牛顿第一定律 力与运动关系（提高）知识讲解

牛顿第一定律力与运动关系（提高）撰稿：冯保国审稿：史会娜【学习目标】

1、知道牛顿第一定律的内容；2、理解惯性是物质的一种属性，会解释常见的惯性现象；3、理解力与运动的关系。【要点梳理】

要点一、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，这就是牛顿第一定律。

要点诠释：

对定律的理解：

1、“一切”说明该定律对于所有物体都适用，不是特殊现象。

2、“没有受到力的作用”是定律成立的条件。“没有受到力的作用”有两层含义：一是该物体确定没有受到任何力的作用，这是一种理想化的情况(实际上，不受任何力的作用的物体是不存在的)；二是该物体所受合力为零，它的作用效果可以等效为不受任何力的作用时的作用效果。

3、“或”指两种状态必居其一，不能同时存在，也就是说物体在不受力的作用时，原来静止的物体仍保持静止状态，原来运动的物体仍保持匀速直线运动状态。

4、牛顿第一定律的内涵：物体在不受力的情况下依旧可以保持原有的运动状态，说明力不是维持物体运动的原因，而是使物体运动状态发生改变的原因。或者说：物体的运动不需要力来维持，要改变物体的运动状态，必须对物体施加力的作用。

5、牛顿第一定律不能用实验直接验证，而是在实验的基础上通过分析、概括、推理总结出来的。

6、牛顿第一定律是关于力与运动关系的规律，它反映了物体在不受力(或受合力为零)时的运动规律，在不受任何力时，物体要保持原有的运动状态不变。

要点二、惯性物体具有保持静止或匀速直线运动状态不变的性质，叫做惯性。要点诠释：

对惯性的理解。

1、一切物体都有惯性，一切物体是指无论是气体、液体、还是固体；无论是静止还是运动；无论受力还是不受力都具有惯性。惯性是物体本身的一种属性。

2、惯性指物体保持静止状态或匀速直线运动状态不变的性质。即静止的物体总要保持静止状态，运动的物体总要保持匀速直线运动状态。

3、惯性是物体的属性，不是力。因此在提到惯性时，只能说“物体具有惯性”，或“由于惯性”，而不能说“受到惯性作用”或“惯性力”等。惯性只有大小，惯性的大小仅取决于物体的质量，质量大，惯性也大。

要点三、力与运动的关系1、力的作用效果力的作用效果包括两方面：改变物体的运动状态、改变物体的形状。

2、力与运动力是使物体运动状态改变的原因。要点诠释：

(1)力可以改变物体的运动状态，物体运动状态的改变包括三种情况：

①物体的运动方向不变，速度大小发生改变。

例如：刚驶出站台的火车，做变速直线运动。

②物体的速度大小不变，运动方向发生改变。

例如：匀速行驶的汽车拐弯了。

③物体的速度大小和运动方向同时发生改变。例如：向斜上方抛出的铅球，速度的大小和方向都在发生变化。

(2)力可以改变物体的形状。

例如：用力捏橡皮泥，使橡皮泥变成各种形状；用力拉弓，使弓张开；将尺变弯等。都是在力的作用下，使物体的形状发生改变。

(3)物体受力平衡时，将保持静止或匀速直线运动状态；物体受力不平衡时，其运动状态会发生改变。【典型例题】类型一、牛顿第一定律1、在探究牛顿第一定律的实验中，如图所示用同一小车从同样斜面的同一高度滑下，使它在三种不同表面的水平轨道上继续运动。

