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第1节　牛顿第一运动定律　　　　　　　　　　　　　　　　
选择题1～10题，每小题7分，共70分11～13题，每小题10分，共30分，合计100分。
基础对点练
题组一　力与运动的关系
1.自然科学发展过程中，科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用，下列说法不符合历史事实的是(　　)
笛卡儿指出：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，既不停下来也不偏离原来的方向
亚里士多德认为必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变
牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
伽利略通过理想实验得出结论：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去
2.伽利略通过理想斜面实验推翻了亚里士多德的观点。如图，实验时，水平面上铺上不同的材料，将小车由斜面体的同一高度静止释放，经过一段时间小车停止时距离斜面体底端的距离不同。则下列说法正确的是(　　)
通过该实验直接得出了牛顿第一定律
该实验说明力是维持物体运动的原因
如果小车与水平面间没有摩擦力，则小车最终会停止
实验时，将小车由同一高度释放是为了使小车到斜面体底端的速度相等
3.伽利略对“运动和力的关系”和“自由落体运动”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图甲、图乙分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是(　　)
图甲中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成
图甲的实验为“理想实验”，可通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持的结论
图乙通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动
图乙中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易
题组二　牛顿第一定律与惯性
4.关于牛顿第一定律，下列理解正确的是(　　)
牛顿第一定律是利用逻辑思维对事物进行分析的产物，不可能用实验直接验证
牛顿第一定律反映了物体受到外力时的运动规律
牛顿第一定律中提出的物体不受外力作用的条件是不可能达到的，所以这条定律可能是错误的
向上抛出的物体，在向上运动的过程中，一定受到向上的作用力，否则不可能向上运动
5.我国《道路交通安全法》中规定：各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)系好安全带，这是因为(　　)
系好安全带可以减小人的惯性
系好安全带可以减小车的惯性
系好安全带是为了增大人与座椅间的摩擦力
系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害
6.春秋末年齐国人的著作《考工记》中有“马力既竭，辀犹能一取焉”，意思是马对车不施加拉力了，车还能继续向前运动，这是关于惯性最早的记述。下列说法正确的是(　　)
“马力既竭”时马没有了惯性
“马力既竭”时车的惯性不变
马的拉力越大，车的惯性越大
马车速度越大，车的惯性越大
7.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(　　)
此同学无法取出羽毛球
该同学是在利用羽毛球的惯性
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
羽毛球会从筒的下端出来
综合提升练
8.如图所示为高速照相机连拍的自行车极限运动中某运动员在空中的情形，P为该运动员运动的最高点。关于这个现象下列说法正确的是(　　)
运动员能在空中运动一段距离，是靠空气推力维持的
运动员在空中运动的过程中，其惯性先变小后变大
运动员做曲线运动说明力是改变物体运动状态的原因
若运动到P点时所有外力都消失，则立即沿PA方向竖直下落
9.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，若不考虑其他阻力，则两个小球(　　)
一定相碰 一定不相碰
不一定相碰 无法确定
10.如图甲所示，随着人们的生活水平的提高，房车旅游逐渐成为时尚。图乙为固定在房车中的一张桌子，桌上固定着一个盛满水的透明容器，容器的顶部刚好有一个气泡；另一蓝色玻璃球也放在水平桌面上(不固定)。若坐在旁边沙发上休息的人突然发现气泡开始相对桌面向右运动时，下列现象和判断可能正确的是(　　)
玻璃球同时相对桌面向右运动，断定房车正在加速后退
玻璃球同时相对桌面向右运动，断定房车正在减速后退
玻璃球同时相对桌面向左运动，断定房车正在加速前进
玻璃球同时相对桌面向左运动，断定房车正在减速前进
11.很多城市公交车内的横杆上挂着多只“手环”。一乘客面向行车方向坐在车上观察前方的“手环”，下列说法正确的是(　　)
车突然加速时，“手环”仍然自然下垂
车突然减速时，“手环”仍然自然下垂
