第八章運動和力第1節(jié)牛頓第一定律素養(yǎng)目標1.理解牛頓第一定律的內(nèi)容，知道物體的運動不需要力來維持；建立慣性的概念，認識慣性是物體的固有屬性。2.通過實驗和推理，培養(yǎng)邏輯思維能力，理解理想實驗的科學(xué)方法；能運用牛頓第一定律和慣性知識解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象。3.經(jīng)歷“阻力對物體運動的影響”實驗，培養(yǎng)設(shè)計實驗、進行實驗、收集證據(jù)和分析論證的能力；體會控制變量法和科學(xué)推理法在物理研究中的應(yīng)用4.在實驗探究中，培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度，尊重實驗事實；認識到物理規(guī)律在生活和生產(chǎn)中的重要應(yīng)用，增強對科學(xué)的熱愛。高速列車啟動后，在牽引力的作用下逐漸加速，隨居在一段平直的軌道上做勻速直線運動。當(dāng)列車準備進站時，又會在阻力的作用下逐漸減速，最后?？吭谡九_上。運動和力之間有什么關(guān)系呢?從兩千多年前的亞里士多德，到16世紀末的伽利略，以及后來的笛卡兒、牛頓等杰出的科學(xué)家，對運動和力的關(guān)系進行了一系列的研究。一、創(chuàng)設(shè)情景，引入新課玩滑板車時，滑板車運動一段時間后會停下來，再次蹬地，滑板車又會繼續(xù)運動下去。你認為運動需要力來維持嗎?滑板車的運動二、阻力對物體運動的影響1.兩種觀點物體的運動不需要力來維持力是維持物體運動的原因孰是孰非？觀點拉小車，小車走；不拉小車，它就停下來。只有不斷地給足球施加力，它才會一直運動，不然就會停下來地面上物體的"自然本性"是靜止的，要維持物體的運動，就必須給它施加一定的力；不受力而能夠一直運動的物體是不存在的。小車開始運動是因為受到拉力，不拉之后停下來，是因為受到阻力足球開始運動是因為受到人踢球的力，最后在地面停下來是因為受到地面的阻力物體的運動并不需要力來維持，運動物體如果不受其他力的作用，將會一直運動下去。2.演示實驗：阻力對物體運動的影響讓小車從同一斜面上的同一高度由靜止自由滑下，如圖所示，改變水平面表面的粗糙程度，使其對小車運動的阻力不相同。第一次在水平面上鋪毛巾，第二次鋪棉布，第三次將棉布去掉，只剩下木板，比較小車每次在水平面上滑行的距離。【實驗器材】小車、斜面、毛巾、棉布、長木板、刻度尺等?！驹O(shè)計實驗】【進行實驗與收集證據(jù)】（1）在水平木板上鋪上毛巾，讓小車從斜面頂端由靜止滑下，觀察小車在阻力較大的毛巾表面上滑行的距離。（2）在水平木板上鋪上棉布，讓小車從斜面上同一位置由靜止滑下，觀察小車在阻力較小的棉布表面上滑行的距離。（3）讓小車從斜面上同一位置由靜止滑下，觀察小車在更光滑的木板表面上滑行的距離。【實驗記錄表】【分析論證】對物體運動的阻礙程度反映物體所受

