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第1节 牛顿第一定律
第八章 运动和力
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第1节 牛顿第一定律
学习目标 核心素养
1.通过实验和科 学推理,认识牛顿 第一定律。能运用 物体的惯性解释自 然界和生活中的有 关现象。 2.了解同一直线 上的二力合成。知 道二力平衡条件。 1.物理观念:通过常见事例或实验,了解摩
擦力,认识牛顿第一定律,认识惯性,建立力和
运动的观念。
2.科学思维:运用牛顿第一定律、二力合
成、二力平衡的条件、摩擦力相关知识,分析和
解决生活中有关力与运动问题。
学习目标 核心素养
3.通过常见事例 或实验,了解摩擦 力。探究并了解滑 动摩擦力的大小与 哪些因素有关。 3.科学探究:探究阻力对物体运动的影响,
探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,体验科
学推理的意义,掌握科学探究与科学测量的基本
技能。
4.科学态度与责任:通过探究阻力对物体运
动的影响、探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有
关,形成严谨认真、实事求是的科学态度;结合
生活实例,了解力与运动的知识与社会生活和科
技发展联系。
续表
第八章 运动和力
第1节 牛顿第一定律
第1节 牛顿第一定律
新知预习 导学
知识梳理
1.阻力对物体运动的影响
(1)物体的运动________(选填“需要”或“不需要”)力来维持。
运动的物体之所以会停下来,是由于物体受到了______。
不需要
阻力
(2)通过探究“阻力对物体运动的影响”的实验,可知:平面越光滑,
小车运动的距离越____,说明小车受到的摩擦力越____,速度减小得越
____。
远
小
慢
(3)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果物体受到
的阻力为零,物体将以________________永远运动下去。
恒定不变的速度
2.牛顿第一定律
(1)内容:一切物体在没有受到力的作用时,总保持______状态或
______________状态。
(2)牛顿第一定律______(选填“能”或“不能”)用实验直接验证。
(3)牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,通过进一步的______
而概括出来的。
静止
匀速直线运动
不能
推理
3.惯性
(1)一切物体都有______________________的性质。
(2)生活中利用惯性的例子有__________。预防惯性危害的例子有
________________________________________。
保持原来运动状态不变
跳远助跑
乘车时系安全带(答案不唯一,合理即可)
问题导思
1.牛顿第一定律是由实验直接得出的吗?为什么?
2.牛顿第一定律的意义是什么?(提示:从建立惯性概念和揭示力
的概念两方面进行理解和认识)
3.生活中常见的惯性现象有哪些?产生这些现象的原因是什么?
第1节 牛顿第一定律
重点直击 导析
典例精析
知识点1 探究阻力对物体运动的影响
例1 小丽利用图8-1-1所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响。她让
小车从斜面上某一固定位置由静止开始自由滑下,分别观察小车在粗糙
程度不同的水平面上运动的距离。
图8-1-1
(1)每次实验时都让小车从斜面上的同一________________由静止开
始自由下滑,目的是使小车到达斜面底端时具有相同的______。
(2)水平面越光滑,小车运动的距离______(选填“越远”或“越近”),
由此可以得到以下结论:小车受到的阻力越小,速度减小得______(选
填“越快”或“越慢”)。
(3)进一步推测可知,如果水平面绝对光滑,即小车在水平方向上不
受______的作用,那么它会在水平面上一直做__________运动。
图8-1-1
【解析】(1)探究阻力对物体运动的影响时,应控制小车到达水平面时的速
度相同,所以让小车从斜面上的同一位置由静止开始自由滑下,以保证
小车到达水平面时的速度相同。
(2) 通过改变接触面的粗糙程度来改变小车受到的阻力大小。由图8-1-1所
示的情景可知,小车在木板上受到的阻力最小,运动的距离最远;在毛巾
上受到的阻力最大,运动的距离最近。由此可以得出结论:水平面越光滑
(小车受到的阻力越小),小车的速度减小得越慢,小车运动的距离越远。
图8-1-1
