课时7.1科学探究牛顿第一定律（解析版）

课时7.1科学探究：牛顿第一定律（帮课堂）（解析版）【学习目标】1.利用探究实验和推理的方法得出力和物体运动的关系。2.知道牛顿第一定律并能用牛顿第一定律解决简单的问题3.知道什么是惯性，认识一切物体都有惯性。4.会用惯性知识解释简单的惯性现象。【知识导图】【基础知识】知识点一：伽利略的理想实验伽利略的理想实验证明：力不是维持物体运动的原因力是改变物体运动状态的原因※知识点二：探究摩擦力对物体运动的影响（1）让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,目地是为了让小车每次到达水平面时的速度都相同,便于比较。（2）实验结论:小车受到摩擦力越小,小车的速度减小得越慢，小车运动的距离越远；（3）由此推理得出：假如小车受到的阻力为零，小车将做匀速直线运动。（4）实验方法：理想实验法知识点三：牛顿第一定律1.内容：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。

2.内涵：物体在不受力的情况下依旧可以保持原有的运动状态，说明力不是维持物体运动的原因，而是使物体运动状态发生改变的原因。或者说：物体的运动不需要力来维持，要改变物体的运动状态，必须对物体施加力的作用。要点诠释：1.“一切”说明该定律对于所有物体都适用，不是特殊现象。2.“没有受到力的作用”是定律成立的条件。“没有受到力的作用”有两层含义：一是该物体确实没有受到任何力的作用，这是一种理想化的情况(实际上，不受任何力的作用的物体是不存在的)；二是该物体所受合力为零，力的作用效果可以等效为不受任何力的作用时的作用效果。

3.“或”指两种状态必居其一，不能同时存在，也就是说物体在不受力的作用时，原来静止的物体仍保持静止状态，原来运动的物体仍保持匀速直线运动状态。

4.牛顿第一定律不能用实验直接验证，而是在实验的基础上，通过进一步的推理而概括出来的。

5.运动的物体并不需要力来维持，运动的物体之所以会停下来，是因为受到了阻力。在物理学中，牛顿第一运动定律是用什么方法获得的（）A．单纯的实验方法 B．单纯的推理方法C．数学推导的方法 D．实验加推理的方法【答案】D【解析】牛顿第一定律不能直接由实验得出结论，它是在实验的基础上，进行推理概括出来的。因为现实生活中的物体总要受到这样或那样的力。

知识点四：惯性1.概念：一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，我们把这种性质叫做惯性。2.惯性的利用：跳远运动员快速助跑，利用自身的惯性在空中继续前进；拍打衣服，清除衣服上的灰尘；甩掉手上的水珠。3.惯性的危害：汽车刹车后不能立即停下来，酿成交通事故；快速行驶的汽车发生碰撞，车里的乘客如果没有系安全带，会与车身撞击，严重时可能把挡风玻璃撞碎，飞出车外；走路时不小心，可能会被台阶绊倒。要点诠释：一切物体都有惯性，一切物体是指无论是气体、液体、还是固体；无论是静止还是运动；无论受力还是不受力都具有惯性。惯性是物体本身的一种属性。

