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第1节 牛顿第一定律 惯性
第八章 力与运动
知识点
知1－讲
感悟新知
1
牛顿第一定律
1. 运动是否需要力来维持
(1)古希腊学者亚里士多德认为：如果要使一个物体持续运动，就必须对它施加力的作用，如果这个力被撤销，物体就会停止运动。
(2)意大利科学家伽利略认为：物体的运动不需要力来维持，运动的物体会停下来，是因为受到了阻力。
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2. 实验探究 推断物体不受力时的运动
(1)提出问题：阻力对物体的运动有何影响？
(2)猜想与假设：阻力是使物体运动速度减小的原因。
(3)设计实验：让同一辆小车从同一斜面的相同高度处滑到
粗糙程度不同的水平面
上，通过比较小车的运动
距离来判断阻力对运动的
影响，如图1 所示。
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(4)进行实验：
①在水平面上铺上毛巾，让小车从斜面上适当位置自由滑下，观察小车的运动距离并记录。
②撤去毛巾，在水平面上铺上纸板，让小车从斜面上相同位置自由滑下，观察小车的运动距离并记录。
不能用手推小车，而应该将其置于某一位置由静止开始释放。
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③撤去纸板，在水平面上铺上玻璃板，让小车从斜面上相同位置自由滑下，观察小车的运动距离并记录。
接触面 小车受到的阻力 小车的运动距离
毛巾表面 较大 较近
纸板表面 较小 较远
玻璃板表面 最小 最远
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(5)交流论证：
①水平面越光滑，小车运动的距离越远。
②水平面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。
③如果水平面足够光滑，小车受到的阻力为零，它将以恒定的速度永远运动下去。
(6)实验结论：如果运动的物体不受力，它将做匀速直线运动。
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实验技巧：
1. 控制变量法的运用：要探究阻力对物体运动的影响，就要控制小车在水平面上开始运动时的速度相同(方法就是让同一辆小车从同一斜面的相同高度自由滑下)，改变小车受到的阻力(让小车在粗糙程度不同的水平面上运动) ，进行实验。
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2. 实验中，斜面的倾斜程度与木板的长度要匹配，以使小车在木板上运动距离适当。
3. 转换法的运用：通过小车运动距离的远近来判断阻力对运动的影响。
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4.理想实验法的运用：
(1)一些物理现象，由于受实验条件限制，无法直接验证，需要先进行实验，再进行合理推理，才能得出结论，这种方法称为理想实验法，又叫实验推理法。
(2)研究阻力对运动的影响的实验运用了理想实验法。
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3. 牛顿第一定律
(1)内容：一切物体在不受外力作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。
牛顿第一定律不是实验定律，而是在大量经验事实的基础上，通过进一步推理而概括出来的。
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(2)理解：
①“一切”是说定律对所有的物体都适用。
② “不受外力作用”是指定律成立的条件，包含两层意思：
一、理想情况，即物体确实没有受到任何力的作用；
二、物体所受到的力相互抵消。
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③“总”指的是总这样，没有例外。
④ “或”即两种状态居其一，不能同时存在。定律表明，如果物体不受外力作用，原来静止的物体将永远保持静止状态，原来运动的物体将永远保持匀速直线运动状态。
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深度理解：
◆力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因。
◆如果物体运动状态发生了改变，则物体一定受到了力的作用。
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[中考·苏州] 在探究“阻力对物体运动的影响”时，使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车。
(1)实验时要固定斜面，并将小车从斜面上_______(填“同一”或“不同”)位置由静止释放。
(2)从实验现象可推理，若水平面绝对光滑，则运动的小车将在水平面上______________。
例 1
同一
匀速直线运动
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(3)如图2，若实验中小车仅在本板上滑行时滑出了右端，是否需要重做本实验以获取可靠的证据？答：________ (填“需要”或“不需要”) 。
不需要
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(4)在本实验中，“小车在水平面上运动的距离”反映的是________。
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
C. A、B 选项均正确
B
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解题秘方：试题属于验证性实验题, 可利用所学规律及实验现象直接解答。
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解析：(1)实验时要使小车到达水平面时具有相