若“手环”偏向右侧，则说明车在右转弯
若“手环”偏向右侧，则说明车在左转弯
12.打鸡蛋是日常生活中常见的现象。大部分人打鸡蛋时总是用鸡蛋与较硬物体的一条棱相碰，将鸡蛋打碎，高级厨师打鸡蛋时通常用一只手握住一个鸡蛋，然后去打击另一个鸡蛋，在打击力不是太大的情况下刚好使鸡蛋被打碎。若两鸡蛋的抗破强度是相同的，那么出现的现象应该是(　　)
主动打击的鸡蛋破了
被打击的鸡蛋破了
两个鸡蛋同时破了
鸡蛋被打破是随机的
培优加强练
13.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，现突然用力将瓶子向前推动，使其在桌面上向前运动一段距离后停止，可看到气泡相对瓶子的运动情况是(　　)
向前 向后
先向前，再向后 先向后，再向前
第1节　牛顿第一运动定律
1.B　[选项中关于笛卡儿、牛顿和伽利略的观点都是正确的，都符合历史事实。亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动，即力是维持物体运动的原因，B项的论述不符合历史事实，故B正确。]
2.D　[牛顿第一定律不是实验定律，A错误；该实验说明力不是维持物体运动状态的原因，B错误；摩擦力越小，则小车运动得越远，由此得出的结论是如果水平面光滑，则小车将沿着水平面一直运动下去，C错误；控制小车从斜面同一高度滑下是为了让小车滑到水平面时的初速度相同，D正确。]
3.D　[完全没有摩擦阻力的斜面是不存在的，实验不可能实际完成，故A错误；题图甲的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持的结论，故B错误；伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，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时，无法准确记录自由落体的时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小、倾角很小的斜面滚下，来“冲淡”重力的作用效果，而铜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进行合理外推，得出自由落体运动的规律，故C错误，D正确。]
4.A　[牛顿第一定律是利用逻辑思维对事物进行分析的产物，不可能用实验直接验证，A正确，C错误；牛顿第一定律反映了物体不受力时的运动规律，B错误；向上抛出的物体，由于具有惯性继续向上运动，D错误。]
5.D　[质量是物体惯性大小的唯一量度，系好安全带不可以改变人和车的惯性，故A、B错误；安全带系在人的身上，对人有一定的作用力，可以改变人的运动状态，所以系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害，故C错误，D正确。]
6.B　[惯性大小的唯一量度是质量，与物体的运动状态和受力情况无关，故B正确，A、C、D错误。]
7.B　[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，羽毛球受到向下的摩擦力，综上所述，选项B正确。]
8.C　[运动员能在空中运动一段距离，是由于具有惯性，不是靠空气的推力维持，选项A错误；运动员在空中运动的过程中，质量不变，则其惯性不变，选项B错误；运动员做曲线运动说明力是改变物体运动状态的原因，选项C正确；若运动到P点时所有外力都消失，则会沿PB方向做匀速直线运动，选项D错误。]
9.B　[小车表面光滑，则两个小球在小车运动或停止时在水平方向不受力的作用，小车停止后，两球均保持原速度做匀速直线运动，它们之间的距离不会发生变化，因此它们一定不相碰，故选项B正确。]
10.C　[气泡向右运动，则水向左运动，水的质量大于气泡即惯性比气泡大，说明汽车向右加速运动，玻璃球具有保持原来速度的惯性因此向左运动，故C正确。]
11.D　[车突然加速或减速时，由于“手环”具有惯性，则“手环”要保持原来的运动状态，与车发生相对运动，不可能自然下垂，故A、B错误；车转弯时，由于“手环”具有惯性，保持原来的运动状态，即此时车转弯方向和“手环”偏转的情况相反，若“手环”偏向右侧，则车向左转弯，故C错误，D正确。]
12.B　[两枚鸡蛋撞击时，蛋壳之间存在一对相互作用力，被打击的鸡蛋蛋壳所受撞击力大于抗破强度则被打碎。主动打击的鸡蛋蛋壳在撞击时除了受撞击力外，还要受到本身蛋清(由于惯性)给的一个与撞击力方向相反的力，所以当其合力达到抗破强度时，蛋壳才会破。故在打击力不是太大的情况下，主动打击的鸡蛋不容易破，被打击的鸡蛋破了，故选项B正确。]
13.C　[瓶中气泡实质上是水的“空隙”，故应用惯性知识分析时，研究对象应该是水而不是气泡。当瓶子向前加速运动时，由于惯性，瓶中水要保持原来的静止状态，气泡后边的水由于瓶底的作用随瓶一起向前做加速运动，而气泡前边的水将相对瓶向后运动，即气泡相对瓶向前移动；当瓶子做减速运动时，气泡前边的水受瓶的作用随瓶一起做减速运动，而气泡后边的水将相对瓶向前运动，即气泡将相对瓶向后移动，故C正确。]第1节　牛顿第一运动定律
学习目标　1.知道力与运动之间的关系。2.能理解理想实验法的意义，根据惯性的特点解释生活中的惯性现象。3.能理解牛顿第一定律的内涵。
知识点一　力与运动的关系
如图所示，让一个小车从同一斜面上滑下，水平面上分别放置毛巾、木板和玻璃板，水平面与斜面平滑连接。仔细观察实验现象。
