第1节 牛顿第一定律 高中物理必修第一册人教版

第四章运动和力的关系高中物理必修第一册人教版第1节牛顿第一定律知识点1

伽利略理想实验

1．亚里士多德的观点：必须有力作用在物体上，物体才能__________；没有力的作用，物体就要________．即力是维持物体__________的原因．运动静止运动知识点1

伽利略理想实验2．伽利略的观点(1)理想实验：让小球沿第一个斜面从静止状态开始向下运动，然后冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球上升的高度与释放时的高度________．减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离______．科学推论：当将第二个斜面放平时，小球将会_______________．(2)结论：力不是________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____的作用，它将继续以__________沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向．相同增大永远运动下去维持

力同一速度

图4-1-1例1-1

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,如图4-1-1所示，步骤如下：①减小第二个斜面的倾角，小球在斜面上仍然要达到原来的高度；②对接两个斜面，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。基础过关（1）请将上述理想实验的步骤按照正确的顺序排列:__________（填写序号即可）。②③①④（2）在上述步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论。属于可靠事实的步骤是____;属于理想化推论的步骤是________。②①③④【解析】伽利略的理想实验是在可靠事实的基础上进行合理的推理，将实验理想化，得到正确的结论。②是可靠事实，因此放在第一步，③①是假设无摩擦的推论，最后推导出④。1．伽利略理想实验的方法和意义科学推理的方法实验事实：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推理1：如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度推理2：减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍要达到原来的高度推理3：继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球沿水平面永远运动下去实验结论：力不是维持物体运动的原因意义伽利略在理想实验中所应用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，它标志着物理学的真正开端，使人类对自然的认识由经验型转变为科学理论型．伽利略对科学的贡献就在于推翻直觉的观点而用新的观点代替它2．物体运动状态的变化当物体的速度发生变化时，则这个物体的运动状态发生了变化．物体的运动状态变化有以下三种情况：(1)速度的方向不变，只有大小改变．(2)速度的大小不变，只有方向改变．(3)速度的大小和方向都发生改变．知识点2

牛顿第一定律一切物体总保持______________状态或________状态，除非作用在它上面的力____________这种状态．牛顿第一定律又叫__________．匀速直线运动静止迫使它改变惯性定律例2-2

关于牛顿第一定律，下列说法正确的是(

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CA.牛顿第一定律是从实验中直接得出的结论B.牛顿第一定律表明，物体的速度越大，惯性越大C.牛顿第一定律表明，力不是维持物体运动的原因D.如果物体不受力或者所受合外力为零，物体一定处于静止状态基础过关【解析】列表解析·直观解疑惑选项分析正误A牛顿第一定律是牛顿在前人实验的基础上，根据逻辑推理得出的。B惯性是物体固有的属性，只与物体的质量有关，与物体的运动状态无关。（参见知识点3）C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。√D物体在不受力或所受合力为零的情况下始终处于静止或匀速直线运动状态。知识点3

惯性与质量1．惯性：物体保持原来________________状态或_______状态的性质．2．惯性的量度：________是物体惯性大小的唯一量度．匀速直线运动静止

质量

例3-3

［鲁科版教材习题］对一些生活中的现象,某同学试图从惯性角度加以分析。其中正确的是(

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DA.“强弩之末,势不能穿鲁缟”,是因为强弩的惯性减小了B.汽车超速行驶易引发交通事故,是因为速度大的汽车惯性大C.车辆转弯时适当减速,是为了减小车辆的惯性,使行驶更安全D.货运列车在有些车站加挂车厢,这会增大它的惯性【解析】质量是物体惯性大小的唯一量度，只要物体质量不变，无论它的速度如何改变，物体的惯性都不变。基础过关【学会了吗│变式题】图4-1-31.(2024·四川成都石室中学期中)如图4-1-3所示，一盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别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，以小车为参考系，两球的运动情况是(

