高中物理人教必修一第4.1課時(shí) 牛頓第一定律解析版

1、第4.1課時(shí) 牛頓第一定律 一、理想斜面實(shí)驗(yàn) 1.亞里士多德的觀點(diǎn)：力是 物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。2.伽利略的觀點(diǎn)：力不是 物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。3.笛卡兒的觀點(diǎn)：如果沒(méi)有其他原因，運(yùn)動(dòng)的物體將繼續(xù)以_沿著同一條直線運(yùn)動(dòng)，既不會(huì)_，也不會(huì)_原來(lái)的方向。答案：維持 維持 同一速度 停下來(lái) 偏離考點(diǎn)一伽利略的理想實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)過(guò)程：如圖所示（1）事實(shí)：讓小球沿一個(gè)斜面從靜止?jié)L下來(lái)，小球?qū)L上另一個(gè)斜面（2）推論：如果沒(méi)有摩擦，小球?qū)⑸仙结尫艜r(shí)的高度（3）推論：減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上仍然要達(dá)到原來(lái)的高度（4）推論：繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，最后使它成水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速直線運(yùn)動(dòng)

2、2實(shí)驗(yàn)結(jié)論力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因3實(shí)驗(yàn)意義伽利略的理想實(shí)驗(yàn)是在事實(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行抽象思維的一種科學(xué)研究的方法，它雖然不能用實(shí)驗(yàn)儀器完成，但方法是科學(xué)的，結(jié)論是可靠的【例1】（多選）如圖所示為伽利略斜面實(shí)驗(yàn)的頻閃照片的組合圖實(shí)驗(yàn)中把小球從左側(cè)斜面的某個(gè)位置由靜止釋放，它將沖上右側(cè)斜面，頻閃照片顯示小球在右側(cè)斜面運(yùn)動(dòng)過(guò)程中相鄰的兩個(gè)小球間的距離依次減小；如果右側(cè)斜面變成水平，頻閃照片顯示相鄰的兩小球間的距離幾乎相等對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，以下敘述正確的是（）A小球沖上右側(cè)斜面后做減速運(yùn)動(dòng)，上升的高度明顯降低B小球最終會(huì)在右側(cè)水平面上停下來(lái)，表明力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因C如果右側(cè)斜面變成水平，小球的運(yùn)動(dòng)速度幾

3、乎不變D上述實(shí)驗(yàn)表明“如果沒(méi)有摩擦阻力，小球?qū)⒃谒矫嫔嫌肋h(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去”的結(jié)論是正確的【答案】CD【解析】A項(xiàng)，小球沖上右側(cè)斜面后做減速運(yùn)動(dòng)，但上升的高度幾乎相同A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，小球最終也會(huì)在右側(cè)水平面上停下來(lái)，是由于受到摩擦力的作用的原因故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由照片看出：如果右側(cè)斜面變成水平，小球的運(yùn)動(dòng)速度幾乎不變故C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，上述實(shí)驗(yàn)表明“如果沒(méi)有摩擦阻力，小球?qū)⒃谒矫嫔嫌肋h(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去”的結(jié)論是正確的故D項(xiàng)正確考點(diǎn)二對(duì)牛頓第一定律的理解1牛頓第一定律的“兩個(gè)內(nèi)涵”（1）揭示了物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因慣性（2）揭示了物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因力2慣性的兩種表現(xiàn)形式（1）物體的合力為零時(shí)，慣性表現(xiàn)

4、為使物體保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變（2）物體的合力不為零時(shí)，慣性表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度慣性越大，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變【例2】關(guān)于物體的慣性，以下說(shuō)法中正確的是（）A物體的速度越大，物體越難停下來(lái)，說(shuō)明速度越大的物體慣性越大B汽車突然減速時(shí)，車上的人向前傾，而汽車勻速時(shí)，車上的人感覺(jué)平穩(wěn)，說(shuō)明突然減速時(shí)有慣性，勻速時(shí)沒(méi)有慣性C在同樣大小的力作用下，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變的物體，其慣性一定越大D把一物體豎直上拋出去后，能繼續(xù)上升，是因?yàn)槲矬w仍受到一個(gè)向上的推力【答案】C【解析】物體的慣性大小由質(zhì)量唯一確定，與物體的速度無(wú)關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；一切物體均有慣性，不論物體處于加速、減速，還是勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，B項(xiàng)錯(cuò)

