牛頓第一定律-【新教材】人教版高中物理必修講義

物理概念和規(guī)律：一、17世紀(jì)前對(duì)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的認(rèn)識(shí)1．亞里士多德的觀點(diǎn)：力是維持物體的原因亞里士多德認(rèn)為運(yùn)動(dòng)有兩類(lèi)：一類(lèi)是天然運(yùn)動(dòng)，這類(lèi)運(yùn)動(dòng)無(wú)需外力幫助，自身就能實(shí)現(xiàn)；一類(lèi)是受迫運(yùn)動(dòng)，這類(lèi)運(yùn)動(dòng)必須來(lái)維持．證據(jù)：有力作用在物體上，物體才；沒(méi)有力的作用，物體就要在一個(gè)地方．方法：觀察＋直覺(jué)(由生活經(jīng)驗(yàn)得出直觀印象)2．伽利略的觀點(diǎn)：物體的運(yùn)動(dòng)力來(lái)維持，力是改變物體運(yùn)動(dòng)的原因在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體之所以會(huì)停下來(lái)，是因?yàn)槭艿礁鶕?jù)：伽利略理想實(shí)驗(yàn)．方法：實(shí)驗(yàn)＋科學(xué)推理(將可靠事實(shí)和理論思維結(jié)合起來(lái))．3．意義(1)伽利略用“”的方法推翻了亞里士多德的觀點(diǎn)．(2)第一次確立了物理實(shí)驗(yàn)在物理研究中的基礎(chǔ)地位．(3)揭示了不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因．4.理想實(shí)驗(yàn)與真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)（1）“理想實(shí)驗(yàn)”在自然科學(xué)的理論研究中有著重要的作用．“理想實(shí)驗(yàn)”只不過(guò)是一種邏輯推理的，它的作用只限于邏輯上的證明與反駁，而不能用來(lái)作為正確與否的標(biāo)準(zhǔn)．相反，由“理想實(shí)驗(yàn)”所得出的任何推論，都必須由觀察或?qū)嶒?yàn)的結(jié)果來(lái)檢驗(yàn)．（2）真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)是一種實(shí)踐活動(dòng)，而理想實(shí)驗(yàn)則是一種思維活動(dòng)．（3）真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)是可以的實(shí)驗(yàn)，而理想實(shí)驗(yàn)是由人們?cè)诔橄笏季S中設(shè)想出來(lái)而實(shí)際上無(wú)法做到的實(shí)驗(yàn)二、牛頓第一定律1.內(nèi)容：一切物體總保持狀態(tài)或狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止．2．慣性：物體具有保持或狀態(tài)的性質(zhì)，這種性質(zhì)叫慣性，是物體的固有屬性．牛頓第一定律也叫．3．慣性的量度：是慣性大小的唯一量度，越大，物體的慣性越大，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變．4．運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的三種情況(1)速度的方向不變，只有大小改變．(2)速度的大小不變，只有方向改變．(3)速度的大小和方向同時(shí)發(fā)生改變．5．對(duì)牛頓第一定律的理解(1)明確了慣性的概念牛頓第一定律的前半句話“一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”，提示了物體所具有的一個(gè)重要的屬性——，即物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或狀態(tài)的性質(zhì)，牛頓第一定律指出一切物體在都具有慣性．因此牛頓第一定律又叫慣性定律．(2)揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系牛頓第一定律的后半句話“除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)”，實(shí)質(zhì)上是揭示了的關(guān)系，即力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因．(3)反映了物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止(即原來(lái)運(yùn)動(dòng)的保持其速度不變，原來(lái)靜止的保持靜止)．不受外力作用的物體是不存在的，但物體所受的與不受外力在效果上是等效的，這就使牛頓第一定律具有了實(shí)際意義．6．對(duì)慣性的理解(1)是物體的固有屬性，慣性不是—種力．(2)任何物體在下(不管是否受力，不管是否運(yùn)動(dòng)或怎樣運(yùn)動(dòng))都具有慣性．(3)慣性的大小只由物體的決定，與其他因素?zé)o關(guān)，切勿認(rèn)為物體的速度越大，慣性越大．(4)慣性與慣性定律不同．慣性是萬(wàn)物皆有的保持原運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一種，慣性定律則是物體不受外力作用時(shí)的．(5)慣性的兩種表現(xiàn)形式:．在不受力(或合外力為零)的條件下，慣性表現(xiàn)為保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);在受力條件下，慣性表觀為．