初中物理苏科版（2024）八年级下册（2024）二、牛顿第一定律精品ppt课件

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第二节 牛顿第一定律
（1）这是同学们熟悉的生活中骑自行车、玩滑板车的现象
想一想自行车、滑板车为什么能够前进？在前进的过程中，当我们停止用力时，能够立即停下来吗？
（2）在历史上，人们对物体的运动是否需要力，存在下面的两种观点。你同意谁的观点呢？学习了今天的知识，你就明白了。
观点一:玩滑板车时，人不蹬地，车最终会停下来。说明物体运动需要力来维持。
观点二:滑板车滑行时，人没有蹬地，车还继续前进。说明物体运动不需要力来维持。
1. 理解牛顿第一定律，并能用于分析相关现象。2. 理解物体的惯性，并能用于解释相关现象。
1. 牛顿第一定律.2. 惯性.3. 课堂总结.4. 实践与练习.5. 综合提升训练.
1. 阻力对物体运动的影响
你赞成小明和小华的观点吗？如果他们的观点是正确的，那么踢出去的足球，脚已不再对它施力，为什么它还在运动？足球最终会静止，这又是为什么？
拉小车，小车走；不拉小车，它就停下来。
只有不断地给足球施加力，它才会一直运动，不然就会停下来
地面上物体的"自然本性"是静止的，要维持物体的运动，就必须给它施加一定的力；不受力而能够一直运动的物体是不存在的。
物体的运动并不需要力来维持，运动物体如果不受其他力的作用，将会一直运动下去。
小车开始运动是因为受到拉力，不拉之后停下来，是因为受到阻力
足球开始运动是因为受到人踢球的力，最后在地面停下来是因为受到地面的阻力
力是维持物体运动的原因
物体的运动不需要力来维持
2. 实验探究：阻力对物体运动的影响
【设计实验】让小车从斜面上的同一高度A点由静止自由滑下，如图所示，改变水平面表面的粗糙程度，使其对小车运动的阻力不相同。第一次在水平面上铺棉布，第二次用木板，第三次用玻璃板，比较小车每次在水平面上滑行的距离。【实验器材】小车、斜面、棉布、木板、玻璃板、刻度尺等。
【进行实验与收集证据】（1）将棉布铺在水平木板上，让小车从斜面上A点处滑下，记下小车最终停在棉布上的位置。（2）移开棉布，再让小车从斜面上A点处滑下，记下小车最终停在木板上的位置。（3）将玻璃板放在水平木板上，再让小车从斜面上A点处滑下，记下小车最终停在玻璃板上的位置。（4）将实验情况填入下表 。
【分析论证】对物体运动的阻碍程度反映物体所受阻力的大小。小车在不同材料的平面上最终停下来的原因是因为受到了阻力的作用。支持面越光滑，小车受到的阻力越小，小车运动的路程越远。 对上述实验结论进一步推理得出：如果小车在绝对光滑的水平面上运动，即不受到阻力作用，那么它将以恒定不变的速度永远运动下去。由此可以说明伽利略的说法是正确的，即物体的运动不需要力来维持。
运动物体受到的阻力越小，运动的路程越长。若不受任何阻力，物体的运动速度将不会减小，永远沿直线运动下去。
（1）实验方法 ①控制变量法：控制小车从斜面上同一高度处由静止释放，使小车到斜面底端时具有相同的初速度；②转换法：通过小车在水平面上滑行距离的长短来间接判断小车所受阻力大小；③科学推理法：若小车不受阻力时，小车的速度将不会减小，将永远做匀速直线运动。
（2）对小车受力情况的分析 小车在水平面上运动时，在竖直方向受重力和支持力，这两个力相互平衡，对物体的运动没有影响；在水平方向上受到阻力的作用，是非平衡力，所以做减速直线运动。 （3）本实验选用小车而不选用木块的原因 相同条件下，小车受到的阻力较小，实验现象较明显。
视频演示——《探究阻力对物体运动的影响 》
3. 牛顿第一定律的建立过程
（1）伽利略及其思想实验1632年意大利物理学家伽利略做了著名的斜面实验。
