北师大版-物理-八年级下册-第七章第7节 探究-运动和力的关系 导学案

第7节 探究——运动和力的关系
学习目标、重点、难点
【学习目标】
1、理解惯性是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质；
2、知道日常生活中的惯性现象；
3、知道牛顿第一定律的内容；
【本节重点】知道惯性现象
【本节难点】 理解牛顿第一定律
本节知识概览图
内容：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状
态或静止状态
条件：不受外力 结论：静止或匀速直线运动 内容：物体保持运动状态不变的性质 惯性 一切物体都具有惯性 惯性与质量有关 利用惯性 惯性现象
防止惯性
新课导引
如图所示，投出去的石块在空中飞行，最后落回地面．
石块落回地面是因为受到重力作用，那么是什么原因使石块在空中飞行的呢?
教材精华
知识点1 惯性
惯性的定义
物理学中把物体保持静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性．
对惯性的理解
原来处于静止状态的物体，具有保持静止状态的性质．
原来处于运动状态的物体，具有保持匀速直线运动状态的性质．
惯性与哪些因素有关
(1)一切物体都具有惯性，无论是固体、液体、气体，无论是否受力，无论是静止还是探
究运动
和力的关系 牛顿第 一定律
运动，都具有惯性．
(2)惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大，与外力的大小、运动的快慢无关．
(3)惯性是物体本身的一种属性，不是力，只能说物体“具有”惯性，而不能说物体“受到”惯性，或受到惯性作用，更不能把“惯性”说成“惯力”．
探究实验
【实验目的】认识物体具有的惯性．
【设计实验】如图7—105所示，猛然抽出玻璃杯下的纸条，迅速击打鸡蛋下的硬纸板，载有铁块的小车受阻停止运动．利用上述现象认识惯性．
【提出问题】观察实验你会看到什么现象?为什么会有这样的现象?
【讨论交流】观察图甲，可以看到，纸条被抽走了，原来静止的玻璃杯，因为具有惯性仍然保持静止状态；观察图乙，可以看到，硬纸板被打飞了，原来静止的鸡蛋，因为具有惯性，仍然保持静止状态，在重力的作用下，鸡蛋落入杯中；观察图丙，可以看到，小车受阻后停止运动，原来运动的铁块，因为具有惯性，仍然保持向前的运动状态飞离小车．【分析论证】上面实验说明无论是静止的物体，还是运动的物体都具有惯性，当外界条件发生改变时，惯性维持物体原来的运动状态，但一般的运动物体都会停下来是因为受到了阻力的作用．例如：关闭了发动机的汽车保持原来的运动状态，向前运动一段但由于摩擦阻力而停止运动．
【得出结论】一切物体都具有惯性，惯性是物体本身固有的属性．
探究实验
【提出问题】行驶的汽车突然刹车时，座上的乘客由于惯性要保持原来的运动状态，会向前倾倒，这说明固体具有惯性，那么液体、气体也有惯性吗?
【猜想与假设】惯性是物体本身固有的属性，液体和气体也可能具有惯性．
【设计实验】(1)利用水研究液体是否具有惯性；(2)利用圆锥形或圆柱形薄纸筒来研究气体是否具有惯性．
【实验器材】斜面小车、长方体木块、碗、水、铁架台、圆锥形或圆柱形薄纸筒5个、细绳．
【实验过程】(1)将一木块直立在静止的小车上，突然拉动小车，如图7—106甲所示，会观察到木块向右倾斜，将木块直立在小车上，让小车沿桌面运动，当小车遇障碍物突然停止时，如图7—106乙所示，会看到木块向左倾斜．
(2)将瓷碗内盛满水，放在小车上，如图7—107甲所示，如果急速拉动小车，会看到碗中的水会向小车运动的相反方向泼去；如果小车运动过程中，突然遇到障碍物而停止时，会看到碗中的水向前方泼去，如图7—107乙所示．
(3)如图7-108所示，将圆锥形薄纸筒分别用绳拴在铁架台上，若在其一侧短促吹一口气，会看到近处的纸筒先被吹动，随后，远处的纸筒也被吹动.
【分析论证】实验(1)，小车运动状态改变时，木块具有惯性保持原来的运动状态，因此会倾倒；实验(2)，小车运动状态改变时，瓷碗中的水具有惯性保持原来的运动状态，因此瓷碗中的水会泼出去；实验(3)，口中吐出的气体，由于具有惯性保持原来的向前的运动状态，因此对远处的纸筒有力的作用，使其运动．
【得出结论】不论是固体、液体还是气体都具有惯性．
【实验要点解析】关于探究惯性实验问题，应注意以下几点：
(1)确定研究对象．
(2)此物体原来处于什么运动状态．
(3)此物体由于受到外力作用，将改变原来的运动状态，若不受外力作用，则将保持原来的运动状态．
新课导引解读：
因为石块具有惯性，需要飞行一段时间才能下落．
知识点2 运动和力的关系
一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态．力是使物体运动状态发生变化的原因．
探究实验
【提出问题】运动的物体具有惯性保持原来的运动状态，那为什么沿水平地面匀速运动的汽车还需要动力呢?如果没有动力，沿水平面滑行的汽车将会越走越慢，最后停下来，这时汽车为什么不再保持原来的运动状态了呢?
