【内容简介】观察思考：滑板车滑行时，如果我们不再蹬地，它最终会停下来；冰壶在冰面上滑行一段距离，最终会停下来；人用力推车，车才能动。日常生活中常常会见到这类现象。           古希腊哲学家亚里士多德认为：如果要使物体持续运动，就必须对它施加力的作用。如果这个力被撤消，物体就会停止运动。物体的运动真的需要力来维持吗？新课学习一、阻力对物体运动的影响两千多年以前，古希腊学者亚里士多德提出“力是维持物体运动的原因”的观点在长达一千七百年的时间里，人们一直认为是正确的。科学家伽利略却通过理想实验，运用逻辑推理，对亚里士多德的观点提出了质疑。伽利略认为：物体的运动不需要力来维持，运动的物体之所以停下来，是因为受到了阻力的作用。到底谁的观点是正确的呢？下面我们通过实验来研究这个问题——阻力对物体运动的影响。演示实验：探究阻力对物体运动的影响。设计实验：在水平木板上铺上粗糙程度不同材料的物体，让小车自斜面顶端从静止开始滑下。观察小车从同一高度滑下后，在不同材料的平面上滑行，比较小车在不同阻力的情况下，滑行的距离。实验方法：①控制变量法：为了探究 “阻力”对物体运动情况的影响，每次实验时应该控制哪些因素相同？控制“斜面坡度、小车质量、小车从斜面上下滑时的起始高度”均相同为什么让小车从同一斜面的同一高度滑下？：为了使小车到达水平面时初始速度相同。②如何改变小车在水平面上受到的阻力？给水平长木板表面铺上粗糙程度不同的物体，如：毛巾、棉布等。转化法：阻力的大小转化为粗糙程度不同的材料。③科学推理法:设想如果小车运动时不受阻力，它是不是不会停下来。实验器材：小车、长木板、斜面、棉布、毛巾、玻璃板、刻度尺等；实验步骤：让小车分别从斜面同一高度滑下，滑到铺有毛巾、棉布的水平木板面上、去掉棉布的木板表面上，观察比较小车前进的距离。 实验记录：实验次数表面材料阻力大小滑行距离1毛巾最大最短2棉布较大较长3木板较小长推理光滑表面阻力为零无限长分析实验现象：①小车在不同材料的平面上最终停下来的原因是什么？因为受到了阻力的作用。 ②三次实验，小车运动的距离不同，小车运动距离的远近跟它受到的阻力有什么关系？阻力越小，小车运动的距离越远。③通过这三次实验，请你分析：若使小车运动时受到的阻力进一步减小，小车运动的距离将变长还是变短？变长。④小车运动的越远，说明速度变化的快慢如何？小车运动的越远，说明速度减小的越慢。根据上面的实验，你能推理出：⑤.如果表面材料绝对光滑，没有阻力，小车运动的距离将会怎样呢？无限长。推理：如果表面绝对光滑，小车受到的阻力为零时，速度将不会减慢，将以恒定不变的速度永远运动下去。实验结论：平面越光滑，小车运动的距离越远，说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。如果受到的阻力为零，它的速度将不会减慢，将以恒定不变的速度永远运动下去，即做匀速运动。伽利略早在300多年前就做过类似的实验，他认识到运动物体受到的阻力越小，物体的速度就减小得越慢，运动时间就越长 .伽利略推理得出，在理想情况下，如果水平面绝对光滑，物体受到的阻力为零 ,它的速度将不会减小，也就是将以一个恒定不变的速度永远运动下去。        伽利略的观点：运动的物体不受外力的作用，它将速度不变的永远运动下去。即作匀速运动。笛卡尔对伽利略的观点进行补充：运动的物体在不受外力的情况下，它将速度不变、方向不变的永远运动下去。”即作匀速直线运动。最后，英国物理学家牛顿在前人的基础上又进行补充：物体除了运动的以外，还有静止的，那么，静止的物体在没有受到外力作用时，保持什么状态呢？二、牛顿第一定律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：这就是著名的牛顿第一定律。