8.1 牛顿第一定律 讲义-2024-2025学年人教版物理八年级下册

8.1牛顿第一定律 英国物理学家艾萨克·牛顿于1687年，在巨著《自然哲学的数学原理》里，提出了牛顿运动定律，牛顿第一运动定律就是其中一条定律。牛顿第一运动定律简称牛顿第一定律。又称惯性定律、惰性定律。常见的完整表述：任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。 两种观点 亚里士多德对运动的理解： 亚里士多德说：“力是维持物体运动的原因”， 他认为物体只有在外力推动下才运动，外力停止，运动也就停止。这种说法从公元前四世纪诞生一直到公元后十六世纪近两千年的时间都没有人质疑。 伽利略的观点： 伽利略认为：物体的运动不需要力来维持，运动的物体之所以停下来，是因为受到了阻力的作用。 11物 理 史 话11 伽利略用实验证明了亚里士多德的观点是错误的，实际上引起亚里士多德错误观点的 “罪魁祸首”是摩擦力。而摩擦力这一概念直到公元后十六世纪才由意大利科学家伽利略提出，人们才正确认识力与运动的关系。 伽利略的理想斜面实验 伽利略通过斜面实验进行了科学推理，认为：如果一切接触面都是光滑的，一个钢珠从斜面的某一高度静止滚下，由于只受重力，没有阻力产生能量损耗，那么它必定到达另一斜面的同一高度，如果把斜面放平缓一些，也会出现同样的情况。如果斜面变成水平面，则钢珠找不到同样的高度而会一直保持一种运动状态，永远运动下去。 阻力对物体运动的影响 【实验设计】让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，逐渐减小平面的粗糙程度，测量小车的运动距离记录下来。 【实验结论】平面越光滑，小车运动的距离越远，受到的阻力越小 ，速度减小得越慢。 每次实验，要让同一辆小车每次都从同一高度滑下，目的是保证小车滑到水平面上时的速度相同。 实验中用到的探究方法有：控制变量法和转换法 11思 想 方 法11 转换法的使用：把无法测量的阻力对运动的影响转化为可直接比较的小车运动的距离，应用了转换法。 控制变量法的使用：实验中每次都让小车同斜面的同一位置（同一高度）由静止滑下，分别在粗糙程度不同的水平面上运动，只改变水平面的粗糙程度，应用的是控制变量法。 牛顿第一定律 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。 1、“一切”指适用于所有物体 2、“没有受到力的作用”是定律成立的条件 3、“总保持”反映了物体在没有受到力的作用时的惰性 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。 牛顿第一定律虽然不是直接由实验得出的，但其中符合逻辑的科学推理是非常重要的。 11思 想 方 法11 实验推理法的使用：我们周围的物体表面没有绝对光滑的，不受阻力的物体是没有的，所以物体受到阻力为零时的运动状态就无法用实验来验证，只能根据实验现象，通过分析事实，作出科学合理的推测，这种研究方法叫实验推理法。 惯性 概念：一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，这种性质叫做惯性，牛顿第一定律又叫惯性定律。 11对惯性的理解11 （1）一切物体在任何情况下都有惯性，惯性是物体的一种属性。 （2）惯性是有大小的，惯性大小只由物体的质量决定，质量越大的物体惯性越大。 惯性大的物体运动状态不容易改变。 例如：自行车刹车后更容易停下，而火车刹车后不容易停下，就是因为自行车的质量小，所以惯性也小，运动状态更容易改变，而火车的质量大，惯性也大，运动状态不容易改变，所以不容易停下来。 （3）惯性不是力，把惯性说成“惯性力”或“受到惯性的作用”都是错误的。 惯性现象解释（一） 汽车突然刹车时，车上的人会因为惯性向前摔倒。这是因为突然刹车时，人的脚会随车停止运动，但人的上半身由于惯性仍然要保持原来向前运动的状态，所以人会向前摔倒（见上图）。 汽车突然开动时，车上的人会因为惯性向后摔倒。这是因为车突然开动时，人的脚会随车向前运动，但人的上半身由于惯性仍然要保持原来的静止状态，所以人会向后摔倒。 惯性现象解释（二） 小车突然启动时，木块的底部会随车启动，但木块的上部由于惯性仍要保持原来的静止状态，所以木块会向后倒。小车遇到障碍物时，会停止运动，但上面的木块由于惯性仍然要保持原来向前的运动状态，所以会向前滑出去。 惯性现象解释（三） 飞机投弹时，炸弹离开飞机后不是竖直向下运动，而是做抛物线运动，这是为什么呢？这是因为炸弹离开飞机后，由于惯性要保持原来和飞机相同的速度，还将会继续向前飞行，因此炸弹会落在飞机的正下方。所以飞机投弹时必须提前投下，才能击中目标。 惯性的应用 扔铅球和投篮时，都利用了物体的惯性；跳远时要助跑，这是为了利用人的惯性来提高跳远成绩。 惯性的危害（一） 乘车时，如果汽车突然启动或突然刹车，会因为人的惯性给人造成伤害。 坐公交车时要抓好扶稳、坐车时要系好安全带、车上的安全气囊等都是为了防止发生意外时由于惯性造成伤害事故。 惯性的危害（二） 实例1：人在运动中如果脚遇到障碍物会被绊倒。这是因为运动中的人如果脚部遇到障碍物时，脚会停止运动，但上半身由于惯性，仍然保持原来向前的运动状态，所以人会向前倒下。 实例2：人在运动中如果脚踩到西瓜皮或香蕉皮很容易摔倒。这是因为运动中的人如果脚踩到西瓜皮或香蕉皮时，脚会立刻加速运动，但上半身由于惯性，仍然要保持原来的速度运动，所以人会向后倒下。 假如没有惯性 上面的动画为大家演示了两个真实情况下和没有惯性的情况下的场景，是不是很有趣呢。 如果地球上一切物体都没有惯性会发生哪些现象 各种球类运动将无法举行，如足球、篮球、排球和乒乓球等等。因为球的飞行依靠的是惯性。  子弹头离开了枪就会落地，因为没有惯性；盆里的水泼不出去，因为没有惯性；自行车只要不蹬立刻就会停下，因为没有惯性；这样的例子举不胜举。可见人类离了惯性还真是寸步难行呢！ 1 学科网（北京）股份有限公司 $$