7.7 牛顿第一定律（教学课件） 物理北师大版（北京）2024八年级全一册

第七章 物体间的相互作用 第七节 牛顿第一定律 2025 八年级上册（北师大（北京）2024） 目录 壹 学习目标 肆 课堂练习 贰 课堂引入 叁 探究新知 陆 课后作业 伍 课堂总结 学习目标 1.通过实验,确认阻力对物体运动的影响，体会控制变量的物理思想。(科学探究) 2.通过实验和科学推理,认识牛顿第一定律。(物理观念、科学思维) 3.知道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。(物理观念) 4.了解力是改变物体运动状态的原因。(物理观念) 课堂引入 在2024年巴黎奥运会上，运动员竭尽全力冲向100米比赛的终点。但运动员冲过终点后，还要继续向前跑一段，并不能立即停下来。 让我们一起走进力学世界，探究其中的奥秘吧! 第1节 力 运动员冲过终点后，为啥不能立即停下来呢？ 知识点1 阻力对物体运动的影响 伽利略 亚里士多德 1. 两种观点——亚里士多德观点 马拉车，车走；停止拉车时，车就停下来。 只有不断地给是球施加力，它才会一直运动，不然就会停下来 如果要使一个物体持续运动，就必须对它施加力的作用。如果这个力被撤销，物体就会停止运动。也就是“力是维持物体运动状态的原因”。 探究新知 知识点1 阻力对物体运动的影响 伽利略 亚里士多德 1. 两种观点——伽利略观点 马车开始运动是因为受到拉力，不拉之后是因为受到阻力 足球开始运动，是因为人给足球施加了力，最后停下来，是因为受到地面的阻力。 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。 探究新知 知识点1 阻力对物体运动的影响 伽利略 亚里士多德 力是维持物体 运动的原因 物体的运动 不需要力来维持 思考：这两种观点，谁是正确的呢？ 下面，我们通过实验探究他们谁对谁错。 探究新知 知识点1 阻力对物体运动的影响 他们到底谁是对的呢？ 斜面（与木板组合在一起）、小车、棉布、毛巾、刻度尺等。 （1）实验器材： 2. 实验探究：阻力对物体运动的影响 【设计实验】 斜面 小车 毛巾 棉布 刻度尺 探究新知 知识点1 阻力对物体运动的影响 取一辆小车，让它三次都从斜面的同一高度由静止滑下。第一次，在水平面上铺毛巾，第二次在水面上铺棉布，第三次让小车在水平模板上滑行。水平面的表面状况反映物体所受到的阻力大小，比较小车每次滑行的距离有什么不同。 （2）实验方法： 表面材料 阻力大小 小车运动距离（cm） 小车速度减小情况 毛巾 大 棉布 中 木板 小 探究新知 知识点1 阻力对物体运动的影响 （1）在水平面上铺上表面最粗糙的毛巾，让小车从斜面上适当位置由静止滑下，观察小车在毛巾表面上运动的距离； 【实验过程】 探究新知 知识点1 阻力对物体运动的影响 （2）撤去毛巾，铺上表面较粗糙的棉布，让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在棉布表面上运动的距离； 【实验过程】 探究新知 知识点1 阻力对物体运动的影响 （3）撤去棉布，铺上较为光滑的木板，让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在木板表面上运动的距离。 【实验过程】 探究新知 知识点1 阻力对物体运动的影响 表面材料 阻力大小 小车运动距离（cm） 小车速度减小情况 毛巾 大 3.45 很快 棉布 中 18.72 较快 木板 小 37.52 较慢 【实验过程】 探究新知 知识点1 阻力对物体运动的影响 小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，小车运动的距离越远。 对本实验进一步通过推理：如果运动的物体受到的阻力为零，速度就不会减小，物体将以恒定不变的速度永远运动下去。 由此可以说明伽利略的说法是正确的，即物体的运动不需要力来维持。 【实验结论】 表面材料 阻力大小 小车运动距离（cm） 小车速度减小情况 毛巾 大 3.45 很快 棉布 中 18.72 较快 木板 小 37.52 较慢 探究新知 知识点1 阻力对物体运动的影响 【交流与讨论】 1. 为什么要选用毛巾、棉布和木板？ 改变水平面上阻力的大小，以便探究阻力对物体运动的影响。 