資源簡介

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4.1牛頓第一定律
一、“運動與力的關系”的歷史認知 1
二、牛頓第一定律 3
三、慣性和質量 6
【鞏固提高】 10
[學習目標]
課程標準 課標解讀
1．知道伽利略的理想實驗及其推理過程，知道理想實驗是科學研究的重要方法。 1、通過閱讀或者查閱資料等途徑了解牛頓第一定律的 發現過程，體會人類認識事物本質的曲折過程，培養學生嚴謹的科學態度。
理解牛頓第一定律的內容及意義。 理解慣性的概念，會解釋慣性的有關現象。 能夠應用牛頓第一定律分析求解問題 2、能準確敘述牛頓第一定律的內容，并能對該定律所 揭示的運動和力的關系問題有較深刻的理解。 3、了解伽利略關于運動和力的關系的認識，了解他的理想實驗和相應的推理過程，領會實驗加推理的科學研究方法，培養學生科學推理和想象能力。 4、能通過實例說明質量是物體慣性大小的量度。
[知識分析]
一、“運動與力的關系”的歷史認知
1、亞里士多德認為：必須有力作用在物體上，物體才能運動；沒有力的作用，物體就要靜止在一個地方.
2、伽利略的理想實驗
（1）斜面實驗：讓靜止的小球從第一個斜面滾下，沖上第二個斜面，如果沒有摩擦，小球將上升到原來釋放時的 高度.減小第二個斜面的傾角，小球滾動的距離增大，但所達到的高度相同.當第二個斜面放平，小球將永遠運動下去.
（2）推理結論：力不是(填“是”或“不是”)維持物體運動的原因.
實驗事實 讓小球沿一個斜面從靜止滾下，小球將滾上另一個對接的斜面
推理 1 如果沒有摩擦力，小球將上升到原來的高度.
推理 2 如果減小第二個斜面的傾斜度，小球會通過更長的路程，仍然可以達到原來的高度.
推理 3 繼續減小第二個斜面的傾斜度，使它最終成為水平面，小球就再也達不到原來的高度，而 將沿水平面持續運動下去.
實驗結論 力不是維持物體運動的原因.
實驗的意義 ①伽利略用“實驗+科學推理”的方法推翻了亞里士多德的觀點； ②第一次確立了物理實驗在物理研究中的基層地位； ③揭示了力不是維持物體運動的原因.
3、笛卡爾的觀點：如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續以同一速度沿同一直線運動，既不停下來也不偏離原來的方向.
（2023 金華模擬）伽利略是公認的第一個采用理想實驗進行研究的物理學家，這里所說的“理想實驗”是指（　　）
A．一種實驗器材 B．一種實驗現象
C．一種思維方法 D．一種物理規律
【解答】解：伽利略的斜面實驗是以可靠的事實為基礎，經過抽象思維，抓住主要因素，忽略次要因素，推理得出的結論，這種依據邏輯推理把實際實驗理想化的思想也是研究物理問題的重要方法之一。這里所說的“理想實驗”是指一種思維方法。故ABD錯誤，C正確。
故選：C。
（2022秋 西安期末）伽利略曾用如圖甲所示的“理想實驗”研究力與運動的關系，用圖乙所示的實驗研究自由落體運動。下列說法正確的是（　　）
A．圖甲中，完全沒有摩擦阻力的斜面實際存在，因此該實驗可實際完成
B．圖甲實驗中，通過邏輯推理得出物體的運動需要力來維持
C．圖乙實驗直接驗證了自由落體運動的速度是均勻變化的
D．圖乙實驗中，運用斜面“沖淡”了重力的作用，使運動時間變長，便于測量
【解答】解：A、圖甲中，完全沒有摩擦阻力的斜面實際是不存在的，因此該實驗不能實際完成，故A錯誤；
B、圖甲實驗中，通過邏輯推理得出物體的運動不需要力來維持，故B錯誤；
C、伽利略設想物體下落的速度與時間成正比，因為當時無法測量物體的瞬時速度，所以伽利略通過數學推導證明如果速度與時間成正比，那么位移與時間的平方成正比，可知圖乙實驗沒有直接證明自由落體運動的速度是均勻變化的，故C錯誤；
D、圖乙實驗中，運用斜面“沖淡”了重力的作用，使運動變慢，時間變長，便于測量，故D正確。
故選：D。
二、牛頓第一定律
1、內容：一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態.
2、運動狀態改變即速度發生變化，有三種情況：(1)速度的方向不變，大小改變.(2)速度的大小不變，方向改變.(3)速度的大小和方向同時發生改變.
3、意義：①揭示了物體的固有屬性：一切物體都具有慣性，因此牛頓第一定律又被叫作慣性定律；
②揭示了運動和力的關系：力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態的原因，即力是產生加速度的原因.
③物體不受外力時的運動狀態：勻速直線運動狀態或靜止狀態.
④牛頓第一定律是經過科學抽象、歸納推理總結出來的.
