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[图文]牛顿第一定律       ★★★
牛顿第一定律
作者:徐志兴  文章来源:本站原创  点击数:  更新时间:2004-12-31
    
常见问题1:
物体不受外力时和受力平衡时有何差异?

问题:
物体不受外力时和受力平衡时有何差异?


解答:

答:物体不受外力时,不仅运动状态不变,而且其它的力学性质也应不变。物体受力平衡时,只是运动状态不变,但是会发生相应的形变。(对于坚硬的物体所发生的形变可能极其微小,但是绝对不发生形变是不可能的。)


  常见问题2:
对牛顿第一定律的理解?

问题:
对牛顿第一定律的理解?


解答:

答:可以从以下的三个方面来理解牛顿第一定律

 1.把握定律的内容:即物体在不受外力时保持静止或匀速直线运动状态,直到受到外力作用为止;

 2.认识惯性:一切物体都有保持静止或匀速直线运动状态的性质;

 3.进一步认识力:我们已经从力的产生这一角度认识 到力是物体对物体的作用,这里则进一步从力的作用效果这一角度认识到力是使物体的 运动状态发生变化的原因而不是维持物体运动的原因。
        
         
          

  


  常见问题3:
如何理解牛顿第一定律

问题:
如何理解牛顿第一定律?


解答:

1)、物体保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质叫惯性。定律中的“总是”意味着,惯性是一切物体所具有的属性,惯性的大小仅由物体的质量来量度,与物体的受力情况、运动情况等无关。

2)、通常物体都是要受外力作用的,但当物体受到的合外力为零时,它的效果与物体不受力作用的效果是一样等效的,所以牛顿第一定律还是具有实际意义的。

3)、该定律还指出力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即产生加速度的原因。

4)、该定律是科学家通过对客观事物运动的观察分析,用逻辑思维的方法,科学地抽象出来的,它不是通过实验直接得出的,而是理想实验的结果


  常见问题4:
牛顿第一定律与惯性的区别

问题:
牛顿第一定律与惯性的区别


解答:

学生在学习本章时,常常把牛顿第一定律这个定律和惯性这个概念搞混了。实际上这是由于我们在学习这些知识时,没有认真加以区别所造成的。

惯性是物体的一种性质,是指物体保持运动状态不变的性质。牛顿第一运动定律,是物体运动的客观规律,是说一切物体都有惯性。


  常见问题5:
牛一定律的意义是什么?

问题:
牛顿第一定律的意义是什么?


解答:
这条规律的意义在于:

(1)该定律中所说的物体是视为质点的。

(2)说明了物体处于静止状态或匀速直线运动状态的原因是:物体没受到外力作用。

    在实际中,物体不受外力作用是很难实现的,但物体所受外力的合力为零是存在的,当物体受的合外力为零时是与物体不受外力作用是等效的。所以此时物体也必定是处于静止或做匀速直线运动。

(3)指出了一切物体具有惯性,惯性是物体本身所具有的属性,与外界因素无关,与物体处于何种状态,速度和加速度的大小无关。而物体惯性之大小的唯一量度是物体本身质量的大小。

物体的这种性质,在物体不受外力作用(或所受合外力为零时),表现为保持原来的运动状态,即静止或做匀速直线运动;在物体受外力作用,且合力不为零时,是表现为物体运动状态改变的难易不同。

(4)力是使物体运动状态改变的原因,也是使物体产生加速度的原因。


  常见问题6:
如何理解牛顿第一定律?

问题:
如何理解牛顿第一定律?


解答:

1.定律内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。

2.惯性,物体保持帮来的习速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。一切物体都有惯性,惯性是物体的固有性质。质理是物体惯性大小的量度。

3.由牛顿第一定律可知:力不是维持运动的原因,而是改变物体运动状态(使物体产生加速度)的原因。

4.理想实验方法:它是在可靠的经验事实上采用科学的抽象累维来展开的实验,是人们在累想上塑造的理想过程,牛顿第一定律即是通过理想实验得出的,它不能由实际的实验来验证。