【猜想与假设】是汽车受到地面的阻力作用造成的．
【制订计划】取一辆小车，使它三次都在斜面上的同
一高度处从静止开始沿斜面运动到水平面上，如图7—110
所示．每次水平面的性质不同，第一次在水平面上铺毛巾，
第二次换成铺棉布，第三次去掉所铺的棉布．比较小车每
次在水平面上的运动情况．
【收集证据】按上述计划，进行实验操作，并将实验
的结果填在下表中．
接触面小车受到摩擦力的大小小车运动的距离
毛巾较大较近
棉布较小较远
动时都具有相同的初速度．
(2)小车在水平面上受到摩擦阻力，最终停下来．
(3)因为摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，在这三次实验中，接触面越光滑，小车受到的阻力就越小，运动的时间就越长，通过的路程也越长．可以设想，如果小车处在光滑水平面上，小车的速度就不会减小，将保持原来的速度沿原来的方向永远运动下去．【得出结论】(1)力是使物体运动状态改变的原因．
(2)一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态．
【实验要点解析】理解牛顿第一定律，应注意从以下四方面理解．
(1)“一切”说明该定律对于所有物体都是普遍适用的，不是特殊现象．
(2)“没有受到外力作用”是指定律成立的条件，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，因为我们总可以找到在某一方向上不受力或某一方向上受力为零的情况．
(3)“总”指的是总是这样，没有例外．
(4)“或”指两种状态必居其一，不能同时存在，也就是说物体如果不受外力作用时，原来静止的物体仍保持静止状态，而原来处于运动状态的物体会保持原来的速度的大小和方向，做匀速直线运动——直到有外力改变这种状态．
课堂检测
1 在物理学中，牛顿第一定律是用什么方法获得的( )
A．单纯的实验方法B．单纯的推理方法
C．数学推导方法D．实验加推理方法
．
2 关于惯性，下列说法正确的是( )
A．只有静止的物体才具有惯性
B．只有下坡的物体才具有惯性
C．一切物体在任何情况下都具有惯性
D．物体由于惯性的作用才能保持静止状态或匀速直线运动状态
3 关于惯性的大小，下列说法正确的是( )
A．物体静止时不容易推动，说明物体在静止时比运动时惯性大
B．物体速度大时不容易停下来，说明物体在速度大时比速度小时惯性大
C．物体受力越大，运动状态改变越快，说明物体受力大时比受力小时惯性大
D．惯性是物体的固有属性，物体惯性的大小只与质量有关
4 关于惯性与惯性定律下列说法中错误的是( )
A．惯性是物理概念，反映的是物体的性质
B．惯性定律是物理规律，反映的是当物体不受外力时所处的状态
C．不论物体是否受到外力的作用，物体都具有惯性
D．惯性定律反映的是物体受力作用时的情况
5 用绳子拴住一小球在光滑的水平面上做圆周运动，当绳子突然断裂，小球将( )
A．保持原来的圆周运动B．保持绳断时的速度做匀速圆周运动
C．保持绳断时的速度做匀速直线运动D．小球运动速度减小，但保持直线
6.如图7—111所示，在水平桌面上铺粗糙程度不同的材料，让小车自斜面顶端同
一高度，从静止开始滑下．小车在不同材料表面运动的距离见下表，通过探究，
我们可以反驳如下说法中的哪一条
( )
表面情况毛巾棉布木板
小车运动的距离/m 0.27 0.42 0.79
A．摩擦力越小，小车速度减小得越慢
B．小车受到力就运动，不受力运动就将停止
C．若平面非常光滑，小车的速度将保持不变，
永远运动下去
D．运动物体不受力，将保持匀速直线运动
7 物理知识渗透于我们的生活，以下警示语中，与惯性知识无关的是( )
A．汽车后窗贴有“保持车距”
B．公路旁立有“雨天路滑，减速慢行”
C．公共场所标有“禁止吸烟”
D．交通规则写有“行车时系好安全带”
8 地球由西向东自转，为什么我们向上跳起来后仍落在原地，而不是落在原地的西边?
体验中考
1 (福州)2008年4月28日T195次列车下行到周村至王村路程时，由于超速造成部分车厢脱轨．此时，上行的5034次列车司机发现情况后紧急刹车，由于列车具
有，无法立即停下，使两车相撞，造成重大的人员伤亡．
2 (兰州)某物体在平衡力的作用下，做匀速直线运动．若它所受的平衡力突然全部消失，则物体将( )
A．立即停止运动B．逐渐减慢，最终停下来
C．仍然做匀速直线运动D．在水平方向上匀速直线运动下去
3 (昆明)下面关于力和运动关系的说法中，正确的是( )
A．物体受平衡力作用时，一定静止
B．物体运动方向改变时，一定受到了力的作用
C．力是维持物体运动的原因
D．物体受平衡力作用，运动状态会改变
4 (苏州)北京奥运、举世瞩目，下列有关奥运比赛项目的现象中，不能用惯性知识解释的是( )
A．射到球门框架上的足球被反弹
B．跳远运动员起跳前要助跑一段距离
C．射击比赛中子弹离开枪膛后继续向前运动
D．百米赛跑运动员到达终点时不能马上停下
学后反思
附：课堂检测及体验中考答案
课堂检测
1 答案：D．
2 答案：C．
3 答案：D．
4 答案：D．
5 答案：C．
6. 答案：B．
7 答案：C．
8 答案：人原地竖直向上跳起后，由于惯性，会随地球一起由西向东运动，所以仍落在原地．
体验中考
1 答案：惯性
2 答案：C．
3 答案：B.
4 答案：A．。