牛顿第一定律（学用）

高中物理必修一第四章运动与力的关系4.1牛顿第一定律理想实验的魅力知识点一理想实验的魅力知识点一1．亚里士多德认为：必须，物体才能运动；没有力的作用，物体就要。2．伽利略的理想实验(1)斜面实验：如图所示，让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将到达，减小第二个斜面的倾角，小球仍将到达原来的，但是运动的距离，当第二个斜面最终变为水平面时，小球将。(2)推理结论：力(选填“是”或“不是”)维持物体运动的原因。3．笛卡儿的观点：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以沿运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。牛顿第一定律知识点二牛顿第一定律知识点二牛顿第一定律的内容：一切物体总保持状态或状态，除非作用在它上面的力这种状态。2．惯性(1)物体保持原来状态或状态的性质叫作惯性。牛顿第一定律也被叫作定律。(2)惯性是物体的属性，一切物体都具有惯性。惯性与质量知识点三惯性与质量知识点三1．不同物体维持其原有运动状态的“能力”不同，的物体惯性大。描述物体惯性大小的物理量是它的。2．对质量概念的认识(1)质量是物体所含。(2)从物体惯性的角度认识质量：质量是物体惯性大小的唯一量度。(3)质量是，在国际单位制中的单位是，符号为。基础过关基础过关1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)亚里士多德认为力是维持物体运动的原因。 ()(2)伽利略认为，没有力作用在物体上，它就不能运动。 ()(3)笛卡儿认为若没有力作用，物体的运动状态就不会改变。()(4)速度越大的物体，惯性越大。()2.(对伽利略理想实验的认识)关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是()A.只要接触面摩擦相当小，物体在水平面上就能匀速运动下去B.这个实验实际上是永远无法做到的C.利用气垫导轨，就能使实验成功D.虽然是想象中的实验，但是它建立在可靠的实验基础上3．(多选)关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是()A．牛顿第一定律又叫惯性定律B．牛顿第一定律说明一切物体都有惯性C．牛顿第一定律是通过大量实验总结出来的实验结论D．牛顿第一定律说明力可以改变物体的运动状态4．关于物体的惯性，下列说法正确的是()A．物体保持匀速直线运动状态或静止时才有惯性B．物体在不受力或所受外力的合力为零时才有惯性C．改变一个物体的惯性，必须要有力的作用D．一切物体都有惯性，物体的运动并不需要力来维持理想实验的魅力考点一理想实验的魅力考点一1．伽利略的理想实验(1)(实验事实)如图所示，两个斜面平滑地对接在一起，小球从一个斜面的某一高度自由滚下，在第二个斜面上所达到的高度同它在第一个斜面上开始滚下时的高度几乎相等，伽利略分析高度的微小差别是由摩擦阻力引起的。(2)(科学推理)若两个斜面均光滑，则小球一定会上升到原来的高度。(3)(科学推理)若减小第二个斜面的倾角，则小球仍然会到达相同的高度，不过，在第二个斜面上滚得远些。(4)(科学推理)若将第二个斜面放平(成为水平面)，那么小球从第一个斜面上滚下来之后，为达到原有高度，将以恒定的速度在无限长的水平面上永远不停地运动下去。[名师点睛]伽利略的理想实验是伽利略在实验事实的基础上塑造的一种理想过程。它以科学实验为基础，以科学事实为根据，突出主要因素，忽略次要因素，是运用逻辑推理揭示物理知识的内在联系、发现物理规律的重要方法。2．伽利略理想实验的意义(1)伽利略用“实验和科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点。(2)第一次确立了物理实验在物理学研究中的基础地位。(3)揭示了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。(4)“理想实验”的研究方法在自然科学的理论研究中有着重要的作用。但是，“理想实验”的方法也有其一定的局限性，由“理想实验”所得出的任何推论，都必须由观察或实验的结果来检验。【例1】理想实验有时能更深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，下面对如图所示的斜面实验的设想步骤中，有一个是可靠事实，其余是推论。①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度；②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度；④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它变成水平面，小球将沿水平面做持续的匀速直线运动。(1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列：(填写序号即可)。(2)将上述设想步骤中的可靠事实和理想化的推论进行分类。属于可靠事实的步骤是；属于理想化推论的步骤是。理解理想实验应注意的三点(1)真实实验是一种实践活动，是可以通过一定的实验器材和实验方法来实现的实验。(2)理想实验是一种思维活动，是抽象思维中设想出来的、无法做到的实验。(3)理想实验是以可靠的实验事实为基础的。牛顿第一定律考点二牛顿第一定律考点二1．运动状态变化的三种情况(1)速度的方向不变，只有大小改变。(物体做直线运动)(2)速度的大小不变，只有方向改变。(物体做匀速圆周运动)(3)速度的大小和方向同时发生改变。(物体做曲线运动)2．