(1)实验观察到什么现象，说明了什么问题？
(2)如果没有摩擦力的作用，小车将会怎样运动呢？
(3)以上实验揭示了力和运动之间是什么关系？
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1.历史观点
代表人物 主要观点
亚里士多德 有外力的作用时物体才能________，要________物体的运动就需要外力
伽利略 力不是________物体运动的原因
笛卡儿 若没有其他原因，运动物体将继续以____________沿直线运动
2.伽利略的理想实验：让小球沿光滑斜面从左侧某一高度滚下时，无论右侧斜面坡度如何，它都会沿斜面上升到与出发点____________的地方。斜面倾角越小，小球运动到同一高度所经历的路程________。当斜面倾角逐渐减小到0，右侧变为水平面时，小球将为了达到那个永远无法达到的高度而一直运动下去。如图所示。
3.伽利略理想实验的结论：物体的运动________力来维持。
4.伽利略理想实验的推论：一切运动着的物体在没有受到外力的时候，它的速度将保持不变，并且一直运动下去。
5.理想实验的意义
(1)伽利略理想实验是以可靠的实验事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律。
(2)伽利略理想实验是把实验和逻辑推理相结合的一种科学研究方法。
【思考】
伽利略“理想实验”的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特方法：在实验的基础上，进行合理外推。
(1)哪些可以通过实验完成？哪些是推理得出的？
(2)伽利略是通过怎样的方法来获得结论？
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例1 理想实验有时更能深刻地反映自然规律。
如图所示，伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是实验事实，其余是推论。
①减小第二个斜面的倾角，小球在这一斜面上仍然要达到原来的高度；
②两个斜面对接，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，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动。
(1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列：________(填数字序号)。
(2)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________(填选项前的字母)。
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
知识点二　牛顿第一定律及其意义
如图所示是冰壶在冰面上的运动情景。冰壶比赛过程中，运动员在冰壶前面擦扫冰面，可以使表面冰层融化，形成一层薄薄的水膜，而水膜的阻力比冰面要小，所以冰壶可以滑行得更远。
(1)图中的冰壶为什么会停下来？这说明了什么问题？
(2)试猜想如果冰壶不受外力作用将处于什么状态？
(3)从(1)、(2)两个问题中，我们能得到什么结论？
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1.牛顿第一运动定律：一切物体总保持________________或静止状态，除非有________迫使它改变这种状态。
2.牛顿第一运动定律的物理意义
(1)揭示了力与运动的关系
(2)揭示了一切物体都具有的一种属性——惯性，所以牛顿第一运动定律也叫惯性定律。
3.牛顿第一运动定律所描述的状态是一种理想状态。它是利用逻辑思维进行分析的产物，不能用实验直接验证。
【思考】
1.牛顿第一定律指出运动不需要力来维持，但我们骑自行车时必须不断地蹬脚踏板，才能维持车的运动，这与牛顿第一定律相矛盾吗？
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2.牛顿第一定律中的“匀速直线运动状态或静止状态”以及“改变这种状态”通常情况下都是相对什么参考系而言的？
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例2 (多选)(2024·福建宁德高一检测)如图所示，某次冰球比赛中，运动员用冰球杆沿不同方向击打冰球上的不同部位，冰球的运动状态随之发生改变。这个事例说明(　　)
A.力可以改变物体的运动状态
B.力的作用效果与力的方向有关
C.力的作用效果与力的作用点无关
D.物体的运动需要力来维持
训练1 (多选)关于牛顿第一定律，以下说法正确的是(　　)
A.牛顿第一定律又叫惯性定律
B.牛顿第一定律是牛顿通过大量实验总结出来的实验结论
C.牛顿第一定律说明一切物体都有惯性
D.牛顿第一定律说明力可以改变物体的运动状态
知识点三　惯性及其理解
(1)如图甲所示，公交车突然快速启动时，车上站着的乘客身体为什么会向后倾倒？
(2)如图乙所示，公交车在运行时突然急刹车，车内乘客身体为什么会向前倾倒？
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1.惯性：任何物体都有保持静止或_____________________________________