1.牛顿第一定律(1)内容：一切物体在不受外力作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。(2)牛顿第一定律的理解： ①“一切物体”包括原来运动的和原来静止的物体；②“不受外力作用时”包括不受一切外力（理想状态）、某一方向上不受外力情况；或者是合外力为零。③“总”的意思是没有另外；④ “或”指物体不受力时，原来静止的总保持静止，原来运动的就总保持原来的速度和方向做匀速直线运动。两种状态必有其一，不同时存在。⑤牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，用推理的方法概括出来的。不能用实验直接证明。⑥牛顿第一定律说明了力和运动的关系：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。三、惯性从牛顿第一定律可以知道，一切物体都有保持原有运动状态的特性。我们把物体保持运动状态不变的特性叫做惯性，牛顿第一定律也叫惯性定律。1.定义：物体保持自身原有的静止状态或匀速直线运动状态的性质叫惯性。2.理解惯性:①惯性是物体的固有属性：一切物体在任何情况下都具有惯性。②惯性与物体的运动状态无关，当物体静止时，它一直想保持这种静止状态；当物体运动时，它一直想那一时刻的速度做匀速直线运动.即在不受力或合外力为零的情况下，惯性表现为保持原来的运动状态.③惯性与是否受力无关，与速度大小无关. 惯性的大小仅取决于物体的质量，质量大，惯性也大。想想议议：（1）如图甲所示，拨动弹簧片，把小球与支座之间的金属片弹出时，小球并没有随金属片飞出。你能说说发生这一现象的原因吗？（2）行驶中的汽车突然刹车时，乘客身体会前倾；汽车突然开动时，乘客身体会想向后仰。想想看，身体向前倾、向后仰的原因是什么？                甲                          乙                           丙归纳总结：（1）金属片被弹出时，上面的金属片由于惯性要保持原来的静止状态，所以不会随金属片飞出。（2）乘客和车原来是向前运动的，当汽车突然刹车，脚随车减速，而身体的上部由于惯性还要保持原来向前运动的状态，所以乘客要向前倾；同样的道理，当汽车突然开动时，乘客的脚已随车开始运动，而身体的上部由于惯性要保持原来的静止状态，所以身体要向后仰。3.利用牛顿第一定律解释惯性现象：解释惯性现象分三步：(1)明确研究对象，开始处于怎样的运动状态；(2)观察这个物体(或物体的某一部分)受到外力作用时突然改变了运动状态，并指明其运动状态变化的情况；(3)分析研究对象由于惯性怎样保持原来运动状态，从而出现题上所给的现象。4.惯性的利用和防止（1）利用惯性的现象生活中，人们常常利用物体的惯性。例如，跳远运动员快速助跑后，飞身一跃，利用自身的惯性，在空中继续前进，以提高成绩；锤子的锤头变松了，人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上, 这是因为锤柄突然停止时，锤头由于惯性会继续向下运动，这样锤头就会牢牢地套在锤柄上了。         ①使锤头套紧在手柄上；②运动员跳远时助跑……③投掷铅球；④拍打垫子，使上面的灰尘脱落；（2）防止惯性带来的危害惯性有时也会给人带来危害，小型客车司机和前排乘客要系安全带；车辆行驶要限载限速；车辆行驶要保持距离。         ①司机和前排乘客系安全带；②保持车距；③车辆限载限速行驶；    汽车的安全带和安全气囊   现代社会汽车大量增加，发生事故的一个重要原因是遇到意外情况时汽车不能立即停止，因为司机从看到情况到肌肉动作操纵制动器需要一段时间，这段时间叫反应时间，在这段时间内汽车要前进一段距离，叫反应距离。