第04講 牛頓第一定律-八年級下冊物理解析

第04講第04講牛頓第一定律知識導航知識導航知識導入同學們玩過滑板車嗎？滑板車沿水平方向運動時，如果我們不再蹬地，它最終就會停下來，力和運動之間有什么關系呢？知識精講知識精講考點1：探究阻力對物體運動影響的實驗1．阻力對物體運動影響的實驗探究實驗器材：小車、斜面、布、木板、毛巾、刻度尺等。實驗方法：控制變量法、科學推理法。設計實驗：取一輛小車，讓它三次都在斜面的同一高度由靜止滑下。依次在水平面上鋪上毛巾、布、木板，使每次水平面的粗糙程度不同。觀察小車的運動情況，并記下其停止的位置。實驗結論：水平表面越光滑，小車運動時受到的阻力越長，通過的距離越小，運動時間越長，速度減小得越熳。思考與交流思考1：假如水平面絕對光滑，小車的運動情況又會怎樣？【典例分析】【例1】如圖所示是探究“阻力對物體運動影響”的實驗裝置，下列有關此探究活動的設計和結論的各種表述，不正確的是（）A．每次實驗時，應使小車從斜面的同一高度滑下B．運動的物體若不受阻力，將一直運動下去C．水平面越粗糙，小車在水平面上前進的距離越近D．由于慣性，小車到達粗糙的水平面后繼續(xù)向前運動，摩擦力逐漸減小到零【答案】D【解析】在探究阻力對物體運動的影響實驗時，因與多個因素有關，故用到控制變量法，即每次實驗時，應使小車從斜面的同一高度滑下；根據牛頓第一運動定律可知，運動的物體若不受阻力，將一直運動下去；力是改變物體運動狀態(tài)的原因，水平面越粗糙，小車在水平方向上受到的阻力越大，小車在水平面上前進的距離越近；滑動摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關，故小車到達粗糙的水平面后繼續(xù)向前運動，摩擦力大小不變。答案選D。【例2】小華用如圖所示的裝置探究阻力對物體運動的影響，實驗中每次讓小車從斜面________（相同/不同）高度由靜止釋放，先后讓小車在棉布、木板、玻璃上運動，記錄小車運動的________，進一步推理，如果沒有阻力，運動的小車將保持________（勻速直線運動/靜止）狀態(tài)．【答案】相同路程勻速直線運動【解析】試題分析：每次讓小車從斜面上相同高度由靜止釋放，讓小車在水平面上運動時受不同的阻力，記錄小車運動的距離，發(fā)現(xiàn)阻力越小，運動的距離越長，如果沒有阻力，小車將一直運動下去，保持勻速直線運動狀態(tài)?！纠?】在探究“力對物體運動的影響”的實驗中，在水平桌面上分別鋪上分別粗糙程度不同的毛巾、棉布、玻璃，讓小車自斜面頂端從靜止開始滑下，小車從同一高度滑下后，在不同物體表面上運動的距離如圖所示．（1）實驗時小車每次都從斜面頂端滾下，是為了讓小車在這些物體表面開始運動的相同．（2）由圖示可知，小車在玻璃上運動的距離最，這說明小車受到的阻力越，速度減小得越慢．（3）根據這個實驗推理：若水平物體表面絕對光滑（即小車不受任何阻力作用），那么小車將一直保持．【答案】（1）速度；（2）遠、??；（3）勻速直線運動狀態(tài)【分析】實驗中小車從同一高度由靜止滑下，是為了保證小車到達水平面時的初速度相同，觀察小車在不同材料的物體表面上滑行的距離．而這三種材料我們都比較熟悉，從而比較出所受阻力的大小，然后我們可以猜想如果沒有任何阻力的話，物體的速度將會保持不變．【解析】(1)本實驗是探究阻力對物體運動的影響，實驗時小車每次都從斜面頂端滾下，是為了讓小車在這些物體表面開始運動的速度相同，便于比較研究。(2)由圖可知，小車在玻璃板上滑行的距離最遠，這說明小車受到的阻力越小，速度減小得越慢。(3)根據這個實驗可以推理：若水平物體表面絕對光滑(即小車不受任何阻力作用)，小車將會以原來的速度一直運動下去，即做勻速直線運動。