状态不变的属性。表示物体运动状态改变的难易程度。
2.惯性与质量
(1)质量大的物体运动状态相对不易改变，惯性____。质量是描述物体____________的物理量。
(2)惯性大小只由____________决定，与其他因素无关。
3.惯性的表现形式
(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。
例3 (鲁科版教材P122“迷你实验室”改编)如图所示，用细绳把一本较厚重的书扎一圈，然后将细绳的一端挂起来，另一端用手牵住，使书保持静止。若用力迅速将细绳往下一拉，由于书的惯性，则(　　)
A.上段细绳更容易断
B.下段细绳更容易断
C.两段细绳一定会同时断
D.不确定哪段细绳更容易断
训练2 关于物体的惯性，以下说法正确的是(　　)
A.惯性是物体在不受外力作用时保持原来静止或匀速直线运动状态的性质
B.当用外力推物体以克服物体的惯性时，物体做加速运动
C.火车在静止时和做加速运动时，具有相同的惯性
D.以上说法均不正确
随堂对点自测
1.(牛顿第一定律的理解)牛顿是近代科学的开创者，他一生致力于科学研究，有许多重大发明，为科学事业做出了巨大的贡献，他提出的牛顿运动三定律成为经典力学的基础。由牛顿第一定律可知(　　)
A.合力停止作用后，物体就会慢慢停下来
B.物体的速度改变时，一定受到合力的作用
C.物体只有在静止或做匀速直线运动时才有惯性
D.力是改变物体运动状态的原因，也就是改变物体惯性的原因
2.(惯性的理解)如图所示，正在喷洒农药的无人机沿水平方向匀速飞行。随着药液不断喷出，无人机(包括未喷出的药液)的惯性(　　)
A.保持不变 B.逐渐增大
C.逐渐减小 D.与其运动状态无关
3.(牛顿第一定律的应用)下列选项是四位同学根据图中驾驶员和乘客的身体姿势，分别对向前(向左)运动的汽车运动情况做出的判断，其中正确的是(　　)
A.汽车一定做匀加速直线运动
B.汽车一定做匀速直线运动
C.汽车可能是突然减速
D.汽车可能是突然加速
第1节　牛顿第一运动定律
知识点一
导学　提示　(1)水平面越光滑，小车滑动的距离越远。说明摩擦力是阻碍物体运动的原因。
(2)如果没有摩擦力的作用，小车将永远运动下去。
(3)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。
知识梳理
1.运动　维持　维持　原来的速度　2.几乎等高　越远　3.不需要
[思考] 提示　(1)小球由静止状态从斜面上滚下，可以滚上另一斜面，是实验事实，可以通过实验完成，其余各个结论是由推理得出的，不可以通过实验完成。
(2)观察——假设——科学推理——论证。
例1 (1)②③①④　(2)B
解析　(1)(2)步骤②是理想实验的实验基础，属于可靠的事实，在此基础上利用推理，先得到小球不受阻力作用将上升到原来释放时的高度的推论，再设想减小第二个斜面的倾角，小球在这一斜面上仍然要达到原来的高度，继续减小第二个斜面的倾角直至第二个斜面成为水平面，得到小球将匀速运动的推论。所以正确的顺序排列是②③①④，②是事实，①③④是推论，故B正确。
知识点二
导学　提示　(1)冰壶停下来是因为受到了冰面的摩擦力的作用。说明力是改变物体运动状态的原因。
(2)冰壶原来静止，不受外力作用时，仍然静止；冰壶原来运动，不受外力作用时将保持匀速直线运动状态。
(3)物体不受外力作用或所受合力为零时，总保持静止或匀速直线运动状态。
知识梳理
1.匀速直线运动　外力
[思考]
1.提示　不矛盾。因为骑自行车时会受到阻力的作用，若不施加动力，并不是合力为零的状态，则运动状态会改变，车子会停止，不断地蹬脚踏板，是提供动力，用来平衡阻力。
2.提示　牛顿第一定律中的“匀速直线运动状态或静止状态”以及“改变这种状态”通常情况下都是相对地面以及与地面相对静止的物体为参考系而言。
例2 AB　[冰球比赛中，运动员用冰球杆击打冰球，冰球的运动状态随之发生改变，说明力可以改变物体的运动状态，故A正确；运动员用冰球杆沿不同方向击打冰球上的不同部位，冰球的运动状态随之发生改变，说明力的作用效果与力的方向和力的作用点都有关，故B正确，C错误；由牛顿第一定律可知，物体的运动不需要力来维持，力是改变运动状态的原因，故D错误。]
训练1 ACD　[牛顿第一定律是在实验的基础上进一步地推理概括出来的，而不是直接通过实验得出的，故B错误；牛顿第一定律既提出了物体不受力作用时的运动规律，即惯性定律，又提出了力是改变物体运动状态的原因，故A、C、D正确。]
知识点三
导学　提示　(1)当公交车由静止突然快速启动时，乘客的下半身受到车的摩擦力作用也随车运动，而上半身由于要保持原来的静止状态，故向后倾倒。
(2)乘客随车一起运动，当急刹车时，车停止运动，乘客的下半身受到车的摩擦力作用也随车停止运动，而上半身由于要保持原来的运动状态，故向前倾倒。
知识梳理
1.匀速直线运动　2.(1)大　惯性大小　(2)质量大小
例3 B　[由于书本比较厚重，惯性较大，其运动状态难以改变，在迅速向下拉绳的瞬间，书本可以认为固定不动，上段绳的力没有增大，而此时下段细绳承受的力将比上段细绳承受的力大，因此下段细绳将会先断，故B正确。]
训练2 C　[惯性是物体保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质，与物体是否受力无关，“克服惯性”“消除惯性”等说法均是错误的，故A、B错误；质量是物体惯性大小的唯一量度，故C正确，D错误。]
