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文档简介
第八章运动和力
课时8・1牛顿第一定律
学习目标
2025年课程标准物理素养
物理观念:知道一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速
1、理解牛顿第一定律的内直线运动状态。
容。科学思维:知道一切物体都具有惯性,惯性的大小只与物体的质量有关。
2、掌握阻力对物体运动的科学探究:通过实验和推理理解力不是维持物体运动的原因,而是改变物
影响。体运动状态的原因。
3、理解惯性的概念。科学态度与责任:通过学习牛顿第一定律和惯性的概念,树立自己对科学
的世界观和方法论,理解物理规律在日常生活中的应用。
知识梳理
知识点一、探究阻力对物体运动的影响实验
1、实验目的、原理、方法
(1)实验FI的:探究阻力对物体运动影响;
(2)实验原理:力是改变物体运动状态的原因;
(3)实验方法:控制变量法。
2、实验器材:斜面、小车、毛巾、棉布、木板、刻度尺。
3、器材作用
(1)斜面:使小车运动。
(2)毛巾、棉布、木板:改接触面对小车的阻力。
(3)刻度尺:测最小车行驶距离。
4、实验步骤
步骤①木板放在水平:的桌面上,将斜面放固定在木板的一端,将刻度尺零刻度线与木板一端对
齐,紧贴木板并固定好;
步骤②观察木板毛巾与棉布的粗糙程度;
步骤③将毛巾铺在木板上,将小车置于斜面顶端同一位置,使小车向下滑,小车停下后,记录小
车在毛巾上滑动的距离S];
步骤④将棉布铺在木板上,将小车置尸斜面顶端同一位置堆小车向下滑,小车停下后,记录小
车在棉布上滑动的距离S2;
步骤⑤将小车置于斜面顶端,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在木板上滑动的距离S3。
5、实验结论及推理
实验结论:平面越光滑,物体运动的距离越远,速度减小得越慢,所受阻力越小;平面越粗糙,
物体运动的距离越近,速度减小得越快,所受阻力越大。
实验推理:运动的物体如果不受外力作用,它将永远匀速直线运动下去。
特别提醒
(1)为保证小车到达水平面时的速度相等,小车每次都必须从同一高度由静止释放。
(2)运动的物体如果不受外力作用,它将永远匀速直线运动下去。牛顿第•定律也称惯性
定律就是在此基础上总结出来的。这个定律因为是用科学推理的方法得出,所以不是用实验
直接得出的。
>典例二;〉在探究“阻力对物体运动的影响”实验中:
富;富2
毛巾表面棉布表面木板表面
(1)为了改变小车受到的阻力,应分别将毛巾、棉布铺在(斜面/长木板/斜面
和长木板)上。
(2)每次实验都让小车从斜面相同高度由静止开始滑下的目的是:。
(3)结论:表面越光滑,速度减小得越(快/慢)。
(4)推理:如果运动的小车受到的阻力为零,它将做<.
(5)在大量类似实验基础上,牛顿等科学家经过进一步推理而概括出了著名的牛顿第一
定律。它是人们公认的物理学基本定律之一,在实际生活中有着广泛的应用。一架在
空中水平向右匀速直线飞行的飞机上,自由落下了一颗炸弹。下列给出了几种炸弹落
地前与飞机位置关系的情形,如图所示,若不计空气,炸弹与飞机的位置关系为
图。
A一
・B.
35
知识点二、牛顿第一定律
1.牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状
态。
特别提醒
(1)牛顿第•定律是通过分析、概括、推理得出的,不可能用实验直接来验证。
2.物体运动状态变化的判定:物体运动状态的变化包括速度大小的变化和速度方向的变化,
两变其一或者都变化,那么运动状态发生变化,两者均不变,那么运动状态不发生改变。
特别提醒
(1)物体由静到动、由见到静、由慢到快、由快到慢都是速度大小的变化。
(2)圆周运动、拐弯运幼都是运动方向的变化(物体运动状态如果变化,•定是受力的结
果,而且所受力不是平衡力)。
(3)静止或匀速直线运动都是运动状态没有变化(物体运动状态如果不变,或者受平衡力,
或者不受任何力)。
3.力与运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,力不是维持物体运动状态的原因。
特别提醒
(1)运动的物体不受力时做匀速直线运动(保持它的运动状态)。
(2)静止的物体不受力时保持静止状态(保持它的静止状态)。
刀世〔2023年杭州亚运会,中国运动员包揽蹦床比赛全部金牌。如图是运动员从最
低点C竖直上升至最高点A的简化图。运动员在重力作用下减速上升说明力是___
(填“改变”或“维持”)物体运动状态的原因;若运动员上升到最高点时,重力突然消
失,运动员将处于状态。
^A
R-------------------•B-----------------7
蹦床
C
知识点三、惯性现象及其应用
1.惯性:物体保持原来运动状态不变的性质;即运动的物体要保持它的运动状态,静止物体
要保持它的静止状态。
特别提醒
(1)一切物体任何时候舒具有惯性(静止的物体具有惯性,运动的物体也具有惯性)。
(2)惯性是物体本身的属性,惯性的大小与物体质量大小有关。质量越大,惯性越大;质
量越大的物体其运动状态越难改变。惯性的大小与物体的形状、运动状态、位置及受力情况
无关。
(3)惯性是一种属性,它不是力。惯性只有大小,没有方向;
”例三>如图所示,一名滑雪爱好者穿着滑雪板在水平雪地上滑行时,滑雪爱好者用滑