同的速度，需要将小车从斜面上同一位置由静止释放。(2)水平面阻力越小，小车运动的距离越远，若水平面绝对光滑，则运动的小车将在水平面上做匀速直线运动。(3)若实验中小车仅在木板表面上滑行时滑出了右端，说明小车在木板表面上运动的距离最远，不需要重做本实验。(4)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。
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警示误区：
◆实验中，控制了三个相同：同一小车、同一斜面、同一高度，才实现了小车滑到水平面上的初速度相同。
◆实验中，不能按照“木板表面→棉布表面→毛巾表面”的顺序分析，因为这样只能得出“阻力越大，小车运动的距离越小，速度减小得越快”的结论，而不能进一步推理得出物体不受阻力时的运动情况。
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旧知重现：
在探究真空不能传声的实验中(如图3 所示)，也利用了理想实验法。
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[中考·衡阳] 如图4 所示，小红的妈妈陪弟弟在公园
里荡秋千，假如弟弟荡到左边最高点时受到的
外力突然全部消失，他将会( )
A. 继续向左运动
B. 从左向右运动
C. 竖直向下运动
D. 静止不动
D
例2
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解题秘方：物体不受外力时的运动状态取决于它原来的运动状态：原来静止的不受外力时将一直静止，原来运动的不受外力时将保持原来的速度大小和方向做匀速直线运动。
方法技巧：
判断物体不受外力时运动状态的方法:先判断物体原来所处的运动状态，再根据牛顿第一定律判断。示例如下：原来静止 将保持静止。原来运动 将做匀速直线运动。
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解析：秋千荡到左边最高点的瞬间是静止的，如果此时受到的外力突然全部消失，根据牛顿第一定律，他将保持静止。
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旧知重现：
在探究真空不能传声的实验中(如图3 所示)，也利用了理想实验法。
知识点
惯性
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2
1. 定义 物体保持原来运动状态不变的性质。
2. 一切物体在任何情况下都具有惯性。
物体有惯性，惯性是属性；
大小看质量，不管动与静。
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3. 惯性大小的决定因素 质量。
(1)质量越大的物体，惯性越大。
深度理解：
惯性大小反映的是物体运动状态改变的难易程度，运动状态越难改变，物体的惯性越大。速度较快的蜜蜂与慢慢行走的黄牛相比，运动状态难以改变的是黄牛，惯性大的是黄牛。
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(2)不要误认为惯性的大小与速度有关。假如认为物体的速度越大惯性越大，速度越小惯性越小，那么当物体的速度为零时，物体就不具有惯性，但一切物体都具有惯性，由此可见，惯性大小与速度有关的观点是错误的。
(3)惯性是物体的一种固有属性，它不是力。惯性是每个物体都具有的，不需要两个物体的相互作用。惯性只有大小，没有方向，惯性大小无具体数值，无单位。
知2－讲
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4. 惯性与惯性定律的区别
惯性 惯性是指物体保持自身原有的静止状态或匀速直线运动状态不变的性质，是一切物体固有的属性，惯性的大小与物体是否受外力、处于何种状态等无关
惯性
定律 惯性定律即牛顿第一定律，是描述物体在不受外力作用时，由于具有惯性而表现出来的一种运动规律
知2－讲
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5. 惯性的利用与防止
(1)利用：利用惯性可以带来很多方便，如体育运动中的跳远、射击、球类比赛等都利用了惯性。
(2)防止：惯性有时会给人们带来危害，如车辆急拐弯时容易翻车，车速太快、车距太近容易发生交通事故等。
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[中考·无锡] 如图5 所示，当铁锤的锤头松动时，握住铁锤的木柄迅速向下撞击坚硬的地面，锤头会紧紧地套在木柄上。这是因为木柄撞击地面时( )
例 3
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A. 锤头由静止变为运动，木柄由于惯性仍要继续向下运动
B. 锤头由运动变为静止，木柄由于惯性仍要保持静止状态
C. 木柄由静止变为运动，锤头由于惯性仍要保持静止状态
D. 木柄由运动变为静止，锤头由于惯性仍要继续向下运动
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解题秘方：在分析解释惯性现象时，首先要确定研究对象，再将研究对象一分为二，分成两部分，最后做出判断：“受力”部分运动状态会发生改变，“不受力”部分由于惯性还要保持原来的运动状态。
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解析：当铁锤的锤头松动时，握住铁锤的木柄迅速向下撞击坚硬的地面，原来锤头和木柄都处于运动状态，当木柄碰到地面后停止运动，而锤头由于惯性会仍然保持运动状态，故此时锤头会紧紧地套在木柄上。
答案：D
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误区警示：
惯性不是力：
(1)一个物体具有惯性，但一个物体不能产生力的作用；
(2)惯性只有大小，而力不仅有大小，还有方向和作用点。因此，不能说“惯性力”或“受到惯性的作用”，只能说“由于惯性”或“物体具有惯性”。
课堂小结
牛顿第一定律 惯性
质量
联系
决定因素
物体固有属性
实验加推理
内容

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