資源簡介

第1節　牛頓第一運動定律　　　　　　　　　　　　　　　　
選擇題1～10題，每小題7分，共70分11～13題，每小題10分，共30分，合計100分。
基礎對點練
題組一　力與運動的關系
1.自然科學發展過程中，科學家關于物體運動的研究對樹立正確的自然觀具有重要作用，下列說法不符合歷史事實的是(　　)
笛卡兒指出：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
亞里士多德認為必須有力作用在物體上，物體的運動狀態才會改變
牛頓認為，物體具有保持原來勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質
伽利略通過理想實驗得出結論：一旦物體具有某一速度，如果它不受力，它將以這一速度永遠運動下去
2.伽利略通過理想斜面實驗推翻了亞里士多德的觀點。如圖，實驗時，水平面上鋪上不同的材料，將小車由斜面體的同一高度靜止釋放，經過一段時間小車停止時距離斜面體底端的距離不同。則下列說法正確的是(　　)
通過該實驗直接得出了牛頓第一定律
該實驗說明力是維持物體運動的原因
如果小車與水平面間沒有摩擦力，則小車最終會停止
實驗時，將小車由同一高度釋放是為了使小車到斜面體底端的速度相等
3.伽利略對“運動和力的關系”和“自由落體運動”的研究，開創了科學實驗和邏輯推理相結合的重要科學研究方法。圖甲、圖乙分別表示這兩項研究中實驗和邏輯推理的過程，對這兩項研究，下列說法正確的是(　　)
圖甲中完全沒有摩擦阻力的斜面是實際存在的，實驗可實際完成
圖甲的實驗為“理想實驗”，可通過邏輯推理得出物體的運動需要力來維持的結論
圖乙通過對自由落體運動的研究，合理外推得出小球在斜面上做勻變速運動
圖乙中先在傾角較小的斜面上進行實驗，可“沖淡”重力，使時間測量更容易
題組二　牛頓第一定律與慣性
4.關于牛頓第一定律，下列理解正確的是(　　)
牛頓第一定律是利用邏輯思維對事物進行分析的產物，不可能用實驗直接驗證
牛頓第一定律反映了物體受到外力時的運動規律
牛頓第一定律中提出的物體不受外力作用的條件是不可能達到的，所以這條定律可能是錯誤的
向上拋出的物體，在向上運動的過程中，一定受到向上的作用力，否則不可能向上運動
5.我國《道路交通安全法》中規定：各種小型車輛前排乘坐的人(包括司機)系好安全帶，這是因為(　　)
系好安全帶可以減小人的慣性
系好安全帶可以減小車的慣性
系好安全帶是為了增大人與座椅間的摩擦力
系好安全帶可以防止因人的慣性而造成的傷害
6.春秋末年齊國人的著作《考工記》中有“馬力既竭，辀猶能一取焉”，意思是馬對車不施加拉力了，車還能繼續向前運動，這是關于慣性最早的記述。下列說法正確的是(　　)
“馬力既竭”時馬沒有了慣性
“馬力既竭”時車的慣性不變
馬的拉力越大，車的慣性越大
馬車速度越大，車的慣性越大
7.某同學為了取出如圖所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿著球筒的中部，另一手用力擊打羽毛球筒的上端，則(　　)
此同學無法取出羽毛球
該同學是在利用羽毛球的慣性
羽毛球筒向下運動過程中，羽毛球受到向上的摩擦力才會從上端出來
羽毛球會從筒的下端出來
綜合提升練
8.如圖所示為高速照相機連拍的自行車極限運動中某運動員在空中的情形，P為該運動員運動的最高點。關于這個現象下列說法正確的是(　　)
運動員能在空中運動一段距離，是靠空氣推力維持的
運動員在空中運動的過程中，其慣性先變小后變大
運動員做曲線運動說明力是改變物體運動狀態的原因
若運動到P點時所有外力都消失，則立即沿PA方向豎直下落
9.如圖所示，在一輛表面光滑足夠長的小車上，有質量為m1和m2的兩個小球(m1>m2)。兩小球原來隨車一起運動，當車突然停止時，若不考慮其他阻力，則兩個小球(　　)
一定相碰 一定不相碰
不一定相碰 無法確定
10.如圖甲所示，隨著人們的生活水平的提高，房車旅游逐漸成為時尚。圖乙為固定在房車中的一張桌子，桌上固定著一個盛滿水的透明容器，容器的頂部剛好有一個氣泡；另一藍色玻璃球也放在水平桌面上(不固定)。若坐在旁邊沙發上休息的人突然發現氣泡開始相對桌面向右運動時，下列現象和判斷可能正確的是(　　)
玻璃球同時相對桌面向右運動，斷定房車正在加速后退
玻璃球同時相對桌面向右運動，斷定房車正在減速后退
玻璃球同時相對桌面向左運動，斷定房車正在加速前進
玻璃球同時相對桌面向左運動，斷定房車正在減速前進
11.很多城市公交車內的橫桿上掛著多只“手環”。一乘客面向行車方向坐在車上觀察前方的“手環”，下列說法正確的是(　　)
車突然加速時，“手環”仍然自然下垂
車突然減速時，“手環”仍然自然下垂
若“手環”偏向右側，則說明車在右轉彎
若“手環”偏向右側，則說明車在左轉彎
12.打雞蛋是日常生活中常見的現象。大部分人打雞蛋時總是用雞蛋與較硬物體的一條棱相碰，將雞蛋打碎，高級廚師打雞蛋時通常用一只手握住一個雞蛋，然后去打擊另一個雞蛋，在打擊力不是太大的情況下剛好使雞蛋被打碎。若兩雞蛋的抗破強度是相同的，那么出現的現象應該是(　　)
主動打擊的雞蛋破了
被打擊的雞蛋破了
兩個雞蛋同時破了
雞蛋被打破是隨機的
