第2章力與空間探索

第2節(jié)運(yùn)動與相互作用（第1課時）（浙教版）八年級上——牛頓第一定律【引入】

潑水、投籃，水、籃球等物體離開人體后，能在空中能繼續(xù)運(yùn)動；玩滑板車時，滑板車運(yùn)動一段時間后會停下來，再次蹬地，滑板車又會繼續(xù)運(yùn)動下去。那么物體的運(yùn)動需要力來維持嗎？科學(xué)史實一：

2000多年前亞里士多德認(rèn)為，如果一個物體要持續(xù)運(yùn)動，就必須有其他物體對它施加力的作用；如果這個力被撤去，物體就會停止運(yùn)動。

科學(xué)史實二：

400多年前，伽利略通過實驗與推理得出，物體的運(yùn)動并不需要力來維持，運(yùn)動的物體之所以會停下來，是因為它受到了阻力。上述兩種觀點到底哪一個正確呢？

【探索活動】表2.2-1?阻力和小車在水平面運(yùn)動的距離記錄表阻力對小車運(yùn)動的影響水平面的材料小車受到阻力大小（大，較大，?。┬≤囘\(yùn)動的距離（大，較大，?。┬≤囋谒矫娴倪\(yùn)動時間（長、較長、短）棉布

毛巾

木板

較大大小較大小大較長短長

【實驗分析】1.每次實驗時小車都要從斜面的同一位置開始滑下,為什么？控制了小車到達(dá)水平面時的速度相同。2.讓小車從斜面的頂端由靜止開始滑下，為什么？控制小車在同一位置且初速度相同為0。3.實驗數(shù)據(jù)分析：小車受到的阻力越小，小車運(yùn)動的距離越大，小車在水平面的運(yùn)動時間越長，速度減小得越慢?！居^點評價】

亞里士多德的觀點更多地建立在直觀觀察和哲學(xué)推理之上，缺乏實驗驗證。但對以后的物理學(xué)和科學(xué)哲學(xué)的發(fā)展提供了重要的啟示。他強(qiáng)調(diào)了力與運(yùn)動之間存在密切的關(guān)系，對理解物體運(yùn)動的原因和規(guī)律有著重要的意義?！緦嶒灲Y(jié)果】

水平面越光滑，小車在水平面上運(yùn)動時，所受的阻力越小，運(yùn)動的距離越大，速度減小得越慢。【科學(xué)推理】

如果小車在水平面上運(yùn)動時不受阻力的作用，速度就不會減小，物體將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動下去。

【實驗結(jié)論】伽利略的說法是正確的，即物體的運(yùn)動不需要力來維持。

笛卡兒（R.Descartes）補(bǔ)充和完善了伽利略的觀點，指出：如果運(yùn)動物體不受到任何力的作用，它不會向左、右方向偏，將永遠(yuǎn)沿原來的方向做勻速直線運(yùn)動。視頻：運(yùn)動與力的關(guān)系科學(xué)史牛頓第一定律

一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。控制變量法

理想實驗法（或科學(xué)推理法）

牛頓第一定律是公認(rèn)的科學(xué)基本定律之一。對定律的理解：1.“一切”說明該定律對所有物體都是普遍適用的，沒有特例，不論固體、液體，還是氣體都適用。

一是該物體確實沒有受到任何外力的作用，這是一種理想化的情況。2.“沒有受到力的作用”是指定律成立的條件。

二是該物體所受力的合力為零，等效于不受任何外力作用時。3.“或”指兩種狀態(tài)必居其一，不能同時存在。

牛頓第一定律為我們深刻地揭示了力和運(yùn)動之間的關(guān)系，即力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，而不是維持運(yùn)動的原因?！舅伎寂c討論】1．如圖2.2-3甲所示，小球豎直下落的運(yùn)動中，為什么速度越來越大？

小球的運(yùn)動方向與重力方向一致，重力改變了小球的運(yùn)動狀態(tài)，所以速度越來越大。2.如圖2.2-3乙所示，小球豎直向上拋出的運(yùn)動中，為什么速度越來越??？

小球的運(yùn)動方向與重力方向相反，重力改變了小球的運(yùn)動狀態(tài)，所以速度越來越小。3．如圖2.2-3丙所示，小球沿斜上方拋出的運(yùn)動中，為什么運(yùn)動方向會

發(fā)生變化？小球的運(yùn)動方向與重力方向不在同一條直線上，重力改變了小球的運(yùn)動狀態(tài)，不僅改變了速度大小，也改變了運(yùn)動方向。所以小球的運(yùn)動方向不斷改變。4．在圖乙和圖丙中，小球到達(dá)最高點的速度都為0嗎？

圖乙小球到達(dá)最高點的速度為0，而圖丙不為0，因為小球還要繼續(xù)向前運(yùn)動?！菊n堂總結(jié)】1.牛頓第一定律的內(nèi)容是什么？研究過程中采用了什么樣的科學(xué)方法？2.說說如何理解牛頓第一定律？【隨堂鞏固】【例1】下列敘述中不符合物理史實的是（）A．亞里士多德認(rèn)為要維持物體的運(yùn)動，就必須給它施加一定的力，不受力而能夠一直運(yùn)動的物體是不存在的B．意大利物理學(xué)家伽利略通過理想實驗發(fā)現(xiàn)：運(yùn)動物體如果不受其他力的作用，將會繼續(xù)保持同樣的速度沿直線“永恒”運(yùn)動下去C．牛頓是英國著名的物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家，他發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律和光的色散，總結(jié)了牛頓運(yùn)動三定律，奠定了經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)D．牛頓總結(jié)了伽利略等人的研究成果，并通過大量實驗證明了牛頓第一定律【答案】D【例2】同學(xué)們利用如圖所示的裝置“推斷物體不受力時的運(yùn)動情況”，讓小車自斜面某一高度從靜止開始滑下、小車從同一高度滑下后，在不同物體表面上運(yùn)動的距離如圖所示。（1）每次都讓同一小車從同一斜面的同一高度由靜止開始滑下，滑到不同的水平面上，最終靜止，則在毛巾表面運(yùn)動過程中的速度變化量

（選填“大于”、“等于”或“小于”）在玻璃表面運(yùn)動過程中的速度變化量；（2）由圖示可知，小車在玻璃表面運(yùn)動的距離最

（選填“遠(yuǎn)”或“近”），這說明小車在玻璃表面運(yùn)動速度減小的最

（選填“快”或“慢”）；（3）根據(jù)這個實驗推理：若水平面絕對光滑（即小車不受任何阻力作用），那么運(yùn)動的小車將一直保持

由此得出物體運(yùn)動

力來維持（選填“需要”或“不需要”）。【答案】等于

遠(yuǎn)

慢

勻速直線運(yùn)動

不需要【例3】關(guān)于牛頓第一定律的理解，下列說法正確的是（）A．力是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因B．不受力的物體，只能保持靜止?fàn)顟B(tài)C．該定律由斜面小車實驗直接得出D．如果物體不受力的作用，原來運(yùn)動的物體將保持原有的速度一直做勻速直線運(yùn)動【答案】

D【例4】籃球從地面彈起向上運(yùn)動時，如果它所受的一切外力同時消失，那么它將（）A．立刻停在空中 B．立刻向下加速運(yùn)動C．向上做勻速直線運(yùn)動