初中物理人教版八年级下册8.1 牛顿第一定律优秀学案

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知识点一、阻力对物体运动的影响：
1.两种观点
（1）亚里士多德的观点：如果要使一个物体持续运动，就必须对它施加力的作用；如果这个力被撤掉，物体就会停止运动。即物体的运动需要力来维持；
（2）伽利略的观点：物体的运动并不需要力来维持，运动的物体之所以会停下来，是因为受到了阻力。即力是改变物体运动状态的原因。
2.实验：阻力对物体运动的影响
（1）设计并进行实验
让同一辆小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，使其分别在铺有粗糙程度不同的毛巾、棉布、木板的水平面上运动，观察小车在不同水平面上运动的距离。
（2）实验现象及分析
现象：小车在不同水平面上的运动距离不同，随着水平面越来越光滑，小车运动的距离也越来越远。
分析：小车在不同水平面上受到的阻力大小不同。水平面越光滑，小车受到的阻力越小，其速度减小得越慢，运动距离越远。
（3）实验结论
阻力改变了小车的运动状态。阻力越小，运动状态改变越慢，小车运动的距离越远。
（4）实验推理
对以上实验进一步推理，如果水平面绝对光滑，物体受到的阻力为零，物体的速度将不再减小，物体将以恒定不变的速度永远运动下去，即物体将做匀速直线运动。由本实验可以得出伽利略的观点是正确的，即物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因。
（5）注意事项
①实验时要用同一辆小车，使其从同一斜面的同一位置由静止滑下，以保证小车进入水平面时的速度相同。
②选用的木板尽量长一些。
③当小车在水平面上运动时，只改变水平面的粗糙程度，其他因素保持不变。
基础自测：
1．如图所示，在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，下列说法错误的是（ ）
A．每次实验时，让同一小车从同一斜面顶端静止下滑
B．实验时小车偶尔会滑出木板外，可将这次实验下滑高度降低
C．实验表明：小车受到阻力越小，滑行距离越远
D．若水平面光滑且足够长，小车下滑至水平面后将做匀速直线运动
2．如图所示，在水平木板上分别铺上玻璃、纸板、毛巾，让小车从斜面的同一位置由静止滑下，发现小车在玻璃上滑行距离最长，在毛巾上最短，下列说法正确的是（ ）
A．小车运动过程中速度不断减小
B．小车在玻璃上滑行，不受摩擦力作用
C．小车受到的阻力越小，运动路程越长
D．小车到达水平面后继续运动是由于受到惯性作用
3．如图是探究“阻力对物体运动的影响”的过程，根据图中情景可以判断以下说法正确的是．
A．①是假设，②③是实验事实，④是实验推论
B．①②③④都是实验事实
C．①②是实验事实，③④是实验推论
D．①②③是实验事实，④是实验推论
4．如图所示，在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，让小车从同一斜面的_____（同一/不同）高度由静止开始滑下，进入水平面后由于_____，小车继续运动。图_____（甲/乙/丙）实验中小车的速度减小得最慢。
5．小明用如图所示的装置探究阻力对物体运动的影响。其操作步骤如下：
a．如图甲所示，将毛巾铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离；
b．如图乙所示，取下毛巾，将棉布铺在斜面和木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离；
c．如图丙所示，取下棉布，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。
（1）以上操作中错误的步骤是_____（选填“a”“b”或“c”）；
（2）纠正错误后，对多次实验进行分析，并进一步推理，得出结论：在水平面上滑行的小车，如果不受阻力的作用，那么它将做_____运动；
（3）为了得出科学的结论，实验中小车每次都要从斜面顶端由静止滑下，这样做的目的是_____；
