暑假新高一985培优讲义：第16讲 牛顿第一定律（原卷版）

第16讲牛顿第一定律1.知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法。2.理解牛顿第一定律的内容及意义。3.理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。一、对力与运动关系的认识1.亚里士多德：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在某个地方。2.伽利略(1)理想实验：让小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一斜面。如果没有摩擦，小球将到达原来的高度；减小第二个斜面的倾角，小球仍将达到原来的高度，但它要运动得远些；由此推断，若将第二个斜面放平，小球将永远运动下去。如图所示。伽利略理想实验的魅力不仅体现在实验本身，更体现在实验的独特方法：在实验事实的基础上，进行合理的假设、外推。(2)结论：力不是维持物体运动的原因。3.笛卡儿：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。二、牛顿第一定律1.牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。2.意义：揭示了运动与力的关系，即力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。3.物体运动状态改变的三种情况：(1)速度的方向不变，大小改变；(2)速度的大小不变，方向改变；(3)速度的大小和方向同时改变。注意：物体做匀变速直线运动时运动状态时刻在变，关键看速度是否变化，而不是看加速度，实际上只要有加速度，物体的运动状态就改变。4.对牛顿第一定律的理解：(1)力是改变物体运动状态的原因，物体受到力的作用它的运动状态就一定改变，故力是改变物体运动状态的原因。(2)牛顿第一定律描述的状态是一种理想状态，它是在伽利略理想实验的基础上加以科学推理和抽象得到的，不可能用实验直接验证，因此牛顿第一定律不是实验定律。(3)牛顿第一定律的适用范围为惯性参考系。三、惯性与质量1.惯性：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。牛顿第一定律也被叫作惯性定律。2.惯性与质量：决定物体惯性大小的物理量是它的质量，质量大的物体惯性大。说明惯性大小只由质量大小决定，与其他因素无关。3.惯性的“三性”普遍性一切物体皆有惯性，惯性是物体的固有属性相关性惯性仅与物体的质量有关，与物体的受力或运动情况等无关唯一性质量是惯性大小的唯一量度4.惯性的具体表现形式(1)当物体不受外力或所受合外力为零时，惯性表现为保持原来的运动状态不变。原来静止的物体保持静止，原来运动的物体保持原来的速度继续运动。(2)当物体受到外力作用时，惯性表现为改变运动状态的难易程度，物体的惯性越大，它的运动状态越难改变。考点一：伽利略理想斜面实验【例1】如图为伽利略著名的理想斜面实验示意图。让小球沿光滑斜面从左侧某一高度滚下时，无论右侧斜面坡度如何，它都会沿斜面上升到与出发点几乎等高的地方。斜面倾角越小，小球运动到同一高度所经历的路程越远。当斜面倾角逐渐减小到零，右侧变为水平面时，小球将为了达到那个永远无法达到的高度而一直运动下去。针对这一实验以下说法正确的是（）A．该实验揭示了小球具有惯性B．说明物体的运动需要力维持C．该实验无真实实验基础，是单纯靠逻辑推理进行的D．该实验体现了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法考点二：牛顿第一定律【例2】如图所示，楔形物体的各表面光滑，上表面水平，放在固定的斜面上。在的水平上表面放一光滑小球，后释放，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．抛物线考点三：惯性与质量【例3】关于惯性，下列说法正确的是（）A．汽车运动的速度越大越不容易停下来，是因为汽车运动的速度越大惯性越大B．运动员投掷标枪时，用力越大，标枪飞行越远，说明力越大惯性越大C．把手中的球由静止释放，球受重力而竖直下落，说明球没有惯性D．物体惯性的大小仅与物体的质量有关，质量大的惯性大1．如图所示，理想实验有时更能深刻地反映自然规律，伽利略设想的理想实验中的几个主要步骤如下：①两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面②如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度③减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动在上述的步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论，下列关于事实和推论的分类正确的是（）

