初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）牛顿第一定律授课ppt课件

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滑雪运动包含很多科学知识，学好关于运动的科学，不仅能够使你深入认识体育运动，还能深入了解自然。
跳台滑雪运动员由高处急速滑下，在即将到达赛道底部时，他的速度已达到100km/h。这时，他双膝弯曲，使劲一蹬，顺势跃向空中。然后，为了减小空气阻力的影响，他上身前倾，双臂后摆，整个身体就像飞机一样，向前滑翔。最终，滑雪板稳稳地落在地面上。
第八章 运动和力
第1节 牛顿第一定律
通过实验，确认阻力对物体运动的影响。
经历建立牛顿第一定律的科学推理过程，认识牛顿第一定律。
能通过生活经验和大量事实认识一切物体都具有惯性，能用物体的惯性解释生活和自然中的有关现象。
①这是同学们熟悉的生活中骑自行车、玩滑板车的现象
自行车、滑板车为什么能够前进？在前进的过程中，当我们停止力时，能够立即停下来吗？
你同意谁的观点呢？今天我们一起学习这方面的知识。
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。
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。
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。
根据上述现象，你觉得力对物体的运动有什么影响？
①用力推课本，会运动；撤去力，就会停下来。 ②关闭电机的电动自行车汽车会停下来。 ③自由摆动的秋千会慢慢停下来。
根据生活中的现象，自古以来就有很多人认为：
物体的运动需要力来维持
回忆我们生活中的一些现象：
一、阻力对物体运动的影响
物体的运动需要力来维持。
亚里士多德（约公元前384年—322年），是古希腊著名的哲学家、科学家和教育家。他总结了泰勒斯以来古希腊哲学发展的结果，首次将哲学和其它科学区别开来，开创了逻辑学、伦理学、政治学和生物学等学科的独立研究。他的学术思想对西方文化、科学的发展产生了巨大的影响。
物体的运动不需要力来维持
斜面（与木板组合在一起）、小车、棉布、毛巾、刻度尺等。
2. 探究阻力对物体运动的影响
让小车从同一斜面上的同一高度由静止自由滑下，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毛巾，第二次铺棉布，第三次将棉布去掉，只剩下木板，比较小车每次在水平面上滑行的距离。
①使小车从斜面某一高度由静止开始自由滚下，在铺有毛巾的水平面上滚动，记下滚动的距离。
②使小车从同一斜面、同一高度由静止开始自由滚下，在铺有棉布的水平面上滚动，记下滚动的距离。
③使小车从同一斜面、同一高度由静止开始自由滚下，在木板表面上滚动，记下滚动的距离。
对物体运动的阻碍程度反映物体所受阻力的大小。1. 小车受到的阻力越小，小车运动的距离越远，速度减小的越慢。2. 若运动的物体不受阻力，物体的运动速度将不会减小，将保持做匀速直线运动。
1. 运动物体受到的阻力越小，速度减小得越慢，运动得越远。2. 若运动的物体不受阻力，物体的运动速度将不会减小，将保持做匀速直线运动。
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是：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 》
 ①实验中，我们要研究的是小车运动的距离受阻力大小的影响。因此，必须保证同一小车进入水平面的速度相同。所以需要让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，这是运用了控制变量法。②小车在水平面滑行时，所受阻力主要来自接触面的摩擦力，而摩擦力的大小受压力和接触面的粗糙程度影响，因此，为了探究接触面粗糙程度对小车的阻力情况，必须要控制压力不变，只改变接触面的粗糙程度。③实验中，主要涉及二种物理研究方法：一是转换法，即通过小车运动的距离来反映阻力的作用效果；二是控制变量法，即在研究阻力对小车运动情况的影响时，控制其初速度相同、压力相同，只改变接触面的粗糙程度。
【例题1】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）让小车从斜面上滑下后沿水平面运动，是为了使小车在竖直方向上受到的重力和 力相平衡，其作用效果相互抵消，相当于小车只受水平方向上的 力作用。（3）实验中通过改变 来改变小车所受的阻力大小。
