浙教版七年级下册第4节 牛顿第一定律教案设计

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3.4-1 牛顿第一定律——牛顿第一定律
目录
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一、牛顿第一定律
1.探究阻力对物体运动的影响
(1)实验设计：如下图所示，让小车从斜面的同一高度滑下，分别滑到铺有棉布、丝绸、木板的表面上。

(2)实验现象：小车在棉布表面滑行的距离最短，木板表面次之，丝绸表面最远。
(3)实验结论：在相同条件下，水平面越光滑，说明小车受到的阻力越小，小车的速度减小得越慢，运动的距离越远。
(4)科学推理：假如小车在运动过程中不受外力作用，则小车将保持原来的速度和方向永远地运动下去。即运动的物体在没有外力的作用下，总保持匀速直线运动状态。
2.牛顿第一定律
(1)内容：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。
(2)对牛顿第一定律的理解
①“一切物体”是指牛顿第一定律对所有物体(不论是固体、液体还是气体)都普遍适用。
②“没有受到外力作用”是牛顿第一定律成立的条件，这是一种理想情况。实际上，不受任何外力作用的物体是不存在的，但我们可以找到某一方向上不受力的情况。
③“或”强调了两种情况中必然会且只能出现其中的一种情况。即原来静止的物体不受外力的作用则保持原来的静止状态，原来运动的物体不受外力的作用则保持原来的匀速直线运动状态(包括速度大小和运动方向)，直至有外力改变它的运动状态为止。
④牛顿第一定律揭示了力与运动的本质，即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。
由上知，牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理概括出来的规律，而不是直接通过日常生活经验或实验得出的，更不是凭空想象得出的。
二、力和运动的关系
由牛顿第一定律可知，物体在不受力的作用时总保持匀速直线运动状态或静止状态，即物体的运动不需要力来维持，原来运动的物体，不受外力时，将保持匀速直线运动。要改变物体的速度大小和运动方向，必须对物体施加力的作用，由此可见，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。
【教材剖析】[思考与讨论]教材P107
(1)小球竖直下落的运动中，受到竖直向下的重力作用，受力方向与运动方向一致，故速度越来越大。
(2)小球竖直向上抛出的运动中，受到竖直向下的重力作用，受力方向与运动方向相反，故速度越来越小。
(3)小球沿斜向上方向抛出的运动中，受到竖直向下的重力作用，该力能改变小球运动速度的大小和方向。
当汽车突然开动时，车上的乘客要向后仰，这是因为人和车原先是静止的，当车突然开动时，乘客的脚已随军向前运动，而身体的上部由于惯性还要保持原来的静止状态，所以乘客要向后仰。
1.“探究摩擦力对物体运动的影响”的实验分析
照图那样，给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体(如毛巾、棉布等)，让小车自斜面顶端从静止开始下滑。观察小车从同一高度滑下后，在不同表面上运动的距离。
探究的结论：平面越光滑，小车受到摩擦力越小，速度减小得越慢。
科学推理：如果小车不受力，它将不会停下来，即保持原来的速度，沿着原来的运动方向，永远运动下去。即运动的物体在没有外力的作用下，总保持匀速直线运动状态。
【实验说明】①水平木板上铺不同的材料是为了让小车在木板上运动时受到不同大小的阻力。
②每次实验时小车都要从同一斜面的相同高度下滑，是为了保证小车具有相同的初速度。
③该实验的研究方法是以可靠的实验事实为基础，再通过推理得出结论，属于一种理想实验法。(真空不能传声的实验也是一种理想实验)
2.关于牛顿第一定律
①牛顿第一定律是通过分析实验事实，再进一步概括、推理得出的。尽管不能用实验来直接验证，但是从定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验。因此，牛顿第一定律已成为大家公认的力学基本定律之一。
