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第八章 運動和力
第1節 牛頓第一定律
八年級物理下冊 人教版
牛頓第一定律
第1節 牛頓第一定律
第1節
牛頓第一定律
慣性
阻力對物體運動的影響
①通過實驗，確認阻力對物體運動的影響。
②經歷建立牛頓第一定律的科學推理過程，認識牛頓第一定律。
第1節 牛頓第一定律
③能通過生活經驗和大量事實認識一切物體都具有慣性，能用物體的慣性解釋生活和自然中的有關現象。
①這是同學們熟悉的生活中騎自行車、玩滑板車的現象
自行車、滑板車為什么能夠前進？
在前進的過程中，當我們停止力時，能夠立即停下來嗎？
你同意誰的觀點呢？今天我們一起學習這方面的知識。
第1節 牛頓第一定律
玩滑板車時，人不蹬地，車最終會停下來。
說明物體運動需要力來維持。
滑板車滑行時，人沒有蹬地，車還繼續前進。
說明物體運動不需要力來維持。
②在歷史上，人們對物體的運動是否需要力，存在下面的兩種觀點。
觀點一
觀點二
阻力對物體運動的影響
一、阻力對物體運動的影響
根據上述現象，你覺得力對物體的運動有什么影響？
①用力推課本，會運動；撤去力，就會停下來。
②關閉電機的電動自行車汽車會停下來。
③自由擺動的秋千會慢慢停下來。
根據生活中的現象，自古以來就有很多人認為：
物體的運動需要力來維持
回憶我們生活中的一些現象：
①歷史回顧
物體的運動需要力來維持。
一、阻力對物體運動的影響
亞里士多德（約公元前384年—322年），是古希臘著名的哲學家、科學家和教育家。他總結了泰勒斯以來古希臘哲學發展的結果，首次將哲學和其它科學區別開來，開創了邏輯學、倫理學、政治學和生物學等學科的獨立研究。他的學術思想對西方文化、科學的發展產生了巨大的影響。
2000多年前，古希臘哲學家亞里士多德根據當時人們對運動和力的關系的認識提出一個觀點——物體的運動需要力來維持。這個觀點統治了力學世界1400多年。
物體的運動不需要力來維持
②1589—1591年，意大利物理學家伽利略對物體的運動作了細致的觀察與實驗，做了經典的斜面實驗，得出結論：
物體如在無阻力的水平面上滑動，則應保持原速度永遠滑動。
一、阻力對物體運動的影響
亞里士多德
伽利略
一、阻力對物體運動的影響
力是維持物體
運動的原因
物體的運動
不需要力來維持
孰是孰非？
誰的觀點正確呢？
一、阻力對物體運動的影響
物體的運動是否需要力維持。
斜面（與木板組合在一起）、小車、棉布、毛巾、刻度尺等。
實驗目的
實驗器材
一、阻力對物體運動的影響
實驗方案
①使小車從同一斜面、同一高度由靜止開始自由滾下，在水平軌道上滑動，測量出小車滑動的距離。
③比較幾次實驗中小車運動的距離，歸納結論。
②逐漸改變水平軌道的光滑程度（換用毛巾、棉布等），測量記錄小車運動的距離。
一、阻力對物體運動的影響
①使小車從斜面某一高度由靜止開始自由滾下，在鋪有毛巾的水平面上滾動，記下滾動的距離。
實驗步驟
一、阻力對物體運動的影響
②使小車從同一斜面、同一高度由靜止開始自由滾下，在鋪有棉布的水平面上滾動，記下滾動的距離。
一、阻力對物體運動的影響
③使小車從同一斜面、同一高度由靜止開始自由滾下，在木板表面上滾動，記下滾動的距離。
一、阻力對物體運動的影響
小車在木板表面上滑動的距離最遠。
實驗結果
一、阻力對物體運動的影響
表面材料 阻力大小 小車運動的距離（米） 小車速度
減小的快慢
毛巾 大 3.45 比較快
棉布 中 18.72 比較慢
木板 小 37.52 最慢
