9.2牛頓第一定律

蘇科版八年級下冊第九章《力與運動》9.2牛頓第一定律【知識梳理】一、牛頓第一定律1．探究阻力對物體運動的影響的實驗如圖，給水平桌面鋪上粗糙不同的物體，讓小車自斜面同一位置從靜止開始滑下。觀察小車從同一高度滑下后，在不同表面運動的距離。（1）三次實驗小車都從同一位置滑下的目的是：保證小車開始沿著平面運動的速度相同。（2）實驗現(xiàn)象：在小車具有相同初速度的情況下，桌面越光滑，阻力越小，小車在桌面上滑行的距離越長。（3）實驗得出結(jié)論：在同樣條件下，支持面越光滑，小車受到的阻力越小，速度減小得越慢，小車運動的路程越長。（4）理想化推理：在理想情況下，如果小車在絕對光滑的平面上運動，即不受任何阻力作用，物體將以恒定不變的速度永遠運動下去。（5）本實驗所使用的方法：①理想實驗法：即在實驗的基礎(chǔ)上，進行理想化推理。②控制變量法：控制小車開始沿著平面運動的速度相同。③轉(zhuǎn)換法：通過小車在平面上運動的距離反映小車受到的阻力大小。2．牛頓第一定律（1）牛頓總結(jié)了伽利略、笛卡兒等人的研究成果，得出了牛頓第一定律，其內(nèi)容是：一切物體，在沒有受到力的作用時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。（2）說明：①牛頓第一定律是在大量經(jīng)驗事實的基礎(chǔ)上，通過進一步推理而概括出來的，且經(jīng)受住了實踐的檢驗，所以已成為大家公認的力學基本定律之一。但是，世界上并沒有不受力的物體，因此不可能用實驗來直接證明牛頓第一定律。②牛頓第一定律的內(nèi)涵：物體受到的一切力都消失后，原來靜止的物體將保持靜止狀態(tài)，原來運動的物體，不管原來做什么運動，物體接下來都將保持力消失瞬間的運動狀態(tài)做勻速直線運動。③牛頓第一定律表明：物體的運動不需要力來維持。二、慣性1．定義：一切物體都有保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)，物體保持運動狀態(tài)不變的性質(zhì)叫做慣性。2．說明：慣性是物體的一種固有屬性。一切物體在任何情況下都有慣性，慣性大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，與物體是否受力、受力大小、是否運動、運動速度等皆無關(guān)。3．對慣性的理解：表現(xiàn)為物體對其運動狀態(tài)變化的一種阻抗程度，當物體不受力或受到平衡力時，慣性表現(xiàn)為物體保持其運動狀態(tài)不變，即保持靜止或勻速直線運動；當物體受到非平衡力時，慣性表現(xiàn)為外力改變物體運動狀態(tài)的難易程度，慣性越大，物體的運動狀態(tài)越難改變。4．慣性的利用和防范事例慣性的利用跳遠前助跑;洗衣機脫水;拍打衣服上的灰塵;撞擊錘柄,使錘頭緊套在錘柄上;打夯等。慣性帶來的危害的防范系安全帶;汽車座椅的頭枕；汽車的安全氣囊;開車時保持車距;乘公交時拉好手環(huán);易碎品周圍墊塑料泡沫;自行車拐彎要減速,防止摔倒等?！疽族e點】1．慣性不是力的作用，只能用“具有”、“由于”、“因為”搭配表達，不能用“受到慣性”、“慣性作用”、“慣性力”等表達。2．慣性體現(xiàn)改變物體運動狀態(tài)的難易程度，不僅體現(xiàn)在改變運動快慢的難易程度上，也體現(xiàn)在改變運動方向的難易程度上。例如，戰(zhàn)斗機在近距離格斗時，都要拋掉副油箱以增加靈活性，避免中彈。3．慣性大不僅體現(xiàn)在慣性越大，減速越困難，也體現(xiàn)在慣性越大，加速越困難。例如，車越重，不僅剎車越困難，加速也越慢。4．物體若在某一方向不受力，那么物體在這一方向上將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。例如，人在行駛的車上跳起，在豎直方向受到重力，在水平方向不受力，那么人將保持與車相同的水平速度，下落在起跳點。【規(guī)律總結(jié)】利用慣性知識分析生活中慣性現(xiàn)象的思路1．觀察情景中都有哪些物體。2．分清哪個物體受到了外力，運動狀態(tài)發(fā)生了改變，哪個物體運動狀態(tài)保持不變。3．若運動狀態(tài)改變的物體是減速，則運動狀態(tài)保持不變的物體將相對向前運動，若運動狀態(tài)改變的物體是加速，則運動狀態(tài)保持不變的物體將相對向后運動。