5、誤；同樣大小的力作用于物體，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變，說(shuō)明物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的本領(lǐng)越大，慣性也越大，所以C項(xiàng)正確；把一物體豎直上拋出去后，能繼續(xù)上升，是因?yàn)槲矬w的慣性，D項(xiàng)錯(cuò)誤考點(diǎn)三 運(yùn)用慣性知識(shí)解釋慣性現(xiàn)象運(yùn)用慣性解釋有關(guān)現(xiàn)象時(shí)，通?？砂聪旅娴牟襟E思考解析： （1）明確研究的物體原來(lái)處在怎樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) （2）當(dāng)外力作用在該物體的某一部分（或外力作用在與該物體有關(guān)聯(lián)的其他物體上）時(shí)，這一部分的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化情況 （3）該物體由于慣性將保持怎樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，判斷最后會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象【例3】2005年1月在南京舉行的全國(guó)運(yùn)動(dòng)會(huì)上，山東選手刑慧娜與金牌失之交臂，據(jù)報(bào)道原因是刑慧娜在奔跑的過(guò)程中和別人發(fā)生了絆腳

6、現(xiàn)象從生活的經(jīng)驗(yàn)我們知道，在路上跑的人被絆倒時(shí)，和慢走的人滑倒時(shí)，會(huì)發(fā)生不同現(xiàn)象試根據(jù)所學(xué)知識(shí)完成下表跑的人慢走的人絆倒時(shí)的現(xiàn)象上身向前趴著倒下上身向后仰著倒下原因分析 【解析】跑的人被絆倒時(shí)，腳因受力停止了運(yùn)動(dòng)，而身體上半部分由于慣性繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，上身快而下身慢，故向前趴著倒下；慢走人的前腳落地前同時(shí)參與隨身體向前的勻速運(yùn)動(dòng)和繞關(guān)節(jié)向前的圓周運(yùn)動(dòng)，速度的水平分量大于身體的速度正常行走時(shí)，前腳落地后受摩擦阻力作用速度馬上減為零，隨即后腳撤去支撐，后腳抬起且節(jié)奏均勻滑倒時(shí)，多是前腳落地受摩擦力不足，速度未能迅速減小為零，但后腳按節(jié)奏抬起撤去支撐，前腳向前滑動(dòng)的速度大于上半身因慣性保持的速度，而造

7、成向后仰著摔下1.關(guān)于伽利略理想實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（ ）A完全是理想的，沒(méi)有事實(shí)為基礎(chǔ)B是以可靠事實(shí)為基礎(chǔ)的，經(jīng)科學(xué)抽象，深刻反映自然規(guī)律的C沒(méi)有事實(shí)為基礎(chǔ)，只是理想推理D以上說(shuō)法都不對(duì)【答案】B【解析】伽利略的理想實(shí)驗(yàn)是經(jīng)過(guò)科學(xué)抽象，能深刻反映自然規(guī)律。2.科學(xué)思維和科學(xué)方法是我們認(rèn)識(shí)世界的基本手段，在研究和解決問(wèn)題過(guò)程中，不僅需要相應(yīng)的知識(shí)，還要注意運(yùn)用科學(xué)的方法。理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)更能深刻地反映自然規(guī)律，伽利略設(shè)想了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)如圖所示，其中有一個(gè)是經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，其余是推論。減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這斜面上仍然要達(dá)到原來(lái)的高度； 兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)

8、斜面；如果沒(méi)有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)釋放的高度；繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持續(xù)的勻速運(yùn)動(dòng). 請(qǐng)將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列_（只要填寫序號(hào)即可）。在上述的設(shè)想步驟中，有的屬于可靠的事實(shí)，有的則是理想化的推論，下列關(guān)于事實(shí)和推論的分類正確的是_。A.是事實(shí)，是推論 B.是事實(shí)，是推論C.是事實(shí)，是推論 D.是事實(shí)，是推論【答案】 B【解析】該實(shí)驗(yàn)是讓一個(gè)靜止的小球從一個(gè)斜面滾下，滾上另一個(gè)對(duì)接的斜面。如果沒(méi)有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)滾下時(shí)的高度，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的推論：逐步減小傾角，直至水平，小球?qū)⒀厮矫嬉院愣ǖ乃俣冗\(yùn)動(dòng)下去。所以理想實(shí)驗(yàn)