（4）若水平台面上铺的物体分别是毛巾、木板、棉布，则标记c位置是小车在 表面运动时停下的位置。（5）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 。（6）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 。（7）上述探究实验中用到的科学研究方法有 、 _________ 和 。（8）本实验为 定律提供了实验支持。
以恒定不变的速度运动下去
①伽利略斜面实验
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。
伽利略否定了亚里士多德关于力是维持物体运动的错误结论。
1632年伽利略在实验结论的基础上又进行了推理：
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。
由伽利略的结论可知： 力不是维持物体运动的原因。
1644年法国物理学家笛卡儿补充了伽利略的结论，提出：
勒内·笛卡尔，1596年3月31日生于法国笛卡尔，法国哲学家、数学家、物理学家。他对现代数学的发展做出了重要的贡献，因将几何坐标体系公式化而被认为是解析几何之父。
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。他提出了保持匀速直线运动和静止状态是物体的固有属性的观点。
牛顿第一定律的建立过程
水平表面越光滑，小车运动时受到的阻力越小，通过的距离越长，速度减小得越慢。
科学真理的产生不是一蹴而就的，需要不断反思、不断实验、不断改进。
①“一切物体”适用于所有物体。
②“没有受到力的作用”是定律成立的条件。
③ 由牛顿第一定律可知：当物体不受力时，总保持原来的运动状态不变，原来静止的物体始终静止；如果原先运动，就始终以原来的速度做匀速直线运动。
2. 牛顿第一定律的理解
④牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过合理而科学的推测得到的，不能用实验直接证明。
实验加科学的推理得出物理规律——这也是物理学中常用的一种研究方法。
但是从这个定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验，因此，牛顿第一定律已经成为公认的物理学基本定律之一。
⑤在斜面实验中，为什么每次都要让同一小车从同一斜面、同一高度由静止释放？
实验中让小车从同一高度滑下，目的是让小车到达水平面时的初始速度相同。
力作用在物体上，并不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。
物体的运动状态发生改变，是指物体不能保持静止状态或匀速直线运动状态。
当出现下列情形之一时，则物体的运动状态就发生改变：① 物体的速度大小发生变化；② 物体的速度方向发生变化；③ 物体的速度大小或方向发生变化。
【例题2】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。
从牛顿第一定律可以知道，如果物体不受力的作用，原来静止的物体要一直保持静止状态；原来运动的物体将保持其速度一直运动下去。
①当汽车急刹车时，人会向前倾。
下面一起分析生活中与此有关的现象。
②如图所示，把一个鸡蛋放在硬纸板上，硬纸板放在杯口上。
用手快速水平弹动硬纸片时，发现硬纸片上的鸡蛋没有跟着纸片运动，而是落入水杯中。
③运动员投篮时，当把篮球投出后，篮球继续向前飞。
当把篮球投出后，篮球离开手时，仍要保持它原来的运动状态（离开手时的速度），所以会继续向前飞。
牛顿第一定律也叫惯性定律。
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。
①惯性是物体本身的一种属性。
②物体的运动状态不变，即指物体静止或匀速直线运动状态。
一切物体在任何情况下都具有惯性。与物体的运动状态、跟物体受力情况、状态（固态、液态或气态）等因素都无关。
注意：惯性不是力。在解答问题时，只能说“由于惯性”、“具有惯性”。而不能说“受到惯性”、“由于惯性的作用”、“克服惯性”等，否则就将惯性和作用混为一谈。
物体的惯性只与物体的质量有关，物体的质量越大，惯性越大。
物体的惯性越大，理解为：物体的运动状态越难改变。
物体的惯性越大，静止的物体越不容易运动；运动的物体越不容易停下来。
实验演示——《物体的惯性》
①如图所示，拨动簧片，把小球与支座之间的金属片弹出时，小球并没有随金属片飞出。你能说说发生这一现象的原因吗？
静止的小球没有受到击打力的作用。有保持原有静止状态的性质，所以没有随金属片飞出，而是落入支座上的凹槽中。
2. 用惯性解释生活中的现象