②牛顿第一定律有两层意思：
a．原先静止状态的物体，当一切外力都消失时，物体仍保持静止状态。
b．原先运动的物体，不管原来如何运动，当一切外力都消失时，物体保持不受力瞬间的运动方向和速度大小做匀速直线运动。
③定律中的“或”指一个物体只能处于一种状态，到底处于哪种状态，由原来的状态决定，原来静止就保持静止，原来运动就保持匀速直线运动状态。
【例】如图所示，细绳上端固定在O点，下端系一个小球，小球在水平面内做圆周运动。假如从某一时刻起，细绳断裂，且小球所受的一切外力同时消失，那么小球将( )
A．做匀速直线运动 B．立即停止运动 C．运动越来越慢 D．仍做圆周运动
【常考1】探究阻力对物体运动的影响
【例1】(2018•宁波中考节选)在“观察从斜面滑下的小车在水平面上的运动”活动中，小车在相同斜面顶端由静止释放，沿斜面下滑到达底端，在毛巾、棉布和木板上向前运动一段距离，分别停在如下图所示位置。

(1)小车在相同斜面顶端由静止释放，是为了使小车到达水平面时的____________相同。
(2)小车所受阻力越小，运动距离越远。如果运动的物体在____________的理想情况下，它将保持原来的速度一直运动下去。300多年前，伽利略曾采用类似的方法得出相同的推论。
【例2】(2019•苏州模拟)如下图所示是“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( )
A.实验时小车可以从斜面上的任何位置开始下滑
B.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
C.实验表明，小车受到的阻力越小，运动的距离越近
D.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
【常考2】力和运动的关系
【例3】(2018•湖州中考节选)小华和小丽在观摩一次自行车比赛中，看到运动员在转弯时，身体和自行车都是向弯道内侧倾斜的，如上图所示。骑自行车转弯时，身体为什么要向弯道内侧倾斜呢?小华提出了疑问。一旁的小丽说：“要想转弯，必须受力。身体倾斜是为了给自行车一个向内侧转弯的力。”小华觉得小丽“要想转弯，必须受力”的观点很有道理，因为________________________。
【例4】(2019吉林省长春市期中)如图所示，吊在天花板下面的电灯处于静止状态，如果某一天，吊线突然间断开的同时，所受外力全部消失，则电灯将( )
A.竖直向下匀速运动 B.竖直向下加速运动
C.保持原来静止状态 D.竖直向上匀速运动
【例5】(2018•杭州中考)大游轮向东匀速直线行驶，小金面朝游轮前进方向，在游轮上的A位置竖直向上起跳，落下时的位置在(不计空气阻力)( )
A.A位置的东侧 B.A位置的西侧
C.A位置 D.以上三种情况都有可能
【热点题型】牛顿第一定律
【例6】(2018•衡阳中考)如下图所示，若小球向右摆动到最低点时绳子断裂，假设所有力同时消失，此后，小球的运动情况是( )
A.匀速直线下落 B.匀速直线上升
C.匀速直线斜向上运动 D.沿水平方向向右做匀速直线运动
【方法归纳】物体突然不受力时运动状态的判断：物体突然不受力时，原来是静止的物体将保持静止状态；原来是运动的物体将保持原速度、方向均不变的匀速直线运动状态。
1.英国科学家牛顿概括了哪些人的研究成果，总结出牛顿第一定律 ( )
A.爱因斯坦等人 B.伽利略等人 C.亚里士多德 D.爱迪生
2.根据牛顿第一定律判断，下列说法中正确的是 ( )
A.静止的物体一定不受其他物体的作用
B.物体受力才会运动，当外力停止作用后，物体会慢慢停下来
C.物体运动状态发生变化时，一定受到外力作用
D.物体不受力的作用，运动状态也能改变
3.下面对牛顿第一定律的几种看法，其中正确的是( )
A.验证牛顿第一定律的实验是做不出来的，因此该定律不能肯定是正确的
B.验证牛顿第一定律的实验可以做出来，因此该定律是正确的
C.验证牛顿第一定律的实验虽然现在做不出来，但总有一天可以用实验来验证
D.验证牛顿第一定律的实验虽然做不出来，但可以经过科学推理得出来
