ａ．Q与GＢ．G与FＣ．F与fＤ．Q与N5、一个物体在四个力的作用下，正在做曲线运动，若将其中一对平衡力撤去，物体将做运动。6、如图所示，箱体内有一弹簧，下端挂有一物体，若整个箱体由向下匀速运动变为向下减速运动时，弹簧的长度将（）Ａ．变长Ｂ．变短Ｃ．不变Ｄ．无法确定7、一列重1.47×107N的火车在平直轨道上匀速行驶，如果这列火车受到的阻力是车重的0.02倍，则机车的牵引力为▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁。V8．一辆静止在水平地面上，水平方向上受到两个力的作用，一个力的方向水平向左，大小是10N，另外一个力水平向右，大小为25N，则小车受到的这两个力的合力大小是，它还受到和的作用，这两个力的合力大小为。9．两个力的大小分别是F1=4N，F2=6N，则它们合力的最小值是，最大值是。10．物体受在同一直线上两个力的作用，大小分别是30N和50N，这两个力的合力大小可能是（）A．50NB．40NC．30ND．20N11．一个物体受到同一直线上两个力的作用，合力的大小是20N，已知其中一个水平向左的力大小是30N，那么另一个水平向右的力大小可能是。12．F1、F2是同一直线上的两个力，它们的合力水平向右，大小为10N。已知F1的大小为20N，下列关于F2的大小和方向，下列说法中正确的是（）A．F2的大小一定是30NB．F2的大小一定是10NC．F2的方向可能向左，也可能向右D．F2的方向一定是向左的13．竖直向上抛物出一个小球，小球在上升和下降过程中都受到空气阻力作用，阻力小于重力且大小不变．若小球上升时受到的合力的大小是F1，下降时受到的合力的大小是F2，则F1_______F2（填“小于”、“大于”或“等于”）．14．一个物体始终只受到两个力F1和F2的作用，一开始物体处于静止状态，且F1＝F2。在t1时间内保持F1不变，只改变F2的大小，此过程中物体所受合力的方向始终与F1方向相同。下图中可以表示F2大小随时间变化的图像是（）[来源:Zxxk.Com]★★★拓拓拓展展展提提提升升升★★★1．请用力的示意图画出下列的力（1）小明用100N的力推墙壁，画出墙壁受到的推力（2）砖对地面的压力为30N（3）小车受到水平方向成30°斜向右上方50N的拉力2．古希腊学者亚里士多德认为：如果要使一个物体持续运动，就必须对它施加力的作用。而伽利略则认为：运动物体并不需要力来维持，到底谁说得对呢？为了探究这个问题，小明和同学们设计了如图所示的实验：（1）要探究运动是否需要力来维持，只需研究力对运动物体的影响。所以小明让一辆运动的小车在不同的阻力作用下运动，研究它的速度如何变化，小明在实验中如何让小车受到不同阻力的？（2）为了探究不同的阻力对运动的影响，我们应该保持小车受不同阻力前进的速度是相同的，你认为小明是如何做到这一点的？（3）请将小明在本实验中的结论填写完全，平面越光滑，小车运动的距离越，说明小车受到的摩擦力越，速度减小得越。（4）根据小明的结论，请你推理出：如果小车不受阻力，将做什么运动？