用惯性解释有关现象的方法
③跑动中的人，脚被绊住，为什么会向前倒？
跑动中的人整个身体向前运动，当脚被绊住后停止运动，而上半身由于惯性，仍要保持原来的运动状态，继续向前运动，所以人向前摔倒。
④汽车突然刹车（或减速），人为什么会向前倒？
当汽车刹车时，人的脚底由于与车厢间的摩擦而随车静止，人的上身由于惯性，会保持继续向前运动的状态，所以刹车或减速时，人会向前倾。
⑤汽车突然加速（或启动），人为什么会后仰？
②锤头松动后，紧固锤头
当用力使锤柄向下运动时，锤柄由于先于地面接触突然停止运动，锤头由于惯性而继续向下运动，从而使锤头向柄的深部移动，与锤柄结合更紧密。
助跑是为了获得更大的水平初速度和起跳角度，当人离开地面之后由于身体惯性将保持这个水平速度，在腾空时间相同时，起跳的水平速度越大跳的越远。
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。
⑥战斗机投入战斗前要，往往要抛掉副油箱，为什么？
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，根据惯性定律可知，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。
4. 防止惯性的危害
②为了人身安全，交通法规定：人们开车或坐车时，要系安全带，车辆安装安全气囊等。
汽车发生碰撞时，安全带把人固定在坐椅子上，防止飞出车外。
汽车发生碰撞时，安全气囊会打开，保护人体与方向盘等部件撞击造成的伤害。
【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. 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，则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惯性： 一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，我们把这种性质叫做惯性。
②力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因。
②惯性是物体本身的一种属性。 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。
①牛顿第一定律： 一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
③建立过程：在经验事实的基础上，通过科学推理得出。
1. 同学们在一起讨论运动和力的关系。小明认为，一切物体只有受力才能保持匀速直线运动，不受力总是静止的；小华认为，一切物体只有受力才能保持静止，不受力总是做匀速直线运动。他们的说法对吗？为什么？
他们的说法都不对。物体受力后，运动状态要发生变化，不可能保持匀速直线运动状态或静止状态。如果物体没有受力，根据牛顿第一定律，物体总保持静止状态或匀速直线运动状态。换言之，物体不受力时，就可以处于匀速直线运动状态，也可以处于静止状态。
2. 如图所示，用力击打一摞棋子中间的一个，该棋子飞出，而上面的棋子落下。你能解释这是为什么吗？
击打棋子前，棋子是静止的。击打其中一个棋子后，这一棋子因受击打力而飞出，上面的棋子由于惯性不会飞出，但因重力的作用而落下。
3. 分析下列现象是怎样利用惯性的？（1）通过拍打窗帘清除它上面的浮灰。（2）标枪运动员为取得好成绩，掷标枪前需要助跑。
（1）拍打窗帘前，浮灰在窗帘上是静止的。拍打窗帘后，窗帘因受力改变运动状态而振动，浮灰由于惯性，还要保持原来的静止状态。所以浮灰与窗帘分离，即通过拍打窗帘，清除了它上面的浮灰。（2）标枪运动员携带标枪助跑，目的是要标枪能在出手前具有一定的速度，从而利用标枪自身的惯性，使他在空中继续前进。
4. 在一列匀速直线行驶的列车内，一位同学相对于车厢竖直向上跳起，他是否会落在车厢内原来的起跳点？说出你的理由。
会落在车厢内原来的起跳点。原因是，起跳前该同学与车一起向前运动，起跳以后，由于惯性他还要保持原来的运动状态，所以落下后还会落在车厢内原来的起跳点。
1．在水平地面上推一木块，木块运动，撤掉这个推力，木块静止，亚里士多德根据这些现象认为物体的运动________(选填“需要”或“不需要”)力来维持。如图所示，冰壶离手后，此时________(选填“受到”或“不受”)人的推力的作用，冰壶继续向前运动，说明物体的运动_________(选填“需要”或“不需要”)力来维持；木块和冰壶最终变为静止都是因为受到了_________作用，说明力是_______(选填“改变”或“维持”)物体运动状态的原因。