例如，站在行駛的公交車上的人，當車突然剎車時，車減速，人的腳受到車地板的摩擦力隨著車一起減速，人的上半身保持原來的運動速度將相對于車向前運動。4．若情景中有多個運動狀態(tài)保持不變的物體，則哪個慣性大，哪個更能保持原有運動狀態(tài)不變，慣性小的物體將相對于慣性大的物體向相反方向運動。例如，一輛正在行駛的裝滿水的罐車，水中有一個氣泡，當車突然剎車時，水和氣泡將保持原有運動狀態(tài)相對于車向前運動，但水的質(zhì)量大于氣泡的質(zhì)量，那么水更能保持原有的運動狀態(tài)，氣泡將被水擠到車的后方?！镜淅治觥?．（2023·湖南長沙·八年級月考）關(guān)于牛頓第一定律和慣性，下列說法錯誤的是（）A．牛頓第一定律不可能用實驗直接驗證B．牛頓第一定律是公認的物理學基本定律之一C．撞擊錘柄下端使錘頭套緊在錘柄上，是利用錘頭的慣性D．短跑運動員沖過終點后，不能立刻停下，說明物體的速度越大則慣性越大【答案】D【詳解】A．牛頓第一定律是在實驗的基礎(chǔ)上通過推理得出的，而絕對不受力的物體在通常的情況下是不存在的，所以不能用實驗直接驗證，故A正確，不符合題意；B．牛頓第一定律雖然不能用實驗直接驗證，但經(jīng)受住了實踐的檢驗，是公認的物理學基本定律之一，故B正確，不符合題意；C．撞擊錘柄下端時，錘柄停止了運動，而錘頭由于慣性，要保持原來的運動狀態(tài)向下運動，于是便套緊在錘柄上，故C正確，不符合題意；D．短跑運動員沖過終點后，不能立刻停下，是因為運動員自身的慣性，慣性的大小只與物體質(zhì)量有關(guān)，跟其他因素無關(guān)，故D錯誤，符合題意。故選D。2．有一架飛機沿水平向右做勻速直線運動，每隔1秒鐘從飛機上輕輕釋放一只小球，當三只小球落下但均未落至地面時，若不計空氣阻力，則這三只小球在空中的排列情況應(yīng)是圖中的（）A．B．C．D．【答案】C【詳解】飛機沿水平向右做勻速直線運動時，從飛機上輕輕釋放小球，小球由于慣性，保持原來的運動狀態(tài)不變，繼續(xù)向前飛行，因此三個小球在下落過程中，都是以原來的速度向前運動，小球受地球引力的作用下，同時向下運動，故三個小球下落時，在同一鉛垂線上。故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。3．（2022·湖南益陽·自主招生）如圖所示，繩子吊著小球從A點釋放，小球會擺動到B點再擺動到C點，再從C點擺回A點，來回擺動數(shù)次。假如小球擺到BC間某點時一切外力突然消失，則小球的狀態(tài)是（）A．靜止B．勻速直線運動C．圓周運動D．減速運動【答案】B【詳解】由題意知，小球從A到B，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，由B到C，由動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，A、C兩點為最高點，小球在兩點的重力勢能最大，速度為零，當小球擺到BC間某點時，仍有垂直與繩子方向的速度，根據(jù)牛頓第一定律可知，若此時一切外力突然消失，小球?qū)⒈３执藭r的速度做勻速直線運動，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B?！緤Z冠訓練】一、單選題1．（2021·四川巴中·八年級期中）下列關(guān)于牛頓第一定律的說法，正確的是（）A．由牛頓第一定律可知，物體在任何情況下始終處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)B．牛頓第一定律是實驗得出的，因此可以實驗證明C．牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時的運動規(guī)律，因此物體只在不受外力時才有慣性D．牛頓第一定律既揭示了物體保持原有運動狀態(tài)的原因，又揭示了力的本質(zhì)是改變運動狀態(tài)的【答案】D【詳解】A、由牛頓第一定律可知，物體在不受力的作用時，總保持靜止狀態(tài)或物體做勻速直線運動狀態(tài)，故A錯誤；B、牛頓第一定律在基于實驗事實基礎(chǔ)上經(jīng)過科學的推理得出的，故B錯誤；C、一切物體都具有慣性，與是否受力無關(guān)，故C錯誤；D、牛頓第一定律既提出了物體不受力作用時的運動規(guī)律（慣性定律），又提出了力是改變物體運動狀態(tài)的原因，故D正確。故選D。2．（2021·江蘇鹽城·八年級期中）豎直上拋一個小球，到達最高點時如果受到的力都消失，則（）A．