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第七章　力與運動
牛頓第一定律
第一節　第1課時
01
利用探究實驗和推理的方法得出力和物體運動的關系。
02
知道牛頓第一定律并能用牛頓第一定律解決簡單的問題。
用力蹬地，滑板車就運動；停止用力，滑板車仍然繼續向前運動…運動一段距離后，又停了下來。 力與滑板車的運動之間到底有什么關系呢？
你同意誰的觀點呢？今天我們一起學習這方面的知識。
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。
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
思考
1.亞里士多德認為_________________，他認為物體只有在外力的推動下才能運動，外力停止，運動也停止。
伽利略提出了質疑：物體的運動不需要力來維持，運動的物體之所以會停下來，是因為受到了阻力，他通過思想實驗(又稱理想實驗)發現：________________，_______________________________。
一、伽利略及其思想實驗
運動需要力來維持
運動物體如果不受
其他力的作用，將會一直運動下去
2.閱讀教材第162頁，完成以下內容。
(1)伽利略的思想實驗的推理內容是什么？
當各種阻力都小到可以忽略，如果右側斜面平放成水平面，小球因為永遠無法達到與左側下落點等高的高度，將一直_______________。
(2)伽利略的思想實驗駁斥了亞里士多德關于__________________的學說。
沿直線運動下去
運動需要力來維持
球沿斜面向下滾時，它的速度增大
球沿斜面向上滾時，它的速度減小
伽利略推論：球沿水平面滾動時，它的速度應不增不減而且將會永遠運動下去。
了解伽利略對光滑斜面的實驗
物體的運動不需要力來維持
伽利略理想實驗實驗示意圖（教材圖7-3）
運動物體如果不受其它物體的作用，其運動會是勻速的，而且將會永遠運動下去。
信息窗
(2024·濟南期末)理想實驗是研究物理規律的一種重要的思想方法，它以大量及可靠的事實為基礎，以真實的實驗為原型，通過合理的推理得出物理規律。理想實驗能深刻地揭示物理規律的本質。如圖是伽利略著名的斜面理想實驗，實驗設想的步驟有：
①減小第二個斜面的傾角，小球在該斜面上仍然要達到原來的高度；
②兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球將滾上另一個斜面；
③繼續減小第二個斜面的傾角,最后使它成水平面,小球將沿水平面做持續的勻速運動；
④如果沒有摩擦，小球將上升到原來釋放時的高度。
上述步驟正確的排列順序是__________，這些步驟中屬于可靠事實的是____。
②④①③
②
解析　在斜面實驗中，小球從同一斜面的同一高度滾下，可以讓小球到達水平面上時保持相同的初速度；如果斜面光滑,則小球不受阻力作用，會上升到原來釋放時的高度；然后逐漸減小斜面的傾角，發現小球仍然會達到原先釋放時的高度；那么可以推斷，若將斜面變為水平面，那么小球為了達到原先釋放時的高度會一直運動下去，由此實驗步驟是②④①③；
伽利略的理想實驗中，假設右側斜面沒有摩擦，小球將上升到原來釋放的高度；當變成水平放置，小球將為了達到那個永遠無法達到的高度而一直滾動下去，屬于理想化的推理。故屬于可靠事實的是②；屬于理想化的推論的是①③④。
小朋友玩滑板車
滑冰運動
路上奔跑的汽車
滑雪運動
二、牛頓第一定律
以上例子說明物體要怎樣才能運動起來？這說明力和物體運動運動有什么關系？
答：物體受力才會運動，不受力運動就會停止。
這是真的嗎？物體運動真的要力來維持嗎？
【情景】列車進站后，關閉發動機后雖然繼續前行，但然后會慢慢停下來，火車為什么會停下來呢？
摩擦力致汽車停下來。
？
1.實驗：探究阻力對物體運動的影響
(1)提出問題
運動的物體如果不受其他力的作用，會一直運動下去嗎？(永遠做勻速直線運動？)
(2)設計實驗與制定計劃
小車從同一斜面頂端由靜止向下運動，分別運動到表面粗糙、比較粗糙和平滑的水平面上。觀察并比較這三種情況下小車在水平面上運動的距離。
實驗步驟：①將毛巾鋪在水平木板上，讓小車從斜面頂端由靜止滑下，觀察小車滑行的距離；②去掉木板上的毛巾，將棉布鋪在水平木板上，再次讓小車從斜面頂端由靜止滑下，觀察小車滑行的距離。③去掉木板上的棉布，再次讓小車從斜面頂端由靜止滑下，觀察小車滑行的距離。(控制變量法)
實驗器材：斜面、木板、棉布、毛巾和小車
(3)進行實驗與收集證據
接觸面材料 摩擦力的大小 滑動的距離 小車速度減小的快慢
毛巾
棉布
木板
(4)實驗結論
小車在三種水平面上運動的距離_____(選填“相同”或“不同”)。
小車在_____水平面上速度減小得最快，在_____水平面上速度減小得最慢。(均選填“毛巾”“棉布”或“木板”)
結論：在其他條件相同時，_____________________________，運動的距離就越大。
由此推測：如果小車在水平面上不受阻力，則小車將_____________。
不同
毛巾
木板
小車在水平面上受到的阻力越小
一直運動下去
(5)分析討論
