人教版物理八年级下册牛顿第一定律和惯性张 66页

第八章 运动和力 第 1 节 牛顿第一定律 1 　力的概念 知识回顾 定义 力是物体对物体的 ______ 单位 ______(N) 产生 条件 　 ① _____________________________ ； ② _____________________________ . 三要素 　 ________ 、 ________ 、 ________ 作用 牛顿 大小 方向 作用点 必须有两个或两个以上的物体； 物体间必须有相互作用 ( 可以不接触 ) 力的 特点 　 ① 物体间力的作用是 ________ 的 ( 相互作用力在任何情况下都是大小 ________ ，方向 ________ ，作用在不同物体上 ) ； ② 两物体相互作用时，施力物体同时也是 ________ ，反之，受力物体同时也是 ________ 作用 效果 ① 力可以改变物体的 ________ 状态 物体运动速度大小的改变 物体运动方向的改变 ② 力可以改变物体的 ________ 相互 相等 相反 受力物体 施力物体 运动 形状 力的示 意图 　用一根 ________ 的 ________ 把力的大小、方向、作用点表示出来；如果没有大小，可不表示，在同一个图中，力越大，线段应越长 测量 工具 弹簧测力计、握力计等 带箭头 线段 牛顿第一定律 ( 第一课时） 力和运动的关系如何呢？ 生活中的一些现象： A 受推力运动的箱子，撤去推力，木箱停了下来 B 、受压力下陷的铁钉，停止敲击，钉子不再下陷 C 、踢出去的足球，最终还是要停下来。 D 、关闭了动力的火车，也要停下来。 亚里士多德 历史回顾 　 　 两千多年以前，古希 腊学者亚里士多德提出“ 力 是维持物体运动的原因 ”的 观点在人类历史上统治了 近一千七百年。 如果要使一个物体持续运动，就必须对它施加力的作用。如果这个力被撤销，物体就会停止运动。 玩滑板车时，人不蹬地 ， 车最终会停下来。说明物体运动需要力来维持。 你认为正确吗？ 亚里士多德 物体的运动 需要力去维持！ 亚里士多德 意大利科学家伽利略的观点 物体的 运动并不需要力来维持 ，运动之所以会停下来，是因为受到了 摩擦阻力 。 —— 维持运动不需要力 物理 实验 在同一斜面的同一高度 同一小车从静止下滑 到达斜面底端速度相同 棉布表面 木板表面 比较小车滑行的距离 阻力对物体运动的影响 表面种类 粗糙 程度 所受 阻力 运动距离 速度改变 结论 毛巾 棉布 桌面 很短 更长 较长 很快 较快 较慢 平面越光滑，小车运动的距离越远，小车受到的阻力越小，速度减小得越慢 最大 较大 较小 最大 较大 较小 平面越光滑，受到的阻力越 ________ ，小车运动的距离越 ________ ，速度减小得越 _______ 。 推理：假如运动的小车受的阻力为 0, 小车将如何运动？ 结论： 运动的物体 不受外力 匀速直线运动 手用力推动小车，使其前进一段距离。 实验 1 ⑴ 小车为什么会运动？ ⑵ 为什么又会停下来？ 小车：静止 —— 运动 —— 静止。 ① 两个 过程 中是否都有力存在？ ② 在这两个过程中力的作用是维持原来的运动状态还是改变运动状态？ 亚里士多德 物体的运动 需要力去维持！ 对吗？ 笛卡儿 补充了伽利略的认识，指出：如果运动物体不受到任何力的作用，它的速度不变，并不会向左、右方向偏，将永远沿原来的方向做匀速运动。 牛顿 总结了伽利略等人的研究成果，进一步得出：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动或静止状态。 300 年前， 伽利略 曾采用类似的方法得出结论：如果物体在运动中不受到力的作用，它仍运动。 牛顿 (Newton,1642-1727) 英国物理学家、数学家和天文学家 如果说我看得远，那是因为我站在巨人的肩上。 我不知道在别人看来，我是什么样的人；但在我自己看来，我不过就象是一个在海滨玩耍的小孩，为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜，而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋，却全然没有发现。　　　　　　　　　 —— 牛顿　   　 　　　　　　　　 一、牛顿第一定律： 一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止或匀速直线运动状态。 1 、牛顿第一定律不可能用实验来直接验证。 2 、物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因。 说明： （ 1 ） 物体不受外力时的状态是匀速直线运动状态或静止状态，说明 力不是维持物体运动的原因。 （ 2 ） 外力的作用是迫使物体改变其运动，说明 力是使物体运动状态改变的原因 。 （ 3 ） 不受外力作用的物体是不存在的。 不受外力作用等效于受平衡力作用 ， 合力为零 1 ） 一切物体 2 ） 没有受到外力作用 3 ） 时候 4 ） 总 5 ） 保持 6 ） 或 是指宇宙中所有物体，不论物体是固体、液体还是气体。可见牛顿第一定律是自然界中的普遍规律。 是定律成立的条件，这是一种理想情况。 强调了 " 没有受到外力作用 " 与 " 保持匀速直线运动或静止状态 " 是瞬时对应的关系。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。 是指 " 一直 " 的意思。 是指 " 不变 " 。 指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，原来静止就保持静止，原来运动就保持匀速直线运动状态 意义 : 解释了力和运动的关系。 （ 1 ） 牛顿第一定律不是一条实验定律，它是牛顿以伽俐略的理想实验为基础，总结前人的研究成果，加之丰富的想象而提出来的． （ 2 ）牛顿第一定律说明了物体不受力时的运动状态是匀速直线运动或静止（所以说， 力不维持是物体运动的原因 ） （ 3 ）外力的作用是迫使物体改变运动状态（所以说， 力是改变运动状态的原因 ） 1 、一颗石头在上抛的过程中上升到最高点，刚要下来的时候突然所有的外力都消失，那么石头将（ ） A 、静止 B 、向上做匀速直线运动 C 、向下做匀速直线运动 D 、向下加速运动 A 课堂练习 2 、正在做曲线运动的物体，假设它所受的外力都同时消失，则它就做（ ） A 、匀速直线运动 B 、匀速曲线运动 C 、立即静止 D 、原来的曲线运动 A 3 、 一个物体，在力 F 的作用下，在水平面上由静止开始运动，当速度达到 3m/s 时，作用在它上面的力突然全部消失，则物体将（ ） A 、慢慢停下来 B 、仍做匀速直线运动，但速度小于 3m/s C 、立即停下来 D 、仍做匀速直线运动，且速度为 3m/s D 4 、关于运动和力的关系，下列说法中正确的是（ ） A 、只要有力作用在物体上，物体就能运动 B 、只要有力作用在物体上，物体的运动状态就一定要发生变化 C 、只要物体的运动状态发生变化，就一定有力作用在物体上 D 、只要物体在运动，就一定有力作用在物体上 C 5 、牛顿第一定律是（ ） A 、有斜面小车实验直接得到结论 B 、有理论分析得到结论 C 、在实验的基础上，经过合理分析、推理得到结论 D 、建立在生活经验 基础上的结论 C 6 、关于运动和力的关系，下列说法中正确的是（ ） A 、必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用物体就静止下来 B 、力是使物体运动状态改变的原因 C 、物体的运动状态发生改变 , 不一定 有力作用在物体上 D 、物体做直线运动时，一定受到了力的作用 B 7 ．关于力和运动的关系，下列说法正确的是 ( ) A ．力是维持物体运动的原因     B ．只要有力作用在物体上，物体就一定会运动 C ．没有力作用在物体上，物体就慢慢停下来 D ．物体由运动变为静止时，它一定受到了力的作用 D 8 、问题： 为什么小车要从斜面的同一高度滑下？ 8. 思考牛顿第一定律 ？ 1 、在什么条件下，物体一定处于匀速直线运动状态？ ___________________ 。 2 、在什么条件下，物体处于静止状态？ __________ 。 3. 牛顿第一定律实验 方法： ____________ 、 __________ 。　 观察和实验 科学推理 静止 运动状态 · 北京专用 本节回顾 1. 牛顿第一定律 古人观点 名称 观点 备注 亚里士 多德 　认为 ____________________________ 通过想象思考 伽利略 　认为物体的运动 ________ 力来维持 通过实验进一步推理 牛顿 　一切物体在没有受到力的作用时，总保持 ______ 状态或 ______________ 状态 实验 — 假想 — 推理 — 牛顿第一定律 力是维持物体运动的原因 不需要 静止 匀速直线运动 · 北京专用 探究：阻力对物体运动的影响 实验 装置 探究 方法 ________________ 、转换法 实验 过程 ① 使小车从同一高度滑下的目的是使小车到达水平面时的 ________ 相同； ② 在这一实验中需要改变的是接触面的 ________ ，做法是分别将毛巾、棉布、木板铺上，分别进行实验； ③ 实验中通过观察小车在水平面运动的 ________ 来显示阻力对物体运动的影响 控制变量法 速度 粗糙程度 距离 · 北京专用 得出 结论 　平面越光滑，小车运动的距离 ________ ，这说明小车受到的阻力越小，速度减小的 ________ 。