雪杖向后撑雪地,他就会向前滑行,这是利用力的作用是的;滑雪爱好者停止
用滑雪杖撑雪地,他仍会向前滑行一段距离,这是由于他具有O
问题探究
问题一:探究阻力对物体运动的影响实验
【角度1】探究阻力对物体运动的影响实验
【典例1】伽利略等科学家曾做如图所示的实验,让小车从斜面同一高度处滑下,观察、比
较小车沿不同平面的运动情况。
毛巾表面棉布表面木板表面
(1)实验时让小车从斜面同一高度滑下,目的是使小车到达平面时具有相同的;
(2)比较三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离就越________(选填“远”或“近”),
说明小车运动的速度改变得越(选填“快”或“慢。
(3)伽利略对类似的实验进行了分析,并进•步推测:如果水平面光滑,小车在运动时
不受阻力,则小车将在水平面上做。
(4)探究过程中主要采用了(选填“单纯的实验”和“实验加推理”)研究方
法。
方法在U
运动的物体如果不受外力作用,它将永远匀速直线运动下去。牛顿第一定律也称惯性定律就
是在此基础上总结出来的,这个定律因为是用科学推理的方法得出,所以不是用实验直接得
出的。
【变式1-1]改变水平面的粗糙程度,木块分别三次从斜面同一高度静止滑下,木块三次分
别停在如图1、2、3不同的位置,三次水平面的粗糙程度比较是:第一次水平面比第
二次粗糙,第二次比第三次粗糙。
AI—---------
13
(1)如图中已画出第1次运动时,木块受到的阻力力,请画出第3次运动时木块受到的
阻力△的示意图____;
(2)根据上述实验推测,木块所受的阻力变小,向前滑动的距离(选填“增大”、“不
变,,或,,缩小”),如果木块不受阻力,它将;
(3)停下来的木块,若所受的一切外力突然消失,它将。
【变式1・2]利用如图所示的装置“探究阻力对物体运动的影响“,甲、丙木板上分别铺有毛
巾和棉布,其中毛巾最粗糙,木板最光滑
r合鬻华
(1)实验时,应将小车从一(同一/不同)高度处释放,实验中通过小车运动距离的大
小来反映一(阻力的大小/阻力对物体运动的影响/接触面粗糙程度);
(2)为了便于推理,水平面材料放置顺序最合理的是—;
A.乙、丙、甲B.丙、乙、甲C.甲、乙、丙D.甲、丙、乙
(3)如图丁所示,若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,是否需要重做实验以获
取可靠的证据?答:一(需要/不需要)
(4)分析实验现象可得:水平面越光滑,小车的速度减小越—(快/慢),小车运动的
路程越长,由此可推理:如果水平面绝对光滑,小车将一O
⑸完成上面的探究后,小明又思考如下问题:如图所示,将小球拉至A点,使细线处
于拉直状态,让小球由静止从A点开始运动(不计空气阻力),越过3点后最高可以
到达&点。当小球刚摆到C点时,细线恰好断开,且摆球所受的力忽然全部消失,则
摆球将一(选填“往回摆”、“^止”或“做匀速直线运动”)。
问题二:牛顿第一定律
【角度1】牛顿第一定律的内容及理解
【典例1]关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是()
A.牛顿第一定律是凭空想象出来的B.物体只要运动,就一定受到力的作用
C.不受力的物体,只能保持静止状态D.运动着的物体不受力时将做匀速直线运动
应注意从以下四个方面理解牛顿第一定律:
(1)“一切”是说定律对所有物体普遍适用。
(2)“没有受到力的作用”是指定律成立的条件,包含两层意思:一是理想情况,即物体
确实没有受到任何外力作用;二是物体所受各力的合力为零。
(3)“总”指的是总这样,没有例外。
(4)“或”即两种状态居其一,不能同时存在.定律表明:物体不受力时,原来静止的物
体将永远保持静止状态,原来运动的物体将永远做匀速直线运动.考虑问题也应从这两方面
来考虑,首先判断物体原来的运动状态,然后再根据牛顿第一定律来解答。
【变式17】对牛顿第一定律的认识,下列说法正确的是()
A.牛顿第一定律可通过直接观察实验现象得出
B.物体只要运动,就一定受到力的作用
C.运动的物体不受力后可能沿着曲线运动
D.静止的物体不受力后仍要保持静止状态
【变式卜2】小明正驱动滑板车向前滑行,他一脚站立其上,另一只脚不时用力向后蹬地,
使滑板车能前进,这说明物体间力的作用是的;他停止用力也能继续向前运动是
因为小明和滑板车具有;他最终停下来是因为受到的作用。
【角度2】根据牛顿第一定律判断物体的运动状态
【典例2]足球是一项能使学生身体素质得到全面发展的运动,如图所示是学校足球训练的
一个精彩瞬间,下列说法正确的是()
A.脚踢足球时,足球受力,脚不受力
B.足球能在场地上滚动一段距离是因为足球受到惯性力的作用
C.足球在场地上滚动后会停下来说明阻力改变了足球的运动状态
D.向前飞的足球,若所受的外力突然全部消失足球会竖直向下落到地面
方法依U
理解物体运动状态的改变是指运动快慢或运动方向的改变或运动快慢和运动方向都改变。
【变式2-1】中考体育测试项目中,抛出的实心球在空中运动轨迹如图所示。若实心球运动
过程中,它受到的所有力突然全部消失,则实心球将()
A.保持静止B.做匀速直线运动C.竖直向上运动D.竖直向下运动
【变式2-2]如图所示是女排主攻手朱婷高高跃起将球扣向地面的场景,朱婷离开地面后仍