（2022秋 長寧區校級期中）物理學是一門以實驗為基礎的學科，但有些物理規律的建立不是由實驗直接得到的，而是基于事實通過合理外推才得到的。屬于這種情況建立的物理規律是（　　）
A．牛頓第一定律 B．牛頓第二定律
C．牛頓第三定律 D．庫侖定律
【解答】解：A、牛頓第一定律是邏輯思維的產物，不是直接從實驗得到的，是經過了理想化或合理外推才得到的，故A正確；
BCD、牛頓第二定律、牛頓第三定律和庫侖定律均可以用實驗進行推導，故BCD錯誤。
故選：A。
（2022春 郊區校級期中）關于牛頓第一定律的理解不正確的是（　　）
A．牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時的運動規律
B．不受外力作用時，物體的運動狀態保持不變
C．在水平地面上滑動的木塊最終停下來，是由于沒有外力維持木塊運動的結果
D．飛跑的運動員遇到障礙而被絆倒，這是因為他受到外力作用迫使他改變原來的運動狀態
【解答】解：A、牛頓第一定律反映了物體在不受外力作用時將保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，故A正確；
B、不受外力作用時，由于慣性的作用，物體的運動狀態保持不變，故B正確；
C、水平地面上的木塊最終要停下來，是因為物體受到了摩擦力的作用，故C不正確；
D、力是改變物體運動狀態的原因，故物體運動狀態發生改變時，一定受到了外力的作用，飛跑的運動員，由于遇到障礙而被絆倒，這是因為他受到外力作用迫使他改變原來的運動狀態，故D正確；
本題選擇不正確的，故選：C。
（多選）（2022春 秀嶼區校級期中）關于力和運動的認識，下列說法正確的是（　　）
A．力是維持物體運動的原因
B．必須有力作用在物體上，物體才能運動：沒有力的作用，物體就要靜止在某個地方
C．一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態
D．如果運動中物體沒有受到力的作用，它將繼續以同一速度沿同一直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向
【解答】解：ABD、力是改變物體運動的原因，不是維持物體運動的原因，如果運動中物體沒有受到力的作用，它將繼續以同一速度沿同一直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向，故AB錯誤，D正確；
C、根據牛頓第一定律有，一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態，故C正確；
故選：CD。
（2021秋 新會區校級期中）如圖，一只鋼球從圓槽的頂端滑下，若滑到最低點（O點）時，鋼球受到的一切外力同時消失，則鋼球的運動路線是（　　）
A．1 B．2 C．3 D．4
【解答】解：根據牛頓第一定律可知，一切物體在沒有受外力作用時，靜止的將保持靜止，運動的將保持勻速直線運動，當鋼球受到的一切外力同時消失時，他將保持原來的運動狀態，繼續向前做勻速直線運動，即鋼球的運動路線是2，故B正確，ACD錯誤。
故選：B。
（2021秋 虹口區校級期中）如圖所示，質量分別為mA、mB的A、B兩小球放在車廂內光滑桌面上，兩球相距s與車一起做勻速直線運動。如果突然剎車，在兩球均未離開桌面的情況下，兩球的間距（　　）
A．逐漸增大 B．保持不變 C．逐漸減小 D．無法確定
【解答】解：車廂做勻速直線運動，桌面上的物體A和B也會做勻速直線運動，即方向和速度一致。當車突然停止時，由于慣性，物體A和B仍會保持原來的運動狀態不變，因此，在兩球還沒有離開桌面前，它們的距離將不變，故B正確，ACD錯誤。
故選：B。
三、慣性和質量
1．慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性．
2．物體慣性的大小由質量決定，與物體的運動狀態無關，與是否受力無關，與物體的速度大小無關．
3．慣性的表現
(1)在不受力的條件下，慣性表現出“保持”原來的運動狀態，有“惰性”的意思．
(2)在受力的條件下，慣性表現為運動狀態改變的難易程度．質量越大，慣性越大，運動狀態越難改變．
（2022秋 新泰市校級期中）機器人服務人類的場景正步入現實生活中，例如餐廳中使用機器人來送餐，就越來越常見。如圖甲所示為某餐廳的送餐機器人，將其結構簡化為如圖乙所示的示意圖，機器人的上表面保持水平。則下列說法中正確的是（　　）
A．菜品隨著機器人一起做勻速直線運動時，菜品受到與運動方向一致的摩擦力作用
B．菜品隨著機器人一起做勻速直線運動時，菜品對機器人的壓力和機器人對菜品的支持力是一對平衡力
C．菜品隨著機器人一起做勻加速直線運動時，菜品的慣性逐漸增大
D．菜品隨著機器人一起做勻減速直線運動時，機器人對菜品的作用力大于菜品的重力
【解答】解：A、菜品隨著機器人一起做勻速直線運動時，菜品所受合力為零，故菜品不受摩擦力的作用；故A錯誤；
B、菜品對機器人的壓力和機器人對菜品的支持力分別作用在兩個不同的物體上，是作用力和反作用力關系。不是一對平衡力，故B錯誤；
C、慣性是物體的固有屬性，與物體的運動狀態無關，故C錯誤；
D、菜品隨著機器人一起做勻減速直線運動時，機器人對菜品的作用力在豎直方向的分力等于菜品的重力，機器人對菜品還有沿水平方向的分力，所以機器人對菜品的作用力大于菜品的重力，故D正確；