（1）同一小车三次从斜面的同一高度滑下，采用同一高度的目的是为了使小车在水平面上开始运动时，具有相同的。（2）小车在表面上滑行的最远；因为平面越光滑，小车速度减小得越。（3）从实验中得出的结论是若接触面完全光滑，即水平方向不受外力作用，轨道足够长，小车将一直做运动。（4）本次探究中应用了在观察实验的基础上进行科学的方法。【思路点拨】熟悉物理实验常用方法，看清实验条件的不同，是解题关键。【答案】（1）速度（2）木板、慢（3）匀速直线（4）推理【解析】（1）使小车从同一高度滑下，目的是为了让小车到达水平面就具有相同的速度。（2）由实验可知表面越光滑，小车运动的距离越远，即摩擦力越小，小车运动越远，速度减小的越慢。（3）从实验可以得出，小车受到的阻力越小，小车滑行的距离越远；因此如果小车不受阻力作用，那么小车将保持原来的速度和方向永远运动下去；即运动的小车，当不受到阻力作用时，将保持匀速直线运动。（4）在实验的基础上，加上科学的推理进行归纳。【总结升华】本题考查理想实验，应理解理想实验的控制变量法，同时体会如何从实验中得出结论，以及合理的推理得出物理规律的思想。举一反三：【变式】在研究牛顿第一定律的实验中，记录数据如下，则下列说法正确的是：（）A．三次实验让小车从斜面的同一高度滑下B．在木板表面小车速度减小得最慢C．实验表明，力是使物体运动的原因D．实验中运用了逐渐逼近法【答案】ABD【解析】A、三次实验让小车从斜面的同一高度滑下，是为了使其具有相同的初速度，是控制变量法的要求，是正确的；B、从实验数据可以看出，小车在木板表面滑行得最远，因此小车速度减小得最慢，是正确的；C、实验中，小车滑行是由于小车具有惯性，而小车最终停下则是受到了阻力的作用，因此，C的说法是错误的；D、实验中，从毛巾到棉布，再到木板，表面依次变光滑，阻力越来越小，这属于一种逐渐逼近的方法，是正确的。2、小军用绳子拴着一金属小球，使小球做圆周运动，如果小球受到的力突然全部消失，则小球将（）A．做匀速直线运动B．立即停止运动C．继续做圆周运动D．减速运动直到停止【思路点拨】知道小球受力突然消失时小球的运动状态，结合牛顿第一定律，就可顺利解决该题。【答案】A【解析】当小球所受外力突然消失时，根据牛顿第一定律，它将仍保持力消失瞬间的方向和速度不变，因此会做匀速直线运动。【总结升华】此题主要考查学生对牛顿第一定律的理解和掌握。在理解这一定律时要抓住“一切”、“没有受到力的作用”、“总”、“或”这些关键词语。类型二、惯性

3、关于物体的惯性，下列说法正确的是()

A．赛车能很快停下来，说明车没有惯性

B．跳远运动员起跳前助跑，是为了获得惯性

C．足球射入球门时才具有惯性

D．百米运动员到达终点时不能立即停下来，是因为运动员具有惯性

【答案】D【解析】该题考察对惯性的理解。惯性是物质的一种属性，一切物体在任何情况下都有惯性。无论物体运动还是静止。故AC错。惯性不是力，它只有大小没有方向，因此物体“获得惯性”、“受到惯力作用”等说法都是错误的，故B错。

【总结升华】①惯性是一切物体都具有的，无论是气体、液体、固体都有惯性。②物体在任何情况下都有惯性，无论运动、静止、受力或不受力都有惯性③惯性的大小只与质量有关，与速度无关。

举一反三：【变式】（高清课堂《牛顿第一定律》381491例1）下列说法正确的是()

A．惯性是物体的一种属性

B．物体只有静止时才有惯性

C．物体只有受到力的作用时才具有惯性

D．物体只有运动时才有惯性

【答案】A

4、水平路上行驶的汽车突然刹车，车上的人会向前倾，下列说法正确的是()

A．人向前倾不能说明人有惯性

B．人向前倾能说明人有惯性

C．人向前倾说明车有惯性

D．人向前倾说明人和车都具有惯性

【答案】B

【解析】汽车在行驶过程中，人和车处于运动状态，当汽车突然刹车时，人的下身与车一起停止运动，而上身由于惯性仍然要保持原来的运动状态，所以人会向前倾，说明人有惯性。【总结升华】此题通过常见的现象考查了对惯性的理解和应用。在解释时，要将物体按运动状态分成两部分：发生改变的和不变的。

举一反三

【变式1】“旋蛋实验”可以判断一个鸡蛋是生鸡蛋还是熟鸡蛋，在光滑的水平桌面上快速旋转该鸡蛋，用手制动后又立即释放，如果鸡蛋又“自动”转动起来，那么这个鸡蛋一定是_______鸡蛋，这是因为________。

【答案】生

用手制动后，随蛋壳转动生鸡蛋的蛋清和蛋黄是液体，由于惯性，不会马上停下来，立即释放后，蛋清和蛋黄又会带动蛋壳转动起来，而熟鸡蛋是固体，会随蛋壳的停止停下来。【变式2】（高清课堂《牛顿第一定律》381491例4）坐在公共汽车里的人，身体突然向前倾，这可能是由于汽车A.突然减速前进 B.突然加速前进C.向前行驶时突然刹车 D.突然启动前进【答案】AC5、“跳远”是一项常见的体育运动．跳远运动员在比赛中都是：①先助跑一段距离，②在到达起跳点时用力蹬地，③起跳后在空中运动一段距离，④最后落入沙池。仔细分析整个过程，每个步骤都用到什么物理知识？【答案与解析】加速的目的是