然能向上运动是由于具有;球被扣后砸向地面,是因为力能改变物体的
比赛某个瞬间,一个竖直上抛的球到达最高点时,若所受的外力突然消失,它将保持_
状态。(选填“静止”或“匀速直线运动”)
问题三:惯性现象及其应用
【角度1】惯性的概念
【典例1】关于惯性,下列说法正确的是()
A.洒水车在工作过程中,因为匀速直线行驶,所以惯性不变
B.运动员到达终点不能马上停下来,是由于运动员具有惯性
C.铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转是为了防止惯性带来的危害
D.锤头松动时,撞击锤柄使锤头紧套在锤柄上,是由于惯性力的作用
方法点技
(1)惯性是•切物体的固有属性,无论是固体、液体或气体,无论物体是运动还是静止,
都具有惯性。
(2)任何物体在任何时候都是有惯性的,它要保持原有的运动状态。
【变式1-11下列关于惯性的说法正确的是()
A.抛出去的篮球由于受到惯性的作用能在空中继续向前飞行
B.运动员起跑时用力蹬地,是为了增大惯性提高成绩
C.物体运动时具有惯性,静止时不具有惯性
D.汽车在转弯时减速,是为了防止惯性带来的危害
【变式1-2]质量60kg的人,他在地球上所受到的重力是N(g=10N/kg),受到重力
的方向是o当他到月球上时,他的质量是kg,其身体惯性。(填“没有”
或“仍具有“)
【角度2]生活中的惯性现象
【典例3】如图所示,汽车头枕能在下列何种情形中保护司机()
A.静止时受到后车撞击B.静止时受到前车撞击
C.前行时撞上前车D.前行时突然刹车
方法点U
(1)惯性现象在交通中尤为明显。例如,当汽车突然刹车时,乘客的身体会由「惯性而向
前倾斜,这是因为乘客的身体试图保持原来的运动状态。
(2)在家务活动中,惯性也发挥着重要作用。拍打衣服时,衣服运动而灰尘由于惯性会离
开衣服,这是利用惯性来清洁衣物的•个例子。
(3)在体育运动中,惯也同样不可忽视。跳远运动员在起跳前会进行助跑,利用助跑产生
的惯性使自己跳得更远。
【变式37】用力将实心球抛出,实心球在空中运动了一段时间后落向地面,继续向前滚动,
最终停止。下列说法正确的是()
A.实心球最终静止,实心球的惯性不变
B.实心球离开手后继续运动,是因为受到了惯性的作用
C.实心球在空中飞行的过程中,足球的运动状态没有发生改变
D.实心球在地面上运动得越来越慢,是因为没有受到推力的作用
【变式3-2】如图所示,在水平路面上向左行驶的汽车车顶处悬挂一小球A,细线与竖直方
向的夹角。始终保持不变,则汽车在水平向左的方向上做(选填“匀速直线运
动”、“加速直线运动”或“减速直线运动”)
尸7/7Q》»L尸,尸,07y
【角度3】惯性的利用及危害防止
【典例4】下列实例中属于防止惯性带来的危害的是()
A.跳远运动员助跑一定的距离后起跳
B.锤头松了,锤柄在地上撞几下,锤头就紧紧地套在锤柄上
C.乘客乘车时也要像驾驶员一样系好安全带
D.为了避免把地板弄湿,我们在进入室内前将雨伞上的水甩掉
方法点技
惯性在生活中的应用和防治
1.纸飞机离开手以后,还会继续飞行。
2.星际探测仪,一经脱离地球引力范围,不需要用发动机就可保持飞行。
3.锤头松了,只要把锤柄在固定的物体上撞几下,锤头就牢牢地套在锤柄上了。
4.跳远时利用助跑,使自己跳得更远。
5.车后动或者突然加速时,人会向后靠。
6.汽车左转弯时,人会向右靠。右转弯时,人会向左靠。
7.子弹离开枪口后还会继续向前运动。
【变式4-1]以下四种现象中,属于防止惯性带来的危害的是()
【变式4-2]为了预防流感,人们会戴上口罩,摘下口罩后,耳根后会留下压痕这说明力可
以改变物体的。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,如图所示,这里利用了_____(选填“锤头”或“锤柄”)具有惯性。
强化训练
【基础强化】
1.下列物体中运动状态没有发生改变的是()
A.足球被小明的头顶回去
2.下列有关运动和力的说法中正确的是()
A.给正在运动的物体再施加一个力,物体一定比原来运动得更快
B.运动的物体如果不受外力作用时将会慢慢停下来
C.推出去的铅球能在空中继续前进是因为受到了惯性力的作用
D.跳伞运动员在空中匀速下降时受到的力相互平衡
3.下列交通安全提示语,不是为了防止惯性带来危害的是()
A.珍爱生命,远离酒驾B.车辆起步,站稳扶好
C.学校路段,减速慢行D.保持车距,安全行驶
4.撑杆跳是田径运动中技术最复杂的项目之一、运动员持竿助跑起跳后,借助撑杆的支撑
起跳,在腾空过程中连续完成10多个动作,最终越过横杆。如图所示是撑杆跳的整个
过程,下列说法正确的是()
B.起跳时撑杆被压弯说明力能改变物体的运动状态
C.撑杆后腾空过程中运动员不再受到力的作用
D.越过横杆后运动员受到的力为非平衡力
5.骑自行车前行,若停止用力蹬脚踏板,自行车将会慢慢停下来。下列说法正确的是()
A.自行车慢慢停下来,惯性逐渐减小最后消失
B.自行车没有立即停下来,是因为受到惯性力的作用
C.自行车会慢慢停下来,是因为阻力改变了它的运动状态
D.停止用力蹬脚踏板,自行车会停下来,说明物体运动需要力来维持
6.下列现象不能用惯性解释的是()
A.投出去的篮球,仍能在空中上升
B.树上熟透的苹果沿竖直方向落向地面
C.行驶的汽车紧急刹车后,还会向前滑行一段距离
D.人跑动时,脚绊到石头会摔倒