故選：D。
（2022秋 華龍區校級期中）下列關于慣性的說法正確的是（　　）
A．汽車速度越大越難剎車，表明速度越大慣性越大
B．采用了大功率的發動機后，某些一級方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機的速度，這表明，可以通過科學進步使小質量的物體獲得大慣性
C．乒乓球可快速抽殺，是因為乒乓球慣性小
D．射出槍膛的子彈在運動一段距離后連一件棉衣也穿不透，這表明它的慣性變小了
【解答】解：
A.慣性的唯一量度是質量，故汽車速度越大越難剎車，但慣性不變，故A錯誤；
B.小質量的物體慣性小，故B錯誤；
C.乒乓球可快速抽殺，是因為乒乓球質量小，慣性小，故C正確；
D.射出槍膛的子彈在運動一段距離后連一件棉衣也穿不透，是因為機械能小，慣性是不變的，故D錯誤；
故選：C。
（2022秋 天寧區校級期中）如圖所示，要將卡在球筒中的羽毛球取出，可以有多種方案，方案一：一手拿著球筒的中部，另一手用力擊打羽毛球筒的上端；方案二：手持球筒，使球與球筒一起下落敲擊水平面，假設球筒與水平面碰后速度立即變為0，下列說法正確的是（　　）
A．方案一利用羽毛球的慣性，使其從球筒上端出來
B．方案一利用球筒的慣性，使羽毛球從下端出來
C．方案二利用羽毛球受到的重力，使其從下端出來
D．方案二中球筒敲擊水平面后速度變為0，其慣性隨之消失
【解答】解：AB．方案一中用力擊打羽毛球筒的上端，球筒向下運動，利用羽毛球的慣性，使其從球筒上端出來，故A正確，B錯誤；
C．方案二中球與球筒一起下落敲擊水平面，球筒與水平面碰后速度立即變為0，利用羽毛球的慣性，使其從下端出來，故C錯誤；
D．慣性是物體本身的屬性，與速度無關，故D錯誤。
故選：A。
（2022秋 綠園區校級期中）就一些實際生活中的現象，某同學試圖從慣性角度加以解釋，其中正確的是（　　）
A．采用了大功率的發動機后，某些一級方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機的速度．這表明，可以通過科學進步使小質量的物體獲得大慣性
B．射出槍膛的子彈在運動一段距離后連一件棉衣也穿不透，這表明它的慣性小了
C．貨車運行到不同的車站時，經常要摘下或加掛一些車廂，這些會改變它的慣性
D．摩托車轉彎時，車手一方面要控制適當的速度，另一方面要將身體稍微向里傾斜，通過調控人和車的慣性達到行駛目的
【解答】解：
A、采用了大功率的發動機后，一級方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機的速度，不是由于使小質量的物體獲得大慣性，是由于功率增大的緣故。故A錯誤。
B、射出槍膛的子彈在運動一段距離后連一件棉衣也穿不透，是由于速度減小了，不是由于慣性減小，子彈的慣性沒有變化。故B錯誤。
C、貨車運行到不同的車站時，經常要摘下或加掛一些車廂，質量改變了，會改變它的慣性。故C正確。
D、摩托車轉彎時，車手一方面要控制適當的速度，另一方面要將身體稍微向里傾斜，改變向心力，防止側滑，而人和車的慣性并沒有改變。故D錯誤。
故選：C。
（多選）（2021秋 鼓樓區期中）小軒很喜歡爸爸新買的數碼照相機，在旅途中拍下了火車內桌面上塑料杯瞬間的不同狀態，如圖的甲、乙、丙，則下列關于火車運動狀態的判斷可能正確的是（　　）
A．甲圖中火車在勻速運動，乙圖中火車突然向左加速，丙圖中火車突然向左減速
B．甲圖中火車在勻速運動，乙圖中火車突然向右加速，丙圖中火車突然向左加速
C．甲圖中火車在勻速運動，乙圖中火車突然向左加速，丙圖中火車突然向右減速
D．甲圖中火車在勻速運動，乙圖中火車突然向右減速，丙圖中火車突然向右加速
【解答】解：甲圖中，物體相對于桌面的位置沒有發生改變，因此它們的運動狀態是相同的，說明此時火車在勻速運動；
乙圖中，物體向右傾倒，說明火車突然向左加速（或向右減速），因為，火車突然向左加速時，塑料杯的下部由于摩擦也隨著加速，而上部由于慣性仍保持原來的運動狀態，所以才會向右傾倒；火車向右減速時的情形也可用類似的方法解釋；
丙圖中，物體向左傾倒，說明火車突然向左減速（或向右加速），因為，火車突然向左減速時，塑料杯的下部由于摩擦也隨著減速，而上部由于慣性仍保持原來的運動狀態，所以才會向左傾倒；火車向右加速時的情形也可用類似的方法解釋．
綜上所述，甲圖中火車在勻速運動，乙圖中火車突然向左加速（或向右減速），丙圖中火車突然向左減速（或向右加速），故AD正確，BC錯誤。
故選：AD。
（2020秋 西湖區校級期中）將木塊放在小車上，使木塊與小車一起向右勻速運動，當小車被擋板擋住時，下列實驗現象正確的是（　　）
A．假設小車上表面光滑，木塊將如圖甲所示向前傾倒
B．假設小車上表面光滑，木塊將如圖乙所示向前滑動
C．假設小車上表面粗糙，木塊將如圖丙所示向后傾倒
D．假設小車上表面粗糙，木塊將如圖乙所示向前滑動
【解答】解：
當小車遇到障礙物時，小車將停下。木塊的運動需根據受力情況具體判斷。
AB、如果小車上表面光滑，則木塊下部不受摩擦力，此時整個木塊都將由于慣性而保持向右的勻速直線運動狀態，A錯誤、B正確。
CD、如果上表面粗糙，則木塊上部由于慣性將繼續向右運動，木塊下部雖然也要繼續向右運動，但下部受到一個向左的摩擦力，使得下部的運動狀態發生改變，很快停止，故此時木塊將向右傾倒，C、D錯誤。
故選：B。
【鞏固提高】
一．選擇題（共12小題）
