博士课堂||初中物理:9.2 牛顿第一定律
发布于 2021-04-21 09:21 ，所属分类：知识学习综合资讯
《望天门山》
【作者】李白 【朝代】唐
天门中断楚江开，碧水东流至此回。
两岸青山相对出，孤帆一片日边来。
今天我们一起学习初中物理第九章第二节《牛顿第一定律》：
01
在运动与力的关系问题上，有两种不同的观点：
①古希腊伟大的思想家、哲学家亚里士多德也是这样认为的：必须有力作用在物体上，物体才能运动，即物体的运动是需要力来维持的。
②意大利天文学家伽利略则认为：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。也就是阻力改变了物体的运动状态，使物体由运动变成了静止。即力是改变物体运动状态的原因。
到底谁说的对呢？下面我们来看一个实验：
探究阻力对物体运动的影响
由实验可以看出，小车依次在毛巾、木板、玻璃上运动时，所受的阻力依次减小，向前运动的距离依次变大。设想一下，如果小车运动时不受阻力，它是不是就不会停下来了？
控制变量法：小车从斜面的同一高度由静止滑下，其目的是使小车到达水平面时的速度相同。
转换法：实验中通过观察小车在水平面上运动的距离来显示阻力对物体运动的影响。
伽利略推测：如果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一直运动下去。
笛卡尔认为：除非物体受到外力的作用，物体将永远保持静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动。
典型例题：【中考•扬州】在探究阻力对物体运动的影响时：
（1）如图甲所示让小车从同一个斜面的同一高度静止释放，目的是 。由图可知，小车受到的阻力越小，小车运动的路程 。如果小车在绝对光滑的水平面上运动，小车将 。
（2）在辨析图乙小明、小华的观点，研究力与运动的关系时，为什么设计探究阻力对物体运动的影响，而不设计探究推力对物体运动的影响，理由是 。
【分析】（1）为完成“阻力对物体运动的影响”的实验，应采用控制变量的思想，即保持小车到达水平面时的速度相同；毛巾、棉布、木板粗糙程度变小，根据实验现象得出结论；由此运动变化的趋势推理想像。（2）影响摩擦力的因素是压力和接触面的粗糙程度。
【解答】解：（1）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；毛巾、棉布、木板粗糙程度变小，阻力变小，根据实验现象，可以得出结论，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，在水平面上运动的距离越远；如果水平面绝对光滑，对小车没有阻力，则小车将做匀速直线运动；
（2）研究阻力对小车运动的影响，需要改变接触面的粗糙程度，且对于同一接触面摩擦力一定，不同接触面，摩擦力不同，容易探究摩擦力对物体的影响，而推力，不易控制其大小且不便于测量推力的大小。
【答案】（1）小车到达水平面时的速度相同；越远；匀速直线运动；（2）同一接触面摩擦力一定，容易探究摩擦力对物体的影响，而推力，不易控制其大小且不便于测量推力的大小。
【点评】本题探究“阻力对物体运动的影响”，考查控制变量法和转化法、推理法的运用等知识。
02
英国科学家牛顿总结了伽利略、笛卡尔等人的研究成果，概括出了一条重要的物理规律——牛顿第一定律：
牛顿第一定律
解释：在没有力的作用时，静止的物体依然静止，运动的物体将做匀速直线运动。即一切物体都处于静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力作用改变物体运动状态为止。
所以，力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因。如果物体的运动状态改变了，说明物体一定受到了力的作用。
我们周围的物体，都要受到力的作用，因此不可能用实验来直接验证这一定律。所以，牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理而概况出来的。此研究物理问题的方法被称为实验推理法。这个物理方法我们在验证“真空不能传声”实验中已经学习过。
03
牛顿第一定律告诉我们：如果物体不受力的作用，原来静止的物体，将依然保持静止状态；原来运动的物体，将保持其速度一直运动下去，即做匀速直线运动。
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。
惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都有惯性。惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，物体的惯性就越大，运动状态就不易改变；惯性大小与物体是否受力、是否运动、运动快慢、是否失重均无关。
惯性是物体一种属性，惯性不是力，也不是某种作用。不能说成物体受到惯性力，或者受到惯性作用。正确的说法是，由于物体具有惯性，还要保持……状态……
⑴利用惯性例子：利用惯性使锤头套紧；铲煤渣；汽车到站前提前关闭发动机；跳远运动员起跳前要助跑；拍打衣服的尘土。
⑵防止惯性例子：汽车安全带; 安全气囊；严禁超载。
习题1.【中考•南京】下列现象中，能用惯性知识解释的是（ ）
A．载重汽车装有许多车轮
B．拍打刚晒过的被子，灰尘脱落
C．手中的石头释放后，下落得越来越快
D．汽车在结冰的路面行驶时，车轮上缠绕铁链
习题2【中考•无锡】用如图所示的装置“探究阻力对物体运动的影响”，探究过程中 ：
（1）需将小车从斜面的 高度处静释放，比较小车在不同 材料的水平支持面上运动的________.
（2）必须保证小车运动在水平支持面上，这是为了让小车在竖直 方向所受 力和支持面对小车的 力相平衡，从而只探究 阻力对物体运动的影响.
习题3【中考•苏州】为了探究阻力对物体运动的影响，小明设计了探究方案，用相同的斜面、木板、玻璃板、棉布、小车做了两次实验，并把实验数据记录在表一、表二中．
表一
表二
(1)分析表一（或表二)可得结论：
(2)综合分析表一和表二还能得出结论：
习题4.【中考•南通】下列关于惯性的说法正确的是（ ）
A．行驶的车突然刹车，乘客前倾，说明车有惯性
B．足球在草地上越滚越慢，它的惯性越来越小
C．跳绳时加大摇绳的速度，可以增加绳的惯性提高成绩
D．骑电动车戴头盔，可减小摔倒时惯性带来的伤害
习题5.【中考•扬州】下列人或物体运动到最高点，若外力全部撤销，能保持做匀速直线运动的是（ ）
A．水中的乒乓球由静止释放上升到到最高点
B．滚摆竖直上升到最高点
C．斜抛出去的皮球落地后又弹到最高点
D．荡秋千的人达到最高点
习题6.【中考•苏州】公交驾驶员进行驾驶技能比赛时，可通过“一杯水”来考验驾驶员的行车技术．将一杯水静置在公交车的置物台上（如图），司机突然刹车时，杯中水可能发生的情况是（ ）
A、仍保持水平B、将向前溢出
C、将向后溢出D、会溢出，但不能确定溢出方向
完
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