7.小明站在滑板车上不断蹬地让车沿水平方向运动,下列说法正确的是()
A.不断蹬地说明物体受到力的作用才能运动
B.小明脚离地面向前滑行时,运动状态保持不变
C.小明不蹬地后慢慢停下来,是因为没有受到力的作用
D.运动中的车如果所受的力全部消失,它将做匀速直线运动
8.当今社会,运动已成为一种生活方式.关于以下日常运动情景,下列说法正确的是()
A.用力将实心球扔出,说明力可以改变物体的形状
B.篮球离手后,由于具有惯性,能继续向前运动
C.游泳时人对水的作用力与水对人的作用力是一对平衡力
D.上升的排球到达最高点时,若所受外力全部消失,则其一定做匀速直线运动
9.行驶的汽车突然刹车时乘客会向前倒,这是因为乘客具有。柳州水上公交运
行速度约为20(选填“m/s”或“km/h”),方便游客观赏百里柳江。
io.2022年6月17日,我国完全自主设计建造的第三艘航空母舰正式下水并命名为“福建
舰”(如图)。当一架歼15舰载机返回“福建舰”甲板时,由于要滑行一段距离,
由于受到最终停下来。
11.如图所示,用飞机向目标空投救灾物品,若飞机向前飞行刚好到达目标的正上方8点
时空投,物品会落在目标(填“前方”或“后方”)飞机应在___(填或“。)
点处进行空投,才能将救灾物品投至目标处。
后方前方
目标
12.同学们在科技展览馆参观游玩时,导游介绍说:“中国空间站在不受力的作用下围绕地
球飞行,并且使用一种先进的霍尔推进器,其所耗燃料将不到现有化学火箭的十分之
一,其中离子沿轴向加速喷出,从而产生推力。”请你指出文中错误观点是_,请说
明理由:O
【能力培优】
13.如图所示,在一辆表面光滑的小车上,放有质量分别为M、外的两个小球,随车一起
向右做匀速直线运动,当车突然停止运动后,则两个小球将做it动,两个小球.
(填“会,,或”不会,,)相碰(设车无限长,其他阻力不计)。
14.足球是青少年喜爱的运动,它包含许多物理知识:踢球时脚感到疼,说明;
踢出球后,球继续运动,这是由于的原因;球在草地上运动的越来越慢是由
于球受到O
15.中华文化博大精深,人们根据物理现象总结了很多俗语、谚语,如“叶落归根”中树叶
离开树枝后最终落到地面,说明重力的方向是_以及力可以改变物体的。“临
崖立马收缰晚”中马不能立即停下,是因为马C
16.在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,在水平桌面上铺上粗糙程度不同的物体(如
毛巾、棉布、木板等),如图所示。
/^7------D7一科
毛巾棉布木板
(1)让小车自斜面顶端由静止开始滑下,必须让同一小车从同一斜面的__________滑下
后,观察在不同表面上小车运动的。
(2)结论:小车在水平面上运动,平面越光滑,小车受到的阻力越—,小车运动的距
离越_____(选填“长”或“短。
(3)推理:如果运动物体不受力,它将永远做o
17.小明为探究运动与力的关系,设计了如图甲所示的实验。让同一小车滑到接触面分别
为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
⑴每次都让小车从同一斜面的相同位置由静止开始滑下,是为了使小车在滑到斜面底
端时具有相同的;
(2)比较图中小车在不同表面滑行的最大距离,可以得出:在相同的条件下,水平面越
光滑,小车受到的摩擦力越小,小车运动距离越________;
⑶图乙是小车在木板、棉布和毛巾表面上运动时,速度随时间变化的图像,其中表示
在毛巾上运动的是_________(选填“"、9”或“c”)图线;
(4)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测,如果水平面光滑,小车在运动时
不受阻力,那么小车在水平面上________,说明运动的物体(选填“需要”
或“不需要”)力来维持。
18.小华在探究“阻力对物体运动的影响”实验时,先后在水平桌面铺上粗糙程度不同的毛
巾、棉布、木板做了三次实验,实验现象如下图所示,请回答以下问题:
毛巾棉布木板
⑴运动的小车在水平面上滑行距离的长短除了与小车受到的摩擦阻力有关外,你认为
还应该与有关。
⑵探究阻力对运动小车的影响时,改变水平面的粗糙程度,让小车从斜面的高度
(选填“相同”、或“不同”)且静止滑下的目的是0
⑶实验现象是:平面粗糙程度越小,小车受到的摩擦力越____,滑行的距离越远,速
度减小得越o
(4)该实验结果不能证明下列的结论。
A牛顿第一定律B物体运动需要力C力可以改变物体的运动状态
第八章运动和力
课时8・1牛顿第一定律
学习目标
2025年课程标准物理素养
物理观念:知道一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速
1、理解牛顿第一定律的内直线运动状态。
容。科学思维:知道一切物体都具有惯性,惯性的大小只与物体的质量有关。
2、掌握阻力对物体运动的科学探究:通过实验和推理理解力不是维持物体运动的原因,而是改变物
影响。体运动状态的原因。
3、理解惯性的概念。科学态度与责任:通过学习牛顿第一定律和惯性的概念,树立自己对科学
的世界观和方法论,理解物理规律在日常生活中的应用。
知识梳理
知识点一、探究阻力对物体运动的影响实验
|、实验目的、原理、方法
(1)实验目的:探究阻力对物体运动影响;
(2)实验原理:力是改变物体运动状态的原因:
(3)实验方法:控制变局法。