培優加強練
13.如圖所示，將一玻璃瓶裝水后密閉，并平放在水平桌面上，在瓶的中部有一小氣泡處于靜止狀態，現突然用力將瓶子向前推動，使其在桌面上向前運動一段距離后停止，可看到氣泡相對瓶子的運動情況是(　　)
向前 向后
先向前，再向后 先向后，再向前
第1節　牛頓第一運動定律
1.B　[選項中關于笛卡兒、牛頓和伽利略的觀點都是正確的，都符合歷史事實。亞里士多德認為，必須有力作用在物體上，物體才能運動，即力是維持物體運動的原因，B項的論述不符合歷史事實，故B正確。]
2.D　[牛頓第一定律不是實驗定律，A錯誤；該實驗說明力不是維持物體運動狀態的原因，B錯誤；摩擦力越小，則小車運動得越遠，由此得出的結論是如果水平面光滑，則小車將沿著水平面一直運動下去，C錯誤；控制小車從斜面同一高度滑下是為了讓小車滑到水平面時的初速度相同，D正確。]
3.D　[完全沒有摩擦阻力的斜面是不存在的，實驗不可能實際完成，故A錯誤；題圖甲的實驗為“理想實驗”，通過邏輯推理得出物體的運動不需要力來維持的結論，故B錯誤；伽利略設想物體下落的速度與時間成正比，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。由于當時用滴水法計時，無法準確記錄自由落體的時間，伽利略設計了讓銅球沿阻力很小、傾角很小的斜面滾下，來“沖淡”重力的作用效果，而銅球在斜面上運動的加速度要比它豎直下落的加速度小得多，所用時間長得多，所以容易測量。伽利略做了上百次實驗，并通過抽象思維在實驗結果上進行合理外推，得出自由落體運動的規律，故C錯誤，D正確。]
4.A　[牛頓第一定律是利用邏輯思維對事物進行分析的產物，不可能用實驗直接驗證，A正確，C錯誤；牛頓第一定律反映了物體不受力時的運動規律，B錯誤；向上拋出的物體，由于具有慣性繼續向上運動，D錯誤。]
5.D　[質量是物體慣性大小的唯一量度，系好安全帶不可以改變人和車的慣性，故A、B錯誤；安全帶系在人的身上，對人有一定的作用力，可以改變人的運動狀態，所以系好安全帶可以防止因人的慣性而造成的傷害，故C錯誤，D正確。]
6.B　[慣性大小的唯一量度是質量，與物體的運動狀態和受力情況無關，故B正確，A、C、D錯誤。]
7.B　[該同學的做法能利用羽毛球的慣性，從筒的上端取出羽毛球，球筒向下運動時，羽毛球受到向下的摩擦力，綜上所述，選項B正確。]
8.C　[運動員能在空中運動一段距離，是由于具有慣性，不是靠空氣的推力維持，選項A錯誤；運動員在空中運動的過程中，質量不變，則其慣性不變，選項B錯誤；運動員做曲線運動說明力是改變物體運動狀態的原因，選項C正確；若運動到P點時所有外力都消失，則會沿PB方向做勻速直線運動，選項D錯誤。]
9.B　[小車表面光滑，則兩個小球在小車運動或停止時在水平方向不受力的作用，小車停止后，兩球均保持原速度做勻速直線運動，它們之間的距離不會發生變化，因此它們一定不相碰，故選項B正確。]
10.C　[氣泡向右運動，則水向左運動，水的質量大于氣泡即慣性比氣泡大，說明汽車向右加速運動，玻璃球具有保持原來速度的慣性因此向左運動，故C正確。]
11.D　[車突然加速或減速時，由于“手環”具有慣性，則“手環”要保持原來的運動狀態，與車發生相對運動，不可能自然下垂，故A、B錯誤；車轉彎時，由于“手環”具有慣性，保持原來的運動狀態，即此時車轉彎方向和“手環”偏轉的情況相反，若“手環”偏向右側，則車向左轉彎，故C錯誤，D正確。]
12.B　[兩枚雞蛋撞擊時，蛋殼之間存在一對相互作用力，被打擊的雞蛋蛋殼所受撞擊力大于抗破強度則被打碎。主動打擊的雞蛋蛋殼在撞擊時除了受撞擊力外，還要受到本身蛋清(由于慣性)給的一個與撞擊力方向相反的力，所以當其合力達到抗破強度時，蛋殼才會破。故在打擊力不是太大的情況下，主動打擊的雞蛋不容易破，被打擊的雞蛋破了，故選項B正確。]
13.C　[瓶中氣泡實質上是水的“空隙”，故應用慣性知識分析時，研究對象應該是水而不是氣泡。當瓶子向前加速運動時，由于慣性，瓶中水要保持原來的靜止狀態，氣泡后邊的水由于瓶底的作用隨瓶一起向前做加速運動，而氣泡前邊的水將相對瓶向后運動，即氣泡相對瓶向前移動；當瓶子做減速運動時，氣泡前邊的水受瓶的作用隨瓶一起做減速運動，而氣泡后邊的水將相對瓶向前運動，即氣泡將相對瓶向后移動，故C正確。]第1節　牛頓第一運動定律
學習目標　1.知道力與運動之間的關系。2.能理解理想實驗法的意義，根據慣性的特點解釋生活中的慣性現象。3.能理解牛頓第一定律的內涵。
知識點一　力與運動的關系
如圖所示，讓一個小車從同一斜面上滑下，水平面上分別放置毛巾、木板和玻璃板，水平面與斜面平滑連接。仔細觀察實驗現象。
(1)實驗觀察到什么現象，說明了什么問題？
(2)如果沒有摩擦力的作用，小車將會怎樣運動呢？
(3)以上實驗揭示了力和運動之間是什么關系？
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1.歷史觀點
代表人物 主要觀點
亞里士多德 有外力的作用時物體才能________，要________物體的運動就需要外力
伽利略 力不是________物體運動的原因
笛卡兒 若沒有其他原因，運動物體將繼續以____________沿直線運動
