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第七章　力与运动
牛顿第一定律
第一节　第1课时
01
利用探究实验和推理的方法得出力和物体运动的关系。
02
知道牛顿第一定律并能用牛顿第一定律解决简单的问题。
用力蹬地，滑板车就运动；停止用力，滑板车仍然继续向前运动…运动一段距离后，又停了下来。 力与滑板车的运动之间到底有什么关系呢？
你同意谁的观点呢？今天我们一起学习这方面的知识。
玩滑板车时，人不蹬地，车最终会停下来。
说明物体运动需要力来维持。
滑板车滑行时，人没有蹬地，车还继续前进。
说明物体运动不需要力来维持。
在历史上，人们对物体的运动是否需要力，存在下面的两种观点。
观点一
观点二
思考
1.亚里士多德认为_________________，他认为物体只有在外力的推动下才能运动，外力停止，运动也停止。
伽利略提出了质疑：物体的运动不需要力来维持，运动的物体之所以会停下来，是因为受到了阻力，他通过思想实验(又称理想实验)发现：________________，_______________________________。
一、伽利略及其思想实验
运动需要力来维持
运动物体如果不受
其他力的作用，将会一直运动下去
2.阅读教材第162页，完成以下内容。
(1)伽利略的思想实验的推理内容是什么？
当各种阻力都小到可以忽略，如果右侧斜面平放成水平面，小球因为永远无法达到与左侧下落点等高的高度，将一直_______________。
(2)伽利略的思想实验驳斥了亚里士多德关于__________________的学说。
沿直线运动下去
运动需要力来维持
球沿斜面向下滚时，它的速度增大
球沿斜面向上滚时，它的速度减小
伽利略推论：球沿水平面滚动时，它的速度应不增不减而且将会永远运动下去。
了解伽利略对光滑斜面的实验
物体的运动不需要力来维持
伽利略理想实验实验示意图（教材图7-3）
运动物体如果不受其它物体的作用，其运动会是匀速的，而且将会永远运动下去。
信息窗
(2024·济南期末)理想实验是研究物理规律的一种重要的思想方法，它以大量及可靠的事实为基础，以真实的实验为原型，通过合理的推理得出物理规律。理想实验能深刻地揭示物理规律的本质。如图是伽利略著名的斜面理想实验，实验设想的步骤有：
①减小第二个斜面的倾角，小球在该斜面上仍然要达到原来的高度；
②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；
③继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球将沿水平面做持续的匀速运动；
④如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。
上述步骤正确的排列顺序是__________，这些步骤中属于可靠事实的是____。
②④①③
②
解析　在斜面实验中，小球从同一斜面的同一高度滚下，可以让小球到达水平面上时保持相同的初速度；如果斜面光滑,则小球不受阻力作用，会上升到原来释放时的高度；然后逐渐减小斜面的倾角，发现小球仍然会达到原先释放时的高度；那么可以推断，若将斜面变为水平面，那么小球为了达到原先释放时的高度会一直运动下去，由此实验步骤是②④①③；
伽利略的理想实验中，假设右侧斜面没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；当变成水平放置，小球将为了达到那个永远无法达到的高度而一直滚动下去，属于理想化的推理。故属于可靠事实的是②；属于理想化的推论的是①③④。
小朋友玩滑板车
滑冰运动
路上奔跑的汽车
滑雪运动
二、牛顿第一定律
以上例子说明物体要怎样才能运动起来？这说明力和物体运动运动有什么关系？
答：物体受力才会运动，不受力运动就会停止。
这是真的吗？物体运动真的要力来维持吗？
【情景】列车进站后，关闭发动机后虽然继续前行，但然后会慢慢停下来，火车为什么会停下来呢？
摩擦力致汽车停下来。
？
1.实验：探究阻力对物体运动的影响
(1)提出问题
运动的物体如果不受其他力的作用，会一直运动下去吗？(永远做匀速直线运动？)
(2)设计实验与制定计划
小车从同一斜面顶端由静止向下运动，分别运动到表面粗糙、比较粗糙和平滑的水平面上。观察并比较这三种情况下小车在水平面上运动的距离。
实验步骤：①将毛巾铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车滑行的距离；②去掉木板上的毛巾，将棉布铺在水平木板上，再次让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车滑行的距离。③去掉木板上的棉布，再次让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车滑行的距离。(控制变量法)
实验器材：斜面、木板、棉布、毛巾和小车
(3)进行实验与收集证据
接触面材料 摩擦力的大小 滑动的距离 小车速度减小的快慢
毛巾
棉布
木板
(4)实验结论
小车在三种水平面上运动的距离_____(选填“相同”或“不同”)。
小车在_____水平面上速度减小得最快，在_____水平面上速度减小得最慢。(均选填“毛巾”“棉布”或“木板”)
结论：在其他条件相同时，_____________________________，运动的距离就越大。
由此推测：如果小车在水平面上不受阻力，则小车将_____________。
