2026-2027学年物理必修一同步基础练习(讲义)4.1 牛顿第一定律(含解析)

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2026-2027学年物理必修一同步基础练习(讲义)4.1 牛顿第一定律(含解析)

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1.牛顿第一定律
知识点一 理想实验的魅力
1.亚里士多德的观点: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。
2.伽利略的理想实验
(1)让静止的小球从第一个斜面滚下,冲上第二个斜面,如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的 高度 ;
(2)减小第二个斜面的倾角,小球所达到的高度 相同 ,但滚动的距离增大;
(3)当第二个斜面放平,小球将永远 运动 下去。
3.伽利略的观点:力 不是 维持物体运动的原因。
4.笛卡儿的观点: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,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
知识点二 牛顿第一定律
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 保持 原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。牛顿第一定律也叫作惯性定律。
3.意义
(1)揭示了运动和力的关系: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。
(2)揭示了一切物体都具有 惯性 。
知识点三 惯性与质量
1.描述物体惯性的物理量是它的 质量 。质量大的物体惯性大。
2.质量:只有大小,没有方向,是 标 量。在国际单位制中,质量的单位是千克,符号为kg。
要点一 对伽利略理想实验的理解
1.伽利略理想实验的意义
(1)伽利略用“实验和科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点。
(2)第一次确立了物理实验在物理学研究中的基础地位。
(3)揭示了力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
2.真实实验与理想实验的比较
真实实验 真实实验是一种实践活动,是可以通过一定的实验器材和实验方法来实现的实验
理想实验 理想实验是一种思维活动,是从抽象思维中设想出来的、无法做到的实验
例1 (2026·宣城市高一期末)伽利略创造性地设计了如图甲、乙所示的两个斜面实验。下列说法正确的是(  )
A.图甲实验是为了验证“力是维持物体运动的原因”
B.图甲实验利用斜面是为了“冲淡重力”,延长小球下滑的时间以便于测量
C.图乙实验是为了归纳小球做自由落体运动的规律
D.随着科技发展,完全可以通过实验替代图乙实验结合逻辑推理的方式得出结论
要点二 对牛顿第一定律的理解
1.运动状态改变的三种情况
(1)速度方向不变,只有速度大小改变。
(2)速度大小不变,只有速度方向改变。
(3)速度大小和方向都改变。
2.对牛顿第一定律的理解
提醒:牛顿第一定律是普遍定律,适用于一切物体。
例2 关于牛顿第一定律,下列说法正确的是(  )
A.牛顿第一定律是伽利略在“理想实验”的基础上总结出来的
B.牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因
C.牛顿第一定律揭示了物体的运动需要力来维持
D.牛顿第一定律提出只有静止或做匀速直线运动的物体才有惯性
要点三 对惯性的理解
1.惯性与质量的关系:物体的质量是其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)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性质。力越大,物体的运动状态改变越快;惯性越大,物体的运动状态越难改变。
(2)惯性是物体的固有属性,不是力,与物体的受力情况无关。“物体受到惯性的作用”“力克服了惯性”等说法都是错误的。
3.惯性与速度无关。
例3 关于物体的惯性正确的说法是(  )
A.只有静止或匀速直线运动的物体才有惯性
B.物体在任何情况下都有惯性
C.加速运动的物体没有惯性
D.只有在启动或制动时,物体才有惯性
课时对点练
考点一 牛顿第一定律的理解
1.(2025·北京市房山区高一期末)理想实验是依据逻辑推理把实际实验理想化,从而揭示现象本质的一种研究方法。为了说明运动和力的关系,伽利略设计了如图所示的斜面实验。下列说法正确的是
A.“球沿斜面向下运动时,速度增大;向上运动时,速度减小”,这是逻辑推理
B.“右侧斜面最终变为水平面时,小球将永远运动下去”,这是实际实验现象
C.“小球沿右侧斜面向上运动时,斜面倾角减小,小球在斜面上运动的距离更长”,这是实际实验现象
D.“小球沿右侧斜面向上运动时,如果没有摩擦,小球将到达原来的高度”,这是实际实验现象
“右侧斜面最终变为水平面时,小球将永远运动下去”,在现实中不存在绝对光滑的平面,小球一定会受到摩擦力最终停下来,这是在实验基础上进行的合理逻辑推理,不是实际实验现象,故B错误;
“小球沿右侧斜面向上运动时,斜面倾角减小,小球在斜面上运动的距离更长”,这是可以在实际实验中观察到的现象,故C正确;
“小球沿右侧斜面向上运动时,如果没有摩擦,小球将到达原来的高度”,实际实验中不可能消除摩擦,这是在实验基础上进行的逻辑推理,不是实际实验现象,故D错误。
2.关于力和运动,下列说法中不正确的是
A.力是使物体速度变化的原因
