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2024鲁科版八下 6.5牛顿第一定律 一、阻力对物体运动的影响 实验 如图所示,人不再蹬地后,运动的滑板车为什么最终会停下来?物体的运动需要力来维持吗? 辩论赛 请围绕“物体的运动是否需要力来维持”进行一场辩论赛(图 6-5-2)。 正方:物体的运动需要力来维持。如课桌上的书,一推就动,不推不动。 反方:物体的运动不需要力来维持。如滑滑板车时,人不再蹬地后,运动的滑板车还会继续向前运动一段距离。最后滑板车之所以停下来,是因为它受到了阻力作用。 观察与实验 阻力对物体运动的影响 如图6-5-3所示,给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体(如手巾、棉布、木板等),让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下,观察小车滑下后在不同表面上运动的距离。 实验表明 实验表明,表面越光滑,小车运动的距离越远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。设想一下,如果进一步减小小车所受的阻力,它能否运动更远的距离? 实验推论 伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果表面绝对光滑,运动的物体受到的阻力为零,则速度不会减小,物体将以恒定不变的速度永远运动下去。 方法点拨 自古以来,很多人认为物体的运动需要力来维持,伽利略正是基于对已有认识的大胆质疑,通过实验观察及符合逻辑的科学推理,揭示出了力与运动关系的本质。质疑、创新和坚持真理的精神是科学发现必备的重要品质。 二、牛顿第一定律 牛顿第一定律 牛顿总结并发展了伽利略等人的研究成果,概括出一条重要的物理规律!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力迫使它改变这种状态。这就是著名的牛顿第一定律(Newton's first law) 定律说明 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,都要受到力的作用,因此不可能用实验来直接验证这一定律。但是,由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成为公认的物理学基本定律之一。 三、惯性 惯性 由牛顿第一定律可知,如果物体不受力的作用,原来运动的物体将保持其速度沿直线一直运动下去,原来静止的物体将一直保持静止状态。物体这种保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性(inertia)。因此,牛顿第一定律又被称为惯性定律。一切物体无论是否受力,是运动还是静止都具有惯性。惯性是一切物体的固有属性。 思考与讨论 如图 6-5-4所示,用力击打一摞棋子中较靠下的一颗,这颗棋子飞了出去,为什么上面的棋子没有飞出去而是落下?如图 6-5-5 所示行驶中的汽车突然刹车时,乘客的身体会向前倾;汽车突然开动时,乘客的身体会向后仰。想想看,身体向前倾、向后仰的原因是什么? 惯性现象 一颗棋子被打出时,上面的棋子由于惯性会保持原来的静止状态,所以不会随被打的棋子飞出去,而是在重力作用下落下(图 6-5-4)。汽车突然刹车时,乘客身体的下部已随车慢下来,而身体的上部由于惯性会保料原来向前运动的状态,因此身体会前倾(图6-5-5甲);同样的道理,当治车突然开动时,乘客身体的下部已随车开始运动,而身体的上部由于惯性会保持原来静止的状态,因此身体会后仰(图6-5-5乙)。 利用惯性 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身一跃,利用自身的惯性,在空中继续前进,可以跳得更远。惯性有时也会给人们带来危害,需要加以防范。例如,交通工具必须配备刹车系统,驾员与乘客必须系上安全带,公路长下坡路段设置用于失控车辆减速的避险车道,等等