2.伽利略的理想實驗：讓小球沿光滑斜面從左側某一高度滾下時，無論右側斜面坡度如何，它都會沿斜面上升到與出發點____________的地方。斜面傾角越小，小球運動到同一高度所經歷的路程________。當斜面傾角逐漸減小到0，右側變為水平面時，小球將為了達到那個永遠無法達到的高度而一直運動下去。如圖所示。
3.伽利略理想實驗的結論：物體的運動________力來維持。
4.伽利略理想實驗的推論：一切運動著的物體在沒有受到外力的時候，它的速度將保持不變，并且一直運動下去。
5.理想實驗的意義
(1)伽利略理想實驗是以可靠的實驗事實為基礎，經過抽象思維，抓住主要因素，忽略次要因素，從而更深刻地揭示了自然規律。
(2)伽利略理想實驗是把實驗和邏輯推理相結合的一種科學研究方法。
【思考】
伽利略“理想實驗”的卓越之處不是實驗本身，而是實驗所使用的獨特方法：在實驗的基礎上，進行合理外推。
(1)哪些可以通過實驗完成？哪些是推理得出的？
(2)伽利略是通過怎樣的方法來獲得結論？
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例1 理想實驗有時更能深刻地反映自然規律。
如圖所示，伽利略設想了一個理想實驗，其中有一個是實驗事實，其余是推論。
①減小第二個斜面的傾角，小球在這一斜面上仍然要達到原來的高度；
②兩個斜面對接，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球將滾上另一個斜面；
③如果沒有摩擦，小球將上升到原來釋放時的高度；
④繼續減小第二個斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球將沿水平面做持續的勻速運動。
(1)請將上述理想實驗的設想步驟按照正確的順序排列：________(填數字序號)。
(2)在上述的設想步驟中，有的屬于可靠的事實，有的則是理想化的推論。下列關于事實和推論的分類正確的是________(填選項前的字母)。
A.①是事實，②③④是推論
B.②是事實，①③④是推論
C.③是事實，①②④是推論
D.④是事實，①②③是推論
知識點二　牛頓第一定律及其意義
如圖所示是冰壺在冰面上的運動情景。冰壺比賽過程中，運動員在冰壺前面擦掃冰面，可以使表面冰層融化，形成一層薄薄的水膜，而水膜的阻力比冰面要小，所以冰壺可以滑行得更遠。
(1)圖中的冰壺為什么會停下來？這說明了什么問題？
(2)試猜想如果冰壺不受外力作用將處于什么狀態？
(3)從(1)、(2)兩個問題中，我們能得到什么結論？
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1.牛頓第一運動定律：一切物體總保持________________或靜止狀態，除非有________迫使它改變這種狀態。
2.牛頓第一運動定律的物理意義
(1)揭示了力與運動的關系
(2)揭示了一切物體都具有的一種屬性——慣性，所以牛頓第一運動定律也叫慣性定律。
3.牛頓第一運動定律所描述的狀態是一種理想狀態。它是利用邏輯思維進行分析的產物，不能用實驗直接驗證。
【思考】
1.牛頓第一定律指出運動不需要力來維持，但我們騎自行車時必須不斷地蹬腳踏板，才能維持車的運動，這與牛頓第一定律相矛盾嗎？
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2.牛頓第一定律中的“勻速直線運動狀態或靜止狀態”以及“改變這種狀態”通常情況下都是相對什么參考系而言的？
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例2 (多選)(2024·福建寧德高一檢測)如圖所示，某次冰球比賽中，運動員用冰球桿沿不同方向擊打冰球上的不同部位，冰球的運動狀態隨之發生改變。這個事例說明(　　)
A.力可以改變物體的運動狀態
B.力的作用效果與力的方向有關
C.力的作用效果與力的作用點無關
D.物體的運動需要力來維持
訓練1 (多選)關于牛頓第一定律，以下說法正確的是(　　)
A.牛頓第一定律又叫慣性定律
B.牛頓第一定律是牛頓通過大量實驗總結出來的實驗結論
C.牛頓第一定律說明一切物體都有慣性
D.牛頓第一定律說明力可以改變物體的運動狀態
知識點三　慣性及其理解
(1)如圖甲所示，公交車突然快速啟動時，車上站著的乘客身體為什么會向后傾倒？
(2)如圖乙所示，公交車在運行時突然急剎車，車內乘客身體為什么會向前傾倒？
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1.慣性：任何物體都有保持靜止或_____________________________________
狀態不變的屬性。表示物體運動狀態改變的難易程度。
2.慣性與質量
(1)質量大的物體運動狀態相對不易改變，慣性____。質量是描述物體____________的物理量。
(2)慣性大小只由____________決定，與其他因素無關。
3.慣性的表現形式
(1)當物體不受外力或所受合外力為零時，慣性表現為保持原來的運動狀態不變。原來靜止的物體保持靜止，原來運動的物體保持原來的速度繼續運動。