方法技巧方法技巧實驗探究時采用了“控制變量法”，同一小車、同一斜面、同一高度，由靜止釋放即保證了小車進入水平面的初速度相等，同時還采用了“(實驗)推理法”，在現(xiàn)實生活中運動時不受力是不存在的，所以牛頓第一定律是在實驗的基礎上經科學推理、概括出來的，我們把這一探究方法稱為“(實驗)推理法”?？键c2：牛頓第一定律1．300年前，伽利略通過實驗及推理得出結論：如果物體在運動中不受到力的作用，它的速度將保持不變。3．笛卡兒補充了伽利略的認識，指出：如果運動物體不受到任何力的作用，它不會向左、右方向偏，將永遠沿原來的方向做勻速運動。3．牛頓總結了伽利略等人的研究成果，進一步得出：一切物體在沒有受到外力作用的時候，總保持勻速直線運動或靜止狀態(tài)?！镜淅治觥俊纠?】圖是美國NBA職業(yè)籃球比賽過程中球員扣籃時的情景。請找出一個與扣籃情景相關的物理現(xiàn)象，并指出對應的物理知識。（不得與示例重復）示例：物理現(xiàn)象：球由靜止變?yōu)檫\動；物理知識：力是改變物體運動狀態(tài)的原因。物理現(xiàn)象：_____________________________；物理知識：___________________________?！敬鸢浮炕@球運動員起跳后繼續(xù)向上運動，由于運動員具有慣性【解析】物理現(xiàn)象：運動員跳起后繼續(xù)向上運動物理知識：由于運動員具有慣性【例5】提出“物體的運動需要力來維持”觀點的是______,______,通過實驗推翻了這一結論,得出“一切物體在不受外力作用時,其速度保持不變”.后來_____通過分析事實,再進一步概括出一條重要的物理規(guī)律——牛頓第一定律.【答案】亞里士多德伽利略牛頓【解析】根據物理學史可知:亞里士多德提出了“物體的運動需要力來維持”的觀點；伽利略通過實驗推翻了這一結論，得出“一切物體在不受外力作用時，其速度保持不變”；后來牛頓通過分析事實，再進一步概括出一條重要的物理規(guī)律??牛頓第一定律。方法技巧方法技巧牛頓第一定律不可能用實驗來直接驗證。物體的運動不需要力來維持，力是改變物體運動狀態(tài)的原因。（如果物體運動狀態(tài)發(fā)生了改變，則物體一定受到了力的作用。）考點3：慣性1．定義：一切物體都具有保持原有的速度大小和運動方向的性質。這種性質就是慣性。（牛頓第一定律也叫慣性定律。）（1）慣性是物體固有的，一切物體都具有慣性。不能說物體“受到慣性”，也不能說物體“獲得或得到慣性”。（2）質量是慣性大小的唯一量度。質量越大慣性越大，質量越小慣性越小。思考與交流思考1：行駛中的汽車突然剎車時，乘客身體會前傾，原因是什么？思考2：汽車突然開動時，乘客身體會向后仰，原因是什么？【典例分析】【例6】星期天，小紅與小明一塊在她居住的小區(qū)的廣場上滑旱冰，結果出現(xiàn)了如圖所示的情景。對于該情景，以下分析正確的是()A．小紅上身的運動狀態(tài)發(fā)生了改變，而下身由于慣性保持原來的運動狀態(tài)，使她向后摔倒B．小紅下身的運動狀態(tài)發(fā)生了改變，而上身由于慣性保持原來的運動狀態(tài)，使她向后摔倒C．她的整個身體的運動狀態(tài)都發(fā)生了改變D．她的整個身體的運動狀態(tài)都沒有發(fā)生改變【答案】B【解析】滑旱冰時，人向后摔倒的原因是腳向前運動的速度加快，而身體的上部由于慣性保持原來較小的運動速度。這樣，上身的運動速度小于下身的運動速度，人的重心偏向后，人就會向后摔倒?！纠?】關于慣性，下列說法正確的是（）A．物體在阻力相同的情況下，速度大的不容易停下來，所以速度大的物體慣性大B．推動地面上靜止的物體比維持這個物體做勻速運動所需的力大，所以靜止的物體慣性大C．在月球上舉重比在地球上容易，所以同一個物體在月球上比在地球上慣性小D．