保持靜止B．做勻速直線運動C．向下運動D．無法確定【答案】A【詳解】當物體上升到最高點時，物體的速度為零，如果此時受到的力全部消失，根據(jù)牛頓第一定律可知，物體要保持現(xiàn)在的靜止狀態(tài)，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。3．（2022·山東淄博·八年級期末）關(guān)于慣性，以下說法正確的是（）A．高速公路嚴禁超速，是因為速度越大慣性越大B．行駛中的公交車緊急剎車瞬間，若其受的力全部消失，則車會靜止C．行駛中的公交車緊急剎車時，乘客會向前傾，是由于受到慣性的作用D．百米賽跑運動員到達終點不能馬上停下來，是由于運動員具有慣性【答案】D【詳解】A．物體的慣性大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，與運動狀態(tài)、速度等因素無關(guān)，高速公路嚴禁超速，是因為速度越大動能越大，故A錯誤；B．行駛中的公交車緊急剎車瞬間，公交車由于具有慣性，仍然會向前運動，若其受的力全部消失，則車會做勻速直線運動，故B錯誤；C．行駛中的公交車緊急剎車時，乘客會向前傾，是因為乘客具有慣性，慣性不是力，不能說受到慣性的作用，故C錯誤；D．百米賽跑運動員到達終點后停止用力奔跑，但由于運動員具有慣性，還要保持原來的運動狀態(tài)向前運動，所以不能馬上停下來，故D正確。故選D。4．（2020·河北石家莊·八年級期末）如圖所示，在一輛放在水平地面上的表面光滑的小車上（小車足夠長），有兩個質(zhì)量不同的小球和（m1>m2），隨車一起沿水平方向向右勻速運動，如果不考慮空氣阻力，且車身足夠長，當車子突然停止，這兩個小球?qū)ⅲǎ〢．一起向右運動，且的速度大于的速度B．一起向左運動，且的速度大于的速度C．一起向右運動，且的速度等于的速度D．一起向右運動，并速度越來越小最終停止運動【答案】C【詳解】車停止前，兩個小球和小車一起向右做勻速直線運動，并且兩個小球和小車具有共同的速度，當小車突然停止時，由于小球在光滑接觸面上，水平方向沒有力，因此兩個小球由于慣性，還要保持原來大小不變的相等的速度向右做勻速直線運動；故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。5．（2022·河南鄭州·八年級期末）日常生活中，處處有物理。下列分析正確的是（）A．小朋友蕩秋千到最高點時受到的外力突然全部消失，他將保持靜止狀態(tài)B．豎直向上拋出的籃球達到最高點時，受到平衡力的作用C．雞蛋碰石頭，雞蛋碎了，說明雞蛋受到的力大于石頭受到的力D．短跑運動員沖過終點后，不能立刻停下，說明物體的速度越大慣性越大【答案】A【詳解】A．一切物體在沒有受到外力作用時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，如果所有的外力突然全部消失，小朋友蕩秋千到最高點時將保持靜止狀態(tài)，故A正確；B．球運動到最高點時，只受重力作用，因此受非平衡力的作用，故B錯誤；C．力的作用是相互的，雞蛋碰石頭時，雞蛋受到的力等于石頭受到的力，故C錯誤；D．慣性大小只與質(zhì)量有關(guān)，與速度大小無關(guān)，故D錯誤。故選A。6．（2022·貴州安順·八年級期末）關(guān)于慣性，以下說法正確的是（）A．高速公路嚴禁超速，是因為速度越大慣性越大B．百米賽跑運動員到達終點不能立即停下來，是由于運動員具有慣性C．行駛中的公交車緊急剎車瞬間，若其所受的力全部消失，則車會靜止D．行駛中的公交車緊急剎車時，乘客會向前傾，是由于受到慣性的作用【答案】B【詳解】A．物體的慣性大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，與運動狀態(tài)、速度等因素無關(guān)，高速公路嚴禁超速，是因為速度越大動能越大，故A錯誤；B．百米賽跑運動員到達終點后停止用力奔跑，但由于運動員具有慣性，還要保持原來的運動狀態(tài)向前運動，所以不能馬上停下來，故B正確；C．行駛中的公交車緊急剎車瞬間，公交車由于具有慣性，仍然會向前運動，若其受的力全部消失，則車會做勻速直線運動，故C錯誤；D．行駛中的公交車緊急剎車時，乘客會向前傾，是因為乘客具有慣性，慣性不是力，不能說受到慣性的作用，故D錯誤。故選B。7．（2022·山東濟南·八年級期末）加速豎直上升的氣球下端用繩子拴著一個小石塊，當繩子突然斷了以后，如果石塊受到的一切外力同時消失，那么它將（）A．