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2.2 第1课时 牛顿第一定律 惯性
八年级上册 · 浙教版 · 第2章 力与空间探索
学习目标
1. 理解牛顿第一定律的内容和意义，知道力是改变物体运动状态的原因。
2. 理解惯性的概念，知道一切物体都具有惯性，惯性大小只与质量有关。
3. 通过伽利略推理与牛顿归纳，体验以实验事实为基础、通过推理得出结论的科学方法。（科学思维）
4. 能用牛顿第一定律和惯性解释生活中的有关现象，关注惯性利用与危害。（科学态度）
学习重难点
学习重点：牛顿第一定律的内容 惯性的概念 力是改变运动状态的原因
学习难点：牛顿第一定律的推理过程 用惯性解释生活中的现象
一 课前预习
知识梳理——请自主填写下列关键概念
1. 牛顿第一定律：任何物体总保持______状态或______状态，
除非有作用在它上面的_____迫使它改变这种状态。
2. 力是_____物体运动状态的原因，而不是_____运动的原因。
3. 物体有保持原有_____状态或_______状态的性质，
这种性质叫作____。因此牛顿第一定律也叫作____定律。
4. 惯性是一切物体固有的属性。无论是___、___还是___，
无论物体是运动的还是静止的，都具有惯性。
5. 惯性大小只跟物体的____有关，与速度等因素____。
学前引导——联系生活想一想
① 跳远运动员快速助跑后，为什么要继续跑几步再起跳？____________________
② 公交车紧急刹车时，车上的乘客为什么会向前倾？____________________
二 课中探究
活动01 阻力对物体运动的影响
【情境】伽利略在400多年前通过实验与推理，质疑了亚里士多德
“力是维持运动的原因”的观点。下面我们用斜面小车实验，
观察小车在三种不同水平面上的运动情况。
阻力对小车运动的影响实验装置——同一斜面顶端释放，分别在棉布、丝绸、木板三种水平面上滑行
【问题与步骤】
① 在水平木板上分别铺上棉布和丝绸（如图甲和乙），让小车从斜面顶端由静止滑下，
观察小车在水平面上运动的距离。每次实验都要让小车从斜面的同一位置开始滑下。
② 水平木板上不铺任何材料（如图丙），重复上述实验。
③ 如果小车在水平面上运动时不受阻力的作用，那么它将做怎样的运动？
【观察记录表——参照课本表2.2-1，请将实验观察结果填入下表空白处】
水平面的材料 小车受到的阻力（大、较大、小） 小车运动的距离（大、较大、小）
棉布
丝绸
木板
课本表2.2-1 阻力和运动的距离记录表（参考结构）
【结论填空】
① 水平面越光滑，小车所受的阻力越______，
运动的距离越______，速度减小得越______。
② 如果小车不受阻力作用，它将做__________运动。
活动02 牛顿第一定律
【情境】伽利略通过实验加推理得出：物体在不受力时速度保持不变；
笛卡儿补充：物体不受力时不会偏转，将沿原方向做匀速直线运动；
牛顿在大量实验事实的基础上，归纳概括出牛顿第一定律。
伽利略与笛卡儿对力和运动的认识——以可靠的实验事实为基础、通过推理得出结论
【问题与思考】
① 亚里士多德认为“力是维持运动的原因”，这个观点对吗？
请用伽利略的推理过程说明。
__________________________________________________
② 力是维持物体运动的原因，还是改变物体运动状态的原因？
请举出一个生活中的实例说明。
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【结论填空】
① 牛顿第一定律揭示：物体在不受力时将保持_______或________。
② 力是________物体运动状态的原因，而不是______运动的原因。
小球的运动和力的关系——下落/上抛/斜抛三种运动中，速度大小和方向都被力改变
活动03 惯性
【情境】物体有保持原有运动状态（静止或匀速直线运动）的性质——这就是惯性。
下面通过课本p69的四个小实验来观察惯性的表现。
物体具有惯性——甲：向右拉动小车突然停止，木块前倾；乙：弹击卡片，硬币落杯；丙：突然推水槽，水溢出；丁：挤压塑料瓶，气体喷向蜡烛火焰
