牛顿第一定律,力,力的三要素

课程解读

一、学习目标：

1、知道什么是力，能说出施力物体和受力物体。

2、知道力的作用效果。

3、能用力的作用是相互的来解释有关现象。

4、会画力的示意图。

5、探究牛顿第一定律的实验原理及物理方法。

6、能利用惯性知识解释生活中的现象。

7、明确二力平衡的条件。

二、重点、难点：

重点：力的概念和力的单位；力的三要素；会用示意图表示力；用实验探究物体在不受力时怎样运动；理解惯性是物体能保持原来运动状态不改变的一种属性；探究和总结二力平衡条件。

难点：力的概念；物体间力的作用是相互的；探究“不受力时物体怎样运动”的推理过程；解释日常生活中与惯性有关的物理现象；力的平衡概念。

三、考点分析：

1、对于力的作用效果、力的三要素及力是物体间的相互作用、牛顿第一定律的理解和用惯性知识解释现象这些内容，中考主要以填空和选择题的形式进行考查。

2、对于二力平衡的条件、二力平衡的应用及物体在平衡力作用下状态的判断等内容，中考中多以选择、填空及探究题的形式考查。

知识梳理

一、力

1. 效果之一是能改变物体的运动状态：改变物体运动方向和速度大小。

磁铁使小球改变运动方向

2. 效果之二是能改变物体的形状：如下图。

人压弯跳板人手向两边用力使弹簧拉力器伸长

3. 力的单位：牛顿，符号N。1N的大小相当于用手托起两个鸡蛋所用的力的大小。

4. 力的三要素：（1）力的大小；（2）力的方向；（3）力的作用点。

原因：这三个因素都可以改变力的作用效果，而且只有这三个因素能改变力的作用效果。如上图中由于磁铁的吸引，小球的运动方向发生了改变（力的方向）；

人站在跳板前端下压比站在跳板中间下压使跳板向下弯的幅度大（力的作用点）；

人用力越大，弹簧拉力器形变越大（力的大小）。

5. 力的示意图：在物理学中通常用一根带箭头的线段表示力：在受力物体上沿力的方向画一条线段，在线段的末端画一个箭头表示力的方向，线段的起点或终点表示力的作用点，在同一图中，力越大，线段应该画得越长。有时还可以在力的示意图旁边用数值和单位标出力的大小。如：

作力的示意图时要注意：①作用点一定要画在受力物体上。②在同一图中，力越大，线段应画得越长。③如果知道力的大小，就要在示意图旁边用数值和单位表示出来，如果不知道力的大小，就应在示意图旁写出表示力的符号。

6. 力的作用是相互的：

小兔子向前走时，船向后走火焰向下喷，火箭向上飞

二、牛顿第一定律

1. 牛顿第一定律：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。

（1）该定律是在大量实验的基础上，通过推理概括得出的，它不能直接用实验验证。

（2）定律内容中需要注意的几点：

A：“一切物体”是指宇宙中所有的物体，不论该物体是固体、液体还是气体。也不论该物体是静止还是运动。可见牛顿第一定律是自然界中存在的普遍规律。

B：定律中的“没有受到外力作用”包含了两种情况：一是该物体没有受到任何外力对它的作用，这是理想状况；二是该物体所受合力为零，它的作用效果可以等效为不受任何外力作用时的效果。也包含物体在某一方向上不受外力的情况。

C：“时候”强调了“没有受到外力作用”与“保持匀速直线运动状态或静止状态”是瞬时对应的关系。物体在什么时候不受外力，这个物体就保持匀速直线运动状态或静止状态这一瞬时的运动状态不变。

D：“总”是指“一直”的意思。

E：“保持”是指“不变”。

F：“或”是指两种状态必居其一，不能同时存在，即静止的物体不受力的作用时保持静止状态，运动的物体不受力的作用时保持匀速直线运动状态。

2. 惯性：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。

（1）惯性是指物体总有保持自己原来状态（速度）的本性，不能克服和避免。惯性是物体本身固有的性质，一切物体都具有惯性。

（2）惯性与物体所处的运动状态无关，对于任何物体而言，无论它是运动还是静止，无论其运动状态改变还是不变，物体都有惯性。

（3）外力不能改变物体的惯性，只能改变物体的运动状态。

（4）惯性大小只与物体质量有关，质量是惯性大小的量度，质量越大，惯性越大。惯性与外界因素无关，物体惯性的大小就是指改变物体运动状态的难易程度。

（5）惯性不是力。惯性是物体具有的保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，惯性和力是两个不同的概念。不要说成“受到惯性力”或“惯性力作用”。

惯性的误区（错误的观念）：

（1）静止的物体没有惯性，运动的物体有惯性

（2）速度大的物体惯性大，速度小的物体惯性小

（3）运动的物体很难立刻停下来是因为受到惯性力的作用

三、二力平衡

（1）定义：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，（物体保持静止状态或匀速直线运动状态），则这两个力彼此平衡。彼此平衡的两个力的合力一定为零。

（2）二力平衡的条件包括“二力大小相等、方向相反、在同一条直线上、作用在同一个物体上”四个方面。

典型例题

知识点1：力

例1：如图所示，（a）（b）表示力的作用效果。其中（a）主要表示了力可以使物体发生_________，（b）主要表示了力可以使物体的_________发生改变。

思路分析：力的作用效果是：（1）使物体的形状或体积发生改变；（2）使物体运动状态发生改变。物体运动状态的改变主要指物体的速度或方向发生改变。

答案：形变，运动方向

举一反三：下图是第48届世乒赛女子单打决赛中我国选手张怡宁夺冠时的一个比赛镜头. 写出她在击打乒乓球过程中涉及到的两点物理知识。

①＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；②＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

解答过程：①乒乓球受到球拍的作用力会改变运动状态；②乒乓球与球拍间的摩擦改变了乒乓球的旋转

例2：下列现象中，物体运动状态没有发生变化的是（）

A. 关闭发动机后向前滑行的汽车

B. 汽车匀速转弯

C. 正在空中匀速下降的伞兵

D. 钟表指针来回摆动

思路分析：物体运动状态有没有发生变化，跟力有关，力可以改变物体的运动速度大小、运动方向和物体的形状。发动机关闭后，汽车在阻力作用下速度减慢；汽车转弯，是力改变运动方向；钟表来回摆动，是改变了运动方向。只有速度不变、方向竖直向下下降的伞兵的运动状态没有改变。

答案：C。

例3：暴风雨来临，狂风把小树吹弯了腰，把落叶吹得漫天飞舞，从力的作用效果分析，风力使小树发生了______，使落叶的________发生改变。

思路分析：力的作用效果有两个，一是改变物体的运动状态，二是改变物体的形状。从描述中可以看出小树被风吹弯了腰是改变了形状，而落叶飞舞是改变了运动状态。

答案：形变，运动状态

例4：为了探究力能否使塑料瓶发生形变，小林把塑料瓶装满水，然后用带有细玻璃管的橡胶塞塞紧瓶口，组装好的实验装置如图所示。细玻璃管上有刻度，便于观察细玻璃管内水面的变化。小林用力挤压塑料瓶壁，发现细玻璃管内的水面上升了。于是他得出结论：细玻璃管内水面上升，表明力使塑料瓶发生了形变。小华却认为：细玻璃管内水面上升，可能是由于手挤压塑料瓶壁时，瓶内水的温度升高所致，因此不能说明力使塑料瓶发生了形变。要