人教版必修第一冊高一物理同步講練測專題4.1牛頓第一定律(講)(原卷版+解析)

專題4.1牛頓第一定律【講】一．講核心素養(yǎng)物理觀念：明確慣性概念和牛頓第一定律的內(nèi)容?？茖W(xué)思維：深入理解力和運(yùn)動的關(guān)系?？茖W(xué)探究：知道伽利略理想實(shí)驗(yàn)及推理方法?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：能用慣性知識解釋有關(guān)現(xiàn)象。二．講考點(diǎn)與題型【考點(diǎn)一】理想實(shí)驗(yàn)的魅力1．伽利略的理想實(shí)驗(yàn)(1)(實(shí)驗(yàn)事實(shí))如圖所示，兩個斜面平滑地對接在一起，小球從一個斜面的某一高度自由滾下，在第二個斜面上所達(dá)到的高度同它在第一個斜面上開始滾下時的高度幾乎相等，伽利略分析高度的微小差別是由摩擦阻力引起的。(2)(科學(xué)推理)若兩個斜面均光滑，則小球一定會上升到原來的高度。(3)(科學(xué)推理)若減小第二個斜面的傾角，則小球仍然會到達(dá)相同的高度，不過，在第二個斜面上滾得遠(yuǎn)些。(4)(科學(xué)推理)若將第二個斜面放平(成為水平面)，那么小球從第一個斜面上滾下來之后，為達(dá)到原有高度，將以恒定的速度在無限長的水平面上永遠(yuǎn)不停地運(yùn)動下去。2．伽利略理想實(shí)驗(yàn)的意義(1)伽利略用“實(shí)驗(yàn)和科學(xué)推理”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)在物理學(xué)研究中的基礎(chǔ)地位。(3)揭示了力不是維持物體運(yùn)動的原因，而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因。(4)“理想實(shí)驗(yàn)”的研究方法在自然科學(xué)的理論研究中有著重要的作用。但是，“理想實(shí)驗(yàn)”的方法也有其一定的局限性，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)果來檢驗(yàn)?！纠?】理想實(shí)驗(yàn)有時能更深刻地反映自然規(guī)律。伽利略設(shè)想了一個理想實(shí)驗(yàn)，下面對如圖所示的斜面實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟中，有一個是可靠事實(shí)，其余是推論。①減小第二個斜面的傾角，小球在這個斜面上仍然要達(dá)到原來的高度；②兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面；③如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫艜r的高度；④繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它變成水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速直線運(yùn)動。(1)請將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列：(填寫序號即可)。(2)將上述設(shè)想步驟中的可靠事實(shí)和理想化的推論進(jìn)行分類。屬于可靠事實(shí)的步驟是；屬于理想化推論的步驟是?！舅仞B(yǎng)提升】本題考查的核心素養(yǎng)是科學(xué)思維、科學(xué)探究及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任?！疽?guī)律方法】理解理想實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的三點(diǎn)(1)真實(shí)實(shí)驗(yàn)是一種實(shí)踐活動，是可以通過一定的實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)方法來實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)。(2)理想實(shí)驗(yàn)是一種思維活動，是抽象思維中設(shè)想出來的、無法做到的實(shí)驗(yàn)。(3)理想實(shí)驗(yàn)是以可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)的?！咀兪接?xùn)練1】(2021·北京學(xué)業(yè)考試)(多選)如圖所示的裝置可以演示伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)，裝置為兩個對接的斜面，讓小球沿左邊的斜面滑下，并滾上右邊的斜面，然后改變右邊斜面的傾角，重復(fù)操作，利用曝光頻率一定的相機(jī)拍下小球在運(yùn)動過程中的圖片，則()A．