（4）小明认为在斜面上滑行的小车受到的重力和斜面对小车的支持力不是一对平衡力。从二力平衡的条件来看，你认为他做出这样判断的根据是_____；
（5）用一根细线拴住一小球在水平桌面上做匀速圆周运动，若小球所受的外力突然都消失，小球将_____。
6．在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中；
（1）小车在水平面上运动时，小车在竖直方向上受到的重力力和支持力是一对_____（选填“相互作用”、“平衡力”），相互抵消；所以作用效果相互抵消，相当于小车只受到水平方向的摩擦力；
（2）如图甲所示，小明为了完成实验，应让小车从同一斜面的_____（选填“相同”或“不同”）高度滑下，使小车在水平面刚开始运动时具有_____（填“相同”或“不同”）的速度，而让小车在不同的物体表面运动，目的是使小车运动过程中受到的阻力_____（填“相同”或“不同”）；
（3）其中运动的小车在木板上最终停下来，是因为小车在水平方向上_____（选填“受平衡力”、“受非平衡力”或“不受力”）；实验中小明记录了三次实验小车运动的时间，发现实验①中小车运动运动时间最短，实验③中小车运动运动时间最长，可以得到小车受到的阻力越小，速度减小得越_____（选填“慢”或“快”）；由此推理得出：运动物体不受力时，将_____；
（4）英国科学家牛顿结合了伽利略等人的研究成果，概括出了牛顿第一定律；牛顿第一定律是_____（选填正确选项前的字母）。
A．根据自己想象得出的结论
B．直接从实验中得出的给论
C．根据实际生活经验得出的结论
D．在大量经验事实基础上通过进一步科学推理概括出来的
知识点二、牛顿第一定律
1.牛顿第一定律的建立
（1）伽利略：通过斜面小车实验认识到运动物体受到的阻力越小，它的速度减小的越慢，运动时间越长，物体的运动不需要力来维持。
（2）笛卡尔：如果运动物体不受任何力的作用，不仅速度大小不变，而且运动反向也不变，它将沿原来的方向匀速运动下去。
（3）英国著名物理学家牛顿在伽利略等科学家研究的基础上，对大量的实验事实进行了深入研究，总结出牛顿第一定律。
2.牛顿第一定律
（1）内容：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。
（2）理解
①“没有受到力的作用”是定律成立的条件，包含两层意思：
a.该物体没有受到任何力的作用，这是一种理想情况；
b.物体受力，但所受的力相互抵消，相当于物体不受力。
②牛顿第一定律揭示了物体不受力时的运动情况：若物体原来是静止的，则保持静止；若物体原来是运动的，则保持匀速直线运动。
③牛顿第一定律的实质：物体的运动状态不需要力来维持，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。如果物体的运动状态发生了改变，那么该物体一定受到了力的作用。
（3）牛顿第一定律不是实验定律
牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理而概括出来的。我们周围的物体都受到力的作用，因此不可能用实验来直接验证牛顿第一定律。
基础自测
7．关于牛顿第一定律的理解，下列说法正确的是（ ）
A．物体只要运动，就一定受到力的作用
B．运动的物体若去掉所有力的作用，物体一定会慢慢停下
C．物体运动状态改变时，一定受到了力的作用
D．牛顿第一定律是由实验直接得出的
8．“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。”这一定律是哪位物理学家推理、概括出来的（ ）
A．牛顿B．帕斯卡C．焦耳D．瓦特
9．某物体在平衡力的作用下，做匀速直线运动。若它所受的平衡力突然全部消失，则物体将（ ）
A．立即停止运动B．逐渐减慢，最终停下来
C．仍然做匀速直线运动D．先加速运动后匀速运动
10．2022年北京冬奥会，任子威获得短道速滑（赛道为椭圆形）男子1000m冠军。在比赛过程中，若一切外力都消失，他将（ ）
A．做圆周运动B．做匀速直线运动
C．做加速运动D．保持静止状态
11．下列给出的现象中，物体运动状态没有发生改变的是（ ）