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AA.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【解析】因为小车突然向右运动，铁球和乒乓球都有向右运动的趋势，但由于与同体积的“水球”相比，铁球质量大，惯性大，铁球的运动状态难改变，即速度变化慢，而同体积的“水球”的运动状态比铁球容易改变，即速度变化快，所以小车突然向右运动时，铁球相对小车向左运动。同理，由于乒乓球与同体积的“水球”相比，质量小，惯性小，乒乓球相对小车向右运动。选项A正确。1．惯性与质量(1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．(2)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(1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，始终具有且与外界条件无关；力只有在物体间相互作用时才有，离开了物体就无所谓力．因此说“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”“受到惯性力”等都是错误的．(2)力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动状态的原因．对同一物体，力越大，运动状态越易改变；惯性越大，运动状态越难改变．(3)惯性与物体的受力情况无关．惯性与力的对比如下：比较惯性力物理意义物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质物体间的相互作用存在条件是物体本身的固有属性，始终具有，与外界条件无关力只有在物体间发生相互作用时才有量度有大小(无具体数值，也无单位)，无方向有大小、方向、作用点及单位3．惯性与速度(1)速度是表示物体运动快慢的物理量，惯性是物体本身固有的属性．(2)一切物体都具有惯性，和物体是否有速度及速度的大小无关．素养点评：本探究通过惯性的理解培养物理观念素养．题型1

对力和运动关系的理解例4

关于力和运动的关系，下列说法正确的是(

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CA.物体做匀速直线运动时其合外力不为零B.物体只要运动就需要力的作用C.力是改变物体运动状态的原因D.力是维持物体运动状态的原因【解析】物体做匀速直线运动时，加速度为零，其所受合力为零，故A错误；力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因，运动不需要力来维持，物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性，故C正确，B、D错误。【学会了吗│变式题】2.下列说法正确的是(

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AA.物体的速度不断增大，表示物体必受外力作用B.物体向着某个方向运动，则在这个方向上必受力的作用C.物体的速度大小不变，则其所受的合外力必为零D.物体处于平衡状态，则该物体必不受外力作用【解析】当物体速度增大时，运动状态发生了变化，而力是改变物体运动状态的原因，故物体必受外力作用，A正确；若物体向某个方向做匀速直线运动，则在此方向该物体不受力的作用或所受合外力为零，故B错误；当物体的速度大小不变时，其速度方向可能发生变化，即运动状态可能变化，合外力不一定为零，故C错误；物体处于平衡状态时，可能不受外力作用，也可能所受合外力为零，故D错误。图4-1-4例5

在水平路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定着盛满水的碗。若突然发现碗中的水向右洒出，如图4-1-4所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列描述正确的是(

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DA.小车一定突然向左加速

B.小车一定突然向右加速C.小车可能突然向左减速

D.小车可能突然向右减速题型2

应用牛顿第一定律分析问题【解析】导图解析·清晰理思路小车原来的运动方向未知，分两种情况进行讨论。综上可知，D正确。【学会了吗│变式题】图4-1-5

BCA.先静止，后向右做加速运动B.先向左做匀速运动，后做加速运动C.先向右做匀速运动，后做减速运动D.先向右做加速运动，后做减速运动【解析】水滴下落时，水平方向保持原来的速度，若车静止或匀速运动，水滴的水平位移与车的水平位移相同，则落在B点;若车向左加速运动，则水滴下落时的水平速度等于其刚离开水龙头时的水平速度,而车的水平速度不断增大，相同时间内车的水平位移大，故水滴可能落在A点;同理,车向右减速运动,水滴也可能落在A点。故B、C正确。例6

关于物体的惯性，下列说法正确的是(

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AA.同一物体，不管速度大小如何，惯性大小是不变的B.力是改变物体惯性的原因C.物体只有静止或匀速直线运动时才有惯性D.受力物体的惯性将随着所受力的增大而增大【解析】惯性只与物体的质量有关，同一物体，不管速度大小如何，惯性大小是不变的，选项A正确；力是改变物体运动状态的原因，物体的惯性只与物体的质量有关，与速度、力、运动状态等因素无关，B、C、D错误。题型3

对惯性概念的理解【学会了吗│变式题】4.下列说法正确的是(

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CA.运动速度大的物体，不能很快停下来，是因为速度大时，惯性也大B.静止的火车启动时，速度变化慢，是因为火车静止时比运动时惯性大C.乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小D.物体受到的外力大，