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第八章 运动和力
第1节 牛顿第一定律
八年级物理下册 人教版
牛顿第一定律
第1节 牛顿第一定律
第1节
牛顿第一定律
惯性
阻力对物体运动的影响
①通过实验，确认阻力对物体运动的影响。
②经历建立牛顿第一定律的科学推理过程，认识牛顿第一定律。
第1节 牛顿第一定律
③能通过生活经验和大量事实认识一切物体都具有惯性，能用物体的惯性解释生活和自然中的有关现象。
①这是同学们熟悉的生活中骑自行车、玩滑板车的现象
自行车、滑板车为什么能够前进？
在前进的过程中，当我们停止力时，能够立即停下来吗？
你同意谁的观点呢？今天我们一起学习这方面的知识。
第1节 牛顿第一定律
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。
②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
阻力对物体运动的影响
一、阻力对物体运动的影响
根据上述现象，你觉得力对物体的运动有什么影响？
①用力推课本，会运动；撤去力，就会停下来。
②关闭电机的电动自行车汽车会停下来。
③自由摆动的秋千会慢慢停下来。
根据生活中的现象，自古以来就有很多人认为：
物体的运动需要力来维持
回忆我们生活中的一些现象：
①历史回顾
物体的运动需要力来维持。
一、阻力对物体运动的影响
亚里士多德（约公元前384年—322年），是古希腊著名的哲学家、科学家和教育家。他总结了泰勒斯以来古希腊哲学发展的结果，首次将哲学和其它科学区别开来，开创了逻辑学、伦理学、政治学和生物学等学科的独立研究。他的学术思想对西方文化、科学的发展产生了巨大的影响。
2000多年前，古希腊哲学家亚里士多德根据当时人们对运动和力的关系的认识提出一个观点——物体的运动需要力来维持。这个观点统治了力学世界1400多年。
物体的运动不需要力来维持
②1589—1591年，意大利物理学家伽利略对物体的运动作了细致的观察与实验，做了经典的斜面实验，得出结论：
物体如在无阻力的水平面上滑动，则应保持原速度永远滑动。
一、阻力对物体运动的影响
亚里士多德
伽利略
一、阻力对物体运动的影响
力是维持物体
运动的原因
物体的运动
不需要力来维持
孰是孰非？
谁的观点正确呢？
一、阻力对物体运动的影响
物体的运动是否需要力维持。
斜面（与木板组合在一起）、小车、棉布、毛巾、刻度尺等。
实验目的
实验器材
一、阻力对物体运动的影响
实验方案
①使小车从同一斜面、同一高度由静止开始自由滚下，在水平轨道上滑动，测量出小车滑动的距离。
③比较几次实验中小车运动的距离，归纳结论。
②逐渐改变水平轨道的光滑程度（换用毛巾、棉布等），测量记录小车运动的距离。
一、阻力对物体运动的影响
①使小车从斜面某一高度由静止开始自由滚下，在铺有毛巾的水平面上滚动，记下滚动的距离。
实验步骤
一、阻力对物体运动的影响
②使小车从同一斜面、同一高度由静止开始自由滚下，在铺有棉布的水平面上滚动，记下滚动的距离。
一、阻力对物体运动的影响
③使小车从同一斜面、同一高度由静止开始自由滚下，在木板表面上滚动，记下滚动的距离。
一、阻力对物体运动的影响
小车在木板表面上滑动的距离最远。
实验结果
一、阻力对物体运动的影响
表面材料 阻力大小 小车运动的距离（米） 小车速度
减小的快慢
毛巾 大 3.45 比较快
棉布 中 18.72 比较慢
木板 小 37.52 最慢
实验数据
实验结论
水平表面越光滑，小车运动时受到的阻力越小，通过的距离越长，速度减小得越慢。
一、阻力对物体运动的影响
评估与交流
①实验中，我们要研究的是小车运动的距离受阻力大小的影响。因此，必须保证同一小车进入水平面的速度相同。所以需要让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，这是运用了控制变量法。
②小车在水平面滑行时，所受的阻力主要来自接触面的摩擦力，而摩擦力的大小受压力大小和接触面的粗糙程度影响，因此，为了探究接触面粗糙程度对小车的阻力情况，必须要控制压力不变，只改变接触面的粗糙程度。