豎直向上做勻速直線運動 B．先減速上升，后加速下降C．立刻停在空中靜止不動 D．立刻向下加速運動【答案】A【詳解】牛頓第一定律的內(nèi)容：一切物體在不受外力的作用時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。一切物體具有保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì)，即一切物體都具有慣性。原來小石塊隨氣球一起加速豎直上升，繩子突然斷裂的同時，石塊受到的一切外力全部消失，由于石塊具有慣性，石塊將保持原來的運動狀態(tài)不變，豎直向上做勻速直線運動。故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。8．（2021·四川宜賓·八年級期末）慣性在日常生活中有很多的應(yīng)用，下列關(guān)于慣性的說法中正確的是（）A．撞擊錘柄的下端可以緊固錘頭是利用了物體的慣性B．運動員助跑以提高跳遠成績是因為運動員受到慣性的作用C．司機系上安全帶可以減小慣性D．高速行駛的列車很難停下來，說明物體速度越大慣性越大【答案】A【詳解】A．緊固錘頭時撞擊錘柄的下端，松動的錘頭就緊套在錘柄上，這是利用了錘頭的慣性，故A正確；B．跳遠比賽時，運動員加速跑，跳起時，由于慣性繼續(xù)保持原來速度前進，提高了成績，利用了自身的慣性，慣性不是力，不能說受到慣性作用，故B錯誤；C．司機及乘員系上安全帶，是為了減小由于慣性帶來的傷害，慣性大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，人的質(zhì)量不變，則慣性大小不變，故C錯誤；D．高速行駛的火車不容易停下來，說明車停下來需要的時間長，慣性大小與物體的質(zhì)量有關(guān)，與物體速度大小無關(guān)；其質(zhì)量越大，慣性越大，故D錯誤。故選A。9．（2020·甘肅平?jīng)觥ぐ四昙壠谀┤藗冇袝r要利用慣性，有時要防止慣性帶來的危害。下列屬于防止慣性帶來危害的是（）A．拍打衣服，把灰塵拍去 B．將足球射入球門C．公路上汽車限速行駛 D．跳遠時快速助跑【答案】C【詳解】A．拍打衣服前，衣服和灰塵一起靜止，當拍打時，衣服運動，灰塵由于慣性還要保持原來的靜止狀態(tài)，所以灰塵從衣服上掉下來，是利用慣性，故A不符合題意；B．將足球踢出后，足球不再受到力的作用，但由于具有慣性，仍要保持原來的運動狀態(tài)，從而射入球門，是利用慣性，故B不符合題意；C．限速行駛是防止遇到緊急情況，車由于慣性仍要保持原來的運動狀態(tài)，不能馬上停下來，所以是防止慣性帶來的危害，故C符合題意；D．助跑的目的是讓運動員在起跳前有一個較大的速度，起跳時，人由于慣性還要保持他起跳前的速度，從而能跳的更遠，這是利用了慣性，故D不符合題意。故選C。10．（2022·安徽六安·八年級期中）秋千蕩到最高點時，如果受到的力全部消失，下列現(xiàn)象可能會發(fā)生的是（）A．繼續(xù)來回擺動B．做勻速直線運動C．保持靜止狀態(tài)D．做勻速圓周運動【答案】C【詳解】物體在不受外力時，總保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)；秋千蕩到最高點時刻瞬間靜止（速度為0），所以此時如果不受任何力了，要繼續(xù)保持靜止狀態(tài)，故ABD錯誤不符合題意，C符合題意。故選C。11．（2020·遼寧葫蘆島·八年級期末）沿東西方向向前直線行駛的車內(nèi)，小明給小芳連拍兩張照片如圖所示，發(fā)現(xiàn)照片中的廣州塔發(fā)生了移動，杯子里的水溢了出來，拍照過程中車可能（）A．向東加速B．向西加速C．向東減速D．向西減速【答案】D【詳解】由圖可知，以廣州塔為參照物，小芳是向西運動的，所以車是向西行駛的；杯子中的水原來隨車一起向西運動，當車突然減速時，杯內(nèi)的水由于慣性要保持原來較快的速度向西運動，所以水會向西溢出，故D符合題意，ABC不符合題意。故選D。二、填空題12．（2022·廣東中山·八年級期中）如圖所示，用細線拴一塊橡皮甩起來，使橡皮繞手做勻速圓周運動，此時橡皮的運動狀態(tài)______（填“發(fā)生”或“不發(fā)生”）改變，橡皮受到______（填“平衡”或“非平衡”）力的作用。如果這時橡皮所受所有的力都突然消失，橡皮將做______運動?！敬鸢浮?/p>