物體的慣性與物體運動速度的大小、物體運動狀態(tài)的改變、物體所處的位置無關【答案】D【解析】慣性是指物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)的性質，慣性是物體的一種屬性，它的大小與物體的質量有關，與物體的形狀、狀態(tài)、位置等因素無關。運動的物體停下來是把機械能轉化為內能，在物體受到的阻力相同時，速度大的物體，具有的機械能大，由于慣性保持運動的速度也較大，轉化為內能就越多，所以轉化時間較長，物體的慣性沒有變化。推靜止的物體是需要改變物體的運動狀態(tài)，物體的質量越大，越不容易改變；物體的運動不需要力來維持，運動的物體由于受到阻力，保持勻速直線運動時推力等于阻力。人舉重是要克服物體的重力，同一個物體在地球上受到的重力約是月球上的六分之一，所以在月球上需要的力較小，與慣性無關。方法技巧方法技巧人摔倒、坐車時身體的前傾或后傾，都是由于慣性。具體分析時，要分別分析身體上部和下部的運動狀態(tài)是否改變，進行解釋。這些現(xiàn)象有如下規(guī)律：人體不管是向前摔倒還是向后摔倒，也不管身體是向前傾還是向后傾，都是由于身體下部的運動狀態(tài)發(fā)生了改變，而身體的上部由于慣性保持了原來的運動狀態(tài)?？键c4：慣性的運用與危害的防止思考與交流思考1：慣性對我們是不是只有危害呢？哪些是危害？什么時候能利用它呢？舉例說明。【例8】如圖所示，當鐵錘松動時，握住錘柄迅速向下撞擊堅硬的地面，錘頭會緊緊地套在木柄上，這是因為錘柄撞擊地面（）A．錘頭由運動變?yōu)殪o止，錘柄由于慣性仍要保持靜止狀態(tài)B．錘頭由運動變?yōu)殪o止，錘柄由于慣性仍要繼續(xù)向下運動C．錘柄由運動變?yōu)殪o止，錘頭由于慣性仍要保持靜止狀態(tài)D．錘柄由運動變?yōu)殪o止，錘頭由于慣性仍要繼續(xù)向下運動【答案】D【解析】試題分析：錘柄撞擊地面，受到地面對它的作用力，由運動變?yōu)殪o止，而錘頭由于慣性，仍要保持原來的運動狀態(tài)，繼續(xù)向下運動，就套緊在錘柄上，所以選擇D。【例9】下列交通提示用語與慣性無關的是（）A．車輛轉彎，請拉好扶手B．雨天路滑，請減速慢行C．保持車距D．靠右行駛【答案】D【解析】A．汽車轉彎的過程中，車內的乘客由于慣性會繼續(xù)保持原來的運動狀態(tài)，而向相反的方向偏轉，利用了慣性；B.雨天路滑，車輛由于慣性，不能立即停下來，容易發(fā)生交通事故，與慣性有關；C.保持車距，為了防止慣性造成的危害，與慣性有關；D.靠右行駛與慣性無關。故選D。方法技巧方法技巧對于慣性現(xiàn)象的解釋一般應按以下順序：先確定原來的運動狀態(tài)，再分不同部分分析。由于某種情況物體的一部分的運動狀態(tài)發(fā)生了改變，而另一部分由于慣性仍然保持原來的運動狀態(tài)，則最后出現(xiàn)我們所觀察到的結果。提分作業(yè)提分作業(yè)1．在研究阻力對物體運動影響的實驗中，記錄數據如下，則下列說法不正確的是（）接觸面毛巾棉布木板小車移動的距離18.3cm26.8cm98.2cmA．三次實驗需讓小車從斜面的同一高度自由滑下 B．在木板表面，小車運動的距離最遠 C．阻力越大，物體的速度減小得越慢 D．該實驗運用了推理法【答案】C【解析】A、實驗中，我們讓小車從同一光滑斜面的同一高度自由下滑，目地是為了讓小車每次到達水平面時的速度都相同，便于比較，故A正確；B、根據表格數據我們可知，小車在木板表面運動的距離最遠，故B正確；C、實驗表明：小車在木板表面運動的距離最遠，說明小車受到阻力越小，運動的距離越遠，故C錯誤；D、接觸面越光滑，阻力越小，小車的速度減小得慢。由此推理得出：假如小車受到的阻力為零，小車將做勻速直線運動，牛頓第一定律是在實驗的基礎上進一步推理概括出來的，運用了科學推理法，故D正確。故選：C。2．