  常见问题7:
透彻理解惯性

问题:
透彻理解惯性


解答:
    惯性是物体的固有属性,与物体的受力情况及运动情况无关。质量物体惯性大小的唯一量度。有同学错误认为“惯性与物体的运动速度有关,速度大的物体,惯性的大;速度小的物体,惯性就小”其理由是物体运动速度大,不容易停下来,速度小就容易停下来。产生这种错误训识的原因是把“惯性大小表示运动状态的难易程度”理解“惯性大小表示把物体从运动变为静止的难易程度。”实际上,速度大小不同而质量相同的物体,在相同的阻力作用下,相同时间里速度的减小量是相同的。这说明质量相同的物体,它们运动状态的改变的难易程度是相同的,即它们的惯性是相同的,与速度的大小无关。

  常见问题8:
为什么说力是改变物体运动的原因?

问题:
为什么说力是改变物体运动的原因?


解答:
   根据惯性定律,物体不受外力作用时,可以保持匀速直线运动。说明物体的运动不需要力,力不是物体运动的原因。但物体运动状态改变,必须有力的作用,所以力是改变物体运动的原因。
  常见问题9:
对牛顿第一定律的四点理解

问题:
对牛顿第一定律的四点理解


解答:

(1)牛顿第一定律阐明了力和运动的关系。我们已经知道,要使物体的运动状态改变,必须有其他物体对它作用。那么,如果物体没有受到其他物体的作用,它的运动状态又会怎样呢?牛顿第一定律回答了这一问题。“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。”它明确地告诉我们,物体在不受外力作用时,保持“静止状态”或“匀速直线运动状态。”至于到底物体所处于两种状态的哪一种,则取决于物体的初始状态。当物体受到外力作用时,它的运动状态就会发生变化,因此,力是改变物体运动状态的原因,而不是产生或维持物体运动状态的原因。换句话说,运动不需要力来维持。

(2)牛顿第一定律揭示了一切物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质,这种性质叫做惯性,也就是说,一切物体都具有惯性。

(3)牛顿第一定律不是实验定律,是在大量经验事实的基础上推理概括出来的,因为在世界上不受外力的物体是没有的,所以我们不能通过实验直接得出这一规律,由于这一规律所推出的结论都能跟实验事实很好地符合,从而证明了牛顿第一定律的正确性。


  常见问题10:
物体保持平衡状态是否一定受平衡力?

问题:
物体保持平衡状态是否一定受平衡力?


解答:
    物体受平衡力作用时,物体将保持静止状态或匀速直线运动状态.那么物体保持静止状态或匀速直线运动状态是否一定受平衡力的作用?不一定.物体保持静止状态或匀速直线运动状态有两种可能.第一是物体不受外力作用,这是一种理想情况;第二是物体受到两个或两个以上力的作用,这几个力的合力为零.物体受到几个力的作用且这些力的合力不为零时,物体的运动状态就将发生改变.
  常见问题11:
物体的惯性为什么与物体的受力状况无关?

问题:
物体的惯性为什么与物体的受力状况无关?


解答:
牛顿第一定律所描述的状态是一种理想状态,即物体不受外力作用的状态.实际上任何物体均与周围物体发生相互作用,不受外力作用的物体是不存在的.但物体受到外力作用并不会引起物体惯性的变化.若物体所受外力的合力为零,物体将保持自己的运动状态:匀速直线运动或静止.显然,物体的惯性与不受外力时相同.若物体作变速运动,也不能说物体就不具有惯性.如物体在重力作用下作自由落体运动,物体的速度不断增加,运动状态不断改变,但并不说明物体的惯性已经消失.在运动中的任一时刻,若给物体施一大小与重力相等、方向与重力相反的外力,则物体将保持那一时刻的速度作匀速直线运动.这说明了,物体的惯性并没有发生变化.运动状态的变化是受外力作用的结果,但运动状态的变化并不是物体惯性的变化,物体的惯性与是否受外力以及所受合外力是否为零均无关.
  常见问题12:
牛顿第一定律1

问题:

下面关于运动和力的论述,哪些是亚里士多德的观点(    )

A.当物体受到阻力作用时,速度不断减小

B.停止对物体施力,物体就慢慢停下来

C.必须有力作用在物体上,物体才能运动

D.当物体所受外力变小时,物体速度有可能变小




解答:

分析  亚里士多德认为力是物体运动的原因,如果对物体施力物体就运动,停止施力物体就停下来,伽利略则认为力是物体运动状态改变的原因.根据以上两种不同的观点,B、C两个选项与亚里士多德的观点相符.

