8.2 牛顿第一定律 讲义-2025-2026学年苏科版物理八年级下册

本讲义聚焦牛顿第一定律核心知识点，从亚里士多德与伽利略关于力与运动关系的观点冲突切入，通过阻力对物体运动影响的实验探究，推导得出牛顿第一定律，进而延伸至惯性的概念、影响因素及应用，构建完整的力与运动知识体系。 该资料以历史观点辨析培养科学思维，通过控制变量法和理想实验法的实验设计提升科学探究能力，结合生活实例的例题与训练题，既助力课堂教学互动，又方便学生课后巩固，深化运动与相互作用的物理观念，有效兼顾教学与复习需求。

第五讲 牛顿第一定律 兴趣起航 亚里士多德（古希腊哲学家）：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。即“力是维持物体运动的原因”。 伽利略（意大利科学家）：物体的运动不需要力来维持，运动的物体之所以会停下来，是因为受到了阻力的作用。如果水平面绝对光滑，物体将会以恒定不变的速度永远运动下去。 两位科学家的观点截然不同，究竟谁的说法正确？物体的运动和力之间到底存在怎样的关系？ - 知识探索 - 知识点1、力与运动的关系 1. 两种观点 物理学家 亚里士多德 伽利略 生活现象 拉小车，小车走，不拉小车，它就停下来 小车开始运动是因为受到拉力，不拉之后停下来时因为收到阻力 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 足球开始运动是因为受到人踢球的力，最后在地面停下来是因为受到她面的阻力 观点 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“物体运动要靠力来维持” 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 2.实验探究：阻力对物体运动的影响 （1）实验猜想：阻力可能是使物体运动速度减小的原因 （2）实验设计：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。 （3）实验器材：小车、斜面、棉布、木板、毛巾、刻度尺等 （4）实验过程：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； 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； 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。 （5）实验记录： 接触面 小车受到阻力大小 小车运动的距离 小车速度减小的情况 毛巾表面 较大 较近 很快 棉布表面 较小 较远 较快 木板表面 最小 最远 较慢 （6）实验结论：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。 对以上实验进一步通过推理得出：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。 （7）涉及到的科学探究方法： ①控制变量法：实验中让小车从斜面上同一位置（顶端）由静止滑下，控制了小车到达水平面时的速度相同，只改变水平面的粗糙程度（即阻力大小），研究阻力对运动状态的影响。 ②理想实验法（或科学推理法）：我们周围的物体表面没有绝对光滑的，物体都要受到力的作用。因此物体受到阻力为零的情况是不存在的，物体受到阻力为零时的运动状态就不能用实验直接验证，只能根据实验现象作进一步推测。但这个结论是以实验为基础，通过分析事实，再进一步推理得出的，所以是有科学依据的，这种方法称为“理想实验法也叫做“科学推理法”。“真空不能传声”也运用了这种研究方法。 知识点2、牛顿第一定律 1. 概念：一切物体都保持静止状态或匀速直线运动状态，除非有力迫使它改变这种运动状态。 2. 对牛顿第一定律的理解 一切：“一切”说明该定律对所有物体都是普遍适用的，没有特例，不论固体、液体，还是气体都适用 定律成立的条件：一是该物体确实没有受到任何外力的作用，这是一种理想化的情况，实际上，不受任何外力作用的物体是不存在的；二是该物体所受力的合力为零，它的作用效果可以等效为不受任何外力作用时的作用效果 或：“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，原来静止的物体仍保持静止状态，而原来运动的物体将保持原来的速度大小和方向继续做匀速直线运动 3.运动状态和力的关系 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。 4.有关牛顿第一定律的两个易误问题 （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）牛顿第一定律不是实验定律，而是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括出来的。由该定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验，因此它已经成为公认的物理学基本定律之一。 【注意】无外力作用时，物体将保持静止状态或匀速直线运动状态而物体究竟保持什么状态，则由它原来的运动状态决定。原来静止的物体在不受力时将保持静止，原来运动的物体在不受力时将保持原来的速度大小和运动方向做匀速直线运动。可简记为“静者恒静，动者恒动” 知识点3、惯性 1. 现象探究：惯性现象 （1）猛然敲击下方的象棋：纸条被抽走了，杯子却留在原地。