9.2牛顿第一定律

苏科版八年级下册第九章《力与运动》9.2牛顿第一定律【知识梳理】一、牛顿第一定律1．探究阻力对物体运动的影响的实验如图，给水平桌面铺上粗糙不同的物体，让小车自斜面同一位置从静止开始滑下。观察小车从同一高度滑下后，在不同表面运动的距离。（1）三次实验小车都从同一位置滑下的目的是：保证小车开始沿着平面运动的速度相同。（2）实验现象：在小车具有相同初速度的情况下，桌面越光滑，阻力越小，小车在桌面上滑行的距离越长。（3）实验得出结论：在同样条件下，支持面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，小车运动的路程越长。（4）理想化推理：在理想情况下，如果小车在绝对光滑的平面上运动，即不受任何阻力作用，物体将以恒定不变的速度永远运动下去。（5）本实验所使用的方法：①理想实验法：即在实验的基础上，进行理想化推理。②控制变量法：控制小车开始沿着平面运动的速度相同。③转换法：通过小车在平面上运动的距离反映小车受到的阻力大小。2．牛顿第一定律（1）牛顿总结了伽利略、笛卡儿等人的研究成果，得出了牛顿第一定律，其内容是：一切物体，在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。（2）说明：①牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过进一步推理而概括出来的，且经受住了实践的检验，所以已成为大家公认的力学基本定律之一。但是，世界上并没有不受力的物体，因此不可能用实验来直接证明牛顿第一定律。②牛顿第一定律的内涵：物体受到的一切力都消失后，原来静止的物体将保持静止状态，原来运动的物体，不管原来做什么运动，物体接下来都将保持力消失瞬间的运动状态做匀速直线运动。③牛顿第一定律表明：物体的运动不需要力来维持。二、惯性1．定义：一切物体都有保持静止或匀速直线运动状态的性质，物体保持运动状态不变的性质叫做惯性。2．说明：惯性是物体的一种固有属性。一切物体在任何情况下都有惯性，惯性大小只与物体的质量有关，与物体是否受力、受力大小、是否运动、运动速度等皆无关。3．对惯性的理解：表现为物体对其运动状态变化的一种阻抗程度，当物体不受力或受到平衡力时，惯性表现为物体保持其运动状态不变，即保持静止或匀速直线运动；当物体受到非平衡力时，惯性表现为外力改变物体运动状态的难易程度，惯性越大，物体的运动状态越难改变。4．惯性的利用和防范事例惯性的利用跳远前助跑;洗衣机脱水;拍打衣服上的灰尘;撞击锤柄,使锤头紧套在锤柄上;打夯等。惯性带来的危害的防范系安全带;汽车座椅的头枕；汽车的安全气囊;开车时保持车距;乘公交时拉好手环;易碎品周围垫塑料泡沫;自行车拐弯要减速,防止摔倒等。【易错点】1．惯性不是力的作用，只能用“具有”、“由于”、“因为”搭配表达，不能用“受到惯性”、“惯性作用”、“惯性力”等表达。2．惯性体现改变物体运动状态的难易程度，不仅体现在改变运动快慢的难易程度上，也体现在改变运动方向的难易程度上。例如，战斗机在近距离格斗时，都要抛掉副油箱以增加灵活性，避免中弹。3．惯性大不仅体现在惯性越大，减速越困难，也体现在惯性越大，加速越困难。例如，车越重，不仅刹车越困难，加速也越慢。4．物体若在某一方向不受力，那么物体在这一方向上将保持静止或匀速直线运动状态。例如，人在行驶的车上跳起，在竖直方向受到重力，在水平方向不受力，那么人将保持与车相同的水平速度，下落在起跳点。【规律总结】利用惯性知识分析生活中惯性现象的思路1．观察情景中都有哪些物体。2．分清哪个物体受到了外力，运动状态发生了改变，哪个物体运动状态保持不变。3．若运动状态改变的物体是减速，则运动状态保持不变的物体将相对向前运动，若运动状态改变的物体是加速，则运动状态保持不变的物体将相对向后运动。例如，站在行驶的公交车上的人，当车突然刹车时，车减速，人的脚受到车地板的摩擦力随着车一起减速，人的上半身保持原来的运动速度将相对于车向前运动。4．