2. 关于牛顿第一定律的理解，下列说法正确的是（　 ）A．牛顿第一定律是通过想象与实验得出来的 B．物体只要运动，就一定受到力的作用 C．不受力的物体，只能保持静止状态 D．如果物体不受到力的作用，原来运动的物体将保持原有的速度一直做匀速直线运动
牛顿第一定律是在实验的基础上通过科学推理建立的。运动的物体若不受力，将做匀速直线运动，所以运动的物体不一定受力。选项D正确。
3．关于惯性，下面说法正确的是（　　　） 　　 A．一切物体在没有受到力的作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性　　 B．射出的子弹离开枪口继续高速前进，是因为子弹受到惯性的作用　　 C．汽车关闭发动机后还能继续前进是由于汽车的惯性大于它受到的阻力　　 D．一切物体在任何情况下都具有惯性
惯性是物体的一种性质，与物体是否受力无关，一切物体在任何情况下都具有惯性；所以选D。
4．一架飞机在某一高度正在做匀速直线运动的物体，若所受的各力突然消失 （ ）A．仍做匀速直线运动B．继续向前运动，且速度越来越快C．慢慢停下来D．立即停下来
根据牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。飞机在某一高度正在做匀速直线运动，若所受的各力突然消失，仍要保持原来的运动状态。 所以选A。
5．中国航天技术不断进步，我国已有多位宇航员进入空间站。关于宇航员在空间站工作时的情景，下列说法错误的是（　　）A. 将电脑带上太空后，电脑的质量不变B. 将电脑带上太空后，电脑的惯性不变C. 陀螺被抛出后，能继续运动是因为受到惯性的作用D.宇航员向前推舱壁时，他会向后运动，因力的作用是相互的
将电脑带上太空后，电脑的质量不变，惯性不变。AB正确。惯性是一种性质，不是力，不能说受到惯性的作用，故C错误。宇航员向前推舱壁的同时，舱壁也会给宇航员一个向后的力，因为力的作用是相互的，所以他会向后运动，故D正确。所以选C。
6．中国图所示的是我国运动员在北京冬奥会上参加冰壶比赛时的情境。下列说法正确的是（　　）A. 运动员推动冰壶滑行，冰壶的运动状态不变B. 掷出后的冰壶能继续运动，是由于冰壶具有惯性C. 掷出后的冰壶继续运动时，冰壶受到手的推力D. 冰壶运动的过程中，冰壶的运动状态不变
A. 运动员推动冰壶滑行，冰壶的运动状态不变B. 掷出后的冰壶能继续运动，是由于冰壶具有惯性C. 掷出后的冰壶继续运动时，冰壶受到手的推力D. 冰壶运动的过程中，冰壶的运动状态不变
A. 运动员推动冰壶滑行，冰壶从静止到运动，运动状态改变，A错误；B．掷出后的冰壶是运动的，由于冰壶具有惯性，仍能保持原来的运动状态，继续向前运动，故B正确；C．推力本质是弹力，弹力发生在两个接触的物体之间，掷出后的冰壶与手没有接触，所以冰壶不受手的推力，故C错误；D．冰壶运动越来越慢，运动状态在改变，故D错误。故选B。
7 . 下列现象中，属于利用惯性的是（　　）A．坐汽车时要系好安全带 B．跳高运动员快速助跑 C．汽车不允许超载D．在有学校的路段限速
A．坐汽车时要系好安全带，是防止惯性的危害； B．跳高运动员快速助跑，利用惯性提高成绩；；C．汽车不允许超载，因为超载时惯性大，防止惯性的危害；D．在有学校的路段限速，防止惯性的危害。
8．如图所示是探究阻力对物体运动的影响的实验，下列有关叙述正确的是（　　）①实验时小车可以从斜面上的任何位置开始下滑②实验中运动的小车会停下来，说明物体的运动需要力来维持③实验表明，小车受到的阻力越小，运动的距离越远④根据以上实验现象进一步推理抽象概括可以得出牛顿第一定律
A．①③ B．③④C．②③ D．①②
①探究阻力对物体运动的影响的实验，要控制小车到达水平面的速度相同，故实验时小车要从斜面上的同一高度开始下滑；①错误；②实验中运动的小车会停下来，说明力（阻力）是改变物体的运动状态的原因，②错误；③根据实验现象知，小车在木板上受到的阻力最小，运动的最远，故所受阻力越小，运动的距离越远，③正确；④根据以上实验现象进一步推理，若小车受到的阻力为0，则小车运动的无限远，据此抽象概括可以得出牛顿第一定律，④正确。只有B选项正确。
9. 在探究“阻力对物体运动的影响”实验时，所用器材有斜面、木板、毛巾、棉布和小车。
（2）木板表面最光滑，毛巾最粗糙，根据实验现象，可得出结论：水平面越光滑，小车受到的阻力越小，在水平面上运动的距离越远，速度减小的越慢；
①实验时要固定斜面，并让小车从斜面上　 （选填“同一“或“不同”）位置由静止滑下，目的是使小车到达水平面时的速度大小　　（选填“相同”或“不相同”）。
②根据实验现象，可得出结论：水平面越光滑，小车受到的阻力越　　，在水平面上运动的距离越　　（选填“远”或“近”）。