从操纵器刹车 到车停下来，汽车又要前进一段距离，这段距离叫制动距离。以上两段距离之和即为汽车的停车总距离。  下面是一个机警的司机开一辆保养得很好的汽车在干燥的公路上以不同的速度行驶时，测得的刹车后的反应距离和制动距离。速度(km/h)反应距离(m)制动距离( m)停车总距离(m)40506080100791115178132034541522314973阅读后回答(1)影响汽车制动距离的主要因素是什么？(2)在交通要道为什么对机动车辆的最大速度要限制？1.汽车安全带汽车安全带是为了在碰撞时对乘员进行约束,以及避免碰撞时乘员与方向盘及仪表板等发生二次碰撞,或避免碰撞时冲出车外导致死伤的安全装置。汽车安全带是公认的最廉价也是最有效的安全装置，在车辆的装备中很多国家是强制装备安全带的。2.汽车安全气囊安全气囊是现代轿车上引人注目的高技术装置.安装了安全气囊装置的轿车方向盘,平常与普通方向盘没有什么区别,但一旦车前端发生了强烈的碰撞,安全气囊就会瞬间从方向盘内“蹦”出来,垫在方向盘与驾驶者之间,防止驾驶者的头部和胸部撞击到方向盘或仪表板等硬物上,这样有安全气囊装置的轿车发生正面撞车时,驾驶者的死亡率会大大降低.安全气囊主要由传感器、微处理器、气体发生器和气囊等部件组成.传感器和微处理器用以判断撞车程度,传递及发送信号;气体发生器根据信号指示产生点火动作,点燃固态燃料并产生气体向气囊充气,使气囊迅速膨胀,气囊容量约为50~90 L.同时气囊设有安全阀,当充气过量或囊内压力超过一定值时会自动泄放部分气体,避免将乘客挤压受伤.          课堂小结 课堂练习  1.（2020龙东）轿车除了安全带以外，还有一种安全装置“头枕”，对人起保护作用，如图所示．“头枕”主要是防止以下哪种情况对人体造成伤害 A. 紧急刹车B. 左右转弯C. 前方碰撞D. 后方追尾【答案】D【解析】试题分析：此题考查了惯性的知识，利用现象分析物体上半部分和下半部分的运动情况即可．A．紧急刹车或前方碰撞时，人脚随车停止了运动，而上身由于惯性继续向前运动，身体会向前倾，安全带和安全气囊起作用，头枕不起作用； B．左右转弯，身体会向右，向左偏，头枕不起作用； D．后方追尾时，人下身随车向前去了，而上身由于惯性继续向后倾，头就靠在头枕上，起到保护的作用．故选D．2.（2020宜昌）投向篮筐的篮球在空中运动的过程中，下列说法正确的是（    ）A．篮球的运动状态没有改变           B．篮球离手后继续向上运动是因为惯性C．篮球受到了手的推力               D．篮球上升过程中不受力的作用【答案】B【解析】A．篮球在空中运动的过程中，篮球运动速度的大小和方向会发生改变，因此运动状态会发生改变，选项错误；B．篮球离手后还能继续向上运动，是因为惯性的原因，选项正确；C．手的推力是弹力，弹力是接触力，篮球离手后继续向上运动不受手的推力，选项错误；D．篮球上升过程中受重力和空气阻力作用，选项错误。故选B。3.（2020滨州）如图所示，小车从斜面上滑下，下列分析正确的是（　　） A．小车在斜面上只受重力作用B．小车到达斜面底端不能立即停下来，是因为受到惯性力的作用C．小车在水平面上运动的速度逐渐变小，是因为小车不受力D．小车在水平面上运动时，若所受外力突然消失，它将做匀速直线运动【答案】D【解析】A．小车在斜面上受到重力、支持力和摩擦力的作用，故A错误；B．小车到达斜面底端不能立即停下来，由于小车具有惯性，惯性不是力，故B错误；C．小车在水平面上运动的速度逐渐变小，是因为小车受到阻力的作用，故C错误；D．