(2)當物體受到外力作用時，慣性表現為改變運動狀態的難易程度，物體的慣性越大，它的運動狀態越難改變。
例3 (魯科版教材P122“迷你實驗室”改編)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
訓練2 關于物體的慣性，以下說法正確的是(　　)
A.慣性是物體在不受外力作用時保持原來靜止或勻速直線運動狀態的性質
B.當用外力推物體以克服物體的慣性時，物體做加速運動
C.火車在靜止時和做加速運動時，具有相同的慣性
D.以上說法均不正確
隨堂對點自測
1.(牛頓第一定律的理解)牛頓是近代科學的開創者，他一生致力于科學研究，有許多重大發明，為科學事業做出了巨大的貢獻，他提出的牛頓運動三定律成為經典力學的基礎。由牛頓第一定律可知(　　)
A.合力停止作用后，物體就會慢慢停下來
B.物體的速度改變時，一定受到合力的作用
C.物體只有在靜止或做勻速直線運動時才有慣性
D.力是改變物體運動狀態的原因，也就是改變物體慣性的原因
2.(慣性的理解)如圖所示，正在噴灑農藥的無人機沿水平方向勻速飛行。隨著藥液不斷噴出，無人機(包括未噴出的藥液)的慣性(　　)
A.保持不變 B.逐漸增大
C.逐漸減小 D.與其運動狀態無關
3.(牛頓第一定律的應用)下列選項是四位同學根據圖中駕駛員和乘客的身體姿勢，分別對向前(向左)運動的汽車運動情況做出的判斷，其中正確的是(　　)
A.汽車一定做勻加速直線運動
B.汽車一定做勻速直線運動
C.汽車可能是突然減速
D.汽車可能是突然加速
第1節　牛頓第一運動定律
知識點一
導學　提示　(1)水平面越光滑，小車滑動的距離越遠。說明摩擦力是阻礙物體運動的原因。
(2)如果沒有摩擦力的作用，小車將永遠運動下去。
(3)力不是維持物體運動狀態的原因，而是改變物體運動狀態的原因。
知識梳理
1.運動　維持　維持　原來的速度　2.幾乎等高　越遠　3.不需要
[思考] 提示　(1)小球由靜止狀態從斜面上滾下，可以滾上另一斜面，是實驗事實，可以通過實驗完成，其余各個結論是由推理得出的，不可以通過實驗完成。
(2)觀察——假設——科學推理——論證。
例1 (1)②③①④　(2)B
解析　(1)(2)步驟②是理想實驗的實驗基礎，屬于可靠的事實，在此基礎上利用推理，先得到小球不受阻力作用將上升到原來釋放時的高度的推論，再設想減小第二個斜面的傾角，小球在這一斜面上仍然要達到原來的高度，繼續減小第二個斜面的傾角直至第二個斜面成為水平面，得到小球將勻速運動的推論。所以正確的順序排列是②③①④，②是事實，①③④是推論，故B正確。
知識點二
導學　提示　(1)冰壺停下來是因為受到了冰面的摩擦力的作用。說明力是改變物體運動狀態的原因。
(2)冰壺原來靜止，不受外力作用時，仍然靜止；冰壺原來運動，不受外力作用時將保持勻速直線運動狀態。
(3)物體不受外力作用或所受合力為零時，總保持靜止或勻速直線運動狀態。
知識梳理
1.勻速直線運動　外力
[思考]
1.提示　不矛盾。因為騎自行車時會受到阻力的作用，若不施加動力，并不是合力為零的狀態，則運動狀態會改變，車子會停止，不斷地蹬腳踏板，是提供動力，用來平衡阻力。
2.提示　牛頓第一定律中的“勻速直線運動狀態或靜止狀態”以及“改變這種狀態”通常情況下都是相對地面以及與地面相對靜止的物體為參考系而言。
例2 AB　[冰球比賽中，運動員用冰球桿擊打冰球，冰球的運動狀態隨之發生改變，說明力可以改變物體的運動狀態，故A正確；運動員用冰球桿沿不同方向擊打冰球上的不同部位，冰球的運動狀態隨之發生改變，說明力的作用效果與力的方向和力的作用點都有關，故B正確，C錯誤；由牛頓第一定律可知，物體的運動不需要力來維持，力是改變運動狀態的原因，故D錯誤。]
訓練1 ACD　[牛頓第一定律是在實驗的基礎上進一步地推理概括出來的，而不是直接通過實驗得出的，故B錯誤；牛頓第一定律既提出了物體不受力作用時的運動規律，即慣性定律，又提出了力是改變物體運動狀態的原因，故A、C、D正確。]
知識點三
導學　提示　(1)當公交車由靜止突然快速啟動時，乘客的下半身受到車的摩擦力作用也隨車運動，而上半身由于要保持原來的靜止狀態，故向后傾倒。
(2)乘客隨車一起運動，當急剎車時，車停止運動，乘客的下半身受到車的摩擦力作用也隨車停止運動，而上半身由于要保持原來的運動狀態，故向前傾倒。
知識梳理
1.勻速直線運動　2.(1)大　慣性大小　(2)質量大小
例3 B　[由于書本比較厚重，慣性較大，其運動狀態難以改變，在迅速向下拉繩的瞬間，書本可以認為固定不動，上段繩的力沒有增大，而此時下段細繩承受的力將比上段細繩承受的力大，因此下段細繩將會先斷，故B正確。]
訓練2 C　[慣性是物體保持原來的勻速直線運動或靜止狀態的性質，與物體是否受力無關，“克服慣性”“消除慣性”等說法均是錯誤的，故A、B錯誤；質量是物體慣性大小的唯一量度，故C正確，D錯誤。]
隨堂對點自測
1.B　[合力停止作用后，物體速度保持不變，故A錯誤；力是改變速度的原因，物體的速度改變時，合力一定不為零，故B正確；慣性是物體的固有屬性，與運動狀態無關，故C錯誤；力是改變物體運動狀態的原因，慣性大小只與物體的質量有關，與受力情況無關，故D錯誤。]
