【学习要求】

1.知道二力平衡条件.

2.了解物体运动状态变化的原因.

3.通过实验，认识牛顿第一定律.

4.能用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象.

【知识网络】

【知识要点】

1.关于运动状态

（1）运动状态的改变.描述一个物体的运动情况即运动状态，运动状态的改变有五种可能：由运动到静止；由静止到运动；运动由慢到快；运动由快到慢；改变运动方向.前四种实际上就是运动快慢的改变.也就是说物体的运动快慢和方向只要有任意一个发生改变，我们就认为其运动状态发生了改变.

（2）平衡状态有两种情况：一是物体处于静止状态；二是物体做匀速直线运动.这两种情况中物体运动的快慢和方向都没有变，也就是其运动的状态没有变，我们就称其处于平衡状态.

2.物体不受力时怎样运动

一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态，这就是牛顿第一定律.过去也叫惯性定律.

物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性.一切物体都具有惯性.物体的惯性是物体的属性之一，物体的惯性只与物体的质量有关，质量越大的物体惯性越大，而与外界的因素无关.

3.物体受平衡力作用时怎样运动

（1）一个物体在两个力的作用下，如果物体保持匀速直线运动或静止状态，我们就说这两个力是平衡的.

（2）二力平衡的条件：

①条件：作用在同一个物体上、大小相等、方向相反并且作用在同一条直线上.“同物”“等大”“反向”“同线”，这四个条件缺一不可.

②应用：如果知道一个物体处于平衡状态，并且只受到两个力的作用，我们就可以根据其中一个力的大小和方向判断出另一个力的大小和方向，这在很多情况下都是有用的.如对用弹簧测力计测重力的解释；用弹簧测力计水平匀速拉动物体，摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数.

4.物体受非平衡力作用时怎样运动

物体受到一个力或几个力的作用，这些力不满足平衡条件，我们就说这个物体受到非平衡力的作用.在非平衡力作用下，物体的运动状态就会发生改变.所以，力是改变物体运动状态的原因.

【典型例题】

例1　探究“物体不受外力时的运动规律”，写出三个必需的实验器材：____________、____________、____________.这个实验用到一个很重要的研究方法，是________________.

点拨　本题是探究“物体不受外力时的运动规律”，要求了解常规实验设计的思路，即实验器材选择与研究方法的选择.

例2　我们用水平推力推静止在水平地面上的讲台，结果没有推动.则下列说法正确的是（　　）.

A.讲台不受摩擦力　　B.推力与讲台的重力大小相等

C.推力小于地面对讲台的摩擦力　　D.推力与地面对讲台的摩擦力大小相等

点拨　本题考查了摩擦力、重力的方向、平衡力等知识，容易错的地方是：桌子推不动往往误解为推力小于摩擦力.

例3　关于物体的惯性，下面说法正确的是（　　）.

A.汽车行驶时，突然刹车，乘客的身体会向前倾，说明刹车时人具有向前的惯性

B.快速前进的汽车，在短距离内通过制动让汽车停止会比较困难，说明速度大时，汽车的惯性大

C.匀速前进的汽车上的乘客，无论汽车的速度多大，乘客均不会发生前倾或后仰的现象，说明匀速运动的物体没有惯性

D.以上三种说法均不正确

点拨　注意惯性是物体的一种属性.思考：惯性有没有方向？惯性的大小与哪些因素有关？

例4　在太空中飞行的宇宙飞船，如果它受到的一切外力消失，那么宇宙飞船将（　　）.

A.立即静止　　B.减速飞行　　C.加速飞行　　D.匀速飞行

点拨　本题考查了力和运动的关系，力是改变物体运动状态的原因.若物体不受力，原来的运动状态不变.

例5　惯性是造成许多交通事故的元凶，为避免惯性造成的交通事故，请你拟定三条交通规则的条款.

点拨　本题结合实际考查惯性的有关知识，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念.

【例题解析】

例1：为了完成本实验，我们需要的器材有小车、木板斜面、毛巾、粗布（任选三个均可）等.在实验过程中，首先采用的是控制变量法，从相同高度向下运动的小车，在不同材质的水平面上运动的距离不同，在减小水平面的摩擦时，小车运行得越远，不断减小摩擦，小车运行得更远（逐渐逼近法）；如果水平面没有摩擦（实验推理法），小车将会做匀速直线运动.前面提到的三种方法任选一个均可.

例2：本题可以从判断二力平衡去思考，我们用水平推力推静止在水平地面上的讲台，结果没有推动，说明讲台受到平衡力的作用，竖直方向上重力和支持力是一对平衡力，水平方向上推力和摩擦力是一对平衡力，故选项D正确.

例3：牛顿第一定律告诉我们，一切物体都有惯性，任何物体在任何情况下都有惯性.惯性的大小只和物体的质量有关，而和物体的运动状态及速度无关.所以A、B、C三个选项都是错误的，正确答案应为D.

例4：根据牛顿第一定律，运动的物体在不受外力时，做匀速直线运动.答案为D.

例5：本题为开放性试题，答案有多种.例如：①汽车驾驶员和前排就座的乘客需系安全带；②机动车在行驶时应限速；③行驶的车辆间保持适当距离.

自我评估

一、填空题

1.英国科学家牛顿总结了__________等前人的研究成果，概括出一条重要物理定律：一切物体在没有受到外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，这一定律是通过__________（选填“实验”“推理”或“实验加推理”）得出的.

2.跳伞运动员刚离开飞机，伞还未开时，因为他受到的重力__________（选填“大于”“小于”或“等于”）空气阻力，所以他做__________运动；如果他继续不开伞，随着速度的增大，空气的阻力也不断增大，当他受到的重力等于空气阻力时，他将做___________运动；如果此时他把伞打开，因为他受到的重力__________（选填“大于”“小于”或“等于”）空气阻力，所以他做__________运动.

