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第八章 运动和力
第1节 牛顿第一定律
新课导入
如果我们站在沿水平方向运动的滑板车上不再蹬地，而是让车滑行，滑板车最终会停下来。日常生活中常常会见到这类现象。
阻力对物体运动的影响
自古以来，就有很多人认为：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。然而，伽利略通过实验分析得出：物体的运动并不需要力来维持，运动的物体之所以会停下来，是因为受到了阻力。
到底哪个说法正确呢？下面我们通过实验来研究这个问题。
实验探究
实验探究1：阻力对物体运动的影响
如图所示，将棉布铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在木板上滑行的距离；去掉木板上的棉布，再次让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在木板上滑行的距离。
小车从高处滑下
实验小结
由实验可以看出，去掉木板上的棉布，运动的小车所受的阻力减小，向前滑行的距离变大。
设想一下，如果小车运动时不受阻力，小车是不是就不会停下了？
牛顿第一定律
伽利略对类似的实验进行了分析，并进一步推测：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。后来，英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出一条重要的物理规律：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。这就是著名的牛顿第一定律。
牛顿第一定律
牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理而概括出来的。我们周围的物体，都要受到力的作用，因此不可能用实验来直接验证这一定律。但是，从该定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验，因此，牛顿第一定律已成为公认的物理学基本定律之一。
惯性
从牛顿第一定律可以知道，如果物体不受力的作用，原来静止的物体将一直保持静止状态；原来运动的物体将保持其速度一直运动下去。一切物体都有保持原有静止状态或匀速直线运动状态不变的性质，我们把这种性质叫做惯性（inertia）。
惯性
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？
行驶中的汽车突然刹车时，乘客身体会前倾；汽车突然开动时，乘客身体会向后仰。想想看，身体向前倾、向后仰的原因是什么？
小球的惯性
惯性
金属片被弹出时，上面的金属球由于惯性要保持原来的静止状态，所以不会随金属片飞出。
汽车突然刹车时，乘客的脚已随车停止运动，而身体的上部要保持原来的运动状态，因此身体会前倾。同样的道理，当汽车突然开动时，乘客的脚已随车开始运动，而身体的上部要保持原来的静止状态，因此身体会向后仰。
惯性
生活中，人们常常利用物体的惯性。例如跳远运动员快速助跑后，飞身一跃，利用自身的惯性，在空中继续前进，以提高成绩；锤子的锤头变松了，人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上（见右图）。这是因为锤柄突然停止时，锤头由于惯性会继续向下运动，这样锤头就会牢牢地套在锤柄上了。
利用惯性紧固锤头
惯性
惯性有时也给人们带来危害，需要防范。例如，交通工具必须配备刹车系统，以免造成危险。
快速行驶的汽车，一旦发生碰撞，车身就停止运动，而乘客身体由于惯性会继续向前运动，在车内与车身撞击。安全气囊系统，一旦车辆发生严重撞击，气囊会自动充气弹出，使人不致撞到车身上。
牛顿第一定律
内容: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。这就是著名的牛顿第一定律。
牛顿第一定律的理解:
（1）牛顿第一定律是通过分析、概括、推理得出的，不可能用实验直接来验证。
（2）对任何物体都适用，不论是固体、液体还是气体都适用。
知识点一：牛顿第一定律
牛顿第一定律
（3）力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因。
（4）运动的物体不受力时做匀速直线运动（保持它的运动状态）。
（5）静止的物体不受力时保持静止状态（保持它的静止状态）。