在中考體育考試中，小剛投出實心球在空中的運動軌跡如圖所示，若不考慮空氣阻力，則下列關于實心球在空中運動過程中說法正確的是（）A．球相對地面是靜止的 B．球的運動狀態(tài)保持不變 C．在最高點時，若所受力全部消失，它將做勻速直線運動 D．球能在空中持續(xù)運動，是因為受到慣性力的作用【答案】C【解析】A、以地面為參照物，球相對地面的位置不斷發(fā)生改變，因此是運動的，故A錯誤；B、球在下落過程中，運動速度的大小都在改變，故球的運動狀態(tài)改變，故B錯誤；C、球在最高點時，仍有向前的速度，若此時球受的力消失，由牛頓第一定律可知，球將會做勻速直線運動，故C正確；D、慣性是物體的固有屬性，不是力，球能在空中持續(xù)運動是因為球由于慣性保持原來的運動狀態(tài)，故D錯誤。故選：C。3．如圖，用細線將小鋼球懸掛起來，讓其在豎直平面內左右擺動。忽略空氣阻力，當小球運動到最高點B時，繩子斷裂，所有外力消失，則接下來小球將會（）A．向右做勻速直線運動 B．向左做勻速直線運動 C．仍然沿著BOA運動 D．靜止在B點【答案】D【解析】小球運動到B點時，速度為0，若它受到的所有外力突然消失，將保持原來的靜止狀態(tài)，即靜止在B點，故ABC錯誤，D正確。故選：D。4．2020年6月1日起，公安部交管局在全國開展“一盔一帶”安全守護行動，要求騎摩托車和電動自行車必須戴頭盔，開車必須系安全帶。戴頭盔、系安全帶能保護人的生命安全，其原因是在遇到交通事故（）A．頭盔能防止人頭由于慣性撞擊頭盔 B．安全帶能防止人體由于慣性飛出車外 C．頭盔能減小人頭的慣性，從而減小撞擊力的大小 D．安全帶能減小人體的慣性，從而減小撞擊力的大小【答案】B【解析】A、頭盔的作用是在人的頭部受到撞擊時，通過增大受力面積減小對頭部的壓強，對駕駛員起一個保護作用；故A錯誤；B、汽車在緊急剎車時，人由于慣性會繼續(xù)保持原來的運動狀態(tài)向前運動，容易撞上擋風玻璃而飛出車外，系安全帶可以避免人由于慣性飛出車外，故B正確；CD、慣性大小只與質量有關，質量不變，慣性不變，所以頭盔和安全帶只能減少人受到的傷害，不能減小慣性；故CD錯誤。故選：B。5．正在以10m/s速度行駛的汽車,當它受到的一切外力突然全部消失時,它將（）A．速度逐漸減小,最后慢慢停下來B．速度逐漸變大,最后勻速直線行駛C．立即停下來D．仍以10m/s的速度做勻速直線運動【答案】D【解析】由牛頓第一定律可知：汽車以10m/s的速度行駛，當它受到的一切外力全部消失時，它將保持原來的速度和方向不變，因此仍以10m/s的速度做勻速直線運動。故選D.6．一杯水放在列車內的水平桌面上,如果水面突然發(fā)生了如圖所示的變化,則列車的運動狀態(tài)可能發(fā)生的變化是（）①列車突然向右啟動②列車突然向左啟動③列車向右運動時突然剎車④列車向左運動時突然剎車A．①或②B．②或③C．①或③D．②或④【答案】B【解析】題中水面發(fā)生了變化，這屬于慣性現(xiàn)象。①若列車突然向右啟動，水杯由于受到摩擦力會隨列車一起向右運動，而水杯中的水由于慣性還將保持原來的靜止狀態(tài)，此時水面會向左傾斜，故不符合題意；②若列車突然向左運動，水杯由于受到摩擦力會隨列車一起向左運動，而水杯中的水由于慣性還將保持原來的靜止狀態(tài)，此時水面會向右傾斜，故符合題意；③若列車突然向右剎車，水杯由于受到摩擦力會隨列車一起向右減速運動，而水杯中的水由于慣性還將保持原來的速度運動，此時水面會向右傾斜，故符合題意；④若列車突然向左剎車，水杯由于受到摩擦力會隨列車一起向左減速運動，而水杯中的水由于慣性還將保持原來的速度運動，此時水面會向左傾斜，故不符合題意，綜上所述只有②③符合題意，故選B。7．下列有關慣性的說法不正確的是（）A．運動員跳遠時助跑,利用了慣性B．駕駛員駕車時系安全帶,可以減小慣性C．人騎自行車停止蹬踏后,仍繼續(xù)前行,是因為人和車都具有慣性D．