第一节 牛顿第一定律

第一节 牛顿第一定律

一、学习目标

1.通过实验，确认阻力对物体运动的影响。

2.经历建立牛顿第一定律的科学推理过程，认识牛顿第一定律。

3.能通过生活实验和大量事实认识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。 二、知识点

1.阻力对物体运动的影响 (1)亚里士多德的观点

古希腊学者亚里士多德认为：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。力是维持物体运动的原因。 (2)伽利略的观点

伽利略通过实验和思考，认为亚里士多德的这一观点是错误的。伽利略认为：物体的运动不需要力来维持，物体之所以会停下来，是因为受到了摩擦阻力，力是改变物体运动状态的原因。 (3)实验探究：阻力对物体运的影响

实验结论：水平面越光滑，小车受到的阻力越小，运动的距离越大，也就是说小车受到的阻力越小，速度减小的越慢。

对以上实验进一步推理得出：如果物体表面绝对光滑，物体受到的阻力为0，物体将以恒定不变的速度永远的运动下去。有本实验可以得出伽利略的说法是正确的。物体的运动不需要力来维持，亚里士多德认为需要加的力，其实是用来平衡阻力的。

例1.如图所示的是伽利略著名的斜面理想实验，实验设想的步骤有： ①减小第二个斜面的倾角，小球在该斜面上仍然需要达到原来的高度。 ②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球滚上另一个斜面。

③继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的均速运动。 ④如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度。

⑴请将上述步骤按照正确的顺序排列__________________（只需填序号）。

⑵在上述设想步骤中，有的属于可靠事实，有的则是理想化的推论。下面关于这事实和推论的分类正确的是（ ）

A.①是事实，②③④是推论 B.②是事实，①③④是推论 C.③是事实，①②④是推论 D.④是事实，①②③是推论 2.牛顿第一定律

(1)英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出一条重要的物理规律——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。

科学推理法：牛顿第一定律的得出采用了多次试验获取多组数据，在分析归纳中找到规律后，把物体置于一种临界的理想状态来考虑问题的方法，叫做科学推理法。上面实验的推论中不受力的情况虽然不存在，但推理过程是科学的，故这个推论是正确的。 (2)对牛顿第一定律的理解 ①“一切”：说明该定律对所有物体都是普遍适用的，不是特殊现象，不论固体、液体，还是气体都适用。

②“没有受到力的作用”：指定律成立的条件，同时还包含两层意思：一是该物体确实没有受到任何力的作用，这是一种理想化的情况，实际上，不受任何力的作用的物体是不存在的；二是该物体所受力的合力为0，它的作用效果可以等效为不受任何力的作用时的作用效果。 ③“总”：指的是总是这样，没有例外。

④“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时，原来静止的物体仍保持静止状态，而原来运动的物体仍保持匀速直线运动状态。 (3)牛顿第一定律中两个易误问题

①由牛顿第一定律可知：一切物体都有保持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。因此，我们应当切记“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”。

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。 例1.关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是（ ） A.牛顿第一定律是可以通过实验直接证明的

B.验证牛顿第一定律的实验做不出来，因此不能肯定这个定律是否正确 C.牛顿第一定律是在大量实验的基础上，通过分析推理而获得的 D.物体保持静止或匀速直线运动状态，叫做牛顿第一定律 例2.目前人类发射的探测器已飞出了太阳系，如果探测器所受的外力全部消失，那么探测器将（ ） A.沿原路返回地球 B.沿原方向做匀速直线运动 C.沿原方向做加速直线运动 D.沿原方向做减速直线运动 3.惯性

(1)概念：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。 (2)对惯性的三点认识

①惯性的普遍性：一切物体在任何情况下都具有惯性。一切物体是指无论是固体、液体，还是气体，无论物体质量是大还是小，无论是静止还是运动，无论受不受力都具有惯性。

②惯性大小的决定因素：惯性大小是由物体的质量决定的，质量越大，惯性越大，与受到的力、运动状态无关。惯性的大小可以由力改变物体运动状态的“难易程度”表现出来。如以同样速度运动的乒乓球和火车，要使乒乓球（质量小）停下来很容易，要使火车（质量大）停下来就很困难。说明火车的惯性大。

