第八章第一节牛顿第一定律同步讲解+例题 ----2024-2025学年人教版物理八年级下学期

第八章 运动和力 第1节 牛顿第一定律 知识梳理 知识点一 探究阻力对运动的影响 提出问题： 两千多年前，亚里士多德认为，要使一个静止的物体运动起来，就必须对它用力，用力使物体运动起来后，停止用力，物体又归于静止。物体的运动一定需要力来维持吗?物体不受力的作用时究竟会怎样运动? 猜想与假设： 一、物体的运动一定需要力来维持，因为日常生活中，自行车不推不走，推它才走； 二、运动的物体不受力时其运动状态不变，即速度大小和方向不变，物体有可能做匀速直线运动； 三、物体不受力时也能运动，抛出的排球，在空中不受推力还能前进； 制订计划与设计实验： 在地球上完全不受力的物体是没有的，人们就只有采用逐渐减小摩擦力的方法来研究，然后再推想它不受力时的运动情况。取一辆小车让它三次都从斜面上的同一高度由静止滑到水平面上，让小车在水平面上运动时受到的摩擦力逐渐减小，即让速度相同的小车分别在毛巾表面、纸板表面、玻璃表面上通过，观察、比较小车的运动情况即可。 进行实验与收集证据： 按上述计划，进行实验操作，并将实验的结果填在下表中： 接触面 小车受到摩 擦力的大小 小车运动的距离 毛巾 大 短 纸板 较小 较长 玻璃 最小 很长 分析与论证： 接触面越光滑，小车受到的摩擦阻力就越小，运动的时间就越长，通过的路程也越长。可以设想，如果水平面对小车没有摩擦，小车的速度就不会减小，将保持原来的速度沿原来的方向永远运动下去。 例1．在探究“力对物体运动的影响”的实验中，在水平桌面上分别铺上粗糙程度不同的毛巾、棉布、木板，让小车自斜面顶端从静止开始滑下，小车从同一高度滑下后，在不同物体表面上运动的距离如图所示。 （1）小车每次都从斜面顶端滑下，是为了控制小车每次滑到平面时的 　速度　相同。 （2）由图示可知，小车在木板上运动的距离最 　远　，这说明小车受到的阻力越 　小　，速度减小的越 　慢　。 （3）根据这个实验推理：若水平物体表面绝对光滑（即小车不受任何阻力作用），那么小车将一直保持 　匀速直线运动状态　。 解析解：（1）我们让小车从顶端滚下目的是为了让小球每次到达水平面时的速度都相同，便于比较。 （2）（3）明显由图示看出，在木板上小车滑行的距离是最远的，我们知道在玻璃板上小车受阻力最小； 速度减小的慢，根据这个实验推理：若水平物体表面绝对光滑（即小车不受任何阻力作用），小车的速度不会减慢，将会做匀速直线运动。 故答案为：（1）速度；（2）远；小；慢；（3）匀速直线运动状态。 知识点二 牛顿第一定律 1.物理规律 一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止或匀速直线运动状态。这就是著名的牛顿第一定律。 2.对牛顿第一定律的理解 (1)“一切物体”指的是所有运动的物体或静止的物体，也就是说，物体从大至宇宙中的天体，小到质子、电子，无论是有生命的，还是没有生命的，无论是你看得见摸得着的课桌、书本，还是你看不见的空气、分子，……说明该定律对所有物体都是普遍适用的。 (2)适用的条件是没有受到外力作用(理想)或合力为零(实际)的状态。 (3)“总保持”是指如果原来处于静止状态则仍然保持静止状态；如果原来处于运动状态(不论怎样运动)则保持匀速直线运动。 (4)“或”指两种状态必居其一，不能同时存在，也就是说物体如果没有受到力的作用时，原来静止的物体仍保持静止状态，而原来运动的物体仍保持匀速直线运动状态。 温馨提示：(1)物体的运动不需要力来维持；(2)牛顿第一定律的建立过程说明，“理想实验法”就是不能直接用实验验证，但可以在实验基础上，以合乎逻辑的方式推理出来。 例2．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，小车从同一斜面的相同高度，由静止开始下滑是为了保证它到达水平面时具有相同的速度 B．小车在水平面上越来越慢，它的惯性逐渐变小 C．实验表明，小车受到的阻力越小，运动的距离越远，速度减小得越快 D．通过甲、乙、丙的实验现象直接得出牛顿第一定律 解析解： A、实验中，我们让小车从同一斜面的同一高度由静止开始自由下滑，目地是为了让小车每次到达水平面时的速度都相同，便于比较，故A正确； B、小车在水平面上越来越慢，是因为受到阻力的作用，而它的惯性大小不会改变，故B错误； C、实验表明，小车受到的阻力越小，运动的距离越远，速度减小得越慢，而不是越快，故C错误； D、通过甲、乙、丙的实验现象不能直接得出牛顿第一定律，牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理概括出来的，故D错误。 