9、設(shè)想的步驟順序應(yīng)該是：。其中是事實(shí)，是推論。3.如圖所示，在一輛表面光滑且足夠長(zhǎng)的小車上，有質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)小球（m1m2），兩小球原來(lái)隨車一起運(yùn)動(dòng)當(dāng)車突然停止時(shí)，若不考慮其他阻力，則兩個(gè)小球（ ）A一定相碰 B一定不相碰 C不一定相碰 D無(wú)法確定【答案】B【解析】小車表面光滑，因此球在水平方向上沒(méi)有受到外力作用原來(lái)兩球與小車有相同速度，當(dāng)車突然停止時(shí)，因?yàn)閼T性，兩小球的速度不變，所以不會(huì)相碰4.下列說(shuō)法正確的是（ ）A如果物體在運(yùn)動(dòng)，那么它一定受到力的作用 B力是使物體做變速運(yùn)動(dòng)的原因C撤去作用力，運(yùn)動(dòng)的物體最終總要停下來(lái) D力只能改變物體運(yùn)動(dòng)速度的大小【答案】B【解析】運(yùn)動(dòng)的物體不一

10、定受到力的作用，可能物體具有速度，由于慣性，物體可以一直運(yùn)動(dòng)。撤去力，物體有可能保持原來(lái)的速度勻速直線運(yùn)動(dòng)。力不僅可以改變速度的大小還可以改變速度的方向。力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。5.關(guān)于慣性和牛頓第一定律，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A靜止的物體可能沒(méi)有慣性B速度越大的物體慣性越大C同一物體在地球上和月球上慣性不同D伽利略的斜槽實(shí)驗(yàn)以可靠的事實(shí)為基礎(chǔ)并把實(shí)驗(yàn)探究和邏輯推理和諧地結(jié)合在一起【答案】D【解析】A、慣性是物體的固有屬性，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；B、質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，與速度、環(huán)境等因素?zé)o關(guān)，故BC錯(cuò)誤；D、伽利略的斜槽實(shí)驗(yàn)以可靠的事實(shí)為基礎(chǔ)并把實(shí)驗(yàn)探究和邏輯推理和諧地結(jié)合在一

11、起，故D正確；6.下列關(guān)于慣性及有關(guān)現(xiàn)象的說(shuō)法中正確的是：（ ）A.人在走路時(shí)沒(méi)有慣性，被絆倒時(shí)才有慣性B.物體在不受外力作用時(shí)有慣性，受到外力作用后慣性就改變了C.參加百米賽跑的運(yùn)動(dòng)員到達(dá)終點(diǎn)時(shí)不能立即停下來(lái)，是由于慣性D.向上拋出的球，受的重力向下，但還向上運(yùn)動(dòng)，也是由于慣性的緣故【答案】CD【解析】慣性是物體的根本屬性，慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，與物體所處的狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)情況、受力情況都無(wú)關(guān)，故A、B錯(cuò)誤；C、D選項(xiàng)所述的現(xiàn)象都是慣性的緣故，故C、D正確。7.下列說(shuō)法正確的是（ ）A擲出的鉛球速度不大，所以其慣性很小，可以用手去接B用力打出乒乓球速度很大，因此其慣性很大，不能用手去接C相

12、同的兩輛車，速度大的比速度小的難以停下，是因?yàn)樗俣却蟮能噾T性大D相同的兩輛車，速度大的比速度小的難以停下，是因?yàn)樗俣却蟮能嚑顟B(tài)變化大【答案】D【解析】因?yàn)閼T性的大小僅由質(zhì)量來(lái)決定，鉛球質(zhì)量很大，其慣性大，盡管速度不大，但是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)很難改變。故不能用手接而乒乓球則與其相反，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變，盡管速度大，也可以用手去接（這一點(diǎn)同學(xué)們都有經(jīng)驗(yàn)），所以A、B是錯(cuò)誤的對(duì)于C、D，相同的兩輛車慣性相同，要讓速度大的車停下來(lái)，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化大，因此較難，故D正確8.下列說(shuō)法正確的是（ ）A慣性是只有物體在勻速運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)才表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)B物體的慣性是指物體不受外力作用時(shí)仍保持原來(lái)直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)

