第 八 章 力与运动
牛顿第一定律 惯性
教
材
解
读
牛顿第一定律是经典力学中三大定律之一，是整个力学的基础。本节内容是在力的基础上进一步学习运动和力的初步知识。教材从学生熟悉的事例入手提出问题，激发学生的学习兴趣，详细解释了生活中的某些现象，使学生对牛顿第一定律有了深刻的理解，并能灵活应用。
教
学
目
标
知识与技能
1.知道牛顿第一定律的内容。
2.知道力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。
3.知道什么是惯性，认识一切物体都有惯性，并会用惯性原理解释某些现象。
过程与方法
经历以实验为基础进行逻辑推理的过程，理解物理学研究方法。
情感、态度
与价值观
通过对有关物理学史实的学习，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。
重
难
点
处
理
重点：牛顿第一定律、惯性。建议通过学生对实验探究过程的参与，强化学生分析与论证的能力；进而加深对牛顿第一定律和惯性的理解。
难点：运用牛顿第一定律和惯性解释物理现象。本节内容重在转变学生的经验，因此建议通过一些演示实验让学生明了惯性是物体的一种属性，任何物体都具有惯性，牛顿第一定律是惯性现象的规律总结。
合
作
探
究
探究课题：阻力对物体运动的影响。
设计实验：让小车从同一斜面顶端滑下，滑到分别铺有毛巾、纸板和玻璃板的水平面上。
实验推理：如果运动的物体不受力，它将永远做匀速直线运动。
典案 导学设计
学点1 牛顿第一定律
(1)进行如图8－1－1所示的实验，思考：
图8－1－1
实验序号
“路面”材料
小车运动的路程/cm
1
毛巾
40
2
纸板
70
3
玻璃板
110
问题1：每次都让小车从同一斜面的__同一__位置由静止开始滑下，是为了使小车在滑到底端时具有相同的速度。
问题2：减小水平面的粗糙程度，比较小车在不同表面滑行的最大距离，可以得出：水平面越光滑，小车受到的摩擦力越__小__，小车运动的距离越__远__。
问题3：如果有一种“路面”材料比玻璃更光滑，则小车运动的路程将__大于__(选填“大于”“小于”或“等于”)在玻璃“路面”上运动的路程。
问题4：设想小车在绝对光滑的水平“路面”上运动，即不受阻力作用，小车将__一直运动下去(或做匀速直线运动)__。
问题5：在本实验中用到的科学研究方法有__控制变量法__、__转换法__、__理想实验法__等。
(2)阅读教材P25第1、2、3自然段以及下列图片，思考：
图8－1－2
问题1：意大利科学家伽利略认识到运动物体受到的阻力越小，它的速度减小得就越__慢__，它运动的时间就越__长__。他还进一步推理得出：在理想情况下，如果水平面绝对光滑，物体受到的阻力为零，它的速度将__不会__减小，物体将__永远运动下去__。
问题2：著名的牛顿第一定律是在实验的基础上，通过分析、推理得出的。该定律具体表述为：一切物体在不受__外力__作用时，总保持__匀速直线运动__状态或__静止__状态。
学点2 惯性
(1)进行如图8－1－3、图8－1－4所示的实验，思考：
图8－1－3
图8－1－4
问题1：当书突然运动时，橡皮会向__后__倒，说明橡皮有保持原来__静止__状态不变的性质。
问题2：当书突然停止运动时，橡皮会向__前__倒，说明橡皮有保持原来__运动__状态不变的性质。
问题3：用铅笔猛击纸条，小物体会__停在原位置__，说明小物体有保持原来__静止__状态不变的性质。
问题4：可见，物体有保持自身原有的__静止__或__匀速直线运动__状态的性质，我们把物体的这种性质叫做惯性。
(2)观察下列图片，思考：
图8－1－5
问题1：汽车司机遇到情况紧急刹车时，车上的人由于__惯性__要继续向前运动而倾倒，所以交警时常提醒司机和坐在前排的乘客要系好__安全带__。
问题2：某同学想：地球自转速度很大，如北京随地球自转的速度大约是360 m/s，当跳起来落回地面时，地面已转过了很大一段距离，自己就不会落回原地，所以只要不停地跳跃，就能免费周游世界。这个同学的想法正确吗？请发表你的见解并说明理由：__不正确，因为人随地球一起运动(或与地球保持相对静止)，当人跳起来后，由于惯性人还保持原来的运动速度(或人仍与地球保持相对静止)，所以人仍会落回原地__。
图8－1－6
(3)观察下列图片，思考：
图8－1－7
问题1：纸飞机离开手后，由于__惯性__，纸飞机还会保持原来的运动状态，所以还会继续飞行。
问题2：星际探测仪原来处于运动状态，当它脱离地球后，由于__惯性__，探测仪还会保持原来的运动状态，所以不需要用发动机还会继续飞行。