在轨道的一边释放一颗钢珠，如果忽略摩擦力带来的影响，发现钢珠从左边滚下后，再从右边的斜面滚上，钢珠将上升到与左边释放高度相同的点；若将右边的倾斜角减小，钢珠还是上升到原来的高度，但通过的路程比原来更长；假设右边的轨道为水平，钢珠想要达到原来的高度，但是钢珠无法达到原来的高度，钢珠将永远运动下去。
实验结论：水平表面越光滑，钢球滚动时受到的阻力越小，通过的距离越长，速度减小得越慢。如果运动物体受到的阻力为零，速度就不会减小，它将永远运动下去。
1644年法国物理学家笛卡儿补充了伽利略的结论，提出：如果运动物体不受到任何力的作用，它不会向左、右方向偏，将永远沿原来的方向做匀速运动。
1687年物理学家牛顿分析类似实验，总结伽利略等人的研究成果，得出牛顿第一定律。
1687年，牛顿在笛卡尔、伽利略等人工作的基础上，撰写《自然哲学的数学原理》，摆脱旧观念的束缚，把惯性定律作为第一原理正式提了出来：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的外力迫使它改变这种状态为止。提出保持匀速直线运动和静止状态是物体的固有属性的观点。
4. 牛顿第一定律
（2）对牛顿第一定律的理解 ①“一切物体”说明该定律对所有物体都是普遍适用的。②“没有受到力的作用”是指定律成立的条件。“没有受到力的作用”包含两层意思：一是该物体不受任何外力的作用，这是一种理想化的情况，实际上是不存在的；二是该物体所受力的合力为零，它的作用效果可以等效为不受任何外力作用时的作用效果。
一切物体，都保持静止状态或匀速直线运动状态，除非有力迫使它改变这种运动状态。
③ “或”指两种状态必居其一，不能同时存在。也就是说，如果没有受到力的作用，原来静止的物体仍保持静止状态，而原来运动的物体将保持原来的速度大小和方向继续做匀速直线运动。④牛顿第一定律不是实验定律，而是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括出来的。由该定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验，因此它已经成为公认的物理学基本定律之一。⑤牛顿第一定律说明了力和运动的关系：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。若不受力，则运动状态不改变；反之，如果物体的运动状态发生了改变，则一定受到了力的作用。
【例题1】关于牛顿第一定律，下例说法正确的是（　 ）A．牛顿第一定律是用实验直接得到的一个科学的结论B．牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理而概括出来的，是一个科学的理论C．牛顿第一定律告诉我们，物体在不受外力作用时，能同时保持静止状态和匀速直线运动状态D．牛顿第一定律是理论推出的，所以不一定是正确的
牛顿第一定律的内容：一切物体在不受外力作用时，总保持静止状态或者匀速直线运动状态。牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上通过推理概括得到的科学的结论。故ACD错误，B正确。
【例题2】小华用如图所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响。他在水平台面上分别铺上材料不同的物体，让同一小车从同一斜面上的相同高度由静止滑下，在小车停下的位置分别作上标记a、b、c。（1）实验中让同一小车从同一斜面的相同高度由静止滑下是为了使小车到达水平面时的_______相同。（2）若水平台面上铺的分别是毛巾、木板、棉布，则标记c位置是小车在________表面运动时停下的位置。（3）由实验现象可以得出结论：水平面粗糙程度越小，小车运动的距离越_____；由此说明小车受到的阻力越小，速度减小得越____。（4）对上述实验进行分析并进一步推理：运动的物体在没有受到阻力的作用时，将 _______________________。（5）上述探究实验中用到的科学研究方法有控制变量法和_____。