2. 为什么让小车从斜面顶端同一位置静止施放？ 使小车滑到水平面上时，具有相同的速度。 3. 本实验如何验证伽利略观点的正确性？ 运用转换法，通过小车运动距离的远近分析阻力对物体运动的影响 探究新知 知识点1 阻力对物体运动的影响 归纳总结：平面越光滑，受到的阻力越________，小车运动的距离越________ ，速度减小得越_______ 。 小 长 慢 思考：如果物体受到的阻力为零，它是不是就不会停下来？ 探究新知 知识点1 阻力对物体运动的影响 视频讲解：阻力对物体运动的影响 探究新知 知识点1 阻力对物体运动的影响 （1）每次都让同一小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，滑到不同的水平面上，最终静止，则在毛巾表面运动过程中的速度变化量 （选填“大于”、“等于”或“小于”）在玻璃表面运动过程中的速度变化量； 【典例1】同学们利用如图所示的装置“推断物体不受力时的运动情况”，让小车自斜面某一高度从静止开始滑下、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。 等于 由题意可知，小车从斜面上同一高度处滑下，所以小车到达毛巾表面和木板表面的水平面时的速度相等，而且小车最后在毛巾表面和木板表面上都会停下来；所以小车在毛巾表面运动过程中的速度变化量等于在玻璃表面运动过程中的速度变化量。 探究新知 知识点1 阻力对物体运动的影响 （2）由图示可知，小车在玻璃表面运动的距离最 （选填“远”或“近”），这说明小车在玻璃表面运动速度减小的最 （选填“快”或“慢”）； （3）根据这个实验推理：若水平面绝对光滑（即小车不受任何阻力作用），那么运动的小车将一直保持 由此得出物体运动_________力来维持（选填“需要”或“不需要”）。 远 慢 匀速直线运动 不需要 由图可知，在玻璃表面小车滑行的距离最远，小车在玻璃上受阻力最小，可知小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。 由实验可知，阻力越小，速度减小得越慢，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。同时也能说明物体运动不需要力来维持。 探究新知 知识点1 阻力对物体运动的影响 知识点2 牛顿第一定律 300年前，伽利略采用推理的方法得出结论：如果物体在运动中不受到力的作用，它的速度将保持不变。 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运动。 牛顿总结了伽利略等人的研究成果，进一步得出：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。 【回顾历史】 探究新知 知识点2 牛顿第一定律 牛顿第一定律：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。 所有物体 理想状态，即成立的条件 总是这样，没有例外 两者二选一，不能同时存在 1. 牛顿第一定律的内容 探究新知 知识点2 牛顿第一定律 2.运动和力的关系 力是改变物体运动状态的原因，若不受力，则运动状态不改变；反之，如果物体的运动状态发生了改变则物体一定受到了力的作用。 （1）物体的运动状态不改变，是指物体的速度大小和方向不改变，有且仅有两种情况：一是静止，二是匀速直线运动。 （2）物体的运动状态发生了改变，则指物体不再保持静止或匀速直线运动状态。 探究新知 知识点2 牛顿第一定律 3. 有关牛顿第一定律的两点误区 （1）由牛顿第一定律可知，一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，说明物体的运动不需要力来维持，原来运动的物体，不受任何力的作用时，将保持匀速直线运动状态，原来静止的物体将保持静止。因此我们应当切记“力是改变物体运动状态的原因” （2）牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，用科学推理的方法概括出来的，不能用实验直接证明。 探究新知 知识点2 牛顿第一定律 【典例2】关于牛顿第一定律的理解，下列说法正确的是（　　） A．物体总保持匀速直线运动或静止状态 B．