若情景中有多个运动状态保持不变的物体，则哪个惯性大，哪个更能保持原有运动状态不变，惯性小的物体将相对于惯性大的物体向相反方向运动。例如，一辆正在行驶的装满水的罐车，水中有一个气泡，当车突然刹车时，水和气泡将保持原有运动状态相对于车向前运动，但水的质量大于气泡的质量，那么水更能保持原有的运动状态，气泡将被水挤到车的后方。【典例分析】1．（2023·湖南长沙·八年级月考）关于牛顿第一定律和惯性，下列说法错误的是（）A．牛顿第一定律不可能用实验直接验证B．牛顿第一定律是公认的物理学基本定律之一C．撞击锤柄下端使锤头套紧在锤柄上，是利用锤头的惯性D．短跑运动员冲过终点后，不能立刻停下，说明物体的速度越大则惯性越大【答案】D【详解】A．牛顿第一定律是在实验的基础上通过推理得出的，而绝对不受力的物体在通常的情况下是不存在的，所以不能用实验直接验证，故A正确，不符合题意；B．牛顿第一定律虽然不能用实验直接验证，但经受住了实践的检验，是公认的物理学基本定律之一，故B正确，不符合题意；C．撞击锤柄下端时，锤柄停止了运动，而锤头由于惯性，要保持原来的运动状态向下运动，于是便套紧在锤柄上，故C正确，不符合题意；D．短跑运动员冲过终点后，不能立刻停下，是因为运动员自身的惯性，惯性的大小只与物体质量有关，跟其他因素无关，故D错误，符合题意。故选D。2．有一架飞机沿水平向右做匀速直线运动，每隔1秒钟从飞机上轻轻释放一只小球，当三只小球落下但均未落至地面时，若不计空气阻力，则这三只小球在空中的排列情况应是图中的（）A．B．C．D．【答案】C【详解】飞机沿水平向右做匀速直线运动时，从飞机上轻轻释放小球，小球由于惯性，保持原来的运动状态不变，继续向前飞行，因此三个小球在下落过程中，都是以原来的速度向前运动，小球受地球引力的作用下，同时向下运动，故三个小球下落时，在同一铅垂线上。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。3．（2022·湖南益阳·自主招生）如图所示，绳子吊着小球从A点释放，小球会摆动到B点再摆动到C点，再从C点摆回A点，来回摆动数次。假如小球摆到BC间某点时一切外力突然消失，则小球的状态是（）A．静止B．匀速直线运动C．圆周运动D．减速运动【答案】B【详解】由题意知，小球从A到B，重力势能转化为动能，由B到C，由动能转化为重力势能，A、C两点为最高点，小球在两点的重力势能最大，速度为零，当小球摆到BC间某点时，仍有垂直与绳子方向的速度，根据牛顿第一定律可知，若此时一切外力突然消失，小球将保持此时的速度做匀速直线运动，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。【夺冠训练】一、单选题1．（2021·四川巴中·八年级期中）下列关于牛顿第一定律的说法，正确的是（）A．由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止或匀速直线运动状态B．牛顿第一定律是实验得出的，因此可以实验证明C．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律，因此物体只在不受外力时才有惯性D．牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因，又揭示了力的本质是改变运动状态的【答案】D【详解】A、由牛顿第一定律可知，物体在不受力的作用时，总保持静止状态或物体做匀速直线运动状态，故A错误；B、牛顿第一定律在基于实验事实基础上经过科学的推理得出的，故B错误；C、一切物体都具有惯性，与是否受力无关，故C错误；D、牛顿第一定律既提出了物体不受力作用时的运动规律（惯性定律），又提出了力是改变物体运动状态的原因，故D正确。故选D。2．（2021·江苏盐城·八年级期中）竖直上抛一个小球，到达最高点时如果受到的力都消失，则（）A．保持静止B．做匀速直线运动C．向下运动D．