1．（2022秋 五華區校級期末）關于物體的慣性，下列說法正確的是（　　）
A．摔跤運動員適當增加體重能增大其慣性
B．跳遠運動員助跑能增大其起跳時的慣性
C．戰斗機戰斗前拋掉副油箱，慣性不變
D．物體在完全失重狀態下沒有慣性
【解答】解：A、物體的質量是慣性的唯一量度，故摔跤運動員適當增加體重能增大其慣性，故A正確；
B、物體的質量是慣性的唯一量度，跳遠運動員助跑不能增大其起跳時的慣性，故B錯誤；
C、戰斗機戰斗前拋掉副油箱，質量減小，慣性減小，故C錯誤；
D、物體在完全失重狀態下，質量不變，慣性不變。故D錯誤。
故選：A。
2．（2022秋 安丘市期末）2022年女足亞洲杯中國女足表現完美，再次站在亞洲之巔，這也是中國女足第9個亞洲杯冠軍，如圖是8號女將姚偉的一腳遠射。以下說法正確的是（　　）
A．足球被踢出后仍能繼續運動，是因為足球受到慣性力的作用
B．足球被運動員用頭頂入對方球網，說明力可以改變物體的運動狀態
C．足球在運動中阻力逐漸減小，慣性也在減小
D．足球在運動中速度逐漸減小，慣性也在減小
【解答】解：A．物體保持原來運動狀態的性質叫做慣性，慣性不是一種力。故A錯誤；
B．足球被運動員用頭頂入對方球網，說明力可以改變物體的運動狀態，故B正確；
CD．慣性只與物體的質量大小有關，不因物體受到的阻力和運動速度的改變發生變化，故CD錯誤。
故選：B。
3．（2022秋 羅湖區校級期末）下列關于慣性的說法中正確的是（　　）
A．拉滿貨物的車比空車更難加速，說明物體質量越大，慣性越大
B．行駛的火車速度越大剎車后停下來越困難，說明物體速度越大，慣性越大
C．蜂鳥起飛時速度變化很快，加速度很大，說明物體加速度越大，慣性越大
D．做自由落體運動的物體無慣性
【解答】解：物體具有保持原來運動狀態的性質叫慣性，慣性是物體的固有屬性，一切物體都是慣性，慣性的大小用質量來量度，即慣性的大小只與質量有關，與其它因素無關，故A正確，BCD錯誤。
故選：A。
4．（2022秋 荔灣區校級期末）大型油罐車內部設置了一些固定擋板，如圖所示，油罐車在水平路面上行駛，下列說法正確的是（　　）
A．油罐車勻速前進時，油沒有慣性
B．擋板間油的質量相對小，可以有效增加變速時油的涌動
C．油罐車加速前進時，油的液面前低后高
D．油罐車減速前進時，油的液面前低后高
【解答】解：
A.慣性與運動狀態無關，油罐車勻速前進時，仍有慣性，故A錯誤；
B.油罐車變速時，由于慣性油劇烈涌動，設置擋板并不能改變油的慣性，但能減弱油的劇烈涌動，故B錯誤；
C.油罐車加速前進時，由于慣性，油的液面前低后高，故C正確；
D.油罐車減速前進時，由于慣性，油的液面前高后低，故D錯誤；
故選：C。
5．（2022秋 城關區校級期末）一天，下著傾盆大雨．某人乘坐列車時發現，車廂的雙層玻璃窗內積水了．列車出站過程中，他發現水面的形狀是下圖中的（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：火車出站過程為加速前進，水由于慣性要保持原來速度，而雙層玻璃再不斷加速，故水會落后，以雙層玻璃為參考系，就相當于水后退了；
故選：B。
6．（2022秋 西安期末）伽利略曾用如圖甲所示的“理想實驗”研究力與運動的關系，用圖乙所示的實驗研究自由落體運動。下列說法正確的是（　　）
A．圖甲中，完全沒有摩擦阻力的斜面實際存在，因此該實驗可實際完成
B．圖甲實驗中，通過邏輯推理得出物體的運動需要力來維持
C．圖乙實驗直接驗證了自由落體運動的速度是均勻變化的
D．圖乙實驗中，運用斜面“沖淡”了重力的作用，使運動時間變長，便于測量
【解答】解：A、圖甲中，完全沒有摩擦阻力的斜面實際是不存在的，因此該實驗不能實際完成，故A錯誤；
B、圖甲實驗中，通過邏輯推理得出物體的運動不需要力來維持，故B錯誤；
C、伽利略設想物體下落的速度與時間成正比，因為當時無法測量物體的瞬時速度，所以伽利略通過數學推導證明如果速度與時間成正比，那么位移與時間的平方成正比，可知圖乙實驗沒有直接證明自由落體運動的速度是均勻變化的，故C錯誤；
D、圖乙實驗中，運用斜面“沖淡”了重力的作用，使運動變慢，時間變長，便于測量，故D正確。
故選：D。
7．（2022秋 未央區校級期末）伽利略設想了一個理想實驗，如圖所示。以下為他的設想：①在兩個對接的斜面上，靜止的小球沿一個斜面滾下后將滾上另一個斜面；②如果沒有摩擦，小球將上升到原來釋放時的高度；③減小第二個斜面的傾角，小球在這個斜面上仍然會達到原來的高度；④繼續減小第二個斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球將會沿水平面做持續的勻速運動。通過對這個實驗的分析，我們可以得到的最直接的結論是（　　）
A．自然界的一切物體都具有慣性
B．在光滑水平面上運動的小球的運動狀態的維持并不需要外力
C．如果小球受到力的作用，它的運動狀態將發生改變
D．小球受到的力一定時，質量越大，它的加速度越小
【解答】解：A、理想斜面實驗只能說明鋼球具有慣性，推廣到一切物體的是牛頓，故A錯誤；
B、伽利略通過“理想斜面實驗”和科學推理，得出的結論是：力不是維持物體運動的原因，光滑水平面上運動的小球，運動狀態的維持并不需要外力，故B正確；
C、小如果小球受到力的作用，它的運動狀態將發生改變，這是牛頓得出的，故C錯誤；
D、小球受到的力一定時，質量越大，它的加速度越小，這是牛頓第二定律內容，故D錯誤.
