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第3章 運動和力
第4節 牛頓第一定律
學習目標
1.能運用實驗加推理的方法得出牛頓第一定律。
2.了解力與運動之間的關系。明確力并非是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態的原因。
3.知道慣性的概念以及一切物體都具有慣性，并能用慣性知識解釋有關現象。知道慣性只與物體的質量有關，與速度和運動狀態等因素無關。
知識點1 牛頓第一定律 重點
1.探究阻力對物體運動的影響（教材第106頁“活動”）
猜想與假設 阻力可能是使物體運動速度減小的原因
制訂計劃和設計實驗
實驗器材 小車、斜面、棉布、木板、毛巾、刻度尺等
實驗過程 （1）在水平木板上鋪上表面粗糙的毛巾，讓小車從斜面上適當位置由靜止滑下,觀察小車在毛巾表面上運動的距離；
（2）撤去毛巾，鋪上表面較粗糙的棉布，讓小車從斜面上同一位置由靜止滑下，觀察小車在棉布表面上運動的距離；
（3）撤去棉布，讓小車從斜面上同一位置由靜止滑下，觀察小車在木板表面上運動的距離
續表
實驗記錄
實驗結論 水平面越光滑，小車運動時所受的阻力越小，運動的距離越遠，小車的速度減小得越慢
猜想 如果小車在水平面上運動時不受阻力作用，那么它將保持原來的速度和方向永遠地運動下去
續表
注意 （1）在實驗中，可通過調節斜面的傾角來調節小車速度的大小，避免小車沖出木板。
（2）實驗中應由靜止釋放小車，讓小車自由滑下，不能用手推動小車。
你知道嗎
實驗推理法
因為自然界中不存在完全不受力作用的環境，所以我們無法用實驗顯示物體不受力時的運動。此時可以采用實驗推理法：先用實驗探究不同阻力對物體運動的影響，然后再推測出物體不受力的作用時的運動情況。實驗推理法，也叫科學推理法、理想實驗法。
2.牛頓第一定律
科學家 提出的觀點
亞里士多德 物體的運動需要力來維持
伽利略 如果物體在運動中不受力的作用，它的速度將保持不變
笛卡兒 如果運動物體不受到任何力的作用，它將永遠沿原來的方向做勻速直線運動
牛頓 運動的物體在不受任何外力作用時，總保持勻速直線運動狀態，而靜止的物體在不受外力作用時，總保持原來的靜止狀態
（1）人們認識力的過程
（2）牛頓第一定律的內容
注意 牛頓第一定律不是實驗定律，而是在大量經驗事實的基礎上，通過進一步的推理而概括出來的。由于從牛頓第一定律得出的一切推論都經受住了實踐的檢驗，因此它已經成為公認的科學基本定律之一。
典例1 [2022·諸暨期末] 如圖是炮彈的運行軌跡，當其運動到最高點時，若外力突然消失，則炮彈將( )
B
A.處于靜止狀態 B.向左做勻速直線運動
C.豎直向下做勻速直線運動 D.按原來的軌跡運動
[解析] 炮彈運動到最高點時速度向左，此時當它受到的一切外力全部消失，它將保持原來的速度向左做勻速直線運動。
知識點2 力和運動的關系 重點
力和運動的關系：改變物體的運動狀態
由牛頓第一定律可知，物體在不受力的作用時總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，所以，要改變物體的速度大小和運動方向，必須對物體施加力的作用。牛頓第一定律揭示了力與運動的關系，即力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態的原因。
知識點3 慣性 重點
1.慣性的概念：一切物體都具有保持原有的速度大小和運動方向的性質。我們把物體保持勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質叫做慣性。
2.對慣性的認知
普遍性 一切物體在任何情況下都具有慣性。無論是固體、液體還是氣體，無論質量大小，無論是運動的還是靜止的，無論受力還是不受力，物體都具有慣性
決定因素 慣性只和物體的質量有關。物體的質量越大，慣性越大；質量越小，慣性越小
與力的區別 慣性是物體的一種固有屬性，它不是力，力是物體對物體的作用。因此不能說“慣性作用”“慣性力”，在慣性前面加“產生”“受到”“出現”“克服”等詞都是錯誤的
3.解釋慣性現象
在生活中我們經常遇到慣性現象，例如：當汽車突然起動時，車上乘客的下半身已隨車向前運動，而身體的上部由于慣性還要保持靜止狀態，這時乘客就要向后倒；反之，當汽車突然剎車時，車上的乘客會向前傾。
4.慣性與牛頓第一定律的區別與聯系
區別 牛頓第一定律是描述物體不受外力作用時所遵循的運動規律，是有條件的，即只有在不受外力作用時才遵守；而慣性是物體的一種屬性，與物體是否受力等一切外在因素無關，任何時候都存在
聯系 因為人們把物體在不受外力作用時能保持勻速直線運動狀態或靜止狀態的這一性質叫做慣性，所以牛頓第一定律又被稱為慣性定律
拓展培優
慣性的利用與危害
（1）慣性的利用：生活中利用慣性可帶來很多便利。如：錘頭松了，把錘柄在石頭上撞擊幾下就可套緊錘頭；跳遠時助跑可以跳得更遠；拍打衣服除掉上面的灰塵；洗手后用力甩手可去除手上附著的水珠等，都是利用了物體的慣性。
（2）慣性的危害：慣性有時會給人們帶來危害，需要防范。如騎車太快、車距太近容易發生交通事故，車輛在急轉彎時容易側翻等。為此，我國制定了相關法律法規，如要求司機和乘客必須系安全帶，防止汽車突然剎車時，人由于慣性向前運動而造成傷害，車輛行駛中要保持安全車距，限制車速，禁止超載等。
典例2 [麗水縉云中學期中] 對生活中一些慣性現象的解釋如下：
①水平公路上行駛的汽車關閉發動機后還能繼續前進一段距離，是因為汽車具有慣性；
②跳遠運動員助跑起跳，是為了增大慣性；
③小汽車配置安全氣囊，可以減小慣性帶來的危害。
其中說法正確的是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
B
[解析] 慣性只與質量有關，因此跳遠運動員助跑起跳，不能增大慣性，②錯誤。
題型1 探究阻力對物體運動的影響★★★
典例3 [臺州三梅中學期末] 在探究運動和力的關系實驗中，同一小車從同一斜面的同一高度由靜止開始沿斜面滑下，小車在三種不同的水平面運動一段距離后，分別停在如圖所示的位置。
毛巾表面
棉布表面
木板表面
（1）讓小車從同一斜面的同一高度由靜止滑下是為了使小車到達水平面時的____相同；
速度
（2）根據實驗現象推斷，當小車不受阻力作用時，將保持__________運動狀態不變；
勻速直線
（3）由這個實驗可以推理概括得出的科學基本定律是______________。
牛頓第一定律
題型2 牛頓第一定律
角度1 對牛頓第一定律的理解（易錯）★★★
典例4 [湖州吳興區期中] 下列關于牛頓第一定律的敘述正確的是( )
A.牛頓第一定律是僅由實驗直接得出的
B.牛頓第一定律是僅由想象得出的
C.牛頓第一定律是以事實為基礎、總結前人研究成果并結合科學推理得到的
D.牛頓第一定律說明，物體保持靜止或勻速直線運動狀態時具有慣性
C
[解析] 牛頓第一定律不是僅憑實驗或僅憑想象得到的，A、B選項錯誤；牛頓第一定律是牛頓總結前人研究成果，在實驗基礎上結合科學推理得到的，C選項正確；物體具有的保持靜止或勻速直線運動狀態不變的性質稱為慣性，而不是說物體只有處于靜止或勻速直線運動狀態時才有慣性，D選項錯誤。
易錯警示
理解牛頓第一定律應注意兩點：
（1）牛頓第一定律是如何得來的：牛頓第一定律是以實驗為基礎，結合科學推理得出的，不是實驗定律，這是它的特殊性。
（2）牛頓第一定律說明了什么：它揭示出力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態的原因。
角度2 牛頓第一定律的應用★★★