的大小。小車在不同材料的平面上最終停下來的原因是因為受到了

的作用。小車受到的

越小，小車滑行的距離越

，速度減小得越

。對上述實驗結(jié)論進一步推理得出：如果運動的物體受到的阻力為0，速度就

減小，物體將以

的速度

運動下去。由此可以說明伽利略的說法是

的，即物體的運動

力來維持。阻力阻力阻力大慢不會恒定不變正確不需要永遠【實驗結(jié)論】運動物體受到的阻力越小，速度減小得越

，運動得越

。如果運動的物體受到的阻力為0，速度就

減小，物體將以恒定

的速度

運動下去。慢遠不會永遠不變觀看視頻演示——《探究阻力對物體運動的影響》【交流討論】實驗用到了哪一些方法？①控制變量法：控制小車從斜面上同一高度處由靜止釋放，使小車到斜面底端時具有相同的初速度；③科學(xué)推理法：若小車不受阻力時，小車的速度將不會減小，將永遠做勻速直線運動。②轉(zhuǎn)換法：通過小車在水平面上滑行距離的長短來間接判斷小車所受阻力大?。徽埛治鲂≤嚨氖芰η闆r。小車在水平面上運動時，在豎直方向受重力和支持力，這兩個力相互平衡，對物體的運動沒有影響；在水平方向上受到阻力的作用，是非平衡力，所以做減速直線運動。本實驗為什么選用小車而不選用木塊？相同條件下，小車受到的阻力較小，實驗現(xiàn)象較明顯。三、牛頓第一定律GF支f1.牛頓第一定律的建立過程（1）伽利略及其思想實驗1632年意大利物理學(xué)家伽利略做了著名的斜面實驗。（2）笛卡爾觀點1644年法國物理學(xué)家笛卡兒補充了伽利略的結(jié)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。（3）牛頓1687年物理學(xué)家牛頓分析類似實驗，總結(jié)伽利略等人的研究成果，得出牛頓第一定律。2.牛頓第一定律（1）內(nèi)容：(請你準確的表述牛頓第一定律的內(nèi)容)一切物體總保持

運動狀態(tài)或

狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它

這種狀態(tài)。這就是著名的牛頓第一定律。勻速直線靜止改變②“沒有受到力的作用”是指定律成立的

?！皼]有受到力的作用”包含兩層意思：（2）對牛頓第一定律的理解①“一切物體”說明該定律對所有物體都是

適用的。一是該物體

任何外力的作用，這是一種很理想化的情況，實際上是

的；二是該物體所受力的

為零，它的作用效果可以等效為

任何外力作用時的作用效果。普遍條件不受不存在合力不受③“或”指兩種狀態(tài)必居其一，

同時存在。④牛頓第一定律

實驗定律，

在大量經(jīng)驗事實的基礎(chǔ)上，通過進一步的推理概括出來的。⑤牛頓第一定律說明了力和運動的關(guān)系

改變物體運動狀態(tài)的原因。若不受力，則運動狀態(tài)

改變；反之，如果物體的運動狀態(tài)發(fā)生了改變，則

受到了力的作用。請解釋課前提問：玩滑板車時，滑板車運動一段時間后會停下來，再次蹬地，滑板車又會繼續(xù)運動下去。你認為運動需要力來維持嗎?力

維持物體運動的原因，不能不是而是不是而是不一定運動的滑板車如果不受阻力，根據(jù)牛頓第一定律，滑板車在水平地面上將保持原有的運動狀態(tài)一直運動下去。實際上滑板車始終會受到阻力，導(dǎo)致它的運動越來越慢，即運動狀態(tài)不斷改變。物體運動狀態(tài)之所以發(fā)生了改變，就是因為物體受到了力的作用。四、慣性1.慣性現(xiàn)象（1）剎車前傾我們站在行駛的汽車中，當(dāng)急剎車時，會往前倒。（2）雞蛋落杯如圖所示，把一個雞蛋放在硬紙板上，硬紙板放在杯口上?？焖偎綋舸蛴布埌鍟r，發(fā)現(xiàn)硬紙板上的雞蛋沒有跟著紙板飛走，而是落入水杯中。（3）投球運動員在投（踢）球時，當(dāng)把球投出后，球仍然繼續(xù)向前飛。2.慣性（1）慣性物體不受力的作用時，為什么會保持原來的靜止狀態(tài)或運動狀態(tài)呢？原來，這是物體固有的一種性質(zhì)。物體保持原來

運動狀態(tài)或

狀態(tài)的性質(zhì)，我們把這種性質(zhì)叫作慣性。牛頓第一定律又被稱為

定律。勻速直線靜止慣性想想議議：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(fā)生這個現(xiàn)象的原因嗎？靜止的小球沒有受到擊打的力的作用，有保持原有靜止狀態(tài)的性質(zhì)，所以沒有隨金屬片飛出，又由于重力的方向豎直向下，故小球落入支座上的凹槽中。2).行駛中的汽車突然剎車時，乘客的身體會向前傾；汽車突然開動時，乘客的身體會向后仰。想一想，身體向前傾、向后仰的原因是什么？當(dāng)汽車剎車時，乘客的腳部與車廂接觸停止運動，但是身體的上部分由于慣性要保持原來的運動狀態(tài)，所以會向前傾。同樣的道理，當(dāng)汽車突然開動時，乘客的腳已隨車開始運動，而身體的上部由于慣性要保持原來靜止的狀態(tài)，因此身體會向后仰。（2）理解慣性①慣性的普遍性：一切物體在任何情況下都具有慣性。②慣性大小的決定因素：慣性的大小由物體的質(zhì)量決定，質(zhì)量越大，慣性越大。與物體的形狀、運動狀態(tài)、位置、受力情況等無關(guān)。③慣性與牛頓第一定律的區(qū)別慣性是物體本身的一種

