8.1牛頓第一定律（人教版）

8.1牛頓第一定律（解析版）知識(shí)清單1.牛頓第一定律；2.慣性；3.慣性的利用和防止知識(shí)點(diǎn)1：牛頓第一定律1.歷史上關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的觀點(diǎn)（1）亞里士多德：力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。（2）伽利略：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。2.牛頓第一定律：一切物體在沒(méi)有受到力的作用時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或者勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這就是牛頓第一定律（又稱(chēng)慣性定律）。3.牛頓第一定律的物理意義（1）揭示了“力”的本質(zhì)，說(shuō)明了“物體運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持”的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。（2）揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：物體不受力或受力平衡時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變；而物體受非平衡力時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化。溫馨提示（1）“一切”說(shuō)明該定律對(duì)所有物體都是普遍適用的，沒(méi)有特例，不論固體、液體還是氣體。（2）“沒(méi)有受到力的作用”是定律成立的條件，包含兩層意思。一是該物體確實(shí)沒(méi)有受到任何外力的作用，這是一種理想化的情況，實(shí)際上，不受任何外力作用的物體是不存在的；二是當(dāng)物體所受力是平衡力時(shí)，其合力為零，其作用效果可以等效為不受任何外力作用時(shí)的效果。（3）“總”指的是總是這樣，沒(méi)有例外。（4）“或”指兩種狀態(tài)必居其一，不能同時(shí)存在，也就是說(shuō)物體如果沒(méi)有受到力的作用時(shí)，原來(lái)靜止的物體仍保持靜止?fàn)顟B(tài)（如圖甲）；而原來(lái)運(yùn)動(dòng)的物體將保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（如圖乙）。典例一：理想實(shí)驗(yàn)是物理發(fā)展過(guò)程中的一種重要的研究方法，伽利略曾設(shè)想了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)，如圖所示（圖中兩個(gè)斜面底部均用一小段光滑圓弧連接），下列是該實(shí)驗(yàn)中的一些事實(shí)和推論A、如果沒(méi)有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)釋放時(shí)的高度B、減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這斜面上仍然能達(dá)到原來(lái)的高度C、繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球要沿水平面做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D、兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面①在上訴A、B、C、D四個(gè)步驟中，屬于可靠性事實(shí)的有_____，屬于理想化推論的有_____；②上述理想實(shí)驗(yàn)的步驟按照正確的順序排列是_____；③該理想實(shí)驗(yàn)_____（填“能”或“不能”）直接證明牛頓第一定律?！敬鸢浮緿；ABC；DABC；否。【解析】①、A、B、C、三個(gè)步驟中都要求沒(méi)有摩擦力的作用，而在實(shí)際當(dāng)中摩擦力是不可能為零的，所以是理想化推論；D、兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面，此步驟可以用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證獲得，屬于可行性事實(shí)．②、上述理想實(shí)驗(yàn)的步驟按照正確的順序排列是D、A、B、C；③、牛頓第一定律是在此實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)推理而得出的，不能直接證明．故答案為：(1)D；(2)ABC；(3)DABC；(4)否。知識(shí)點(diǎn)2：慣性1.定義：一切物體都有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)。也就是說(shuō)靜止的物體由保持靜止?fàn)顟B(tài)不變的性質(zhì)，運(yùn)動(dòng)的物體有保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)。因此，牛頓第一定律也叫慣性定律。2.對(duì)慣性的認(rèn)識(shí)慣性的普遍性一切物體在任何情況下都具有慣性，慣性是物體固有的屬性，與外界條件、受力與否、受力大小、所處狀態(tài)等均無(wú)關(guān)慣性大小的決定因素慣性大小是由物體質(zhì)量決定的，質(zhì)量越大，慣性越大，與受到的力、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)慣性與力的區(qū)別慣性是物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)，只有大小，沒(méi)有方向，它不是力。我們只能說(shuō)“由于慣性”或“具有慣性”，而不能說(shuō)“受到慣性的作用”或“受到慣性力”典例二：如圖汽車(chē)向前行駛在水平路上，某時(shí)車(chē)上的人突然向前傾，下列說(shuō)法正確的是（）。A．此時(shí)汽車(chē)可能突然向前加速；B．此時(shí)汽車(chē)可能突然剎車(chē)；C．人向前傾是因?yàn)檐?chē)具有慣性；D．人向前傾是因?yàn)槭軕T力【答案】B?！窘馕觥緼．