初中物理尖子生自主招生培优讲义版块8 运动和力 专题8-1 牛顿第一定律 （教师版）

专题8-1牛顿第一定律

知识·解读

知识点一历史回顾

代表人物主要观点

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

伽利略力不是维持物体运动的原因

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

笛卡儿

停下来，也不会偏离原来的方向

迅速击打杯子上的玻璃板，鸡蛋会落入杯子中，你知道为什么吗？

紧急刹车时，你知道不系安全带的危害吗？

知识点二牛顿第一定律与惯性

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.惯性：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。

3.惯性与质量：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。

4.牛顿第一定律的物理意义

(1)揭示了力与运动的关系

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发生改变，并

且产生加速度。

②力不是维持物体运动状态的原因：物体若不受力，它将保持匀速直线运动或者静止状态。

(2)揭示了一切物体都具有的一种属性——惯性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律。

5.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发生改变。

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典例·解读

例、(多选)下列说法中正确的是()

1

A.牛顿第一定律是一条实验定律B.牛顿第一定律说明了力是改变物体运动状态

的原因

C.惯性定律与惯性的实质是相同的D.物体的运动不需要力来维持

【答案】BD．

【解析】牛顿第一定律反映了物体在不受力的理想条件下所遵循的运动规律，不能通过实验验证，并非

实验定律，选项A错误；牛顿第一定律说明物体的运动不需要力来维持，但要改变物体的运动

状态则必须有力的作用，选项B、D正确；惯性是物体保持原来运动状态不变的一种性质，惯

性定律则反映了物体在一定条件下的运动规律，选项C错误。

温馨提示惯性与牛顿第一定律不同。惯性是物体本身固有的一种属性，牛顿第一定律则是物体不受外

力作用时所遵循的运动规律。

例、(多选)关于牛顿第一定律，下列说法正确的是()

2

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.牛顿第一定律就是物体的惯性

C.不受外力作用时，物体的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，必定受到外力的作用

【答案】ACD．

【解析】惯性是物体的固有属性，惯性大小仅由物体的质量决定，与物体是否受力及物体的运动状态无

关。牛顿第一定律(惯性定律)是物体在不受外力作用(或所受合外力为零)的条件下所遵守的运

动规律，它指出了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。运动状态发生

变化时，物体必定受到外力的作用。总之，惯性和惯性定律是两个不同的概念，但惯性定律揭

示出物体具有惯性。故选项A、C、D正确。

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惯性相关易错点辨析

1.惯性与质量的关系

(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.惯性与力的关系

(1)惯性不是力，因此“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”“受到惯性力”等说法都是错误的。

(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。力越大，物体的运动状态越容易改

变；惯性越大，物体的运动状态越难改变。

(3)惯性与物体的受力情况无关。

3.惯性与速度的关系

(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)一切物体都有惯性，并且惯性的大小由物体本身决定，与物体是否有速度及速度的大小无关。

提示：运动的物体总要保持运动，物体的惯性总是以保持“原状”或者反抗“改变”两种形式表现出来。

例、（多选）关于物体的惯性，下列说法正确的是()

3

A.质量就是惯性

B.物体运动遵循牛顿第一定律，是因为物体有惯性

C.人飞跑时不易被别人挡住，是因为飞跑时的惯性要比走路时大

D.从受一定牵引力作用下的汽车上不断卸下货物，汽车速度的变化不断加快

【答案】BD．

【解析】惯性是物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态不变的性质，而质量只是物体惯性大小的

量度，所以选项A错误；因一切物体都具有惯性，所以才有惯性定律，即牛顿第一定律，所以

选项B正确；一个物体惯性的大小仅由其质量大小决定，与物体的速度、加速度及受力情况都

无关，所以选项C错误；汽车受力不变时，卸下货物，汽车的惯性变小，所以运动状态变化加

快，加速度变大，选项D正确。

例、对于一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是()

4

A.采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机

的速度，这表明：可以通过科技进步使小质量的物体获得大惯性

B.“强弩之末，势不能穿鲁缟”，表明弩箭的惯性减小了

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C.货运列车运行到不同车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性