故選：B。
8．（2022秋 香坊區校級期末）如圖所示，用細繩把一本較厚重的書扎一圈，然后將細繩的一端掛起來，另一端用手牽住，使書保持靜止。若用力迅速將細繩往下一拉，由于書的慣性，則（　　）
A．上段細繩更容易斷
B．下段細繩更容易斷
C．兩段細繩一定會同時斷
D．不確定哪段細繩更容易斷
【解答】解：一般認為細繩不易拉伸，迅速拉時，即使書獲得一個加速度a，但根據位移—時間公式可知，書產生位移還需要一定的時間，所以在迅速拉的一瞬間上段細繩的拉力幾乎不變，下段細繩的拉力要大于上段細繩的拉力，所以下段細繩更容易斷，故B正確，ACD錯誤。
故選：B。
9．（2022秋 杜集區校級期末）我國將于2022年前后完成空間站在軌組裝工程，空間站由核心艙、實驗艙等構成。其中核心艙軸向長度為16.6m有3個對接口用于載人飛船、貨運飛船及其他飛行器訪問空間站。關于本材料中的物理知識，下列說法正確的是（　　）
A．空間站在太空“漂浮”時沒有慣性
B．貨運飛船與核心艙對接時不可看成質點
C．貨運飛船與核心艙對接時，以地球為參考系它是靜止的
D．“16.6m”中，“m”不是國際單位制的基本單位
【解答】解：A，慣性是物體的固有屬性，其大小取決于質量，與物體處于什么位置，什么運動狀態無關，故A錯誤；
B，飛船和核心艙對接時不可忽略形狀和大小，故不能看成質點，故B正確；
C，相對地球貨運飛船與核心艙對接時均在高速運動，所以以地球為參考系，飛船和核心艙對接時都是運動的，故C錯誤；
D，“m”是國際單位制的基本單位，故D錯誤。
故選：B。
10．（2022秋 衡陽期末）機器人服務人類的場景正步入現實生活中，例如餐廳中使用機器人來送餐，就越來越常見。如圖甲所示為某餐廳的送餐機器人，將其結構簡化為如圖乙所示的示意圖，機器人的上表面保持水平。則下列說法中正確的是（　　）
A．菜品隨著機器人一起做勻速直線運動時，菜品受到與運動方向一致的摩擦力作用
B．菜品隨著機器人一起做勻速直線運動時，菜品對機器人的壓力和機器人對菜品的支持力是一對平衡力
C．菜品隨著機器人一起做勻加速直線運動時，菜品的慣性逐漸增大
D．菜品隨著機器人一起做勻減速直線運動時，機器人對菜品的作用力大于菜品的重力
【解答】解：A、菜品隨著機器人一起做勻速直線運動時，菜品所受合力為零，故菜品不受摩擦力的作用；故A錯誤；
B、菜品對機器人的壓力和機器人對菜品的支持力分別作用在兩個不同的物體上，是作用力和反作用力關系。不是一對平衡力，故B錯誤；
C、慣性是物體的固有屬性，與物體的運動狀態無關，故C錯誤；
D、菜品隨著機器人一起做勻減速直線運動時，機器人對菜品的作用力在豎直方向的分力等于菜品的重力，機器人對菜品還有沿水平方向的分力，所以機器人對菜品的作用力大于菜品的重力，故D正確；
故選：D。
11．（2022秋 安徽期末）在水平路面上有一輛勻速行駛的小車，小車上固定著盛滿水的碗．若突然發現碗中的水向右灑出，如圖所示，則關于小車在此種情況下的運動，下列描述正確的是（　　）
A．小車勻速向左運動
B．小車一定突然向左加速運動
C．小車可能突然向左減速運動
D．小車可能突然向右減速運動
【解答】解：A、小車勻速向左運動，則水也勻速運動，速度相等，不會從碗中的水灑出，故A錯誤；
C、小車突然向左減速，由于慣性，水還沒有來得及減速，所以小車向左的速度小于水向左的速度，水應向左灑出，故C錯誤；
BD、若小車原來向左勻速運動，突然開始向左加速運動，碗隨小車開始向左加速，根據牛頓第一定律可知，碗中水由于慣性仍保持原來向左的勻速運動狀態，水相對于碗向右運動，水向右灑出；若小車原來向右勻速運動，突然向右減速運動，碗隨小車開始向右減速，根據牛頓第一定律可知，水由于慣性仍要保持向右的勻速運動狀態，水相對于碗向右運動，水將向右灑出，故B錯誤，D正確。
故選：D。
12．（2022秋 荔灣區校級期末）如圖，在車廂中的A是用繩拴在底部上的氫氣球，B是用繩掛在車廂頂的金屬球，開始時它們和車頂一起向右做勻速直線運動，若忽然剎車使車向右做勻減速運動。則下列哪個圖能正確表示剎車期間車內的情況（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：開始時金屬球、車廂及氫氣球有向右的相同速度，突然剎車使車廂做減速運動時，