地球由西向東轉,人豎直向上跳起來,仍落回原地,是因為人具有慣性【答案】B【解析】A.運動員跳遠時的助跑，利用了慣性，即運動員原來處于運動狀態(tài)，當人起跳后，由于慣性會仍然保持原來的運動狀態(tài)，故這樣跳的更遠，說法正確但不符合題意；B.慣性的大小只與物體的質量有關，故司機駕車時系安全帶，可以防止慣性的危害，但不能減小慣性，故B錯誤符合題意；C.自行車停止蹬踏后，即原來人和車處于運動狀態(tài)，雖然停止蹬腳踏板，但人和車由于慣性會繼續(xù)保持原來的運動狀態(tài)，故C說法正確，不符合題意；D.地球由西向東轉，人豎直向上跳起來，由于慣性，人在水平方向上會仍然保持原來的運動狀態(tài)，所以落地后還會落回原地，說法正確，不符合題意；故選B.8．關于慣性．下列說法正確的是（）A．靜止的物體才有慣性B．做勻速直線運動的物體才有慣性C．物體運動方向改變時才有慣性D．物體在任何狀態(tài)下都有慣性【答案】D【解析】因為任何物體在任何情況下都有慣性，因此A、B、C選項錯誤，D選項正確．故選D．9．為了防止校園踩踏事故的發(fā)生，同學們下樓時不能走得太快。如果走得太快，當前面的同學意外停下來時，后面的同學由于，會繼續(xù)向（選填前或后）運動，這樣容易擁擠而發(fā)生踩踏事故?！窘馕觥繎T性是物體本身具有的屬性，無論物體處于何種狀態(tài)都具有慣性，當前面同學意外停下時，后面的同學由于慣性不能立即停下來，會繼續(xù)向前運動，這樣容易因為擁擠而發(fā)生踩踏事故。故答案為：慣性；前。10．司機開車時要系好安全帶，是因為剎車時司機由于會繼續(xù)向前運動，易造成傷害；嬉戲時不要用力推搡同學，是因為力可以改變物體的，易使同學摔倒。【解析】司機原來與汽車一起運動，當汽車突然減速時，司機由于具有慣性，仍要保持原來的運動狀態(tài)，以原來的速度向前運動，易造成傷害。嬉戲時若用力推搡同學，會改變該同學的運動狀態(tài)，摔到造成受傷，所以不要用力推搡同學。故答案為：慣性；運動狀態(tài)。11．某同學用如圖所示的實驗裝置探究阻力對物體運動的影響。他在水平臺面上分別鋪上不材料，讓同﹣小車從斜曲上的同﹣高度由靜止滑下，在小車停下的位置分別做上標記a、b、c．（1）用同一小車從同一斜面的同一高度靜止滑下的目的是。（2）通過比較，可以推斷小車在鋪有不同材料的水平面上所受阻力的大小，這里運用了的研究方法。（3）水平面粗糙程度越小，小車收到的阻力越，小車運動的距離越。（4）對上述實驗進行分析并進一步推理，可以得出：如果運動的物體在沒有受到外力的作用時，將做?！窘馕觥浚?）用同一小車從同一斜面的同一高度由靜止滑下是為了使小車到達水平面時小車的初速度相同；（2）通過比較小車運動的距離，可以推斷小車在鋪有不同材料的水平面上所受阻力的大小，運用了轉換法；（3）木板表面最光滑，小車在上面運動的距離最遠，說明水平面粗糙程度越小，小車受到的阻力越小，小車運動的距離越遠。（4）由上述實驗可推理得：如果運動的物體在沒有受到力的作用時，將做勻速直線運動。故答案為：（1）為了使小車到達水平面時速度相同；（2）小車運動的距離；轉換法；（3）?。贿h；（4）勻速直線運動。17．小思同學在如圖所示的實驗中，用同一小車從同樣斜面的同一高度滑下，接著在材料不同的平面上繼續(xù)運動，分別停在如圖所示的位置。（1）研究不同平面的小運動情況時，讓小車從斜面在同一高度滑下的目的是：讓小車在平面開始運動時的速度；（2）實驗現(xiàn)象：小車在不同平面上的運動距離不相等。實驗結論：小車受到的摩擦阻力越小，運動的越（填“遠”、“近”），若小車不受阻力作用，它將。（3）牛頓第一定律是。A．通過日常生活經驗得出的B．由斜面小車實驗得出的C．由理論分析便可得出的D．在實驗基礎上，分析推理得出的。（4）證明物體的運動（填“需要”或“不需要”）力