8.1 牛顿第一定律 自学案 2025-2026学年人教版初中物理八年级下册

该初中物理导学案聚焦《牛顿第一定律》，引导学生理解定律内容、探究背景及惯性现象，建立力与运动关系的正确认知。通过“知识回顾”衔接力的作用效果、运动状态改变等旧知，以“自主预习”中阻力对运动影响的实验及历史观点之争为支架，搭建从旧知到新知的学习脉络。 资料以科学探究为核心，通过完整探究流程渗透控制变量法和理想实验法，培养科学思维与探究能力。习题设计注重辨析与应用，结合生活实例强化惯性理解，同时融入科学家研究历程，渗透科学态度与责任，助力学生自主构建物理观念，提升学习效率。

2025-2026学年人教版初中物理八年级下学期 第八章《运动和力》第一节《牛顿第一定律》自学案 核心素养目标 1.物理观念:形成牛顿第一定律的基本观念,知道定律的探究背景、内容和适用条件,能识别生活中的惯性现象,建立对力与运动关系的正确认知。 2.科学思维:通过分析理想实验的推理过程,初步具备逻辑推理和归纳概括的思维能力,能运用牛顿第一定律解释物体的运动状态变化。 3.科学探究:体验 “提出问题 — 猜想与假设 — 设计实验 — 进行实验 — 分析论证 — 得出结论” 的科学探究过程,理解控制变量法和理想实验法的应用,培养实验设计和分析能力。 4.科学态度与责任:感受科学家(伽利略、牛顿等)探索真理的严谨态度和推理方法,认识牛顿第一定律对力学发展的重要意义,培养尊重事实、勇于质疑的科学精神。 学习重难点 1.理解牛顿第一定律的内容和得出过程,知道力与运动的关系(重点)。 2.解释生活中的惯性现象,区分惯性与力的不同(重难点)。 3.掌握理想实验法的推理逻辑,理解控制变量法在实验中的应用(重点)。 【知识回顾】(衔接旧知) 1.力的作用效果包括改变物体的_和改变物体的_。 2.物体的运动状态改变是指物体的_、_或_发生改变。 3.用手推桌子,桌子会运动;停止推桌子,桌子会慢慢停下来。根据这一现象,有人认为 “力是维持物体运动的原因”,你认为这种观点是否正确?(选填“正确”或“错误”),理由是: 。 【自主预习】(初中核心) 一、阻力对物体运动的影响(实验探究基础) 1.历史观点之争: 亚里士多德(古希腊):认为_是维持物体运动的原因,物体要持续运动,就必须持续受到力的作用。 伽利略(意大利):通过理想实验推理得出,物体的运动_(选填 “需要” 或 “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_的作用。 2.实验探究:“阻力对物体运动的影响” 实验目的:探究阻力大小对物体运动距离的影响。 实验器材:斜面、小车、毛巾、棉布、木板(接触面粗糙程度不同,阻力不同)、刻度尺。 控制变量:为保证小车到达水平面时的速度相同,需让小车从_的高度由静止滑下(控制变量法)。 实验现象: 接触面 阻力大小 小车运动距离 毛巾(粗糙) 最大 最短 棉布(较粗糙) 较大 较长 木板(光滑) 最小 最长 实验推理(理想实验法):如果水平面绝对光滑(阻力为 0),小车将不受力的作用,它会在水平面上做_运动,速度大小和方向都保持不变。 二、牛顿第一定律(惯性定律) 1.内容:一切物体在_的时候,总保持_状态或_状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 2.理解要点: 适用范围:_物体(固体、液体、气体均适用)。 成立条件:_(或合力为 0)。 两种状态:“静止状态” 或 “匀速直线运动状态”,这两种状态统称为 “平衡状态”,物体处于平衡状态时,运动状态不改变。 核心意义:揭示了 “力与运动的关系”—— 力不是维持物体运动的原因,而是_物体运动状态的原因。 3.注意:牛顿第一定律是在大量实验事实的基础上,通过科学推理得出的,_(选填“能”或“不能”)用实验直接验证(因绝对光滑的接触面不存在)。 