由于金屬球比車廂內同體積的空氣質量大，慣性大，運動狀態不易改變，相對車廂還是向右運動，因此B向右偏，故B、C錯誤。
氫氣雖然有慣性因為氫氣密度小空氣的密度大（慣性比氣球大），所以向前會撞到空氣，力的作用相互的，被空氣向后推開，相對車廂向左運動，故A錯誤、D正確，
故選：D。
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4.1牛頓第一定律
一、“運動與力的關系”的歷史認知 1
二、牛頓第一定律 3
三、慣性和質量 4
【鞏固提高】 7
[學習目標]
課程標準 課標解讀
1．知道伽利略的理想實驗及其推理過程，知道理想實驗是科學研究的重要方法。 1、通過閱讀或者查閱資料等途徑了解牛頓第一定律的 發現過程，體會人類認識事物本質的曲折過程，培養學生嚴謹的科學態度。
理解牛頓第一定律的內容及意義。 理解慣性的概念，會解釋慣性的有關現象。 能夠應用牛頓第一定律分析求解問題 2、能準確敘述牛頓第一定律的內容，并能對該定律所 揭示的運動和力的關系問題有較深刻的理解。 3、了解伽利略關于運動和力的關系的認識，了解他的理想實驗和相應的推理過程，領會實驗加推理的科學研究方法，培養學生科學推理和想象能力。 4、能通過實例說明質量是物體慣性大小的量度。
[知識分析]
一、“運動與力的關系”的歷史認知
1、亞里士多德認為：必須 ，物體才能運動；沒有力的作用，物體就要 .
2、伽利略的理想實驗
（1）斜面實驗：讓靜止的小球從第一個斜面滾下，沖上第二個斜面，如果沒有摩擦，小球將上升 .減小第二個斜面的傾角，小球滾動的距離增大，但所達到的高度相同.當第二個斜面放平，小球將
（2）推理結論：力不是(填“是”或“不是”)維持物體運動的原因.
實驗事實 讓小球沿一個斜面從靜止滾下，小球將滾上另一個對接的斜面
推理 1 如果沒有摩擦力，小球將上升到原來的高度.
推理 2 如果減小第二個斜面的傾斜度，小球會通過更長的路程，仍然可以達到原來的高度.
推理 3 繼續減小第二個斜面的傾斜度，使它最終成為水平面，小球就再也達不到原來的高度，而 將沿水平面持續運動下去.
實驗結論 力不是維持物體運動的原因.
實驗的意義 ①伽利略用“實驗+科學推理”的方法推翻了亞里士多德的觀點； ②第一次確立了物理實驗在物理研究中的基層地位； ③揭示了力不是維持物體運動的原因.
3、笛卡爾的觀點：如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續以 動，既不停下來也不偏離原來的方向.
（2023 金華模擬）伽利略是公認的第一個采用理想實驗進行研究的物理學家，這里所說的“理想實驗”是指（　　）
A．一種實驗器材 B．一種實驗現象
C．一種思維方法 D．一種物理規律
（2022秋 西安期末）伽利略曾用如圖甲所示的“理想實驗”研究力與運動的關系，用圖乙所示的實驗研究自由落體運動。下列說法正確的是（　　）
A．圖甲中，完全沒有摩擦阻力的斜面實際存在，因此該實驗可實際完成
B．圖甲實驗中，通過邏輯推理得出物體的運動需要力來維持
C．圖乙實驗直接驗證了自由落體運動的速度是均勻變化的
D．圖乙實驗中，運用斜面“沖淡”了重力的作用，使運動時間變長，便于測量
二、牛頓第一定律
1、內容：一切物體總保持 狀態或靜止狀態，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態.
2、運動狀態改變即速度發生變化，有三種情況：(1)速度的方向不變，大小改變.(2)速度的大小不變，方向改變.(3)速度的大小和方向同時發生改變.
3、意義：①揭示了物體的固有屬性：一切物體都具有 ，因此牛頓第一定律又被叫作 定律；
②揭示了運動和力的關系：力不是 物體運動的原因，而是改變物體運動狀態的原因，即力是產生 的原因.
③物體不受外力時的運動狀態：勻速直線運動狀態或靜止狀態.
④牛頓第一定律是經過科學抽象、歸納推理總結出來的.