【解析】(3)由以上实验现象及结论可进一步推理,当运动的小车不受阻力
时,它将沿着光滑的水平面做匀速直线运动。
图8-1-1
(1)每次实验时都让小车从斜面上的同一________________由静止开始自
由下滑,目的是使小车到达斜面底端时具有相同的______。
高度(或位置)
速度
图8-1-1
(2)水平面越光滑,小车运动的距离______(选填“越远”或“越近”),
由此可以得到以下结论:小车受到的阻力越小,速度减小得______(选
填“越快”或“越慢”)。
越远
越慢
(3)进一步推测可知,如果水平面绝对光滑,即小车在水平方向上不
受______的作用,那么它会在水平面上一直做__________运动。
阻力
匀速直线
图8-1-1
方法点拨 本实验采用了控制变量法和科学推理法。实验中使小车从同
一高度由静止自由滑下,是为了使小车运动到水平面上时具有相同的速
度,即控制小车在水平面上运动时的初速度相同。
针对训练
1.古希腊学者亚里士多德认为:如果要使一个物体持续运动,就必须对
它施加力的作用。而伽利略认为:物体的运动并不需要力来维持。为了
探究这个问题,小明和他的同学设计了图8-1-2所示的实验。
图8-1-2
(1)为了使小车从斜面运动到水平面时的速度相同,小明在做实验时
应该让小车从同一斜面的________________________由静止自由滑下。
这种研究问题的方法是____________(选填“控制变量法”或“理想模型
法”)。
同一高度(或同一位置)
控制变量法
图8-1-2
(2)小明通过比较这三个实验现象,得到了以下结论:小车在水平面
上受到的阻力越小,小车滑行的距离就越____(选填“远”或“近”)。
远
(3)同学们进一步猜想:如果水平面光滑,小车在运动时不受阻力,
那么小车将在水平面上做__________运动。这说明力______(选填“是”
或“不是”)维持物体运动的原因。
匀速直线
不是
(4)牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律。关于该
定律,下列说法正确的是___。(填字母代号)
C
A.该定律能用实验直接验证
B.该定律不能用实验直接验证,所以不能确定这个定律是否正确
C.该定律是在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理概括得出的
图8-1-2
知识点2 牛顿第一定律
例2 将一个物体竖直向上抛出,如果该物体在到达最高点前受到的所有
力同时消失,那么它将 ( )
B
A.先减速上升,后加速下降 B.沿竖直方向做匀速直线运动
C.立刻停在空中 D.立刻向下加速运动
【解析】物体在到达最高点前竖直向上运动。物体原来处于运动状态,
当它受到的所有力同时消失时,物体不再受到力的作用,根据牛顿第一
定律可知,该物体将以原来的速度一直做匀速直线运动,即沿竖直方向
做匀速直线运动,选项B符合题意。
方法点拨
牛顿第一定律适用于一切宏观的物体,原来静止的物体在不受外力
作用时总保持静止状态,原来运动的物体在不受外力作用时总保持匀速
直线运动状态。
针对训练
2.小冬用绳子拴着一石块,使石块绕手做圆周运动。假设石块受到的力
突然全部消失,石块将( )
B
A.立即停止运动 B.做匀速直线运动
C.继续做圆周运动 D.运动得越来越慢直到停止运动
知识点3 惯性
例3 下列事例中,属于利用惯性的是( )
A.将锤柄在木凳上撞击几下,锤头就紧紧地套在锤柄上
B.乘坐汽车时需要系安全带
C.公路上禁止汽车超速行驶
D.汽车超载时,要卸下部分货物
【解析】锤柄撞到木凳后停止运动时,锤头由于惯性继续向下运动,这
样锤头就会紧紧地套在锤柄上了,选项A符合题意。乘坐汽车时需要系
好安全带,这样做可以防止由于惯性带来的危害,选项B不符合题意。
公路上禁止汽车超速行驶,是因为汽车的速度越大,汽车刹车的距离越
大,危险越大,选项C不符合题意。由于物体的惯性只与质量有关,质
量越大惯性越大,汽车超载时卸下部分货物可以预防惯性带来的危害,
选项D不符合题意。
知识点3 惯性
例3 下列事例中,属于利用惯性的是( )
A.将锤柄在木凳上撞击几下,锤头就紧紧地套在锤柄上
B.乘坐汽车时需要系安全带
C.公路上禁止汽车超速行驶
D.汽车超载时,要卸下部分货物
A
方法点拨
惯性是指物体保持自身原来运动状态的能力,它由物体的质量决定,
质量越大,惯性就越大,即物体的运动状态越难改变。
针对训练
3.(多选)下列事例属于避免惯性带来危害的是( )
AB
A.公交车启动时提示乘客“抓稳扶好”
B.汽车在行驶时要保持一定的车距
C.跳远时,助跑能使运动员跳得更远
D.踢出去的足球飞向了对方的球门
第1节 牛顿第一定律
素养达标 导练