一切物体在没有受到外力作用时总保持匀速直线运动状态和静止状态 C．一切物体在没有受到外力作用时总保持匀速直线运动状态或静止状态 D．一切物体在受到外力作用时一定 不会保持匀速直线运动状态或静止状态 C 【详解】一切物体在不受外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，即原来静止的将保持静止状态，原来运动的将保持匀速直线运动状态，物体不可能同时保持静止状态和匀速直线运动状态。物体受平衡力作用时仍保持匀速直线运动状态或静止状态，故C正确，ABD错误。 探究新知 知识点2 牛顿第一定律 【典例3】关于力与运动的关系，下列说法正确的是（　　） A．物体受到力的作用时，运动状态一定会发生改变 B．物体不受力的作用时，一定处于静止状态 C．物体运动状态发生改变时，一定受到力的作用 D．物体静止时，一定不受力的作用 C 【详解】A．物体受到力的作用时，可能运动状态发生改变，或形状发生改变，受到平衡力的作用时，运动状态不变。故A错误； B．物体不受力的作用时，属于平衡状态，处于静止或匀速直线运动，故B错误； C．物体运动状态发生改变时，即力的作用效果已经出现，则说明物体一定受到力的作用，故C正确； D．物体静止时，根据牛顿一定律可能不受力或受平衡力，故D错误。 探究新知 知识点2 牛顿第一定律 【典例4】一个氢气球下用细线悬挂一个重物匀速上升，不计空气阻力，若细线突然断裂时，会出现的现象，可能正确的是（    ） A．氢气球将保持原来的速度继续匀速上升 B．重物立即加速下落 C．重物将先上升后下落 D．重物保持原速度一直上升 C 【详解】重物原来随气球匀速上升，受到拉力和重力作用，当细绳断裂后，由于惯性物体会继续向上运动，但物体此时只受重力作用，方向竖直向下，因此重物在重力作用下会落下来，故C正确，ABD错误。 探究新知 知识点2 牛顿第一定律 知识点3 惯性 1. 现象探究：惯性现象 迅速抽走下方纸片，杯子留在了原地 纸条受到拉力的作用，由静止变为运动，杯子不受力，保持原来静止的状态，留在了原地 迅速敲打硬纸片，纸片被打飞，鸡蛋落入杯中 硬纸片受到击打力的作用，由静止变为运动，纸片上的鸡蛋不受击打力作用，保持原来的静止状态，在重力作用下落人杯中 探究新知 知识点3 惯性 1. 现象探究：惯性现象 小车撞击障碍物，受到阻力，停止运动，但木块却离开了小车 木块不受阻力的作用，保持原来向前的运动状态，滑离了小车 探究新知 知识点3 惯性 一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，我们把这种性质叫做惯性。 2. 惯性的概念 【归纳总结】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。 探究新知 知识点3 惯性 （1）惯性是物体本身的一种属性。 （2）惯性大小的决定因素——质量 一切物体在任何情况下都具有惯性。与物体的运动状态、跟物体受力情况、状态（固态、液态或气态）等因素都无关。 注意：惯性不是力。在解答问题时，只能说“由于惯性”、“具有惯性”。而不能说“受到惯性”、“由于惯性的作用”、“克服惯性”等，否则就将惯性和作用混为一谈。 3. 对惯性的理解 惯性的大小是由物体的质量决定的，质量越大，惯性越大，而与物体的形状、运动状态、所处位置、受力情况等外界因素无关。 探究新知 知识点3 惯性 思考一：电动车突然急刹车，人和车为什么会向前倾摔倒？ 4. 惯性现象 当电动车突然刹车时，车轮停止转动，但人和车由于于惯性，仍保持继续向前运动的状态，所以急刹车时，人和车会向前倾斜，摔倒。 探究新知 知识点3 惯性 当汽车刹车时，人的脚底由于与车厢间的摩擦而随车静止，人的上身由于惯性，会保持继续向前运动的状态，所以刹车或减速时，人会向前倾。 思考二：汽车突然刹车（或减速），人为什么会向前倾斜？ 4. 惯性现象 探究新知 知识点3 惯性 思考三：汽车突然启动（或加速），人为什么会向后仰？ 4. 惯性现象 当汽车突然快速起步或加速时，人的下半身随车前进。人的上身由于惯性，仍保持原来的静止状态，相对前进的车而言，人感觉向后仰了。 探究新知 知识点3 惯性 思考四：跑动中的人，脚被绊住，为什么会向前倒？ 跑动中的人整个身体向前运动，当脚被绊住后停止运动，而上半身由于惯性，仍要保持原来的运动状态，继续向前运动，所以人向前摔倒。 