无法确定【答案】A【详解】当物体上升到最高点时，物体的速度为零，如果此时受到的力全部消失，根据牛顿第一定律可知，物体要保持现在的静止状态，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。3．（2022·山东淄博·八年级期末）关于惯性，以下说法正确的是（）A．高速公路严禁超速，是因为速度越大惯性越大B．行驶中的公交车紧急刹车瞬间，若其受的力全部消失，则车会静止C．行驶中的公交车紧急刹车时，乘客会向前倾，是由于受到惯性的作用D．百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来，是由于运动员具有惯性【答案】D【详解】A．物体的惯性大小只与物体的质量有关，与运动状态、速度等因素无关，高速公路严禁超速，是因为速度越大动能越大，故A错误；B．行驶中的公交车紧急刹车瞬间，公交车由于具有惯性，仍然会向前运动，若其受的力全部消失，则车会做匀速直线运动，故B错误；C．行驶中的公交车紧急刹车时，乘客会向前倾，是因为乘客具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故C错误；D．百米赛跑运动员到达终点后停止用力奔跑，但由于运动员具有惯性，还要保持原来的运动状态向前运动，所以不能马上停下来，故D正确。故选D。4．（2020·河北石家庄·八年级期末）如图所示，在一辆放在水平地面上的表面光滑的小车上（小车足够长），有两个质量不同的小球和（m1>m2），随车一起沿水平方向向右匀速运动，如果不考虑空气阻力，且车身足够长，当车子突然停止，这两个小球将（）A．一起向右运动，且的速度大于的速度B．一起向左运动，且的速度大于的速度C．一起向右运动，且的速度等于的速度D．一起向右运动，并速度越来越小最终停止运动【答案】C【详解】车停止前，两个小球和小车一起向右做匀速直线运动，并且两个小球和小车具有共同的速度，当小车突然停止时，由于小球在光滑接触面上，水平方向没有力，因此两个小球由于惯性，还要保持原来大小不变的相等的速度向右做匀速直线运动；故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。5．（2022·河南郑州·八年级期末）日常生活中，处处有物理。下列分析正确的是（）A．小朋友荡秋千到最高点时受到的外力突然全部消失，他将保持静止状态B．竖直向上抛出的篮球达到最高点时，受到平衡力的作用C．鸡蛋碰石头，鸡蛋碎了，说明鸡蛋受到的力大于石头受到的力D．短跑运动员冲过终点后，不能立刻停下，说明物体的速度越大惯性越大【答案】A【详解】A．一切物体在没有受到外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，如果所有的外力突然全部消失，小朋友荡秋千到最高点时将保持静止状态，故A正确；B．球运动到最高点时，只受重力作用，因此受非平衡力的作用，故B错误；C．力的作用是相互的，鸡蛋碰石头时，鸡蛋受到的力等于石头受到的力，故C错误；D．惯性大小只与质量有关，与速度大小无关，故D错误。故选A。6．（2022·贵州安顺·八年级期末）关于惯性，以下说法正确的是（）A．高速公路严禁超速，是因为速度越大惯性越大B．百米赛跑运动员到达终点不能立即停下来，是由于运动员具有惯性C．行驶中的公交车紧急刹车瞬间，若其所受的力全部消失，则车会静止D．行驶中的公交车紧急刹车时，乘客会向前倾，是由于受到惯性的作用【答案】B【详解】A．物体的惯性大小只与物体的质量有关，与运动状态、速度等因素无关，高速公路严禁超速，是因为速度越大动能越大，故A错误；B．百米赛跑运动员到达终点后停止用力奔跑，但由于运动员具有惯性，还要保持原来的运动状态向前运动，所以不能马上停下来，故B正确；C．行驶中的公交车紧急刹车瞬间，公交车由于具有惯性，仍然会向前运动，若其受的力全部消失，则车会做匀速直线运动，故C错误；D．行驶中的公交车紧急刹车时，乘客会向前倾，是因为乘客具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故D错误。故选B。7．