(完整版)7.1科学探究：牛顿第一定律

牛顿第一定律牛顿第一定律1. 简介牛顿第一定律，也被称为惯性定律，是经典力学中的基本定律之一。

它描述了物体的运动状态，在没有外力作用时，物体将保持静止或者匀速直线运动的状态。

这一定律对于理解和解释各种物理现象和运动行为具有重要意义。

本文将详细介绍牛顿第一定律的内容和相关的概念。

2. 牛顿第一定律的表述及解释牛顿第一定律的经典表述为：“一个物体在没有外力作用时，将保持静止或者匀速直线运动的状态。

”这个定律可以通过以下解释来理解：- 物体的静止状态：当一个物体处于静止状态时，意味着它没有受到任何外力的作用。

根据牛顿第一定律，物体将保持静止状态，直到受到外力的作用。

- 物体的匀速直线运动状态：当一个物体在没有外力作用下以匀速直线运动时，意味着它没有受到任何外力的干扰。

根据牛顿第一定律，物体将继续保持匀速直线运动状态，直到受到外力的作用。

牛顿第一定律的主要思想是物体的运动状态需要外力作用才干改变，否则物体将保持原来的状态。

这一定律适合于所有惯性参考系中的物体，不受物体的质量和大小的影响。

3. 惯性参考系的概念在理解牛顿第一定律时，我们需要了解惯性参考系的概念。

惯性参考系是指一个参考系，在其中牛顿第一定律成立。

也就是说，一个处于惯性参考系中的物体，如果没有外力的作用，将保持静止或者匀速直线运动的状态。

惯性参考系有以下两个基本特点：- 物体在惯性参考系中的运动状态不受参考系本身的运动影响。

- 在惯性参考系中，自由粒子所受的合外力等于零。

对于非惯性参考系，牛顿第一定律不成立。

在非惯性参考系中，物体的运动状态可能会受到参考系的运动影响。

4. 举例说明牛顿第一定律为了更好地理解牛顿第一定律，我们来举几个例子：- 例子1：一个放置在光滑水平桌面上的玻璃球，没有受到外力作用时将保持静止状态。

惟独当有外力作用，如推动球或者桌面上有施加的磨擦力时，玻璃球才会改变静止状态。

- 例子2：一个车辆在平直的道路上匀速行驶，没有受到外力作用时，车辆将继续保持匀速直线运动。

牛顿第一定律，也被称为惯性定律，是经典力学中的一项基本原理。

它描述了一个物体在没有外力作用下的运动状态。

具体而言，牛顿第一定律指出，一个物体若不受外力，要么保持静止状态，要么以恒定速度做直线运动。

这一定律揭示了惯性的概念，即物体抗拒其运动状态改变的性质。

本文将详细探讨牛顿第一定律的内容、意义及其在现代科学中的应用。

牛顿第一定律的意义在于揭示了惯性的概念。

惯性是物体保持其运动状态的一种性质，与物体的质量有关。

质量越大，惯性越大，物体越难改变其运动状态。

牛顿第一定律告诉我们，在没有外力作用时，物体会保持其原有的运动状态，这体现了惯性的存在。

惯性定律不仅为力学研究提供了基础，还对其他领域产生了深远影响，如天文学、航天工程等。

接下来，我们来分析牛顿第一定律在现代科学中的应用。

在日常生活和工程实践中，牛顿第一定律有着广泛的应用。

例如，乘坐公交车时，当车辆突然刹车，乘客会向前倾斜，这是因为乘客的身体惯性使其保持原来的运动状态。

在设计防撞系统、运动器材等方面，牛顿第一定律也发挥着重要作用。

工程师们需要考虑物体的惯性，以确保系统的稳定性和安全性。

在天文学领域，牛顿第一定律为研究行星运动提供了基础。

开普勒定律揭示了行星绕太阳运动的规律，而牛顿第一定律则解释了这些规律背后的原因。

根据牛顿第一定律，行星在没有外力作用下，会保持其椭圆轨道运动。