4.(台州中考)如图所示，小球沿弧形斜槽从A点运动到水平轨道的B点时，如果小球受到的外力突然全部消失，那么小球的运动状态将是( )
A.匀速直线运动 B.立即停止运动 C.速度越来越快 D.速度越来越慢
5.根据实验事实和一定的理论推理，揭示自然规律是研究科学的重要方法。如图所示，从斜面上同一高度下滑的小车。
①在铺有毛巾的水平面上，运动路程很短
②如果在没有摩擦的水平面上，将做匀速直线运动
③如果在较光滑的水平面上，运动路程很长
④在铺有棉布的水平面上，运动路程较短
⑤在水平平整的木板表面上，运动路程较长则
下面的判断和排列次序正确的是 ( )
A.事实①④⑤，推论②③ B.事实①④⑤，推论③②
C.事实①②③，推论④⑤ D.事实①③②，推论⑤④
6.小冬用绳子拴着一石块，使石块绕手做圆周运动，如果石块受到的力突然全部消失，石块将( )
A.立即停止运动 B.做匀速直线运动
C.继续做圆周运动 D.速度越来越慢直到停止运动
7.牛顿第一定律的内容是一切物体在没有受到________作用的时候，总保持__________________。
8.匀速直线上升的物体，若它所受的一切外力都同时消失，则该物体做_________运动。
9.力是改变物体_________的原因，而不是_________的原因。
10.在“斜面小车”实验中，使用同一辆小车沿斜面的同一高度滑下来，比较小车在毛巾、纸板和玻璃三种表面上滑行的距离，其中在玻璃表面上滑行得最远，说明小车在_________表面上速度变化最慢，受到的_________最小；如果表面绝对光滑，小车受到的阻力为零，小车将做_____________运动。
11.翟志刚在太空“行走”时，不受空气阻力，又处于失重状态，可视为几乎不受外力作用。当翟志刚走出船舱时，腰间有两条“绳子”跟飞船相连，如果没有这两条绳子，翟志刚不小心轻轻碰一下飞船，会造成什么后果?
1.下列有关牛顿第一定律的叙述正确的是( )
A.牛顿第一定律是直接由实验得出的
B.牛顿第一定律是没有事实依据凭空想象的
C.牛顿第一定律是牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出来的一条重要规律
D.牛顿第一定律认为物体没有惯性
2．下列几种现象中，不需要对物体施加力的是( )
A．物体从静止变为运动 B．物体从运动变为静止
C．物体做曲线运动 D．物体在光滑平面上做匀速直线运动
3．(邵阳中考)下列有关运动和力的说法中，正确的是( )
A．力是维持物体运动的原因
B．力只能改变物体运动的快慢，不能改变物体运动的方向
C．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
D．重力的方向总是竖直向上的
4.有一热气球以一定的速度匀速竖直上升到某一高度时，从热气球里掉出一个物体，这个物体离开热气球后将 ( )
A.继续上升一段距离，然后下落 B.立即下落
C.以原来的速度永远上升 D.以上说法都不对
5．在探究“力和运动关系”的活动中，小明让同一小车从相同高度滑下，分别在水平面上铺上毛巾、纸板、玻璃等物品。关于小车在不同物体上的运动情况，以下四个说法中有一个是理想化的推论，其余三个是可靠的事实，其中是理想化推论的是( )
A．小车在毛巾、纸板、玻璃上都将向前滑行一段距离后停止
B．小车在玻璃上滑行的距离比在毛巾上滑行的距离远
C．如果没有阻力，则小车将一直运动下去
D．小车在玻璃上所受阻力小
6．一架水平匀速直线飞行的飞机以相同的时间间隔分别落下a、b、c三个大小一样的小球，若不计空气阻力，如图反映a、b、c三个小球在空中的位置关系正确的是( )
7．(台州中考)在学习牛顿第一定律的时候，我们做了如图所示实验。下列有关叙述正确的是( )
A．每次实验时，小车可以从斜面上的任何位置开始下滑
B．实验中运动的小车会停下来，说明力能改变物体的运动状态
C．实验表明，小车受到的摩擦力越小，运动的距离越近
D．根据甲、乙、丙的实验现象可以直接得出牛顿第一定律
8．设想在光滑的水平面上，有一个物体在力F的作用下沿如图所示的曲线由A向B运动，当到B点时突然撤去力F，那么此后物体的运动路线是( )