（2022·山东济南·八年级期末）加速竖直上升的气球下端用绳子拴着一个小石块，当绳子突然断了以后，如果石块受到的一切外力同时消失，那么它将（）A．竖直向上做匀速直线运动 B．先减速上升，后加速下降C．立刻停在空中静止不动 D．立刻向下加速运动【答案】A【详解】牛顿第一定律的内容：一切物体在不受外力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。一切物体具有保持原来运动状态不变的性质，即一切物体都具有惯性。原来小石块随气球一起加速竖直上升，绳子突然断裂的同时，石块受到的一切外力全部消失，由于石块具有惯性，石块将保持原来的运动状态不变，竖直向上做匀速直线运动。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。8．（2021·四川宜宾·八年级期末）惯性在日常生活中有很多的应用，下列关于惯性的说法中正确的是（）A．撞击锤柄的下端可以紧固锤头是利用了物体的惯性B．运动员助跑以提高跳远成绩是因为运动员受到惯性的作用C．司机系上安全带可以减小惯性D．高速行驶的列车很难停下来，说明物体速度越大惯性越大【答案】A【详解】A．紧固锤头时撞击锤柄的下端，松动的锤头就紧套在锤柄上，这是利用了锤头的惯性，故A正确；B．跳远比赛时，运动员加速跑，跳起时，由于惯性继续保持原来速度前进，提高了成绩，利用了自身的惯性，惯性不是力，不能说受到惯性作用，故B错误；C．司机及乘员系上安全带，是为了减小由于惯性带来的伤害，惯性大小只与物体的质量有关，人的质量不变，则惯性大小不变，故C错误；D．高速行驶的火车不容易停下来，说明车停下来需要的时间长，惯性大小与物体的质量有关，与物体速度大小无关；其质量越大，惯性越大，故D错误。故选A。9．（2020·甘肃平凉·八年级期末）人们有时要利用惯性，有时要防止惯性带来的危害。下列属于防止惯性带来危害的是（）A．拍打衣服，把灰尘拍去 B．将足球射入球门C．公路上汽车限速行驶 D．跳远时快速助跑【答案】C【详解】A．拍打衣服前，衣服和灰尘一起静止，当拍打时，衣服运动，灰尘由于惯性还要保持原来的静止状态，所以灰尘从衣服上掉下来，是利用惯性，故A不符合题意；B．将足球踢出后，足球不再受到力的作用，但由于具有惯性，仍要保持原来的运动状态，从而射入球门，是利用惯性，故B不符合题意；C．限速行驶是防止遇到紧急情况，车由于惯性仍要保持原来的运动状态，不能马上停下来，所以是防止惯性带来的危害，故C符合题意；D．助跑的目的是让运动员在起跳前有一个较大的速度，起跳时，人由于惯性还要保持他起跳前的速度，从而能跳的更远，这是利用了惯性，故D不符合题意。故选C。10．（2022·安徽六安·八年级期中）秋千荡到最高点时，如果受到的力全部消失，下列现象可能会发生的是（）A．继续来回摆动B．做匀速直线运动C．保持静止状态D．做匀速圆周运动【答案】C【详解】物体在不受外力时，总保持静止或匀速直线运动状态；秋千荡到最高点时刻瞬间静止（速度为0），所以此时如果不受任何力了，要继续保持静止状态，故ABD错误不符合题意，C符合题意。故选C。11．（2020·辽宁葫芦岛·八年级期末）沿东西方向向前直线行驶的车内，小明给小芳连拍两张照片如图所示，发现照片中的广州塔发生了移动，杯子里的水溢了出来，拍照过程中车可能（）A．向东加速B．向西加速C．向东减速D．向西减速【答案】D【详解】由图可知，以广州塔为参照物，小芳是向西运动的，所以车是向西行驶的；杯子中的水原来随车一起向西运动，当车突然减速时，杯内的水由于惯性要保持原来较快的速度向西运动，所以水会向西溢出，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。二、填空题12．（2022·广东中山·八年级期中）如图所示，用细线拴一块橡皮甩起来，使橡皮绕手做匀速圆周运动，此时橡皮的运动状态______（填“发生”或“不发生”）改变，橡皮受到______（填“平衡”或“非平衡”）力的作用。如果这时橡皮所受所有的力都突然消失，橡皮将做______运动。【答案】