A．①是事实，②③④是推论B．②是事实，①③④是推论C．③是事实，①②④是推论D．④是事实，①②③是推论2．春秋末年，齐国著作《考工记》记载：“马力既竭，犹能一取焉”。意思是马对车不施加拉力了，车还能继续向前运动，这是关于惯性的最早记述。下列说法正确的是（）A．“马力既竭”时，车没有惯性B．“马力既竭”时，车的惯性减少C．“马力既竭”时，车还能继续向前运动，说明力不是维持物体运动的原因D．“马力既竭”时，车最终能停下来，说明力不是改变物体运动状态的原因3．牛顿第一定律揭示了物体的运动状态与所受外力的关系，下列说法中正确的是（）A．物体受到恒定的合力作用时，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，它一定处于静止状态D．物体受到不为零的合力作用时，运动状态不一定改变4．关于牛顿定律，下列说法正确的是（）A．牛顿通过理想斜面实验得出力是维持物体运动状态的原因B．伽利略和笛卡尔的思想观点对牛顿第一定律的建立做出了基础性的贡献C．牛顿第一定律又被称为惯性定律，它指出物体的速度越大，惯性越大D．牛顿第三定律指出先有作用力，后有反作用力5．2019年12月27号，被称为“胖五”的中国“最强火箭”长征五号圆满完成发射任务。下列有关说法正确的是（）A．火箭点火后，速度变化越大，则加速度越大B．火箭发射瞬间，速度为零，加速度不为零C．火箭进入太空后，惯性消失D．火箭升空后，加速越来越大，惯性也越来越大6．《道路交通安全法》规定，电动车不得违法载人，其原因是（）A．电动车载人后，整体质量增大，速度变大B．电动车载人后，整体质量增大，加速度变大C．电动车载人后，整体质量增大，惯性变大D．电动车载人后，整体质量增大，惯性变小7．2000年国际乒联将乒乓球由小球改为大球，改变前直径是0.038m，质量是2.50g；改变后直径是0.040m，质量是2.70g。对此，下列说法正确的是（）A．球的直径大了，所以惯性大了，球的运动状态更难改变B．球的质量大了，所以惯性大了，球的运动状态更难改变C．球的直径大了，所以惯性大了，球的运动状态更容易改变D．球的质量大了，所以惯性大了，球的运动状态更容易改变8．大型油罐车内的油在运输过程中极易发生涌动（如图1），为了防止油涌动导致车体重心急剧变化的危害，在油罐车内部设置了一些固定挡板（如图2）。则下列说法正确的是（）A．油罐车向前启动时，由于惯性，油罐内的油将向前涌动B．油罐车内设置挡板，减小了油罐内的油的惯性C．油罐车在变速行驶过程中容易涌动，是油罐内的油惯性不断变化引起的D．油罐车在平直道路上匀速前进时，即使没有挡板油也几乎不会涌动1．关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（）A．牛顿第一定律是通过伽利略“理想实验”的验证后建立起来的B．牛顿第一定律表明，力是维持物体运动状态的原因C．牛顿第一定律表明，惯性是维持物体运动状态的原因D．牛顿第一定律表明，物体只有在静止时才具有惯性，物体做匀变速直线运动不具有惯性2．如图所示，冰壶比赛是冬奥会的正式比赛项目，冰壶在冰面上运动时受到的阻力较小，以下关于比赛中冰壶运动的说法正确的是（）A．离手后，水平方向上冰壶受到摩擦力和运动员对冰壶的推力B．竖直方向上冰壶受到的重力和支持力是一对相互作用力C．冰壶在冰面上的运动直接验证了牛顿第一定律D．冰壶在运动过程中抵抗运动状态变化的“本领”是不变的3．在物理学发展史上，伽利略、牛顿等许多科学家为物理学的发展做出了巨大贡献。下列关于力和运动的说法正确的是（）A．人在沿直线匀速前进的车厢内竖直向上跳起后，将落在车厢内的起跳点B．两匹马拉车比一匹马拉车跑得快，这说明物体受的力越大，运动速度越大C．汽车刹车时，速度大难以刹停，速度小容易刹停，这说明物体的速度越大，惯性越大D．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明运动需要力来维持4．如图所示，在光滑水平面上有一密闭水箱，其中水的密度为ρ0，A、B、C三个小球的密度分别为ρ0，ρ0，ρ0，均用细线系在水箱中，开始时水箱静止，细线竖直，现用力向右突然拉动水箱的瞬间，则（）A．细线均竖直B．A线左倾，C线右倾，B线竖直C．细线均左倾D．A线右倾，C线左倾，B线竖直5．如图所示，大人和小孩拔河，大人保持静止却能轻松把小孩拉过来。不计绳子的质量，下列说法中正确的是（

）A．小孩被拉动后就失去了惯性B．大人保持静止是因为惯性增大了C．大人对绳子的拉力大于小孩对绳子的拉力D．大人对绳子的拉力与小孩对绳子的拉力大小相等6．足球运动被称为“世界第一运动”，2022年卡塔尔世界杯得到全球球迷的关注。小小足球蕴含着无穷魅力，下列关于足球的物理知识说法正确的是（）A．踢出去的足球仍能继续飞行，是因为足球受到惯性力的缘故B．踢出去的足球速度在不断变化，其惯性不变C．宇宙飞船中的足球处于完全失重状态，所以没有惯性D．足球的惯性只有在足球速度改变时才表现出来7．关于惯性，下列说法正确的是（）A．在货车上加装限速器，其目的是使速度减小，惯性也减小B．宇航员在航天器中因失重而处于飘浮状态，所以没有惯性C．战斗机战斗前抛弃副油箱，是为了减小战斗机的惯性，提高作战性能D．公交车急刹车时站在车内的乘客摔