針對(duì)訓(xùn)練單項(xiàng)選擇題1.下列說(shuō)法正確的是()A．伽利略認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因B．亞里士多德認(rèn)為物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持C．牛頓最早指出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因D．伽利略認(rèn)為力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因2.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．保持一定速度向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．無(wú)法判斷3.理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)能更深刻地反映自然規(guī)律．伽利略設(shè)想了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)，如圖所示的斜面實(shí)驗(yàn)，其中有一個(gè)是實(shí)驗(yàn)事實(shí)，其余是推論．①．兩個(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)斜面②．如果沒(méi)有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)釋放時(shí)的高度③．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)．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(lèi)正確的是()A．①是事實(shí)，②③④是推論B．②是事實(shí)，①③④是推論C．③是事實(shí)，①②④是推論D．④是事實(shí)，①②③是推論4.關(guān)于牛頓第一定律，下面說(shuō)法中不正確的是()A．牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律B．牛頓第一定律就是慣性C．不受外力作用時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變是由于物體具有慣性D．運(yùn)動(dòng)的物體狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，物體必定受到外力的作用5.下列說(shuō)法正確的是()A．牛頓第一定律是科學(xué)家憑空想象出來(lái)的，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)依據(jù)B．牛頓第一定律無(wú)法用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，因此是不成立的C．理想實(shí)驗(yàn)的思維方法與質(zhì)點(diǎn)概念的建立一樣，都是一種科學(xué)抽象的思維方法D．由牛頓第一定律可知，靜止的物體一定不受外力作用6.如圖3-1-3，冰壺在冰面運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力很小，可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向不變，我們可以說(shuō)冰壺有較強(qiáng)的抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”．這里所指的“本領(lǐng)”是冰壺的慣性，則慣性的大小取決于()圖3-1-3A．冰壺的速度B．冰壺的質(zhì)量C．冰壺受到的推力D．冰壺受到的阻力7.汽車(chē)在路面情況相同的公路上直線行駛，下面關(guān)于車(chē)速、慣性、質(zhì)量和滑行路程的討論，正確的是（）A．車(chē)速越大，它的慣性越大 B．質(zhì)量越大，它的慣性越大 C．車(chē)速越大，剎車(chē)后滑行的路程越短 D．車(chē)速越大，剎車(chē)后滑行的路程越長(zhǎng)，所以慣性越大8.甲車(chē)快速倒車(chē)時(shí)車(chē)尾撞上靜止的同型號(hào)的乙車(chē)車(chē)頭，導(dǎo)致兩車(chē)司機(jī)受傷．甲車(chē)司機(jī)、乙車(chē)司機(jī)最有可能的傷情分別是（）A．胸部受傷，胸部受傷 B．胸部受傷，背部受傷C．背部受傷，胸部受傷 D．背部受傷，背部受傷9.用繩子拴一個(gè)小球在光滑的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)繩子突然斷了以后，小球的運(yùn)動(dòng)情況是（）A．沿半徑方向接近圓心 B．沿切線方向做直線運(yùn)動(dòng) C．沿半徑方向遠(yuǎn)離圓心 D．仍維持圓周運(yùn)動(dòng)10．春秋末年齊國(guó)人的著作《考工記》中有“馬力既竭，辀猶能一取焉”，意思是馬對(duì)車(chē)不施加拉力了，車(chē)還能繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，這是關(guān)于慣性的最早記述。下列說(shuō)法正確的是（）A．“馬力既竭”時(shí)車(chē)的慣性為0 B．“馬力既竭”時(shí)馬的慣性不變 C．馬的拉力越大，車(chē)的慣性越大 D．