③在本实验中，主要涉及二种物理研究方法：一是转换法，即通过小车运动的距离来反映阻力的作用效果；二是控制变量法，即在研究阻力对小车运动情况的影响时，控制其初速度相同、压力相同，只改变接触面的粗糙程度。
一、阻力对物体运动的影响
视频演示实验——《阻力对物体运动的影响》
牛顿第一定律
二
①伽利略斜面实验
二、牛顿第一定律
结 论
水平表面越光滑，钢球滚动时受到的阻力越小，通过的距离越长，速度减小得越慢。
1632年意大利物理学家伽利略做了著名的斜面实验：
在轨道的一边释放一颗钢珠，如果忽略摩擦力带来的影响，发现钢珠从左边滚下后，再从右边的斜面滚上，钢珠将上升到与左边释放高度相同的点；若将右边的倾斜角减小，钢珠还是上升到原来的高度，但通过的路程比原来更长；假设右边的轨道为水平，钢珠想要达到原来的高度，但是钢珠无法达到原来的高度，钢珠将永远运动下去。
伽利略否定了亚里士多德关于力是维持物体运动的错误结论。
1632年伽利略在实验结论的基础上又进行了推理：
二、牛顿第一定律
水平表面越光滑，钢球滚动时受到的阻力越小，通过的距离越长，速度减小得越慢。
结 论
如果运动物体受到的阻力为零，速度就不会减小，它将永远运动下去。
进一步
推理
由伽利略的结论可知： 力不是维持物体运动的原因。
②笛卡儿的结论
1644年法国物理学家笛卡儿补充了伽利略的结论，提出：
如果运动物体不受到任何力的作用，它不会向左、右方向偏，将永远沿原来的方向做匀速运动。
二、牛顿第一定律
勒内·笛卡尔，1596年3月31日生于法国笛卡尔，法国哲学家、数学家、物理学家。他对现代数学的发展做出了重要的贡献，因将几何坐标体系公式化而被认为是解析几何之父。
1687年物理学家牛顿分析类似实验，总结伽利略等人的研究成果，得出牛顿第一定律。
1687年，牛顿在笛卡尔、伽利略等人工作的基础上，撰写《自然哲学的数学原理》，摆脱旧观念的束缚，把惯性定律作为第一原理正式提了出来：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的外力迫使它改变这种状态为止。他提出了保持匀速直线运动状态和静止状态是物体的固有属性的观点。
二、牛顿第一定律
牛顿第一定律的建立过程
二、牛顿第一定律
水平表面越光滑，小车运动时受到的阻力越小，通过的距离越长，速度减小得越慢。
科学真理的产生不是一蹴而就的，需要不断反思、不断实验、不断改进。
伽利略
笛卡尔
牛顿
①“一切物体”适用于所有物体。
②“没有受到力的作用”是定律成立的条件。
③ 由牛顿第一定律可知：
当物体不受力时，总保持原来的运动状态不变，原来静止的物体始终静止；如果原先运动，就始终以原来的速度做匀速直线运动。
二、牛顿第一定律
④牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过合理而科学的推测得到的，不能用实验直接证明。
二、牛顿第一定律
实验加科学的推理得出物理规律——这也是物理学中常用的一种研究方法。
实验+科学推理
但是从这个定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验，因此，牛顿第一定律已经成为公认的物理学基本定律之一。
⑤在斜面实验中，为什么每次都要让同一小车从同一斜面、同一高度由静止释放？
实验中让小车从同一高度滑下，目的是让小车到达水平面时的初始速度相同。
二、牛顿第一定律
力作用在物体上，并不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。
物体的运动状态发生改变，是指物体不能保持静止状态或匀速直线运动状态。
二、牛顿第一定律
当出现下列情形之一时，就说物体的运动状态改变了。
① 物体的速度大小发生变化；
② 物体的速度方向发生变化；
③ 物体的速度大小或方向发生变化。
如图是探究“阻力对物体运动的影响”的实验过程。
（1）根据图中情景，以下说法正确的是_____。
A．①是假设，②③是实验事实，
④是实验推论
B．①②③④都是实验事实
C．①②是实验事实，③④是实验推论
D．①②③是实验事实，④是实验推论
D
二、牛顿第一定律
（2）每次让小车从斜面上同一高度由静止滑下，这样做的目的是____________________________。根据小车最终停在水平面上的位置可知：小车受到的阻力越小，小车的速度减小得越______；运动的小车在木板上最终停下来，是因为小车在水平方向上__________(选填“不受力”或“受到阻力”)。