随堂对点自测
1.B　[合力停止作用后，物体速度保持不变，故A错误；力是改变速度的原因，物体的速度改变时，合力一定不为零，故B正确；惯性是物体的固有属性，与运动状态无关，故C错误；力是改变物体运动状态的原因，惯性大小只与物体的质量有关，与受力情况无关，故D错误。]
2.C　[随着药液不断喷出，无人机(包括未喷出的药液)质量变小，所以惯性变小，故C正确。]
3.C　[当汽车突然向前加速时，人会向后倾，反之人会向前倾，由题图可知，汽车此时可能突然减速，故选项C正确，A、B、D错误。](共52张PPT)
第1节　牛顿第一运动定律
第5章　牛顿运动定律
1.知道力与运动之间的关系。
2.能理解理想实验法的意义，根据惯性的特点解释生活中的惯性现象。
3.能理解牛顿第一定律的内涵。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二　牛顿第一定律及其意义
知识点一　力与运动的关系
知识点三　惯性及其理解
知识点一　力与运动的关系
如图所示，让一个小车从同一斜面上滑下，水平面上分别放置毛巾、木板和玻璃板，水平面与斜面平滑连接。仔细观察实验现象。
(1)实验观察到什么现象，说明了什么问题？
(2)如果没有摩擦力的作用，小车将会怎样运动呢？
(3)以上实验揭示了力和运动之间是什么关系？
提示　(1)水平面越光滑，小车滑动的距离越远。说明摩擦力是阻碍物体运动的原因。
(2)如果没有摩擦力的作用，小车将永远运动下去。
(3)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。
1.历史观点
代表人物 主要观点
亚里士多德 有外力的作用时物体才能______，要______物体的运动就需要外力
伽利略 力不是______物体运动的原因
笛卡儿 若没有其他原因，运动物体将继续以____________沿直线
运动
运动
维持
维持
原来的速度
2.伽利略的理想实验：让小球沿光滑斜面从左侧某一高度滚下时，无论右侧斜面坡度如何，它都会沿斜面上升到与出发点__________的地方。斜面倾角越小，小球运动到同一高度所经历的路程______。当斜面倾角逐渐减小到0，右侧变为水平面时，小球将为了达到那个永远无法达到的高度而一直运动下去。如图所示。
几乎等高
越远
3.伽利略理想实验的结论：物体的运动________力来维持。
4.伽利略理想实验的推论：一切运动着的物体在没有受到外力的时候，它的速度将保持不变，并且一直运动下去。
5.理想实验的意义
(1)伽利略理想实验是以可靠的实验事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律。
(2)伽利略理想实验是把实验和逻辑推理相结合的一种科学研究方法。
不需要
【思考】
伽利略“理想实验”的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特方法：在实验的基础上，进行合理外推。
(1)哪些可以通过实验完成？哪些是推理得出的？
(2)伽利略是通过怎样的方法来获得结论？
提示　(1)小球由静止状态从斜面上滚下，可以滚上另一斜面，是实验事实，可以通过实验完成，其余各个结论是由推理得出的，不可以通过实验完成。
(2)观察——假设——科学推理——论证。
例1 理想实验有时更能深刻地反映自然规律。
如图所示，伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是实验事实，其余是推论。
①减小第二个斜面的倾角，小球在这一斜面上仍然要达到原来的高度；
②两个斜面对接，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，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动。
(1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列：________(填数字序号)。
(2)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________(填选项前的字母)。
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
解析　(1)(2)步骤②是理想实验的实验基础，属于可靠的事实，在此基础上利用推理，先得到小球不受阻力作用将上升到原来释放时的高度的推论，再设想减小第二个斜面的倾角，小球在这一斜面上仍然要达到原来的高度，继续减小第二个斜面的倾角直至第二个斜面成为水平面，得到小球将匀速运动的推论。所以正确的顺序排列是②③①④，②是事实，①③④是推论，故B正确。
答案　(1)②③①④　(2)B
知识点二　牛顿第一定律及其意义
如图所示是冰壶在冰面上的运动情景。冰壶比赛过程中，运动员在冰壶前面擦扫冰面，可以使表面冰层融化，形成一层薄薄的水膜，而水膜的阻力比冰面要小，所以冰壶可以滑行得更远。
(1)图中的冰壶为什么会停下来？这说明了什么问题？
(2)试猜想如果冰壶不受外力作用将处于什么状态？
(3)从(1)、(2)两个问题中，我们能得到什么结论？
提示　(1)冰壶停下来是因为受到了冰面的摩擦力的作用。说明力是改变物体运动状态的原因。
(2)冰壶原来静止，不受外力作用时，仍然静止；冰壶原来运动，不受外力作用时将保持匀速直线运动状态。
