8.1牛顿第一定律（人教版）

8.1牛顿第一定律（解析版）知识清单1.牛顿第一定律；2.惯性；3.惯性的利用和防止知识点1：牛顿第一定律1.历史上关于运动和力的观点（1）亚里士多德：力是维持物体运动的原因。（2）伽利略：力是改变物体运动状态的原因。2.牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或者匀速直线运动状态。这就是牛顿第一定律（又称惯性定律）。3.牛顿第一定律的物理意义（1）揭示了“力”的本质，说明了“物体运动需要力来维持”的观点是错误的。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。（2）揭示了力与运动的关系：物体不受力或受力平衡时，运动状态不变；而物体受非平衡力时，运动状态会发生变化。温馨提示（1）“一切”说明该定律对所有物体都是普遍适用的，没有特例，不论固体、液体还是气体。（2）“没有受到力的作用”是定律成立的条件，包含两层意思。一是该物体确实没有受到任何外力的作用，这是一种理想化的情况，实际上，不受任何外力作用的物体是不存在的；二是当物体所受力是平衡力时，其合力为零，其作用效果可以等效为不受任何外力作用时的效果。（3）“总”指的是总是这样，没有例外。（4）“或”指两种状态必居其一，不能同时存在，也就是说物体如果没有受到力的作用时，原来静止的物体仍保持静止状态（如图甲）；而原来运动的物体将保持匀速直线运动状态（如图乙）。典例一：理想实验是物理发展过程中的一种重要的研究方法，伽利略曾设想了一个理想实验，如图所示（图中两个斜面底部均用一小段光滑圆弧连接），下列是该实验中的一些事实和推论A、如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度B、减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然能达到原来的高度C、继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面做匀速直线运动D、两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面①在上诉A、B、C、D四个步骤中，属于可靠性事实的有_____，属于理想化推论的有_____；②上述理想实验的步骤按照正确的顺序排列是_____；③该理想实验_____（填“能”或“不能”）直接证明牛顿第一定律。【答案】D；ABC；DABC；否。【解析】①、A、B、C、三个步骤中都要求没有摩擦力的作用，而在实际当中摩擦力是不可能为零的，所以是理想化推论；D、两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面，此步骤可以用实验验证获得，属于可行性事实．②、上述理想实验的步骤按照正确的顺序排列是D、A、B、C；③、牛顿第一定律是在此实验的基础上经过推理而得出的，不能直接证明．故答案为：(1)D；(2)ABC；(3)DABC；(4)否。知识点2：惯性1.定义：一切物体都有保持原来运动状态的性质。也就是说静止的物体由保持静止状态不变的性质，运动的物体有保持运动状态不变的性质。因此，牛顿第一定律也叫惯性定律。2.对惯性的认识惯性的普遍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，与外界条件、受力与否、受力大小、所处状态等均无关惯性大小的决定因素惯性大小是由物体质量决定的，质量越大，惯性越大，与受到的力、运动状态无关惯性与力的区别惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，只有大小，没有方向，它不是力。我们只能说“由于惯性”或“具有惯性”，而不能说“受到惯性的作用”或“受到惯性力”典例二：如图汽车向前行驶在水平路上，某时车上的人突然向前倾，下列说法正确的是（）。A．此时汽车可能突然向前加速；B．此时汽车可能突然刹车；C．人向前倾是因为车具有惯性；D．人向前倾是因为受惯力【答案】B。【解析】A．根据惯性的定义，如果此时车是向前加速，人由于具有惯性，应该向后倾斜，故A错误；B．根据惯性定义，如果此时车是突然刹车，人要保持原来的运动状态，因而会向前倾斜，故B正确；C．人之所以向前倾是因为人具有保持原来运动状态的性质，即人具有惯性，故C错误；D．人向前倾是因为人具有惯性，不能说受到惯性力，故D错误。