正是由于太阳对行星的引力作用，使得行星维持在其轨道上。

牛顿第一定律还为航天工程中的轨道设计和卫星发射提供了理论依据。

在物理学研究中，牛顿第一定律也有着重要地位。

牛顿第一定律与牛顿第二定律、牛顿第三定律共同构成了经典力学的基础。

牛顿第一定律描述了物体在受力为零时的运动状态，牛顿第二定律则给出了物体受力时的加速度与力之间的关系，牛顿第三定律则阐述了作用力与反作用力的原理。

这三定律相互关联，构成了一个完整的力学体系，为物理学研究提供了有力的工具。

总之，牛顿第一定律是经典力学中的一项基本原理，它揭示了物体在没有外力作用下的运动状态，强调了外力对物体运动状态的影响。

7.1科学探究:牛顿第一定律同步练习一．选择题1．汽车突然开动时，乘客身体向后仰的原因是（）A．乘客身体受到向后的力B．乘客对车有向前的力C．乘客身体具有惯性D．汽车具有惯性2．下列现象中，不是利用惯性的是（）A．小车前排乘客使用安全带B．通过拍打窗帘清除它上面的浮尘C．自行车从斜坡滑下，人不踩脚蹬，车还继续前行D．跳远运动员快速助跑后，能跳得更远3．如图所示现象，解释正确的是（）A．图1钢球没有随塑料片一起运动是因为钢球要保持原来的运动状态B．图2汽车的安全气囊能减小驾驶员的惯性C．图3被打出去的那个棋子是因为没有惯性D．图4松了的锤头能紧套在锤柄上，是利用锤柄有向下运动的惯性4．关于“探究阻力对物体运动的影响”实验，下列说法正确的是（）A．小车在斜面上所受重力的方向沿斜面向下B．小车到达水平面继续运动，因为小车受到向前的惯性C．小车在水平面上慢慢停下来，是因为受到力的作用运动状态发生改变D．牛顿第一定律是经过实验证明出来的5．关于牛顿第一定律获得的说法中正确的是（）A．是人们对日常生活经验的总结B．可以用实验得到验证C．从小车在斜面上滑下的实验探究中直接得出D．在实验基础上，经分析、推理得出的规律6．在“阻力对物体运动的影响”实验中，如图所示，则（）A．小车在斜面上运动过程中，运动状态没有发生改变B．小车在棉布水平面上运动过程中处于平衡状态C．小车在毛巾水平面上所受的阻力使它的运动状态发生改变D．小车在木板水平面上速度减小得最慢，此时它的惯性最大7．关于惯性，下列说法正确的是（）A．同一辆车，路面光滑时不容易停下来，说明阻力越小，物体惯性越大B．同一辆车，装满货物后，需要更大的启动牵引力，说明质量大的物体惯性大C．推动地面上静止的物体比维持这个物体做匀速运动所需的力大，所以物体静止时惯性大D．在月球上举重比在地球上容易，所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小8．下列交通提示语中和防止惯性带来危害无关的是（）A．珍爱生命，远离酒驾B．系安全带，平安出行C．保持车距，安全驾驶D．车辆起步，站稳扶好9．如图是伽利略设计的理想实验，两侧斜面均光滑，小球从左侧斜面的某一高度从静止开始滑下，则无论右侧斜面倾角如何，小球都会沿斜面上升到相同的高度。

定律精选练习一．选择题1.（2019•某某）如图所示在平直路面上向右匀速行驶的小车中，有一轻质弹簧的一端固定在车厢右壁，另一端连接至小车底板的木块上，弹簧此时处于原长状态并保持水平。

下列判断正确的是（）A．若木块突然压缩弹簧，则小车一定在做加速运动B．若木块受到向右的摩擦力，则小车一定在做加速运动C．若木块受到三个力的作用，则小车一定在做减速运动D．若弹簧未发生形变，则小车一定在做匀速运动【答案】B【解析】由题意知，原来小车向右做匀速直线运动，木块、弹簧也随小车一起做匀速直线运动，此时弹簧处于原长状态。