2.C　[隨著藥液不斷噴出，無人機(包括未噴出的藥液)質量變小，所以慣性變小，故C正確。]
3.C　[當汽車突然向前加速時，人會向后傾，反之人會向前傾，由題圖可知，汽車此時可能突然減速，故選項C正確，A、B、D錯誤。](共52張PPT)
第1節　牛頓第一運動定律
第5章　牛頓運動定律
1.知道力與運動之間的關系。
2.能理解理想實驗法的意義，根據慣性的特點解釋生活中的慣性現象。
3.能理解牛頓第一定律的內涵。
學習目標
目 錄
CONTENTS
知識點
01
隨堂對點自測
02
課后鞏固訓練
03
知識點
1
知識點二　牛頓第一定律及其意義
知識點一　力與運動的關系
知識點三　慣性及其理解
知識點一　力與運動的關系
如圖所示，讓一個小車從同一斜面上滑下，水平面上分別放置毛巾、木板和玻璃板，水平面與斜面平滑連接。仔細觀察實驗現象。
(1)實驗觀察到什么現象，說明了什么問題？
(2)如果沒有摩擦力的作用，小車將會怎樣運動呢？
(3)以上實驗揭示了力和運動之間是什么關系？
提示　(1)水平面越光滑，小車滑動的距離越遠。說明摩擦力是阻礙物體運動的原因。
(2)如果沒有摩擦力的作用，小車將永遠運動下去。
(3)力不是維持物體運動狀態的原因，而是改變物體運動狀態的原因。
1.歷史觀點
代表人物 主要觀點
亞里士多德 有外力的作用時物體才能______，要______物體的運動就需要外力
伽利略 力不是______物體運動的原因
笛卡兒 若沒有其他原因，運動物體將繼續以____________沿直線
運動
運動
維持
維持
原來的速度
2.伽利略的理想實驗：讓小球沿光滑斜面從左側某一高度滾下時，無論右側斜面坡度如何，它都會沿斜面上升到與出發點__________的地方。斜面傾角越小，小球運動到同一高度所經歷的路程______。當斜面傾角逐漸減小到0，右側變為水平面時，小球將為了達到那個永遠無法達到的高度而一直運動下去。如圖所示。
幾乎等高
越遠
3.伽利略理想實驗的結論：物體的運動________力來維持。
4.伽利略理想實驗的推論：一切運動著的物體在沒有受到外力的時候，它的速度將保持不變，并且一直運動下去。
5.理想實驗的意義
(1)伽利略理想實驗是以可靠的實驗事實為基礎，經過抽象思維，抓住主要因素，忽略次要因素，從而更深刻地揭示了自然規律。
(2)伽利略理想實驗是把實驗和邏輯推理相結合的一種科學研究方法。
不需要
【思考】
伽利略“理想實驗”的卓越之處不是實驗本身，而是實驗所使用的獨特方法：在實驗的基礎上，進行合理外推。
(1)哪些可以通過實驗完成？哪些是推理得出的？
(2)伽利略是通過怎樣的方法來獲得結論？
提示　(1)小球由靜止狀態從斜面上滾下，可以滾上另一斜面，是實驗事實，可以通過實驗完成，其余各個結論是由推理得出的，不可以通過實驗完成。
(2)觀察——假設——科學推理——論證。
例1 理想實驗有時更能深刻地反映自然規律。
如圖所示，伽利略設想了一個理想實驗，其中有一個是實驗事實，其余是推論。
①減小第二個斜面的傾角，小球在這一斜面上仍然要達到原來的高度；
②兩個斜面對接，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球將滾上另一個斜面；
③如果沒有摩擦，小球將上升到原來釋放時的高度；
④繼續減小第二個斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球將沿水平面做持續的勻速運動。
(1)請將上述理想實驗的設想步驟按照正確的順序排列：________(填數字序號)。
(2)在上述的設想步驟中，有的屬于可靠的事實，有的則是理想化的推論。下列關于事實和推論的分類正確的是________(填選項前的字母)。
A.①是事實，②③④是推論
B.②是事實，①③④是推論
C.③是事實，①②④是推論
D.④是事實，①②③是推論
解析　(1)(2)步驟②是理想實驗的實驗基礎，屬于可靠的事實，在此基礎上利用推理，先得到小球不受阻力作用將上升到原來釋放時的高度的推論，再設想減小第二個斜面的傾角，小球在這一斜面上仍然要達到原來的高度，繼續減小第二個斜面的傾角直至第二個斜面成為水平面，得到小球將勻速運動的推論。所以正確的順序排列是②③①④，②是事實，①③④是推論，故B正確。
答案　(1)②③①④　(2)B
知識點二　牛頓第一定律及其意義
如圖所示是冰壺在冰面上的運動情景。冰壺比賽過程中，運動員在冰壺前面擦掃冰面，可以使表面冰層融化，形成一層薄薄的水膜，而水膜的阻力比冰面要小，所以冰壺可以滑行得更遠。
(1)圖中的冰壺為什么會停下來？這說明了什么問題？
(2)試猜想如果冰壺不受外力作用將處于什么狀態？
(3)從(1)、(2)兩個問題中，我們能得到什么結論？
提示　(1)冰壺停下來是因為受到了冰面的摩擦力的作用。說明力是改變物體運動狀態的原因。
(2)冰壺原來靜止，不受外力作用時，仍然靜止；冰壺原來運動，不受外力作用時將保持勻速直線運動狀態。
(3)物體不受外力作用或所受合力為零時，總保持靜止或勻速直線運動狀態。
1.牛頓第一運動定律：一切物體總保持______________或靜止狀態，除非有______迫使它改變這種狀態。