2.惯性指物体保持静止状态或匀速直线运动状态不变的性质。即静止的物体总要保持静止状态，运动的物体总要保持匀速直线运动状态。

3.惯性是物体的属性，不是力。因此在提到惯性时，只能说“物体具有惯性”，或“由于惯性”，而不能说“受到惯性作用”或“惯性力”等。惯性只有大小，惯性的大小仅取决于物体的质量，质量大，惯性也大。下列关于物体惯性的说法正确的是（）A．静止的物体没有惯性，运动的物体有惯性B．不受力的物体有惯性，受力的物体没有惯性C．静止或匀速直线运动的物体有惯性，当它们运动状态发生变化时，惯性也就没有了D．任何物体不论在什么情况下都有惯性【答案】D【解析】A.物体的惯性跟运动和静止没有关系。不符合题意。B.物体的惯性跟物体是否受力没有关系。不符合题意。C.物体的惯性跟物体是什么运动状态没有关系。不符合题意。D.任何物体无论在什么情况下都具有惯性。符合题意。【作业帮】一、基础练（知识巩固）1．对牛顿第一定律的理解，下列说法正确的是（）A．物体运动状态不变时，一定没有受到了力的作用 B．运动的物体若去掉所有力的作用，物体一定会慢慢停下 C．该定律由斜面小车探究实验并推理得出 D．物体的运动是依靠力来维持的【解析】A、物体运动状态不变时，可能是没有受到力的作用，也可能是受平衡力，故A错误；B、根据牛顿第一定律可知，运动的物体若去掉所有力的作用，物体将保持匀速直线运动状态，故B错误；C、牛顿第一定律是在实验的基础上，通过进一步的概括推理得出的，故C正确；D、力可以改变物体的运动状态，物体的运动不需要力来维持，故D错误。2．绕地球做匀速圆周运动的卫星，如果它受到的所有外力同时消失，卫星将（）A．做匀速直线运动 B．慢慢停下来 C．竖直下落 D．继续做匀速圆周运动【解析】根据牛顿第一定律可知，正在运动的物体，如果它受到的所有外力同时消失，就是说该物体受力为零，所以该物体将做匀速直线运动，绕地球做匀速圆周运动的卫星，处于运动状态，所以如果它受到的所有外力同时消失，卫星将做匀速直线运动，故选项A正确，BCD错误。3.空中上升的气球，若所受外力突然全部消失，则气球将（）A．向上做减速运动后下降 B．立即停止运动 C．向上做匀速直线运动 D．向上做减速运动，最后静止【解析】如果气球上升过程中所受外力突然消失，由牛顿第一定律可知，气球将做匀速直线运动。4．以下对生活中一些惯性现象的解释正确的是（）①水平公路上行驶的汽车，关闭发动机后还能继续行驶一段距离，是因为汽车具有惯性②跳远运动员助跑起跳是为了增大惯性③小汽车配置安全气囊可以减少惯性带来的危害④抛出去的实心球还会在空中运动一段时间，是因为实心球受到惯性力的作用A．只有①② B．只有①③C．只有②③ D．只有①④【答案】B【分析】根据惯性的概念答题，物体由于惯性保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性；物体由于惯性要保持原来的运动状态继续运动．【解析】①水平公路上行驶的汽车关闭发动机后还能继续行驶一段距离．是因为汽车具有惯性；故正确；②跳远运动员要助跑一段距离获得一定的速度后起跳，起跳后由于惯性继续运动，提高了运动员的成绩，能利用惯性知识解释，而不是增大惯性，故错误；③小汽车配置安全气囊，可以减少惯性带来的危害；故正确．④抛出去的实心球还会在空中运动一段时间，是因为实心球具有惯性，惯性不是力，故错误．故选B.5．如图是探究“阻力对物体运动的影响”的过程，根据图中情景可以判断以下说法正确的是（）。A．①是假设，②③是实验事实，④是实验推论B．①②③④都是实验事实C．①②是实验事实，③④是实验推论D．①②③是实验事实，④是实验推论【答案】D【分析】小车在毛巾、棉布、木板上的运动是实际实验，小车在光滑水平面上的运动是推理，是理想实验．根据控制变量法的要求，为了使小车在水平面运动的初速度相同，应使小车从斜面同一高度由静止滑下．【解析】由图示可知。小车在毛巾、棉布、木板上的运动是实际实验，小车在光滑水平面上的运动是推理，是理想实验，故①②③是实验事实，④是实验推论，故ABC错误，D正确。故选D.6．如图，质量分别为m和M的两个物体A和B，其中M>m，将它们放在水平且光滑的板车上，木板很长，车以速度v向右运动，当车突然刹车后（）A．AB两物体都随车停止而停止B．A物体比B物体运动得快，两者相碰C．B物体比A物体运动得快，两者距高增大D．两物体都以原来的速度向右运动，两者距离不变【答案】D【解析】板车表面是光滑的，小车停止，两个物体由于惯性仍会保持原来的速度向右运动，不会立即静止。两物体原来的速度和方向相同，所以小车停止后，它们之间的距离会保持不变，不会相撞，距离也不会加大。故选D。7．