實驗數據
實驗結論
水平表面越光滑，小車運動時受到的阻力越小，通過的距離越長，速度減小得越慢。
一、阻力對物體運動的影響
評估與交流
①實驗中，我們要研究的是小車運動的距離受阻力大小的影響。因此，必須保證同一小車進入水平面的速度相同。所以需要讓同一小車從同一斜面的同一高度由靜止滑下，這是運用了控制變量法。
②小車在水平面滑行時，所受的阻力主要來自接觸面的摩擦力，而摩擦力的大小受壓力大小和接觸面的粗糙程度影響，因此，為了探究接觸面粗糙程度對小車的阻力情況，必須要控制壓力不變，只改變接觸面的粗糙程度。
③在本實驗中，主要涉及二種物理研究方法：一是轉換法，即通過小車運動的距離來反映阻力的作用效果；二是控制變量法，即在研究阻力對小車運動情況的影響時，控制其初速度相同、壓力相同，只改變接觸面的粗糙程度。
一、阻力對物體運動的影響
視頻演示實驗——《阻力對物體運動的影響》
牛頓第一定律
二
①伽利略斜面實驗
二、牛頓第一定律
結 論
水平表面越光滑，鋼球滾動時受到的阻力越小，通過的距離越長，速度減小得越慢。
1632年意大利物理學家伽利略做了著名的斜面實驗：
在軌道的一邊釋放一顆鋼珠，如果忽略摩擦力帶來的影響，發現鋼珠從左邊滾下后，再從右邊的斜面滾上，鋼珠將上升到與左邊釋放高度相同的點；若將右邊的傾斜角減小，鋼珠還是上升到原來的高度，但通過的路程比原來更長；假設右邊的軌道為水平，鋼珠想要達到原來的高度，但是鋼珠無法達到原來的高度，鋼珠將永遠運動下去。
伽利略否定了亞里士多德關于力是維持物體運動的錯誤結論。
1632年伽利略在實驗結論的基礎上又進行了推理：
二、牛頓第一定律
水平表面越光滑，鋼球滾動時受到的阻力越小，通過的距離越長，速度減小得越慢。
結 論
如果運動物體受到的阻力為零，速度就不會減小，它將永遠運動下去。
進一步
推理
由伽利略的結論可知： 力不是維持物體運動的原因。
②笛卡兒的結論
1644年法國物理學家笛卡兒補充了伽利略的結論，提出：
如果運動物體不受到任何力的作用，它不會向左、右方向偏，將永遠沿原來的方向做勻速運動。
二、牛頓第一定律
勒內·笛卡爾，1596年3月31日生于法國笛卡爾，法國哲學家、數學家、物理學家。他對現代數學的發展做出了重要的貢獻，因將幾何坐標體系公式化而被認為是解析幾何之父。
1687年物理學家牛頓分析類似實驗，總結伽利略等人的研究成果，得出牛頓第一定律。
1687年，牛頓在笛卡爾、伽利略等人工作的基礎上，撰寫《自然哲學的數學原理》，擺脫舊觀念的束縛，把慣性定律作為第一原理正式提了出來：一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態為止。他提出了保持勻速直線運動狀態和靜止狀態是物體的固有屬性的觀點。
二、牛頓第一定律
牛頓第一定律的建立過程
二、牛頓第一定律
水平表面越光滑，小車運動時受到的阻力越小，通過的距離越長，速度減小得越慢。
科學真理的產生不是一蹴而就的，需要不斷反思、不斷實驗、不斷改進。
伽利略
笛卡爾
牛頓
①“一切物體”適用于所有物體。
②“沒有受到力的作用”是定律成立的條件。
③ 由牛頓第一定律可知：
當物體不受力時，總保持原來的運動狀態不變，原來靜止的物體始終靜止；如果原先運動，就始終以原來的速度做勻速直線運動。
二、牛頓第一定律
④牛頓第一定律是在大量經驗事實的基礎上，通過合理而科學的推測得到的，不能用實驗直接證明。
二、牛頓第一定律
實驗加科學的推理得出物理規律——這也是物理學中常用的一種研究方法。
實驗+科學推理