B.力是使物体运动方向改变的原因
C.力是使物体从静止到运动的原因
D.力是使物体运动的原因
3.一个物体在10 N的拉力作用下,以1 m/s的速度做匀速直线运动,当物体所受外力全部消失时,物体会
A.马上停下来
B.以1 m/s的速度做匀速直线运动
C.运动越来越慢
D.不能够确定
考点二 惯性与质量
4.(来自教科教材)关于惯性大小,下列说法中正确的是
A.推动原来静止的物体比推动正在运动的物体所需要的力大,所以静止的物体惯性大
B.正在行驶的质量相同的两辆汽车,行驶快的不容易停下来,所以速度大的物体惯性大
C.同样的力作用在不同的物体上时,质量大的物体运动状态改变慢,所以质量大的物体惯性大
D.在月球上举重比在地球上容易,所以同一物体在月球上比在地球上惯性小
5.如图所示的情景中,下列说法正确的是
A.雨雪天汽车装防滑铁链是为了帮助汽车克服惯性
B.喷洒农药无人机(包括携带的药液)在进行喷洒工作时惯性不变
C.滑雪运动员下滑的快慢不会改变运动员的惯性大小
D.磁悬浮列车的车头设计可以减小阻力,所以它的惯性比较小
6.(多选)《中华人民共和国道路交通安全法》要求机动车行驶时,所有乘客应当按规定使用安全带。因为当车辆发生事故突然停止时,乘客的身体会快速前倾,安全带会拉住乘客的身体,避免或减轻乘客受到的伤害。下列说法正确的是
A.安全带对乘客的作用力改变了乘客的运动状态
B.车辆突然停止时,质量小的乘客惯性更大
C.车辆发生事故前的行驶速度越大,发生事故后乘客的惯性就越大
D.车辆发生事故前做匀速直线运动,此时车辆仍有惯性
[7、8题,每题6分]
7.某人乘坐列车时发现,车厢的双层玻璃窗内积水了,列车进站过程中,他发现水面的形状是图中的
8.(2026·苏州市高一期中)如图所示,某同学为了取出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.羽毛球会从筒的上端出来
C.羽毛球会从筒的下端出来
D.羽毛球筒向下运动过程中,羽毛球受到向上的摩擦力
[9分]
9.如图所示,一个盛水的容器固定在一辆小车上,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1.牛顿第一定律(答案解析)
例1
答案 B
解析 题图甲实验是研究自由落体运动的实验,A错误;题图甲实验利用斜面是为了“冲淡重力”,延长小球下滑的时间以便于测量,B正确;题图乙实验是为了验证“力不是维持物体运动的原因”,C错误;因不受外力作用的物体是不存在的,则即使随着科技发展,也不可以通过实验替代题图乙实验结合逻辑推理的方式得出结论,D错误。
例2
答案 B
解析 牛顿第一定律是牛顿在伽利略等人工作的基础上,根据逻辑推理得出的,是以实验为基础,但又不是完全通过实验得出,选项A错误;牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因,选项B正确;牛顿第一定律揭示了物体的运动不需要力来维持,选项C错误;牛顿第一定律提出物体在任何情况下都有惯性,不只是在静止或做匀速直线运动时才有惯性,选项D错误。
例3
答案 B
解析 质量是惯性大小的唯一量度,物体在任何情况下都有惯性,故A、C、D错误,B正确。
1.
答案 C
解析 “球沿斜面向下运动时,速度增大;向上运动时,速度减小”,这是可以通过实际观察到的现象,并非逻辑推理,故A错误;
2.
答案 D
解析 运动状态的改变是指运动方向或运动快慢的改变或它们同时改变,力是物体运动状态改变的原因,故A、B、C正确;根据牛顿第一定律可知,力不是维持物体运动的原因,物体不受力时也可以保持匀速直线运动,故D错误。
3.
答案 B
解析 根据牛顿第一定律,原来做匀速直线运动的物体,当所受外力突然全部消失时,物体将保持原来的速度做匀速直线运动。因此,该物体将以1 m/s的速度做匀速直线运动。故选B。
4.
答案 C
解析 质量是惯性大小的唯一量度,与其运动状态无关。月球上物体质量并未变化,其惯性与地球上一样。故选C。
5.
答案 C
解析 雨雪天汽车装防滑铁链不是为了帮助汽车克服惯性,而是为了增大摩擦力,防止车辆打滑,故A错误;喷洒农药无人机(包括携带的药液)在进行喷洒工作时,随着质量的减小,惯性减小,故B错误;惯性只由质量决定,所以滑雪运动员下滑的快慢不会改变运动员的惯性大小,故C正确;磁悬浮列车的车头设计可以减小阻力,但它的惯性由质量决定,惯性不一定小,故D错误。
6.
答案 AD
解析 当车辆发生事故突然停止时,由于惯性乘客的身体会快速前倾,安全带会拉住乘客的身体,安全带对乘客的作用力改变了乘客的运动状态,故A正确;质量是惯性大小的唯一量度,质量小的乘客惯性小,故B错误;惯性大小与速度大小无关,故C错误;一切物体都具有惯性,惯性大小只与质量大小有关,与物体运动状态无关,故D正确。
7.
答案 B
解析 列车进站时刹车,速度减小,而水由于惯性仍要保持原来较大的速度,所以水向前涌,液面形状和选项B一致。
8.
答案 B
解析 用力击打羽毛球筒的上端时,羽毛球筒向下运动一小段距离,羽毛球由于惯性保持静止,所以羽毛球相对球筒向上运动,最终羽毛球从筒的上端出来,故A、C错误,B正确;羽毛球筒向下运动过程中,与羽毛球发生相对运动,羽毛球受到向下的摩擦力作用,故D错误。
9.
答案 A
解析 小车突然向右运动时,由于惯性,铁球和乒乓球都有向左运动的趋势,但由于与同体积的“水球”相比,铁球的质量大,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”运动状态容易改变,即速度变化快,而且水和小车向右运动,所以铁球相对小车向左运动;同理,由于与同体积的“水球”相比,乒乓球的质量小,惯性小,所以乒乓球相对小车向右运动,选项A正确。

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