根據(jù)慣性的定義，如果此時(shí)車(chē)是向前加速，人由于具有慣性，應(yīng)該向后傾斜，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)慣性定義，如果此時(shí)車(chē)是突然剎車(chē)，人要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因而會(huì)向前傾斜，故B正確；C．人之所以向前傾是因?yàn)槿司哂斜３衷瓉?lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，即人具有慣性，故C錯(cuò)誤；D．人向前傾是因?yàn)槿司哂袘T性，不能說(shuō)受到慣性力，故D錯(cuò)誤。故選B。知識(shí)點(diǎn)3：慣性利用與防止一切物體都有慣性，因此生活中會(huì)見(jiàn)到很多與慣性有關(guān)的現(xiàn)象。在這些現(xiàn)象中，有的對(duì)我們有害，我們應(yīng)想辦法防止；有的對(duì)我們有利，我們可以充分利用。（1）慣性的應(yīng)用：調(diào)高、助跑跳遠(yuǎn)、拍打灰塵、甩落傘上的雨滴等都利用了慣性。（2）防止慣性帶來(lái)的危害：為了防止汽車(chē)緊急剎車(chē)時(shí)乘員由于慣性而被撞傷，駕駛員和乘客必須使用安全帶；車(chē)輛行駛中要保持車(chē)距、限制車(chē)速、禁止超載等。典例三：下列做法中，屬于防止慣性帶來(lái)危害的是（）。A．拍打衣服除去灰塵B．跳遠(yuǎn)時(shí)要快速助跑C．行車(chē)時(shí)要保持車(chē)距D．將盆中的水潑出去【答案】C。【解析】拍打衣服除去灰塵、跳遠(yuǎn)時(shí)要快速助跑、將盆中的水潑出去都是利用慣性為生產(chǎn)生活服務(wù)；行車(chē)時(shí)要保持車(chē)距是為了防止慣性帶來(lái)的危害。故ABD不符合題意；C符合題意。故選C。實(shí)驗(yàn)清單實(shí)驗(yàn)探究：阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響實(shí)驗(yàn)探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄孔枇?duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響【實(shí)驗(yàn)器材】小車(chē)、斜面、長(zhǎng)木板、直尺、毛巾、棉布、木塊。【實(shí)驗(yàn)原理】（1）任何物體都具有慣性，物體慣性大小與質(zhì)量有關(guān)；（2）當(dāng)物體不受力或受到平衡力作用時(shí)，物體靜止或做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)?！緦?shí)驗(yàn)步驟】一、實(shí)驗(yàn)裝置如圖。二、在長(zhǎng)木板上鋪上毛巾，讓小車(chē)從A位置由靜止開(kāi)始自由下滑，靜止后測(cè)出斜面底端到小車(chē)停下位置路程，數(shù)據(jù)計(jì)入表格。三、在長(zhǎng)木板上鋪上棉布，讓小車(chē)從A位置由靜止開(kāi)始自由下滑，靜止后測(cè)出斜面底端到小車(chē)停下位置路程，數(shù)據(jù)計(jì)入表格。四、讓小車(chē)在長(zhǎng)木板上從A位置由靜止開(kāi)始自由下滑，靜止后測(cè)出斜面底端到小車(chē)停下位置路程，數(shù)據(jù)計(jì)入表格。五、讓小車(chē)在長(zhǎng)木板上從B位置由靜止開(kāi)始自由下滑，靜止后測(cè)出斜面底端到小車(chē)停下位置路程，數(shù)據(jù)計(jì)入表格。六、實(shí)驗(yàn)表格（參考數(shù)據(jù)）實(shí)驗(yàn)步驟運(yùn)動(dòng)表面開(kāi)始位置斜面底端到停止位置距離/cm1毛巾A2棉布A3木板A4木板B七、整理器材。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】平面越光滑，小車(chē)所受阻力越小，速度減小的越慢，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn)。【推理結(jié)論】如果木板絕對(duì)光滑，小車(chē)所受阻力為零，速度就不會(huì)減小，小車(chē)將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)地運(yùn)動(dòng)下去。由此可以說(shuō)明牛頓第一定律是正確的。典例四：（2021·江蘇蘇州市）在探究“阻力時(shí)物體運(yùn)動(dòng)的影響”時(shí)，使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小車(chē)。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)要固定斜面，并將小車(chē)從斜面上______（同一/不同）位置由靜止釋放；（2）從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可推理，若水平面絕對(duì)光滑，則運(yùn)動(dòng)的小車(chē)將在水平面上______；（3）如圖，若實(shí)驗(yàn)中小車(chē)僅在木板上滑行時(shí)滑出了右端，是否需要重做本實(shí)驗(yàn)以獲取可靠的證據(jù)？答：______（需要/不需要）（4）在本實(shí)驗(yàn)中，“小車(chē)在水平面上運(yùn)動(dòng)的距離”反映的是______。A．小車(chē)在水平面上所受阻力大小B．阻力對(duì)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的影響情況C．A、B選項(xiàng)均正確【答案】同一；勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；不需要；B?！窘馕觥浚?）[1]根據(jù)控制變量法，小車(chē)達(dá)到水平面時(shí)的速度應(yīng)相同，應(yīng)將小車(chē)從斜面上同一位置由靜止釋放。（2）[2]由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，阻力越小的軌道滑得越遠(yuǎn)，若水平面絕對(duì)光滑，即沒(méi)有阻力，小車(chē)將作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。（3）[3]若公在木板上滑出右端，不需要重做本實(shí)驗(yàn)，因?yàn)橐呀?jīng)得知在木板上滑行距離大于棉布和毛巾。