小车在水平面上运动时，若所受外力突然消失，由牛顿第一定律可知它将做匀速直线运动，故D正确。故选D。4.（2020鄂州）关于惯性，以下说法正确的是（   ） A．百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来，是由于运动员具有惯性B．汽车驾驶员和乘客需要系上安全带，是为了减小汽车行驶中人的惯性C．行驶中的公交车紧急刹车时，乘客会向前倾，是由于惯性力的作用D．高速公路严禁超速，是因为速度越大惯性越大【答案】A【解析】A．百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来，是由于运动员具有惯性，故A正确；B．汽车驾驶员和乘客需要系上安全带，是为了减小汽车行驶中惯性造成的危害，不能减小惯性，惯性大小只与质量有关，质量不变，惯性不变，故B错误；C．行驶中的公交车紧急刹车时，乘客会向前倾，是由于乘客具有惯性；惯性不是力，不能说受到惯性力的作用，故C错误；D．物体的惯性只与物体的质量有关，与运动状态、速度等因素无关，故D错误。故选A。5.（2020吉林省）下列做法中，属于防止惯性带来危害的是（   ）A．行车时要保持车距B．跳远时要快速助跑C．拍打衣服除去灰尘D．将盆中的水泼出去【答案】A【解析】A．行车时要保持车距，是为了防止惯性带来的危害，故A符合题意；B．跳远时要快速助跑，是利用惯性来提高跳远的成绩，故B不符合题意；CD．拍打衣服除去灰尘、将盆中的水泼出去，这些都是在利用惯性，故CD不符合题意。故选A。6.（2020甘孜州）选填“运动状态”或“形状”）；上面的棋子由于具有惯性___________（选填“会”或“不会”）随着一起飞出。 【答案】    (1). 运动状态    (2). 不会【解析】[1]用尺子快速打击下面的棋子，棋子飞出，棋子由静止变为运动，说明力可以改变物体的运动状态。[2]上面的棋子由于具有惯性，保持原来的运动状态，即静止状态，故棋子不会随着一起飞出。7.（2020无锡）如图所示，把托板盖在支座上，将小钢球放在托板上，对准支座的正上方，压住底座，向后弯曲弹性片，松手后弹性片快速打击托板，弹性片的弹性势能转化为托板的______能，托板飞出。小钢球由于具有______，恰好落在支座内。 【答案】    (1). 动    (2). 惯性【解析】[1][2]向后弯曲弹性片，弹性片发生了弹性形变，具有弹性势能；松手后弹性片快速打击托板，托板的速度增大、动能增大，则该过程中弹性片的弹性势能转化为托板的动能；托板飞出时，由于小钢球具有惯性，仍然会保持原来的静止状态，则小钢球在重力作用下会向下运动，恰好落在支座内。8.（2020河南）公安交通管理部门要求驾驶员和乘客必须使用安全带，如图所示。汽车匀速行驶时，坐在座位上的乘客相对于汽车是______的。如果不系安全带，汽车一旦发生碰撞突然停止运动，乘客由于______继续向前运动，就会与车身发生碰撞，对人身造成伤害。行驶的汽车受到碰撞停止运动，说明力可以改变物体的______。 【答案】    (1). 静止    (2). 惯性    (3). 运动状态【解析】[1]汽车匀速行驶时，坐在座位上的乘客和汽车之间没有发生位置的改变，以汽车为参照物，乘客是静止的。[2]当汽车突然发生碰撞而停止运动时，由于阻力作用，车身停止运动，而驾驶员和前排乘客由于惯性还要保持原来的运动状态向前运动，在车内与车身撞击，严重时可能把挡风玻璃撞碎而向前飞出车外，所以驾驶员和前排乘客必须使用安全带。[3]力的作用效果有两个：一是使物体发生形变，二是改变物体的运动状态。行驶的汽车受到碰撞停止运动，说明力可以改变物体的运动状态。