以恒定不变的速度运动下去
（1）同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下是为了使小车到达水平面时的速度相同。（2）三种表面，木板表面最光滑，受到的阻力最小，速度减小的最慢，小车运动的距离最远，则标记c是小车在木板表面下停下的位置。（3）由图知水平面越光滑，小车受到的阻力越小，运动的距离越远，说明小车速度减小的越慢。（4）小车受到的阻力越小，滑行的距离越远，速度减小的越慢，故推理可得：运动的物体在没有受到力的作用时，以恒定不变的速度运动下去。（5）如果水平面绝对光滑，运动的小车不受阻力，小车将会一直运动下去，做匀速直线运动，这种研究方法是科学推理法。
1. 现象探究：物体的惯性
我们站在行驶的汽车中，当急刹车时，会往前倒。
如图所示，将硬币、硬纸片叠放在玻璃杯上，用手指沿水平方向迅速击打硬纸片，硬币会随硬纸片飞出吗？请解释该现象。
运动员在投（踢）球时，当把球投出后，球仍然继续向前飞。
（1）惯性 物体不受力的作用时，为什么会保持原来的静止状态或运动状态呢？原来，这是物体固有的一种性质。牛顿第一定律也叫惯性定律。
（2）理解惯性①惯性的普遍性：一切物体在任何情况下都具有惯性。②惯性大小的决定因素：惯性的大小由物体的质量决定，质量越大，惯性越大。与物体的形状、运动状态、位置、受力情况等无关。
③惯性与牛顿第一定律的区别 惯性是物体固有的的一种属性，而牛顿第一定律是物体不受力时遵循的运动定律。任何物体在任何情况下都具有惯性，牛顿第一定律只有物体不受力时才成立。
惯性是物体自身的一种性质；与外界条件无关
力是物体对物体的相互作用，一个物体不会产生力
力有大小、方向和作用点
惯性只有大小，只与质量有关
应说“由于惯性”“具有惯性”，不能说“惯性力”“受到惯性” 等
应说“受到力”“施加力”“在力的作用下”等
3. 观察并解释惯性现象
（1）棋子的惯性如图所示，桌面上放有一摞棋子，用尺沿水平方向快速击打最下面的棋子。你观察到什么现象?如何解释这种现象?
【分析】观察到上面的棋子落在下方的桌面上。这是因为，当用钢尺快速击打一摞棋子最下方的一个时，该棋子飞出，上面的棋子由于具有惯性，要保持原来的静止状态，在竖直向下的重力的作用下，落在桌面上。
（2）木块的惯性如图（a）所示，在小车上放个木块，然后突然快速拉动小车，观察木块的变化。如图（b）所示，小车以较大的速度向前运动，观察碰到障碍物时木块的变化。尝试解释上述现象。
【分析】图（a）中木块会向左倾倒。因为木块原来与小车都处于静止状态，突然快速拉动小车时，木块下端与小车存在摩擦力，会与小车一起向右运动，而上端由于惯性，会保持原来的静止状态，故向左倾倒。图（b）中木块会向前倾倒。小车以较大的速度向前运动，当小车碰到障碍物时会停止运动，木块下端与小车存在摩擦力，会与小车一起减速，上端由于惯性会保持原来的运动状态继续向前运动，从而向前倾倒。
（3）总结：解释惯性现象的方法
以打击棋子为例讲解。
（1）跳远跳远或跳高运动员快速助跑后，飞身一跃，利用自身的惯性，在空中继续前进，以提高成绩。（2）锤头变紧锤子的锤头变松了，人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上，这是因为锤柄突然停止时，锤头由于惯性会继续向下运动，这样锤头就会牢牢地套在锤柄上了。
