7.3 牛顿第一定律 惯性（课件）2025-2026学年八年级物理下册沪粤版（2024）

7.3 牛顿第一定律 惯性一、力与运动的困惑：历史的探索自古以来，人们就对力与运动的关系充满好奇。亚里士多德认为：“有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就会静止。” 这一观点似乎与日常生活经验相符，比如推箱子时，用力推箱子就动，停止用力箱子就静止。然而，事实真的如此吗？伽利略通过实验提出了不同的看法，他认为运动的物体之所以会停下来，是因为受到了阻力的作用。牛顿在伽利略等人的研究基础上，总结出了著名的牛顿第一定律，彻底改变了人们对力与运动关系的认识。本节课我们将学习牛顿第一定律的内容、惯性的概念以及惯性在生活中的应用。二、牛顿第一定律：理想实验的结晶（一）探究实验：阻力对物体运动的影响实验目的：探究阻力对物体运动的影响。实验器材：斜面、小车、木板、棉布、毛巾。实验步骤：让小车从斜面的同一高度由静止滑下，确保小车到达水平面时的初速度相同。第一次在水平木板上铺上毛巾，观察小车在毛巾表面滑行的距离。第二次在水平木板上铺上棉布，观察小车在棉布表面滑行的距离。第三次直接让小车在水平木板上滑行，观察小车在木板表面滑行的距离。实验现象：小车在毛巾表面滑行的距离最短，因为毛巾表面最粗糙，阻力最大。小车在棉布表面滑行的距离较长，因为棉布表面比毛巾光滑，阻力较小。小车在木板表面滑行的距离最长，因为木板表面最光滑，阻力最小。实验结论：平面越光滑，小车受到的阻力越小，滑行的距离越远，速度减小得越慢。推理延伸：如果水平面绝对光滑，小车不受任何阻力，它将以恒定不变的速度永远运动下去。（二）牛顿第一定律的内容牛顿在大量实验和推理的基础上，总结出了牛顿第一定律：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。（三）对牛顿第一定律的理解适用条件：牛顿第一定律适用于一切物体，无论是固体、液体还是气体；它描述的是物体在没有受到力的作用时的运动状态。在实际生活中，不受力的物体是不存在的，但当物体受到的合力为零时（即平衡力作用时），其运动状态与不受力时相同，也遵循牛顿第一定律。两种状态：物体不受力时，原来静止的物体将保持静止状态；原来运动的物体将保持匀速直线运动状态。这说明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。理想性：牛顿第一定律是通过实验加推理得出的，因为我们无法创造一个完全不受力的环境。这种以实验为基础，通过推理得出结论的方法，是物理学中常用的研究方法。（四）牛顿第一定律的意义牛顿第一定律否定了亚里士多德 “力是维持物体运动的原因” 的错误观点，明确指出力是改变物体运动状态的原因。它揭示了物体具有保持原有运动状态的性质，为我们理解物体的运动规律奠定了基础。三、惯性：物体的固有属性（一）惯性的概念一切物体都有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质，这种性质叫做惯性。牛顿第一定律也叫做惯性定律，它揭示了物体惯性的存在。（二）惯性的特点普遍性：惯性是一切物体固有的属性，无论是固体、液体还是气体，无论物体是静止还是运动，无论物体是否受力，都具有惯性。大小只与质量有关：物体的惯性大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大；质量越小，惯性越小。惯性的大小与物体的速度、运动状态、受力情况等无关。例如，一辆空载的卡车和一辆满载货物的卡车，满载货物的卡车质量大，惯性大，更难启动，也更难刹车。惯性不是力：惯性是物体的一种性质，不是力，因此不能说 “物体受到惯性力” 或 “物体在惯性力的作用下运动”，只能说 “物体具有惯性”。