三、惯性 1.定义:一切物体都有保持原来_状态或_状态的性质,这种性质叫做惯性。 2.惯性的普遍性:惯性是物体的_属性,一切物体在任何情况下都有惯性(静止的物体有惯性,运动的物体有惯性;受力的物体有惯性,不受力的物体也有惯性)。 3.影响惯性大小的因素:惯性的大小只与物体的_有关,质量越大,惯性越大;质量越小,惯性越小。惯性大小与物体的速度、运动状态、是否受力等无关。 4.惯性的利用与防止: 利用:拍打衣服除尘(灰尘由于惯性保持静止,与衣服分离)、跳远助跑(利用惯性跳得更远)、锤头套紧(撞击锤柄使锤头由于惯性套紧)等。 防止:汽车刹车时乘客前倾(需系安全带防止受伤)、雨天路滑减速慢行(防止由于惯性无法及时刹车)、包装易碎品垫泡沫(利用泡沫的缓冲作用减小惯性带来的危害)等。 5.易错提醒:惯性是物体的性质,不是力,不能说 “物体受到惯性”“惯性力”,只能说 “物体具有惯性”。 思考与讨论 一、实验探究与定律推导 1.在 “阻力对物体运动的影响” 实验中,为什么要让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下?如果高度不同,会对实验结果产生什么影响? 2.牛顿第一定律是直接通过实验得出的吗?为什么?这种科学研究方法(理想实验法)的核心是什么? 3.结合牛顿第一定律,分析 “关闭发动机的汽车会慢慢停下来” 的原因:汽车关闭发动机后,是否还受到力的作用?运动状态为什么会改变? 二、牛顿第一定律的应用 1.静止在水平桌面上的书本,为什么能保持静止状态?如果突然撤去桌面的支持力(假设桌面瞬间消失),书本会怎样运动? 2.匀速行驶的火车上,乘客竖直向上跳起后,为什么会落回原地?如果火车突然加速,乘客跳起后会落在哪里?(选填 “起跳点前方”“起跳点后方” 或 “起跳点”) 三、惯性的理解与应用 1.“推动静止的大石头比推动静止的小石块更难”,这一现象能说明惯性大小与质量有关吗?请解释理由。 2.有人说 “速度越大,惯性越大”,比如 “高速行驶的汽车很难刹车,而低速行驶的汽车容易刹车”,这种说法正确吗?为什么? 3.举例说明生活中利用惯性和防止惯性带来危害的实例(各举 1 个,不能与自主预习中的例子重复)。 例题解析 例 1 关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是( ) A. 牛顿第一定律是通过实验直接得出的结论 B. 物体在任何情况下都能保持静止或匀速直线运动状态 C. 物体的运动状态改变,一定是受到了力的作用 D. 牛顿第一定律只适用于不受力的物体 例 2 下列关于惯性的说法中,正确的是( ) A. 惯性是物体的一种力,方向与物体运动方向相同 B. 静止的物体没有惯性,运动的物体才有惯性 C. 质量越大的物体,惯性越大 D. 速度越大的物体,惯性越大,越难刹车 例 3 小明同学在乘坐公交车时发现:当公交车突然启动时,乘客会向后倾倒;当公交车紧急刹车时,乘客会向前倾倒。请用惯性的知识解释这两种现象。 预习小结 本节课在探究 “阻力对物体运动的影响” 的基础上,学习了牛顿第一定律和惯性的相关知识。通过学习我们知道,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;一切物体在不受力时总保持静止或匀速直线运动状态(牛顿第一定律);惯性是物体的固有属性,只与质量有关,生活中既要利用惯性,也要防止其带来的危害。牛顿第一定律是经典力学的重要基础,其推理过程体现了科学探究的严谨性。 课后练习题 1.最早通过理想实验推理得出 “物体的运动不需要力来维持” 的科学家是( ) A. 亚里士多德 B. 伽利略 C. 牛顿 D. 爱因斯坦 2.关于牛顿第一定律,下列说法中错误的是( ) A. 牛顿第一定律又叫惯性定律 B. 牛顿第一定律是在大量实验事实的基础上推理得出的 C. 