问题3：锤子的锤头变松了，人们经常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上，这是因为__锤柄__突然停止时，锤头由于惯性仍然__向下运动__，所以紧套在锤柄上。
问题4：在跳远时，利用助跑在跳离地面时，运动员由于__惯性__，他在空中还能继续前进一段距离，所以会跳得更远。
课件27张PPT。第八章 力与运动1.牛顿第一定律 惯性第八章 力与运动学点1 牛顿第一定律 1.牛顿第一定律 惯性1.牛顿第一定律 惯性问题1：每次都让小车从同一斜面的_______位置由静止开始滑下，是为了使小车在滑到底端时具有相同的速度。
问题2：减小水平面的粗糙程度，比较小车在不同表面滑行的最大距离，可以得出：水平面越光滑，小车受到的摩擦力越______，小车运动的距离越______。
问题3：如果有一种“路面”材料比玻璃更光滑，则小车运动的路程将_______ (选填“大于”“小于”或“等于”)在玻璃“路面”上运动的路程。同一小远大于1.牛顿第一定律 惯性问题4：设想小车在绝对光滑的水平“路面”上运动，即不受阻力作用，小车将___________________________。
问题5：在本实验中用到的科学研究方法有_________、_________、___________等。 理想实验法一直运动下去(或做匀速直线运动)控制变量法转换法1.牛顿第一定律 惯性1.牛顿第一定律 惯性问题1：意大利科学家伽利略认识到运动物体受到的阻力越小，它的速度减小得就越______，它运动的时间就越______。他还进一步推理得出：在理想情况下，如果水平面绝对光滑，物体受到的阻力为零，它的速度将_______减小，物体将______________。
问题2：著名的牛顿第一定律是在实验的基础上，通过分析、推理得出的。该定律具体表述为：一切物体在不受______作用时，总保持______________状态或_______状态。 静止慢长不会永远运动下去外力匀速直线运动学点2 惯性1.牛顿第一定律 惯性1.牛顿第一定律 惯性问题1：当书突然运动时，橡皮会向______倒，说明橡皮有保持原来_______状态不变的性质。
问题2：当书突然停止运动时，橡皮会向______倒，说明橡皮有保持原来_______状态不变的性质。
问题3：用铅笔猛击纸条，小物体会_________，说明小物体有保持原来_______状态不变的性质。
问题4：可见，物体有保持自身原有的_______或_____________状态的性质，我们把物体的这种性质叫做惯性。匀速直线运动后静止前运动停在原位置静止静止1.牛顿第一定律 惯性安全带惯性类型一 牛顿第一定律1.牛顿第一定律 惯性例1 小明在探究“阻力对物体运动影响”的实验时，利用如图8－1－2甲所示的装置，实验中小明先后三次将同一小车放在同一斜面上的同一高度，然后分别用不同的力推了一下小车，使其沿斜面向下运动，先后在水平桌面上铺上毛巾、棉布、木板，使水平面的粗糙程度越来越小，观察小车移动的距离，从而得出阻力和运动的关系。1.牛顿第一定律 惯性用不同的力推小车小远1.牛顿第一定律 惯性(3)你得到的进一步推理是：_____________________________________。
(4)本实验探究除了运用控制变量法外，还采用了另外一种科学探究方法是______________________。若运动的物体不受力，将一直做匀速直线运动理想实验法(科学推理法)1.牛顿第一定律 惯性[解析] (1)探究“阻力对物体运动影响”的实验时，要控制小车到达水平面时的速度相等，用不同的力推小车，使其沿斜面向下运动，小车到达水平面时速度不同，因此该操作是错误的，应使小车从同一高度由静止自由滑下。(2)棉布比毛巾光滑，小车在棉布上受到的阻力比在毛巾上受到的阻力小，木板比棉布光滑，小车在木板上受到的阻力比在棉布上受到的阻力小，由图乙、丙、丁可知，小车以相同的水平速度在木板上滑行最远，在毛巾上滑行距离最近，由此可知，在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，小车运动的距离越远，速度减小得越慢。(3)由此进一步推理：若运动的物体不受力，将一直做匀速直线运动。(4)实验中由于不存在光滑的平面，故得出结论采用了理想实验法(科学推理法)。1.牛顿第一定律 惯性[实验点拨] (1)此实验的关键步骤可归纳为“三同换一同，有力推无力”。实验中让同一小车从同一斜面的同一高度由静止开始下滑，是为了使小车滑到水平面时的速度相同；实验中发现，水平初速度相同的同一小车，在水平面上受到的阻力越小，小车滑行得越远，由此推理出若小车不受阻力，将一直做匀速直线运动。