（4）[4]本實(shí)驗(yàn)是探究阻力時(shí)物體運(yùn)動(dòng)的影響，小車(chē)在水平面時(shí)速度相同，滑行越遠(yuǎn)，說(shuō)明阻力影響越小，滑行越近，說(shuō)明阻力影響越大，因此在水平面上運(yùn)動(dòng)的距離反映阻力的影響情況。方法清單1.實(shí)驗(yàn)探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響；2.對(duì)牛頓第一定律的理解；3.慣性現(xiàn)象；4.慣性在實(shí)際生活中的應(yīng)用題型一：實(shí)驗(yàn)探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響★解題指導(dǎo)1.小車(chē)從斜面的同一高度滑下的目的：當(dāng)小車(chē)到達(dá)水平面時(shí)，使小車(chē)的速度相同；2.小車(chē)在三個(gè)水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平面越光滑，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離：越遠(yuǎn)；3.由此推斷，當(dāng)小車(chē)不受摩擦力作用時(shí)：小車(chē)將做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；4.此實(shí)驗(yàn)正確地揭示了：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因；5.實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法（到達(dá)水平面時(shí)的速度相同，使水平面的粗糙程度不同）；6.表面越光滑：小車(chē)受到的摩擦力越小；7.這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)懿荒苤苯域?yàn)證牛頓第一定律：不能；8.小車(chē)運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)短與它受到的阻力有什么關(guān)系：阻力越大，運(yùn)動(dòng)越短；9.讓小車(chē)從不同高度滑下還可以探究：重力勢(shì)能與高度、動(dòng)能與速度關(guān)系。典例五：（1）為了使小車(chē)滑到水平面時(shí)的初速度相同，實(shí)時(shí)應(yīng)讓小車(chē)從同一斜面的

滑下，這種研究問(wèn)題的方法是

（選填“轉(zhuǎn)換法”、“模型法”或“控制變量法”）。（2）伽利略對(duì)類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了分析并進(jìn)一步推測(cè)：如果水平面光滑，小車(chē)在運(yùn)動(dòng)時(shí)不受阻力，則小車(chē)將在水平面上

。說(shuō)明物體的運(yùn)動(dòng)

（填“需要”或“不需要”）力來(lái)維持。（3）牛頓在伽利略等人的研究成果上概括出了牛頓第一定律。該定律

。A．能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證B．不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，所以不能確定這個(gè)定律是否正確C．是在大量經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)進(jìn)一步的推理概括得出的【答案】（1）同一高度由靜止自由；控制變量法；（2）做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；不需要；（3）C?！窘馕觥浚?）為了使小車(chē)滑到水平面時(shí)的初速度相同，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)讓小車(chē)從同一斜面的同一高度由靜止自由滑下，這種研究問(wèn)題的方法是控制變量法；（2）伽利略對(duì)類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了分析并進(jìn)一步推測(cè)：如果水平面光滑，小車(chē)在運(yùn)動(dòng)時(shí)不受阻力，則小車(chē)將在水平面上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；從而說(shuō)明物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持；（3）牛頓在伽利略等人的研究成果上概括出了牛頓第一定律，該定律是在大量經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)進(jìn)一步的推理概括得出的，故選C。題型二：對(duì)牛頓第一定律的理解★解題指導(dǎo)解答此類(lèi)題型的關(guān)鍵是正確理解牛頓第一定律。運(yùn)動(dòng)的物體在不受外力作用時(shí)，將保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。典例六：關(guān)于牛頓第一定律的理解，下列說(shuō)法正確的是（）。A．牛頓第一定律是通過(guò)想象得出來(lái)的；B．物體只要運(yùn)動(dòng)，就一定受到力的作用；C．不受力的物體，一定保持靜止?fàn)顟B(tài)；D．物體在不受到力的作用時(shí)，總保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)【答案】D。【解析】A．牛頓第一定律是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過(guò)理論推導(dǎo)得出的，故A錯(cuò)誤；BC．根據(jù)牛頓第一定律，原來(lái)運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)不受力時(shí)，將保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故BC錯(cuò)誤；D．根據(jù)牛頓第一定律，物體在不受到力的作用時(shí)，總保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故D正確。故選D。