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第一节 牛顿第一定律
第七章 力 与 运 动
学习目标
课时讲解
1
课时流程
2
探究运动的物体不受力怎样运动
牛顿第一定律
惯性
逐点
导讲练
课堂小结
作业提升
知1－讲
感悟新知
知识点
探究运动的物体不受力怎样运动
1
1. 提出问题
受到推力，箱子运动不受推力，箱子静止 受到压力，钉子运动不受压力，钉子静止 受到向前的力，足球运动不受向前的力，足球静止 受到牵引力，列车运动不受牵引力，列车静止
亚里士多德：运动需要力来维持牛顿：运动不需要力来维持
深入思考 说说亚里士多德由生活经验归纳出“运动需要力
来维持”的错误原因。
知1－讲
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深度理解
亚里士多德在分析生活中的现象时，只考虑物体受到的推力，而忽视了摩擦等阻力，其实物体停下来的原因不是“没有力的作用”，而是受到了阻力。
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知1－讲
方法点拨
理想实验法
理想实验以真实的科学实验为基础，经过合理推理，将研究对象加以“纯化（理想化）”，略去无关或次要因素的影响，概括出事物的本质规律。本实验中，小车受到的摩擦力越小，小车运动得越远，进而可以推理出若小车不受摩擦力，小车将运动得无限远，即一直在运动，其速度也不会发生变化，从而得出物体如果不受力，将一直做匀速直线运动。
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2. 设计实验
知1－讲
实验目的 运动的物体如果不受力，会一直运动下去吗？ 运动的小车 (1)如何做到？ (2)如何判定？ 如何让小车不受力 (1) F 和 G 大小相等、方向相反，作用效果相互抵消
(2) 利用理想实验法推理出摩擦力为零的情况
如何知道小车会一直运动下去 (1) 小车运动的距离无限远
(2) 小车速度一直没有减慢
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3. 实验过程及结论
知1－讲
实验操作 (1) 把小车放在斜面顶端，从静止开始释放，观察其在毛巾表面上滑行的距离
(2) 把小车放在斜面上同一位置，从静止开始释放，观察其在棉布和木板表面上滑行的距离(3)分析比较小车在不同表面上滑行的距离，得出结论
实验现象
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知1－讲
分析论证 水平表面类型 摩擦力大小 小车滑行的距离
毛巾表面 大 近
棉布表面 较大 远
木板表面 小 更远
绝对光滑的表面 f=0 无限远
结论 在开始速度相同时，所受摩擦力越小，小车前进得越远（速度减小得越慢）
推理 运动的物体不受力时将一直做匀速直线运动
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方法点拨
控制变量法
小车在水平面上滑行的距离与所受摩擦力大小、开始的速度有关。在探究小车在水平面上滑行的距离与所受摩擦力大小的关系时，我们需要控制小车开始的速度相同，改变水平面的粗糙程度，比较小车滑行的距离。
感悟新知
实验思考 如何让小车到达水平面时的速度相同？
知1－讲
思考结论
小车从斜面上同一高度由静止滑下，到达水平面的速度相同。
知1－练
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如图 1 甲所示，是“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置。
例1
知1－练
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解题秘方：理解控制变量法和理想实验法是解答本题的关键。
知1－练
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(1)实验中，用________________来反映小车速度减小的快慢。
解析：小车在水平面上移动的距离越远，说明小车运动状态改变得越慢，运动速度减小得越慢，所以实验时通过小车移动的距离来反映小车速度减小的快慢（转换法）。
小车移动的距离
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(2)实验中，小张为了让小车受到不同的阻力，采用的方法是 _____________________。
解析：滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关，所以可以通过改变水平面的粗糙程度来改变小车受到的阻力。
改变水平面的粗糙程度
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(3)在实验操作中，每次均将小车从斜面上同一高度处由静止释放，是为了让小车运动到水平面时的_______________相同；让小车分别在毛巾、棉布和木板表面上运动，最终小车静止时的位置如图 1乙所示。由此可得：小车受到的阻力越小，运动的路程越 _______。
小车移动的距离
远
解析：为了控制变量，使小车到达水平面时的速度相同，实验时让小车从斜面的同一高度处由静止释放。三个水平面中，木板表面的粗糙程度最小，小车受到的阻力最小，由图可知，小车在木板表面上移动的距离最远，故可得小车受到的阻力越小，运动的路程越远。
知1－练
感悟新知
知1－练
感悟新知
(4)进一步推理可知：若小车运动时所受阻力为零，小车将做_____________ (填运动状态)。
解析：若小车运动时所受阻力为零，小车的运动状态将不会发生改变，所以小车将做匀速直线运动。
匀速直线运动
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(5)上述实验 结论 是小张 在分析实验 现象的基 础 上，经过 科 学 推 理 得出的。请写出一个 利用该实验 方法 探究的实验：__________________________________ 。
探究声音能否在真空中传播（合理即可）
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1.理想实验法是研究物理规律的一种重要的思想方法，它以大量可靠的事实为基础，以真实的实验为原型，通过合理的推理得出物理规律。理想实验法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：
知1－练
感悟新知
①减小第二个斜面的倾角，小球在该斜面上仍然 到 达 原 来 释 放 时 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，最后使它变成水平面，小球将沿水平面做持续的运动；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
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知2－讲
知识点
牛顿第一定律
2
1. 内容 一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