4. 惯性现象 探究新知 知识点3 惯性 (1)概念：物体由于具有惯性而表现出来的现象，叫做惯性现象。 (2)惯性的利用 利用惯性带来的好处 4. 惯性现象 助跑是为了获得更大的水平初速度和起跳角度，当人离开地面之后由于身体惯性将保持这个水平速度，在腾空时间相同时，起跳的水平速度越大跳的越远。 跑步助跳 探究新知 知识点3 惯性 锤头松动后，紧固锤头 当用力使锤柄向下运动时，锤柄由于先于地面接触突然停止运动，锤头由于惯性而继续向下运动，从而使锤头向柄的深部移动，与锤柄结合更紧密。 (2)惯性的利用 探究新知 知识点3 惯性 投篮 这些现象的共同特点是增加了物体脱离手时的运动速度，当物体离开手之后由于具有惯性，将保持这个速度运动下去，所以物体离开手时的速度越大，运动的越远。 掷铅球 投标枪 (2)惯性的利用 探究新知 知识点3 惯性 思考：战斗机投入战斗前要，往往要抛掉副油箱，为什么？ 战斗机投入战斗前抛掉副油箱，减小了飞机的质量，是为了减小飞机的惯性，使飞机的运动状态容易改变，提高灵活性。 探究新知 知识点3 惯性 行驶的车辆在遇到紧急情况下刹不住车，最主要的还是由于惯性，根据惯性定律可知，汽车刹车后，即使轮子不转了，但是由于惯性，汽车还会向前滑动一段距离，如果此时前面有车子离得太近，就会发生交通事故。 (3)惯性的危害与防止 思考：高速公路上为什么要保持车距？ 探究新知 知识点3 惯性 (3)惯性的危害与防止 惯性有时会给人们带来危害，需要防范。如骑车太快容易发生事故，车速太快、车距太近容易发生交通事故，车辆在急速转弯时容易翻车等。为此，交通部门制定了相关规定，如要求小型客车的乘客必须系安全带，防止汽车突然刹车时，人由于惯性向前运动而造成伤害，车辆行驶中要保持车距，限制车速，禁止超载等。 探究新知 知识点3 惯性 汽车发生碰撞时，安全带把人固定在坐椅子上，防止飞出车外。 汽车发生碰撞时，安全气囊会打开，保护人体与方向盘等部件撞击造成的伤害。 (3)惯性的危害与防止 探究新知 知识点3 惯性 【典例5】匀速上升的气球下面悬挂着一个小石块，当细线突然断了以后，石块的运动状态是（　　） A．减速上升一段距离后加速下降 B．匀速上升一段距离后加速下降 C．继续匀速上升 D．立即加速下降 A 【详解】绳子断开前，小石块和气球一起匀速向上运动，细线断开时小石块由于惯性将保持原来的速度继续向上运动；由于小石块受到向下的重力作用，重力方向与速度方向相反，故小石块将向上做减速运动；当速度减到零后，小石块在重力的作用下将向下做加速运动，故小石块的运动状态应是：减速上升一段距离后加速下降，故BCD不符合题意，A符合题意。 探究新知 知识点3 惯性 【典例6】如图所示，飞机要在飞行中向目标处空投救灾物品，空投位置会在 （选填“A”“B”或“C”）点处。救灾物品在空中加速下落的过程中，其惯性将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 A 【详解】[1]飞机空投救灾物品时，由于惯性，救灾物品在下落过程中，会向前运动一段距离，故应在接近目标的上方提前投掷物品，故在图中的A处投放。 [2]惯性与质量有关，救灾物品在空中加速下落的过程中，质量不变，其惯性将不变。 探究新知 知识点3 惯性 不变 1.下列关于力的说法正确的是（　　） A．力是维持物体运动的原因 B．质量越大，惯性越大 C．形状规则、质量分布均匀的物体质量在物体的几何中心 D．用弹簧测力计不能测出物体所受的重力 课堂练习 C 【详解】A．根据伽利略理想实验可知，物体的运动不需要力的维持，故A错误； B．惯性大小只与质量有关，质量越大，惯性越大，故B正确； C．质地均匀，形状规则的物体的重心在它的几何中心上，也可以在物体外、空心球它们的重心在中间的空心部位上，故C错误； D．使用弹簧测力计可以测出物体所受的重力，故D错误。 课堂练习 2. 如图所示，用力击打一摞棋子中间的一个，如果在该棋子飞出时，一切力全部消失，则该棋子上方的棋子会（　　） A．落在原位置的下方 B．跟被击打的棋子一同飞出 C．会向上飞走 D．会悬停在空中静止 D 【详解】在该棋子飞出时，其他棋子由于惯性会保持原来的静止状态不变，如此时全部力消失，则该棋子上方的棋子会静止在空中不会掉下，故ABC不符合题意，D符合题意。 课堂练习 3. 