2.牛頓第一運動定律的物理意義
(1)揭示了力與運動的關系
勻速直線運動
外力
(2)揭示了一切物體都具有的一種屬性——慣性，所以牛頓第一運動定律也叫慣性定律。
3.牛頓第一運動定律所描述的狀態是一種理想狀態。它是利用邏輯思維進行分析的產物，不能用實驗直接驗證。
【思考】
1.牛頓第一定律指出運動不需要力來維持，但我們騎自行車時必須不斷地蹬腳踏板，才能維持車的運動，這與牛頓第一定律相矛盾嗎？
提示　不矛盾。因為騎自行車時會受到阻力的作用，若不施加動力，并不是合力為零的狀態，則運動狀態會改變，車子會停止，不斷地蹬腳踏板，是提供動力，用來平衡阻力。
2.牛頓第一定律中的“勻速直線運動狀態或靜止狀態”以及“改變這種狀態”通常情況下都是相對什么參考系而言的？
提示　牛頓第一定律中的“勻速直線運動狀態或靜止狀態”以及“改變這種狀態”通常情況下都是相對地面以及與地面相對靜止的物體為參考系而言。
AB
例2 (多選)(2024·福建寧德高一檢測)如圖所示，某次冰球比賽中，運動員用冰球桿沿不同方向擊打冰球上的不同部位，冰球的運動狀態隨之發生改變。這個事例說明(　　)
A.力可以改變物體的運動狀態
B.力的作用效果與力的方向有關
C.力的作用效果與力的作用點無關
D.物體的運動需要力來維持
解析　冰球比賽中，運動員用冰球桿擊打冰球，冰球的運動狀態隨之發生改變，說明力可以改變物體的運動狀態，故A正確；運動員用冰球桿沿不同方向擊打冰球上的不同部位，冰球的運動狀態隨之發生改變，說明力的作用效果與力的方向和力的作用點都有關，故B正確，C錯誤；由牛頓第一定律可知，物體的運動不需要力來維持，力是改變運動狀態的原因，故D錯誤。
ACD
訓練1 (多選)關于牛頓第一定律，以下說法正確的是(　　 )
A.牛頓第一定律又叫慣性定律
B.牛頓第一定律是牛頓通過大量實驗總結出來的實驗結論
C.牛頓第一定律說明一切物體都有慣性
D.牛頓第一定律說明力可以改變物體的運動狀態
解析　牛頓第一定律是在實驗的基礎上進一步地推理概括出來的，而不是直接通過實驗得出的，故B錯誤；牛頓第一定律既提出了物體不受力作用時的運動規律，即慣性定律，又提出了力是改變物體運動狀態的原因，故A、C、D正確。
知識點三　慣性及其理解
(1)如圖甲所示，公交車突然快速啟動時，車上站著的乘客身體為什么會向后傾倒？
(2)如圖乙所示，公交車在運行時突然急剎車，車內乘客身體為什么會向前傾倒？
提示　(1)當公交車由靜止突然快速啟動時，乘客的下半身受到車的摩擦力作用也隨車運動，而上半身由于要保持原來的靜止狀態，故向后傾倒。
(2)乘客隨車一起運動，當急剎車時，車停止運動，乘客的下半身受到車的摩擦力作用也隨車停止運動，而上半身由于要保持原來的運動狀態，故向前傾倒。
1.慣性：任何物體都有保持靜止或______________狀態不變的屬性。表示物體運動狀態改變的難易程度。
2.慣性與質量
(1)質量大的物體運動狀態相對不易改變，慣性____。質量是描述物體__________的物理量。
(2)慣性大小只由__________決定，與其他因素無關。
勻速直線運動
大
慣性大小
質量大小
3.慣性的表現形式
(1)當物體不受外力或所受合外力為零時，慣性表現為保持原來的運動狀態不變。原來靜止的物體保持靜止，原來運動的物體保持原來的速度繼續運動。
(2)當物體受到外力作用時，慣性表現為改變運動狀態的難易程度，物體的慣性越大，它的運動狀態越難改變。
例3 (魯科版教材P122“迷你實驗室”改編)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
B
解析　由于書本比較厚重，慣性較大，其運動狀態難以改變，在迅速向下拉繩的瞬間，書本可以認為固定不動，上段繩的力沒有增大，而此時下段細繩承受的力將比上段細繩承受的力大，因此下段細繩將會先斷，故B正確。
C
訓練2 關于物體的慣性，以下說法正確的是(　　)
A.慣性是物體在不受外力作用時保持原來靜止或勻速直線運動狀態的性質
B.當用外力推物體以克服物體的慣性時，物體做加速運動
C.火車在靜止時和做加速運動時，具有相同的慣性
D.以上說法均不正確
解析　慣性是物體保持原來的勻速直線運動或靜止狀態的性質，與物體是否受力無關，“克服慣性”“消除慣性”等說法均是錯誤的，故A、B錯誤；質量是物體慣性大小的唯一量度，故C正確，D錯誤。
隨堂對點自測
2
B
1.(牛頓第一定律的理解)牛頓是近代科學的開創者，他一生致力于科學研究，有許多重大發明，為科學事業做出了巨大的貢獻，他提出的牛頓運動三定律成為經典力學的基礎。由牛頓第一定律可知(　　)
A.合力停止作用后，物體就會慢慢停下來
B.物體的速度改變時，一定受到合力的作用
C.物體只有在靜止或做勻速直線運動時才有慣性
D.力是改變物體運動狀態的原因，也就是改變物體慣性的原因
解析　合力停止作用后，物體速度保持不變，故A錯誤；力是改變速度的原因，物體的速度改變時，合力一定不為零，故B正確；慣性是物體的固有屬性，與運動狀態無關，故C錯誤；力是改變物體運動狀態的原因，慣性大小只與物體的質量有關，與受力情況無關，故D錯誤。
C