（3）投掷这些现象的共同特点是增加了物体脱离手时的运动速度，当物体离开手之后由于具有惯性，将保持这个速度运动下去，所以物体离开手时的速度越大，运动的越远。
（1）交通事故与惯性交通事故的发生，多数是由于惯性造成的。行驶的车辆在遇到紧急情况下刹不住车，最主要的还是由于惯性，汽车刹车后，即使轮子不转了，但是由于惯性，汽车还会向前滑动一段距离，如果此时前面有车子离得太近，就会发生交通事故。
5. 惯性的危害和防止
例如，汽车发生追尾或紧急刹车时，驾驶员和乘客由于惯性会继续向前运动，如果未按要求系好安全带，就会与车身发生强烈碰撞，造成伤亡事故。
（2）保护措施交通法规定：车辆必须安装安全气囊；乘坐交通工具时，要系安全带；车辆行驶要限载限速；车辆行驶要保持距离。
实验演示——《物体的惯性》
高速公路为什么要限速（1）反应距离与制动距离驾独员发现前方有突发情况后，观察获得的信息传递到大脑，大脑综合各类信息作出决策，指挥四肢做出刹车动作，以及车辆制动系统作出响应，这些过程需要一定的反应时间。在这段时间内，汽车会向前行驶一段距离，称为反应距离。刹车后，汽车由于惯性还会继续向前滑行一段距离，称为制动距离。
例如，以90km/h的速度行驶的轿车，反应距离约为25m，制动距离约为68m，如图所示。若车速更大，则通过的距离会更长。如果发现紧急情况时离前车太近，或者超速行驶，就容易发生碰撞事故。（2）因此，高速公路上必须限速且要求前后车辆保持适当的距离。值得强调的是，酒后驾车会使人的反应时间显著延长，极易造成交通事故。因此，自觉遵守《中华人民共和国道路交通安全法》，拒绝酒后驾车，既是为了自身安全，也是维护公共安全的一种社会责任。
【例题3】小强和爷爷周末乘车到华山风景区去游玩，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，是由于受到惯性力的作用；C. 踩刹车后，汽车仍向前滑行了一段距离，是由于汽车具有惯性；D. 高速公路严禁超速，是因为汽车速度越大，惯性越大
A．惯性大小只和质量有关，系安全带不会改变惯性，A错误；B．行驶中的汽车紧急刹车时，小强会向前倾，这是由于惯性的缘故，但惯性不是力，不能说小强受到了惯性力的作用，故B错误；C．汽车原来是运动的，踩刹车后，汽车由于惯性仍保持原来的运动状态，会继续向前滑行一段距离，故C正确；D．惯性只和质量有关，质量越大，惯性越大。对汽车限速，是因为汽车速度越大，从刹车到停止的时间越长，行驶的距离越远，对突发事件的控制越弱，故D错误。
①阻力对运动的影响：运动物体受到的阻力越小，速度减小得越慢。若不受阻力，将保持做匀速直线运动。②内容：一切物体，都保持静止状态或匀速直线运动状态，除非有力迫使它改变这种运动状态。③建立过程：在经验事实的基础上，经科学推理得出。①惯性：任何物体都有保持静止或匀速直线运动的性质。这种性质称为惯性。②惯性是一切物体固有的属性之一。一切物体在任何情况下都具有惯性。物体的质量越大，惯性越大。③惯性现象；惯性利用；防止惯性的危害。
1. 子弹从枪膛射出后，虽然不再受到推力的作用，但仍能向前运动。这是为什么?
由于惯性，飞行的子弹要保持匀速直线运动状态，所以仍向前运动.提示：答题时，不可以说“由于惯性作用”，因为“作用”就是力，而惯性不是力.
2. 如图所示，公交车将要启动时，乘客常会听到“车辆起步，请站稳扶好”的语音提示。请你解释其中的道理。
公交车启动前，乘客和车处于静止状态；公交车启动后，乘客的脚受摩擦力，随公交车一起向前运动，而乘客的上半身由于惯性仍要保持原来的静止状态，容易摔倒，造成伤害，故应抓好扶手。
3. 如图所示，飞机在飞行中投放救援物资。若投放时飞机恰好在目标位置正上方，物资能落到目标位置吗？应该怎样投放才能使物资恰好落到目标位置?