題型三：慣性現(xiàn)象★解題指導(dǎo)解答慣性現(xiàn)象問(wèn)題的“三步法”：（1）明確研究對(duì)象開(kāi)始處于怎樣的狀態(tài)；（2）分析其中哪個(gè)物體（或物體的一部分）受何種力，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生何種變化；（3）判斷哪個(gè)物體（或物體哪一部分）由于慣性要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，出現(xiàn)了怎樣的現(xiàn)象。典例七：如圖所示，當(dāng)鐵錘的錘頭松動(dòng)時(shí)，握住鐵錘的木柄迅速向下撞擊堅(jiān)硬的地面，錘頭會(huì)緊緊地套在木柄上、這是因?yàn)槟颈矒舻孛鏁r(shí)（）。A．錘頭由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)，木柄由于慣性仍要繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)；B．錘頭由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止，木柄由于慣性仍要保持靜止?fàn)顟B(tài)；C．木柄由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)，錘頭由于慣性仍要保持靜止?fàn)顟B(tài)；D．木柄由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止，錘頭由于慣性仍要繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)【答案】D。【解析】將錘子倒著舉起來(lái)向下撞擊時(shí)，原來(lái)錘頭和木柄都處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)木柄碰到地面后運(yùn)動(dòng)停止，而錘頭由于慣性會(huì)仍然保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故此時(shí)錘頭能緊緊的套在錘柄上，故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。題型四：慣性在實(shí)際生活中的應(yīng)用★解題指導(dǎo)物體的質(zhì)量越大，慣性越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越不容易改變。典例八：小金在進(jìn)行百米賽跑時(shí)經(jīng)歷了加速、減速等階段，最終沖過(guò)終點(diǎn)線(xiàn)。以下關(guān)于慣性的說(shuō)法正確的是（）。A．小金加速跑時(shí)的慣性比減速跑時(shí)大；B．小金沖過(guò)終點(diǎn)線(xiàn)，停下來(lái)時(shí)沒(méi)有慣性；C．小金整個(gè)跑步過(guò)程慣性大小不變；D．小金在加速、減速等運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)才有慣性【答案】C?！窘馕觥緼．物體慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大；與物體運(yùn)動(dòng)快慢無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；BD．慣性是指物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)，一切物體在任何情況下都具有慣性，故BD錯(cuò)誤；C．物體慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大。小金在整個(gè)跑步過(guò)程中，質(zhì)量不變，其慣性大小不變，故C正確；故選C。易錯(cuò)清單對(duì)慣性及其大小的理解★易錯(cuò)預(yù)警慣性是物體的固有屬性，它指的是物體能夠保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的已知性質(zhì)，一切物體在任何時(shí)候都有慣性。慣性不是力，力是物體間的相互作用產(chǎn)生的。力有三要素，而慣性與外界條件無(wú)關(guān)，慣性只有大小，物體慣性的大小跟它的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量大的物體慣性大。典例九：小金在進(jìn)行百米賽跑時(shí)經(jīng)歷了加速、減速等階段，最終沖過(guò)終點(diǎn)線(xiàn)。以下關(guān)于慣性的說(shuō)法正確的是（）。A．小金加速跑時(shí)的慣性比減速跑時(shí)大；B．小金沖過(guò)終點(diǎn)線(xiàn)，停下來(lái)時(shí)沒(méi)有慣性；C．小金整個(gè)跑步過(guò)程慣性大小不變；D．小金在加速、減速等運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)才有慣性【答案】C。【解析】A．物體慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大；與物體運(yùn)動(dòng)快慢無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；BD．慣性是指物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)，一切物體在任何情況下都具有慣性，故BD錯(cuò)誤；C．物體慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大。小金在整個(gè)跑步過(guò)程中，質(zhì)量不變，其慣性大小不變，故C正確；故選C。中考清單慣性的利用★中考解析慣性的利用是中考試題中的?？純?nèi)容。解答此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵是明確利用了哪個(gè)物體（或物體一部分）的慣性。慣性的利用常與防止慣性帶來(lái)危害一起考查，可以從“結(jié)果”入手判斷。典例十：（2022·四川自貢）小強(qiáng)和爺爺周末乘車(chē)到榮縣雙溪水庫(kù)風(fēng)景區(qū)去游玩，下列有關(guān)慣性的說(shuō)法正確的是（）。A.小強(qiáng)和爺爺都系上安全帶，是為了減小汽車(chē)行駛中人的慣性；B.汽車(chē)緊急剎車(chē)時(shí)，小強(qiáng)向前傾，是由于受到慣性力