改變
靜止


方法點撥
判斷物體不受力時的狀態
題型3 對慣性的理解★★★
典例6 [嘉興南湖區期末] 下列關于慣性的說法正確的是( )
A.足球在草坪上滾動，越來越慢，是由于它的慣性逐漸消失
B.汽車剎車后還要滑行一段距離，說明剎車后汽車有了慣性
C.跳遠運動員助跑起跳，利用自身的慣性來提高成績
D.推出去的鉛球，由于慣性作用而在空中飛行
C
[解析] “消失”意味著“沒有”，而實際上物體在任何情況下都有慣性，A、B選項均錯誤；助跑是為了使起跳時的速度變大，這樣在起跳后由于慣性會“飛行”得更遠，從而提高跳遠成績，C選項正確；慣性是物體的一種屬性，不是力，不能說由于慣性作用，D選項錯誤。
方法點撥
慣性是物體本身的一種固有屬性，即物體保持原有運動狀態不變的性質，其大小只和質量有關，與物體的運動狀態以及是否受力都無關。另外，還需注意慣性不是力,因而描述慣性時不能與“受到”“作用”等詞搭配使用。
題型4 生活中的慣性現象★★★
典例7 由圖可知，駕駛員和前排乘客必須使用安全帶！小剛用下面的四句話解釋了安全帶的作用：
①撞向擋風玻璃會給人造成傷害，系上安全帶就可有效避免這種傷害；
②當駕駛員駕車高速行駛時，發現前面出現情況緊急剎車；
③駕駛員由于具有慣性，仍然保持向前運動的狀態；
④汽車滑行很小一段距離，立即停下來。
這四句話的正確排列順序是__________。
②④③①
方法點撥
解釋慣性現象的基本步驟
①確定研究對象；
②明確此物體原來處于什么運動狀態；
③其中的哪個物體（或物體的哪一部分）受何種力，運動狀態發生何種改變；
④哪個物體（或物體的哪一部分）由于慣性繼續保持原來的運動狀態；
⑤發生了何種現象（或造成了何種結果）。
謝謝大家！

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