實驗中每次均讓小車從斜面頂端(同一位置)由靜止下滑的目的是：使小車每次在水平表面上開始滑行時的速度大小_____(選填“相等”或“不相等”)。這是_________法。
相等
控制變量
如果物體受到的阻力為零，速度就不會減小，物體將以恒定不變的速度永遠運動下去。
分析類似實驗
牛頓
總結伽利略等人的研究成果
牛頓第一定律
（物理學基本定律之一）
2.牛頓第一定律
(1)牛頓在伽利略等人的研究基礎上，提出了牛頓第一定律：一切物體總保持_____狀態或_____________狀態，直到有外力迫使它改變這種狀態為止。
(2)牛頓第一定律是在大量__________的基礎上，通過_________概括出來的。我們周圍的物體，都會受到力的作用，因此不能用實驗來_____證明這一定律，但是該定律蘊含的科學推理及由此得出的推論，都是非常重要的。牛頓第一定律被公認是物理學基本定律之一。
靜止
勻速直線運動
經驗事實
推理抽象
直接
定律的理解：
(1)“一切”適用于所有物體
(3) “總保持”是指物體在不受力作用時，靜者恒靜，動者恒動。
(2)“沒有受到力的作用”是定律成立的條件。包括不受一切外力（理想狀態）、某一方向上不受外力情況；或者是合外力為零。
1.(2024·青島月考)教室里懸掛著的電燈處于靜止狀態，假如它受到的力突然全部消失，它將(　　)
A.保持靜止 B.加速下落
C.勻速下落 D.減速下落
A
解析　根據牛頓第一定律可知，物體不受外力作用時，原來靜止的物體將永遠保持靜止狀態；電燈所受的所有力都消失，原來靜止，它將保持原有的靜止狀態，故選A。
2.(2023·福州期末)看足球比賽的某同學突發奇想，如果在空中飛行的足球所受一切外力突然消失，關于足球的運動情況，下列判斷正確的是
(　　)
A.做曲線運動
B.停在空中靜止不動
C.做勻速直線運動
D.豎直下落
C
解析　根據牛頓第一定律可知，當外力突然消失，在空中飛行的足球仍然保持原來的運動速度和方向做勻速直線運動，故選C。
1.(2023·新鄉月考)以下關于力和運動關系的說法中，正確的是(　　)
A.物體受到的力越大，速度就越大
B.沒有力的作用，物體就無法運動
C.物體不受外力作用，也能保持靜止狀態或勻速直線運動狀態
D.物體不受外力作用，運動狀態也能改變
C
解析　物體受到的力越大,速度改變得越快，速度不一定大，故A錯誤；沒有力的作用時，物體將保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，故B錯誤，C正確；力是改變物體運動狀態的原因，沒有力，物體的運動狀態不變，故D錯誤。
2.如圖所示是老師在物理課堂上演示的一個情景，小球在繩子牽引下做勻速圓周運動，如果它受到的外力同時消失，那么它將(　　)
A.立即停止運動
B.改變運動方向
C.速度逐漸變慢
D.做勻速直線運動
D
解析　根據牛頓第一定律可知，正做勻速圓周運動的小球如果它受到的外力同時消失，小球會保持這一瞬間的速度和方向做勻速直線運動，故D正確。
3.(2024·如皋二模)將小球豎直向上拋出后，每隔0.1秒的位置如圖所示。假設小球運動至甲處時，所受所有外力都消失，則推測小球從甲處開始，其運動情況及每隔0.1秒的位置正確的是(　　)
C
A.① B.② C.③ D.④
解析　由圖可知，小球運動至甲處時，速度大于其上方位置的速度，方向豎直向上，當所受所有外力都消失后，由牛頓第一定律可知，小球將以甲處的速度豎直向上做勻速直線運動，故C正確。
4.(2024·武漢月考)如圖是探究“阻力對物體運動的影響”的實驗。
(1)實驗中讓同一小車從斜面的同一高度由靜止開始滑下，目的是保證小車進入水平面時的______大小相等。
速度
解析　實驗中讓同一小車從斜面的同一高度由靜止開始滑下，目的是使小車進入水平面時的速度大小相等。
(2)在本實驗中，“小車在水平面上運動的距離”反映的是___(填選項)。
A.小車在水平面上所受阻力大小
B.阻力對小車運動的影響情況
B
解析　在本實驗中，“小車在水平面上運動的距離”反映的是阻力對小車運動的影響情況，故B正確。
(3)為了便于推理得出結論，請將圖中的三次實驗排出合理的順序：__________(填字母)。
A、C、B
解析　為了便于推理得出結論，應使水平面越來越光滑，故合理的順序是：A、C、B。
(4)根據實驗結果可觀察到小車在木板表面運動的距離最長，說明小車受到的阻力越小，速度減小得越____(選填“快”或“慢”)，物理學家_____通過類似的實驗進行分析，并進一步推測：運動的物體不受力時，將保持_____________狀態。
慢
牛頓
勻速直線運動
解析　根據實驗現象，小車受到的阻力越小，速度減小得越慢，物理學家牛頓通過類似的實驗進行分析,并進一步推測：運動的物體不受力時，將保持勻速直線運動狀態。
(5)在實際實驗中，常常發現小車會滑出水平桌面，無法記錄其滑行距離，在不更改實驗器材的基礎上，通過______(選填“升高”或“降低”)小車在斜面上滑下時的高度，使其不再滑出水平表面。
降低
解析　在實際實驗中，小車會滑出水平桌面，無法記錄其滑行距離，在不更改實驗器材的基礎上，可通過降低小車在斜面上滑下時的高度，使其不再滑出水平表面。

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