如图是运动员射门时的足球轨迹，下列说法正确的是（）A．脚踢球使球飞出，说明力是物体运动的原因B．足球在空中飞行时，运动状态一定在改变C．足球在空中飞行时，以球为参照物，运动员是静止的D．足球运动到最高点时，若所有力都消失，足球将静止【答案】B【解析】A．脚踢球使球飞出，说明力是物体运动状态改变的原因，故A错误；B．足球轨迹为曲线，运动状态一定在改变，故B正确；C．以运动的球为参照物，运动员是运动的，故C错误；D．运动到最高的时球仍具有水平向前的速度，若所有力都消失，球将水平向前做匀速直线运动，故D错误。8．下列属于防止惯性带来危害的是（）A．汽车安装安全带和安全气囊 B．锤头松了，撞击锤柄下端进行紧固 C．跳远运动员快速助跑后再飞身一跃 D．通过拍打被子清除上面的浮尘【解析】A、汽车安装安全带和安全气囊，是防止汽车急刹车时惯性带来的危害，故A符合题意；B、锤头松动时，撞击锤柄是为了利用惯性的有利影响，从而使锤头紧套在锤柄上，故B不符合题意；C、跳远运动员起跳前助跑，是利用运动员的惯性来提高跳远成绩，故C不符合题意；D、拍打被子时，被子受力运动，而灰尘由于惯性仍保持原来的静止状态，所以灰尘会脱离被子，是利用惯性的有利影响，故D不符合题意。故选：A。二、综合练（能力提升）9．同学们到科技馆参观，看到了一个有趣的科学实验：如图所示，一辆小火车在平直轨道上匀速行驶，当火车将要从“∩”形框架的下方通过时，突然从火车顶部的小孔中向上弹出一个小球，该小球越过框架后，又与通过框架的火车相遇，并恰好落回原来的孔中，小球能落回小孔是因为（）A．小球在空中运动的过程中受到了水平向前的力B．小球在空中运动的过程中受到了斜向下的力C．由于惯性，小球在空中运动的过程中没有受到重力D．由于惯性，小球在水平方向保持与火车相同的速度【答案】D【分析】相对于地面，小球做的是竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀速运动，能落回小孔是因为小球具有惯性，在水平方向保持与火车相同的速度。【解析】小球原来随火车一起向前运动，小球被抛出后，由于惯性小球在水平方向保持与火车相同的速度，小球在空中运动的过程中不再受水平向前的力的作用，也没有受到斜向下的力，小球上升到最高点后在重力作用下落到原来的孔中，故A、B、C不符合题意，D符合题意。故选D。10．下列实例中，属于防止惯性带来危害的是（）A．跳远运动员跳远时助跑B．把锤柄在地上撞击几下，使松的锤头紧套在锤柄上C．拍打衣服时，灰尘脱离衣服D．汽车驾驶员驾车时必须系安全带【答案】D【解析】A．跳远运动员跳远时助跑，是利用惯性，使成绩更好，故A不符合题意；B．把锤柄在地上撞击几下，锤柄的运动状态改变，而锤头因为自身惯性紧套在锤柄上，是利用惯性，故B不符合题意；C．拍打衣服时，衣服的运动状态改变，而灰尘因为自身惯性脱离衣服，是利用惯性，故B不符合题意；D．汽车驾驶员驾车时必须系安全带是为了放在惯性带来的伤害，故D符合题意。故选D。11．如图所示小车做变速直线运动时，车内悬挂的小球和杯中水面在某一瞬间的情况，其中符合物理规律的是（）A． B． C． D．【答案】D【解析】由于惯性，车内悬挂的小球和杯中水面在车运动速度改变时，会出现小球偏离竖直方向与液面偏高的方向一致，如图D中的现象符合题意。故选D。12．人站在公交车上，当汽车突然启动时，人会向______倒，这是因为人的脚受到车厢底面_____力作用，使脚的底部随车一起______，可是人的上半身由于______而保持原来的静止状态，所以人出现上述现象。【答案】后摩擦运动惯性【解析】[1][2][3][4]人站在公交车上，当汽车突然启动时，人的脚受到车厢底面摩擦力的作用，使脚的底部随车一起运动，可是人的上半身由于惯性而保持原来的静止状态，所以人会向后倒。13．如图所示，为探究运动和力的关系，小强在水平面上铺上粗糙程度不同的材料，将小车从斜面上的同一位置由静止释放，比较小车在水平面上运动的距离。当水平面越光滑时，小车受到的摩擦力越______，小车运动的距离越________；若不受摩擦力及其他阻力，小车将做________运动。研究过程中采用了_____（选填“单纯的实验”或“实验加推理”）的方法。【答案】小远匀速直线运动实验加推理【解析】[1][2]小车在平面上运动时，会受到摩擦力的作用，速度会越来越慢，摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，当水平面越光滑时，小车受到的摩擦力越小，速度减小的越慢，小车运动的距离越远；[3]推想：如果不受摩擦力及其他阻力，小车运动的速度将不会减小，小车此时将做匀速直线运动；[4]由于摩擦力总是存在的，所以应通过实验加推理的方法来进行实验。