2.(慣性的理解)如圖所示，正在噴灑農藥的無人機沿水平方向勻速飛行。隨著藥液不斷噴出，無人機(包括未噴出的藥液)的慣性(　　)
A.保持不變 B.逐漸增大
C.逐漸減小 D.與其運動狀態無關
解析　隨著藥液不斷噴出，無人機(包括未噴出的藥液)質量變小，所以慣性變小，故C正確。
C
3.(牛頓第一定律的應用)下列選項是四位同學根據圖中駕駛員和乘客的身體姿勢，分別對向前(向左)運動的汽車運動情況做出的判斷，其中正確的是(　　)
A.汽車一定做勻加速直線運動
B.汽車一定做勻速直線運動
C.汽車可能是突然減速
D.汽車可能是突然加速
解析　當汽車突然向前加速時，人會向后傾，反之人會向前傾，由題圖可知，汽車此時可能突然減速，故選項C正確，A、B、D錯誤。
課后鞏固訓練
3
B
題組一　力與運動的關系
1.自然科學發展過程中，科學家關于物體運動的研究對樹立正確的自然觀具有重要作用，下列說法不符合歷史事實的是(　　)
A.笛卡兒指出：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
B.亞里士多德認為必須有力作用在物體上，物體的運動狀態才會改變
C.牛頓認為，物體具有保持原來勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質
D.伽利略通過理想實驗得出結論：一旦物體具有某一速度，如果它不受力，它將以這一速度永遠運動下去
基礎對點練
解析　選項中關于笛卡兒、牛頓和伽利略的觀點都是正確的，都符合歷史事實。亞里士多德認為，必須有力作用在物體上，物體才能運動，即力是維持物體運動的原因，B項的論述不符合歷史事實，故B正確。
D
2.伽利略通過理想斜面實驗推翻了亞里士多德的觀點。如圖，實驗時，水平面上鋪上不同的材料，將小車由斜面體的同一高度靜止釋放，經過一段時間小車停止時距離斜面體底端的距離不同。則下列說法正確的是(　　)
A.通過該實驗直接得出了牛頓第一定律
B.該實驗說明力是維持物體運動的原因
C.如果小車與水平面間沒有摩擦力，則小車最終會停止
D.實驗時，將小車由同一高度釋放是為了使小車到斜面體底端的速度相等
解析　牛頓第一定律不是實驗定律，A錯誤；該實驗說明力不是維持物體運動狀態的原因，B錯誤；摩擦力越小，則小車運動得越遠，由此得出的結論是如果水平面光滑，則小車將沿著水平面一直運動下去，C錯誤；控制小車從斜面同一高度滑下是為了讓小車滑到水平面時的初速度相同，D正確。
D
3.伽利略對“運動和力的關系”和“自由落體運動”的研究，開創了科學實驗和邏輯推理相結合的重要科學研究方法。圖甲、圖乙分別表示這兩項研究中實驗和邏輯推理的過程，對這兩項研究，下列說法正確的是(　　)
A.圖甲中完全沒有摩擦阻力的斜面是
實際存在的，實驗可實際完成
B.圖甲的實驗為“理想實驗”，可通過
邏輯推理得出物體的運動需要力來維持的結論
C.圖乙通過對自由落體運動的研究，合理外推得出小球在斜面上做勻變速運動
D.圖乙中先在傾角較小的斜面上進行實驗，可“沖淡”重力，使時間測量更容易
解析　完全沒有摩擦阻力的斜面是不
存在的，實驗不可能實際完成，故A
錯誤；題圖甲的實驗為“理想實驗”，
通過邏輯推理得出物體的運動不需要
力來維持的結論，故B錯誤；伽利略
設想物體下落的速度與時間成正比，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。由于當時用滴水法計時，無法準確記錄自由落體的時間，伽利略設計了讓銅球沿阻力很小、傾角很小的斜面滾下，來“沖淡”重力的作用效果，而銅球在斜面上運動的加速度要比它豎直下落的加速度小得多，所用時間長得多，所以容易測量。伽利略做了上百次實驗，并通過抽象思維在實驗結果上進行合理外推，得出自由落體運動的規律，故C錯誤，D正確。
A
題組二　牛頓第一定律與慣性
4.關于牛頓第一定律，下列理解正確的是(　　)
A.牛頓第一定律是利用邏輯思維對事物進行分析的產物，不可能用實驗直接驗證
B.牛頓第一定律反映了物體受到外力時的運動規律
C.牛頓第一定律中提出的物體不受外力作用的條件是不可能達到的，所以這條定律可能是錯誤的
D.向上拋出的物體，在向上運動的過程中，一定受到向上的作用力，否則不可能向上運動
解析　牛頓第一定律是利用邏輯思維對事物進行分析的產物，不可能用實驗直接驗證，A正確，C錯誤；牛頓第一定律反映了物體不受力時的運動規律，B錯誤；向上拋出的物體，由于具有慣性繼續向上運動，D錯誤。
D
5.我國《道路交通安全法》中規定：各種小型車輛前排乘坐的人(包括司機)系好安全帶，這是因為(　　)
A.系好安全帶可以減小人的慣性
B.系好安全帶可以減小車的慣性
C.系好安全帶是為了增大人與座椅間的摩擦力
D.系好安全帶可以防止因人的慣性而造成的傷害
解析　質量是物體慣性大小的唯一量度，系好安全帶不可以改變人和車的慣性，故A、B錯誤；安全帶系在人的身上，對人有一定的作用力，可以改變人的運動狀態，所以系好安全帶可以防止因人的慣性而造成的傷害，故C錯誤，D正確。
B
6.春秋末年齊國人的著作《考工記》中有“馬力既竭，辀猶能一取焉”，意思是馬對車不施加拉力了，車還能繼續向前運動，這是關于慣性最早的記述。下列說法正確的是(　　)