纸条受到拉力作用，由静止变为运动，杯子不受拉力的作用保持原来的静止状态，留在了原地。 （2）迅速击打硬纸片：硬纸片被打飞了，鸡蛋落人了装有水的杯中。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。 （3）小车突然停止了运动：小车受阻停止了运动，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。 （4）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。 2.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，也就是静止的物体有保持静止的性质，运动的物体有保持运动的性质。 3.对惯性的四点认识 （1）惯性的普遍性：一切物体在任何情况下都具有惯性。 （2）惯性大小的决定因素 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。 （3）惯性与牛顿第一定律的区别 ①惯性是物体本身的一种属性，而牛顿第一定律是物体不受力时遵循的运动定律。 ②任何物体在任何情况下都具有惯性，牛顿第-定律只有物体不受力时才成立。 （4）惯性与力的区别 项目 惯性 力 性质不同 惯性是物体自身的性质，始终具有；与外界条件无关 力是物体对物体的作用，物体间有相互作用时才有，一个物体不会产生力 要素不同 惯性只有大小，大小与质量有关 力不仅有大小，还有方向和作用点 效果不同 保持物体运动状态不变 改变物体的运动状态 表述不同 应说“由于惯性”、“具有惯性”，绝不能说成“惯性力”、“受到惯性”、“受到惯性的作用” 应说“受到力”、“施加力”、“在力的作用下”等 惯性记忆口诀：物体有惯性，惯性物属性，无论动与静，大小质量定。 4. 惯性现象 （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 生活中利用惯性可带来很多方便，例如：锤头松了，把锤柄在石头上憧击几下就可套紧锤头；跳远时助跑可以跳得更远；拍打衣服除掉上面的灰尘；洗手后用力用等，都是利用了物体具有惯性。 （3） 惯性的危害及防止 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。 - 例题精讲 - 题型一、实验：探究阻力对物体运动的影响 例题1、小明利用如图所示的装置，探究在水平面上阻力对物体运动的影响，进行如下操作： A．如图甲所示，将毛巾铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离； B．如图乙所示，取下毛巾，将棉布铺在斜面和木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离； C．如图丙所示，取下棉布，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。 (1)以上操作中错误的操作是 （选填“A”、“B”或“C”）。 (2)实验中每次让小车从斜面同一高度由静止滑下，目的是 。 (3)如图丁所示的是小车在不同水平面运动时速度与时间的关系图像，其中表示小车在毛巾表面上运动的是图线 （选填“a”、“b”或“c”）。 (4)根据实验结果可以得出：水平面越光滑，小车运动的路程越长，小车受到的阻力越小，速度减小得越 （选填“快”或“慢”）。 (5)在光滑水平面上滑行的小车，如果受到的阻力为零，请在图丁中画出此时小车的速度-时间图像 (6)若在实验中，发现小车在棉布和木板上运动时都冲出了水平木板，则改进的方法是 。 【答案】(1)B (2)保证小车在水平面顶端（或斜面底端）时速度相同 (3)c (4)慢 (5) (6)降低小车在斜面由静止释放时的高度 【详解】（1）要探究“在水平面上阻力对物体运动的影响”，根据控制变量法的使用方法，实验中只能阻力改变，其他因素不变，故多次实验中，斜面的粗糙程度不能变化，B选项中棉布铺在了斜面上，与A、C中的斜面粗糙程度不同，故B操作错误。 （2）要探究“在水平面上阻力对物体运动的影响”，根据控制变量法的使用方法，实验中只能阻力改变，其他因素不变，所以小车在水平面顶端时速度需要保持相同，所以每次让小车从斜面同一高度由静止滑下是为了保证小车在水平面顶端时速度相同。 （3）毛巾表面最粗糙，受到的阻力最大，当小车静止时，小车运动的距离最短，所需时间最短，所以对应的图线是图线c。 （4）实验中小车在水平面开始运动时，小车的速度相同，到最后小车速度变为零的过程中，小车速度的变化量相同，当小车滑行的距离越远时，运动的时间就越长，所以小车速度变化的越慢，由图甲、乙、丙可知，木板表面更光滑，受到的阻力更小，小车运动距离更远，故水平面越光滑，小车受到的阻力越小，小车滑行的距离就越远，速度减小得越慢。 （5）由“小问（4）”中进一步推导，当阻力为零时，小车速度减小为零，即小车的速度不变，故小车将以原来的速度做匀速直线运动一直运动下去。图像如图所示： （6）若在实验中，小车在棉布和木板上运动时都冲出了水平木板，说明小车在水平面顶端时速度过大，所以可以减小此时的速度即可，即降低小车在斜面由静止释放时的高度即可。 训练1、下列三幅图为探究阻力对物体运动的影响实验中的操作情景，下列说法正确的是（　　） A．图甲：将毛巾铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下 B．图乙：取下毛巾，将棉布铺在斜面和木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下 C．