D.摩托车转弯时，车手—方面要适当地控制速度，另一方面要将身体向弯道内侧倾斜，这

是为了通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的

【答案】C．

【解析】采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，

这是功率增大的缘故，并非使小质量的物体获得大惯性，故A错误；“强弩之末，势不能穿鲁

缟”，是由于弩箭速度减小了，而不是惯性减小了，弩箭的惯性不变，故B错误；货运列车运

行到不同车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，列车质量发生变化，惯性改变，故C正确；摩

托车转弯时，车手一方面要适当地控制速度，另一方面要将身体向弯道内侧倾斜，人和车的质

量没变，惯性没变，只是改变了受力方向，防止侧滑，故D错误。

科学思维——理想实验及其在科学研究中的作用

“理想实验”，又叫作“假想实验”“抽象的实验”，它是人们进行逻辑推理过程和理

论研究的重要方法。

“理想实验”虽然也叫作“实验”，但它与真实的科学实验是有原则性区别的，真实的

科学实验是一种实践活动，而“理想实验”则是一种思维活动；前者是可以将设计通过物化

过程而实现的实验，后者则是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”。

“理想实验”并不是脱离实际的主观臆想。首先，“理想实验”是以实践为基础的。所

谓的“理想实验”就是在真实的科学实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际

过程做出更深层次的抽象分析。其次，“理想实验”的推理过程，是以一定的逻辑法则为根

据的，而这些逻辑法则，都是从长期的社会实践中总结出来的，并为实践所证实了的。

“理想实验”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。“理想实验”只是一种逻辑推理的思维过程，它的作用只限于逻辑上的

证明与反驳，而不能用来作为检验正确与否的标准。相反，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、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

5

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；

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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______________。

【答案】(1)②③①④(2)②①③④．

【解析】伽利略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，并符合物理规律，得

到正确的结论。②是可靠事实，因此放在第一步，③①是在无摩擦的情况下的设想，④属于理

想化推论。

培优·训练

1、做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，如图所示，

当小车突然停止运动时，气泡相对于瓶子将（）

A．向前运动B．向后运动C．无相对运动D．无法判断

第1题图第2题图

2、如图所示，一只盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴着一只铁球和一

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

3、(多选)“复兴号”高铁在某段水平轨道上匀速行驶，假设高铁上固定着盛满水的水杯。

若突然发现水杯中的水向右洒出，如图所示，则关于高铁在此种情况下的运动，下列描述正

确的是()

A．高铁匀速向左运动B．高铁可能突然向左加速运动

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C．高铁可能突然向左减速运动D．高铁可能突然向右减速运动

第3题图第4题图第5题图

4、某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿着球筒的中部，另一手用力击打

羽毛球筒的上端，则()

A．此同学无法取出羽毛球

B．该同学是在利用羽毛球的惯性

C．羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来

D．羽毛球会从筒的下端出来

5、如图所示，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

6、关于惯性，下列说法中正确的是()

A．物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性

B．物体运动速度大时惯性大

C．质量是惯性大小的唯一量度

D．体积越大的物体惯性越大

7、如图所示，惯性最大的是()

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第8题图

8、2013年1月1日起实施的新交通法规中规定，坐在小汽车前排的司机和乘客都应在胸前

系上安全带，这主要是为了减轻在下列哪种情况出现时可能对人造成的伤害()

A．车速太快B．车速太慢C．紧急刹车D．突然启动

9、下列关于惯性的说法中，正确的是()

A．物体只有在静止或做匀速直线运动时才有惯性

B．抛出去的物体，脱手后能继续向远处运动靠的是惯性

C．同一物体在地球上的惯性比在月球上的惯性大

D．物体在高速运动时不容易停下来，所以物体的速度越大，惯性越大

10、如图甲、乙分别表示伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究过程，开

创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。下列说法正确的是()

A．图甲中通过对小球在斜面运动的研究，合理外推得出小球自由落体运动是匀变速运

动

B．图甲中先在倾角较小的斜面上进行实验，可以减小小球重力，使时间测量更容易

C．图乙中实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持

D．图乙中在左侧斜面由静止释放小球，小球可运动到比释放点更高的位置

第10题图

第11题图

11、如图所示为月球车示意图，当该月球车分别在地面以较小的速率和在月面以较大的速率

行驶时，下列判断正确的是()

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．在地面和月面惯性一样大D．在地面运动时的质量较大

12、一碗水放置于火车车厢内的水平桌面上。当火车向右做匀加速运动时，水面形状接近于

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图()

13、下列事例中，利用了物体的惯性的是()

①跳远运动员在起跳前尽可能高速助跑②跳伞运动员在落地前打开降落伞

③自行车轮胎制成不平整的花纹④铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转

A．①②B．③④C．①④D．②③

14、在谷物的收割和脱粒过程中，小石子、草屑等杂物很容易和谷物混在一起。另外，谷有

瘪粒，为了将它们分离，农民常用一种叫做“风谷”的农具分选，如图所示，对它的分选原

理描述错误的是()

A．石子质量大惯性大，飞得最远B．草屑和瘪谷粒质量小，飞得最近

C．草屑和瘪谷粒的惯性最大，飞得最近D．空气阻力作用使它们速度变化快慢不同

第14题图第15题图

15、如图所示，在一辆表面光滑足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)，

两小球原来随车一起运动。当车突然停止时，如不考虑其他阻力，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