不同
毛巾
木板
小车在水平面上受到的阻力越小
一直运动下去
(5)分析讨论
实验中每次均让小车从斜面顶端(同一位置)由静止下滑的目的是：使小车每次在水平表面上开始滑行时的速度大小_____(选填“相等”或“不相等”)。这是_________法。
相等
控制变量
如果物体受到的阻力为零，速度就不会减小，物体将以恒定不变的速度永远运动下去。
分析类似实验
牛顿
总结伽利略等人的研究成果
牛顿第一定律
（物理学基本定律之一）
2.牛顿第一定律
(1)牛顿在伽利略等人的研究基础上，提出了牛顿第一定律：一切物体总保持_____状态或_____________状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
(2)牛顿第一定律是在大量__________的基础上，通过_________概括出来的。我们周围的物体，都会受到力的作用，因此不能用实验来_____证明这一定律，但是该定律蕴含的科学推理及由此得出的推论，都是非常重要的。牛顿第一定律被公认是物理学基本定律之一。
静止
匀速直线运动
经验事实
推理抽象
直接
定律的理解：
(1)“一切”适用于所有物体
(3) “总保持”是指物体在不受力作用时，静者恒静，动者恒动。
(2)“没有受到力的作用”是定律成立的条件。包括不受一切外力（理想状态）、某一方向上不受外力情况；或者是合外力为零。
1.(2024·青岛月考)教室里悬挂着的电灯处于静止状态，假如它受到的力突然全部消失，它将(　　)
A.保持静止 B.加速下落
C.匀速下落 D.减速下落
A
解析　根据牛顿第一定律可知，物体不受外力作用时，原来静止的物体将永远保持静止状态；电灯所受的所有力都消失，原来静止，它将保持原有的静止状态，故选A。
2.(2023·福州期末)看足球比赛的某同学突发奇想，如果在空中飞行的足球所受一切外力突然消失，关于足球的运动情况，下列判断正确的是
(　　)
A.做曲线运动
B.停在空中静止不动
C.做匀速直线运动
D.竖直下落
C
解析　根据牛顿第一定律可知，当外力突然消失，在空中飞行的足球仍然保持原来的运动速度和方向做匀速直线运动，故选C。
1.(2023·新乡月考)以下关于力和运动关系的说法中，正确的是(　　)
A.物体受到的力越大，速度就越大
B.没有力的作用，物体就无法运动
C.物体不受外力作用，也能保持静止状态或匀速直线运动状态
D.物体不受外力作用，运动状态也能改变
C
解析　物体受到的力越大,速度改变得越快，速度不一定大，故A错误；没有力的作用时，物体将保持匀速直线运动状态或静止状态，故B错误，C正确；力是改变物体运动状态的原因，没有力，物体的运动状态不变，故D错误。
2.如图所示是老师在物理课堂上演示的一个情景，小球在绳子牵引下做匀速圆周运动，如果它受到的外力同时消失，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
D
解析　根据牛顿第一定律可知，正做匀速圆周运动的小球如果它受到的外力同时消失，小球会保持这一瞬间的速度和方向做匀速直线运动，故D正确。
3.(2024·如皋二模)将小球竖直向上抛出后，每隔0.1秒的位置如图所示。假设小球运动至甲处时，所受所有外力都消失，则推测小球从甲处开始，其运动情况及每隔0.1秒的位置正确的是(　　)
C
A.① B.② C.③ D.④
解析　由图可知，小球运动至甲处时，速度大于其上方位置的速度，方向竖直向上，当所受所有外力都消失后，由牛顿第一定律可知，小球将以甲处的速度竖直向上做匀速直线运动，故C正确。
4.(2024·武汉月考)如图是探究“阻力对物体运动的影响”的实验。
(1)实验中让同一小车从斜面的同一高度由静止开始滑下，目的是保证小车进入水平面时的______大小相等。
速度
解析　实验中让同一小车从斜面的同一高度由静止开始滑下，目的是使小车进入水平面时的速度大小相等。
(2)在本实验中，“小车在水平面上运动的距离”反映的是___(填选项)。
A.小车在水平面上所受阻力大小
B.阻力对小车运动的影响情况
B
解析　在本实验中，“小车在水平面上运动的距离”反映的是阻力对小车运动的影响情况，故B正确。
(3)为了便于推理得出结论，请将图中的三次实验排出合理的顺序：__________(填字母)。
A、C、B
解析　为了便于推理得出结论，应使水平面越来越光滑，故合理的顺序是：A、C、B。
(4)根据实验结果可观察到小车在木板表面运动的距离最长，说明小车受到的阻力越小，速度减小得越____(选填“快”或“慢”)，物理学家_____通过类似的实验进行分析，并进一步推测：运动的物体不受力时，将保持_____________状态。
慢
牛顿
匀速直线运动
解析　根据实验现象，小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，物理学家牛顿通过类似的实验进行分析,并进一步推测：运动的物体不受力时，将保持匀速直线运动状态。
(5)在实际实验中，常常发现小车会滑出水平桌面，无法记录其滑行距离，在不更改实验器材的基础上，通过______(选填“升高”或“降低”)小车在斜面上滑下时的高度，使其不再滑出水平表面。
降低
解析　在实际实验中，小车会滑出水平桌面，无法记录其滑行距离，在不更改实验器材的基础上，可通过降低小车在斜面上滑下时的高度，使其不再滑出水平表面。

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