【观察与思考】
① 甲图：向右拉动小车，小车突然停止时上面的木块将发生什么？为什么？
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② 乙图：用手指弹击高脚杯上的卡片，卡片上的硬币会跟着飞出去吗？为什么？
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③ 丙图：突然推动装了水的水槽，会看到什么现象？为什么？
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④ 丁图：挤压装了气的塑料瓶对着蜡烛火焰，将看到什么？解释这一现象。
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【惯性利用与危害】
利用惯性——撞击锤柄下端，锤头因惯性继续向下运动，从而紧固在锤柄上
① 跳远运动员快速助跑后飞身一跃，是利用了________。
② 锤头能紧套在锤柄上，是因为锤柄遇凳面突然停止时，锤头由于________。
惯性现象——筷子插入土豆后用铁锤快速向下敲击筷子，土豆不往下掉反而往上爬
③ 将一根筷子插入土豆中，再用铁锤快速向下敲打筷子，看到土豆往上爬，
这是因为筷子突然向下运动时，土豆由于__________。
④ 公交车突然启动或刹车时，车上挂件和乘客可能发生危险，
这是因为人和挂件都具有______，要防止危险应________。
三 达标检测
1. （2023宁波镇海期末）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想象得出来的
B. 物体只要运动，就一定受到力的作用
C. 不受力的物体，一定保持静止状态
D. 物体在不受到力的作用时，总保持原来的静止状态或匀速直线运动状态
2. （2022江苏泰州中考）如图所示，虚线是小华抛出的皮球落地后又弹起的运动轨迹，当皮球运动到最高点A时，若它所受外力突然全部消失，则皮球将（ ）
A. 保持静止
B. 沿水平方向做匀速直线运动
C. 竖直向上做匀速直线运动
D. 竖直向下做匀速直线运动
3. （2024嘉兴期末）惯性是一切物体的基本属性，下列有关惯性的说法正确的是（ ）
A. 运动员跑到终点不能马上停下，是由于运动员具有惯性
B. 撞击锤柄的下端能紧固锤头，是由于惯性力的作用
C. 拍打窗帘清除上面的浮灰，是为了增大窗帘的惯性
D. 高速公路严禁超速，是因为速度越大惯性越大
4. 【新情境·航天航空】（2024宁波余姚期中）北京时间2024年5月7日11时21分，我国在太原卫星发射中心成功发射长征六号丙运载火箭，搭载发射的海王星01星等4颗卫星顺利进入预定轨道，飞行试验任务获得圆满成功。若卫星绕地球做匀速圆周运动时，受到的所有外力同时消失，卫星将（ ）
A. 做匀速直线运动
B. 慢慢停下来
C. 竖直下落
D. 做匀速圆周运动
5. （2024宁波余姚期末）当你坐在一辆行驶的汽车中，突然感觉汽车座椅的靠背在向前推你，这时汽车正在（ ）
A. 匀速行驶
B. 加速行驶
C. 减速行驶
D. 转弯
6. 【新课标·科学观念】（2024宁波鄞州模拟，★★★）如图所示，在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球，将小球拉至A点，使细线处于拉直状态，由静止释放小球后，小球可在A、B两点间来回摆动。若当小球摆到B点时，细线恰好断开，同时所有力都消失，则小球将（不计摩擦）（ ）
A. 沿BD方向运动
B. 沿BE方向运动
C. 沿BC方向运动
D. 在B点保持静止
7. （2024宁波期末，★★★）“投壶”是古代的一种投掷游戏。如图，投出的箭（用竹、木等制成）可以在空中继续飞行，是因为（ ）
A. 手对箭有力的作用
B. 箭的质量比较轻
C. 箭具有惯性
D. 箭受到重力的作用
8. （2024金华浦江期末，★★★）如图所示，一个杂技演员骑着一辆独轮车先沿粗糙水平面以v1的速度做匀速直线运动，后运动到一光滑水平冰面上，仍沿原方向做匀速运动，速度为v2，比较v1和v2的大小，则v1_______v2（选填“大于”“等于”或“小于”），判断的依据是________________________。