A．a B．b C．c D．无法确定
9．用水平向右的拉力拉着小车在光滑的水平面上向右运动，在拉力逐渐减小的过程中，小车的速度将( )
A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．不变 D．无法判断
10．如图所示，在一辆表面光滑的小车上，放有质量分别为m1、m2的两个小球，随车一起做匀速直线运动。当车突然停止运动，则两小球(设车无限长，其他阻力不计)( )
A．一定相碰 B．一定不相碰 C．若m1＜m2，则肯定相碰 D．无法确定是否相碰
11.(苏州中考)如图所示，在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球，将小球拉至A点，使细线处于拉直状态，由静止开始释放小球，不计摩擦，小球可在A、B两点间来回摆动。当小球摆到B点时，细线恰好断开，则小球将( )
A．在B点保持静止 B．沿BE方向运动 C．沿BC方向运动 D．沿BD方向运动
12．在研究牛顿第一定律的实验中，同学们已经知道滑块在水平面上滑行的距离与它刚滑到水平面上时的速度v0和水平面的粗糙程度有关，有些同学还认为与滑块的质量有关。下面是甲、乙、丙三位同学在探究“滑块在水平面上滑行的距离与滑块质量是否有关”的课题时所设计的实验步骤，请你也参与进来。他们选择的器材有：质量相同、粗糙程度不同的木块、铁块、铜块、铝块各一个，斜面，木板，钩码若干。
(1)实验中应控制____________________和________________不变。
(2)甲、乙、丙三位同学设计的实验步骤分别如下，你认为符合本课题探究要求的是________同学的设计。
甲：让木块从斜面的顶端由静止滑下后沿水平木板滑行，观察并记录木块在水平木板上滑行的距离和木块的质量；分别在木块上放上数量不等的钩码，先后让其从同一斜面的顶端由静止滑下后沿同一水平木板滑行，观察并记录每次木块在水平木板上滑行的距离和木块及其上面钩码的质量。
乙：先后让木块从同一斜面的不同高度处由静止滑下后沿同一水平木板滑行，观察并记录每次木块在水平木板上滑行的距离和木块的质量。
丙：先后让木块、铁块、铜块、铝块从同一斜面的顶端由静止滑下后沿水平木板滑行，观察并记录它们分别在同一水平木板上滑行的距离和它们的质量。
(3)下表是按符合本探究课题要求的实验步骤操作后得到的实验数据，从中得出的结论是________________________________________。
13.(舟山中考)某同学利用如图所示装置研究阻力对物体运动的影响，甲、乙木板上分别铺有毛巾和棉布，丙木板上不铺任何材料，让小车从相同斜面的顶端由静止开始滑下，观察现象。
试回答下列问题：
(1)科学实验需要控制变量，本实验中，影响小车在水平面上运动距离的因素，除了阻力外，还有__________________________，该因素可以采用小车从相同斜面的顶端由静止开始滑下的方法来控制。
(2)实验可得出“阻力越小，运动速度减小得越慢”的结论，支持该结论的证据是__________________。
14.如图为某同学“探究牛顿第一定律”的实验装置，实验中该同学先后三次将同一木块放在同一斜面上的同一高度，然后分别用不同的力推了一下木块，使其沿斜面向下运动，逐渐减小水平面的粗糙程度，观察木块运动的距离，从而得出力和运动的关系。

(1)该同学在实验操作中有一处明显的错误是(不要求解释错误的原因)：____________________。
(2)更正错误后进行实验，从实验中可以观察到，随着木块所受摩擦力的逐渐减小，木块在水平面上运动的距离逐渐__________，运动的时间越来越__________。但由于实验中阻力__________，所以不可能观察到木块在水平面上做匀速直线运动的情形。
(3)在上述实验观察分析的基础上，可以推测：如果阻力减小为零，水平面足够长，那么木块在水平面上的运动速度既不减小，也不增大，运动方向也不发生改变，木块将做_________________。
滑块质量/克
200
250
300
350
在水平木板上滑
行的距离/米
0.651
0.651
0.651
0.651