对牛顿第一定律的理解(1)明确了惯性的概念牛顿第一定律的前半句话“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”，表明了物体所具有的一个重要的属性——惯性，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性。因此牛顿第一定律又叫惯性定律。(2)揭示了力和运动的关系牛顿第一定律的后半句话“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”，实质上是揭示了力和运动的关系，即力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。(3)反映了物体不受外力时的运动状态匀速直线运动或静止(即原来运动的保持其速度不变，原来静止的保持静止)。不受外力作用的物体是不存在的，但物体所受外力的合力为零与不受外力在效果上是等效的，这就使牛顿第一定律具有了实际意义。【例2】由牛顿第一定律可知()A.物体的运动是依靠惯性来维持的B.力停止作用后，物体的运动就不能维持C.物体做变速运动时，一定有外力作用D.力是改变物体惯性的原因【例3】关于牛顿第一定律的理解正确的是()A.不受外力作用时，物体的运动状态保持不变B.物体做变速运动时一定受外力作用C.在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果D.飞跑的运动员，由于遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态【例4】如图所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)，两个小球随车一起运动，当车突然停止运动时，若不考虑其他阻力，则两个小球()A．一定相碰 B．一定不相碰C．不一定相碰 D．无法确定应用牛顿第一定律解题步骤应用牛顿第一定律解释有关现象时，一要看物体原来的运动状态，二要看物体现在的受力情况及所受合力是否为零，最后判断由于物体具有惯性将会出现的现象。【例5】如图一个劈形物体M(各面均光滑)放在固定的斜面上，上表面水平，在其上表面放一个光滑小球m。劈形物体由静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是()A．沿斜面向下的直线B．竖直向下的直线C．无规则的曲线D．抛物线惯性与质量考点三惯性与质量考点三1．惯性的理解(1)惯性是物体保持原来运动状态的一种性质，是物体维持运动状态的原因。(2)一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性。2．惯性的表现形式(1)物体不受力时，惯性表现为保持原来的运动状态。(2)物体受力且合力不为零时，物体仍然具有惯性，此时惯性表现为物体运动状态改变的难易程度，惯性越大，物体运动状态越难改变。3．几个关系(1)惯性与质量的关系：质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大。(2)惯性与力的关系：惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，惯性大小与物体的受力情况无关。(3)惯性与速度：一切物体都有惯性，惯性大小与物体是否有速度及速度的大小无关。(4)惯性与惯性定律：惯性是物体具有的一种固有属性，惯性定律是物体不受外力时所遵循的一条规律，属性不同于规律。惯性定律揭示了物体的惯性。【例6】关于物体的惯性，下述说法中正确的是()A.运动速度大的物体不能很快地停下来，是因为物体速度越大，惯性也越大B.静止的火车启动时，速度变化慢，是因为静止的物体惯性大C.乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性小D.在宇宙飞船中的物体不存在惯性【例7】(力与运动的关系)某人用力推一下原来静止在水平面上的小车，小车便开始运动，以后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动，可见()A.力是维持物体速度不变的原因B.力是维持物体运动的原因C.力是改变物体惯性的原因D.力是改变物体运动状态的原因【例8】月球表面上的重力加速度为地球表面上的重力加速度的eq\f(1,6)，同一个飞行器在月球表面上与在地球表面上相比较()A．惯性减小eq\f(1,6)，重力不变B．惯性和重力都减小为在地球表面时的eq\f(1,6)C．惯性不变，重力减小为在地球表面时的eq\f(1,6)D．惯性和重力都不变质量是惯性大小的唯一量度。质量不随物体所处位置的变化而变化，重力由质量和重力加速度决定。【例9】(对惯性的理解)关于惯性的大小，下面说法中正确的是()A．两个质量相同的物体，速度大的不容易停下来，所以速度大的物体惯性大B．在月球上举重比在地球上容易，所以质量相同的物体在月球上比在地球上惯性小C．推动地面上静止的物体，要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．两个质量相同的物体，不论速度大小，它们的惯性的大小一定相同【例10】(对惯性的理解)如图冰壶在冰面上运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变，我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”.这里所指的“本领”是冰壶的惯性，则惯性的大小取决于()A.冰壶的速度 B.冰壶的质量C.冰壶受到的推力 D.冰壶受到的阻力【例11】(对惯性现象的分析)如图一个盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别用绳悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球，容器中的水和铁球、乒乓球都处于静止状态。