14．如图所示，迅速击打硬纸板，硬纸板飞出，鸡蛋落入杯中。对此现象合理的解释是：硬纸板原来相对于桌面是__的，由于受到__的作用运动状态发生改变。鸡蛋由于__要保持原来的静止状态，未随硬纸板飞出，在重力的作用下落入杯中。【答案】静止力惯性【解析】[1]击打硬纸板前，硬纸板与桌面之间没有位置变化，所以硬纸板原来相对于桌面是静止的。[2]用力迅速击打硬纸板，该硬纸片由静止开始沿水平方向飞出去，这说明力可以改变物体的运动状态。[3]打硬纸板，硬纸板飞出，鸡蛋原来静止，板上的鸡蛋不随纸板一起飞出的原因是鸡蛋具有惯性，要保持原来的静止状态，不会随硬纸板飞出，在重力的作用下落入杯中。15．如图甲、乙、丙所示为探究摩擦力对物体运动影响的实验。实验时必须让小车从斜面上同一高度滑下，这是为了使小车刚到达水平面上时具有相同的_______。实验时发现小车受到的摩擦力越小，小车运动的越______。由此我们可以推断：假设小车在水平面上不受力，它将______。【答案】速度远做匀速直线运动【解析】[1]为探究摩擦力对物体运动速度改变的影响情况，应使小车在进入平面时运动速度相同，在实验中应该让小车在斜面上从同一高度由静止滑下。[2]平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，小车的速度减小得越慢，小车运动的距离越远。[3]如果小车在水平面上不受力，小车将做匀速直线运动。16．如图所示，一氢气球用细绳系在玩具车上，静置于广场的光滑水平地面上，当有匀速的风沿水平方向向右吹来，气球和玩具车在风力作用下向前运动，玩具车在向右运动的过程中___（选填“可能”或“不可能”）被风吹离地面；一段时间后玩具车匀速前进，此时细绳__（选填“向左倾斜”、“向右倾斜”或“保持竖直”）。【答案】不可能保持竖直【解析】[1]风水平向右吹，玩具车在竖直方向上不受风的作用力，所以，玩具车在向右运动的过程中不可能被风吹离地面。[2]由于水平地面光滑，所以，玩具车在运动时不受摩擦力的作用；一段时间后玩具车在水平方向上匀速前进，若此时细绳是倾斜的，则细绳对玩具车有斜向上的拉力（受力不平衡），玩具车不可能做匀速运动，所以，此时细绳应保持竖直。17．一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，这就是著名的_______第一定律。射出的箭能够在空中继续飞行，这是因为箭具有________。【答案】牛顿惯性【解析】[1][2]牛顿第一定律的概述：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.。惯性是一切物体保持自身运动状态的的属性，射出的箭能够在空中继续飞行，这是因为箭具有惯性。18．沿地面向前滚动的皮球，由于受到摩擦力作用，最终会停下来；如果没有摩擦力作用皮球是否会一直运动下去呢？为解答这一问题，伽利略设计了理想实验，如图所示．（1）让小球从斜面上由静止滚下来，小球将滚上另一个斜面．如果没有_____，小球将上升到原来的高度；减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的_____；继续减小第二个斜面的倾角，直至它最终成为水平面，小球再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定的速度_____；（2）伽利略理想实验说明力与运动的关系是_____牛顿在伽利略等科学家研究基础上，得出物体在不受力的作用下，总保持_____．【答案】摩擦力距离永远运动下去力是改变物体运动状态的原因静止状态或匀速直线运动状态【解析】(1)[1][2][3]如果斜面光滑，则小球不受阻力作用，会上升到原来释放时的高度；然后逐渐减小斜面的倾角，发现小球仍然会达到原先释放时的高度，但要运行更长的距离；那么可以推断，若将斜面变为水平面，那么小球为了达到原先释放时的高度会一直运动下去；(2)[4]伽利略得出力是改变物体运动状态的原因后，推翻了亚里士多德的观点，力是维持物体运动的原因；正确地揭示了“运动和力的关系”，力是改变物体运动状态的原因；[5]牛顿在伽利略等科学家研究基础上，得出物体在不受力的作用下，静止的物体还静止，运动的物体还运动，即总保持静止状态或匀速直线运动状态．19．古希腊学者亚里士多德曾给出这样一个结论：物体的运动要靠力来维持。因为这个结论在地球上不能用实验来直接验证，直到一千多年后，才有伽利略等人对他的结论表示怀疑，并用实验来间接说明。这个实验如图所示，他是让小车从斜面的同一高度由静