(2)实验中运用了理想实验(科学推理法)法。由阻力越小，小车滑行距离越远的事实，推理得出：当小车不受阻力时，小车将一直匀速运动下去。而实际生活中不受阻力的物体是不存在的，所以无法用实验直接证明，只能在实验的基础上进行推理，得出“不受阻力”这种理想状况下的物体的运动规律。1.牛顿第一定律 惯性A1.牛顿第一定律 惯性[方法指导]判断物体不受力时的运动状态
判断物体不受力时的运动状态，应该先找出物体在不受力前的那一刻的速度，如果速度不为0，则在不受力时，物体将保持不受力之前那一刻的速度做匀速直线运动；如果物体的速度为0，则在不受力时，物体将继续保持静止状态。类型二 惯性1.牛顿第一定律 惯性例3 小明向前跑时被一块大石头绊了一下，他可能会向哪个方向摔倒？为什么？ [答案]会向前摔倒。因为小明原来是运动的，脚碰到障碍物时，脚受到了力被迫停止运动，由于惯性，身体的上部仍然保持原来的运动状态，所以会向前摔倒。 1.牛顿第一定律 惯性[方法指导]利用惯性知识解题必知
(1)惯性是物体本身所具有的属性，因此在分析惯性现象时应该用“具有惯性”“由于惯性”表述，而不能说“受到惯性”“惯性作用”“惯性力”等。
(2)惯性的大小只与物体的质量有关。质量大的物体运动状态相对难以改变，也就是惯性大。1.牛顿第一定律 惯性1.牛顿第一定律 惯性牛顿第一定律内容适用条件不受外力合力为零区别惯性定义解释惯性现象1.牛顿第一定律 惯性1.牛顿第一定律 惯性(1)用同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下是为了使小车到达水平面时___________。
(2)若水平面上铺的材料种类是毛巾、木板、棉布，则标记c是小车在________表面上停下的位置。
(3)对上述实验进行分析并进一步推理：如果运动的物体在没有受到力的作用时，将_______________ 。
(4)上述所有探究实验中都用到的科学研究方法有控制变量法和__________。速度相同木板做匀速直线运动转换法1.牛顿第一定律 惯性2．吊在天花板下面的电灯处于静止状态，如果某一天，吊线突然间断开的同时，所受外力全部消失，则电灯将( )
A．竖直向下匀速运动 B．竖直向下加速运动
C．保持原来的静止状态 D．竖直向上匀速运动C1.牛顿第一定律 惯性3．正在水平面上滚动的小球，如果它受到的外力同时消失，那么它将( )
A．立即停下来 B．慢慢停下来
C．改变运动方向 D．做匀速直线运动D1.牛顿第一定律 惯性4．关于惯性，下列说法中正确的是( )
A．物体速度越大，惯性越大
B．所有的物体都有惯性
C．汽车刹车后还会向前是受到惯性力的作用
D．静止的汽车没有惯性B1.牛顿第一定律 惯性质量惯性课堂反馈(六)
[牛顿第一定律 惯性]
1．某同学用如图6－1所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响。他在水平台面上分别铺上不同材料，让同一小车从斜面上的同一高度由静止滑下，在小车停下的位置分别做上标记a、b、c。
图6－1
(1)让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下是为了使小车到达水平面时的________________。
(2)若水平面上铺的材料种类是毛巾、木板、棉布，则标记c是小车在________表面上停下的位置。
(3)对上述实验进行分析并进一步推理：如果运动的物体不受外力的作用，将____________________。
(4)上述所有探究实验中用到的科学研究方法有控制变量法和________________________________________________________________________。
2．吊在天花板下面的电灯处于静止状态，如果某一天，吊线突然间断开的同时，所受外力全部消失，则电灯将( )
A．竖直向下匀速运动 B．竖直向下加速运动
C．保持原来的静止状态 D．竖直向上匀速运动
3．正在水平面上滚动的小球，如果它受到的外力同时消失，那么它将( )
A．立即停下来 B．慢慢停下来
C．改变运动方向 D．做匀速直线运动
4．关于惯性，下列说法中正确的是( )
A．物体速度越大，惯性越大
B．所有的物体都有惯性
C．汽车刹车后还会向前是受到惯性力的作用
D．静止的汽车没有惯性
5．如图6－2所示，锤子的锤头变松了，人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上，这是因为锤柄突然停止时，锤头由于________会继续向下运动，这样就套紧了，该物理量的大小只与锤头的________有关。
图6－2
详解详析
1．(1)速度相同 (2)木板
(3)做匀速直线运动 (4)转换法
2．C 3.D 4.B
5．惯性 质量