3.在路上跑步的人被绊倒时是向前趴着倒下，其造成的原因是：_________________________________________________________________________________________________；而慢走的人滑倒时，则大多数是后仰着地摔倒，其造成的原因是：______________________________________________________________________________________________________.(www.daowen.com)

4.交通安全是现代社会生活中的大事，汽车不礼让行人直接冲过斑马线是很危险的，这是因为汽车具有________，在遇到紧急情况时，即使刹车，汽车也不会立即停止.汽车轮胎表面刻有深槽花纹，是为了________（选填“增大”或“减小”）摩擦力.

5.水平放置的台秤秤盘上放有一个重为20N的物体，则台秤的示数为__________N；当用5N的力竖直向下压这个物体时，台秤的示数为__________N；当用5N的力竖直向上拉这个物体时，台秤的示数为__________N.

二、选择题

6.“一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态.”总结概括出这条重要规律的科学家是（　　）.

A.亚里士多德　　B.伽利略　　C.牛顿　　D.托里拆利

7.生活中人们常常利用物体的惯性，下列描述正确的是（　　）.

A.标枪运动员通过助跑提高成绩，利用了运动员自身的惯性

B.紧固锤头时撞击锤柄的下端，利用了锤柄的惯性

C.拍打窗帘清除上面的浮灰，利用了窗帘的惯性

D.将脸盆里的水泼出去，利用了水的惯性

8.将一本物理书放在水平桌面上静止时，下列选项中的两个力相互平衡的是（　　）.

A.书的重力与书对桌面的压力

B.书的重力与桌面对书的支持力

C.书对桌面的压力与桌面对书的支持力

D.书对桌面的压力与课桌的重力

9.骑自行车出行是一种环保的生活方式.当我们在平直路面上匀速向前骑行时，以下说法正确的是（　　）.

A.若自行车停下，惯性就消失

B.自行车受到的动力大于自行车受到的阻力

C.路面受到的压力与人受到的支持力是一对平衡力

D.人和车受到的重力与地面对人和车的支持力是一对平衡力

10.匀速竖直上升的气球下端用绳子拴着一个小石头.当绳子突然断了以后，小石头的运动情况是（不计空气阻力）（　　）.

A.将立即加速下降　　B.减速上升一段距离后再加速下降

C.由于惯性，将继续匀速上升　　D.匀速上升一段距离后再加速下降

三、实验探究题

11.小明用一个小铁球与一个磁性较强的条形磁体，利用磁体对小铁球有吸引作用，来探究力对物体的运动状态的改变及其关系.如果让你与小明一起来研究这个问题，那么你将提出探究这个实验的方案是怎样的？要探究哪些因素？得到的结论会是怎样的？

12.在“探究二力平衡的条件”实验中.

图　4-15

（1）如果物体只受到两个力的作用，且处于____________________状态，说明这两个力是相互平衡的.由此，小明提出，能否利用如图4-15（a）所示的实验装置来探究二力平衡的条件？

（2）小华认为，若采用小明的实验方案，必须测出物体所受的__________和__________的大小来进行比较.研究发现，在小明的实验方案中，只能根据相互作用的关系直接测出__________的大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力无法直接测量，所以这一方案无法实施下去.

（3）为此，两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案，如图4-15（b）所示，请你判断出他们改进的先后顺序：__________（用字母表示），这样的改进是为了减小__________对实验的影响.

（4）如图4-15（c）所示是最终确认的实验方案.此方案中，由于__________________，故卡片的重力可忽略不计.

图　4-16

四、实验观察题

13.小华在“探究影响滑动摩擦力大小因素”时，用如图4-16所示的方式测量木块受到的滑动摩擦力大小，这样操作的错误是__________，纠正错误后，应拉动弹簧测力计使木块做__________运动.若在木块上再放一重物，则木块运动时受到的滑动摩擦力将__________（选填“变大”或“不变”）.

五、应用题

图　4-17

14.某学习小组利用如图4-17（a）所示的实验体验“模拟引力”之后，进一步思考：绳子的拉力大小与什么因素有关？并提出了如下猜想：

猜想A：与小球的质量大小有关；

猜想B：与小球运动的快慢有关；

猜想C：与绳子的长度有关.

为了验证猜想，该学习小组进行了如图4-17（b）所示的实验探究：用一根细绳的一端拴住一个小球，用手抓住绳子的另一端，抡动细绳，让小球在光滑水平面上做圆周运动.实验中，用手感受绳子的拉力大小.做几次实验后，得到的实验数据如下表：

（1）实验中，小球在竖直方向上受到的__________力和__________力是一对平衡力（不计空气阻力）.

（2）实验中，在绳子拉力的作用下，小球的运动方向不断改变，这一现象可说明绳子拉力的作用效果是__________.若绳子断了，小球__________（选填“能”或“不能”）继续做圆周运动.

（3）分析对比实验序号1、2的数据，可以初步验证猜想__________；分析对比实验序号2、3的数据，可以初步得出的结论是：_____________________________________________.

15.一天，在市区的某段道路上发生了一起两辆小车追尾相撞事故.交警询问时，前车司机说：“我的车速很慢，后车突然加速撞了我的车尾，当时我女儿坐在后排，撞车导致她的头撞到了前排座椅背上.”后车司机说：“前车司机在行驶过程中突然刹车，我来不及刹车就追尾撞上了”.请你用学过的物理知识回答：哪个司机在说谎？你判断的理由是什么？请你写出一条交通安全警示语.