（三）惯性现象的解释解释惯性现象通常遵循以下步骤：明确研究对象原来的运动状态。分析研究对象在力的作用下运动状态发生的变化。由于惯性，研究对象的某一部分将保持原来的运动状态。描述最终出现的现象。例如：汽车突然刹车时，乘客身体会向前倾：乘客原来与汽车一起向前运动，汽车刹车时，汽车的运动状态改变（速度减小），而乘客由于惯性，上身要保持原来的向前运动状态，因此身体会向前倾。拍打衣服可以去掉灰尘：衣服和灰尘原来都处于静止状态，拍打衣服时，衣服受力运动，灰尘由于惯性要保持原来的静止状态，因此与衣服分离，掉下来。四、惯性的利用与防止（一）惯性的利用在生活和生产中，人们常常利用物体的惯性来为我们服务：体育活动：跳远运动员在起跳前要助跑，利用惯性使自己跳得更远。助跑时运动员获得一定的速度，起跳后由于惯性，身体会保持原来的运动状态，继续向前运动。投掷铅球、标枪时，运动员先助跑，利用惯性将铅球、标枪投得更远。交通运输：汽车、火车等交通工具在进站前会提前关闭发动机，利用惯性滑行一段距离，以节省燃料。农用扬场机利用惯性将谷物与杂质分离，谷物和杂质被抛出时，由于惯性，质量大的谷物运动得更远，从而实现分离。日常生活：锤头松了，把锤柄的一端在硬地上撞击几下，锤头就紧套在锤柄上。撞击时，锤柄受力停止运动，锤头由于惯性要保持原来的运动状态，继续向下运动，从而紧套在锤柄上。拍打衣服上的灰尘，利用灰尘的惯性使其与衣服分离。（二）惯性的危害与防止惯性也会给我们的生活带来一些危害，需要采取措施加以防止：交通运输中的危害与防止：汽车突然刹车时，乘客由于惯性会向前倾，容易受伤。因此，汽车上安装了安全带，当汽车刹车时，安全带可以约束乘客的身体，防止乘客向前倾而受伤。汽车超速行驶时，由于惯性，汽车很难在短时间内停下来，容易发生交通事故。因此，交通法规规定了汽车的最高行驶速度，以减小惯性带来的危害。汽车碰撞时，车身会发生形变，为了保护乘客，汽车上安装了安全气囊，在碰撞瞬间安全气囊弹出，缓冲乘客与车身的撞击。生产劳动中的危害与防止：机器运转时，由于惯性，机器的零部件会保持原来的运动状态，如果遇到阻碍，可能会发生损坏或造成人员伤亡。因此，机器的转动部分需要安装防护罩，防止人员接触。起重机吊起重物时，由于惯性，重物在启动或停止时会有晃动，容易发生危险。因此，起重机在操作时要缓慢启动和停止，以减小惯性带来的影响。五、典型例题分析例题 1：牛顿第一定律的应用下列关于牛顿第一定律的说法，正确的是（ ）A. 牛顿第一定律是通过实验直接得出的结论B. 物体在不受力的作用时，一定处于静止状态C. 物体运动状态改变时，一定受到了力的作用D. 力是维持物体运动的原因分析：牛顿第一定律是通过实验加推理得出的，不是直接通过实验得出的，A 选项错误。物体在不受力的作用时，可能处于静止状态，也可能处于匀速直线运动状态，B 选项错误。力是改变物体运动状态的原因，物体运动状态改变时，一定受到了力的作用，C 选项正确。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，D 选项错误。答案：C例题 2：惯性现象的解释为什么汽车在转弯时，乘客的身体会向转弯的外侧倾斜？分析：乘客原来与汽车一起向前运动。汽车转弯时，汽车的运动状态发生改变（运动方向改变）。由于惯性，乘客的身体要保持原来的直线运动状态。因此，乘客的身体会向转弯的外侧倾斜。答案：汽车转弯前，乘客与汽车一起向前运动；汽车转弯时，汽车的运动方向改变，而乘客由于惯性，要保持原来的直线运动状态，因此身体会向转弯的外侧倾斜。六、课堂实验：体验惯性现象（一）实验目的通过实验体验惯性现象，加深对惯性概念的理解。（二）实验器材直尺、棋子、烧杯、硬纸板、鸡蛋。（三）实验步骤惯性演示一：将棋子叠放在水平桌面上。用直尺迅速击打最下面的一颗棋子，观察现象。