（3）有一辆小车以一定的速度离开水平桌面，
假如该小车离开桌面时受到的力全部
消失，则接下来小车将________________。
（4）经过上面的探究可知：
力是______物体运动状态的原因。
使小车到达水平面时速度相同
慢
受到阻力
匀速直线运动
改变
二、牛顿第一定律
惯 性
从牛顿第一定律可以知道，如果物体不受力的作用，原来静止的物体要一直保持静止状态；原来运动的物体将保持其速度一直运动下去。
①当汽车急刹车时，人会向前倾。
三、惯性
当汽车刹车时，人的脚部与车厢接触停止运动，但是人体的上部分仍要保持它原来的运动状态，所以会向前倾。
下面一起分析生活中与此有关的现象。
②如图所示，把一个鸡蛋放在硬纸板上，硬纸板放在杯口上。
三、惯性
当快速水平弹动硬纸片时，硬纸片飞出，但是静止的鸡蛋要保持它原来的静止状态，鸡蛋会落入水杯中。
用手快速水平弹动硬纸片时，发现硬纸片上的鸡蛋没有跟着纸片运动，而是落入水杯中。
③运动员投篮时，当把篮球投出后，篮球继续向前飞。
三、惯性
当把篮球投出后，篮球离开手时，仍要保持它原来的运动状态（离开手时的速度），所以会继续向前飞。
牛顿第一定律也叫惯性定律。
三、惯性
物体不受力的作用时，为什么会保持原来的静止状态或运动状态呢？
原来，这是物体固有的一种性质。
一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，我们把这种性质叫做惯性。
①惯性是物体本身的一种属性。
三、惯性
②物体的运动状态不变，即指物体静止或匀速直线运动状态。
一切物体在任何情况下都具有惯性。与物体的运动状态、跟物体受力情况、状态（固态、液态或气态）等因素都无关。
注意：惯性不是力。在解答问题时，只能说“由于惯性”、“具有惯性”。而不能说“受到惯性”、“由于惯性的作用”、“克服惯性”等，否则就将惯性和作用混为一谈。
物体的惯性只与物体的质量有关，物体的质量越大，惯性越大。
物体的惯性越大，理解为：物体的运动状态越难改变。
相扑选手又称惯性男子
③惯性的大小
三、惯性
火车的惯性比较大
物体的惯性越大，静止的物体越不容易运动；运动的物体越不容易停下来。
①如图所示，拨动簧片，把小球与支座之间的金属片弹出时，小球并没有随金属片飞出。你能说说发生这一现象的原因吗？
三、惯性
静止的小球没有受到击打力的作用。有保持原有静止状态的性质，所以没有随金属片飞出，而是落入支座上的凹槽中。
三、惯性
物体原有运动状态
金属片和小球：
静止
用惯性解释有关现象的方法
受击打力作用
物体的运动状态
金属片受击打力的作用：
由静止变为运动
未受击打力作用
物体的运动状态
小球不受击打力的作用：保持静止
②在杯子中盛满牛奶，突然急速向左拉动杯子，会看到什么现象？为什么？
三、惯性
牛奶向右洒出。
因为牛奶开始处于静止状态，当杯子突然向左运动，牛奶具有惯性，仍要保持静止状态，所以牛奶会向杯子右侧洒出。
③跑动中的人，脚被绊住，为什么会向前倒？
三、惯性
跑动中的人整个身体向前运动，当脚被绊住后停止运动，而上半身由于惯性，仍要保持原来的运动状态，继续向前运动，所以人向前摔倒。
④汽车突然刹车（或减速）
三、惯性
当汽车刹车时，人的脚底由于与车厢间的摩擦而随车静止，人的上身由于惯性，会保持继续向前运动的状态，所以刹车或减速时，人会向前倾。
⑤汽车突然加速（或启动）
三、惯性
当汽车从停止状态起动或加速时，人的脚底由于受到摩擦力而随着车加速向前运动，人的上身由于惯性，仍保持原来的静止状态，所以人会后仰。
①跳远时助跑
②锤头松动后，紧固锤头
三、惯性
当用力使锤柄向下运动时，锤柄由于先于地面接触突然停止运动，锤头由于惯性而继续向下运动，从而使锤头向柄的深部移动，与锤柄结合更紧密。
助跑是为了获得更大的水平初速度和起跳角度，当人离开地面之后由于身体惯性将保持这个水平速度，在腾空时间相同时，起跳的水平速度越大跳的越远。
④投篮
三、惯性
这些现象的共同特点是增加了物体脱离手时的运动速度，当物体离开手之后由于具有惯性，将保持这个速度运动下去，所以物体离开手时的速度越大，运动的越远。
③掷铅球
⑤投标枪