2、实验器材:斜面、小车、毛巾、棉布、木板、刻度尺。
3、器材作用
(1)斜面:使小车运动。
(2)毛巾、棉布、木板:改接触面对小车的阻力。
(3)刻度尺:测量小车行驶距离。
4、实验步骤
步骤①木板放在水平的桌面上,将斜面放固定在木板的一端,将刻度尺零刻度线与木板一端对
齐,紧贴木板并固定好;
步骤②观察木板毛巾与棉布的粗糙程度;
步骤③将毛巾铺在木板上,将小车置「斜面顶端同一位置,使小车向下滑,小车停下后,记录小
车在毛巾上滑动的距离8;
步骤④将棉布铺在木板匕将小车置于斜面顶端同一位置,使小车向下滑,小车停下后,记录小
车在棉布上滑动的距离S?;
步骤⑤将小车置手斜面顶端,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在木板上滑动的距离S3。
5、实验结论及推理
实验结论:平面越光滑,物体运动的距离•越远,速度减小得越慢,所受阻力越小;平面越粗糙,
物体运动的距离越近,速度减小得越快,所受阻力越大。
实验推理:运动的物体如果不受外力作用,它将永远匀速直线运动卜.去。
特别提醒
(1)为保证小车到达水平面时的速度相等,小车每次都必须从同一高度由静止释放。
(2)运动的物体如果不受外力作用,它将永远匀速直线运动下去。牛顿第一定律也称惯性
定律就是在此基础上总结!II来的。这个定律因为是用科学推理的方法得出,所以不是用实验
直接得出的。
在探究“阻力对物体运动的影响”实验中:
毛巾表面棉布表面木板表面
(1)为了改变小车受到的阻力,应分别将毛巾、棉布铺在(斜面/长木板/斜面
和长木板)上。
(2)每次实验都让小车从斜面相同高度由静止开始滑下的目的是:。
(3)结论:表面越光滑,速度减小得越(快/慢)。
(4)推理:如果运动的小车受到的阻力为零,它将做o
(5)在大量类似实验基础上,牛顿等科学家经过进一步推理而概括出了著名的牛顿第一
定律。它是人们公认的物理学基本定律之一,在实际生活中有着广泛的应用。一架在
空中水平向右匀速直线飞行的飞机上,自由落下了一颗炸弹。下列给出了几种炸弹落
地前与飞机位置关系的情形,如图所示,若不计空气,炸弹与飞机的位置关系为
【答案】(1)长木板
(2)使小车的速度相同
⑶慢
(4)匀速直线运动
⑸D
【详解】(1)在探究“阻力对物体运动的影响”实验时,在水平木板上先后铺上粗糙程
度不同的毛巾和棉布,通过改变接触面的粗糙程度来改变小车所受阻力大小。
<2)实验中为了使小车的速度相同,需要让小车从斜面的同一高度由静止滑下。
(3)实验中,阻力对物体运动的影响是通过小车在水平面运动的距离来体现的,由实
验现象知,表面越光滑,阻力越小,速度改变的越慢,滑行距离越远。
(4)由(3)推理得出:如果水平面绝对光滑,对小车没有阻力,则小车将一直做匀
速直线运动。
(5)不计空气对炸弹的阻力,在水平方向上,炸弹与飞机的速度相等,它们相对静止,
同时弹药在离开飞机后做加速运动,相同时间弹药间的距离会越来越远,由图示可知,
炸弹与飞机的位置关系为D图。
知识点二、牛顿第一定律
1.牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状
态。
特别提醒
(1)牛顿第一定律是通过分析、概括、推理得出的,不可能用实验直接来验证。
2.物体运动状态变化的判定:物体运动状态的变化包括速度大小的变化和速度方向的变化,
两变其•或者都变化,那么运动状态发生变化,两者均不变,那么运动状态不发生改变。
特别提醒
(1)物体由静到动、由匆到静、由慢到快、由快到慢都是速度大小的变化。
(2)圆周运动、拐弯运前都是运动方向的变化(物体运动状态如果变化,一定是受力的结
果,而且所受力不是平衡力)。
(3)静止或匀速直线运动都是运动状态没有变化(物体运动状态如果不变,或者受平衡力,
或者不受任何力)。
3.力与运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,力不是维持物体运动状态的原因。
特别提醒
(1)运动的物体不受力时做匀速直线运动(保持它的运动状态)。
(2)静止的物体不受力时保持静止状态(保持它的静止状态)。
入世]>2023年杭州亚运会,中国运动员包揽蹦床比赛全部金牌。如图是运动员从最
低点C竖直上升至最高点A的简化图。运动员在重力作用下减速上升说明力是
(填“改变”或“维持”)物体运动状态的原因;若运动员上升到最高点时,重力突然消
失,运动员将处于状态。
9A
【答案】改变静止
【详解】[1]物体的运动状态包括速度的大小和方向,当物体受到力的作用时,其速度
或方向可能会发生变化;在运动员减速上升的例子中,虽然运动员的初始运动方向是
向上,但由于受到重力的作用,他的速度在减小,即他的运动状态发生了改变。
[2]根据牛顿第一定律我们知道,物体不受外力作用时,原来静止的物体将永远保持静
止状态;当运动员运动到最高点时,运动员静止,若此时所受的所有的力全部消失,
他会处于静止状态。
知识点三、惯性现象及其应用
1.惯性:物体保持原来运动状态不变的性质;即运动的物体要保持它的运动状态,静止物体
要保持它的静止状态。
特别提醒
(1)一切物体任何时候舒具有惯性(静止的物体具有惯性,运动的物体也具有惯性)。
(2)惯性是物体本身的属性,惯性的大小与物体质量大小有关。质量越大,惯性越大;质
量越大的物体其运动状态越难改变。惯性的大小与物体的形状、运动状态、位置及受力情况