投放时，若飞机恰好在目标位置正上方，则物资不能落到目标位置。应在离投掷目标较远处提前投掷。由于物资具有惯性，要保持原来的运动状态，如果飞行到投掷目标正上方才投掷，救援物资就会落到目标前方去。
1. 2022年3月23日，老师带领同学们一起集中收看了中国空间站进行的第二次太空授课，其中，为了验证牛顿第一定律，宇航员王亚平拿着冰墩墩转身面向叶光富，王亚平抛出冰墩墩后，冰墩墩将（　　）A．沿抛物线快速下落 B．竖直下落C．沿原方向加速运动 D．沿原方向匀速运动
王亚平抛出冰墩墩后，因冰墩墩处于失重状态，所以可以认为它所处于理想状态——不受任何力的作用，根据牛顿第一定律可知，它将沿原方向匀速运动，故D符合题意，ABC不符合题意。
2. 下列事例中利用惯性的一组是（　　）①火车进站前，撤去动力，仍能进站②高速路上汽车要限速行驶③上岸后的鸭子，振动翅膀，把身上的水抖掉④用力拍打被子，使被子上的灰尘落下A．②③④ B．①③④ C．①②④ D．①②③④
①火车进站前，撤去动力，仍能进站，是利用了火车的惯性；②高速路上汽车要限速行驶，是为了防止由于惯性带来伤害；③上岸后的鸭子，振动翅膀，把身上的水抖掉，是利用了水的惯性；④用力拍打被子，使被子上的灰尘落下，是利用了灰尘的惯性。所以利用惯性的是①③④。故B符合题意，ABD不符合题意。
3. 《中华人民共和国道路交通安全法》第五一条规定“机车行驶时，驾驶人、乘坐人员应当按规定使用安全带”。结图可知，汽车紧刹车，安全带可以（ ）A．减小驾人车运动的惯性作用B．减小汽高速行而具有的惯性C．增大因汽车高速行驶具有的惯性D．减小因惯性对驾人员造成的伤害
A．惯性是物体保原运动状态不变的性质，不是力，不能说惯性的作用，故A不符题意；BC．惯性的小只与物体质有在汽车驶过中，汽车或驾驶员质量不变，所以其惯性大小不变，故BC不符合题意；D．乘坐机车使用安全带，是为了减小急刹车时，乘驾人员由于惯性向前倾斜带来的伤害，故D符合题意。
4. 有一架飞机沿水平方向向右做匀速直线运动，每隔1秒钟从飞机上放一小球，若不考虑空气阻力和风力的影响，当三个小球落至地面前，站在地面上的人看到这三个小球在空中的排列是（　　）
飞机沿水平向右做匀速直线运动时，每隔1秒从飞机上放一小球，小球由于惯性，保持原来的运动状态不变，继续向右飞行，三个小球在下落过程中，都是以原来的速度向前运动，小球受重力的作用，同时向下做自由落体运动，故三个小球下落时，在同一竖直的直线上。故B符合题意，ACD不符合题意。
5. 如图甲所示，盛有水的烧杯随小车一起水平向右做______（选填“加速”“减速”或“匀速”）运动，当烧杯中的水面出现图乙所示的状态时，则小车此时正在做______（选填“加速”“减速”或“匀速”）运动，做出上述判断的根据是_______（选填“水”或“烧杯”）具有惯性。
图甲中水在烧杯里很平稳，保持相对静止，因此水、烧杯和小车一起向右做匀速直线运动。
减速
图乙中水面向右倾，由此可知，水的速度大于小车的速度，由于水具有惯性，水保持原来的运动状态向右运动，使液面向右倾斜，则小车此时正在做减速运动。
6. 在“探究阻力对物体运动的影响”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位置由静止释放，目的是_________________________________；（2）分析图中运动情况可知：小车在毛巾表面上滑行的距离最短，说明小车受到的阻力越大，速度减小得越___ （选填“快”或“慢”）；
使小车在滑到水平面时的初速度相同
（1）为了使小车在滑到水平面时的初速度相同，在实验中应让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下.（2）小车在毛巾表面上滑行受到的阻力大，说明小车受到的阻力越大，速度减小得越快，行驶的距离越短。
（3）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做________________；（4）如图，若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端，则 _________（选填“需要”或“不需要”）重做本实验以获取可靠的证据；（5）在本实验中，“小车在水平面上运动的距离”反映的是____。A．小车所受阻力值的大小 B．阻力对小车运动的影响情况 C．A、B选项均正确