該實(shí)驗(yàn)為牛頓第一定律的提出提供了有力的依據(jù)，因此牛頓第一定律是實(shí)驗(yàn)定律B．由圖可知小球在右側(cè)的斜面上的速度逐漸減小，因此證實(shí)了“物體的運(yùn)動需要力維持”C．當(dāng)右側(cè)的斜面水平時，小球近似做勻速直線運(yùn)動，說明“如果沒有外力的作用，小球?qū)⒃谒矫嫔嫌肋h(yuǎn)運(yùn)動下去”D．如果沒有摩擦，小球在右邊的斜面上將運(yùn)動到與左邊釋放點(diǎn)相同的高度【考點(diǎn)二】牛頓第一定律1．運(yùn)動狀態(tài)變化的三種情況(1)速度的方向不變，只有大小改變。(物體做直線運(yùn)動)(2)速度的大小不變，只有方向改變。(物體做勻速圓周運(yùn)動)(3)速度的大小和方向同時發(fā)生改變。(物體做曲線運(yùn)動)2．對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)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”，表明了物體所具有的一個重要的屬性——慣性，即物體保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，牛頓第一定律指出一切物體在任何情況下都具有慣性。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)上是揭示了力和運(yùn)動的關(guān)系，即力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動的原因。(3)反映了物體不受外力時的運(yùn)動狀態(tài)勻速直線運(yùn)動或靜止(即原來運(yùn)動的保持其速度不變，原來靜止的保持靜止)。不受外力作用的物體是不存在的，但物體所受外力的合力為零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。【例2】(2021·醴陵期末)關(guān)于牛頓第一定律，下列說法中正確的是()A．牛頓第一定律是利用邏輯思維對事物進(jìn)行分析的產(chǎn)物，不可能用實(shí)驗(yàn)直接證明B．不受力作用的物體是不存在的，故牛頓第一定律的建立毫無意義C．牛頓第一定律表明，物體只有在不受外力作用時才具有慣性D．牛頓第一定律表明，物體只有在靜止或做勻速直線運(yùn)動時才具有慣性【素養(yǎng)提升】本題考查的核心素養(yǎng)是物理觀念及科學(xué)思維?！疽?guī)律方法】力和運(yùn)動的關(guān)系(1)力的作用效果是使物體發(fā)生形變或速度發(fā)生改變，而速度的改變就意味著物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了改變，因此，力的作用效果是改變了物體的運(yùn)動狀態(tài)，也可以說“力是使物體運(yùn)動狀態(tài)改變的原因”．(2)力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，不是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，物體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變必定受到不為零的外力作用．【變式訓(xùn)練1】．(2021·北京學(xué)業(yè)考試)中國古代科技取得了輝煌的成就，在很多方面走在世界前列．例如春秋戰(zhàn)國時期，墨家的代表人物墨翟在《墨經(jīng)》中，就已對力做了比較科學(xué)的闡述：“力，刑(形)之所以奮也”．這句話的意思是：力能使物體由靜止開始運(yùn)動，或使運(yùn)動的物體運(yùn)動得越來越快．下列說法中，與墨翟對力的闡述最接近的是()A．力是維持物體運(yùn)動的原因B．力是物體位移變化的原因C．力是物體位置變化的原因D．力是物體運(yùn)動狀態(tài)改變的原因【變式訓(xùn)練2】．(多選)(2021·鄭州高一檢測)關(guān)于牛頓第一定律的理解正確的是()A．牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時的運(yùn)動規(guī)律B．不受外力作用時，物體的運(yùn)動狀態(tài)保持不變C．在水平地面上滑動的木塊最終停下來，是由于沒有外力維持木塊運(yùn)動D．飛跑的運(yùn)動員遇到障礙而被絆倒，這是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔闷仁顾淖冊瓉淼倪\(yùn)動狀態(tài)【例3】如圖所示，在一輛表面光滑且足夠長的小車上，有質(zhì)量為m1和m2的兩個小球(m1>m2)，兩個小球隨車一起運(yùn)動，當(dāng)車突然停止運(yùn)動時，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【素養(yǎng)提升】本題考查的核心素養(yǎng)是物理觀念及科學(xué)思維?！