现象：最下面的一颗棋子被打飞，上面的棋子由于惯性保持原来的静止状态，落到原来的位置。惯性演示二：将硬纸板放在烧杯口上，在硬纸板上放一个鸡蛋。用直尺迅速击打硬纸板，观察现象。现象：硬纸板被打飞，鸡蛋由于惯性保持原来的静止状态，落入烧杯中。（四）实验结论物体具有惯性，原来静止的物体由于惯性会保持静止状态。七、课堂小结牛顿第一定律：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。力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因。惯性：一切物体都有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质。惯性是物体的固有属性，惯性大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。惯性的利用与防止：利用惯性可以提高工作效率，如跳远助跑、投掷标枪等；防止惯性危害可以采取安全措施，如系安全带、安装安全气囊等。八、课堂练习下列关于惯性的说法，正确的是（ ）A. 物体运动速度越大，惯性越大 B. 物体受力越大，惯性越大C. 物体质量越大，惯性越大 D. 静止的物体没有惯性牛顿第一定律告诉我们，物体在没有受到力的作用时，总保持______状态或______状态。汽车突然启动时，乘客的身体会向______倾斜，这是由于______的缘故。为什么运动员在跑步到达终点时，不能立即停下来？请用惯性的知识解释。九、课后作业完成课本上的相关练习题。观察生活中 5 个惯性现象，分别解释这些现象产生的原因。设计一个小实验，证明物体具有惯性，并写出实验步骤和现象分析。查阅资料，了解汽车安全装置（如安全带、安全气囊、防抱死制动系统等）是如何利用惯性知识保护乘客安全的，写一篇简短的报告。2024沪粤版物理八年级下册7.3 牛顿第一定律 惯性第七章 运动和力授课教师： . 班 级： . 时 间： . 生活中的运动1）没有运动员的用力踩蹬，自行车能高速行驶吗？2）没有火箭底座反冲的动力，火箭能将航天飞机送 入太空吗？导入新课 对陷入雪地里的汽车施加水平的推力，汽车就沿水平方向运动了。撤去推力，车就会停下来。导入新课静止的足球用脚施加力后会飞出去以上力学现象中似乎具有一个共同特征： 物体的运动需要力的作用，若不受力物体就不会运动或停止运动。导入新课生活很多物体没有力维持的情况下也能运动。扔出去的保龄球滑行的自行车那么为什么物体最后会停下来呢？摩擦力【实验】探究运动和力的关系提出问题：物体的运动和摩擦力有什么关系？摩擦力越小，物体会运动得越远。猜想：设计实验：探究摩擦力对小车的影响，其他条件应该？小车滑下斜面时，速度应该保持一致，如何做到呢？我们以小车为研究对象，让小车从斜面滑下。如何改变小车滑下斜面受到的摩擦力？进行实验：(1)让小车从斜面某一高度处运动到用毛巾铺垫的水平木板上，观测它运动的距离。(2)让小车从斜面同一高度处运动到用纸板铺垫的水平木板上，观测它运动的距离。(3)让小车从斜面同一高度处运动到用玻璃铺垫的水平木板上，观测它运动的距离。实验记录：大小阻力的大小小车运动的距离小车速度减小的情况快慢更小更慢短较长最长实验结论：水平面越光滑，小车受到的摩擦力越_____，小车的速度减小得越_____，小车运动的距离就越_____；假如水平面对小车完全没有摩擦，小车将________________。小交流与评估：说一说你在实验过程中遇到的问题。慢远一直运动下去会是什么运动？上面进行科学探究的思路，同17世纪意大利物理学家伽利略的研究相似。总结前人的研究成果牛顿第一定律：一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。