初中物理人教版八年级下册8.1 牛顿第一定律导学案及答案

这是一份初中物理人教版八年级下册8.1 牛顿第一定律导学案及答案，共7页。学案主要包含了学习目标，学习重点，学习难点，自主预习，合作探究，精讲点拨，归纳整理，当堂练习等内容，欢迎下载使用。
【学习目标】
1．理解牛顿第一定律的内容和含义.
2．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。
【学习重点】
1.牛顿第一定律的内容； 2.物体的惯性。
【学习难点】
1.探究牛顿第一定律的方法； 2.用惯性知识解释简单现象。
【自主预习】
1.在演示实验“阻力对物体运动的影响”中：阻力和运动的关系体现为：阻力越小，速度减小得越慢，小车运动的距离越远。 伽利略最早通过实验发现物体不受力可以作匀速直线运动。
2.英国著名物理学家牛顿 在大量实验的基础上，通过进一步推理而概括出来规律：一切物体在不受力时总保持_静止或_匀速直线运动.这就是牛顿第一运动定律。这个定律揭示了物体运动不需要(填需要或不需要)力来维持。
3.惯性：从牛顿第一定律知道，一切物体有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。这种性质叫做惯性。因此牛顿第一运动定律也叫惯性定律。惯性是物体本身的一种属性，任何物体任何时候都有惯性。
【合作探究】
探究一：阻力对物体运动的影响
1.关于力和运动的关系：(1)古希腊哲学家亚里士多德的观点 ：要维持物体运动,就必给物体施加力的作用，没有力的作用，物体就会停止运动。即: 力是维持物体运动的原因.(填“维持”或“改变”)
(2)意大利科学家伽利略通过实验思考，认为亚里士多德的观点是错误的。他认为：物体的运动不需要力来维持，物体之所以停下来．是因为受到了阻力．谁的观点是正确的,需要通过实验来证明。
2.实验探究：阻力对物体运动的影响
(1)实验器材：斜面、毛巾、棉布、小车、木板、刻度尺
设计实验：取一辆小车，使它三次都在斜面上的同一高度处从静止开始沿斜面运动到水平面上。每次水平面表面的粗糙程度都不同，第一次在水平面上铺毛巾，第二次换成棉布，第三次去掉所铺的棉布。比较小车每次在水平面上的运动距离有什么不同。
(2)实验方法:
①控制变量法:实验中使用同一小车、同一斜面、同一高度、由静止自由滑下,保证小车到水平面的速度相同。
②转换法:通过改变长木板表面的粗糙程度来改变小车受的阻力的大小。
③科学推理法:若物体不受阻力,物体的速度将不会减小,即永远做匀速直线运动。
(2)实验记录：
(3)现象分析：小车分别滑过毛巾、棉布、木板表面时，由于毛巾表面最粗糙，阻力最大，使小车很快就停下来，运动的距离最短：而木板表面最光滑，阻力最小，小车运动的距离最长。通过小车在不同表面运动的距离不同，说明小车受到的阻力越小，速度改变越慢，小车越不容易停下来。
(4)实验结论：表面越粗糙，小车受到的摩擦阻力越大，它的速度减小得越快；表面越光滑，摩擦阻力越小，它的速度减小得越慢。
(5)实验推理：如果物体表面绝对光滑,物体受到的阻力为零,物体的速度就不会(选填“会”或“不会”)减小,物体将以恒定不变的速度永远运动下去。可见伽利略的观点是正确的。
笛卡儿补充了伽利略的认识，指出：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直线运动。
牛顿总结前人的经验，在大量实验的基础上，用推理的方法得出牛顿第一定律。
探究二：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.理解定律：
(1)“一切”是说定律对所有的物体普遍适用。
(2)没有受到力的作用”是指定律成立的条件，包含两层意思： eq \\ac(○,1)是该物体确实没有受到任何的力的作用，是一种理想化的情况，实际上不受任何力的作用的物体是不存在的；②该物体受到的合外力为零，它的作用效果等效与不受外力的效果相同。
(3)“总”指的是总这样，没有例外。
(4) “或”指两种状态中的一种，不能同时存在：①运动的物体保持匀速直线运动不变；②静止的物体保持静止状态不变。
(5)牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，用推理的方法概括出来的。不能用实验直接证明。
(6)牛顿第一定律是关于力与运动关系的规律，它反映了物体在不受力（或受合力为零）时的运动规律，在不受任何力时，物体要保持原有的运动状态不变。
探究三：惯性
1.惯性：从牛顿第一定律可以知道，一切物体都有保持自身原有的静止状态或匀速直线运动状态的性质，我们就把这个性质叫做惯性，所以牛顿第一定律又称为惯性定律。
2.理解惯性：
(1)惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都具有惯性。
(2)惯性与物体的运动状态无关，当物体静止时，它一直想保持这种静止状态；当物体运动时，它一直想那一时刻的速度做匀速直线运动.即在不受力或合外力为零的情况下，惯性表现为保持原来的运动状态.
(3)惯性与是否受力无关，与速度大小无关.
(4)惯性不是力：惯性是物体本身的一种性质;而力是两个物体间的相互作用。因此“惯性作用”“惯性力”“物体受到惯性”等说法都是错误的。只能说“具有惯性”或“由于惯性”。
3.惯性的大小： 惯性的大小由质量来衡量，质量越大的物体，惯性越大。惯性大小与物体运动快慢无关。如以同样速度运动的自行车和火车，自行车在紧急刹车时容易刹住，而火车需要滑行相当长一段距离才能停下来，即火车的惯性比自行车大。
想想议议：（1）如图甲所示，拨动弹簧片，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？
（2）如图 乙、丙所示：行驶中的汽车突然刹车时，乘客身体会前倾；汽车突然开动时，乘客身体会向后仰。想想看，身体向前倾、向后仰的原因是什么？