A．苹果从树上落下B．投掷出去后在空中飞行的实心球
C．汽车匀速转弯D．货物被起重机匀速吊起
12．当飞机降落机场后，关闭发动机，滑行一段距离后飞机最终会停下，是因为力可以改变物体的___________，这一实验结论最先由___________总结得出。
13．如图，单摆小球运动到A点时，绳子突然断开，假设所有外力都消失了，小球将______，因为______。
知识点三、惯性
1.实验探究
（1）实验1：用力击打一摞棋子中的一个
现象：被击打的象棋飞出，而它上面的象棋落下。
分析：上面象棋因保持原来的静止状态在重力作用下落下。
（2）实验2：把足球踢出去
现象：足球被踢出后，没有立即停下来，而是继续运动一段距离才停下来。
分析：足球原来是运动的，因保持原来的运动状态，所以无法立即停下来。
（3）探究归纳：原来处于静止状态的物体，具有保持静止状态的性质；原来处于运动状态的物体，具有保持运动状态的性质。即物体都有保持原来运动状态不变的性质。
2.惯性：原来静止的物体具有保持静止的性质，原来运动的物体具有保持原有的速度做匀速直线运动的性质，一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，我们把这种性质叫作惯性。牛顿第一定律又叫惯性定律。
3.特点：
（1）一切物体都有惯性，惯性是物体的物理属性；
（2）一切物体在任何时候、任何状态下都有惯性；
（3）惯性不是力，只有大小，没有方向。只能说物体具有惯性或由于惯性，不能说受到惯性或惯性力的作用。
4.影响惯性的因素：惯性的大小只与物体的质量有关，质量大，惯性大。与物体的形状、速度、物体是否受力等因素无关。
5.拓展：惯性与力
惯性是物体的一种属性，它不是力，任何物体在任何时间都有惯性。物体惯性的大小只由物体的质量决定，质量越大，惯性越大；惯性与物体的形状、位置、体积、是否运动及速度大小等因素均无关。
基础自测
14．关于惯性，下面说法正确的（ ）
A．司机驾车系上安全带目的是减小惯性
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．战斗机在空中运动时，通过丢掉副油桶来减小惯性
D．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
15．下列所举的实例中，属于防止惯性带来危害的是（ ）
A．运动员跳远时，要奋力助跑
B．射箭时，离弦的箭会继续飞行击中靶心
C．驾驶员驾车行驶时，发现前方有障碍物要提前刹车
D．飞机空投救灾物资时，要在到达目标上方之前投掷
16．下列物体惯性最大的是（ ）
A．树上落下的苹果B．高速飞行的子弹
C．桌上的物理试卷D．“福建号”航母
17．以下关于惯性的说法正确的是（ ）
A．物体在做匀速直线运动或者保持静止状态时才具有惯性
B．列车速度越快遇到紧急情况越不容易停下，速度越快的物体惯性越大
C．质量越大的物体其运动状态越不容易改变，质量越大的物体惯性越大
D．物体的质量越大、速度越大，物体的惯性也就越大
18．下列行为属于防止惯性造成危害的是（ ）
A．跳远助跑B．套紧锤头
C．系安全带D．投掷铅球
19．2018年12月12日，嫦娥四号探测器经过约110小时奔月飞行，到达月球附近，于16时45分顺利完成近月制动，成功进入100km×400km环月椭圆轨道。卫星“刹车制动”时，沿运动方向喷射高温气体，高温气体对卫星施加制动力，这说明物体间力的作用是_________的。在绕月椭圆轨道上运动时，卫星的运动状态_________（选填“改变”或“不变”）。
考点突破
考点1.探究阻力对物体运动的影响
方法：掌握两点解决牛顿第一定律实验
（1）控制变量法
①小车从同一斜面同一位置由静止滑下：使小车到达水平面时的速度相同；
②水平面粗糙程度不同：改变小车所受阻力。
（2）理想实验推理法
①物体不受力的情况不可能实现——牛顿第一定律不能用实验验证；
②通过不同阻力下小车的运动情况，推理出小车不受力时的运动情况。
例1.（2022·辽宁大连·中考真题）两千多年前，亚里士多德认为：力是维持物体运动的原因。下面我们就通过实验和科学家的研究历程来判断这个观点是否正确。