13、C物體不受外力作用時(shí)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，有慣性；受外力作用時(shí)，不能保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，因而就無(wú)慣性D慣性是物體的屬性，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和是否受力無(wú)關(guān)【答案】D9.如果物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化，說(shuō)明該物體（ ）A速度方向一定發(fā)生了變化B速度大小一定發(fā)生了變化C加速度一定發(fā)生了變化D受到的合外力一定不為零【答案】D【解析】物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化一定是它的速度發(fā)生變化，可能是速度大小、也可能是速度方向、還有可能是二者一起發(fā)生變化，既然物體運(yùn)動(dòng)速度發(fā)生變化，物體一定產(chǎn)生了加速度由牛頓第一定律知，物體所受合外力一定不為零，使物體速度發(fā)生改變，但有可能是勻變速運(yùn)動(dòng)，速度不斷變化，加速度不變，

14、故選D10.如圖所示（俯視圖），以速度v勻速行駛的列車車廂內(nèi)有一光滑水平桌面，桌面上的A處有一小球若車廂中的旅客突然發(fā)現(xiàn)小球沿圖中虛線由A向B運(yùn)動(dòng)則由此可判斷列車（ ）A減速行駛，向南轉(zhuǎn)彎B減速行駛，向北轉(zhuǎn)彎C加速行駛，向南轉(zhuǎn)彎D加速行駛，向北轉(zhuǎn)彎【答案】A【解析】本題考查了慣性的概念由牛頓第一定律可知，小球在水平桌面向前勻速運(yùn)動(dòng)小球的運(yùn)動(dòng)以車為參考系，小球按圖示軌跡運(yùn)動(dòng)由于小球勻速運(yùn)動(dòng)，判斷車的運(yùn)動(dòng)時(shí)以小球?yàn)閰⒖枷担蓤D可知，列車相對(duì)小球向南運(yùn)動(dòng)，同時(shí)車相對(duì)小球沿車運(yùn)動(dòng)的反方向運(yùn)動(dòng)，故知車做減速運(yùn)動(dòng)所以選項(xiàng)A正確11.如圖所示，一個(gè)劈形物體A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表

15、面上放一個(gè)光滑的小球B，劈形物體從靜止開(kāi)始釋放，則小球在碰到斜面前的運(yùn)動(dòng)軌跡是（ ） A沿斜面向下的直線 B豎直向下的直線 C無(wú)規(guī)則曲線 D拋物線【答案】B【解析】本題考查力和物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的關(guān)系力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，物體不受力將保持原來(lái)的靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由于劈形物體A各面均光滑，所以小球B在水平方向上不受力作用，故小球B在水平方向上將保持“靜止”狀態(tài)，小球B由于在豎直方向上受到重力和物體A的支持力作用，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變做豎直方向的運(yùn)動(dòng)12.做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，如果下落過(guò)程中某時(shí)刻重力突然消失，物體的運(yùn)動(dòng)情況將是（ ）A懸浮在空中不動(dòng)B速度逐漸減小C保持一定速度向下勻速直線運(yùn)動(dòng)D無(wú)

16、法判斷【答案】C13.人在處于一定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的車廂內(nèi)豎直向上跳起，下列分析人的運(yùn)動(dòng)情況的選項(xiàng)中正確的是（ ）A. 只有當(dāng)車廂處于靜止?fàn)顟B(tài)，人才會(huì)落回跳起點(diǎn)B. 若車廂沿直線水平勻速前進(jìn)，人將落在跳起點(diǎn)的后方C. 若車廂沿直線水平加速前進(jìn)，人將落在跳起點(diǎn)的后方D. 若車廂沿直線水平減速前進(jìn)，人將落在跳起點(diǎn)的后方【答案】C【解析】牛頓第一定律：任何物體都要保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到外力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止。由上述內(nèi)容可知：人在處于一定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的車廂內(nèi)豎直向上跳起，廂處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速運(yùn)動(dòng)，人都會(huì)落回跳起點(diǎn)，故A、B錯(cuò)誤；若車廂沿直線水平加速前進(jìn)，人將在水平方向上保持起跳時(shí)的速度，而車廂沿直線水平加速，在人下落過(guò)程中速度始終大于人的速度，因此人將落在跳起點(diǎn)的后方，故選C，D錯(cuò)誤。14.一天下著傾盆大雨，某人乘坐列車時(shí)發(fā)現(xiàn)，車廂的雙層玻璃窗內(nèi)積水