③惯性与力的区别：惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，它不是力，力是物体对物体的作用。发生力的作用时，必然要涉及两个相互作用的物体，单独一个物体不会出现力的作用。惯性是每个物体都具有的，不需要两个物体的相互作用，惯性只有大小，没有方向。 注意：

①惯性的大小与速度无关

有些同学往往认为惯性的大小跟速度的大小有关。他们根据“汽车行驶的越快，刹车越困难”这种现象认为，汽车行驶的越快，惯性越大。其实，惯性的大小与物体运动的快慢无关，运动快的汽车很难刹车，是因为速度大的车停下来比速度小的车停下来运动状态改变的幅度大，并不是速度大，惯性就大。惯性的大小仅与质量有关，质量越大，惯性就越大，只要质量不变，惯性就不变。实际上，不论是运动的物体，还是静止的物体，改变它的运动状态同样困难。

②惯性是物体的固有性质，它不是力，所以把惯性说成“惯性力”或“受惯性作用”都是错误的，应该说“由于惯性”。

例1.牛顿第一定律指出，惯性是物体的固有属性，一切物体都有具有惯性。下列现象中惯性最大的是（ ）

A.滑雪的运动员 B.静止的磁悬浮列车 C.飞奔的猎豹 D.漂浮的氢气球 例2.下列与汽车有关的说法中正确的是（ ）

A.匀速直线运动的汽车没有惯性 B.静止的汽车没有惯性

C.汽车只有在刹车时才具有惯性 D.汽车在各种运动状态下都具有惯性

(3)惯性现象及解题方法

物体由于具有惯性而表现出来的现象叫做惯性现象。 ①利用：生活中利用惯性可带来很多方便。

如：锤头松了，把锤柄在石头上撞击几下就可套紧锤头；跳远运动员助跑可以跳的更远；拍打衣服上面的灰尘等，都是利用了物体具有惯性的属性。 ②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：要求小型客车和前排乘客必须系安全带，防止汽车突然刹车时，由于人具有惯性向前运动而造成伤害，车辆行驶中要保持车距，限制超速，禁止超载等。 解释惯性现象的基本步骤： ①确定研究对象；

②确认研究对象原来出于什么状态；

③其中的哪个物体（或物体的哪一部分）受何种力，运动状态发生何种改变； ④哪个物体（或物体的哪一部分）由于惯性继续保持原来的运动状态； ⑤发生了何种现象（或造成了何种结果）。 (4)惯性和惯性定律的区别

惯性：惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质，一切物体都有具有惯性。惯性与物体的是否受外力，处于何种状态无关。

惯性定律：惯性定律即牛顿第一定律，是描述物体在不受外力作用时，由于惯性而表现出来的一种运动规律。它的实质说明力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动的原因。

例1.洗完手后若没有毛巾，人们通常会快速甩动手来减少手上的水。请你用学过的知识解释其中的道理。

4.题型一：对牛顿第一定律的理解 题型二：有利惯性的应用 题型三：有害惯性的防止 例1.下列事例或现象中不能用惯性知识解释的是（ ） A.在马路上骑自行车不宜太快，防止造成交通事故 B.树上熟透的苹果，沿竖直方向落下

C.汽车在刹车或启动时，乘客会前倾或后仰

D.在匀速行驶的列车上，小明向上跳起后仍然落原处 例2.下列做法中，防止惯性带来危害的是（ ） A.通过拍打衣服，除去它上面的浮灰

B.投掷铅球时，球脱手后仍能继续向前运动

C.迅速向下撞击斧子木柄的把手端，斧头就能套紧在木柄上 D.行驶中的车辆之间保持一定距离

例3.关于物体的惯性，下列说法正确的是（ ） A.足球在静止时没有惯性，运动时才具有惯性 B.跳远运动员起跳以前要助跑，是为了获得惯性

C.赛车在高速行驶时不容易停下来，是由于速度越大惯性越大

D.百米赛跑运动员到达终点不能立即停下来，是因为运动员具有惯性 例4.下列有关惯性的说法不正确的是（ ） A.运动员跳远时助跑，利用了惯性 B.司机驾车时系安全带，可以减小惯性

C.自行车停止蹬踏后，仍继续前行，是因为人和车都具有惯性

D.地球由西向东转，人竖直跳起来，仍落回原地，是因为人具有惯性