图丙：小车在木板上滑行的距离最远，惯性最大 D．对比甲、乙、丙三图可知，运动的小车之所以停下来，是因为物体的运动需要力来维持 【答案】A 【详解】A．将毛巾铺在水平木板上，可以增大接触面粗糙程度，用于探究不同阻力下小车的运动情况，操作正确，故A正确； B．实验只需改变水平面的粗糙程度，不应在斜面上铺棉布，这样会改变小车到达水平面时的初速度，影响实验结果，故B错误； C．惯性的大小只由物体的质量决定，小车的质量不变，惯性大小也不变；小车在木板上滑行距离最远，是因为木板表面最光滑，小车受到的阻力最小，故C错误； D．运动的小车停下来，是因为受到阻力的作用，阻力改变了小车的运动状态；所以力不是维持物体运动状态的原因，力是改变物体运动状态的原因，故D错误。 故选A。 训练2、如图所示是探究阻力对物体运动影响的实验装置，第一次实验让小车从棉布表面滑过，第二次实验去掉棉布，让小车直接从木板表面滑过，观察小车滑行的距离。下列说法正确的是（　　） A．第一次实验，木板和斜面都应铺上棉布 B．第二次实验小车滑行距离更大，是因为小车惯性更大 C．两次实验运动的小车都会停下来，说明物体的运动需要力来维持 D．本实验不能直接验证牛顿第一定律 【答案】D 【详解】A．实验中，应将小车从同一斜面的同一高度自由下滑，使小车到达斜面底端的速度相同，所以第一次实验中应该只在水平木板上铺上棉布，故A错误； B．物体的惯性只与物体质量有关，与滑行距离无关，故B错误； C．两次实验中运动的小车都会停下来，是由于小车受到阻力，说明力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因，故C错误； D．由于没有不受力的物体，所以牛顿第一定律无法用实验直接验证，但牛顿第一定律是在大量实验的基础上，牛顿总结概括前人的研究成果得到的一条重要规律，故D正确。 故选D。 训练3、如图所示，在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，记录小车在水平面不同材料上移动的距离如表。关于该实验和记录数据，下列说法不正确的是（　　） 水平面材料 毛巾 棉布 木板 小车移动的距离 19.3 27.8 39.2 A．三次实验需让小车从同一斜面顶端由静止滑下 B．小车在木板上滑行的距离最远，说明小车受到的阻力最小 C．小车在水平面上滑行时，受到的阻力越小，速度减小得越慢 D．该实验可以直接得出：小车运动时如果不受阻力，小车就会做匀速直线运动 【答案】D 【详解】A．实验中，我们让小车从同一斜面的同一高度自由下滑，目的是为了让小车每次到达水平面时的速度都相同，故A正确，不符合题意 BC．小车在木板表面运动的距离最远，说明物体的速度减小得最慢，小车受到的阻力最小，故BC正确，不符合题意； D．接触面越光滑，摩擦力越小，小车的速度减小得越慢。由此推理得出：小车运动时不受阻力，小车就不会停下。由于不受力的物体不存在，所以不能通过本实验直接得出物体不受力时的运动情况，故D错误，符合题意。 故选D。 训练4、在物理学中斜面是一个很重要的模型，在生产、生活中也有着大量的应用，如盘山公路、供轮椅通过的斜坡等，初中物理的学习中与斜面有关的实验也多次使用。 (1)图甲利用斜面和小车测量平均速度，实验时应保持斜面的倾斜角 （选填“较大”或“较小”），这是为了减小测量时间时造成的误差； (2)乙、丙实验都有让物体（小车或小球）从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤，这样操作的目的是控制小车到达水平面的 相同； (3)图乙实验中是通过观察小车在水平面 来反映阻力对物体运动的影响，这里用到的实验方法是 ； (4)由图乙可推理当运动的小车在水平面上所受阻力为零时，小车的运动情况是： 。 【答案】(1)较小 (2)速度 (3) 运动的距离 转换法 (4)做匀速直线运动 【详解】（1）实验时要选择倾斜角较小的斜面，小车在斜面上运行的速度慢，在坡上运行的时间长，方便计时，可以减小测量时间造成的误差。 （2）让小车从斜面的同一高度由静止下滑的目的是，当小车到达水平面时，使小车的速度相同。 （3）[1][2]阻力对物体运动的影响不易观察，实验中，是通过观察小车在水平面上运动的距离来判断小车在水平面上受到阻力的大小，这种研究问题的方法叫转换法。 （4）由实验可知，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，运动距离越远，速度减小得越慢；由此可以推理：如果小车不受任何阻力，它将做匀速直线运动。 训练5、小明在探究“阻力对物体运动的影响”时，采用如图装置，将弹簧一端与墙壁相连，当弹簧处于自然状态时，其自由端处于O点，用手推动小车压缩弹簧自由端至A处（小车与弹簧不相连），迅速松手后，小车将在水平木板面上运动。 (1)为了改变阻力的大小，小明需要在水平木板上铺上 （选填“相同”或“不同”）的材料，材料应铺在木板上的 （选填“O”或“A”）点右侧。 (2)小明每次都将弹簧压缩到A处释放小车的目的是 。 (3)小车运动到O点时所受合力方向 （选填“水平向左”或“水平向右”）。 (4)实验中小车在铺有毛巾和棉布的木板表面上运动距离不同，而在木板上运动时滑出了木板右端，则小明 （选填“需要”或“不需要”）重做该实验以获取可靠的证据，理由是 。 (5)实验中运动的小车最终会停下来，该现象说明力是 （选填“维持”或“改变”）物体运动状态的原因。 