进行推理：如果运动物体不受力，它将永远做 ________________ 运动 牛顿第 一定律 　 ________ 物体 ________________ ，总保持 ____________________________________________ 越长 越慢 静止状态或匀速直线运动状态 在不受力作用时 一切 匀速直线 第八章 运动和力 第 1 节 牛顿第一定律 （第 2 课时　　 惯性 ） 牛顿第一定律告诉了我们什么 ? 这定律的得出是通过什么科学方法得到的 ? 复习 该定律无法用实验直接证实， 是通过实验推理得来的． 惯性的理解 如图所示 , 做伽利略实验时 , 每次做实验都用同一小车 , 从同样高的斜面上运动下来 , 使它在三种平面上开始运动时的速度相同，则下列有关这个实验的说法中错误的是 ( ) A 、在同样条件下，小车受到的阻力越小，它前进得就越远 B 、小车受到的阻力越小，它的速度减小得就越慢 C 、小车的速度减小是由于受到了阻力 D 、这个实验直接得出了牛顿第一定律 D 一颗弹珠在水平桌面上滚动，当它刚刚离开桌面时，假如所受的一切外力都消失，那么它将（ ） 　　 Ａ、立即停止运动　　　　　　　　　　Ｂ、沿竖直方向匀速直线运动 Ｃ、沿水平方向匀速直线运动　　　　　Ｄ、做曲线运动往下掉 C 练习： 为什么物体不受外力就保持静止或匀速直线运动状态，而没有出现其他的运动情况呢？ 保持静止或匀速直线运动状态 ，这是物体的一种 性质 ，就像物体有质量一样，谁也不能改变它，人们把物体的这种性质叫做 惯性。 惯性： 一切 物体都具有保持 原有 的速度大小和运动方向的 性质 。这种性质就是惯性。 牛顿第一定律也叫惯性定律。 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。 一切物体都具有保持静止或匀速直线运动状态的性质。 实验 1 如图 , 向右拉动小车 , 当小车受阻碍而停止运动时 , 车上的木块为什么会向右倾倒 ? 小车上的木块原来随小车一起向右运动；小车由于受到阻碍突然停止运动；小车上的木块由于惯性仍然要向右运动；但因为木块下部受到小车的摩擦力而静止，于是木块会向右倾倒。 运动 的物体具有惯性。 实验 2 如图 , 用手指向下猛击纸条，使纸条抽出，可笔套依然不动，这是为什么？ 静止 的物体具有惯性。 实验 3 如图，用手指弹击卡片，卡片上的鸡蛋为什么不跟着飞出？ 静止 的物体具有惯性。 实验 4 如图，在杯子中盛满水，突然急速拉动杯子，会看到什么现象？为什么呢？ 液体 具有惯性。 一切物体保持运动状态不变的性质，叫做惯性 。 （ 即静止或匀速直线运动状态 ） 二、惯性 下列各问中的物体的惯性如何体现？ （ 1 ）静止在桌面上的书？ （ 2 ）正在以 10m/s 速度运动的汽车？ （ 3 ）一个正在加速的汽车，某时刻的速度是 5m/s ． 讨论：要想击中地上的目标，飞机应当飞到目标上空再投弹，还是提前一段距离？为什么？ 一切物体在任何情况下都具有惯性，惯性是物体固有的一种属性。 2 、惯性：物体具有保持原来静止状态或匀速直线运动状态不变的性质，叫惯性。 ( 一切物体都具有惯性，惯性是物体的一种固有属性。 惯性与物体的运动状态形式无关，与物体的受力情况无关 。 惯性只与质量有关，质量大的物体惯性大。 惯性没有方向。 物体受外力作用时，惯性表现为改变其运动状态的难易程度。 ) 惯性和牛顿第一定律（惯性定律）的区别和联系： 区别 联系 牛顿第一定律是描述物体不受外力时所遵循的 运动规律 ，是有条件的，即只有物体在不受外力时才遵守；而惯性是物体的一种 属性 ，与物体是否受力、运动状态等一切外在因素无关，任何时候都存在。 因为物体有惯性，所以在不受外力时才能保持匀速直线运动状态或静止状态，因此牛顿第一定律又称为惯性定律。 举例 请同学们分析生活中的惯性现象。 三、惯性现象的分析 解释方法： 1 、交待研究对象原状态。 2 、物理过程（ 突然发生的情况 ） 3 、研究对象 由于惯性 要保持原状态 惯性现象的应用与防止 一、牛顿第一定律 一 切物体在没有受力的作用时，总保持 __________ 或 ________________________ ． 静止状态 匀速直线运动状态 惯性 惯性定律 二、惯性 物体保持原有运动状态不变的特性叫 ________ ．牛顿第一 定律也叫 ____________ ． [ 例题 1 。 ] 关于惯性，下列说法正确的是 ( ) A ．物体速度大时惯性大 B ．静止的物体没有惯性 C ．物体运动状态改变时，惯性也随之改变 D ．一切物体都有惯性 解析： 惯性是一切物体都具有的一种属性，而且惯性的大小 只与物体的质量有关，与物体的运动状态和是否受力等都是无关 的．