小结  所谓“运动状态的改变”指的是物体速度的改变,包括速度大小发生变化和方向发生变化,如果对物体施力之后,使物体从静止开始运动,是指运动状态改变,应该说力是物体运动状态改变的原因,不要理解为力是物体运动的原因.
  常见问题13:
牛顿第一定律2

问题:

如右图所示,一个劈形物abc各面均光滑,放在固定的斜面上,ab边成水平,在ab面上放一个光滑的小球,把物体abc从静止开始释放,则小球在碰到斜面以前的运动轨迹是(    )

A.沿斜面向下直线        B.竖直的直线

C.圆弧形曲线            D.一条抛物线




解答:
解析:对小球水平方向没有任何外力,故水平方向会保持静止,竖直方向受重力和支持力作用,只会改变竖直运动状态,必为竖直方向的直线运动,即B.
  常见问题14:
牛顿第一定律3

问题:

下列关于惯性的说法中正确的是

A.物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性

B.物体只有受外力作用时才有惯性

C.物体的运动速度大时惯性大

D.物体在任何情况下都有惯性




解答:

解析:惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性,与物体的运动状态及受力情况无关,故只有D项正确.

小结:处理有关惯性问题,必须深刻理解惯性的物理意义,抛开表面现象,抓住问题本质.


  常见问题15:
牛顿第一定律4

问题:

关于牛顿第一定律的下列说法中,正确的是

A.牛顿第一定律是实验定律

B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因

C.惯性定律与惯性的实质是相同的

   D.物体的运动不需要力来维持


解答:

解析:牛顿第一定律是物体在理想条件下的运动规律,反映的是物体在不受力的情况下所遵循的运动规律,而自然界中不受力的物体是不存在的.故A是错误的.惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质,惯性定律(即牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律,显然C不正确.由牛顿第一定律可知,物体的运动不需要力来维持,但要改变物体的运动状态则必须有力的作用,答案为B、D.


  常见问题16:
牛顿第一定律

问题:

正在运动着的物体,若使物体受到的一切外力都同时消失,那么它将(    )

A.立即停止运动            B.改变运动方向

C.速度逐渐变慢            D.做匀速直线运动

 




解答:

解析:物体受到的外力都同时消失后,物体就不受外力了,根据牛顿第一定律,一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态,因为这个物体在外力消失以前是运动着的,因此,它所受外力同时消失以后,它就开始做匀速直线运动.

综上所述,本题答案应选择D.


  常见问题17:
牛顿第一定律

问题:

有观点认为,“力是维持物体运动的原因”.它正确吗?




解答:

解析:关于力和运动的关系,古时候人总认为力是维持运动的原因,认为物体只有受到力作用的时候才能保持运动,没有力作用物体,物体就会停止运动,这种错误观点一直延续了几千年,直到三百多年前才被人们推翻.

有一个常见的实例:马拉车,车子运动;停止拉车,车也停止;马不断拉车,车就不断地运动.这个实例似乎让人感到物体的运动需要外力来维持.下面对此作一简要剖析.

“马拉车,车子运动”的过程中,车子原来是静止的,马不拉它,它将保持静止,马拉了它,它由静止变为运动.力在这里的作用是改变了车子的运动状态,使车子由静止变为运动,而不是维持了物体运动.

“马停止拉车,车也停止”的过程中,马拉车,使车由静止开始运动后,如果地面是绝对光滑,车子不会受到地面的阻力作用.那么,撤去外力.停止拉车,车也会保持匀速直线运动.但实际的地面对车阻力很大,阻力阻碍了车的运动,这个阻力在很短的时间,使车的运动状态变为静止状态.“马停止拉车,车也停止”过程中,不是因为拉力一旦不存在,车就会自动停下来,而是地面的阻力使车停下来的.如果不是地面阻力的出现,即使撤除拉力,车仍然会自行运动下去.