故选B。知识点3：惯性利用与防止一切物体都有惯性，因此生活中会见到很多与惯性有关的现象。在这些现象中，有的对我们有害，我们应想办法防止；有的对我们有利，我们可以充分利用。（1）惯性的应用：调高、助跑跳远、拍打灰尘、甩落伞上的雨滴等都利用了惯性。（2）防止惯性带来的危害：为了防止汽车紧急刹车时乘员由于惯性而被撞伤，驾驶员和乘客必须使用安全带；车辆行驶中要保持车距、限制车速、禁止超载等。典例三：下列做法中，属于防止惯性带来危害的是（）。A．拍打衣服除去灰尘B．跳远时要快速助跑C．行车时要保持车距D．将盆中的水泼出去【答案】C。【解析】拍打衣服除去灰尘、跳远时要快速助跑、将盆中的水泼出去都是利用惯性为生产生活服务；行车时要保持车距是为了防止惯性带来的危害。故ABD不符合题意；C符合题意。故选C。实验清单实验探究：阻力对物体运动的影响实验探究阻力对物体运动的影响【实验目的】探究阻力对物体运动的影响【实验器材】小车、斜面、长木板、直尺、毛巾、棉布、木块。【实验原理】（1）任何物体都具有惯性，物体惯性大小与质量有关；（2）当物体不受力或受到平衡力作用时，物体静止或做匀速直线运动。【实验步骤】一、实验装置如图。二、在长木板上铺上毛巾，让小车从A位置由静止开始自由下滑，静止后测出斜面底端到小车停下位置路程，数据计入表格。三、在长木板上铺上棉布，让小车从A位置由静止开始自由下滑，静止后测出斜面底端到小车停下位置路程，数据计入表格。四、让小车在长木板上从A位置由静止开始自由下滑，静止后测出斜面底端到小车停下位置路程，数据计入表格。五、让小车在长木板上从B位置由静止开始自由下滑，静止后测出斜面底端到小车停下位置路程，数据计入表格。六、实验表格（参考数据）实验步骤运动表面开始位置斜面底端到停止位置距离/cm1毛巾A2棉布A3木板A4木板B七、整理器材。【实验结论】平面越光滑，小车所受阻力越小，速度减小的越慢，小车运动的距离越远。【推理结论】如果木板绝对光滑，小车所受阻力为零，速度就不会减小，小车将以恒定不变的速度永远地运动下去。由此可以说明牛顿第一定律是正确的。典例四：（2021·江苏苏州市）在探究“阻力时物体运动的影响”时，使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车。（1）实验时要固定斜面，并将小车从斜面上______（同一/不同）位置由静止释放；（2）从实验现象可推理，若水平面绝对光滑，则运动的小车将在水平面上______；（3）如图，若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端，是否需要重做本实验以获取可靠的证据？答：______（需要/不需要）（4）在本实验中，“小车在水平面上运动的距离”反映的是______。A．小车在水平面上所受阻力大小B．阻力对小车运动的影响情况C．A、B选项均正确【答案】同一；匀速直线运动；不需要；B。【解析】（1）[1]根据控制变量法，小车达到水平面时的速度应相同，应将小车从斜面上同一位置由静止释放。（2）[2]由实验现象，阻力越小的轨道滑得越远，若水平面绝对光滑，即没有阻力，小车将作匀速直线运动。（3）[3]若公在木板上滑出右端，不需要重做本实验，因为已经得知在木板上滑行距离大于棉布和毛巾。（4）[4]本实验是探究阻力时物体运动的影响，小车在水平面时速度相同，滑行越远，说明阻力影响越小，滑行越近，说明阻力影响越大，因此在水平面上运动的距离反映阻力的影响情况。方法清单1.实验探究阻力对物体运动的影响；2.对牛顿第一定律的理解；3.惯性现象；4.惯性在实际生活中的应用题型一：实验探究阻力对物体运动的影响★解题指导1.小车从斜面的同一高度滑下的目的：当小车到达水平面时，使小车的速度相同；2.小车在三个水平面上运动时，水平面越光滑，小车运动的距离：越远；3.由此推断，当小车不受摩擦力作用时：小车将做匀速直线运动；4.此实验正确地揭示了：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；5.实验方法：控制变量法（到达水平面时的速度相同，使水平面的粗糙程度不同）；6.表面越光滑：小车受到的摩擦力越小；7.这个实验能不能直接验证牛顿第一定律：不能；8.小车运动的长短与它受到的阻力有什么关系：阻力越大，运动越短；9.让小车从不同高度滑下还可以探究：重力势能与高度、动能与速度关系。典例五：（1）为了使小车滑到水平面时的初速度相同，实时应让小车从同一斜面的