（2022秋 長寧區校級期中）物理學是一門以實驗為基礎的學科，但有些物理規律的建立不是由實驗直接得到的，而是基于事實通過合理外推才得到的。屬于這種情況建立的物理規律是（　　）
A．牛頓第一定律 B．牛頓第二定律
C．牛頓第三定律 D．庫侖定律
（2022春 郊區校級期中）關于牛頓第一定律的理解不正確的是（　　）
A．牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時的運動規律
B．不受外力作用時，物體的運動狀態保持不變
C．在水平地面上滑動的木塊最終停下來，是由于沒有外力維持木塊運動的結果
D．飛跑的運動員遇到障礙而被絆倒，這是因為他受到外力作用迫使他改變原來的運動狀態
（多選）（2022春 秀嶼區校級期中）關于力和運動的認識，下列說法正確的是（　　）
A．力是維持物體運動的原因
B．必須有力作用在物體上，物體才能運動：沒有力的作用，物體就要靜止在某個地方
C．一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態
D．如果運動中物體沒有受到力的作用，它將繼續以同一速度沿同一直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向
（2021秋 新會區校級期中）如圖，一只鋼球從圓槽的頂端滑下，若滑到最低點（O點）時，鋼球受到的一切外力同時消失，則鋼球的運動路線是（　　）
A．1 B．2 C．3 D．4
（2021秋 虹口區校級期中）如圖所示，質量分別為mA、mB的A、B兩小球放在車廂內光滑桌面上，兩球相距s與車一起做勻速直線運動。如果突然剎車，在兩球均未離開桌面的情況下，兩球的間距（　　）
A．逐漸增大 B．保持不變 C．逐漸減小 D．無法確定
三、慣性和質量
1．慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性．
2．物體慣性的大小由質量決定，與物體的運動狀態無關，與是否受力無關，與物體的速度大小無關．
3．慣性的表現
(1)在不受力的條件下，慣性表現出“保持”原來的運動狀態，有“惰性”的意思．
(2)在受力的條件下，慣性表現為運動狀態改變的難易程度．質量越大，慣性越大，運動狀態越難改變．
（2022秋 新泰市校級期中）機器人服務人類的場景正步入現實生活中，例如餐廳中使用機器人來送餐，就越來越常見。如圖甲所示為某餐廳的送餐機器人，將其結構簡化為如圖乙所示的示意圖，機器人的上表面保持水平。則下列說法中正確的是（　　）
A．菜品隨著機器人一起做勻速直線運動時，菜品受到與運動方向一致的摩擦力作用
B．菜品隨著機器人一起做勻速直線運動時，菜品對機器人的壓力和機器人對菜品的支持力是一對平衡力
C．菜品隨著機器人一起做勻加速直線運動時，菜品的慣性逐漸增大
D．菜品隨著機器人一起做勻減速直線運動時，機器人對菜品的作用力大于菜品的重力
（2022秋 華龍區校級期中）下列關于慣性的說法正確的是（　　）
A．汽車速度越大越難剎車，表明速度越大慣性越大
B．采用了大功率的發動機后，某些一級方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機的速度，這表明，可以通過科學進步使小質量的物體獲得大慣性
C．乒乓球可快速抽殺，是因為乒乓球慣性小
D．射出槍膛的子彈在運動一段距離后連一件棉衣也穿不透，這表明它的慣性變小了
（2022秋 天寧區校級期中）如圖所示，要將卡在球筒中的羽毛球取出，可以有多種方案，方案一：一手拿著球筒的中部，另一手用力擊打羽毛球筒的上端；方案二：手持球筒，使球與球筒一起下落敲擊水平面，假設球筒與水平面碰后速度立即變為0，下列說法正確的是（　　）
A．方案一利用羽毛球的慣性，使其從球筒上端出來
B．方案一利用球筒的慣性，使羽毛球從下端出來
C．方案二利用羽毛球受到的重力，使其從下端出來
D．方案二中球筒敲擊水平面后速度變為0，其慣性隨之消失
（2022秋 綠園區校級期中）就一些實際生活中的現象，某同學試圖從慣性角度加以解釋，其中正確的是（　　）
A．采用了大功率的發動機后，某些一級方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機的速度．這表明，可以通過科學進步使小質量的物體獲得大慣性
B．射出槍膛的子彈在運動一段距離后連一件棉衣也穿不透，這表明它的慣性小了
C．貨車運行到不同的車站時，經常要摘下或加掛一些車廂，這些會改變它的慣性
D．摩托車轉彎時，車手一方面要控制適當的速度，另一方面要將身體稍微向里傾斜，通過調控人和車的慣性達到行駛目的
（多選）（2021秋 鼓樓區期中）小軒很喜歡爸爸新買的數碼照相機，在旅途中拍下了火車內桌面上塑料杯瞬間的不同狀態，如圖的甲、乙、丙，則下列關于火車運動狀態的判斷可能正確的是（　　）
A．甲圖中火車在勻速運動，乙圖中火車突然向左加速，丙圖中火車突然向左減速
B．甲圖中火車在勻速運動，乙圖中火車突然向右加速，丙圖中火車突然向左加速
C．甲圖中火車在勻速運動，乙圖中火車突然向左加速，丙圖中火車突然向右減速
D．甲圖中火車在勻速運動，乙圖中火車突然向右減速，丙圖中火車突然向右加速
（2020秋 西湖區校級期中）將木塊放在小車上，使木塊與小車一起向右勻速運動，當小車被擋板擋住時，下列實驗現象正確的是（　　）