(3)物体不受外力作用或所受合力为零时，总保持静止或匀速直线运动状态。
1.牛顿第一运动定律：一切物体总保持______________或静止状态，除非有______迫使它改变这种状态。
2.牛顿第一运动定律的物理意义
(1)揭示了力与运动的关系
匀速直线运动
外力
(2)揭示了一切物体都具有的一种属性——惯性，所以牛顿第一运动定律也叫惯性定律。
3.牛顿第一运动定律所描述的状态是一种理想状态。它是利用逻辑思维进行分析的产物，不能用实验直接验证。
【思考】
1.牛顿第一定律指出运动不需要力来维持，但我们骑自行车时必须不断地蹬脚踏板，才能维持车的运动，这与牛顿第一定律相矛盾吗？
提示　不矛盾。因为骑自行车时会受到阻力的作用，若不施加动力，并不是合力为零的状态，则运动状态会改变，车子会停止，不断地蹬脚踏板，是提供动力，用来平衡阻力。
2.牛顿第一定律中的“匀速直线运动状态或静止状态”以及“改变这种状态”通常情况下都是相对什么参考系而言的？
提示　牛顿第一定律中的“匀速直线运动状态或静止状态”以及“改变这种状态”通常情况下都是相对地面以及与地面相对静止的物体为参考系而言。
AB
例2 (多选)(2024·福建宁德高一检测)如图所示，某次冰球比赛中，运动员用冰球杆沿不同方向击打冰球上的不同部位，冰球的运动状态随之发生改变。这个事例说明(　　)
A.力可以改变物体的运动状态
B.力的作用效果与力的方向有关
C.力的作用效果与力的作用点无关
D.物体的运动需要力来维持
解析　冰球比赛中，运动员用冰球杆击打冰球，冰球的运动状态随之发生改变，说明力可以改变物体的运动状态，故A正确；运动员用冰球杆沿不同方向击打冰球上的不同部位，冰球的运动状态随之发生改变，说明力的作用效果与力的方向和力的作用点都有关，故B正确，C错误；由牛顿第一定律可知，物体的运动不需要力来维持，力是改变运动状态的原因，故D错误。
ACD
训练1 (多选)关于牛顿第一定律，以下说法正确的是(　　 )
A.牛顿第一定律又叫惯性定律
B.牛顿第一定律是牛顿通过大量实验总结出来的实验结论
C.牛顿第一定律说明一切物体都有惯性
D.牛顿第一定律说明力可以改变物体的运动状态
解析　牛顿第一定律是在实验的基础上进一步地推理概括出来的，而不是直接通过实验得出的，故B错误；牛顿第一定律既提出了物体不受力作用时的运动规律，即惯性定律，又提出了力是改变物体运动状态的原因，故A、C、D正确。
知识点三　惯性及其理解
(1)如图甲所示，公交车突然快速启动时，车上站着的乘客身体为什么会向后倾倒？
(2)如图乙所示，公交车在运行时突然急刹车，车内乘客身体为什么会向前倾倒？
提示　(1)当公交车由静止突然快速启动时，乘客的下半身受到车的摩擦力作用也随车运动，而上半身由于要保持原来的静止状态，故向后倾倒。
(2)乘客随车一起运动，当急刹车时，车停止运动，乘客的下半身受到车的摩擦力作用也随车停止运动，而上半身由于要保持原来的运动状态，故向前倾倒。
1.惯性：任何物体都有保持静止或______________状态不变的属性。表示物体运动状态改变的难易程度。
2.惯性与质量
(1)质量大的物体运动状态相对不易改变，惯性____。质量是描述物体__________的物理量。
(2)惯性大小只由__________决定，与其他因素无关。
匀速直线运动
大
惯性大小
质量大小
3.惯性的表现形式
(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。
例3 (鲁科版教材P122“迷你实验室”改编)如图所示，用细绳把一本较厚重的书扎一圈，然后将细绳的一端挂起来，另一端用手牵住，使书保持静止。若用力迅速将细绳往下一拉，由于书的惯性，则(　　)
A.上段细绳更容易断 B.下段细绳更容易断
C.两段细绳一定会同时断 D.不确定哪段细绳更容易断
B
解析　由于书本比较厚重，惯性较大，其运动状态难以改变，在迅速向下拉绳的瞬间，书本可以认为固定不动，上段绳的力没有增大，而此时下段细绳承受的力将比上段细绳承受的力大，因此下段细绳将会先断，故B正确。
C
训练2 关于物体的惯性，以下说法正确的是(　　)
A.惯性是物体在不受外力作用时保持原来静止或匀速直线运动状态的性质
B.当用外力推物体以克服物体的惯性时，物体做加速运动
C.火车在静止时和做加速运动时，具有相同的惯性
D.以上说法均不正确
解析　惯性是物体保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质，与物体是否受力无关，“克服惯性”“消除惯性”等说法均是错误的，故A、B错误；质量是物体惯性大小的唯一量度，故C正确，D错误。
随堂对点自测
2
B
1.(牛顿第一定律的理解)牛顿是近代科学的开创者，他一生致力于科学研究，有许多重大发明，为科学事业做出了巨大的贡献，他提出的牛顿运动三定律成为经典力学的基础。由牛顿第一定律可知(　　)
A.合力停止作用后，物体就会慢慢停下来
B.物体的速度改变时，一定受到合力的作用
C.物体只有在静止或做匀速直线运动时才有惯性
D.力是改变物体运动状态的原因，也就是改变物体惯性的原因
解析　合力停止作用后，物体速度保持不变，故A错误；力是改变速度的原因，物体的速度改变时，合力一定不为零，故B正确；惯性是物体的固有属性，与运动状态无关，故C错误；力是改变物体运动状态的原因，惯性大小只与物体的质量有关，与受力情况无关，故D错误。
C