彻底否定了亚里士多德以来流传了两千多年的观点！1.“一切”表示这个定律具有普遍性。2.“总保持”是指物体只有保持静止状态或匀速运动两种可能。3.“直到有外力”是运动状态改变的原因。牛顿第一定律解读【例题】关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是（ ）A.牛顿第一定律可以通过大量的实验直接证明出来B.物体保持静止或匀速直线运动状态叫做牛顿第一定律C.力是改变物体运动状态的原因D.力是维持物体运动的原因C 惯性用一根棍子插过苹果，用锤子向下敲，想一想苹果会向哪里运动，是向上运动还是向下运动？你猜对了吗？为什么会出现这样的现象呢？这说明原来________的小球，在水平方向上不受外力作用时，水平方向上仍保持________。进行实验：原来的纸片和小球处于什么状态？静止受到击打力作用后的一瞬间，纸片和小球的运动状态分别是怎样的？静止进行实验：原来的小车和小球都处于什么状态？后来小车遇到障碍物受力停下来，小球依然？ 这说明原来_______的小球，在水平方向上不受外力作用时，水平方向上仍保持_______状态。运动运动牛顿第一定律物体为什么会保持静止状态或匀速直线运动状态呢？不受力(不是外因)(寻找内因)物体自身的属性惯性又叫惯性定律惯性：物理学中，把物体保持静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。1.一切物体都有惯性。惯性是物体的一种普遍属性。跟它是否受力的作用，以及怎样运动都无关。物体在任何时候、任何状态下都具有惯性。2.惯性不是力，只能说“由于惯性”“具有惯性”。而不能说“受到惯性”“由于惯性的作用”“克服惯性”等，否则就将惯性和作用混为一谈。3.不同物体的惯性大小是不同的，物体的惯性只与物体的质量有关。质量越大，惯性越大；质量越小，惯性越小。在生活中，惯性现象时刻伴随着我们。在杯子中盛满牛奶，突然急速拉动杯子，会看到什么现象？你能解释原因吗？牛奶开始处于静止状态。(首先交待研究对象原来的运动状态)当杯子突然向左运动。(说明运动条件的改变)由于牛奶具有惯性，要保持静止状态，所以向杯子右侧洒出。(点出惯性并得出结论)汽车突然启动，为什么人会向后仰?人原来处于静止状态。当汽车突然加速时，人的脚底由于受力而随之一起运动。人的上身由于惯性，仍保持静止的状态，所以当汽车加速时，人会向后仰。汽车突然刹车，为什么人会向前倾？人原来处于向前运动的状态。当汽车刹车时，人的脚底由于阻力而随之迅速减速。人的上身由于惯性，会保持继续向前运动的状态，所以刹车或减速时，人会向前倾。请你根据生活经验找出身边惯性现象，并进行分类。利用惯性的事例：惯性造成危害的事例：你知道为什么汽车上要装安全带和安全气囊吗？未使用安全带防护措施的模拟碰撞实验采用安全带及安全气囊防护的模拟碰撞实验 探究运动和力的关系1. 关于“运动和力的关系”，人类经过很长时间的思考与探究。【实验思路】小萌让小车分别从斜面的同一高度处由静止滑下，观察小车在不同材料(毛巾、纸板、玻璃板)的水平面上滑行的距离。【实验过程】(1)实验中，小车所受阻力的大小是通过改变水平面的__________改变的。粗糙程度(2)小车在水平面滑行的距离不仅和小车受到的阻力有关，还与小车到达水平面的初始速度有关，三次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由滑下，这样做的目的是使小车到达水平面的初始速度_______，这是__________法的应用。相等控制变量(3)实验中，阻力对运动的影响大小可以通过小车在水平面滑行的______表示，这是______法的应用。