发生

非平衡

匀速直线【详解】[1][2]橡皮的速度大小不变，但方向改变，所以其运动状态改变，橡皮的运动方向时刻变化，所以受到非平衡力的作用。[3]由牛顿第一定律可知，若橡皮所受所有的力都消失，橡皮将做匀速直线运动。13．（2021·贵州六盘水·八年级期中）如图所示，一钢球从四分之一圆槽的顶端滑下，若滑到最低点（O点）时钢球受到的一切外力同时消失，则钢球将沿_____（选填“1”“2”“3”或“4”）的路线运动。【答案】2【详解】根据牛顿第一定律可知，一切物体在没有受外力作用时，静止的将保持静止，运动的将保持匀速直线运动，钢球滑到最低点（O点）时，钢球的速度水平向右，此时钢球受到的一切外力同时消失，他将保持原来的运动状态，继续向前做匀速直线运动，即钢球的运动路线是2。14．（2022·江苏南京·八年级期中）如图所示，小凯用尽全力也没拉动一头大水牛，下列说法正确的是_______【只填序号】。A．小凯对牛的拉力小于牛对小凯的拉力 B．小凯对牛的拉力等于水牛受到的静摩擦力C．大水牛没有受到拉力的作用 D．地面对小凯的摩擦力方向水平向左若在绳子被拉断的瞬间，所有的力都消失，则小凯将_______（选填“向前摔倒”“向后摔倒”“保持原有姿势不动”或“无法判定”）。【答案】

BD

保持原有姿势不动【详解】[1]AC．小凯对牛的拉力与牛对小凯的拉力是相互作用力，所以大小相等，故AC错误；B．因为牛处于静止状态，所以绳子对牛的拉力与地面对牛的摩擦力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在同一个物体上，是一对平衡力，则小凯对牛的拉力等于大水牛受到的静摩擦力，故B正确；D．绳子对小凯有水平向右的拉力，即小凯相对于地面有水平向右运动的趋势，故地面对小凯的摩擦力方向水平向左，故D正确；故选BD。[2]小凯原来与大水牛处于僵持状态，在绳子被拉断的瞬间，所有的力都消失，根据牛顿第一定律，小凯将保持原有姿势不动。15．（2022·广东揭阳·八年级期中）运输液体货物的槽车，液体上有气泡，如图所示，当车开动时，气泡将向______运动；刹车时，气泡将向_____运动（前两空选填“前”或“后”），其原因是_______（选填“气体”或“液体”）具有惯性。【答案】

前

后

液体【详解】[1][2][3]当车开动时，液体由于惯性要保持原来的静止状态，故液体相对车向后运动，故会将气泡挤向前方；刹车时，液体由于惯性要保持原来的运动状态，继续向前运动，所以会将气泡挤向后方。16．（2022·江西吉安·八年级期末）沿水平方向匀速飞行的轰炸机，要击中地面目标，应在飞到目标________（选填“正上方”、“正上方之前”或“正上方之后”）投弹；假如炸弹投出后，重力突然消失，且忽略空气阻力，则炸弹将________运动（选填“停止”、“匀速直线”或“加速”）。【答案】

正上方之前

匀速直线【详解】[1]飞机上的炸弹，应在地面目标正上方之前投出，因为炸弹投出后，由于惯性，还要往前运动。[2]投出的炸弹所受的重力突然消失，空气阻力忽略了，则所受的外力为0，炸弹将保持原来的运动状态不变，所以会做匀速直线运动。17．（2020·湖北荆州·八年级期末）如图所示是一起交通事故，两部同向行驶的汽车发生“追尾”，观察汽车A的尾部向上翘起，说明力能使物体发生______：此时，对汽车A中的司机起保护作用的是______（选填“安全气囊”或“汽车头枕”或“安全带”）【答案】

形变

汽车头枕【详解】[1][2]汽车A的尾部向上翘起，说明力能够改变物体的形状；在车辆发生追尾时，前面汽车A迅速向前运动，A车中的司机由于惯性会保持原来的运动状态，人会向后倒，此时由于车辆加速的压力都集中在人体脆弱的颈部和头部，而头枕则对此起缓冲作用，保护人体头部。三、实验题18．（2023·湖南长沙·八年级月考）小华设计了如图所示的实验装置探究“阻力对物体运动的影响”，使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车。（1）实验时每次都要将小车从斜面的同一位置由静止释放，以保证小车到达斜面底端（水平面）时的______相同；（2）可以看到小车沿木板表面滑行的距离较长，是因为阻力较小，速度减小得较______（填“快”或“慢”）；（3）从实验现象进一步推理，若小车运动时不受阻力，则小车将在水平面上做______；（4）该实验还用到了______和______的实验方法；（5）若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端，小明认为仅降低丙图中小车释放时的高度即可，小明的观点______（选填“正确”或“错误”）。【答案】

初速度

慢

匀速直线运动

转换法

控制变量法

错误【详解】（1）[1]探究阻力