2.(惯性的理解)如图所示，正在喷洒农药的无人机沿水平方向匀速飞行。随着药液不断喷出，无人机(包括未喷出的药液)的惯性(　　)
A.保持不变 B.逐渐增大
C.逐渐减小 D.与其运动状态无关
解析　随着药液不断喷出，无人机(包括未喷出的药液)质量变小，所以惯性变小，故C正确。
C
3.(牛顿第一定律的应用)下列选项是四位同学根据图中驾驶员和乘客的身体姿势，分别对向前(向左)运动的汽车运动情况做出的判断，其中正确的是(　　)
A.汽车一定做匀加速直线运动
B.汽车一定做匀速直线运动
C.汽车可能是突然减速
D.汽车可能是突然加速
解析　当汽车突然向前加速时，人会向后倾，反之人会向前倾，由题图可知，汽车此时可能突然减速，故选项C正确，A、B、D错误。
课后巩固训练
3
B
题组一　力与运动的关系
1.自然科学发展过程中，科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用，下列说法不符合历史事实的是(　　)
A.笛卡儿指出：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，既不停下来也不偏离原来的方向
B.亚里士多德认为必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变
C.牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
D.伽利略通过理想实验得出结论：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去
基础对点练
解析　选项中关于笛卡儿、牛顿和伽利略的观点都是正确的，都符合历史事实。亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动，即力是维持物体运动的原因，B项的论述不符合历史事实，故B正确。
D
2.伽利略通过理想斜面实验推翻了亚里士多德的观点。如图，实验时，水平面上铺上不同的材料，将小车由斜面体的同一高度静止释放，经过一段时间小车停止时距离斜面体底端的距离不同。则下列说法正确的是(　　)
A.通过该实验直接得出了牛顿第一定律
B.该实验说明力是维持物体运动的原因
C.如果小车与水平面间没有摩擦力，则小车最终会停止
D.实验时，将小车由同一高度释放是为了使小车到斜面体底端的速度相等
解析　牛顿第一定律不是实验定律，A错误；该实验说明力不是维持物体运动状态的原因，B错误；摩擦力越小，则小车运动得越远，由此得出的结论是如果水平面光滑，则小车将沿着水平面一直运动下去，C错误；控制小车从斜面同一高度滑下是为了让小车滑到水平面时的初速度相同，D正确。
D
3.伽利略对“运动和力的关系”和“自由落体运动”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图甲、图乙分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是(　　)
A.图甲中完全没有摩擦阻力的斜面是
实际存在的，实验可实际完成
B.图甲的实验为“理想实验”，可通过
逻辑推理得出物体的运动需要力来维持的结论
C.图乙通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动
D.图乙中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易
解析　完全没有摩擦阻力的斜面是不
存在的，实验不可能实际完成，故A
错误；题图甲的实验为“理想实验”，
通过逻辑推理得出物体的运动不需要
力来维持的结论，故B错误；伽利略
设想物体下落的速度与时间成正比，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时，无法准确记录自由落体的时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小、倾角很小的斜面滚下，来“冲淡”重力的作用效果，而铜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进行合理外推，得出自由落体运动的规律，故C错误，D正确。
A
题组二　牛顿第一定律与惯性
4.关于牛顿第一定律，下列理解正确的是(　　)
A.牛顿第一定律是利用逻辑思维对事物进行分析的产物，不可能用实验直接验证
B.牛顿第一定律反映了物体受到外力时的运动规律
C.牛顿第一定律中提出的物体不受外力作用的条件是不可能达到的，所以这条定律可能是错误的
D.向上抛出的物体，在向上运动的过程中，一定受到向上的作用力，否则不可能向上运动
解析　牛顿第一定律是利用逻辑思维对事物进行分析的产物，不可能用实验直接验证，A正确，C错误；牛顿第一定律反映了物体不受力时的运动规律，B错误；向上抛出的物体，由于具有惯性继续向上运动，D错误。
D
5.我国《道路交通安全法》中规定：各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)系好安全带，这是因为(　　)
A.系好安全带可以减小人的惯性
B.系好安全带可以减小车的惯性
C.系好安全带是为了增大人与座椅间的摩擦力
D.系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害
