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4 运动与力（1）
——牛顿第一定律
第1章 运动和力
华师大版八年级上册
知识回顾
１、常见的力按力的性质和作用效果可将力分为 力、
力和 力等；
2、力的作用效果：力能使物体发生 ；力能改变物体的 ；
3、摩擦力是 的一种力；摩擦力的方向总是指向物体运动的 方向；操场上滚动的球在摩擦力的作用下，运动会 。
重
摩擦
弹
形变
运动状态
阻碍物体相对运动
越来越慢，直至停止
相反
物体的运动多种多样，运动轨迹可以沿直线，也可以沿曲线；运动快慢也可时快时慢。要探究物体做出不同运动的原因，对力与运动的关系分析十分重要。
被踢出去的足球为什么会停下来？
受到力的作用。
力能改变物体的运动状态
那么物体运动与力有何关系呢？
是不是有力的作用时，物体的运动状态一定改变？
物体不受力作用时,将做什么运动
想一想：
物体运动的原因是什么？
人们最直接的经验是：必须有力作用在物体上，物体才会运动，如静止在足球场上的足球，在没有被踢到时，它保持静止，如被运动员踢到，它就运动起来。
现象：
对静止的木箱施加一个水平方向的推力，木箱沿着水平方向运动。
问题：
撤去推力后，木箱运动状态怎么样
答案：
撤去推力后，木箱停了下来。
问题：
是不是能得出“有力的作用物体才能运动”的结论？
1、古希腊科学家亚里士多德的观点
结论：
力是维持物体运动状态的原因。
生活中最直接的经验：物体的运动需要力的存在，没有力的作用，物体就不能运动。
公元前384年—公元前322年
亚里士多德
一、科学家们对“运动和力的关系”的研究
物体的运动是否需要力维持？
（1）使小车在斜面顶端由静止释放沿斜面向下运动（图 1.4.1），到达底端后沿着铺有毛巾的水平长木板继续向前运动一段距离后停下，在小车停止运动处做一记号。
（2）取下长木板上的毛巾，换铺一块薄棉布，让小车在斜面顶端同一位置处由静止释放，记下小车在棉布上运动时停下的位置。这一位置与小车在毛巾上停止运动的位置相同吗？
（3）取下长木板上的棉布，在斜面顶端同一位置由静止释放小车，观察小车在长木板上的运动情况。
（1）实验研究的对象是什么？
小车
（2）如何改变阻力的大小？
水平面的材料不同（木板、毛巾、棉布）
（3）小车速度减小的快慢看什么？
小车在水平面运动的距离
（4）为了比较小车运动的距离，还要控制什么因素相同？
使小车到达水平面的速度（初速度）相同
（5）如果给你斜面，你如何确保小车在不同材料的水平面上具有相同的初速度？
让同一小车在同一斜面的同一位置开始由静止释放
二、观察从斜面滑下的小车在水平面上的运动
控制实验条件：
让同一辆小车在同一斜面的同一高度处由静止释放。
实验变量：
在水平木板上铺粗糙程度不同的的材料，从而改变小车在水平面运动时受到的阻力不同。
目的是使小车在水平面上的初速度相同
A 表面 B 表面 C 表面
毛巾
木板
棉布
二、观察从斜面滑下的小车在水平面上的运动
实验记录表
水平面的材料 小车受到的阻力 f （填“大、较小、小”） 小车运动的距离s
（填“远、较远、近”）
毛 巾
棉 布
木 板
A表面 B表面 C表面
结论：
物体运动距离的远近与物体所受阻力有关，所受阻力越小，物体运动距离就越远。
1、实验中，长木板上铺上毛巾、棉布，对小车运动来说，改变了什么影响条件？
2、如果长木板足够长，且做得非常光滑，小车是否可能沿木板一直运动到很远的地方？
接触面表面材料不同在水平面上小车受到的阻力不同：毛巾最粗糙阻力最大，棉布阻力较小，木板阻力更小
假如平面足够光滑（完全没有摩擦阻力），即运动的小车在水平方向不受外力的作用，小车将以原来的速度一直运动下去。
二、观察从斜面滑下的小车在水平面上的运动
如果水平面比木板还要光滑（如玻璃等），将会怎么样？
表面材料 阻力大小 物体运动距离 小车速度减小的快慢
玻 璃
最 长
最 小
最 慢
理想平面
无限长
无阻力
不 变
平面越光滑，物体运动时受到阻力越 ___，速度减小得越 _____，运动的距离越 ____，运动时间越 ____。
小
远
慢
长
毛巾 棉布 木板
二、观察从斜面滑下的小车在水平面上的运动
伽利略
三百多年前，意大利科学家伽利略首先对运动和力的关系进行了研究，对亚里士多德关于“力是维持物体运动状态的原因”的观点提出了质疑，他通过理想实验反驳这一观点。
一、科学家们对“运动和力的关系”的研究
2、意大利科学家伽利略
实验事实：
运动物体受到的阻力越小，速度减小得就越慢，运动时间就越长。
小资料
推论：
如果在理想情况下，运动的物体不受到任何阻力，则它将保持原来的速度不变，一直以此速度运动下去。
伽利略“理想斜面实验”的贡献：
1）伽利略的“理想斜面实验”否定了亚里士多德的观点；正确地揭示了“运动和力的关系” 。
2）当然，现实情况是我们不能消除一切阻力，伽利略对运动物体不受力时运动特征的分析，是基于实验事实并加以合理的逻辑分析而获得的，伽利略这种研究方法称为“理想实验法”。
3）伽利略斜面实验的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特的方法，在实验的基础上，进行理想化推理(也称作理想化实验)，这种方法对后人进行各项科学研究有着重要的启迪作用，它标志着物理学的真正开端。
一、科学家们对“运动和力的关系”的研究