A．假設小車上表面光滑，木塊將如圖甲所示向前傾倒
B．假設小車上表面光滑，木塊將如圖乙所示向前滑動
C．假設小車上表面粗糙，木塊將如圖丙所示向后傾倒
D．假設小車上表面粗糙，木塊將如圖乙所示向前滑動
【鞏固提高】
一．選擇題（共12小題）
1．（2022秋 五華區校級期末）關于物體的慣性，下列說法正確的是（　　）
A．摔跤運動員適當增加體重能增大其慣性
B．跳遠運動員助跑能增大其起跳時的慣性
C．戰斗機戰斗前拋掉副油箱，慣性不變
D．物體在完全失重狀態下沒有慣性
2．（2022秋 安丘市期末）2022年女足亞洲杯中國女足表現完美，再次站在亞洲之巔，這也是中國女足第9個亞洲杯冠軍，如圖是8號女將姚偉的一腳遠射。以下說法正確的是（　　）
A．足球被踢出后仍能繼續運動，是因為足球受到慣性力的作用
B．足球被運動員用頭頂入對方球網，說明力可以改變物體的運動狀態
C．足球在運動中阻力逐漸減小，慣性也在減小
D．足球在運動中速度逐漸減小，慣性也在減小
3．（2022秋 羅湖區校級期末）下列關于慣性的說法中正確的是（　　）
A．拉滿貨物的車比空車更難加速，說明物體質量越大，慣性越大
B．行駛的火車速度越大剎車后停下來越困難，說明物體速度越大，慣性越大
C．蜂鳥起飛時速度變化很快，加速度很大，說明物體加速度越大，慣性越大
D．做自由落體運動的物體無慣性
4．（2022秋 荔灣區校級期末）大型油罐車內部設置了一些固定擋板，如圖所示，油罐車在水平路面上行駛，下列說法正確的是（　　）
A．油罐車勻速前進時，油沒有慣性
B．擋板間油的質量相對小，可以有效增加變速時油的涌動
C．油罐車加速前進時，油的液面前低后高
D．油罐車減速前進時，油的液面前低后高
5．（2022秋 城關區校級期末）一天，下著傾盆大雨．某人乘坐列車時發現，車廂的雙層玻璃窗內積水了．列車出站過程中，他發現水面的形狀是下圖中的（　　）
A． B．
C． D．
6．（2022秋 西安期末）伽利略曾用如圖甲所示的“理想實驗”研究力與運動的關系，用圖乙所示的實驗研究自由落體運動。下列說法正確的是（　　）
A．圖甲中，完全沒有摩擦阻力的斜面實際存在，因此該實驗可實際完成
B．圖甲實驗中，通過邏輯推理得出物體的運動需要力來維持
C．圖乙實驗直接驗證了自由落體運動的速度是均勻變化的
D．圖乙實驗中，運用斜面“沖淡”了重力的作用，使運動時間變長，便于測量
7．（2022秋 未央區校級期末）伽利略設想了一個理想實驗，如圖所示。以下為他的設想：①在兩個對接的斜面上，靜止的小球沿一個斜面滾下后將滾上另一個斜面；②如果沒有摩擦，小球將上升到原來釋放時的高度；③減小第二個斜面的傾角，小球在這個斜面上仍然會達到原來的高度；④繼續減小第二個斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球將會沿水平面做持續的勻速運動。通過對這個實驗的分析，我們可以得到的最直接的結論是（　　）
A．自然界的一切物體都具有慣性
B．在光滑水平面上運動的小球的運動狀態的維持并不需要外力
C．如果小球受到力的作用，它的運動狀態將發生改變
D．小球受到的力一定時，質量越大，它的加速度越小
8．（2022秋 香坊區校級期末）如圖所示，用細繩把一本較厚重的書扎一圈，然后將細繩的一端掛起來，另一端用手牽住，使書保持靜止。若用力迅速將細繩往下一拉，由于書的慣性，則（　　）
A．上段細繩更容易斷
B．下段細繩更容易斷
C．兩段細繩一定會同時斷
D．不確定哪段細繩更容易斷
9．（2022秋 杜集區校級期末）我國將于2022年前后完成空間站在軌組裝工程，空間站由核心艙、實驗艙等構成。其中核心艙軸向長度為16.6m有3個對接口用于載人飛船、貨運飛船及其他飛行器訪問空間站。關于本材料中的物理知識，下列說法正確的是（　　）
A．空間站在太空“漂浮”時沒有慣性
B．貨運飛船與核心艙對接時不可看成質點
C．貨運飛船與核心艙對接時，以地球為參考系它是靜止的
D．“16.6m”中，“m”不是國際單位制的基本單位
10．（2022秋 衡陽期末）機器人服務人類的場景正步入現實生活中，例如餐廳中使用機器人來送餐，就越來越常見。如圖甲所示為某餐廳的送餐機器人，將其結構簡化為如圖乙所示的示意圖，機器人的上表面保持水平。則下列說法中正確的是（　　）
A．菜品隨著機器人一起做勻速直線運動時，菜品受到與運動方向一致的摩擦力作用
B．菜品隨著機器人一起做勻速直線運動時，菜品對機器人的壓力和機器人對菜品的支持力是一對平衡力
C．菜品隨著機器人一起做勻加速直線運動時，菜品的慣性逐漸增大
D．菜品隨著機器人一起做勻減速直線運動時，機器人對菜品的作用力大于菜品的重力
11．（2022秋 安徽期末）在水平路面上有一輛勻速行駛的小車，小車上固定著盛滿水的碗．若突然發現碗中的水向右灑出，如圖所示，則關于小車在此種情況下的運動，下列描述正確的是（　　）
A．小車勻速向左運動
B．小車一定突然向左加速運動
C．小車可能突然向左減速運動
D．小車可能突然向右減速運動
12．（2022秋 荔灣區校級期末）如圖，在車廂中的A是用繩拴在底部上的氫氣球，B是用繩掛在車廂頂的金屬球，開始時它們和車頂一起向右做勻速直線運動，若忽然剎車使車向右做勻減速運動。則下列哪個圖能正確表示剎車期間車內的情況（　　）
A． B．
C． D．
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