行驶的车辆在遇到紧急情况下刹不住车，最主要的还是由于惯性，根据惯性定律可知，汽车刹车后，即使轮子不转了，但是由于惯性，汽车还会向前滑动一段距离，如果此时前面有车子离得太近，就会发生交通事故。
三、惯性
①车辆碰撞原因
②为了人身安全，交通法规定：人们开车或坐车时，要系安全带，车辆安装安全气囊等。
汽车发生碰撞时，安全带把人固定在坐椅子上，防止飞出车外。
汽车发生碰撞时，安全气囊会打开，保护人体与方向盘等部件撞击造成的伤害。
三、惯性
三、惯性
①卡车满载和空载时，哪个容易启动？哪个容易制动？
②战斗机投入战斗前要，往往要抛掉副油箱，为什么？
卡车空载时，容易启动，也容易制动。
因为空载时，卡车的质量小，惯性小，运动状态容易改变。所以无论是启动还是制动更容易。
战斗机投入战斗前抛掉副油箱，减小了飞机的质量，是为了减小飞机的惯性，使飞机的运动状态容易改变，提高灵活性。
视频欣赏《实验演示-物体的惯性》
三、惯性
课堂总结
四
①惯性：
一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，我们把这种性质叫做惯性。
②力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因。
②惯性是物体本身的一种属性。
一切物体在任何情况下都具有惯性。物体的质量越大，惯性越大。
①牛顿第一定律：
一切物体在没有受到力的作用时，总保持的静止状态或匀速直线运动状态。
四、课堂总结
③建立过程：在经验事实的基础上，通过科学推理得出。
③惯性的利用与危害。
四、课堂总结
动手动脑学物理
五、动手动脑学物理
1. 同学们在一起讨论运动和力的关系。小明认为，一切物体只有受力才能保持匀速直线运动，不受力总是静止的；小华认为，一切物体只有受力才能保持静止，不受力总是做匀速直线运动。他们的说法对吗？为什么？
他们的说法都不对。物体受力后，运动状态要发生变化，不可能保持匀速直线运动状态或静止状态。如果物体没有受力，根据牛顿第一定律，物体总保持静止状态或匀速直线运动状态。换言之，物体不受力时，就可以处于匀速直线运动状态，也可以处于静止状态。
解析
五、动手动脑学物理
2. 如图所示，用力击打一摞棋子中间的一个，该棋子飞出，而上面的棋子落下。你能解释这是为什么吗？
击打棋子前，棋子是静止的。击打其中一个棋子后，这一棋子因受击打力而飞出，上面的棋子由于惯性不会飞出，但因重力的作用而落下。
解析
五、动手动脑学物理
3. 分析下列现象是怎样利用惯性的？（1）通过拍打窗帘清除它上面的浮灰。（2）标枪运动员为取得好成绩，掷标枪前需要助跑。
（1）拍打窗帘前，浮灰在窗帘上是静止的。拍打窗帘后，窗帘因受力改变运动状态而振动，浮灰由于惯性，还要保持原来的静止状态。所以浮灰与窗帘分离，即通过拍打窗帘，清除了它上面的浮灰。
（2）标枪运动员携带标枪助跑，目的是要标枪能在出手前具有一定的速度，从而利用标枪自身的惯性，使他在空中继续前进。
解析
五、动手动脑学物理
4.在一列匀速直线行驶的列车内，一位同学相对于车厢竖直向上跳起，他是否会落在车厢内原来的起跳点？说出你的理由。
会落在车厢内原来的起跳点。原因是，起跳前该同学与车一起向前运动，起跳以后，由于惯性他还要保持原来的运动状态，所以落下后还会落在车厢内原来的起跳点。
解析
课堂练习
六
1．关于惯性，下面说法正确的是（　　　）
　　 A．一切物体在没有受到力的作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性
　　 B．射出的子弹离开枪口继续高速前进，是因为子弹受到惯性的作用
　　 C．汽车关闭发动机后还能继续前进是由于汽车的惯性大于它受到的阻力
　　 D．一切物体在任何情况下都具有惯性
D
六、课堂练习
惯性是物体的一种性质，与物体是否受力无关，一切物体在任何情况下都具有惯性；所以选D。
2．一架飞机在某一高度正在做匀速直线运动的物体，若所受的各力突然消失 ( )
A．仍做匀速直线运动
B．继续向前运动，且速度越来越快
C．慢慢停下来
D．立即停下来
A
六、课堂练习
根据牛顿第一定律：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。飞机在某一高度正在做匀速直线运动，若所受的各力突然消失，仍要保持原来的运动状态。