但是從這個定律得出的一切推論，都經受住了實踐的檢驗，因此，牛頓第一定律已經成為公認的物理學基本定律之一。
⑤在斜面實驗中，為什么每次都要讓同一小車從同一斜面、同一高度由靜止釋放？
實驗中讓小車從同一高度滑下，目的是讓小車到達水平面時的初始速度相同。
二、牛頓第一定律
力作用在物體上，并不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態的原因。
物體的運動狀態發生改變，是指物體不能保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。
二、牛頓第一定律
當出現下列情形之一時，就說物體的運動狀態改變了。
① 物體的速度大小發生變化；
② 物體的速度方向發生變化；
③ 物體的速度大小或方向發生變化。
如圖是探究“阻力對物體運動的影響”的實驗過程。
（1）根據圖中情景，以下說法正確的是_____。
A．①是假設，②③是實驗事實，
④是實驗推論
B．①②③④都是實驗事實
C．①②是實驗事實，③④是實驗推論
D．①②③是實驗事實，④是實驗推論
D
二、牛頓第一定律
（2）每次讓小車從斜面上同一高度由靜止滑下，這樣做的目的是____________________________。根據小車最終停在水平面上的位置可知：小車受到的阻力越小，小車的速度減小得越______；運動的小車在木板上最終停下來，是因為小車在水平方向上__________(選填“不受力”或“受到阻力”)。
（3）有一輛小車以一定的速度離開水平桌面，
假如該小車離開桌面時受到的力全部
消失，則接下來小車將________________。
（4）經過上面的探究可知：
力是______物體運動狀態的原因。
使小車到達水平面時速度相同
慢
受到阻力
勻速直線運動
改變
二、牛頓第一定律
慣 性
從牛頓第一定律可以知道，如果物體不受力的作用，原來靜止的物體要一直保持靜止狀態；原來運動的物體將保持其速度一直運動下去。
①當汽車急剎車時，人會向前傾。
三、慣性
當汽車剎車時，人的腳部與車廂接觸停止運動，但是人體的上部分仍要保持它原來的運動狀態，所以會向前傾。
下面一起分析生活中與此有關的現象。
②如圖所示，把一個雞蛋放在硬紙板上，硬紙板放在杯口上。
三、慣性
當快速水平彈動硬紙片時，硬紙片飛出，但是靜止的雞蛋要保持它原來的靜止狀態，雞蛋會落入水杯中。
用手快速水平彈動硬紙片時，發現硬紙片上的雞蛋沒有跟著紙片運動，而是落入水杯中。
③運動員投籃時，當把籃球投出后，籃球繼續向前飛。
三、慣性
當把籃球投出后，籃球離開手時，仍要保持它原來的運動狀態（離開手時的速度），所以會繼續向前飛。
牛頓第一定律也叫慣性定律。
三、慣性
物體不受力的作用時，為什么會保持原來的靜止狀態或運動狀態呢？
原來，這是物體固有的一種性質。
一切物體都有保持原來運動狀態不變的性質，我們把這種性質叫做慣性。
①慣性是物體本身的一種屬性。
三、慣性
②物體的運動狀態不變，即指物體靜止或勻速直線運動狀態。
一切物體在任何情況下都具有慣性。與物體的運動狀態、跟物體受力情況、狀態（固態、液態或氣態）等因素都無關。
注意：慣性不是力。在解答問題時，只能說“由于慣性”、“具有慣性”。而不能說“受到慣性”、“由于慣性的作用”、“克服慣性”等，否則就將慣性和作用混為一談。
物體的慣性只與物體的質量有關，物體的質量越大，慣性越大。
物體的慣性越大，理解為：物體的運動狀態越難改變。
相撲選手又稱慣性男子
③慣性的大小
三、慣性