距离转换(4)由实验现象可知，运动的小车受到的阻力越小，速度减小得越____(填“快”或“慢”)；进一步推理可知，若水平面绝对光滑(小车不受阻力)，则运动的小车会在水平面上做______________；说明力______(填“是”或“不是”)维持物体运动的原因。慢匀速直线运动不是 牛顿第一定律2.伽利略在实验的基础上，进行合理推理得出：物体的运动________(填“需要”或“不需要”)力来维持。科学家______在大量经验事实和前人研究成果的基础上推理得出：一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有______迫使它改变这种状态为止。不需要牛顿外力3.[2024·马鞍山月考] 下列对于牛顿第一定律的理解正确的是( ) DA.牛顿第一定律是通过凭空想象出来的B.一切物体只要运动，就一定受到力的作用C.不受力的物体，总保持静止状态D.如果物体不受到力的作用，原来运动的物体将保持原有的速度一直做匀速直线运动4.如图所示，仔细观察教室里悬挂的灯，假如某时刻它所受的力突然全部消失，则它将( ) AA.静止于原来位置B.竖直向上运动C.竖直向下运动D.沿水平方向运动5.正在冰面上滑动的冰壶，如果冰壶所受的外力同时消失，那么它将( ) CA.立即停下来B.改变原来运动的方向C.做匀速直线运动D.做加速运动6.[2024·淮北月考] 如图所示，小冬同学用绳子拴着一石块，使石块绕手做匀速圆周运动，假如石块所受的力全部消失，则石块会( ) BA.仍做匀速圆周运动B.做匀速直线运动C.立即落下来D.做曲线运动，速度越来越小 物体不受外力时的运动状态取决于它原来的运动状态:原来静止的将一直静止，原来运动的将保持原来的速度大小和方向做匀速直线运动。2星题 情景应用7. 篮球比赛开始时，裁判员将篮球竖直向上抛出，如图甲所示，当篮球到达最高点时，若重力突然消失，保持静止做匀速直线运动篮球将__________；比赛过程中，小点将篮球斜向上抛出，如图乙所示，若篮球到达最高点时重力突然消失，篮球将________________。(不计空气阻力)8.[2024·深圳模拟改编] 如图所示，航天员叶光富和王亚平老师在天宫课堂演示太空抛物，生动演示了天地抛物之间的  9. 同学们在科技展览馆参观游玩时，导游介绍说：“中国空间站在不受力的作用下围绕地球飞行”，请你判断导游的说法是______(填“正确”或“错误”)的。理由是_______________________________________________________________。错误 空间站围绕地球转动，其运动方向发生改变，说明其必受到外力作用10.下图是伽利略对“运动和力的关系”的研究实验和推理示意图，其中属于推理的是____(填“甲”或“乙”)图，这种方法物理学中称为__________法。乙理想实验11. 如图所示，小明站在滑板车上不断蹬地沿水平方向运动，如果所有外力都消失，则滑板车和小明的运动情况是( ) DA.静止不动B.速度变大C.速度变小D.速度不变12.［立德树人·传统文化］[2024·合肥二模改编] 《清明上河图》生动记录了中国十二世纪  √13. [2024·苏州二模] 将小球竖直向上抛出后，每隔0.1秒的位置如图所示。假设小CA.①B.②C.③D.④球运动至甲处时，所受所有外力都消失，则推测小球从甲处开始，其运动情况及每隔0.1秒的位置正确的是( ) 小球竖直向上运动至甲处时，速度大于其上方位置的速度，小于其下方位置的速度，当所受所有外力消失后，由牛顿第一定律可知，小球将以甲处的速度竖直向上做匀速直线运动。牛顿第一定律探究阻力对物体运动的影响阻力越小，物体运动的距离越大牛顿第一定律一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止惯性物体保持静止或匀速直线运动状态的性质生活中的惯性现象谢谢观看！