故选：A。 例3．如图所示的各种现象中，物体运动状态没有改变的是（　　） A．顶足球 B．小钢球的曲线运动 C．汽车匀速直线运动 D．火箭起飞 解析解：A、顶足球，足球的速度大小与方向都发生了变化，足球的运动状态变了，故A错误。 B、小钢球的曲线运动，速度方向不断变化，运动状态变了，故B错误。 C、汽车匀速直线运动，速度大小与方向都没有发生变化，运动状态不变，故C正确。 D、火箭起飞速度大小变了，运动状态变了，故D错误。 故选：C。 例4．如图甲所示，木块与小车一起向右做匀速直线运动，某时刻观察到图乙所示的现象。由此可判断（　　） A．小车突然加速运动 B．小车突然减速运动 C．小车保持匀速运动 D．小车可能做加速运动，也可能做减速运动 解析解：由于木块与小车一起向右做匀速直线运动，当小车突然减速运动时，木块底部也随之减速，而木块的上部由于惯性仍要保持原来的匀速直线运动状态，所以会出现如图乙所示的现象，选项A、C、D均与图乙所示的现象不符。 故选：B。 课堂检测 1．下列现象中，不属于惯性现象的是（　　） A．汽车刹车时，乘客会向前倾倒 B．苹果从树上掉下来，速度越来越快 C．扔出去的石子，仍能向前运动 D．在匀速行驶的车厢中，人竖直向上跳起，落下后仍在原处 2．如图所示，用力击打一摞棋子中的一个，该棋子飞出而上面的棋子落下。以下说法正确的是（　　） A．棋子被击打飞出，说明它不具有惯性 B．棋子被击打飞出，是因为它受到惯性力的作用 C．击打出去的棋子能飞得很远，是因为它受到惯性的作用 D．上面的棋子将落在正下方，是由于它们具有惯性且受到重力的作用 3．关于安全驾驶，以下认识正确的是（　　） A．司机和乘客系上安全带，是为了减小汽车行驶中人的惯性 B．汽车紧急刹车时，乘客向前倾，是由于受到惯性力的作用 C．刹车后汽车仍可向前滑行一段距离，是由于汽车具有惯性 D．高速公路严禁超速，是因为汽车速度越大，惯性越大 4．如图所示，静止在水平桌面上的玻璃瓶，水中有个气泡和金属球。突然向右水平抽动瓶子时，相对瓶子而言，下列现象描述正确的是（　　） A．气泡向左运动，金属球向左运动 B．气泡向右运动，金属球向左运动 C．气泡向左运动，金属球向右运动 D．气泡向右运动，金属球向右运动 5．如图所示，木块放在表面光滑的小车上并随小车一起沿桌面向左做匀速直线运动，当小车遇障碍物而突然停止运动时，车上的木块将（　　） A．立即停下来 B．立即向前倒下 C．立即向后倒下 D．仍继续向左做匀速直线运动 6．如图所示，一架飞机水平地匀速飞行，飞机上每隔1s释放一个铁球，先后共释放4个，若不计空气阻力，则落地前四个铁球在空中的排列情况是（　　） A． B． C． D． 7．如图，小球从A点静止释放，摆动至B点时，此刻速度为0。若小球运动到B点瞬间，细绳突然断裂且小球受到的所有力都消失，小球将（　　） A．沿轨迹1运动 B．沿轨迹2运动 C．沿轨迹3运动 D．在B点静止不动 8．如图所示，拨动簧片，将小球与支座之间的金属片弹出，小球没有随金属片飞出，这是因为小球具有 　 　；同时小球受到了 　 　，落在支座上。 9．在一列匀速直线行驶的列车内，一位同学相对于车厢竖直向上跳起，他 　 　（填“能”或“不能”）落在起跳点；在跳起时，要用力向下蹬地，从而获得向上的力，这是因为物体间力的作用是 　 　。 10．如图，桌子的边缘有一个斜面。一个小球从斜面顶端滑到斜面的底端O点后，小球将沿　 　条路线运动：如果小球恰好滑到O点时，所受到的力全部消失，小球将 沿　 条路线运动。（选填“a”、“b”、“c”或“d”） 11．如图（a）所示，木块与小车一起做匀速直线运动，当小车的运动状态发生变化时，木块的状态如图（b）所示。把木块换成盛有水的烧杯，重复上述过程，烧杯中水面的状态分别如图（c）和（d）所示。 由图（a）、（b）或图（c）、（d）可知：小车运动状态变化的可能情况是　 　。 （请将两种可能的情况填写完整）。木块和水具有　 　的性质。 12．当你面向前方坐在行驶的汽车里，出现了下列几种情况，那是由于汽车的运动状态各发生了什么变化，请回答： （1）汽车的座椅拷贝突然压你的背； （2）你的身体向前倾； （3）你的身体向左边倾斜。 答案解析 1.解析解：A、汽车急刹车时，乘客的身体会向前倾，是惯性现象，不符合题意，故A错误。 B、由于受到重力作用，苹果从静止开始下落，在下落过程中，速度逐渐增大。符合题意，故B正确； C、石子离开手后继续向前运动，是由于石子具有惯性，是惯性现象，不符合题意，故C错误。 D、人向上跳起，水平方向由于惯性保持与车相同的速度，所以落到车上原处。是惯性现象，不符合题意，故D错误。 