2. 理解
(1)适用物体：所有物体，不管运动还是静止的物体。
(2) 运动状态：物体不受力，运动状态不变；物体受到外力，运动状态改变。
知2－讲
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深度理解
(1)“或”字说明物体只能处于其中一种状态，究竟处于哪种状态，由原来的运动状态决定。
(2)没有力的作用时，物体可以做匀速直线运动，这说明物体的运动不需要力来维持，即力不是维持物体运动的原因。
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知2－练
[ 期中·南阳 ] 如图 2 所示，小球沿弧形轨道从 A 点运动到 B 点时，所受外力全部消失，小球将沿轨迹 ______（填“a”“ b”“c”或“ d”）运动，理由是 ________________________________________________________________________________。
例2
c
原来运动的物体所受外力全部消失时，物体将沿
外力消失时的运动方向做匀速直线运动
知2－练
感悟新知
解题秘方：判断物体运动轨迹可以按照如下流程判断：
解析： 小球从弧形轨道上的 A 点运动到 B 点时，小球不再受任何力，此时小球的运动状态不再改变，因此小球将沿轨迹c 做匀速直线运动。
知2－练
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2. 在荡秋千的杂技 表演中，当秋千荡到最高点时，杂技演员甲和乙突然同时松手，如图所示。那么杂技演员乙的落点位置是( )
A． O 点
B． O 点左侧
C． O 点右侧
D．都有可能
A
知3－讲
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知识点
惯性
3
1. 生活中的惯性现象
图示
现象 用 尺 子 将上面的棋子打飞出去，上面的棋子仍然落在原处 扔出去的标枪离开手后，继续向前飞
解释 上面的棋子有保持原来静止状态不变的性质 扔出去的标枪有保持原来运动状态不变的性质
结论 原来静止 静止 原来运动 匀速直线运动
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知3－讲
动手实验
把笔帽竖立在桌边光滑的纸条上，迅速抽出纸条，观察到笔帽不会随纸条一起运动。
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总结归纳
(1)惯性：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。
(2)惯性是物体的固有属性。
知3－讲
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(3)惯性和力的区别
深入思考 惯性的大小不同指的是什么？
知3－讲
惯性 力
产生机制 物体因为具有质量而产生的 物体间的相互作用
物理意义 惯性是物体的一种属性 物体对物体的作用
产生条件 始终具有，与外界条件无关 物体间相互作用时才有，一个物体不会产生力
构成要素 没有方向，没有作用点，只有大小。大小与质量有关，但大小没有具体数值，也没有单位 有大小、方向、作用点；大小有具体的数值和单位
效果 保持物体运动状态不变 改变物体的运动状态
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知3－讲
深度理解
惯性的大小反映物体运动状态改变的难易程度。惯性大，运动状态改变得慢；惯性小，运动状态改变快。
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2. 解释惯性现象
知3－讲
实验现象 运动的小车遇到障碍物时，上方的木块为什么向前倾倒 小车突然启动时，木块为什么向后倾倒
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知3－讲
解释 (1)木块处于运动状态(2) 小车突然停下时，木块下 部 随 小 车 一 起 停 止运动(3) 上部由于惯性，保持原来的运动状态(4)向前倒 (1)木块处于静止状态(2) 小车突然启动时，木块下部受到摩擦力随小车一起运动(3) 上部由于惯性保持原来的静止状态(4)向后倒
总结 (1)确定研究对象(可能是两个物体也可能是一个物体)(2)分析研究对象原来的状态(3) 分析条件改变时，研究对象由于惯性要保持原来的状态(4)分析可能出现的结果
续表
感悟新知
知3－讲
知识链接
惯性大小的影响因素
惯性的大小与物体的质量有关，物体的质量大，惯性大。惯性大小与物体是否受力、与物体的速度的大小无关。
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3. 惯性在生活中的应用
(1)利用物体的惯性来工作
知3－讲
工人用铁锹将煤送到锅炉口，煤自动进入锅炉 锤头松了，将锤柄在凳子上撞击几下，锤头就紧套在锤柄上了 用拍子轻拍棉被，灰尘就掉落下来 农民用水瓢将水洒到禾苗前方，水继续向前运动
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(2)防止物体的惯性的危害
知3－讲
安全气囊 头枕 安全带
知3－练
感悟新知
一辆公交车正沿着笔直的公路向前行驶，车内某水平面上放着一杯水，如图 4 所示。司机张师傅发现有人横穿公路，突然一个急刹车；此时，杯中的水可能会（ ）
A. 仍然保持水面水平
B. 从行驶方向的前方一侧溅出来
C. 从行驶方向的后方一侧溅出来
D. 溅出来但无法判断从哪侧溅出
例3
知3－练
感悟新知
解析： 司机突然刹车时，车的速度减慢，而杯中的水由于惯性仍然会向前运动，故水可能会向前溅出。
解题秘方：在分析解释惯性现象时，首先要确定研究对象，再利用分割法将研究对象一分为二，分成两部分，最后作出判断：“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。
答案：B
知3－练
感悟新知
3.如图所示，三辆汽车停在红 绿 灯 前 A、 B、 C 的机动车道上，坐在车上的乘客，身体突然向左倾斜，是因为车原来停在______ 车道上。
C
知3－练
感悟新知
如图 5 所示， 我国独立自主研制的火星探测器“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，在近火点运动速度大于远火点的速度。由近火点向远火点运动时，探测器的惯性将_______ （填“变大”“变小”或“不变”）。
例4
不变
知3－练
感悟新知
解析： 探测器由近火点向远火点运动时，探测器的质量不变，惯性大小不变。
解题秘方：惯性大小只与质量有关，与物体是否受力、物体速度的大小无关。
知3－练
感悟新知
4.如图为短 道 速滑比赛中，运动员过弯道的情景，运动员的运动状态 ______（填“改变” 或“不变”），与通过直道时相比，同一个运动员在过弯道时具有的惯性 _______（填“变大”
“变小”或“不变”）。
改变
不变
牛顿第一
定律
惯性
利用
牛顿第一定律
探究阻力对物
体运动的影响
防止

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