【答案】(1) 不同 O (2)保证小车每次经过O点时速度相同 (3)水平向左 (4) 不需要 能够比较出小车在不同材质面上滑行的距离大小 (5)改变 【详解】（1）[1][2]在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，为了改变阻力的大小，小明需要在水平木板上铺上不同的材料。 研究“阻力对物体运动的影响”时，探究的是过O点后，阻力对小车运动的影响，故小明更换的材料应铺在水平面上的O点右侧。 （2）研究“阻力对物体运动的影响”时，要使物体具有相同的初速度，小明每次都将弹簧压缩到A点释放小车的目的是保证小车每次经过O点时速度相同。 （3）弹簧到O点为原长，弹簧在水平方向上对小车没有力的作用，但小车由于惯性继续向右运动，受到水平木板面向左的摩擦力，故小车运动到O点时所受合力方向水平向左。 （4）[1][2]由于小车在木板上运动时滑出了木板右端，小车在铺有毛巾和棉布的木板上运动时，运动距离不同，所以能够比较出小车在不同材质面上滑行的距离大小，所以能够判断阻力对物体运动的影响，故不需要重做本实验。 （5）实验中运动的小车最终会停下来，在阻力的作用下，小车由运动变为静止，该现象说明力是改变物体运动状态的原因。 题型二、牛顿第一定律及惯性 例题2、下列说法正确的是（   ） A．小明乘坐私家车时，系上安全带可以减小惯性 B．小明在匀速直线行驶的火车上，竖直向上跳起将会落在起跳点 C．牛顿第一定律无法用物理实验验证，所以只能是一种猜想 D．牛顿揭示了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 【答案】B 【详解】A．惯性是物体的固有属性，只与物体的质量有关，系安全带不能减小惯性，而是通过约束身体，防止因惯性带来的伤害，故A错误； B．由于火车做匀速直线运动，小明与火车具有相同的水平速度，当他竖直跳起后，由于惯性，他仍保持与火车相同的水平速度，因此会落回起跳点，故B正确； C．牛顿第一定律虽然不能直接通过实验验证，因为现实中无法完全消除外力，但它是在理想实验和大量实验观察基础上总结出来的，具有科学依据，不是简单的猜想，故C错误； D．伽利略通过实验揭示了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，牛顿总结并发展了伽利略等人的研究成果，提出了牛顿第一定律，故D错误。 故选B。 训练1、对于物理学中运动与力的发展过程和研究方法的认识，下列说法中正确的是（　　） A．亚里士多德首先提出了惯性的概念 B．物体受力，运动状态一定改变；物体不受力，一定会保持静止 C．伽利略通过实验观察及符合逻辑的科学推理，揭示了运动和力关系的本质 D．牛顿第一定律是力学的基本定律之一，能够通过现代的实验来直接验证 【答案】C 【详解】A．亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，而伽利略首先提出了惯性的概念，故A错误； B．物体受非平衡力时，运动状态改变，受平衡力时运动状态不变，故B错误； C．伽利略通过斜面实验观察及符合逻辑的科学推理，揭示了力改变物体运动状态这一运动和力关系的本质，故C正确； D．牛顿第一定律是力学的基本定律之一，因为牛顿第一定律的内容是在物体不受任何外力的作用下，而现实生活中没有不受任何外力的物体，所以牛顿第一定律是在实验的基础上，结合推理得出来的，现代的实验手段也不能直接来验证，故D错误。 故选C。 训练2、如图所示，是小慧同学掷实心球的场景，图中虚线表示球的运动轨迹，球从a点上升到最高点b后下落到地面c点，然后继续沿水平地面运动到d点停止。下列说法正确的是（　　） A．球在cd段滚动时受到的重力和支持力是相互作用力 B．球在b点为运动的最高点，为平衡状态 C．球下落时，速度增大，惯性不变 D．球最终到d点停止，说明物体运动需要力来维持 【答案】C 【详解】A．球在cd段滚动时，竖直方向上受到的重力和支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，是一对平衡力，不是相互作用力，故A错误； B．球在b点为运动的最高点，受到重力和阻力作用，无法保持静止或匀速直线运动状态，不是平衡状态，故B错误； C．惯性的大小与质量有关，球下落时，速度增大，质量不变，惯性不变，故C正确； D．球从c运动到d点停止，是因为受到地面的摩擦力，说明力可以改变物体的运动状态，物体的运动不需要力来维持，故D错误。 故选C。 训练3、做探究“阻力对物体运动的影响”的实验时，让小车从斜面上滑下，观察小车在粗糙程度不同的水平面上滑行的距离。实验中（　　） A．应让小车从同一斜面的不同位置由静止滑下 B．小车在斜面上做的是减速直线运动 C．运动的小车在水平面上受到的阻力越小，滑行的距离越大 D．通过实验现象就可以直接得出牛顿第一定律 【答案】C 【详解】A．从不同位置由静止滑下，无法保证小车到达水平面时的初速度相同，故A不符合题意； B．小车在斜面上受重力作用，做加速直线运动，故B不符合题意； C．水平面越光滑（阻力越小），速度减小得越慢，说明阻力越小，小车滑行距离越远，故C符合题意； D．实际中完全不受力的物体不存在，故牛顿第一定律不能直接通过实验得到，牛顿第一定律是在实验基础上通过科学推理得出的，不能直接从实验现象得出，故D不符合题意。 故选C。 训练4、一切物体在不受外力作用时，总保持 状态或匀速直线运动状态。篮球运动员将篮球斜抛到空中，球最终会落到地面，是因为篮球受到 的作用；假如篮球运动到最高点时所有的力全部消失，此时篮球将沿水平方向做 运动。 