發(fā)生

非平衡

勻速直線【詳解】[1][2]橡皮的速度大小不變，但方向改變，所以其運動狀態(tài)改變，橡皮的運動方向時刻變化，所以受到非平衡力的作用。[3]由牛頓第一定律可知，若橡皮所受所有的力都消失，橡皮將做勻速直線運動。13．（2021·貴州六盤水·八年級期中）如圖所示，一鋼球從四分之一圓槽的頂端滑下，若滑到最低點（O點）時鋼球受到的一切外力同時消失，則鋼球?qū)⒀豞____（選填“1”“2”“3”或“4”）的路線運動。【答案】2【詳解】根據(jù)牛頓第一定律可知，一切物體在沒有受外力作用時，靜止的將保持靜止，運動的將保持勻速直線運動，鋼球滑到最低點（O點）時，鋼球的速度水平向右，此時鋼球受到的一切外力同時消失，他將保持原來的運動狀態(tài)，繼續(xù)向前做勻速直線運動，即鋼球的運動路線是2。14．（2022·江蘇南京·八年級期中）如圖所示，小凱用盡全力也沒拉動一頭大水牛，下列說法正確的是_______【只填序號】。A．小凱對牛的拉力小于牛對小凱的拉力 B．小凱對牛的拉力等于水牛受到的靜摩擦力C．大水牛沒有受到拉力的作用 D．地面對小凱的摩擦力方向水平向左若在繩子被拉斷的瞬間，所有的力都消失，則小凱將_______（選填“向前摔倒”“向后摔倒”“保持原有姿勢不動”或“無法判定”）。【答案】