甲 乙 丙
归纳总结：（1）金属片被弹出时，上面的金属片由于惯性要保持原来的静止状态，所以不会随金属片飞出。
（2）乘客和车原来是向前运动的，当汽车突然刹车，脚随车减速，而身体的上部由于惯性还要保持原来向前运动的状态，所以乘客要向前倾；同样的道理，当汽车突然开动时，乘客的脚已随车开始运动，而身体的上部由于惯性要保持原来的静止状态，所以身体要向后仰。
3.解释惯性现象：
解释惯性现象的环节：
（1）确定研究物体；
（2）说明该物体原来处于什么状态；
（3）弄清物体（或物体的哪一部分）因受到力的作用而改变了原来的运动状态；
（4）说明物体（或物体的哪一部分）由于惯性仍保持原来的静止或运动状态；
4.惯性的利用和防止
（1）利用惯性的现象
生活中，人们常常利用物体的惯性。例如，跳远运动员快速助跑后，飞身一跃，利用自身的惯性，在空中继续前进，以提高成绩；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。

（2）防止惯性带来的危害

= 1 \* GB3 ①司机和前排乘客系安全带； = 2 \* GB3 ②保持车距； = 3 \* GB3 ③车辆限载限速行驶；
【精讲点拨】
1. 对牛顿第一定律中"将保持静止状态或匀速直线运动状态"这句话的含义，我们可以理解为：物体不受力时，原来静止的物体将永远保持静止状态；原来运动的物体将永远做匀速直线运动，速度的大小和方向都不改变.
2.牛顿第一定律说明了物体的运动不需要靠力来维持。物体运动之所以会停下来，是由于物体受到了阻力。
如果物体的运动状态发生改变，则物体必然受到不为零的合外力作用。因此判断物体的运动状态是否改变，以及如何改变，应分析物体的受力情况。
3. 一切物体任何时候、任何状态都有惯性。但表现形式有两种：静止的时候表现为保持物体的静止状态，一旦物体运动起来，惯性表现为保持物体匀速直线运动，至于能不能保持物体原来的运动状态没决定于物体的受力。
【归纳整理】