当容器随小车突然向右运动时，两球的运动状况是(以小车为参考系)()A．铁球向左，乒乓球向右B．铁球向右，乒乓球向左C．铁球和乒乓球都向左D．铁球和乒乓球都向右课后巩固课后巩固1．【难度1】在物理学的发展过程中，许多物理学家的研究推动了人类文明的进程。在对以下几位物理学家所做的贡献的叙述中，正确的是()A．亚里士多德认为较重物体与较轻物体下落得一样快B．伽利略通过理想斜面实验认为物体的运动不需要力维持C．笛卡儿认为如果物体受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一方向运动下去D．牛顿认为力不仅可以维持物体的运动，而且可以改变物体的运动状态2．【难度1】伽利略理想实验揭示了()A．若物体运动，那么它一定受力B．力不是维持物体运动的原因C．只有受力才能使物体处于静止状态D．只有受力才能使物体运动3．【难度1】关于牛顿第一定律，以下说法错误的是()A．牛顿第一定律又叫惯性定律B．牛顿第一定律是牛顿通过大量实验总结出来的实验结论C．牛顿第一定律说明一切物体都有惯性D．牛顿第一定律说明力可以改变物体的运动状态4．【难度2】关于牛顿第一定律，下面说法正确的是（）A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律B．不受外力作用时，物体才具有惯性C．不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性D．物体的运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用5．【难度2】关于惯性，以下说法中正确的是（）A．物体运动速度越大，物体越难停下来，说明运动速度大的物体惯性大B．汽车突然刹车时，车上的人向前倾，拐弯时人会向外甩，而车匀速前进时车上的人感觉平稳，说明突然减速和拐弯时有惯性，匀速运动时没有惯性C．用同样大小的作用力，运动状态越难改变的物体，其惯性一定越大D．在月球上举重比地球上容易，所以同一物体在地球上比在月球上惯性大6．【难度2】关于惯性，以下说法中正确的是（）A．人在走路时没有惯性，被绊倒时才会有惯性B．百米赛跑到达终点时不能立即停下来是由于惯性，停下来就没有惯性了C．物体在不受外力作用时有惯性，受到外力作用后惯性就被克服了D．物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关7．【难度2】对物体的惯性有这样一些理解，你觉得正确的是()A．汽车快速行驶时惯性大，因而刹车时费力，惯性与物体的速度大小有关B．在月球上举重比在地球上容易，所以同一物体在地球上惯性比在月球上大C．加速运动时，物体有向后的惯性；减速运动时，物体有向前的惯性D．不论在什么地方，不论物体原有运动状态如何，物体的惯性是客观存在的，惯性的大小与物体的质量有关8.【难度2】关于物体的惯性,下列说法中正确的是()A.射出枪膛的子弹在运动一段距离后连一件棉衣也穿不透,这表明它的惯性减小了B.战斗机在空战时,甩掉副油箱是为了减小惯性,提高飞行的灵活性C.用力推一个处在地面上的物体,没有推动,原因是物体的惯性太大了D.高速公路上要限速,是因为车速越大惯性越大9．【难度2】(多选)关于物体运动状态与所受外力的关系，下列说法正确的是()A．物体受到恒力作用时，它的运动状态不发生改变B．物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态要发生改变C．物体受到的合力为零时，它可能处于静止状态D．物体不受外力作用时，一定处于静止状态10．【难度2】漫画中的情景在公交车急刹时常会出现。为提醒乘客注意，公交公司征集到几条友情提示语，其中对惯性的理解正确的是()A．站稳扶好，克服惯性B．稳步慢行，避免惯性C．当心急刹，失去惯性D．谨防意外，惯性恒在11．【难度3】如图滑板运动员沿水平地面向前滑行，在横杆前相对于滑板竖直向上起跳，人与滑板分离，分别从横杆的上、下通过，忽略人和滑板在运动中受到的阻力，则运动员()A．起跳时脚对滑板的作用力斜向后B．在空中水平方向先加速后减速C．越过杆后落在滑板的后方D．越过杆后仍落在滑板上起跳的位置12．【难度3】如图小明用水平方向的力推一木箱。小明发现：用力推时，木箱才能运动；撤去推力，木箱便停下来。有四位同学对此过程发表了自己的看法，你认为正确的是()A．木箱的运动需要力来维持B．木箱由静止到运动需要力的作用，由运动到静止不需要力的作用C．撤去推力，木箱停下来是木箱具有惯性的表现D．撤去推力，木箱停下来是由于摩擦力的作用Z1．【难度2】下列运动的物体中，运动状态始终保持不变的是（）A．匀速直线运动B．匀变速直线运动C．圆周运动D．自由落体运动2．【难度2】做自由落体运动的物体，如果下落过程中某时刻重力突然消失，物体的运动情况将是()A．悬浮在空中不动B．速度逐渐减小C．保持一定速度向下做匀速直线运动D．无法判断3．【难度3】立夏“斗蛋”，是深受小朋友们喜欢的一项传统民俗，如图把鸡蛋A快速向另一个静止的鸡蛋B撞去，结果鸡蛋B被撞破了，已知两个鸡蛋质量大小关系为mA<mB，则下列说法正确的是()A．A鸡蛋的惯性小于B鸡蛋的惯性B．A鸡蛋的惯性大于B鸡蛋的惯性C．A对B的作用力大小小于B对A的作用力大小D．A对B的作用力大小大于B对A的作用力大小4．【难度3】如图桌面上有一上表面光滑的木块，木块上有一小球，快速向右水平拉动木块，小球的位置可能落在桌面上的哪点()A．A点 B．B点C．O点 D．无法确定5．【难度3】(多选)如图一向右运动的车厢顶上悬挂两单摆M与N，它们只能在图示平面内摆动，某一时刻出现图示情景，由此可知车厢的运动及两单摆相对车厢运动的可能情况是()A．车厢做匀速直线