知识点一：牛顿第一定律
课堂练习
例题1：正在水平面上滚动的小球，如果它受到的外力同时消失，那么它将 （ ）
A. 立即停下来
B. 慢慢停下来
C. 改变运动方向
D. 做匀速直线运动
D
知识点一：牛顿第一定律
课堂练习
【解析】 因为小球在运动，当小球所受的一切外力都消失时，小球将保持原来的速度做匀速直线运动。
课堂练习
例题2：人类发射的探测器已飞出太阳系，若发射的探测器所受外力全部消失，则探测器 （ ）
A. 沿原路径返回地球
B. 沿原方向做减速直线运动
C. 沿原方向做匀速直线运动
D. 沿原方向做加速直线运动
C
知识点一：牛顿第一定律
课堂练习
【解析】牛顿第一定律告诉我们：一切物体在不受外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。探测器在外力消失之前是运动的，那么在外力消失之后，由于它不受任何力的作用，所以它的运动状态就不会发生改变，只能沿直线永远地匀速运动下去。
惯性
定义：物体保持原来运动状态不变的特性叫惯性。
性质：
（1）惯性是物体本身固有的一种属性。一切物体任何时候、任何状态下都有惯性。
（2）惯性不是力，不能说一个物体受到惯性力的作用。
（3）惯性只有大小，没有方向，惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。
（4）惯性与物体的大小、速度、物体是否受力等因素无关。
知识点二：惯性
惯性
防止惯性的现象：汽车安装安全气囊、安全带。
利用惯性的现象：跳远助跑可提高成绩，拍打衣服可除尘。
解释现象：汽车刹车前，乘客与汽车一起处于运动状态，当刹车时，乘客的脚由于受摩擦力作用，随汽车突然停止，而乘客的上身由于惯性要保持原来的运动状态，继续向汽车行驶的方向运动，向汽车行驶的方向倾倒。
知识点二：惯性
课堂练习
例题3：下列说法正确的是（ ）
D
知识点二：惯性
A. 足球在水平地面上滚动时会慢慢停下来，是由于没有受到力的作用
B. 人站在水平地面上，人对地面的压力与人的重力是相同的
C. 赛车在高速行驶时不容易停下来，是因为速度越大惯性越大
D. 用脚踢足球时，脚有疼痛感，这说明力的作用是相互的
课堂练习
【解析】足球停下的原因是受到阻力作用，故A错误；压力的施力物体是人，受力物体是地面，重力的施力物体是地球，受力物体是人，二力不相同，故B错误；高速运动的物体停下来，运动状态的改变程度大，故C错误；脚对球施力使球运动，球对脚施力使脚疼，力的作用是相互的，故D正确。
课堂练习
例题4：当汽车突然刹车时，乘客向前倾倒；汽车做匀速直线运动时，乘客不发生倾倒，在这两种情况中（ ）
A. 前者有惯性，后者没有惯性
B. 后者有惯性，前者没有惯性
C. 前者惯性大，后者惯性小
D. 以上说法都不对
D
知识点二：惯性
课堂练习
【解析】惯性是物体本身的一种属性，和运动状态无关，所以两种情况都具有惯性；两种情况中乘客的质量都不变，两种情况下的惯性大小一样。故选D。
实战演练
例题1：物体在一水平拉力作用下沿水平面做匀速直线运动，现突然撤去拉力，物体将 （ ）
A. 继续做勺速直线运动
B. 立即停止
C. 立即减速直到静止
D. 运动方向立即发生变化
C
知识点一：牛顿第一定律
实战演练
例题2：一物体在水平面上做圆周运动，假设它所受外力同时消失，则物体将（ ）
A.做减速直线运动
B. 做曲线运动
C. 做匀速直线运动
D. 做圆周运动
C
知识点一：牛顿第一定律
实战演练
【解析】如果物体受到的力突然全部消失，根据牛顿第一定律可知，物体由于惯性，将保持绳子断时的速度做匀速直线运动。故选C。
实战演练
例题3：正常行驶的汽车，遇到紧急情况突然刹车，导致乘车的人向前倾的原因是 （ )
A. 乘车人受到向前的力
B. 没有动力汽车就停止运动
C. 乘车的人具有惯性
D. 汽车具有惯性
C
知识点二：惯性
实战演练
【解析】水平路上行驶的汽车突然刹车，车上的人下半身随车停止运动，而上半身由于惯性要保持原来的状态继续向前运动，所以人会向前倾。因此，发生这一现象是因为乘车的人具有惯性。
实战演练
例题4：苹果从树上落下的过程中，其惯性 （ )
A. 变大
B. 不变
C. 先变大后不变
D. 先变大后变小
B
知识点二：惯性
知识要点
1. 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。
2. 惯性：一切物体都有保持原有运动状态的特性。

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