2024年初升高物理无忧衔接衔接点20 牛顿第一定律（原卷版）

衔接点20牛顿第一定律课程标准初中知道牛顿第一定律内容和惯性的概念。高中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.理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。4.理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。初中物理高中物理异同点伽利略斜面小车实验伽利略理想斜面实验在本质和目的上是一致的，都想说明一个问题，物体的运动不需要力去维持。牛顿第一定律牛顿第一定律在内容表述形式上是有所差别的，高中物理在内容表述上说“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”，更好的说明了力的作用惯性惯性主要研究的是惯性的应用和防止，高中物理中还进一步阐述了影响惯性大小的因素。一、“伽利略斜面小车实验”在这个实验中,让每次让小车从斜面的同一高度滑下,目的是让小车在进入水平表面时具有相同的速度,这样才能比较小车在不同表面运动的情况.如下图所示,是小车从斜面上滑下后,在平面上最终停下的位置.实验表明：平面越光滑,小车运动的距离越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小的越慢.如果小车不受阻力,小车将一直运动下去。牛顿第一定律1.内容：一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。2.牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,运用科学的推理的方法而概括出来的规律,是一个非常重要的规律,是整个力学的基础和出发点.所以它不能用实验验证,因为任何物体都受到其它物体的作用,但是它能经受住实践的检验。三、惯性定义：一切物体都有保持原来运动状态不变的的性质，我们把这种性质叫作惯性。知识点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。知识点二牛顿第一定律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.特别提醒：(1)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。(2)牛顿第一定律的适用范围为惯性参考系。知识点三惯性与质量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，与运动形式无关。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。初中我们学习了牛顿第一定律的基本内容，你能说说它揭示了物体运动遵循怎样的规律吗？滑冰运动员如果不用力，他会慢慢停下来。这与牛顿第一定律矛盾吗？【例1】关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（）A．力是维持物体运动的原因，没有力的作用物体将保持静止B．物体的速度不断变化，表示物体必受合外力的作用C．物体如果向正北方向运动，其受外力方向必须指向正北D．伽利略支持力是维持物体运动的原因的观点【例2】关于惯性，下列说法中正确的是（）A．同一汽车，速度越快，越难刹车，说明物体速度越大，惯性越大B．羽毛球可以快速拍打，是因为羽毛球的惯性小的缘故C．物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性D．已知月球上的重力加速度是地球上的，故一个物体从地球移到月球惯性减小为1．如图是伽利略著名的斜面实验示意图。让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将到达原来的高度。如果第二个斜面倾角减小，小球仍将到达原来的高度，但是运动的距离更长。当斜面变为水平，小球要达到原有高度将永远运动下去。下列说法正确的是（）A．伽利略在光滑斜面上成功地完成了这个实验B．伽利略据这个实验推断出重力是维持物体运动的原因C．伽利略据这个实验推断出力是维持物体运动状态不变的原因D．伽利略据这个实验推断出物体的运动不需要力来维持2．理想实验有时更能深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是经验事实，其余是推论。①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，最后使它成水平面，小球要沿水平面作持续的匀速运动在上述的设想步骤中，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3．关于牛顿第一定律和牛顿第三定律，下列说法正确的是（）A．牛顿第一定律表明物体在真空中才具有惯性B．牛顿第一定律说明必须有力作用在物体上，物体才能保持匀速直线运动C．作用力和反作用力，可能作用在同一物体上D．马拉车加速前进时，马拉车的力与车拉马的力大小相等4．关于力和运动，下列说法中不正确的是（）A．力是使物体速度变化的原因 B．力是使物体运动方向改变的原因C．力是使物体从静止到运动的原因 D．力是使物体运动的原因5．以下叙述符合史实的是（）A．亚里士多德提出力的概念，并指出必须有力作用在物体上，物体才能运动B．伽利略提出力的概念，并利用理想实验阐明力不是维持物体运动的原因C．笛卡尔提出力的概念，他认为运动不需要力来维持D．牛顿提出力的概念，并揭示保持静止或匀速直线运动状态是物体的固有属性6．如图所示为月球车示意图，当该月球车分别在地面和月面以相同的速率行驶时，下面判断正确的是（）A．在地面运动时的惯性较大 B．在月面运动时的惯性较大C．速度大的时候惯性大 D．在地面和月面上运动时的惯性一样大7．关于惯性的下列说法，正确的是（）A．球由静止释放后加速下落，说明力改变了惯性B．物体随着“神舟十一号”飞船进入太空，其惯性将消失C．投掷出去的标枪靠惯性向远处运动D．物体沿水平面滑动，速度越大滑行的时间越长，说明速度大惯性就大8．如图所示，甲车快速启动时车头撞上静止的乙车车尾，导致两车司机受伤。根据牛顿运动定律，下列情形最有可能出现的是（）

A．甲司机胸部受伤 B．乙司机胸部受伤C．两位司机都是背部受伤 D．两位司机都是胸部受伤9．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10．如图所示，将一玻璃瓶装水后密闭，并平放在水平桌面上，在瓶的中部有一小气泡处于静止状态，现用力突然将瓶子向前推动，使其在桌面上向前运动一段后停止，可看到气泡相对瓶子的运动情况是（）

A．向前 B．向后C．先向前，再向后 D．先向后，再向前11．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ρA>ρ0，ρB=ρ0，ρC<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