“马不断拉车,车不断前进”的过程中,由于车子运动起来以后,受到了地面的阻力作用,车会停下来,这时再施加一个拉力来克服地面的阻力,它才会保持匀速直线运动.施加拉力以后,车子做匀速直线运动,不是拉力单独作用的结果,而是拉力与地面阻力共同作用,效果相互抵消的结果.这现象仍然是说明,运动是不需要外力来维持的.

通过以上分析,运动并不需要力来维持.物体保持静止或匀速直线运动状态是其固有属性,力可以改变它的运动状态.

运动并不需要力来维持,力不是维持物体运动,而是改变物体运动状态的原因.“力是物体运动的原因”,“力维持了物体的运动”.“物体在不受力作用时就要停下来”,“物体受力越大,运动越快”等等说法都是生活中形成的错误经验.


  常见问题18:
牛顿第一定律

问题:

用绳子拉着小车在光滑水平面上运动,当绳子突然断裂后,小车的速度将(    )

A.逐渐变小            B.逐渐变大

C.保持不变            D.立即变为零




解答:

解析:小车在光滑的水平面上绳子拉着运动,说明绳子的拉力是小车在水平方向上所受的唯一外力.当绳子突然断裂后,这唯一外力也消失了.根据牛顿第一定律,小车的运动状况应保持不变,因此,小车的速度将保持不变.所以C选项正确.


  常见问题19:
牛顿第一定律

问题:

在火车车厢里竖直向上抛出一小球后,小球又落回到原处,对此,下面说法中不正确的是(    )

A.火车一定处于静止状态

B.火车一定在做匀速直线运动

C.火车可能是静止的

D.火车可能是在做匀速直线运动




解答:

解析:竖直上抛的小球在空中运动时,在水平方向上没有受到任何外力的作用.根据牛顿第一定律,小球在水平方向上的运动状态不会改变.小球在水平方向上的运动有两种可能,一是相对于地面静止,二是相对于地面做匀速直线运动.从题目中提供的条件来看,小球抛出后仍然落回到原地,这就说明火车与小球在水平方向上处于相对静止的状态,那末火车的运动情况也只可能是静止或做匀速直线运动,因此C、D选项是正确的.


  常见问题20:
牛顿第一定律

问题:

正做匀速圆周运动的物体如果它受到的外力同时消失,那么它将()

A.立即停下来

B.先慢下来最后停止

C.运动速度逐渐加快

D.做匀速直线运动




解答:

分析:由牛顿第一定律可知,运动的物体当它受到的外力同时消失时,它将做匀速直线运动。

答:D。

(考查牛顿第一定律的运用。)


  常见问题21:
牛顿第一定律

问题:

下列各种情况中属于运动状态不变的是()

A.绕地球做匀速圆周运动的人造卫星

B.在斜面上沿直线匀速下滑的物体

C.抛出的石子

D.从高处掉下来的石子




解答:

分析:物体运动状态包括两点:一是物体运动速度的大小,二是物体运动的方向。运动状态不变是指物体保持静止状态或匀速直线运动状态,即物体速度大小和运动方向均不发生改变。若其中一个发生了变化,运动状态也就变了。

答:B。

(关键是抓住物体的运动状态包含二个因素:(1)速度大小;(2)运动方向。只要其中一个变了,运动状态就改变了。)


  常见问题22:
牛顿第一定律

问题:

如图9-1所示的实验,用同一小车从同样斜面的同一高度滑下,在材料不同的平面上继续运动,分别停在了如图所示的位置。问:

(1)为什么要使小车从斜面同一高度滑下?

(2)小车在不同平面上运动的距离哪个长?哪个短?

(3)从这个实验可以得出什么结论?

 

 




解答:

答:(1)小车从斜面同一高度滑下,是为了使小车在三种表面的始端运动时具有相同的速度。

(2)小车在木板表面上运动的距离最长,在毛巾表面上运动的距离最短。

(3)从这个实验中可以得出:表面越光滑,小车受到的磨擦阻力越小,它前进得就越远,它的速度减小得就越慢。

(考查对牛顿第一定律实验基础的理解。)

文章录入:徐志兴    责任编辑:徐志兴 
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