物体在不受力的作用时,一定处于静止状态 D. 力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因 3.下列现象中,利用了物体惯性的是( ) A. 守门员抓住飞来的足球 B. 跳远运动员助跑后起跳 C. 汽车刹车时,乘客向前倾倒 D. 熟了的苹果从树上掉落 4.下列关于惯性的说法中,正确的是( ) A. 物体的惯性越大,运动状态越容易改变 B. 一切物体在任何情况下都有惯性 C. 物体受到的力越大,惯性越大 D. 静止的物体没有惯性 5.用绳子拉着小车在光滑的水平面上运动,如果绳子突然断开,小车将( ) A. 立即停止运动 B. 继续做匀速直线运动 C. 速度逐渐减小,最后停止 D. 速度越来越大 6.请简述 “阻力对物体运动的影响” 实验的主要步骤和推理过程。 7.为什么跳远运动员在起跳前要助跑一段距离?请用惯性的知识解释。 8.下列现象中,不能用惯性解释的是( ) A. 拍打衣服时,灰尘脱离衣服 B. 人走路时,脚向后蹬地,身体向前运动 C. 行驶的汽车关闭发动机后,继续向前行驶一段距离 D. 投出的篮球,离开手后仍能向前飞行 9.质量为 5kg 的物体 A 和质量为 1kg 的物体 B,谁的惯性更大?为什么?如果将它们带到月球上,它们的惯性会变化吗? 10.小明在玩滑板车时,用力蹬地后,滑板车会向前运动一段距离才停下来。请用牛顿第一定律的知识解释: (1)滑板车为什么会向前运动? (2)滑板车为什么会停下来? 11.(多选)关于力与运动的关系,下列说法中正确的是( ) A. 物体不受力的作用时,一定处于静止状态 B. 物体受到力的作用时,运动状态一定改变 C. 物体的运动状态改变时,一定受到了力的作用 D. 物体做匀速直线运动时,可能不受力的作用,也可能受到平衡力的作用 12.请设计一个实验,验证 “惯性的大小与物体的质量有关”(写出实验器材、实验步骤、实验现象和实验结论)。 学习反思 本节课学习中,你有哪些收获?还有哪些问题? 收获:_ 疑问:_ 【知识回顾】答案 1.运动状态;形状 2.速度大小;运动方向;速度大小和方向 3.错误;桌子停下来是因为受到阻力(摩擦力)的作用,力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因 【自主预习】答案 1、 阻力对物体运动的影响 1.力;不需要;阻力(或摩擦力) 2.同一斜面的同一;匀速直线 2、 牛顿第一定律 1.不受力;静止;匀速直线运动 2.一切;不受力;改变 3.不能 三、惯性 1.静止;匀速直线运动 2.固有 3.质量 思考与讨论答案 1、 实验探究与定律推导 1.目的是让小车到达水平面时的速度相同(控制变量);如果高度不同,小车到达水平面的速度不同,无法比较阻力对运动距离的影响(速度越大,运动距离可能越长,干扰实验结果)。 2.不是;因为绝对光滑的接触面不存在,无法通过实验直接验证不受力的情况;理想实验法的核心是在实验事实的基础上,通过科学推理得出结论(忽略次要因素,突出主要因素)。 3.汽车关闭发动机后,受到水平面的阻力(摩擦力)作用;阻力改变了汽车的运动状态,使其速度逐渐减小,最终停下来。 2、 牛顿第一定律的应用 1.书本受到重力和桌面的支持力,二力平衡(合力为 0),根据牛顿第一定律,物体在不受力(或合力为 0)时保持静止状态;如果撤去支持力,书本只受重力,运动状态改变,会竖直向下运动(下落)。 2.乘客跳起后,由于惯性保持与火车相同的速度向前运动,而火车匀速行驶,所以会落回原地;如果火车突然加速,乘客跳起后速度不变,火车速度变大,乘客会落回起跳点后方。 3、 惯性的理解与应用 1.能;大石头质量大,惯性大,保持静止状态的性质更强,所以更难推动;小石块质量小,惯性小,更容易改变静止状态,说明惯性大小与质量有关。 2.