火車的慣性比較大
物體的慣性越大，靜止的物體越不容易運動；運動的物體越不容易停下來。
①如圖所示，撥動簧片，把小球與支座之間的金屬片彈出時，小球并沒有隨金屬片飛出。你能說說發生這一現象的原因嗎？
三、慣性
靜止的小球沒有受到擊打力的作用。有保持原有靜止狀態的性質，所以沒有隨金屬片飛出，而是落入支座上的凹槽中。
三、慣性
物體原有運動狀態
金屬片和小球：
靜止
用慣性解釋有關現象的方法
受擊打力作用
物體的運動狀態
金屬片受擊打力的作用：
由靜止變為運動
未受擊打力作用
物體的運動狀態
小球不受擊打力的作用：保持靜止
②在杯子中盛滿牛奶，突然急速向左拉動杯子，會看到什么現象？為什么？
三、慣性
牛奶向右灑出。
因為牛奶開始處于靜止狀態，當杯子突然向左運動，牛奶具有慣性，仍要保持靜止狀態，所以牛奶會向杯子右側灑出。
③跑動中的人，腳被絆住，為什么會向前倒？
三、慣性
跑動中的人整個身體向前運動，當腳被絆住后停止運動，而上半身由于慣性，仍要保持原來的運動狀態，繼續向前運動，所以人向前摔倒。
④汽車突然剎車（或減速）
三、慣性
當汽車剎車時，人的腳底由于與車廂間的摩擦而隨車靜止，人的上身由于慣性，會保持繼續向前運動的狀態，所以剎車或減速時，人會向前傾。
⑤汽車突然加速（或啟動）
三、慣性
當汽車從停止狀態起動或加速時，人的腳底由于受到摩擦力而隨著車加速向前運動，人的上身由于慣性，仍保持原來的靜止狀態，所以人會后仰。
①跳遠時助跑
②錘頭松動后，緊固錘頭
三、慣性
當用力使錘柄向下運動時，錘柄由于先于地面接觸突然停止運動，錘頭由于慣性而繼續向下運動，從而使錘頭向柄的深部移動，與錘柄結合更緊密。
助跑是為了獲得更大的水平初速度和起跳角度，當人離開地面之后由于身體慣性將保持這個水平速度，在騰空時間相同時，起跳的水平速度越大跳的越遠。
④投籃
三、慣性
這些現象的共同特點是增加了物體脫離手時的運動速度，當物體離開手之后由于具有慣性，將保持這個速度運動下去，所以物體離開手時的速度越大，運動的越遠。
③擲鉛球
⑤投標槍
行駛的車輛在遇到緊急情況下剎不住車，最主要的還是由于慣性，根據慣性定律可知，汽車剎車后，即使輪子不轉了，但是由于慣性，汽車還會向前滑動一段距離，如果此時前面有車子離得太近，就會發生交通事故。
三、慣性
①車輛碰撞原因
②為了人身安全，交通法規定：人們開車或坐車時，要系安全帶，車輛安裝安全氣囊等。
汽車發生碰撞時，安全帶把人固定在坐椅子上，防止飛出車外。
汽車發生碰撞時，安全氣囊會打開，保護人體與方向盤等部件撞擊造成的傷害。
三、慣性
三、慣性
①卡車滿載和空載時，哪個容易啟動？哪個容易制動？
②戰斗機投入戰斗前要，往往要拋掉副油箱，為什么？
卡車空載時，容易啟動，也容易制動。
因為空載時，卡車的質量小，慣性小，運動狀態容易改變。所以無論是啟動還是制動更容易。
戰斗機投入戰斗前拋掉副油箱，減小了飛機的質量，是為了減小飛機的慣性，使飛機的運動狀態容易改變，提高靈活性。
視頻欣賞《實驗演示-物體的慣性》
三、慣性
課堂總結
四
①慣性：
一切物體都有保持原來運動狀態不變的性質，我們把這種性質叫做慣性。
②力和運動的關系：力是改變物體運動狀態的原因。
②慣性是物體本身的一種屬性。
一切物體在任何情況下都具有慣性。物體的質量越大，慣性越大。
①牛頓第一定律：
一切物體在沒有受到力的作用時，總保持的靜止狀態或勻速直線運動狀態。
四、課堂總結
③建立過程：在經驗事實的基礎上，通過科學推理得出。
③慣性的利用與危害。
四、課堂總結
動手動腦學物理