无关。
(3)惯性是一种属性,它不是力。惯性只有大小,没有方向;
”例三>如图所示,一名滑雪爱好者穿着滑雪板在水平雪地上滑行时,滑雪爱好者用滑
雪杖向后撑雪地,他就会向前滑行,这是利用力的作用是的;滑雪爱好者停止
用滑雪杖撑雪地,他仍会向前滑行一段距离,这是由于他具有O
【答案】相互惯性
【详解】[1]滑雪爱好者用滑雪杖向后撑雪地,他对地面施加向后的作用力,同时,地
面对他施加向前的作用力,使他向前滑行,这是利用力的作用是相互的。
[2]滑雪爱好者停止用滑雪杖撑雪地,他仍会向前滑行一段距离,这是由于他具有惯性,
要保持原来的运动状态,继续向前运动。
问题探究
问题一:探究阻力对物体运动的影响实验
【角度1】探究阻力对物体运动的影响实验
【典例1】伽利略等科学家曾做如图所示的实验,让小车从斜面同一高度处滑下,观察、比
较小车沿不同平面的运动情况。
二-—Wr/穹
毛巾表面棉布表面木板表面
(1)实验时让小车从斜面同一高度滑下,目的是使小车到达平面时具有相同的;
(2)比较三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离就越(选填“远”或“近”),
说明小车运动的速度改变得越(选填“快”或“慢”)。
(3)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果水平面光滑,小车在运动时
不受阻力,则小车将在水平面上做。
(4)探究过程中主要采用了(选填“单纯的实验”和“实验加推理”)研究方
法。
【答案】⑴速度
⑵远慢
(3)匀速直线运动
(4)实验加推理
【详解】(1)实验时将小车从斜面的同一高度由静止滑下,小车下滑时的重力势能相
等,动能为0,下滑过程中,小车将重力势能转化为动能,则小车到达平面的动能相等,
小车到达平面的速度相等。
(2)[1][2]小车在木板表面受到的摩擦力最小,移动距离最远,说明阻力越小,小车运
动的速度改变得越慢,小车滑行的距离就越远“
(3)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果水平面光滑,小车在运动
时不受阻力,则小的速度将不会减慢,车将在水平面上做匀速直线运动。
(4)生活中不受力的物体时不存在的,探究过程中主要采用了实验加推理研究方法。
方法点找
运动的物体如果不受外力作用,它将永远匀速直线运动下去。牛顿第一定律也称惯性定律就
是在此基础上总结出来的,这个定律因为是用科学推理的方法得出,所以不是用实验直接得
出的。
【变式『1】改变水平面的粗糙程度,木块分别三次从斜面同一高度静止滑下,木块三次分
别停在如图1、2、3不同的位置,三次水平面的粗糙程度比较是:第一次水平面比第
二次粗糙,第二次比第三次粗糙。
I.___■II,____II,<
-----»------〒〒干13
(1)如图中已画出第1次运动时,木块受到的阻力力,请画出第3次运动时木块受到的
阻力f3的示意图____;
(2)根据上述实验推测,木块所受的阻力变小,向前滑动的距离(选填“增大”、“不
变”或“缩小”),如果木块不受阻力,它将;
(3)停下来的木块,若所受的一切外力突然消失,它将。
fl\—:-I
【答案】⑴七二一J
3
(2)增大做匀速直线运动
(3)保持静止
【详解】(1)依题意可知,第3次水平面的粗糙程度最小,压力不变,则第3次运动
时木块受到的阻力最小,方向仍水平向左,作图如下:
巨
3
(2)比较三次运动木块停下的位置可知,木块所受的阻力变小,向前滑动的距离
增大,由此推理,如果木块不受阻力,它将做匀速直线运动。
(3)根据牛顿第一定律,停下来的木块,若所受的一切外力突然消失,它将保持静止。
【变式1・2]利用如图所示的装置“探究阻力对物体运动的影响”,甲、丙木板上分别铺有毛
巾和棉布,其中毛巾最粗糙,木板最光滑
⑴实验时,应将小车从一(同一/不同)高度处释放,实验中通过小车运动距离的大
小来反映一(阻力的大小/阻力对物体运动的影响/接触面粗糙程度):
⑵为了便于推理,水平面材料放置顺序最合理的是—;
A.乙、丙、甲B.丙、乙、甲C.甲、乙、丙D.甲、丙、乙
⑶如图丁所示,若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,是否需要重做实验以获
取可靠的证据?答:—(需要/不需要)
(4)分析实验现象可得:水平面越光滑,小车的速度减小越—(快/慢),小车运动的
路程越长,由此可推理:如果水平面绝对光滑,小车将一O
⑸完成上面的探究后,小明又思考如下问题:如图所示,将小球拉至A点,使细线处
于拉直状态,让小球由静止从A点开始运动(不计空气阻力),越过3点后最高可以
到达&点。当小球刚摆到C点时,细线恰好断开,且摆球所受的力忽然全部消失,则
摆球将一(选填“往回摆”、“^止”或“做匀速直线运动”)。
【答案】(1)同一阻力对物体运动的影响
(2)D
(3)不需要
(4)慢一直做匀速直线运动
⑸做匀速直线运动
【详解】(D[1]实验时,应将小车从同一高度处释放,小车到达水平面的速度相同,
小车到达水平面的动能相同。
[2]小车到达水平面的动能相同,小车停下时,克服摩擦力做的功相同,小车运动距离
不同,由卬=人得,小车克服的阻力大小不同,小车运动的距离不同,说明小车速度
减慢速度不同,则实验中通过小车运动距离的大小来反映阻力对物体运动的影响,