【答案】 静止 重力 匀速直线 【详解】[1]由牛顿第一定律可知：一切物体在不受外力作用时，总保持静止或匀速直线运动状态。 [2]斜抛到空中的篮球，是由于篮球受到重力的作用，并且重力的方向始终竖直向下，所以，球最终会落到地面。 [3]斜抛到空中的篮球，篮球运动到最高点时水平方向具有速度，根据牛顿第一定律，假如所有的力全部消失，篮球将保持原来的运动状态，即做水平匀速直线运动。 训练5、2025年1月28日，一场名为《秧BOT》的机器人表演惊艳了央视春晚的观众。机器人某时刻的转手绢表演如图甲所示，此时机器人的位置和手臂的位置不变。若两条手绢以相同转速沿顺时针方向转动，如图乙所示，则边缘上的A点和B点相对 （选填“运动”或“静止”）；若一条手绢脱手而出，在不受任何力的情况下，手绢的运动状态应为 （选填“静止”“做匀速直线运动”或“做匀速曲线运动”）。 【答案】 静止 做匀速直线运动 【详解】[1]两条手绢以相同转速转动，边缘上的A点和B点之间的相对位置没有发生变化，因此A点和B点相对静止； [2]根据牛顿第一定律，物体在不受任何力的情况下，会保持原来的运动状态。手绢脱手时是运动的，且不受力时将做匀速直线运动。 训练6、如图所示，两端开口的玻璃管下端套有扎紧的气球，球中装有适量的水，并处于竖直静止状态。若手握玻璃管突然向下运动时，你认为气球会突然 （选填“变大”“变小”或“不变”），理由是 。 【答案】 变小 水具有惯性，要保持原来的静止状态，从而进入玻璃管中 【详解】[1][2]物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性。球中装有适量的水，处于竖直静止状态，若手握管子突然向下运动时，水具有惯性，要保持原来的静止状态，从而进入玻璃管，因此气球会突然变小。 训练7、“踢沙包”是孩子们非常喜爱的游戏，将一个沙包从同一高度以相同速度分别沿竖直向上和斜向上踢出，其运动轨迹如图所示。若到达最高处时沙包所受的力突然全部消失，甲将 ，乙将 （均选填“保持静止状态”或“匀速直线运动”）。 【答案】 保持静止状态 匀速直线运动 【详解】[1]由图可知，甲是沿竖直方向向上抛，当到达最高点时，沙包的速度为零，若此时沙包所受的力突然全部消失，根据牛顿第一定律可知，沙包将保持静止状态。 [2]乙沙包是斜向上抛出，当到达最高点时，沙包在竖直方向上的速度为零，但在水平方向上仍有一定的速度，若此时沙包所受的力全部消失，根据牛顿第一定律可知，沙包将保持外力消失前的速度，沿水平方向一直做匀速直线运动。 训练8、如图所示，小佳同学在竖直平面内用细线悬挂一个小球，将小球拉至A点，不计摩擦，小球可在A、B两点间来回摆动。当小球运动到B点时，细线恰好断开，则小球将 ；当小球运动到B点时，如果一切外力都消失，则小球将 。（两空均填“在B点保持静止”、“沿BD方向运动”、“沿BE方向运动”或“沿BF方向运动”） 【答案】 沿BF方向运动 在B点保持静止 【详解】[1]由图知，当小球摆到B点时，小球速度恰好为零，此时若细线恰好断开，则小球只受重力作用而竖直下落，所以，将沿BF方向运动。 [2]小球摆到点B时，速度为零，因此当外力消失的一瞬间，小球将保持原来的状态，即在B点保持静止。 训练9、如图甲所示，某公路发生一起交通事故，是同向行驶的两辆汽车发生了“追尾”。汽车B刹车后由于 仍撞到了汽车A，此时对汽车A中的司机起保护作用的是 （“安全气囊”或“汽车头枕”）。如图乙所示，有个内壁绝对光滑的大碗放在水平桌面上，一个重为5N的钢球从A点由静止释放（不计空气阻力），如果钢球到达碗内右边与A等高的B点时所有外力消失了，则钢球会 （选填“竖直落下”、“保持静止”或“竖直向上飞出”）。 【答案】 惯性 汽车头枕 保持静止 【详解】[1][2]刹车后，由于汽车B具有惯性，并不能立即停下来，会继续向前滑行一段距离，从而与汽车A发生追尾事故；事故发生瞬间，由于碰撞，汽车A的速度会变大，而司机具有惯性，会继续保持之前的运动状态，使司机向后仰，此时汽车头枕就会对司机起到保护作用，防止损伤颈椎。 [3]大碗的内壁绝对光滑，则钢球在碗内运动时不受摩擦力，钢球运动到达碗内右边与A等高的B点时，竖直方向上的速度为0，此时所有外力消失了，根据牛顿第一定律可知，钢球将保持静止状态。 训练10、(1)滑板运动是孩子们喜爱的运动项目之一，如图所示，一名小孩蹬地后站在滑板车上能向前滑行是因为物体具有 ；滑行过程中，相对于滑板车，小孩是 （静止/运动）的；小孩站在滑板车上时，地面对滑板车的支持力与小孩对滑板车的压力 （是/不是）是一对平衡力。 (2)洒水车车厢内装满水，水面上方有一气泡，如图所示，当洒水车向左突然减速运动时，气泡将向 （选填“左”或“右”）运动，洒水车在洒水过程中，其惯性将 。（选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】(1) 惯性 静止 不是 (2) 右 变小 【详解】（1）[1]小孩蹬地后站在滑板车上能向前滑行是因为具有惯性，保持原来运动状态的性质。 [2]相对于滑板车，滑行过程中，小孩的相对位置没有发生变化，所以是静止的。 [3]地面对滑板车的支持力等于小孩和滑板车的总重力；小孩对滑板车的压力等于小孩的重力，两个力大小不相等，不是平衡力。 （2）[1]当洒水车向左突然减速时，车内的水由于惯性会保持向左的运动趋势，水会向左挤压，从而将气泡“推”向右运动。 [2]洒水车在洒水过程中，质量减小，而惯性的大小与质量有关，因此其惯性将变小。 训练11、自南向北行驶的公交车突然加速，乘客身体会向 倾倒，若公交车沿如图所示的箭头方向急转弯时，乘客身体向 倾倒（以上两空均填“东”、“南”、“西”或“北”）。 