五、動手動腦學物理
1. 同學們在一起討論運動和力的關系。小明認為，一切物體只有受力才能保持勻速直線運動，不受力總是靜止的；小華認為，一切物體只有受力才能保持靜止，不受力總是做勻速直線運動。他們的說法對嗎？為什么？
他們的說法都不對。物體受力后，運動狀態要發生變化，不可能保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。如果物體沒有受力，根據牛頓第一定律，物體總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。換言之，物體不受力時，就可以處于勻速直線運動狀態，也可以處于靜止狀態。
解析
五、動手動腦學物理
2. 如圖所示，用力擊打一摞棋子中間的一個，該棋子飛出，而上面的棋子落下。你能解釋這是為什么嗎？
擊打棋子前，棋子是靜止的。擊打其中一個棋子后，這一棋子因受擊打力而飛出，上面的棋子由于慣性不會飛出，但因重力的作用而落下。
解析
五、動手動腦學物理
3. 分析下列現象是怎樣利用慣性的？（1）通過拍打窗簾清除它上面的浮灰。（2）標槍運動員為取得好成績，擲標槍前需要助跑。
（1）拍打窗簾前，浮灰在窗簾上是靜止的。拍打窗簾后，窗簾因受力改變運動狀態而振動，浮灰由于慣性，還要保持原來的靜止狀態。所以浮灰與窗簾分離，即通過拍打窗簾，清除了它上面的浮灰。
（2）標槍運動員攜帶標槍助跑，目的是要標槍能在出手前具有一定的速度，從而利用標槍自身的慣性，使他在空中繼續前進。
解析
五、動手動腦學物理
4.在一列勻速直線行駛的列車內，一位同學相對于車廂豎直向上跳起，他是否會落在車廂內原來的起跳點？說出你的理由。
會落在車廂內原來的起跳點。原因是，起跳前該同學與車一起向前運動，起跳以后，由于慣性他還要保持原來的運動狀態，所以落下后還會落在車廂內原來的起跳點。
解析
課堂練習
六
1．關于慣性，下面說法正確的是（　　　）
　　 A．一切物體在沒有受到力的作用時，總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質叫做慣性
　　 B．射出的子彈離開槍口繼續高速前進，是因為子彈受到慣性的作用
　　 C．汽車關閉發動機后還能繼續前進是由于汽車的慣性大于它受到的阻力
　　 D．一切物體在任何情況下都具有慣性
D
六、課堂練習
慣性是物體的一種性質，與物體是否受力無關，一切物體在任何情況下都具有慣性；所以選D。
2．一架飛機在某一高度正在做勻速直線運動的物體，若所受的各力突然消失 ( )
A．仍做勻速直線運動
B．繼續向前運動，且速度越來越快
C．慢慢停下來
D．立即停下來
A
六、課堂練習
根據牛頓第一定律：一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。飛機在某一高度正在做勻速直線運動，若所受的各力突然消失，仍要保持原來的運動狀態。
所以選A。
3．教室里懸掛著的電燈處于靜止狀態，假如它受到的所有的力突然全部消失，它將 ( )
A．加速下落　　　B．勻速下落
C．保持靜止 D．可以向各個方向運動
C
六、課堂練習
根據牛頓第一定律：一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。教室里懸掛著的電燈處于靜止狀態，假如它受到的所有的力突然全部消失，它仍將保持靜止狀態 。
所以選C。
4. 關于牛頓第一定律的理解，下列說法正確的是（　 ）
A．牛頓第一定律是通過憑空想象出來的