(2)为了便于推理,水平面的阻力应不断减小,水平面的接触面的粗糙程度应不断减
小,则水平面材料放置顺序最合理的是甲、丙、乙,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(3)如图丁所示,若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,说明图丁中小车在水
平面运动的距离最远,与其他实验比较可以得出结论,则不需要重新完成实验。
<4)分析实验现象可得:水平面越光滑,小车运动的路程越长,小车的速度减小
越慢,小车运动。由此可推理:如果水平面绝对光滑,小车的速度不会减慢,将做匀
速直线运动。
(5)如图所示,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,让小球由岸止从A点开始运
动(不计空气阻力),越过8点后最高可以到达。点。当小球刚摆到C点时,小球的
速度大于0,细线恰好断开,且摆球所受的力忽然全部消失,则摆球将保持C点的速度
做匀速直线运动。
问题二:牛顿第一定律
[角度1]牛顿第一定律的内容及理解
【典例1】关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是()
A.牛顿第一定律是凭空想象出来的B.物体只要运动,就一定受到力的作用
C.不受力的物体,只能保持静止状态D.运动着的物体不受力时将做匀速直线运动
【答案】D
【详解】A.牛顿第一定律是在大量的实验的基础上经过科学推理而得到的,不是凭空
想象出来的,故A错误;
BC.任何物体在没有受到外力作用时,总保持静止或匀速直线运动状态,物体运动,不
一定受到力的作用;不受力的物体,可能保持静止状态或匀速直线运动状态,故BC错
误;
D.运动着的物体如果不受力的作用,将做匀速直线运动,故D正确。
故选D。
方法在竣
应注意从以下四个方面理解牛顿第一定律:
(1)“一切”是说定律对所有物体普遍适用。
(2)“没有受到力的作用”是指定律成立的条件,包含两层意思、:一是理想情况,即物体
确实没有受到任何外力作用;二是物体所受各力的合力为零。
(3)“总”指的是总这是,没有例外。
(4)“或”即两种状态居其一,不能同时存在.定律表明:物体不受力时,原来静止的物
体将永远保持静止状态,原来运动的物体将永远做匀速直线运动.考虑问题也应从这两方面
来考虑,首先判断物体原来的运动状态,然后再根据牛顿第一定律来解答。
【变式对牛顿第一定律的认识,下列说法正确的是()
A.牛顿第一定律可通过直接观察实验现象得出
B.物体只要运动,就一定受到力的作用
C.运动的物体不受力后可能沿着曲线运动
D.静止的物体不受力后仍要保持静止状态
【答案】D
【详解】A.牛顿第一定律是在实验的基础上经过科学的推理而得出的,不能通过实验
直接验证,故A错误;
B.由牛顿第一定律可知,物体不受力时也可以保持匀速直线运动,物体运动不一定受
到力的作用,故B错误;
CD.由牛顿第一定律可知,如果物体不受到力的作用,原来静止的物体将永远静止,
原来运动的物体将保持原有的速度一直做匀速直线运动,故C错误,D正确。
故选D。
【变式1-2】小明正驱动滑板车向前滑行,他一脚站立其上,另一只脚不时用力向后蹬地,
使滑板车能前进,这说明物体间力的作用是_的;他停止用力也能继续向前运动是
因为小明和滑板车具有;他最终停下来是因为受到的作用。
【答案】相互惯性摩擦力(阻力)
【详解】[1]小明用脚向后蹬地,地面会给小明一个向前的反作用力,这说明物体间力
的作用是相互的。
[2][3]根据牛顿第一定律,小明和滑板车在没有外力作用时会继续保持原来的运动状态,
这说明他们具有惯性。最终,小明和滑板车会因为受到地面和空气的摩擦力作用而停
下来。
【角度2】根据牛顿第一定律判断物体的运动状态
【典例2】足球是一项能使学生身体素质得到全面发展的运动,如图所示是学校足球训练的
一个精彩瞬间,下列说法正确的是()
A.脚踢足球时,足球受力,脚不受力
B.足球能在场地上滚动一段距离是因为足球受到惯性力的作用
C.足球在场地上滚动后会停下来说明阻力改变了足球的运动状态
D.向前飞的足球,若所受的外力突然全部消失足球会竖直向下落到地面
【答案】C
【详解】A.脚踢足球时,脚对足球施加了力的作用,因为力的作用是相互的,足球也
对脚施加了力的作用,即足球和脚都受到力的作用,故A错误;
B.足球能在场地上滚动一段距离是因为足球具有惯性,要保持原来的运动状态,惯性
不是力,故B错误;
C.力是改变物体运动状态的原因,足球在场地上滚动时受到阻力作用,最后会停下来
即由运动变为静止,说明阻力改变了足球的运动状态,故C正确;
D.正在空中飞行的足球具有一定的速度,若所受的外力突然全部消失,足球会以当时
的速度和运动方向继续做匀速直线运动,故D错误。
故选C。
方法代搜
理解物体运动状态的改变是指运动快慢或运动方向的改变或运动快慢和运动方向都改变。
【变式2-1]中考体育测试项目中,抛出的实心球在空中运动轨迹如图所示。若实心球运动
过程中,它受到的所有力突然全部消失,则实心球将()
A.保持静止B.做匀速直线运动C.竖直向上运动D.竖直向下运动
【答案】B
【详解】实心球运动过程中,它受到的所有力突然全部消失,根据牛顿一定律可知,实
心球将会以消失力那一时刻的速度一直做匀速直线运动,故B符合题意,ACD不符合
题意。
故选B。