A.“馬力既竭”時馬沒有了慣性 B.“馬力既竭”時車的慣性不變
C.馬的拉力越大，車的慣性越大 D.馬車速度越大，車的慣性越大
解析　慣性大小的唯一量度是質量，與物體的運動狀態和受力情況無關，故B正確，A、C、D錯誤。
B
7.某同學為了取出如圖所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿著球筒的中部，另一手用力擊打羽毛球筒的上端，則(　　)
A.此同學無法取出羽毛球
B.該同學是在利用羽毛球的慣性
C.羽毛球筒向下運動過程中，羽毛球受到向上的摩擦力才會從上端出來
D.羽毛球會從筒的下端出來
解析　該同學的做法能利用羽毛球的慣性，從筒的上端取出羽毛球，球筒向下運動時，羽毛球受到向下的摩擦力，綜上所述，選項B正確。
C
8.如圖所示為高速照相機連拍的自行車極限運動中某運動員在空中的情形，P為該運動員運動的最高點。關于這個現象下列說法正確的是(　　)
綜合提升練
A.運動員能在空中運動一段距離，是靠空氣推力維持的
B.運動員在空中運動的過程中，其慣性先變小后變大
C.運動員做曲線運動說明力是改變物體運動狀態的原因
D.若運動到P點時所有外力都消失，則立即沿PA方向豎直下落
解析　運動員能在空中運動一段距離，是由于具有慣性，不是靠空氣的推力維持，選項A錯誤；運動員在空中運動的過程中，質量不變，則其慣性不變，選項B錯誤；運動員做曲線運動說明力是改變物體運動狀態的原因，選項C正確；若運動到P點時所有外力都消失，則會沿PB方向做勻速直線運動，選項D錯誤。
B
9.如圖所示，在一輛表面光滑足夠長的小車上，有質量為m1和m2的兩個小球(m1>m2)。兩小球原來隨車一起運動，當車突然停止時，若不考慮其他阻力，則兩個小球(　　)
A.一定相碰 B.一定不相碰
C.不一定相碰 D.無法確定
解析　小車表面光滑，則兩個小球在小車運動或停止時在水平方向不受力的作用，小車停止后，兩球均保持原速度做勻速直線運動，它們之間的距離不會發生變化，因此它們一定不相碰，故選項B正確。
C
10.如圖甲所示，隨著人們的生活水平的提高，房車旅游逐漸成為時尚。圖乙為固定在房車中的一張桌子，桌上固定著一個盛滿水的透明容器，容器的頂部剛好有一個氣泡；另一藍色玻璃球也放在水平桌面上(不固定)。若坐在旁邊沙發上休息的人突然發現氣泡開始相對桌面向右運動時，下列現象和判斷可能正確的是(　　)
A.玻璃球同時相對桌面向右運動，斷定房車正在加速后退
B.玻璃球同時相對桌面向右運動，斷定房車正在減速后退
C.玻璃球同時相對桌面向左運動，斷定房車正在加速前進
D.玻璃球同時相對桌面向左運動，斷定房車正在減速前進
解析　氣泡向右運動，則水向左運動，水的質量大于氣泡即慣性比氣泡大，說明汽車向右加速運動，玻璃球具有保持原來速度的慣性因此向左運動，故C正確。
D
11.很多城市公交車內的橫桿上掛著多只“手環”。一乘客面向行車方向坐在車上觀察前方的“手環”，下列說法正確的是(　　)
A.車突然加速時，“手環”仍然自然下垂
B.車突然減速時，“手環”仍然自然下垂
C.若“手環”偏向右側，則說明車在右轉彎
D.若“手環”偏向右側，則說明車在左轉彎
解析　車突然加速或減速時，由于“手環”具有慣性，則“手環”要保持原來的運動狀態，與車發生相對運動，不可能自然下垂，故A、B錯誤；車轉彎時，由于“手環”具有慣性，保持原來的運動狀態，即此時車轉彎方向和“手環”偏轉的情況相反，若“手環”偏向右側，則車向左轉彎，故C錯誤，D正確。
B
12.打雞蛋是日常生活中常見的現象。大部分人打雞蛋時總是用雞蛋與較硬物體的一條棱相碰，將雞蛋打碎，高級廚師打雞蛋時通常用一只手握住一個雞蛋，然后去打擊另一個雞蛋，在打擊力不是太大的情況下剛好使雞蛋被打碎。若兩雞蛋的抗破強度是相同的，那么出現的現象應該是(　　)
A.主動打擊的雞蛋破了 B.被打擊的雞蛋破了
C.兩個雞蛋同時破了 D.雞蛋被打破是隨機的
解析　兩枚雞蛋撞擊時，蛋殼之間存在一對相互作用力，被打擊的雞蛋蛋殼所受撞擊力大于抗破強度則被打碎。主動打擊的雞蛋蛋殼在撞擊時除了受撞擊力外，還要受到本身蛋清(由于慣性)給的一個與撞擊力方向相反的力，所以當其合力達到抗破強度時，蛋殼才會破。故在打擊力不是太大的情況下，主動打擊的雞蛋不容易破，被打擊的雞蛋破了，故選項B正確。
C
培優加強練
13.如圖所示，將一玻璃瓶裝水后密閉，并平放在水平桌面上，在瓶的中部有一小氣泡處于靜止狀態，現突然用力將瓶子向前推動，使其在桌面上向前運動一段距離后停止，可看到氣泡相對瓶子的運動情況是(　　)
A.向前 B.向后
C.先向前，再向后 D.先向后，再向前
解析　瓶中氣泡實質上是水的“空隙”，故應用慣性知識分析時，研究對象應該是水而不是氣泡。當瓶子向前加速運動時，由于慣性，瓶中水要保持原來的靜止狀態，氣泡后邊的水由于瓶底的作用隨瓶一起向前做加速運動，而氣泡前邊的水將相對瓶向后運動，即氣泡相對瓶向前移動；當瓶子做減速運動時，氣泡前邊的水受瓶的作用隨瓶一起做減速運動，而氣泡后邊的水將相對瓶向前運動，即氣泡將相對瓶向后移動，故C正確。

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