物体的速度有大小，只是表明它的运动状态有不同，不是表 明惯性的大小，要判断一个物体惯性的大小，只须判定它的质量 大小即可；关于物体有无惯性，则完全是一种错误提法，因为有 物体存在，它就有惯性，因此 A 、 B 、 C 三个选项都是错误的． D 【例 2 】 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． 【分析】 牛顿第一定律指出，物体不受外力作用时，物体将保持静止或匀速直线运动．说明物体 可以有两种表现状态 ，同时也说明物体不受力时也能运动， 力不是维持物体运动的原因 ． D 例 3. 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 解析： ① 明确 力和物体的 运动 无关，力只与物体 运动状态的改变 有关 。 ② 物体保持静止或匀速直线运动状态， 是物体不受力时的 运动规律 ， 并 不是力作用的结果 。 Ｂ 【例 4. 】 用绳子栓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． 【分析】 原来小球受绳拉力作用在作圆周运动，当绳子突然断裂，小球在光滑水平方向上就 没有 再受到力了，因此小球将 保持 绳断时刻的速度大小和方向而运动． 【解答】 B ． 例 5. 一个物体做匀速直线运动，突然受到一个外力的作用，它的运动状态是否一定会改变？ 解析： 物体原来的运动状态是匀速直线运动，对应的受力情况是 " 不受力 " 或 " 受合力为零 " 。在此基础上再施加给此物体一个外力，此时物体受合力一定不为零， 物体的运动状态一定会发生改变。 1 ．当汽车突然起动的时候，由于乘客具有 ____________ ， 他会往车行驶的 ____________ 方向倾倒；向北行驶 的汽车突 然向西拐弯时，车上的乘客会向 __________ 倾倒． 惯性 相反 东 2 ．沿水平方向匀速飞行的轰炸机，要击中地面目标，应在 _______________________( 填“目标正上方”或“到达目标上 方前” ) 投弹． 到达目标上方前 课堂练习 3 ．静止的物体，如果它所受的一切外力同时消失，那么它 将 ( ) D A ．立即运动 B ．速度先变大，后变小 C ．做匀速直线运动 D ．静止 解 析： 一切物体在不受外力作用时将保持静止状态或匀速 直线运动状态；静止的物体，当外力突然全部消失后，自然保 持静止状态． 4 ．自行车骑得太快，容易造成交通事故，这是由于 ( ) A ．运动快，所以惯性大，因此难停下来 C B ．刹车时产生的惯性不够大，所以难停下来 C ．由于惯性，即使紧急刹车，也需要向前运动一段距离才 能停下来 D ．刹车时来不及克服惯性，所以难停下来 解析： 本题根据概念辨析法解题．因为惯性是物体本身的 一种特性，只与质量大小有关，而与物体的运动快慢，与是否 刹车均无关，所以由于惯性，即使紧急刹车，也需要向前运动 一段距离才能停下来，故选 C. 5 ．人们有时要利用惯性，有时要防止惯性带来的危害．下 列事件中为了防止惯性带来危害的是 ( ) B A ．为了节能，公交车进站时提前关闭发动机，让车缓缓进站 B ．汽车在市区要限速行驶 C ．锤头松了，敲击一下尾部，使锤头套紧 D ．跳远时快速助跑 解析： 惯性是一切物体都具有的性质．生活中物体具有的 惯性有利也有弊． A 选项，提前关闭发动机，可利用汽车的惯 性向前行驶一段距离； B 选项中，市区内人多、车多，高速行 驶的汽车由于具有惯性很容易造成事故，所以要限速行驶，属 于防止惯性带来的危害； C 、 D 都是利用了惯性． ① 一切物体在任何情况下都有惯性，不受力和静止的物体 也具有惯性． 质量 质量越大，惯性越大 ② 惯性由物体 _ _____ 决定， ____________ ______ ．不能说 速度越大，惯性越大，惯性与速度无关． 不是力 ③ 惯性是物体的固有属性， _ _____ ，不能说“受到惯性作 用 ”，应该说“具有惯性”． 惯性 (1) 定义：物体保持 _________________ 的特性叫惯性．牛 顿第一定律也叫 ____________ ． 原有运动状态不变 惯性定律 (2) 利用：利用惯性使锤头套紧；用力拍打衣服，可以把灰 尘拍掉；跳远运动员起跳前要助跑． (3) 交通事故的防止：限制车速；保持车距；禁止超载；系 好安全带、安装安全气囊． 本节课总结 一、牛顿第一定律的内容： 二、惯性：物体保持运动状态不变的性质叫做惯性。 一切物体在任何情况下都具有惯性，惯性是物体固有的属性。 三、    惯性现象及解释 惯性与牛顿第一运动定律的区别。 惯性：物体的性质．没有任何条件，一切物体都有惯性。 牛顿第一定律：在不受力条件下，物体的运动规律。 小结