馬車(chē)速度越大，車(chē)的慣性越大二、多項(xiàng)選擇題11.下列有關(guān)慣性的說(shuō)法正確的是（）A．火車(chē)以更大的速度行駛時(shí)具有更大的慣性 B．飛機(jī)靜止時(shí)有慣性，一旦飛起來(lái)就失去了慣性 C．質(zhì)量越小的物體慣性越小 D．物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)具有慣性，做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)也具有慣性12．關(guān)于慣性，下列說(shuō)法中正確的是（）A．貨運(yùn)列車(chē)在途經(jīng)車(chē)站加掛車(chē)廂，這會(huì)增大它的慣性 B．“強(qiáng)弩之末，勢(shì)不能穿魯縞”，是因?yàn)閺?qiáng)弩的慣性減小了 C．汽車(chē)超速行駛易引發(fā)交通事故，是因?yàn)樗俣却蟮钠?chē)慣性大 D．被拋出的籃球沿曲線運(yùn)動(dòng)，速度的大小和方向均發(fā)生了變化但慣性不變13．關(guān)于慣性，下列說(shuō)法中正確的是（）A．物體的慣性?xún)H與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大的物體慣性越小 B．物體被豎直向上拋出后能繼續(xù)上升，是因?yàn)槲矬w具有慣性 C．小球做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)慣性不變 D．小球在月球上做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，因?yàn)橹亓ψ冃×?，所以慣性也變小了。14．根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，以下選項(xiàng)中正確的是（）A．人在靜止的車(chē)廂內(nèi)，豎直向上高高跳起后，會(huì)落在車(chē)廂的原來(lái)位置 B．人在沿直線勻速前進(jìn)的車(chē)廂內(nèi)，豎直向上高高跳起后，將落在車(chē)廂內(nèi)原來(lái)位置的后方C．人在沿直線加速前進(jìn)的車(chē)廂內(nèi)，豎直向上高高跳起后，將落在起跳點(diǎn)的后方 D．人在沿直線減速前進(jìn)的車(chē)廂內(nèi)，豎直向上高高跳起后，將落在起跳點(diǎn)的后方15．關(guān)于慣性，下列說(shuō)法正確的是（）A．汽車(chē)突然剎車(chē)和加速時(shí)乘客會(huì)傾斜的事實(shí)，說(shuō)明只有物體狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)物體才有慣性 B．在地球上和月球上以相同速度豎直上拋同一物體，物體在月球上上升高度較高，說(shuō)明該物體在月球上慣性較小 C．機(jī)床、水泵的底座一般都很重，是為了增大其慣性，避免工作時(shí)引起振動(dòng) D．跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員起跳前的助跑是為了利用慣性16．如圖所示，將一張紙剪成大小不同的兩部分，但沒(méi)有完全剪斷。當(dāng)你單手捏住A處用較大的力甩紙片時(shí)，很難將紙條B甩斷；當(dāng)你用鐵夾夾住B處，單手捏住A處用較小的力甩紙片時(shí)，輕松可以將紙條B甩斷。以下關(guān)于這個(gè)現(xiàn)象的分析正確的是（）A．慣性的大小與質(zhì)量有關(guān) B．慣性的大小與手的作用力的大小有關(guān) C．成功將紙條甩斷時(shí)，利用了紙條的慣性鐵夾 D．成功將紙條甩斷時(shí)，利用了鐵夾的慣性三、非選擇題17.如圖所示，讓一個(gè)小球從斜面上同一位置滑下，斜面末端分別放毛巾、木板和玻璃板，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．圖3-1-1實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象是，說(shuō)明，推理如果沒(méi)有摩擦。

物理概念和規(guī)律答案：一、1.運(yùn)動(dòng)、依靠外力、運(yùn)動(dòng)、靜止2.不需要、狀態(tài)、摩擦阻力3.實(shí)驗(yàn)＋科學(xué)推理、力4.思維過(guò)程、檢驗(yàn)認(rèn)識(shí)、實(shí)現(xiàn)二、1.勻速直線運(yùn)動(dòng)、靜止、2.勻速直線運(yùn)動(dòng)、靜止、慣性定律3.質(zhì)量、質(zhì)量5.慣性、靜止、任何情況下、力和運(yùn)動(dòng)、合力為零6.慣性、任何情況、質(zhì)量、屬性、運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度針對(duì)訓(xùn)練答案D解析:伽利略最早指出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，AC錯(cuò)誤，D正確;亞里士多德認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,B錯(cuò)誤．解析:物體自由下落時(shí)，僅受重力作用，重力消失后，物體將不受力，物體將保持重力消失時(shí)的瞬時(shí)速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)．C正確，ABD錯(cuò)誤．