独轮车由粗糙水平面驶上光滑水平冰面
9. （2025金华永康期末，★★★）静止的小车上水平放置一密封的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，如图所示，当小车突然向右运动时，气泡相对于瓶子_________（选填“向左运动”“向右运动”或“保持静止”）。
密封瓶子内水中小气泡示意图
10. （★★★）周末，小聪和他的父母一起在马戏团看“森林密语”表演。在表演中，坐在匀速奔跑的马的背上的演员突然从马背上跳起，正当观众担心他会摔下马背时，他却又稳稳地落在马背上，请从物理学的角度分析其原因。
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11. （2023衢州模拟）小科发现汽车启动时，车内挂件总是向后摆动，而汽车刹车时，挂件又总是向前摆动。这是为什么呢？他用乒乓球、实心铁球（体积与乒乓球相同）、带轮子的透明有盖容器、细线、水等在水平地面上进行研究。
实验装置：透明容器内悬挂乒乓球与铁球
（1）如图甲，将一个乒乓球用细线悬挂在容器的盖上，推动容器向右运动的瞬间，
可观察到乒乓球向______摆动，这是由于乒乓球具有_______。
（2）小科将实心铁球也用等长的细线悬挂在容器的盖上，继续实验。
图乙：两球摆动方向相同，但偏离竖直方向的最大角度不同
向左推动容器的瞬间，观察到两球摆动方向相同（如图乙），
但细线偏离竖直方向的最大角度不同，且最大角度α_____β
（选填“大于”或“小于”）。
（3）如图丙，将细线一端系住乒乓球，另一端固定在容器底部，
铁球用另一等长细线悬挂在盖上，往容器中注满水，并盖上盖子。
请在下列空白框中大致画出向左推动容器的瞬间，两球在容器中的位置，
并说明这一现象能说明什么物理规律。
（画图区域）：__________________________________________________
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说明的物理规律：______________________________
四 课后提升
课本练习与应用（p78）
1. 分析下列现象是怎样利用惯性的。
（1）冬天晒棉被时，通过拍打棉被清除它上面的浮灰。
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（2）鞋子踩到沙堆里，通过跺脚清除粘在鞋上的细沙。
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拓展任务
为什么机动车驾驶人和乘坐人都必须系好安全带？请从惯性的角度说明。
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参考答案
一、课前预习答案
1.任何物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，除非有力迫使它改变这种状态。
2.力是改变物体运动状态的原因，而不是维持运动的原因。
3.物体有保持原有静止状态或匀速直线运动状态的性质，叫作惯性。牛顿第一定律也叫作惯性定律。
4.惯性是一切物体固有的属性。无论是固体、液体还是气体，无论物体是运动的还是静止的，都具有惯性。
5.惯性大小只跟物体的质量有关，与速度等因素无关。
引导①跳远运动员快速助跑后获得较大的速度，起跳后由于惯性仍要保持原来的运动状态（继续向前运动），所以能在空中继续前进。
引导②公交车紧急刹车时，车身停止运动，而乘客由于惯性仍要保持原来的运动状态（向前运动），所以会向前倾。
二、课中探究结论答案（节选）
活动01 ①水平面越光滑，所受的阻力越小，运动的距离越远，速度减小得越慢。② 如果不受阻力，它将做匀速直线运动。
活动02 ①牛顿第一定律揭示了物体在不受力时将保持匀速直线运动状态或静止状态。② 力是改变物体运动状态的原因，而不是维持运动的原因。