B．物體只要運動，就一定受到力的作用
C．不受力的物體，只能保持靜止狀態
D．如果物體不受到力的作用，原來運動的物體將保持原有的速度一直做勻速直線運動
實驗+推理
不受力，也會運動
D
六、課堂練習
不受力也可勻速運動
5 . 下列現象中，屬于利用慣性的是（　　）
A．坐汽車時要系好安全帶
B．跳遠運動員快速助跑
C．行車時要注意保持車距
D．學校路段減速慢行
B
利用慣性提高成績
六、課堂練習
防止慣性的危害
防止慣性的危害
防止慣性的危害
慣性不是“力”
6 . 同學們對運動場上出現的現象進行了討論。下列說法正確的是（　　）
A．運動員沖過終點時，由于受到慣性力的作用不會立即停下來
B．拋出去的籃球會在空中繼續運動，是因為籃球具有慣性
C．踢出去的足球在地上越滾越慢，說明物體的運動需要力來維持
D．跳遠運動員助跑起跳，是為了增大慣性
B
六、課堂練習
物體的運動不需要力維持，足球在地上越滾越慢是因為受到阻力。
慣性大小只與質量有關，跳遠運動員助跑起跳，慣性不變，是為了增大起跳時的速度。
7．在水平地面上推一木塊，木塊運動，撤掉這個推力，木塊靜止，亞里士多德根據這些現象認為物體的運動________(選填“需要”或“不需要”)力來維持。如圖所示，冰壺離手后，此時________(選填“受到”或“不受”)人的推力的作用，冰壺繼續向前運動，說明物體的運動_________(選填“需要”或“不需要”)力來維持；木塊和冰壺最終變為
靜止都是因為受到了_________作用，
說明力是_______(選填“改變”或“維持”)
物體運動狀態的原因。
需要
不受
不需要
阻力
改變
六、課堂練習
8．小明利用如圖所示的裝置，探究在水平面上阻力對物體運動的影響，進行如下操作：
(1)讓同一小車從斜面上同一位置由靜止開始下滑，目的是使小車到達斜面底端的_________________。
(2)讓小車從斜面上滑下后沿水平面運動時，在豎直方向上受到的______力和________力的作用效果相互抵消，相當于小車只受水平方向上的_____力作用。
初速度相同
重
支持
阻
六、課堂練習
(3)在實驗中分別在水平面上鋪上毛巾、棉布、木板，目的是為了改變____________________來改變小車所受的阻力大小。
(4)實驗現象是：水平面越光滑，小車運動的距離越______；這說明小車受到的阻力越小，速度減小得越_______(選填“快”或“慢”)。
(5)進一步推理可以得出：運動的物體在沒有受到力的作用時，它將________________運動。
(6)上述探究實驗中用到的科學研究方法有：____________和____________________。
接觸面的粗糙程度
遠
慢
做勻速直線
控制變量法
實驗與科學推理法
六、課堂練習
9. 如圖(a) 所示，木塊與小車一起做勻速直線運動，當小車的運動狀態發生變化時，木塊的狀態如圖(b) 所示。把木塊換成盛有水的燒杯，重復上述過程，燒杯中水面的狀態分別如圖 (c) 和 (d) 所示。



①由圖(a)、(b)或圖(c)、(d)可知：小車運動狀態變化的可能情況是
________________________________________。
② 得到上述結論是利用了木塊和水都具有___________________
的性質。
保持原來運動狀態
小車向左加速或小車向右減速
六、課堂練習

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