16、公交公司为了宣传乘车安全，向社会征集用于贴在公交车上的友情提示语，下面为征集

到的其中几条，你认为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

17、（多选）下面是摘自20世纪美国报纸上的一篇小文章：阿波罗登月火箭在脱离地球飞

向月球的过程中，飞船内宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话。宇航员：“汤

姆，我们现在已关闭火箭上所有发动机，正向月球飞去。”汤姆：“你们关闭了所有发动机，

那么靠什么力量推动火箭向前运动？”宇航员犹豫了半天，说：“我想大概是伽利略在推动

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火箭向前运动吧。”若不计星球对火箭的作用力，由上述材料可知下列说法正确的是()

A．汤姆问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”

B．宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”

C．宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持”

D．宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行

18、（多选）如图所示，重球系于线DC下端，重球下再系一根同样的绳BA，下列说法正

确的是()

A．在绳的A端缓慢增加拉力，结果CD绳先断

B．在绳的A端缓慢增加拉力，结果AB绳先断

C．在绳的A端突然猛一拉，结果AB绳先断

D．在绳的A端突然猛一拉，结果CD绳先断

19、远在春秋战国时代(公元前770—前221年)，我国杰出学者墨子认为：“力，刑之所以奋

也．”“刑”同“形”，即物体；“奋，动也”，即开始运动或运动加快，对墨子这句关于力和运

动观点的理解，下列说法不正确的是()

A．墨子认为力是改变物体运动状态的原因

B．墨子认为力是使物体产生加速度的原因

C．此观点与亚里士多德关于力和运动的观点基本相同

D．此观点与牛顿关于力和运动的观点基本相同

20、如图所示，一个劈形物体N放在固定的斜面M上，物体N上表面水平，其上放一光滑

小球m.若劈形物体各面均光滑，从静止开始释放，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．无规则曲线D．抛物线

第20题图第21题图

21、某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，一只手拿着球筒的中部，另一只手用力

击打羽毛球筒的上端，则()

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A．此同学无法取出羽毛球

B．羽毛球会从筒的下端出来

C．羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来

D．该同学是在利用羽毛球的惯性

22、一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面，桌面上A处有一相对桌面静止的小球．由

于列车运动状态的改变，车厢中的旅客发现小球沿下图(俯视图)中的虚线从A点运动到B

点，则说明列车是减速且在向南拐弯的图是()