BD

保持原有姿勢不動【詳解】[1]AC．小凱對牛的拉力與牛對小凱的拉力是相互作用力，所以大小相等，故AC錯誤；B．因為牛處于靜止狀態(tài)，所以繩子對牛的拉力與地面對牛的摩擦力大小相等，方向相反，作用在同一條直線上，作用在同一個物體上，是一對平衡力，則小凱對牛的拉力等于大水牛受到的靜摩擦力，故B正確；D．繩子對小凱有水平向右的拉力，即小凱相對于地面有水平向右運動的趨勢，故地面對小凱的摩擦力方向水平向左，故D正確；故選BD。[2]小凱原來與大水牛處于僵持狀態(tài)，在繩子被拉斷的瞬間，所有的力都消失，根據(jù)牛頓第一定律，小凱將保持原有姿勢不動。15．（2022·廣東揭陽·八年級期中）運輸液體貨物的槽車，液體上有氣泡，如圖所示，當車開動時，氣泡將向______運動；剎車時，氣泡將向_____運動（前兩空選填“前”或“后”），其原因是_______（選填“氣體”或“液體”）具有慣性?！敬鸢浮?/p>

前

后

液體【詳解】[1][2][3]當車開動時，液體由于慣性要保持原來的靜止狀態(tài)，故液體相對車向后運動，故會將氣泡擠向前方；剎車時，液體由于慣性要保持原來的運動狀態(tài)，繼續(xù)向前運動，所以會將氣泡擠向后方。16．（2022·江西吉安·八年級期末）沿水平方向勻速飛行的轟炸機，要擊中地面目標，應(yīng)在飛到目標________（選填“正上方”、“正上方之前”或“正上方之后”）投彈；假如炸彈投出后，重力突然消失，且忽略空氣阻力，則炸彈將________運動（選填“停止”、“勻速直線”或“加速”）?！敬鸢浮?/p>

正上方之前

勻速直線【詳解】[1]飛機上的炸彈，應(yīng)在地面目標正上方之前投出，因為炸彈投出后，由于慣性，還要往前運動。[2]投出的炸彈所受的重力突然消失，空氣阻力忽略了，則所受的外力為0，炸彈將保持原來的運動狀態(tài)不變，所以會做勻速直線運動。17．（2020·湖北荊州·八年級期末）如圖所示是一起交通事故，兩部同向行駛的汽車發(fā)生“追尾”，觀察汽車A的尾部向上翹起，說明力能使物體發(fā)生______：此時，對汽車A中的司機起保護作用的是______（選填“安全氣囊”或“汽車頭枕”或“安全帶”）【答案】

形變

汽車頭枕【詳解】[1][2]汽車A的尾部向上翹起，說明力能夠改變物體的形狀；在車輛發(fā)生追尾時，前面汽車A迅速向前運動，A車中的司機由于慣性會保持原來的運動狀態(tài)，人會向后倒，此時由于車輛加速的壓力都集中在人體脆弱的頸部和頭部，而頭枕則對此起緩沖作用，保護人體頭部。三、實驗題18．（2023·湖南長沙·八年級月考）小華設(shè)計了如圖所示的實驗裝置探究“阻力對物體運動的影響”，使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小車。（1）實驗時每次都要將小車從斜面的同一位置由靜止釋放，以保證小車到達斜面底端（水平面）時的______相同；（2）可以看到小車沿木板表面滑行的距離較長，是因為阻力較小，速度減小得較______（填“快”或“慢”）；（3）從實驗現(xiàn)象進一步推理，若小車運動時不受阻力，則小車將在水平面上做______；（4）該實驗還用到了______和______的實驗方法；（5）若實驗中小車僅在木板上滑行時滑出了右端，小明認為僅降低丙圖中小車釋放時的高度即可，小明的觀點______（選填“正確”或“錯誤”）?！敬鸢浮?/p>

初速度

慢

勻速直線運動

轉(zhuǎn)換法

控制變量法

錯誤【詳解】（1）[1]探究阻力