【当堂练习】
1.（2020龙东）轿车除了安全带以外，还有一种安全装置“头枕”，对人起保护作用，如图所示．“头枕”主要是防止以下哪种情况对人体造成伤害
A. 紧急刹车B. 左右转弯
C. 前方碰撞D. 后方追尾
【答案】D
【解析】试题分析：此题考查了惯性的知识，利用现象分析物体上半部分和下半部分的运动情况即可．A．紧急刹车或前方碰撞时，人脚随车停止了运动，而上身由于惯性继续向前运动，身体会向前倾，安全带和安全气囊起作用，头枕不起作用； B．左右转弯，身体会向右，向左偏，头枕不起作用； D．后方追尾时，人下身随车向前去了，而上身由于惯性继续向后倾，头就靠在头枕上，起到保护的作用．故选D．
2.（2020宜昌）投向篮筐的篮球在空中运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．篮球的运动状态没有改变 B．篮球离手后继续向上运动是因为惯性
C．篮球受到了手的推力 D．篮球上升过程中不受力的作用
【答案】B
【解析】A．篮球在空中运动的过程中，篮球运动速度的大小和方向会发生改变，因此运动状态会发生改变，选项错误；
B．篮球离手后还能继续向上运动，是因为惯性的原因，选项正确；
C．手的推力是弹力，弹力是接触力，篮球离手后继续向上运动不受手的推力，选项错误；
D．篮球上升过程中受重力和空气阻力作用，选项错误。故选B。
3.（2020滨州）如图所示，小车从斜面上滑下，下列分析正确的是（ ）
A．小车在斜面上只受重力作用
B．小车到达斜面底端不能立即停下来，是因为受到惯性力的作用
C．小车在水平面上运动的速度逐渐变小，是因为小车不受力
D．小车在水平面上运动时，若所受外力突然消失，它将做匀速直线运动
【答案】D
【解析】A．小车在斜面上受到重力、支持力和摩擦力的作用，故A错误；
B．小车到达斜面底端不能立即停下来，由于小车具有惯性，惯性不是力，故B错误；
C．小车在水平面上运动的速度逐渐变小，是因为小车受到阻力的作用，故C错误；
D．小车在水平面上运动时，若所受外力突然消失，由牛顿第一定律可知它将做匀速直线运动，故D正确。故选D。
4.（2020鄂州）关于惯性，以下说法正确的是（ ）
A．百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来，是由于运动员具有惯性
B．汽车驾驶员和乘客需要系上安全带，是为了减小汽车行驶中人的惯性
C．行驶中的公交车紧急刹车时，乘客会向前倾，是由于惯性力的作用
D．高速公路严禁超速，是因为速度越大惯性越大
【答案】A
【解析】A．百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来，是由于运动员具有惯性，故A正确；
B．汽车驾驶员和乘客需要系上安全带，是为了减小汽车行驶中惯性造成的危害，不能减小惯性，惯性大小只与质量有关，质量不变，惯性不变，故B错误；
C．行驶中的公交车紧急刹车时，乘客会向前倾，是由于乘客具有惯性；惯性不是力，不能说受到惯性力的作用，故C错误；
D．物体的惯性只与物体的质量有关，与运动状态、速度等因素无关，故D错误。故选A。
5.（2020吉林省）下列做法中，属于防止惯性带来危害的是（ ）
A．行车时要保持车距B．跳远时要快速助跑
C．拍打衣服除去灰尘D．将盆中的水泼出去
【答案】A
【解析】A．行车时要保持车距，是为了防止惯性带来的危害，故A符合题意；
B．跳远时要快速助跑，是利用惯性来提高跳远的成绩，故B不符合题意；
CD．拍打衣服除去灰尘、将盆中的水泼出去，这些都是在利用惯性，故CD不符合题意。
故选A。
6.（2020甘孜州）选填“运动状态”或“形状”）；上面的棋子由于具有惯性___________（选填“会”或“不会”）随着一起飞出。
【答案】 (1). 运动状态 (2). 不会
【解析】[1]用尺子快速打击下面的棋子，棋子飞出，棋子由静止变为运动，说明力可以改变物体的运动状态。
[2]上面的棋子由于具有惯性，保持原来的运动状态，即静止状态，故棋子不会随着一起飞出。
7.（2020无锡）如图所示，把托板盖在支座上，将小钢球放在托板上，对准支座的正上方，压住底座，向后弯曲弹性片，松手后弹性片快速打击托板，弹性片的弹性势能转化为托板的______能，托板飞出。小钢球由于具有______，恰好落在支座内。
【答案】 (1). 动 (2). 惯性
【解析】[1][2]向后弯曲弹性片，弹性片发生了弹性形变，具有弹性势能；松手后弹性片快速打击托板，托板的速度增大、动能增大，则该过程中弹性片的弹性势能转化为托板的动能；托板飞出时，由于小钢球具有惯性，仍然会保持原来的静止状态，则小钢球在重力作用下会向下运动，恰好落在支座内。
8.（2020河南）公安交通管理部门要求驾驶员和乘客必须使用安全带，如图所示。汽车匀速行驶时，坐在座位上的乘客相对于汽车是______的。如果不系安全带，汽车一旦发生碰撞突然停止运动，乘客由于______继续向前运动，就会与车身发生碰撞，对人身造成伤害。行驶的汽车受到碰撞停止运动，说明力可以改变物体的______。
【答案】 (1). 静止 (2). 惯性 (3). 运动状态
【解析】[1]汽车匀速行驶时，坐在座位上的乘客和汽车之间没有发生位置的改变，以汽车为参照物，乘客是静止的。
[2]当汽车突然发生碰撞而停止运动时，由于阻力作用，车身停止运动，而驾驶员和前排乘客由于惯性还要保持原来的运动状态向前运动，在车内与车身撞击，严重时可能把挡风玻璃撞碎而向前飞出车外，所以驾驶员和前排乘客必须使用安全带。
[3]力的作用效果有两个：一是使物体发生形变，二是改变物体的运动状态。行驶的汽车受到碰撞停止运动，说明力可以改变物体的运动状态。
【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。
实验次数
表面材料
阻力大小
滑行距离
速度变化快慢
1
毛巾
最大
最短
最快
2
棉布
较大
较长
较快
3
木板
较小
长
较慢
推理想象
光滑平面
无阻力
无限长
不变