不正确;惯性只与质量有关,与速度无关;高速行驶的汽车难刹车,是因为速度大时,动能大,克服阻力做功多,制动距离长,并非惯性大。 3.利用惯性:洗衣机脱水(水由于惯性脱离衣物);防止惯性危害:汽车座椅安装头枕(防止追尾时头部向后撞击)。(答案不唯一,合理即可) 例题解析答案 例 1 答案:C 解析: A 错误,牛顿第一定律是推理得出的,不能直接实验验证; B 错误,物体在不受力或合力为 0 时才保持静止或匀速直线运动状态,受力时运动状态可能改变; C 正确,根据牛顿第一定律,力是改变物体运动状态的原因,运动状态改变一定受到力的作用; D 错误,牛顿第一定律适用于一切物体,包括受力和不受力的物体(受力时若合力为 0,也遵循其规律)。 例 2 答案:C 解析: A 错误,惯性是性质,不是力; B 错误,一切物体都有惯性,与运动状态无关; C 正确,惯性大小只与质量有关,质量越大,惯性越大; D 错误,惯性与速度无关。 例 3 答案: (1)当公交车突然启动时,乘客的脚随公交车一起向前运动,而乘客的上半身由于惯性保持原来的静止状态,所以会向后倾倒; (2)当公交车紧急刹车时,乘客的脚随公交车一起停止运动,而乘客的上半身由于惯性保持原来的运动状态,所以会向前倾倒。 课后练习题答案 1.答案:B 解析:伽利略最早通过理想实验推理得出 “物体的运动不需要力来维持”,故选 B。 2.答案:C 解析:物体不受力时,可能处于静止状态,也可能处于匀速直线运动状态,故选 C。 3.答案:B 解析:A 是防止惯性;C 是惯性带来的现象,不是利用;D 是重力作用;B 助跑利用惯性跳得更远,故选 B。 4.答案:B 解析:A 错误,惯性越大,运动状态越难改变;B 正确;C 错误,惯性与受力无关;D 错误,静止物体有惯性,故选 B。 5.答案:B 解析:光滑水平面无阻力,绳子断开后小车不受力,根据牛顿第一定律,做匀速直线运动,故选 B。 6.答案: 实验步骤:① 让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,在铺有毛巾的水平面上运动,记录小车运动的距离;② 换用棉布铺在水平面上,重复上述实验;③ 换用木板铺在水平面上,重复上述实验。 推理过程:接触面越光滑,阻力越小,小车运动距离越长;若水平面绝对光滑(阻力为 0),小车将做匀速直线运动。 7.答案:跳远运动员起跳前助跑,是为了获得较大的速度;起跳后,运动员由于惯性,会保持原来的速度继续向前运动,助跑时速度越大,起跳后向前运动的距离越远,所以能跳得更远。 8.答案:B 解析:B 是力的作用是相互的(脚蹬地,地给脚向前的力),与惯性无关;A、C、D 均能用惯性解释,故选 B。 9.答案:物体 A 的惯性更大;因为惯性大小只与质量有关,物体 A 的质量(5kg)大于物体 B 的质量(1kg);带到月球上,它们的质量不变,所以惯性也不变。 10.答案: (1)小明用力蹬地时,地对滑板车产生向前的作用力,改变了滑板车的运动状态,使其由静止变为运动,所以滑板车会向前运动; (2)滑板车向前运动时,受到水平面的阻力(摩擦力)作用,阻力改变了滑板车的运动状态,使其速度逐渐减小,最终停下来。 11.答案:CD 解析:A 错误,不受力时可能匀速直线运动;B 错误,受平衡力时运动状态不变;C、D 正确,故选 CD。 12.答案: 实验器材:两个质量不同的木块(A 质量大,B 质量小)、光滑的水平面、相同的推力。 实验步骤:① 将两个木块放在光滑的水平面上,相距一定距离;② 用相同的推力同时推两个木块,使它们获得相同的初始速度后,撤去推力;③ 观察两个木块在水平面上滑行的距离。 实验现象:质量大的木块 A 滑行的距离更长,质量小的木块 B 滑行的距离更短。 实验结论:在速度相同的情况下,质量越大的物体,惯性越大,运动状态越难改变,滑行距离越长,说明惯性的大小与物体的质量有关。 9 学科网(北京)股份有限公司 $