A、若木块突然压缩弹簧，说明小车在突然减速，而木块由于惯性仍保持原来的运动状态，所以才会压缩弹簧，故A错误；B、若木块受到向右的摩擦力，说明木块向左运动或有向左运动的趋势，则这种情况是由于小车突然加速，而木块由于惯性仍保持原来的运动状态，从而造成木块向左运动或有向左运动的趋势，故B正确；C、木块、弹簧随小车一起做匀速直线运动时，木块只受重力和支持力，若木块受到三个力的作用，则说明其运动状态发生了改变，因此，小车可能加速，也可能减速，故C错误；D、若小车运动状态虽然改变（即做变速运动），但木块与小车之间只是产生了相对运动的趋势，而并未发生相对运动，此时弹簧不会发生形变，小车却并不是做匀速运动，故D错误。

故选：B。

2.（2018•六盘水）小冬用绳子拴着一石块，使石块绕手做圆周运动，如果石块受到的力突然全部消失，石块将（）A．立即停止运动B．做匀速直线运动C．继续做圆周运动D．速度越来越慢直到停止运动【答案】B【解析】根据牛顿第一定律可知，一切物体在没有受到力的作用时，总将保持静止状态或匀速直线运动状态。

如果石块受到的力突然全部消失，由于石块初始状态是运动的，所以石块将保持绳子断开的那一瞬间的速度永远匀速运动下去。

故A、C、D错误。

故选：B。

3.（2018春•某某期末）图中，物体的运动状态发生改变的是（）A．空中匀速直线下降的降落伞B．匀速直线行驶的太阳能汽车C．在细线作用下绕手做圆周运动的橡皮D．没有被小孩推动的箱子【答案】C【解析】A、空中匀速直线下降的降落伞，做匀速直线运动，其运动状态没有发生改变，故A不合题意；B、匀速直线行驶的太阳能汽车，其运动状态没有发生改变，故B不合题意；C、在细线作用下绕手做圆周运动的橡皮，其运动方向不断改变，即运动状态发生改变，故C符合题意；D、没有被小孩推动的箱子，处于静止状态，其运动状态没有发生改变，故D不合题意。

课题：7.1 科学探究：牛顿第一定律【学习目标】1．知道伽利略和亚里士多德对力和运动的关系的不同认识。

2．知道伽利略理想实验及其推理过程和结论，知道理想实验是科学研究中的重要方法。

3．理解牛顿第一定律的内容和意义。

4．知道什么是惯性，能正确解释有关惯性的现象。

重点：理解牛顿第一定律的内容和意义。

难点：能正确解释有关惯性的现象。

【学习过程】一、亚里士多德的观点观察课本P125图,思考相关的问题。

这种“物体的运动需要力去维持”的观点在历史上曾被沿用两千多年,但沿用两千年是否就一定正确呢？与同学交流。

二、牛顿第一定律1．自学课本P126信息窗，了解伽利略观点。

2．科学探究（1）将滑块放在斜面上，放手让滑块滑下，到水平面上后会立即停止前进吗？猜想：你认为滑块在木板上前进的距离远近与哪些因素有关？影响滑块前进距离的因素（2）思考：如果要研究滑块在水平面上前进的距离和水平面对它的摩擦力的关系，你认为应该如何进行？你能设计出一个研究方案吗？学法指导：让其它因素相同，通过改变水平面的情况（即让滑块在粗糙程度不同的表面上运动），再比较前进的距离与摩擦力的关系。

相同因素包括改变的条件(3)实验中应观察哪些现象？比较哪些量？你能设计一个记录表格吗？(4)(4)分别实验，观察、记录、完善表格。

(5)思考分析：a、三种表面谁光滑，摩擦力最小？从三次实验现象可以得到怎样的描述？。

b、若表面更光滑，则滑块所受摩差力将,前进距离,速度减小的程度。

c、若表面光滑到摩擦力为零滑块会怎样比较推理的结果，能得到结论:运动的物体在不受外力时会。

想一想静止的物体在不受外力时，会。

至此牛顿总结出牛顿第一定律的内容：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿3．思考讨论：该定律能直接用实验验证吗？这种建立在实验的基础上，通过逻辑推理得到理想状况下的结论，也是研究物理的一种方法．4．小结：回顾定律的得出过程。

作为举世公认的、最卓越的科学巨匠，牛顿仍谦逊地说："如果说我比别人看得远些，那是因为我站在了巨人的肩上。