（1）使小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在毛巾表面上移动的距离。再分别换用棉布和木板表面进行两次实验，实验现象如图所示。
①每次都使小车从斜面顶端由静止滑下，目的是使小车每次到达水平面时__________相同；
②根据实验现象可以得出：小车受到的阻力越小，运动的距离__________。
（2）十六世纪末，伽利略已通过类似实验和推理得出结论：如果运动的物体没有阻力的影响，它将在水平面上一直运动下去。因此，物体运动__________（选填“需要”或“不需要”）力来维持。如图是伽利略的实验和推理示意图，属于推理的是__________（选填“甲”或“乙）；
（3）后来，笛卡尔进一步完善了伽利略的观点：如果运动的物体不受力的作用，它将以同一速度沿直线运动。十七世纪初，牛顿在他们研究的基础上，提出了“牛顿第一定律”，相对于“牛顿第一定律”，笛卡尔的观点有什么不足？__________
（4）上述实验及科学家研究成果给予我们的启示是__________。（将正确说法前的字母填写在横线上）
A．科学定律都可以通过实验直接得出
B．科学推理是科学研究的方法之一
C．大多数人认同的观点就是正确的观点
D．普通人观点可以质疑，科学家观点不可以质疑
考点2.牛顿第一定律
方法：(1)牛顿第一定律揭示的是一切物体都有保持运动状态不变的性质，这说明物体的运动不需要力来维持；物体运动状态改变是由于受到力的作用，即力是物体运动状态改变的原因。
(2)牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过进一步的科学推理概括出来的，不可能用实验直接验证这一定律。
例2.（2022·四川巴中·中考真题）下列有关力与运动的说法正确的是（ ）
A．用力推静止在水平地面上的箱子，没有推动是因为推力小于摩擦力
B．用水平力推着箱子在水平地面上做匀速直线运动时，箱子受到的推力大于摩擦力
C．物体的运动不需要力来维持
D．物体只有在运动状态发生改变时才具有惯性
例3.（2022·山东青岛·中考真题）学习了牛顿第一定律之后，同学们展开了讨论，以下观点错误的是（ ）
A．物体的运动不需要力来维持
B．物体不受力，它的运动状态不变
C．静止的物体没有惯性
D．此定律是在实验和大量事实基础上推理得出的
例4.（2022·贵州黔西·中考真题）如图所示，王亚平老师在做太空抛物实验。抛出后的冰墩墩不受外力作用，下列判断正确的是（ ）
A．冰墩墩的惯性会消失
B．冰墩墩竖直加速下落
C．冰墩墩沿抛出方向做匀速直线运动
D．冰墩墩的运动方向会不断改变
考点3.惯性
方法：（1）用惯性解释相关现象的思路
①首先确定研究对象是哪个物体；
②明确该物体原来所处的状态(运动还是静止)；
③该物体(或物体的某一部分)由于外力作用，运动状态发生怎样的改变；
④最后确定该物体(或物体的其他部分)由于惯性要保持原来的运动状态，会出现怎样的现象。
（2）惯性的应用与防止
①跳远助跑、泼水、拍打衣服上的尘土、撞击锤柄套牢锤头、给机器加装沉重的底座等，这是利用惯性，我们可以采取增大物体质量的方法来增大惯性。
②禁止超载、乘车系好安全带、汽车的安全气囊等均是为了避免或减小惯性带来的危害。
例5.（2022·湖北鄂州·中考真题）乘上公交车后，车很快就到了校门口，司机踩下刹车，你不自觉地向前倾，幸好你及时抓紧了扶手。关于刹车时你向前倾的原因，下列说法正确的是（ ）
A．你没站稳
B．你受到了惯性的作用
C．你具有惯性
D．如果鞋底光滑，你就会纹丝不动
例6.（2022·湖南益阳·中考真题）“天宫课堂”上，航天员老师王亚平和叶光富做了“扔冰墩墩”游戏，冰墩墩被扔出后近似做匀速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A．冰墩墩离手后能继续运动是因为一直受到手的推力
B．冰墩墩离手后能继续运动是因为自身有一个向前冲的作用力
C．冰墩墩离手后能继续运动是因为冰墩墩具有惯性
D．用手接住后，冰墩墩失去了惯性
例7.（2022·黑龙江·中考真题）下图所示的场景那个，与惯性现象无关的是（ ）
A． 小球落入凹槽B． 固定锤头
C． 安全气囊D． 瀑布倾泻