基础巩固
1.关于牛顿第一定律,下列叙述正确的是( )
D
A.力是维持物体运动的原因
B.只有静止和匀速运动的物体才具有惯性
C.可以用实验直接验证牛顿第一定律
D.一切物体都具有惯性
2.关于惯性,下列说法正确的是( )
D
A.物体运动时的惯性比它静止时的惯性大
B.物体运动得越快,它的惯性就越大
C.物体受到的力越大,它的惯性就越大
D.物体的质量越大,它的惯性就越大
3.为防止因惯性造成的伤害,汽车上都配置了安全带,但火车上却没有
配置,主要原因是( )
C
A.人在火车上惯性消失了
B.火车的速度比汽车的速度大
C.火车极少急刹和突然加速
D.人在火车上所受重力比在汽车上所受重力大
4.质量为的滑块甲和质量为的滑块乙 先后以相同的初速度
沿同一光滑水平面开始运动。假设水平面足够长,那么这两个滑块在光
滑水平面上运动的过程中,它们之间的距离将( ) 。
C
A.逐渐变长 B.逐渐变短
C.保持不变 D.以上情况都有可能
5.把衣服抖动几下,能把粘在衣服上的尘土抖掉。这是因为抖动衣服时,
尘土由于______,还保持原来的______状态,所以尘土和衣服能分离开。
惯性
静止
能力提升
6.货车超载容易造成交通事故,所以交通管理部门规定,货车每一车轴
的平均承载质量不得超过 。请你从惯性的角度写出货车超载带来的
一个危害:__________________________;其原因是________________
_________________________________________________。
货车超载容易发生交通事故
货车质量越大,
惯性越大,遇到紧急情况时越不容易改变车的运动状态
7.图8-1-3是小明做“探究阻力对物体运动的影响”实验的装置图。
图8-1-3
(1)实验时让小车从斜面的同一高度处由静止滑下,目的是使小车到
达水平面时具有相同的______。
速度
(2)观察实验现象可知,小车在不同的水平面上运动的距离不相等。
因为小车在毛巾上运动时所受的______较大,所以运动距离较短。小明
在实验中注意到小车在较光滑的木板上运动的距离最远,并由此推想:
运动着的物体如果不受外力作用,物体将________________。
阻力
做匀速直线运动
图8-1-3
(3)本实验采用的研究方法是
______________________________________。(填其中一种即可)
控制变量法(或转换法;或科学推理法)
图8-1-4
8.头枕和安全带(如图8-1-4所示)是汽车最基本的安全
装置,下列说法正确的是( )
A.有了头枕,能减小因突然减速而对乘客造成的伤害
B.有了头枕,能减小因撞上前车而对乘客造成的伤害
C.系上安全带,能减小因后车撞击而对乘客造成的伤害
D.系上安全带,能减小因紧急刹车而对乘客造成的伤害
图8-1-4
【提示】当快速行驶的汽车突然刹车或与前车相撞时,
乘客由于惯性仍保持向前运动的状态,容易撞向前挡风
玻璃,系上安全带可以避免乘客受到伤害;当汽车被
“追尾”(后车撞击)时,乘客下半身由于受力突然加速,
而乘客的头部由于惯性保持原来较小的速度运动,此时
头会向后仰,较软的头枕能减小头、颈部因撞击受到的伤害。
综合拓展
图8-1-4
8.头枕和安全带(如图8-1-4所示)是汽车最基本的安全
装置,下列说法正确的是( )
A.有了头枕,能减小因突然减速而对乘客造成的伤害
B.有了头枕,能减小因撞上前车而对乘客造成的伤害
C.系上安全带,能减小因后车撞击而对乘客造成的伤害
D.系上安全带,能减小因紧急刹车而对乘客造成的伤害
D
9.同学们到中国科技馆参观时看到这样一个有趣的科学实验:如图8-1-5
所示,一辆小火车在平直轨道上匀速行驶,当小火车将要从“ ”形框架
的下方通过时,突然从小火车顶部的小孔中向上弹出一个小球,该小球越
过框架后,又与通过框架的火车相遇,并恰好落回原来的小孔中。下列说
法正确的是( )
图8-1-5
图8-1-5
A.站在地面上看,小球运动的轨迹是直线
B.小球上升到最高点时,小球的速度为零
C.小球能落回小孔是因为小球在空中运动的过程中受到
水平向前的力
D.小球能落回小孔是因为小球具有惯性,在水平方向保
持与火车相同的速度
【提示】小球弹出后,在竖直方向上做减速直线运动,到达最高点后再
向下做加速直线运动;同时,空气阻力很小(可忽略),由于惯性,小
球在水平方向上仍保持与火车相同的速度做匀速直线运动,因此小球运
动的轨迹是曲线,并且能落回原来的小孔中。
图8-1-5
A.站在地面上看,小球运动的轨迹是直线
B.小球上升到最高点时,小球的速度为零
C.小球能落回小孔是因为小球在空中运动的过程中受到
水平向前的力
D.小球能落回小孔是因为小球具有惯性,在水平方向保
持与火车相同的速度