3、法国科学家笛卡尔
法国科学家笛卡尔进一步发展了伽利略的思想，指出：一个运动的物体如果不受任何力的作用，不仅速度大小不变，它的运动方向也不会改变。
贡献：
1）进一步充实了伽利略的推论；
2）他的研究和推论对后来牛顿的综合工作有极其深远的影响。
4、英国物理学家牛顿
一、科学家们对“运动和力的关系”的研究
英国物理学家牛顿在伽利略、笛卡尔等人的研究基本上，总结概括成一条重要的运动定律——牛顿第一定律。
伽利略和笛卡尔观点的不足之处是：只提到运动物体，没有涉及到静止物体在不受外力作用时的运动状态。
一切物体在没有受到外力作用时，它们的运动状态保持不变，包括保持静止状态或保持匀速直线运动状态。
（1643年—1727年）
三、牛顿第一定律
一切物体在没有受到外力作用时，它们的运动状态保持不变，包括保持静止状态或保持匀速直线运动状态。
1、牛顿第一定律内容
如何研究不受任何外力作用下物体的运动呢？
因为在自然界中不存在不受任何外力作用的环境。
研究方法
推理
实验
+
探究不同阻力对物体运动的影响
推测物体不受力作用时物体的运动
2、牛顿第一定律的发现过程：
伽利略（运动速度）
笛卡尔（运动方向）
牛顿（运动速度和运动方向）
如果说我比别人看得更远些，那是
因为我站在了巨人的肩膀上。——牛顿
方法：实验+推理
3、牛顿第一定律的重要贡献：
（1）力不是维持物体运动的原因。
（2）力是改变物体运动状态的原因。
揭示了力和运动之间的关系。
1）牛顿第一定律的研究对象是宇宙中一切物体，不论物体是固体、液体还是气体；
2）一切物体在不受外力作用时，原来静止的保持静止状态，原来运动的将保持匀速直线运动；一个物体只能处于一种状态，到底处于哪种状态，由原来的状态决定；物体在什么时候不受外力，这个物体就保持匀速直线运动或静止状态这一瞬时的运动状态不变；
3）亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的观点是错误的；物体运动状态改变需要外力。力是改变物体运动状态的原因；
4）牛顿第一定律不是通过实验直接得出的，而是在大量实验的基础上用推理的方法概括出来的；“没有受到力的作用”（即合外力为零）是定律成立的条件，这是一种理想情况，无法用实验验证，但却被实践证明的。
5）牛顿第一定律揭示的是运动和力的关系，是自然界中的普遍规律。
4、对牛顿第一定律的理解：
小结：
1、牛顿第一定律内容
一切物体在没有受到外力作用时，它们的运动状态保持不变，包括保持静止或保持匀速直线运动状态。
（1）力不是维持物体运动的原因。
（2）力是改变物体运动状态的原因。
2、深刻地揭示了运动与力之间的关系
2. 伽利略、牛顿、笛卡儿都为惯性定律的发现或确定做出贡献，按做出贡献时间的先后，他们的排列顺序是（ ）
A． 伽利略、笛卡儿、牛顿 B． 笛卡儿、伽利略、牛顿
C． 牛顿、笛卡儿、伽利略 D． 笛卡儿、牛顿、伽利略
A
1、牛顿第一定律适合于 （ ）
A．静止的物体 B．运动的物体
C．任何物体 D．地球上的任何物体
C
随堂练习
3.一个物体在10N拉力的作用下，以1m/s的速度做匀速直线运动。如果物体所受外力突然全部消失，物体将（ ）
A．立即停止运动
B．以小于1m/s的速度做匀速直线运动
C．速度越来越小，最后停止运动
D．以1m/s的速度做匀速直线运动
D
4.用细绳拴住一个小球，在光滑的水平面上作圆周运动,当绳子突然断裂，小球将 （ ）
A．保持原来的圆周运动状态。
B．保持绳断时的速度作匀速直线运动。
C．小球运动速度减小，但保持直线。
D．以上三种都有可能。
B
5、历史上，伽利略通过理想斜面实验，正确地揭示了“运动和力的关系”。如图所示，伽利略的斜面实验有如下步骤：①减小第二个斜面的倾角，为达到原来的高度，小球运动的距离变长；②两个对接斜面，让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个斜面：③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度；④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面以恒定速度持续运动下去。上述步骤中，有的属于可靠事实，有的则是科学推论．将这些取实和推论进行分类排序，以下正确的是（ ）
A．事实②-推论①-推论③-实事④
B．事实②-推论①-推论③-推论④
C．事实②-推论①-推论④-推论③
D．事实②-推论③-推论①-推论④
D
6、下列说法正确的是 （ ）
A．物体不受力作用就一定静止。
B．物体不受力作用就一定是匀速直线运动。
C．物体受力才能运动。
D．以上说法都是错误的。
D
7、下列说法正确的是 （ ）
A．物体不受外力作用时，总保持匀速直线运动
B．力是改变物体运动状态的原因
C．物体不受外力作用时, 总保持静止状态
D．力是维持物体运动的原因
B
８. 关于力和运动的关系，下列说法正确的是（ ）
A. 物体受力才会运动
B. 力使物体的运动状态发生改变
C. 停止用力，运动的物体就会停止
D. 力是使物体保持静止或匀速直线运动状态的原因
B
9 . 正在运动的物体，如果受到的外力突然消失，则它将 （ ）
A．立即停止
B．速度减小，最后停止
C．运动方向变为与原来相反
D．做匀速直线运动
D