解析:①小球沿一個(gè)斜面滾下，滾上另一個(gè)斜面一定能發(fā)生，是事實(shí)，②③④不可能實(shí)現(xiàn)沒(méi)有摩擦力，是推論，A正確，BCD錯(cuò)誤.解析:慣性是物體的固有性質(zhì)，慣性大小僅由物體的質(zhì)量決定，與物體是否受力及物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)．而慣性定律指物體在不受外力作用(合外力為零)的條件下所遵守的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，它指出了力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是產(chǎn)生或維持物體運(yùn)動(dòng)的原因．總之，慣性和慣性定律是兩個(gè)不同的概念，但慣性定律揭示出物體具有慣性．ACD正確，不符合題意，B錯(cuò)誤，符合題意。解析:牛頓第一定律是在理想實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)合理歸納總結(jié)出來(lái)的，但無(wú)法用實(shí)驗(yàn)來(lái)直接驗(yàn)證，AB錯(cuò)誤；理想實(shí)驗(yàn)的思維方法與質(zhì)點(diǎn)概念的建立相同，都是突出主要因素、忽略次要因素的科學(xué)抽象的思維方法，C正確；物體靜止時(shí)不受外力或合外力為零，D錯(cuò)誤．解析：質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，故B正確，ACD錯(cuò)誤．解析：質(zhì)量是物體慣性大小的唯一的量度，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，與所受的力無(wú)關(guān)，A錯(cuò)誤，B正確;車(chē)速越大，所需制動(dòng)距離越大，但與物體慣性的大小無(wú)關(guān)，是因?yàn)槲矬w具有的動(dòng)能較大,CD錯(cuò)誤。解析：甲車(chē)向后倒車(chē)撞到乙車(chē)上而停止運(yùn)動(dòng)，甲車(chē)司機(jī)由于慣性相對(duì)于甲車(chē)向后運(yùn)動(dòng)，使背部受傷．故AB錯(cuò)誤；乙車(chē)靜止，乙車(chē)車(chē)頭由于受到撞擊而向后運(yùn)動(dòng)，乙車(chē)司機(jī)由于慣性相對(duì)于乙車(chē)向前運(yùn)動(dòng)，和乙車(chē)的方向盤(pán)相碰而造成胸部受傷．故C正確，D錯(cuò)誤 解析：當(dāng)繩子斷了以后，小球在光滑水平面上受力平衡，由于慣性，小球沿切線方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，ACD錯(cuò)誤，B正確。解析：慣性大小的唯一量度是質(zhì)量，與速度大小無(wú)關(guān)，“馬力既竭”時(shí)馬與車(chē)的慣性都保持不變，質(zhì)量不是0，所以慣性不為0，AD錯(cuò)誤，B正確；慣性大小的唯一量度是質(zhì)量，拉力不能改變車(chē)的質(zhì)量，也就不會(huì)改變車(chē)的慣性大小，C錯(cuò)誤。解析：慣性大小只與質(zhì)量有關(guān)，與速度大小和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，AB錯(cuò)誤；慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，物體質(zhì)量越小，物體的慣性越小，C正確；物體在任何情況下都有慣性，D正確。解析：加掛車(chē)廂，質(zhì)量增大，故慣性增大，A正確；“強(qiáng)弩之末，勢(shì)不能穿魯縞”，是因?yàn)閺?qiáng)弩最后的速度減小了，但慣性不變，B錯(cuò)誤；慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大，與速度大小無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；拋出的籃球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，速度的大小和方向均發(fā)生了變化，但籃球質(zhì)量不變，故慣性不變，D正確。解析：物體的慣性?xún)H與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大的物體慣性越大，A錯(cuò)誤；把一個(gè)物體豎直向上拋出后，能繼續(xù)上升，是因?yàn)槲矬w具有慣性，保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，B正確；質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，質(zhì)量不變，慣性不變，與速度變化無(wú)關(guān)，與重力大小無(wú)關(guān)C正確，D錯(cuò)誤14. AC解析：人起跳后，豎直方向向上加速，之后再減速上升，到最高點(diǎn)再做自由落體運(yùn)動(dòng)，水平方向保持起跳前的速度勻速運(yùn)動(dòng)；車(chē)速如果不變（靜止或勻速），則人水平方向的速度和車(chē)的速度一樣，落在車(chē)廂內(nèi)原來(lái)的位置；車(chē)如果加速，人的水平速度小于車(chē)的速度，落在起跳點(diǎn)后方，車(chē)如果減速，人水平方向的速度大于車(chē)的速度，落在起跳點(diǎn)前面。BD錯(cuò)誤，AC正確。解析：慣性是物體的固有屬性，任何情況都具有慣性，在突然剎車(chē)或加速時(shí)容易觀察到，不剎車(chē)也