解析　质量是物体惯性大小的唯一量度，系好安全带不可以改变人和车的惯性，故A、B错误；安全带系在人的身上，对人有一定的作用力，可以改变人的运动状态，所以系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害，故C错误，D正确。
B
6.春秋末年齐国人的著作《考工记》中有“马力既竭，辀犹能一取焉”，意思是马对车不施加拉力了，车还能继续向前运动，这是关于惯性最早的记述。下列说法正确的是(　　)
A.“马力既竭”时马没有了惯性 B.“马力既竭”时车的惯性不变
C.马的拉力越大，车的惯性越大 D.马车速度越大，车的惯性越大
解析　惯性大小的唯一量度是质量，与物体的运动状态和受力情况无关，故B正确，A、C、D错误。
B
7.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
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，羽毛球受到向下的摩擦力，综上所述，选项B正确。
C
8.如图所示为高速照相机连拍的自行车极限运动中某运动员在空中的情形，P为该运动员运动的最高点。关于这个现象下列说法正确的是(　　)
综合提升练
A.运动员能在空中运动一段距离，是靠空气推力维持的
B.运动员在空中运动的过程中，其惯性先变小后变大
C.运动员做曲线运动说明力是改变物体运动状态的原因
D.若运动到P点时所有外力都消失，则立即沿PA方向竖直下落
解析　运动员能在空中运动一段距离，是由于具有惯性，不是靠空气的推力维持，选项A错误；运动员在空中运动的过程中，质量不变，则其惯性不变，选项B错误；运动员做曲线运动说明力是改变物体运动状态的原因，选项C正确；若运动到P点时所有外力都消失，则会沿PB方向做匀速直线运动，选项D错误。
B
9.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，若不考虑其他阻力，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
解析　小车表面光滑，则两个小球在小车运动或停止时在水平方向不受力的作用，小车停止后，两球均保持原速度做匀速直线运动，它们之间的距离不会发生变化，因此它们一定不相碰，故选项B正确。
C
10.如图甲所示，随着人们的生活水平的提高，房车旅游逐渐成为时尚。图乙为固定在房车中的一张桌子，桌上固定着一个盛满水的透明容器，容器的顶部刚好有一个气泡；另一蓝色玻璃球也放在水平桌面上(不固定)。若坐在旁边沙发上休息的人突然发现气泡开始相对桌面向右运动时，下列现象和判断可能正确的是(　　)
A.玻璃球同时相对桌面向右运动，断定房车正在加速后退
B.玻璃球同时相对桌面向右运动，断定房车正在减速后退
C.玻璃球同时相对桌面向左运动，断定房车正在加速前进
D.玻璃球同时相对桌面向左运动，断定房车正在减速前进
解析　气泡向右运动，则水向左运动，水的质量大于气泡即惯性比气泡大，说明汽车向右加速运动，玻璃球具有保持原来速度的惯性因此向左运动，故C正确。
D
11.很多城市公交车内的横杆上挂着多只“手环”。一乘客面向行车方向坐在车上观察前方的“手环”，下列说法正确的是(　　)
A.车突然加速时，“手环”仍然自然下垂
B.车突然减速时，“手环”仍然自然下垂
C.若“手环”偏向右侧，则说明车在右转弯
D.若“手环”偏向右侧，则说明车在左转弯
解析　车突然加速或减速时，由于“手环”具有惯性，则“手环”要保持原来的运动状态，与车发生相对运动，不可能自然下垂，故A、B错误；车转弯时，由于“手环”具有惯性，保持原来的运动状态，即此时车转弯方向和“手环”偏转的情况相反，若“手环”偏向右侧，则车向左转弯，故C错误，D正确。
B
12.打鸡蛋是日常生活中常见的现象。大部分人打鸡蛋时总是用鸡蛋与较硬物体的一条棱相碰，将鸡蛋打碎，高级厨师打鸡蛋时通常用一只手握住一个鸡蛋，然后去打击另一个鸡蛋，在打击力不是太大的情况下刚好使鸡蛋被打碎。若两鸡蛋的抗破强度是相同的，那么出现的现象应该是(　　)
A.主动打击的鸡蛋破了 B.被打击的鸡蛋破了
C.两个鸡蛋同时破了 D.鸡蛋被打破是随机的
解析　两枚鸡蛋撞击时，蛋壳之间存在一对相互作用力，被打击的鸡蛋蛋壳所受撞击力大于抗破强度则被打碎。主动打击的鸡蛋蛋壳在撞击时除了受撞击力外，还要受到本身蛋清(由于惯性)给的一个与撞击力方向相反的力，所以当其合力达到抗破强度时，蛋壳才会破。故在打击力不是太大的情况下，主动打击的鸡蛋不容易破，被打击的鸡蛋破了，故选项B正确。
C
培优加强练
13.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，现突然用力将瓶子向前推动，使其在桌面上向前运动一段距离后停止，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
解析　瓶中气泡实质上是水的“空隙”，故应用惯性知识分析时，研究对象应该是水而不是气泡。当瓶子向前加速运动时，由于惯性，瓶中水要保持原来的静止状态，气泡后边的水由于瓶底的作用随瓶一起向前做加速运动，而气泡前边的水将相对瓶向后运动，即气泡相对瓶向前移动；当瓶子做减速运动时，气泡前边的水受瓶的作用随瓶一起做减速运动，而气泡后边的水将相对瓶向前运动，即气泡将相对瓶向后移动，故C正确。

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