故选：B。 2.解析解：A、一切物体都具有惯性，棋子因受力被击打飞出，棋子具有惯性，故A说法错误； BC、惯性是物体的属性，不是力，不能说受到惯性力，或用“受到”描述，故BC说法错误； D、击打棋子前，棋子是静止的；击打其中一个棋子后，这一棋子由于受力而运动，上面的棋子由于惯性还要保持原来的静止状态，在重力的作用下又落在正下方，故D说法正确。 故选：D。 3.解析解：A、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带来的伤害，但不能减小惯性，故A错误； B、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，但惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故B错误； C、驾驶员松开油门后，汽车还能继续行驶一段距离，是因为汽车具有惯性，故C正确； D、物体的惯性大小只与物体的质量有关，与运动状态、速度等因素无关，高速公路严禁超速，是因为速度越大动能越大，故D错误。 故选：C。 4.解析解：因为水和金属球具有惯性，需要保持原来的运动状态，当突然向右水平抽动瓶子时，水和金属球向瓶子的左方运动，因为气泡的质量小、惯性小，所以水会将气泡挤向瓶子运动的方向，即右方，因此，我们会看到气泡向右运动，金属球向左运动，故B正确，ACD错误。 故选：B。 5.解析解：车停止前，木块和小车一起做匀速直线运动，并且木块和小车具有共同的速度，当小车突然停止时，由于木块在光滑的接触面上，因此木块由于惯性，还要保持原来大小不变的速度向左做匀速直线运动。 故选：D。 6.解析解： 飞机水平向右匀速飞行时，从飞机上先后投下四个铁球后， 不计空气阻力，由于惯性，铁球要保持原来的运动状态不变，继续向前飞行， 四个铁球在下落过程中，都是以原来的速度向前运动， 由于重力的作用，向下运动的距离不同， 故四个铁球在下落的过程中，在同一竖直直线上，只有C图属于这种情况。 故故选：B。 7.解析解：小球沿弧线摆动至B点瞬间，小球的速度为0，此时若小球不再受任何力，根据牛顿第一定律可知，小球的运动状态不再改变，因此小球将在B点静止不动。 故选：D。 8.解析解：图中的实验中，拨动簧片，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，这是因为小球具有惯性，仍会保持原来的运动状态；小球又落回支座上是因为受到了竖直向下的重力的作用。 故答案为：惯性；重力。 9.解析解：（1）同学坐着列车一起做匀速直线运动，当竖直向上跳起时，由于他具有惯性，还会保持原来的运动状态，继续做匀速直线运动，所以他落下时，还会落在车厢内原来的起跳点。 （2）跳起时用力向下蹬地，人对地有一个向下的作用力，人能够向上跳起，即地对人有一个向上的作用力，说明物体间力的作用是相互的。 故答案为：能；相互的。 10.解析解： 一个小球从斜面顶端滑到斜面的末端O点时，由于惯性继续向前运动，由于重力作用，小球在竖直方向上做自由落体运动，所以物体的运动轨迹会向下偏折，故b正确； 如果小球从O点飞出后，受到的一切外力同时消失，则沿此时的方向做匀速直线运动，线路c符合题意。 故答案为：b；c。 11.解析解：（a）最初木块与小车一起做匀速直线运动； （b）当小车向右减速运动时，下端受摩擦力随车减速，木块上端仍保持原来的运动状态，使得木块向右倾倒；当小车向左加速运动时，下端受摩擦力随车加速，木块上端仍保持原来的运动状态，使得木块向右倾倒；如b图所示。 （c）最初烧杯与小车一起做匀速直线运动； （d）当小车向右减速运动时，烧杯受摩擦力随车减速，烧杯内的水仍保持原来的运动状态，使得水向右倾；当小车向左加速运动时，烧杯受摩擦力随车加速，烧杯内的水仍保持原来的运动状态，使得水向右倾，如d图所示。 由上述实验可知，木块和水都具有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性。 故答案为：一是向右减速运动，二是向左加速运动；保持原来运动状态不变。 12.解析答：（1）坐在行驶的公共汽车里，当汽车突然加速时，人由于惯性，其上身仍要保持原来的运动状态继续向前运动，所以汽车的座椅靠背会突然压你的背； （2）坐在行驶的公共汽车里，当汽车突然减速或刹车时，人的下身随汽车一起速度减小，由于惯性，其上身仍要保持原来的运动状态继续向前运动，所以身体会突然向前倾倒； （3）坐在行驶的公共汽车里，当汽车突然向右拐弯时，人由于惯性，仍保持原来的运动状态，即运动方向不变，所以才表现为向左边倾斜。 学科网（北京）股份有限公司 $$