，而牛頓第一定律是物體

受力時遵循的運動定律。任何物體在任何情況下都具有

，牛頓第一定律只有物體

受力時才成立。3.利用慣性解釋有關(guān)現(xiàn)象（1）實例分析①跑動中的人，腳被絆住，為什么會向前倒？屬性不慣性不跑動中的人整個身體向前運動，當(dāng)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(tài)，繼續(xù)向前運動，所以人向前摔倒。②投球運動員在投（踢）球時，當(dāng)把球投出后，球仍然繼續(xù)向前飛。當(dāng)把球投出后，球離開手時，仍要保持它原來的運動狀態(tài)（離開手時的速度和方向），所以會繼續(xù)向前飛。4.慣性的利用（1）跳遠跳遠或跳高運動員快速助跑后，飛身一躍，利用自身的慣性，在空中繼續(xù)前進，以提高成績。（2）錘頭變緊錘子的錘頭變松了，人們常用撞擊錘柄下端的方法使錘頭緊套在錘柄上，這是因為錘柄突然停止時，錘頭由于慣性會繼續(xù)向下運動，這樣錘頭就會牢牢地套在錘柄上了。（3）投擲這些現(xiàn)象的共同特點是增加了物體脫離手時的運動速度，當(dāng)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。投鐵餅擲鉛球投標槍投籃5.慣性的危害和防范（1）交通事故與慣性交通事故的發(fā)生，多數(shù)是由于慣性造成的。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，汽車剎車后，即使輪子不轉(zhuǎn)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(fā)生交通事故。（2）防范措施交通法規(guī)定：車輛必須安裝安全氣囊；乘坐交通工具時，要系安全帶；車輛行駛要限載限速；車輛行駛要保持距離。實驗演示——《慣性現(xiàn)象》例：下列關(guān)于慣性的說法中，正確的是（）A．人走路時沒有慣性，被絆倒時有慣性B．物體沒有受外力作用時有慣性，受外力作用后慣性就被克服了C．質(zhì)量越大的物體慣性越大D．物體的慣性與物體的運動狀態(tài)及受力情況有關(guān)C6.區(qū)分慣性與力慣性是物體自身的一種性質(zhì)；與外界條件無關(guān)慣性只有大小，只與質(zhì)量有關(guān)保持物體運動狀態(tài)不變應(yīng)說“由于慣性”“具有慣性”，不能說“慣性力”“受到慣性”等力是物體對物體的相互作用，一個物體不會產(chǎn)生力力有大小、方向和作用點改變物體的運動狀態(tài)應(yīng)說“受到力”“施加力”“在力的作用下”等課堂總結(jié)（1）牛頓第一定律阻力對運動的影響牛頓第一定律慣性運動物體受到的阻力越小，速度減小得越慢，運動得越遠。如果運動的物體受到的阻力為0，速度就不會減小，物體將以恒定不變的速度永遠運動下去。①內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種運動狀態(tài)。②力和運動的關(guān)系：力是改變物體運動狀態(tài)的原因。③建立過程：在經(jīng)驗事實的基礎(chǔ)上，通過科學(xué)推理得出。①慣性：物體保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)，我們把這種性質(zhì)叫作慣性。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(zhì)量越大，慣性越大。③會解釋慣性現(xiàn)象；會利用慣性、會防范慣性帶來的危害。課堂總結(jié)（2）1.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？課堂練習(xí)：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保持原來的靜止狀態(tài)，不會飛出，但因重力的作用而落下。A．籃球在上升過程中慣性變小B．籃球落向地面是由于籃球具有慣性C．籃球能繼續(xù)向前運動，是因為受到慣性力的作用D．籃球在上升、下降過程中，慣性大小不變2.打籃球是大家喜愛的體育運動。如圖所示是向空中斜拋出去的籃球的運動軌跡，忽略空氣阻力，下列說法中正確的是（）D他們的說法都不對。物體受力后，運動狀態(tài)要發(fā)生變化，不可能保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)。如果物體沒有受力，根據(jù)牛頓第一定律，物體總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。換言之，物體不受力時，就可以處于勻速直線運動狀態(tài)，也可以處于靜止狀態(tài)。3.同學(xué)們在一起討論運動和力的關(guān)系。甲同學(xué)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；乙同學(xué)認為，一切物體只有受力才能保持靜止狀態(tài)，不受力總是做勻速直線運動。他們的說法對嗎？為什么？王亞平拋出冰墩墩后，因冰墩墩處于失重狀態(tài)，所以可以認為它所處于理想狀態(tài)——不受任何力的作用，根據(jù)牛頓第一定律可知，它將沿原方向勻速運動，故D符合題意，ABC不符合題意。4.2022年3月23日，