23、如图所示，一个玻璃杯内盛有半杯水，上面盖一块塑料板，板上放一只鸡蛋，用小木棒

猛击塑料板，塑料板离杯飞出，鸡蛋却稳稳地落入杯中，请解释这一现象。

24、找两个相同的瓶子，内盛清水，用细绳分别系一铁球、一泡沫塑料球置于水中，使铁球

悬挂、塑料球悬浮，如图甲所示。当瓶子突然向右运动时(有向右的加速度)，观察比较两个

球的运动状态。你看到的现象也许会让你惊讶，小铁球的情况正如你所想的一样，相对瓶子

向左运动，但塑料球却相对瓶子向右运动，如图乙所示。为什么会这样呢？

25、小明是个科幻迷，他创作了一篇科幻题材的短篇小说——《我是超人》．小说中有这样

的故事情节：超人小明上天入海无所不能，有次为营救小伙伴，情急之下让地球骤然停止自

转，结果小伙伴却被甩向了天空．他这样幻想的科学依据是________．地球骤然停止自转，

你认为可能发生的现象还有________________(写出一条即可)．

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专题8-1牛顿第一定律

例1、【答案】BD．

【解析】牛顿第一定律反映了物体在不受力的理想条件下所遵循的运动规律，不能通过实验

验证，并非实验定律，选项A错误；牛顿第一定律说明物体的运动不需要力来维持，但要

改变物体的运动状态则必须有力的作用，选项B、D正确；惯性是物体保持原来运动状态不

变的一种性质，惯性定律则反映了物体在一定条件下的运动规律，选项C错误。

温馨提示惯性与牛顿第一定律不同。惯性是物体本身固有的一种属性，牛顿第一定律则是

物体不受外力作用时所遵循的运动规律。

例2、【答案】ACD．

【解析】惯性是物体的固有属性，惯性大小仅由物体的质量决定，与物体是否受力及物体的

运动状态无关。牛顿第一定律(惯性定律)是物体在不受外力作用(或所受合外力为零)的条件

下所遵守的运动规律，它指出了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。

运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用。总之，惯性和惯性定律是两个不同的概念，

但惯性定律揭示出物体具有惯性。故选项A、C、D正确。

例3、【答案】BD．

【解析】惯性是物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态不变的性质，而质量只是物体

惯性大小的量度，所以选项A错误；因一切物体都具有惯性，所以才有惯性定律，即牛顿第

一定律，所以选项B正确；一个物体惯性的大小仅由其质量大小决定，与物体的速度、加速

度及受力情况都无关，所以选项C错误；汽车受力不变时，卸下货物，汽车的惯性变小，所

以运动状态变化加快，加速度变大，选项D正确。

例4、【答案】C．

【解析】采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨

飞机的速度，这是功率增大的缘故，并非使小质量的物体获得大惯性，故A错误；“强弩之

末，势不能穿鲁缟”，是由于弩箭速度减小了，而不是惯性减小了，弩箭的惯性不变，故B

错误；货运列车运行到不同车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，列车质量发生变化，惯性

改变，故C正确；摩托车转弯时，车手一方面要适当地控制速度，另一方面要将身体向弯道

内侧倾斜，人和车的质量没变，惯性没变，只是改变了受力方向，防止侧滑，故D错误。

例5、【答案】(1)②③①④(2)②①③④．

【解析】伽利略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，并符合物

理规律，得到正确的结论。②是可靠事实，因此放在第一步，③①是在无摩擦的情况下的设

想，④属于理想化推论。

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专题提升训练

1.B

解析：用惯性知识来分析，由于惯性的大小与质量有关，而水的质量远大于气泡的质量，因

此水的惯性远大于气泡的惯性，当小车突然停止时，水保持向前运动的趋势，远大于气泡向

前运动的趋势，水相对瓶子向前运动，水将挤压气泡，使气泡相对瓶子向后运动，B选项正

确．

2、A

解析：铁球的质量大，惯性大，运动状态难改变，铁球相对于小车向左运动；乒乓球的质量

小于同体积的水的质量，小车突然向右运动时，水保持静止的趋势远大于乒乓球保持静止的

趋势，乒乓球相对于小车向右运动，A选项正确.

3、BD

解析：如果小车正在向左匀速运动，突然加速，则碗中的水由于惯性仍保持原有的速度，

就会向右洒出，故B正确；如果小车正向右匀速运动，突然减速，则碗中的水由于惯性仍保

持原来的速度，就会向右洒出，故D正确。

4、B

解析：该同学的做法能利用羽毛球的惯性，从筒的上端取出羽毛球，球筒向下运动时，球受

到向下的摩擦力，综上所述，选项B项正确。

5、D

解析：力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因，故选项A、B、C错误，

D正确

6、C

解析：惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大惯性越大，质量越小惯性越小，质量是惯

性大小的唯一量度，故选C。

7、B

解析：质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大，故选项B正确。

8、C

解析：车速太快或车速太慢时人相对于车没有前倾或后仰的趋势，所以不会使人受伤，故A、

B选项不合题意；当紧急刹车时，车停止而人由于惯性向前冲，安全带可以防止人冲向前而

受伤，故C选项符合题意；突然启动时，人会向后仰，有靠背支撑，安全带不起作用，故D

不合题意。

9、B

解析：任何物体在任何情况下都有惯性，故A错误；抛出去的物体，脱手后能继续向远处

运动靠的是惯性，故B正确；质量是决定惯性大小的唯一量度，故同一物体在地球上的惯

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性和在月球上一样，故C错误；惯性与速度大小无关，故D错误，故选B。

10、A

解析：伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以

伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时

用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，

来“冲淡”重力得到作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得

多，所用时间长得多，所以容易测量。伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果

上做了合理外推，得出小球自由落体运动是匀变速运动的结论，故A正确，B错误；伽利

略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持，故C

错误；图乙中在左侧斜面由静止释放小球，小球不可能运动到比释放点更高的位置，选项D

错误，故选A。

11、C

解析：惯性的大小仅与物体的质量有关，与物体的运动状态无关，所以当该月球车分别在地

面和月面行驶时的惯性是一样大的，A、B错误，C正确；质量是物体的固有属性，是不变

的，D错误。

12、B

解析：火车向右加速时，由于惯性水面形状应接近于图B。

13、C

解析：利用了物体惯性的是跳远和掷铁饼，故选C。

14、C

解析：石子、实谷粒、草屑和瘪谷粒，它们飞出时初速度基本相同，由于形状和大小不同，

在飞行中受到的空气阻力的影响不同。一般来说，小石子受到的阻力的影响比草屑等杂物受

到的阻力的影响要小，所以它们的速度变化快慢不同，草屑和瘪谷粒质量小速度变化快，故

落点近；小石子质量大惯性大，速度大小不易改变，速度变化得慢，故落点远。本题选错误

的，故选C。

15、B

解析：因小车表面光滑，因此球在水平方向上没有受到外力作用。原来两球与小车有相同速

度，当车突然停止时，由于惯性，两