【变式2-2]如图所示是女排主攻手朱婷高高跃起将球扣向地面的场景,朱婷离开地面后仍
然能向上运动是由于具有:球被扣后砸向地面,是因为力能改变物体的
比赛某个瞬间,一个竖直上抛的球到达最高点时,若所受的外力突然消失,它将保持_
状态。(选填“静止”或“匀速直线运动”)
【答案】惯性运动状态静止
【详解】[1]朱婷离开地面后仍然能向上运动是由于她具有惯性,要保持原来的运动状
态。
[2]球被扣后砸向地面,是因为力能改变物体的运动状态,朱婷对球施加了作用力,使
球的运动方向和速度发生了改变。
[3]当球上升到最高点时,球的速度为零,如果此时受到的力全部消失,根据牛顿第一
定律可知,球要保持当前的静止状态。
问题三:惯性现象及其应用
【角度1】惯性的概念
【典例1】关于惯性,下列说法正确的是()
A.洒水车在工作过程中,因为匀速直线行驶,所以惯性不变
B.运动员到达终点不能马上停下来,是由于运动员具有惯性
C.铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转是为了防止惯性带来的危害
D.锤头松动时,撞击锤柄使锤头紧套在锤柄上,是由于惯性力的作用
【答案】B
【详解】A.匀速直线行驶的洒水车洒水时,洒水车的质量变小,惯性变小,故A错误;
B.冲过终点的运动员不能马上停下来是因为他具有惯性,会保持原来的运动状态继续
向前运动,故B正确;
C.铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转是为了防止利用惯性,使得铁饼能投掷更远,故
c错误;
D.锤头松动时,撞击锤柄使锤头紧套在锤柄上是利用了惯性,惯性是一种性质,不是
力,故D错误。
故选B。
方法点拉
(1)惯性是一切物体的同有属性,无论是固体、液体或气体,无论物体是运动还是静止,
都具有惯性。
(2)任何物体在任何时候都是有惯性的,它要保持原有的运动状态。
【变式11]下列关于惯性的说法正确的是()
A.抛出去的篮球由于受到惯性的作用能在空中继续向前飞行
B.运动员起跑时用力蹬地,是为了增大惯性提高成绩
C.物体运动时具有惯性,静止时不具有惯性
D.汽车在转弯时减速,是为了防止惯性带来的危害
【答案】D
【详解】A.惯性不是力,只能说具有惯性,不能说受到惯性,故A错误;
B.运动员起跑时用力蹬地只是让人能向上跳起,利用了物体间力的作用是相互的,不
是利用了惯性,故B错误;
C.一切物体都具有惯性,故C错误;
D.汽车在转弯时如果不减速慢行,会由于惯性继续保持原来的方向运动,易造成侧翻
等事故,故汽车在转弯时减速,是为了防止惯性带来的危害,故D正确。
故选D。
【变式1-2]质量60kg的人,他在地球上所受到的重力是N(g=10N/kg),受到重力
的方向是_____o当他到月球上时,他的质量是—此,其身体惯性。(填“没有”
或“仍具有“)
【答案】600竖直向下60仍具有
【详解】[1]质量60kg的人,他在地球上所受到的重力为
G=/M^=60kgxl0N/kg=600N
[2]重力的方向始终竖直向下。
[3][4]质量与位置无关,物体的惯性只跟质量有关,当他到月球上时,他的质量不变,
仍为60kg,其身体仍具有惯性。
【角度2]生活中的惯性现象
【典例3】如图所示,汽车头枕能在下列何种情形中保护司机()
头枕
A.静止时受到后车撞击B.静止时受到前车撞击
C.前行时撞上前车D.前行时突然刹车
【答案】A
【详解】A.静止时受到后车撞击,车子会向前运动,司机的下半身随车子一起向前运
动,上半身由于惯性俣持静止,司机会向后仰,故A符合题意;
B.静止时受到前车撞击,车子会向后运动,司机的下半身随车子一起向后运动,上半
身由于惯性保持静止,司机会向前倾,故B不符合题意;
C.前行时撞上前车,车子减速,司机的下半身随车子减速,上半身由于惯性保持原来
的运动状态,司机会向前倾,故C不符合题意;
D.前行时突然刹车,司机的下半身随车子减速,上半身由于惯性保持原来的运动状态,
司机会向前倾,故D不符合题意。
故选A。
万法在竣
(1)惯性现象在交通中尤为明显。例如,当汽车突然刹车时,乘客的身体会由「惯性而向
前倾斜,这是因为乘客的身体试图保持原来的运动状态。
(2)在家务活动中,惯性也发挥着重要作用。拍打衣服时,衣服运动而灰尘由于惯性会离
开衣服,这是利用惯性来清洁衣物的•个例子。
(3)在体育运动中,惯也同样不可忽视。跳远运动员在起跳前会进行助跑,利用助跑产生
的惯性使自己跳得更远。
【变式37】用力将实心球抛出,实心球在空中运动了一段时间后落向地面,继续向前滚动,
最终停止。下列说法正确的是()
A.实心球最终静止,实心球的惯性不变
B.实心球离开手后继续运动,是因为受到了惯性的作用
C.实心球在空中飞行的过程中,足球的运动状态没有发生改变
D.实心球在地面上运动得越来越慢,是因为没有受到推力的作用
【答案】A
【详解】AD.惯性的大小与质量有关,足球运动得越来越慢,其质量不变,惯性不变,
是因为受到阻力的作用,故A正确,D错误;
C.足球在空中飞行过程中,运动的速度或方向发生了改变,运动状态一定发生改变,
故C错误;
B.足球离开脚后继续运动,是因为足球具有惯性,惯性是物体的一种特性,惯性不是
力,不是说受到惯性的作用,故B错误。
故选Ao
【变式3-
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