所以选A。
3．教室里悬挂着的电灯处于静止状态，假如它受到的所有的力突然全部消失，它将 ( )
A．加速下落　　　B．匀速下落
C．保持静止 D．可以向各个方向运动
C
六、课堂练习
根据牛顿第一定律：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。教室里悬挂着的电灯处于静止状态，假如它受到的所有的力突然全部消失，它仍将保持静止状态 。
所以选C。
4. 关于牛顿第一定律的理解，下列说法正确的是（　 ）
A．牛顿第一定律是通过凭空想象出来的
B．物体只要运动，就一定受到力的作用
C．不受力的物体，只能保持静止状态
D．如果物体不受到力的作用，原来运动的物体将保持原有的速度一直做匀速直线运动
实验+推理
不受力，也会运动
D
六、课堂练习
不受力也可匀速运动
5 . 下列现象中，属于利用惯性的是（　　）
A．坐汽车时要系好安全带
B．跳远运动员快速助跑
C．行车时要注意保持车距
D．学校路段减速慢行
B
利用惯性提高成绩
六、课堂练习
防止惯性的危害
防止惯性的危害
防止惯性的危害
惯性不是“力”
6 . 同学们对运动场上出现的现象进行了讨论。下列说法正确的是（　　）
A．运动员冲过终点时，由于受到惯性力的作用不会立即停下来
B．抛出去的篮球会在空中继续运动，是因为篮球具有惯性
C．踢出去的足球在地上越滚越慢，说明物体的运动需要力来维持
D．跳远运动员助跑起跳，是为了增大惯性
B
六、课堂练习
物体的运动不需要力维持，足球在地上越滚越慢是因为受到阻力。
惯性大小只与质量有关，跳远运动员助跑起跳，惯性不变，是为了增大起跳时的速度。
7．在水平地面上推一木块，木块运动，撤掉这个推力，木块静止，亚里士多德根据这些现象认为物体的运动________(选填“需要”或“不需要”)力来维持。如图所示，冰壶离手后，此时________(选填“受到”或“不受”)人的推力的作用，冰壶继续向前运动，说明物体的运动_________(选填“需要”或“不需要”)力来维持；木块和冰壶最终变为
静止都是因为受到了_________作用，
说明力是_______(选填“改变”或“维持”)
物体运动状态的原因。
需要
不受
不需要
阻力
改变
六、课堂练习
8．小明利用如图所示的装置，探究在水平面上阻力对物体运动的影响，进行如下操作：
(1)让同一小车从斜面上同一位置由静止开始下滑，目的是使小车到达斜面底端的_________________。
(2)让小车从斜面上滑下后沿水平面运动时，在竖直方向上受到的______力和________力的作用效果相互抵消，相当于小车只受水平方向上的_____力作用。
初速度相同
重
支持
阻
六、课堂练习
(3)在实验中分别在水平面上铺上毛巾、棉布、木板，目的是为了改变____________________来改变小车所受的阻力大小。
(4)实验现象是：水平面越光滑，小车运动的距离越______；这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越_______(选填“快”或“慢”)。
(5)进一步推理可以得出：运动的物体在没有受到力的作用时，它将________________运动。
(6)上述探究实验中用到的科学研究方法有：____________和____________________。
接触面的粗糙程度
远
慢
做匀速直线
控制变量法
实验与科学推理法
六、课堂练习
9. 如图(a) 所示，木块与小车一起做匀速直线运动，当小车的运动状态发生变化时，木块的状态如图(b) 所示。把木块换成盛有水的烧杯，重复上述过程，烧杯中水面的状态分别如图 (c) 和 (d) 所示。



①由图(a)、(b)或图(c)、(d)可知：小车运动状态变化的可能情况是
________________________________________。
② 得到上述结论是利用了木块和水都具有___________________
的性质。
保持原来运动状态
小车向左加速或小车向右减速
六、课堂练习

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