如图所示是一名中学生在体育测试时投掷实心球的情景，下列说法正确的是（　　） A．在空中上升过程中，实心球做的是匀速直线运动 B．在空中下降过程中，实心球运动速度越来越慢 C．在地上滚动最终停下来，说明力能改变物体的运动状态 D．停止运动后，具有的惯性将会立即消失 C 【详解见下页】 课堂练习 C 【详解】A．在空中上升过程中，实心球运动速度和方向都在变化，做的不是匀速直线运动，故A错误； B．在空中下降过程中，实心球运动速度越来越快，故B错误； C．实心球在地上滚动最终停下来，是因为受到摩擦力，说明力能改变物体的运动状态，故C正确； D．惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，不会凭空消失，故D错误。 课堂练习 4.如图所示，将小球从a点由静止释放后经过最低点c后到达最高点b过程中。则小球在c点时受力 （选填“平衡”或“不平衡”）；当小球到达最高点b时，若绳子突然断裂，则小球将沿路线_____（选填“①”“②”或“③”）运动。 不平衡 ① 【详解见下页】 课堂练习 【详解】 [1]将小球从a点由静止释放后经过最低点c时，小球运动速度和方向不断发生变化，即小球不是做匀速直线运动，所以小球处于非平衡状态，受力不平衡。 [2]当小球到达最高点b时，若绳子突然断裂，小球在重力的作用下，竖直向下运动，则小球将沿路线①运动。 课堂练习 5.如图所示，（a）主要表示力能使物体发生 。汽车运动时驾驶员相对于座位是 的，（b）是汽车刹车时的状态，刹车时汽车的惯性将 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。 形变 静止 不变 课堂练习 6.理想实验是研究物理规律的一种重要的思想方法，它能深刻地揭示物理规律的本质。如图1所示，是伽利略著名的斜面理想实验，实验设想的步骤有： (1)如图1所示，把两个斜面对接，让小球由静止开始从左侧斜面上高为h处滚下，如果没有摩擦，小球将达到右侧斜面 （选填“相同”或“不同”）高度的地方； 小球从左侧滚下，由于没有摩擦，则机械能守恒，所以小球能滚到右侧相同高度的地方。 相同 课堂练习 6.理想实验是研究物理规律的一种重要的思想方法，它能深刻地揭示物理规律的本质。如图1所示，是伽利略著名的斜面理想实验，实验设想的步骤有： (2)如图1所示，不断减小右侧斜面的倾角，直到使它成为水平面，小球因不可能达到原来的高度h，就要沿着水平面以 （选填“恒定”或“变化”）的速度持续运动下去； 不断减小右侧斜面的倾角，小球总是能达到相同高度的地方，直到使它成为水平面，因为小球不可能再达到原来的高度h，所以小球就要沿着水平面以恒定的速度一直运动下去。 恒定 课堂练习 6.理想实验是研究物理规律的一种重要的思想方法，它能深刻地揭示物理规律的本质。如图1所示，是伽利略著名的斜面理想实验，实验设想的步骤有： (3)在研究“阻力对物体运动的影响”的实验中（如图2所示），让同一小车从斜面上相同的高度由静止滚下，在粗糙程度不同的平面上运动，小车在水平方向上受阻力的大小可通过小车的 表现出来； 让同一小车从斜面上相同的高度由静止滚下，在粗糙程度不同的平面上运动，由于不同的表面阻力不同，则小车运动的距离也不同，所以小车在水平方向上所受阻力的大小可通过小车移动的距离表现出来；距离越远，小车所示阻力越小。 移动距离 56 课堂练习 6.理想实验是研究物理规律的一种重要的思想方法，它能深刻地揭示物理规律的本质。如图1所示，是伽利略著名的斜面理想实验，实验设想的步骤有： (4)当要研究某个物理量与多个因素的关系时，一般要采用 法。例如：在探究摩擦力与什么因素有关的实验中（如图所示），要研究摩擦力的大小与压力大小关系，就要多次改变 ，同时保持接触面的 不变。 [1]研究某个量受多个因素影响的实验时，应该采用控制变量法来研究。 [2][3]研究摩擦力大小与压力大小关系的实验中，需要控制接触面的粗糙程度相同，多次改变压力大小来进行多次实验。 控制变量 压力的大小 粗糙程度 57 课堂总结 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后“实践与探索”练习 自主安排 配套同步分层作业 59 ENDING! 2024 Thank you for watching! 谢谢观看 $$