【答案】 南 西 【详解】[1]自南向北行驶的公交车突然加速，乘客的下半身随公交车加速向北运动，而乘客的上半身由于惯性，要保持原来的运动状态（速度较小），所以乘客身体会向南倾倒。 [2]公交车沿箭头方向（向东）急转弯时，乘客的下半身随公交车向东转弯，而乘客的上半身由于惯性，要保持原来的运动状态（向北的运动趋势），所以乘客身体向西倾倒。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五讲 牛顿第一定律 兴趣起航 亚里士多德（古希腊哲学家）：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。即“力是维持物体运动的原因”。 伽利略（意大利科学家）：物体的运动不需要力来维持，运动的物体之所以会停下来，是因为受到了阻力的作用。如果水平面绝对光滑，物体将会以恒定不变的速度永远运动下去。 两位科学家的观点截然不同，究竟谁的说法正确？物体的运动和力之间到底存在怎样的关系？ - 知识探索 - 知识点1、力与运动的关系 1. 两种观点 物理学家 亚里士多德 伽利略 生活现象 拉小车，小车走，不拉小车，它就停下来 小车开始运动是因为受到拉力，不拉之后停下来时因为收到阻力 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 足球开始运动是因为受到人踢球的力，最后在地面停下来是因为受到她面的阻力 观点 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“物体运动要靠力来维持” 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 2.实验探究：阻力对物体运动的影响 （1）实验猜想：阻力可能是使物体运动速度减小的原因 （2）实验设计：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。 （3）实验器材：小车、斜面、棉布、木板、毛巾、刻度尺等 （4）实验过程：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； 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； 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。 （5）实验记录： 接触面 小车受到阻力大小 小车运动的距离 小车速度减小的情况 毛巾表面 较大 较近 很快 棉布表面 较小 较远 较快 木板表面 最小 最远 较慢 （6）实验结论：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。 对以上实验进一步通过推理得出：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。 （7）涉及到的科学探究方法： ①控制变量法：实验中让小车从斜面上同一位置（顶端）由静止滑下，控制了小车到达水平面时的速度相同，只改变水平面的粗糙程度（即阻力大小），研究阻力对运动状态的影响。 ②理想实验法（或科学推理法）：我们周围的物体表面没有绝对光滑的，物体都要受到力的作用。因此物体受到阻力为零的情况是不存在的，物体受到阻力为零时的运动状态就不能用实验直接验证，只能根据实验现象作进一步推测。但这个结论是以实验为基础，通过分析事实，再进一步推理得出的，所以是有科学依据的，这种方法称为“理想实验法也叫做“科学推理法”。“真空不能传声”也运用了这种研究方法。 知识点2、牛顿第一定律 1. 概念：一切物体都保持静止状态或匀速直线运动状态，除非有力迫使它改变这种运动状态。 2. 对牛顿第一定律的理解 一切：“一切”说明该定律对所有物体都是普遍适用的，没有特例，不论固体、液体，还是气体都适用 定律成立的条件：一是该物体确实没有受到任何外力的作用，这是一种理想化的情况，实际上，不受任何外力作用的物体是不存在的；二是该物体所受力的合力为零，它的作用效果可以等效为不受任何外力作用时的作用效果 或：“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，原来静止的物体仍保持静止状态，而原来运动的物体将保持原来的速度大小和方向继续做匀速直线运动 3.运动状态和力的关系 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。 4.有关牛顿第一定律的两个易误问题 （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）牛顿第一定律不是实验定律，而是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括出来的。由该定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验，因此它已经成为公认的物理学基本定律之一。 【注意】无外力作用时，物体将保持静止状态或匀速直线运动状态而物体究竟保持什么状态，则由它原来的运动状态决定。原来静止的物体在不受力时将保持静止，原来运动的物体在不受力时将保持原来的速度大小和运动方向做匀速直线运动。可简记为“静者恒静，动者恒动” 知识点3、惯性 1. 现象探究：惯性现象 （1）猛然敲击下方的象棋：纸条被抽走了，杯子却留在原地。纸条受到拉力作用，由静止变为运动，杯子不受拉力的作用保持原来的静止状态，留在了原地。 （2）迅速击打硬纸片：硬纸片被打飞了，鸡蛋落人了装有水的杯中。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。 （3）小车突然停止了运动：小车受阻停止了运动，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。 （4）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。 2.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，也就是静止的物体有保持静止的性质，运动的物体有保持运动的性质。 3.对惯性的四点认识 （1）惯性的普遍性：一切物体在任何情况下都具有惯性。 （2）惯性大小的决定因素 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。 （3）惯性与牛顿第一定律的区别 ①惯性是物体本身的一种属性，而牛顿第一定律是物体不受力时遵循的运动定律。 ②任何物体在任何情况下都具有惯性，牛顿第-定律只有物体不受力时才成立。 （4）惯性与力的区别 项目 惯性 力 性质不同 惯性是物体自身的性质，始终具有；与外界条件无关 力是物体对物体的作用，物体间有相互作用时才有，一个物体不会产生力 要素不同 惯性只有大小，大小与质量有关 力不仅有大小，还有方向和作用点 效果不同 保持物体运动状态不变 改变物体的运动状态 表述不同 应说“由于惯性”、“具有惯性”，绝不能说成“惯性力”、“受到惯性”、“受到惯性的作用” 应说“受到力”、“施加力”、“在力的作用下”等 惯性记忆口诀：物体有惯性，惯性物属性，无论动与静，大小质量定。 4. 惯性现象 （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 生活中利用惯性可带来很多方便，例如：锤头松了，把锤柄在石头上憧击几下就可套紧锤头；跳远时助跑可以跳得更远；拍打衣服除掉上面的灰尘；洗手后用力用等，都是利用了物体具有惯性。 （3） 惯性的危害及防止 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。 - 例题精讲 - 题型一、实验：探究阻力对物体运动的影响 例题1、小明利用如图所示的装置，探究在水平面上阻力对物体运动的影响，进行如下操作： A．如图甲所示，将毛巾铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离； B．如图乙所示，取下毛巾，将棉布铺在斜面和木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离； C．如图丙所示，取下棉布，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。 (1)以上操作中错误的操作是 （选填“A”、“B”或“C”）。 (2)实验中每次让小车从斜面同一高度由静止滑下，目的是 。 (3)如图丁所示的是小车在不同水平面运动时速度与时间的关系图像，其中表示小车在毛巾表面上运动的是图线 （选填“a”、“b”或“c”）。 (4)根据实验结果可以得出：水平面越光滑，小车运动的路程越长，小车受到的阻力越小，速度减小得越 （选填“快”或“慢”）。 (5)在光滑水平面上滑行的小车，如果受到的阻力为零，请在图丁中画出此时小车的速度-时间图像 (6)若在实验中，发现小车在棉布和木板上运动时都冲出了水平木板，则改进的方法是 。 训练1、下列三幅图为探究阻力对物体运动的影响实验中的操作情景，下列说法正确的是（　　） A．图甲：将毛巾铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下 B．图乙：取下毛巾，将棉布铺在斜面和木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下 C．图丙：小车在木板上滑行的距离最远，惯性最大 D．对比甲、乙、丙三图可知，运动的小车之所以停下来，是因为物体的运动需要力来维持 训练2、如图所示是探究阻力对物体运动影响的实验装置，第一次实验让小车从棉布表面滑过，第二次实验去掉棉布，让小车直接从木板表面滑过，观察小车滑行的距离。下列说法正确的是（　　） A．第一次实验，木板和斜面都应铺上棉布 B．第二次实验小车滑行距离更大，是因为小车惯性更大 C．两次实验运动的小车都会停下来，说明物体的运动需要力来维持 D．本实验不能直接验证牛顿第一定律 训练3、如图所示，在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，记录小车在水平面不同材料上移动的距离如表。关于该实验和记录数据，下列说法不正确的是（　　） 水平面材料 毛巾 棉布 木板 小车移动的距离 19.3 27.8 39.2 A．三次实验需让小车从同一斜面顶端由静止滑下 B．小车在木板上滑行的距离最远，说明小车受到的阻力最小 C．小车在水平面上滑行时，受到的阻力越小，速度减小得越慢 D．该实验可以直接得出：小车运动时如果不受阻力，小车就会做匀速直线运动 训练4、在物理学中斜面是一个很重要的模型，在生产、生活中也有着大量的应用，如盘山公路、供轮椅通过的斜坡等，初中物理的学习中与斜面有关的实验也多次使用。 (1)图甲利用斜面和小车测量平均速度，实验时应保持斜面的倾斜角 （选填“较大”或“较小”），这是为了减小测量时间时造成的误差； (2)乙、丙实验都有让物体（小车或小球）从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤，这样操作的目的是控制小车到达水平面的 相同； (3)图乙实验中是通过观察小车在水平面 来反映阻力对物体运动的影响，这里用到的实验方法是 ； (4)由图乙可推理当运动的小车在水平面上所受阻力为零时，小车的运动情况是： 。 训练5、小明在探究“阻力对物体运动的影响”时，采用如图装置，将弹簧一端与墙壁相连，当弹簧处于自然状态时，其自由端处于O点，用手推动小车压缩弹簧自由端至A处（小车与弹簧不相连），迅速松手后，小车将在水平木板面上运动。 (1)为了改变阻力的大小，小明需要在水平木板上铺上 （选填“相同”或“不同”）的材料，材料应铺在木板上的 （选填“O”或“A”）点右侧。 (2)小明每次都将弹簧压缩到A处释放小车的目的是 。 (3)小车运动到O点时所受合力方向 （选填“水平向左”或“水平向右”）。 (4)实验中小车在铺有毛巾和棉布的木板表面上运动距离不同，而在木板上运动时滑出了木板右端，则小明 （选填“需要”或“不需要”）重做该实验以获取可靠的证据，理由是 。 (5)实验中运动的小车最终会停下来，该现象说明力是 （选填“维持”或“改变”）物体运动状态的原因。 题型二、牛顿第一定律及惯性 例题2、下列说法正确的是（   ） A．小明乘坐私家车时，系上安全带可以减小惯性 B．小明在匀速直线行驶的火车上，竖直向上跳起将会落在起跳点 C．牛顿第一定律无法用物理实验验证，所以只能是一种猜想 D．牛顿揭示了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 训练1、对于物理学中运动与力的发展过程和研究方法的认识，下列说法中正确的是（　　） A．亚里士多德首先提出了惯性的概念 B．物体受力，运动状态一定改变；物体不受力，一定会保持静止 C．伽利略通过实验观察及符合逻辑的科学推理，揭示了运动和力关系的本质 D．牛顿第一定律是力学的基本定律之一，能够通过现代的实验来直接验证 训练2、如图所示，是小慧同学掷实心球的场景，图中虚线表示球的运动轨迹，球从a点上升到最高点b后下落到地面c点，然后继续沿水平地面运动到d点停止。下列说法正确的是（　　） A．球在cd段滚动时受到的重力和支持力是相互作用力 B．球在b点为运动的最高点，为平衡状态 C．球下落时，速度增大，惯性不变 D．球最终到d点停止，说明物体运动需要力来维持 训练3、做探究“阻力对物体运动的影响”的实验时，让小车从斜面上滑下，观察小车在粗糙程度不同的水平面上滑行的距离。实验中（　　） A．应让小车从同一斜面的不同位置由静止滑下 B．小车在斜面上做的是减速直线运动 C．运动的小车在水平面上受到的阻力越小，滑行的距离越大 D．通过实验现象就可以直接得出牛顿第一定律 训练4、一切物体在不受外力作用时，总保持 状态或匀速直线运动状态。篮球运动员将篮球斜抛到空中，球最终会落到地面，是因为篮球受到 的作用；假如篮球运动到最高点时所有的力全部消失，此时篮球将沿水平方向做 运动。 训练5、2025年1月28日，一场名为《秧BOT》的机器人表演惊艳了央视春晚的观众。机器人某时刻的转手绢表演如图甲所示，此时机器人的位置和手臂的位置不变。若两条手绢以相同转速沿顺时针方向转动，如图乙所示，则边缘上的A点和B点相对 （选填“运动”或“静止”）；若一条手绢脱手而出，在不受任何力的情况下，手绢的运动状态应为 （选填“静止”“做匀速直线运动”或“做匀速曲线运动”）。 训练6、如图所示，两端开口的玻璃管下端套有扎紧的气球，球中装有适量的水，并处于竖直静止状态。若手握玻璃管突然向下运动时，你认为气球会突然 （选填“变大”“变小”或“不变”），理由是 。 训练7、“踢沙包”是孩子们非常喜爱的游戏，将一个沙包从同一高度以相同速度分别沿竖直向上和斜向上踢出，其运动轨迹如图所示。若到达最高处时沙包所受的力突然全部消失，甲将 ，乙将 （均选填“保持静止状态”或“匀速直线运动”）。 训练8、如图所示，小佳同学在竖直平面内用细线悬挂一个小球，将小球拉至A点，不计摩擦，小球可在A、B两点间来回摆动。当小球运动到B点时，细线恰好断开，则小球将 ；当小球运动到B点时，如果一切外力都消失，则小球将 。（两空均填“在B点保持静止”、“沿BD方向运动”、“沿BE方向运动”或“沿BF方向运动”） 训练9、如图甲所示，某公路发生一起交通事故，是同向行驶的两辆汽车发生了“追尾”。汽车B刹车后由于 仍撞到了汽车A，此时对汽车A中的司机起保护作用的是 （“安全气囊”或“汽车头枕”）。如图乙所示，有个内壁绝对光滑的大碗放在水平桌面上，一个重为5N的钢球从A点由静止释放（不计空气阻力），如果钢球到达碗内右边与A等高的B点时所有外力消失了，则钢球会 （选填“竖直落下”、“保持静止”或“竖直向上飞出”）。 训练10、(1)滑板运动是孩子们喜爱的运动项目之一，如图所示，一名小孩蹬地后站在滑板车上能向前滑行是因为物体具有 ；滑行过程中，相对于滑板车，小孩是 （静止/运动）的；小孩站在滑板车上时，地面对滑板车的支持力与小孩对滑板车的压力 （是/不是）是一对平衡力。 (2)洒水车车厢内装满水，水面上方有一气泡，如图所示，当洒水车向左突然减速运动时，气泡将向 （选填“左”或“右”）运动，洒水车在洒水过程中，其惯性将 。（选填“变大”“变小”或“不变”） 训练11、自南向北行驶的公交车突然加速，乘客身体会向 倾倒，若公交车沿如图所示的箭头方向急转弯时，乘客身体向 倾倒（以上两空均填“东”、“南”、“西”或“北”）。 1 学科网（北京）股份有限公司 $