活动03惯性是保持原有静止或匀速直线运动状态的性质。利用惯性如锤头紧固、助跑起跳；惯性危害如公交车紧急刹车；质量越大惯性越大。
三、达标检测答案与解析
1. D
解析：牛顿第一定律是在实验的基础上经过科学的推理得出的，不是凭空想象出来的，A错误。物体在做匀速直线运动时，可能不受力，B错误。由牛顿第一定律可知，不受力的物体，总保持静止状态或匀速直线运动状态，C错误，D正确。
2. B
解析：一切物体在不受外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态；皮球运动到最高点A时，不再上升，但在水平方向仍有速度；若它所受外力突然全部消失，则皮球将沿水平方向做匀速直线运动。
3. A
解析：运动员跑到终点时不能立刻停下是因为运动员具有惯性，到达终点后仍会保持原来的运动状态，A正确。紧固锤头时撞击锤柄的下端，松动的锤头就紧套在锤柄上，这是利用了锤头的惯性，惯性不是力，B错误。拍打窗帘时，窗帘受力运动，浮灰由于惯性仍保持原来的静止状态从而与窗帘脱离，是利用了浮灰的惯性，惯性大小只跟物体的质量大小有关，与速度等因素无关，C、D错误。
4. A
解析：根据牛顿第一定律可知，绕地球做匀速圆周运动的卫星，如果它受到的所有外力同时消失，将做匀速直线运动，A正确。
5. B
解析：当你坐在一辆行驶的汽车中，突然感觉汽车座椅的靠背在向前推你，说明靠背对你的压力增大；当汽车加速行驶时，由于惯性，乘客的身子会向后仰而挤压靠背，由于力的作用是相互的，所以靠背向前推乘客。B正确。
6. D
解析：小球由静止释放后，在A、B两点间来回摆动。当小球摆到B点时，小球速度恰好为零，若此时细线恰好断开，且小球所受所有力全部消失，据牛顿第一定律可知，此时小球将在B点保持静止状态，D正确。
7. C
解析：投出的箭由于惯性继续保持原来的运动状态，所以能在空中继续飞行，C正确。
8. 等于；物体不受力时将保持原来的运动状态
解析：杂技演员骑着独轮车由粗糙的水平面到光滑的水平冰面，独轮车在水平方向不再受到摩擦力，由牛顿第一定律可知，物体不受力时将保持原来的运动状态，则杂技演员与独轮车会以原来的速度沿原方向做匀速直线运动，即v1等于v2。
9. 向右运动
解析：当瓶子从静止状态突然向右运动时，水的质量大，惯性大，水由于惯性仍保持原来的静止状态，所以水相对于瓶子向左运动，将小气泡挤向右边，即小气泡相对于瓶子向右运动。
10. 见解析
解析：演员坐在马背上，他同马一起以同样的速度向前运动。当他从马背上跳起时，由于惯性仍然保持原来的速度向前运动。在他跳起腾空的这段时间内，他和马向前运动的距离相同，所以他又稳稳地落在马背上。
11.(1)乒乓球向左摆动；惯性
解析：图甲中，推动容器向右运动的瞬间，细线上端和容器一起向右运动，由于乒乓球具有惯性，仍保持原有的静止状态，于是乒乓球会向左摆动。
11.(2)α 小于 β
解析：由于惯性大小与物体的质量有关，物体的质量越大，惯性越大，运动状态越不容易改变，因此，当容器运动时，细线偏离竖直方向的最大角度不同，实心铁球摆动的角度更大，即α小于β。
11.(3)见解析；可说明质量大的物体惯性大
解析：由于惯性大小与物体的质量有关，质量越大，物体的惯性越大；当容器向左运动时，容器内的水由于惯性保持原来的运动状态，会向右运动，由于同体积的水比乒乓球的质量大、惯性大，所以在水的挤压下，乒乓球向左摆动；而同体积的水比实心铁球的质量小、惯性小，所以铁球由于惯性仍保持原来的运动状态，形成向右摆的效果。
题11(3) 作图答案：乒乓球向左摆，铁球向右摆
四、课后提升答案
1.(1)棉被受力运动时，棉被上的浮灰由于惯性仍保持原来的静止状态，于是浮灰与棉被分离，从而被清除。
1.(2)鞋子受力运动时，鞋子上的细沙由于惯性仍保持原来的静止状态，于是细沙与鞋子分离，从而被清除。
拓展机动车行驶中如果紧急刹车或发生碰撞，车身会突然减速或改变运动方向，而人和车内物体由于惯性仍要保持原来的运动状态，因此会发生危险。系好安全带可以对人起到束缚作用，防止惯性造成的伤害。

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