滑下，这种研究问题的方法是

（选填“转换法”、“模型法”或“控制变量法”）。（2）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

。说明物体的运动

（填“需要”或“不需要”）力来维持。（3）牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律。该定律

。A．能用实验直接验证B．不能用实验直接验证，所以不能确定这个定律是否正确C．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【答案】（1）同一高度由静止自由；控制变量法；（2）做匀速直线运动；不需要；（3）C。【解析】（1）为了使小车滑到水平面时的初速度相同，实验时应让小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下，这种研究问题的方法是控制变量法；（2）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匀速直线运动；从而说明物体的运动不需要力来维持；（3）牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律，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，故选C。题型二：对牛顿第一定律的理解★解题指导解答此类题型的关键是正确理解牛顿第一定律。运动的物体在不受外力作用时，将保持匀速直线运动的状态。典例六：关于牛顿第一定律的理解，下列说法正确的是（）。A．牛顿第一定律是通过想象得出来的；B．物体只要运动，就一定受到力的作用；C．不受力的物体，一定保持静止状态；D．物体在不受到力的作用时，总保持原来的静止状态或匀速直线运动状态【答案】D。【解析】A．牛顿第一定律是在实验的基础上通过理论推导得出的，故A错误；BC．根据牛顿第一定律，原来运动的物体，当不受力时，将保持匀速直线运动，故BC错误；D．根据牛顿第一定律，物体在不受到力的作用时，总保持原来的静止状态或匀速直线运动状态，故D正确。故选D。题型三：惯性现象★解题指导解答惯性现象问题的“三步法”：（1）明确研究对象开始处于怎样的状态；（2）分析其中哪个物体（或物体的一部分）受何种力，运动状态发生何种变化；（3）判断哪个物体（或物体哪一部分）由于惯性要保持原来的运动状态，出现了怎样的现象。典例七：如图所示，当铁锤的锤头松动时，握住铁锤的木柄迅速向下撞击坚硬的地面，锤头会紧紧地套在木柄上、这是因为木柄撞击地面时（）。A．锤头由静止变为运动，木柄由于惯性仍要继续向下运动；B．锤头由运动变为静止，木柄由于惯性仍要保持静止状态；C．木柄由静止变为运动，锤头由于惯性仍要保持静止状态；D．木柄由运动变为静止，锤头由于惯性仍要继续向下运动【答案】D。【解析】将锤子倒着举起来向下撞击时，原来锤头和木柄都处于运动状态，当木柄碰到地面后运动停止，而锤头由于惯性会仍然保持原来的运动状态，故此时锤头能紧紧的套在锤柄上，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。题型四：惯性在实际生活中的应用★解题指导物体的质量越大，惯性越大，运动状态越不容易改变。典例八：小金在进行百米赛跑时经历了加速、减速等阶段，最终冲过终点线。以下关于惯性的说法正确的是（）。A．小金加速跑时的惯性比减速跑时大；B．小金冲过终点线，停下来时没有惯性；C．小金整个跑步过程惯性大小不变；D．小金在加速、减速等运动状态改变时才有惯性【答案】C。【解析】A．物体惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大；与物体运动快慢无关，故A错误；BD．惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质，一切物体在任何情况下都具有惯性，故BD错误；C．物体惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大。小金在整个跑步过程中，质量不变，其惯性大小不变，故C正确；故选C。易错清单对惯性及其大小的理解★易错预警惯性是物体的固有属性，它指的是物体能够保持原来运动状态的已知性质，一切物体在任何时候都有惯性。惯性不是力，力是物体间的相互作用产生的。力有三要素，而惯性与外界条件无关，惯性只有大小，物体惯性的大小跟它的质量有关，质量大的物体惯性大。典例九：小金在进行百米赛跑时经历了加速、减速等阶段，最终冲过终点线。以下关于惯性的说法正确的是（）。A．小金加速跑时的惯性比减速跑时大；B．小金冲过终点线，停下来时没有惯性；C．小金整个跑步过程惯性大小不变；D．小金在加速、减速等运动状态改变时才有惯性【答案】C。【解析】A．物体惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大；与物体运动快慢无关，故A错误；BD．惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质，一切物体在任何情况下都具有惯性，故BD错误；C．物体惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大。小金在整个跑步过程中，质量不变，其惯性大小不变，故C正确；故选C。中考清单惯性的利用★中考解析惯性的利用是中考试题中的常考内容。解答此类问题的关键是明确利用了哪个物体（或物体一部分）的惯性。惯性的利用常与防止惯性带来危害一起考查，可以从“结果”入手判断。典例十：（2022·四川自贡）小强和爷爷周末乘车到荣县双溪水库风景区去游玩，下列有关惯性的说法正确的是（）。A.小强和爷爷都系上安全带，是为了减小汽车行驶中人的惯性；B.汽车紧急刹车时，小强向前倾，是由于受到惯性力