疽?guī)律方法】應(yīng)用牛頓第一定律解題步驟應(yīng)用牛頓第一定律解釋有關(guān)現(xiàn)象時，一要看物體原來的運(yùn)動狀態(tài)，二要看物體現(xiàn)在的受力情況及所受合力是否為零，最后判斷由于物體具有慣性將會出現(xiàn)的現(xiàn)象。【變式訓(xùn)練】．如圖所示，一個劈形物體M(各面均光滑)放在固定的斜面上，上表面水平，在其上表面放一個光滑小球m。劈形物體由靜止開始釋放，則小球在碰到斜面前的運(yùn)動軌跡是()A．沿斜面向下的直線B．豎直向下的直線C．無規(guī)則的曲線D．拋物線【考點(diǎn)三】對慣性的理解和應(yīng)用1．慣性與質(zhì)量(1)慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性．(2)質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，質(zhì)量越大，慣性越大．2．慣性與力(1)慣性不是力，而是物體本身固有的一種性質(zhì)，始終具有且與外界條件無關(guān)；力只有在物體間相互作用時才有，離開了物體就無所謂力．因此說“物體受到了慣性作用”“產(chǎn)生了慣性”“受到慣性力”等都是錯誤的．(2)力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，慣性是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因．對同一物體，力越大，運(yùn)動狀態(tài)越易改變；慣性越大，運(yùn)動狀態(tài)越難改變．(3)慣性與物體的受力情況無關(guān)．慣性與力的區(qū)別可由下表反映慣性力物理意義物體保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)物體間的相互作用存在條件是物體本身的固有屬性，始終具有，與外界條件無關(guān)力只有在物體間發(fā)生相互作用時才有量度有大小(無具體數(shù)值，也無單位)，無方向有大小、方向、作用點(diǎn)及單位3.慣性與速度(1)速度是表示物體運(yùn)動快慢的物理量，慣性是物體本身固有的屬性．(2)一切物體都具有慣性，和物體是否有速度及速度的大小無關(guān)．【例3】(2021·湖南邵陽學(xué)業(yè)水平考試)關(guān)于慣性的大小，下面說法中正確的是()A．兩個質(zhì)量相同的物體，速度大的不容易停下來，所以速度大的物體慣性大B．在月球上舉重比在地球上容易，所以質(zhì)量相同的物體在月球上比在地球上慣性小C．推動地面上靜止的物體，要比維持這個物體做勻速運(yùn)動所需的力大，所以物體靜止時慣性大D．兩個質(zhì)量相同的物體，不論速度大小，它們的慣性的大小一定相同【素養(yǎng)提升】本題考查的核心素養(yǎng)是物理觀念及科學(xué)思維?！疽?guī)律方法】1．慣性與慣性定律(1)慣性不是慣性定律．慣性沒有條件限制，是物體的一種固有屬性．(2)慣性定律是物體不受外力作用時物體運(yùn)動所遵守的一條規(guī)律．2．慣性的表現(xiàn)形式(1)在不受力的條件下，慣性表現(xiàn)為保持原來的運(yùn)動狀態(tài)，有“惰性”的意思．(2)在受力的條件下，慣性表現(xiàn)為運(yùn)動狀態(tài)改變的難易程度，質(zhì)量越大，慣性越大，運(yùn)動狀態(tài)越難改變．3．慣性現(xiàn)象的分析方法(1)明確研究對象原來的運(yùn)動狀態(tài)．(2)明確當(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，這一部分的運(yùn)動狀態(tài)的變化情況．(3)該物體由于慣性將保持怎樣的運(yùn)動狀態(tài)，判斷最后會出現(xiàn)什么現(xiàn)象．【變式訓(xùn)練1】月球表面上的重力加速度為地球表面上的重力加速度的eq\f(1,6)，同一個飛行器在月球表面上與在地球表面上相比較()A．慣性減小eq\f(1,6)，重力不變B．慣性和重力都減小為在地球表面時的eq\f(1,6)C．慣性不變，重力減小為在地球表面時的eq\f(1,6)D．慣性和重力都不變【變式訓(xùn)練2】(2021·渝中校級期末)下列關(guān)于慣性的說法中正確的是()A．物體慣性的大小僅由質(zhì)量決定，與物體的運(yùn)動狀態(tài)和受力情況無關(guān)B．物體加速度越大，說明它的速度改變的越快，因此加速度越大的物體慣性越小C．行駛的火車速度大，剎車后向前運(yùn)動距離長，這說明物體速度越大，慣性越大D．做自由落體運(yùn)動的物體處于完全失重狀態(tài)，因此做自由落體運(yùn)動的物體無慣性三．講知識體系四．課堂練習(xí)1．下列說法正確的是()A．牛頓第一定律是科學(xué)家憑空想象出來的，沒有實(shí)驗(yàn)依據(jù)B．牛頓第一定律無法用實(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2．漫畫中的情景在公交車急剎時常會出現(xiàn)。為提醒乘客注意，公交公司征集到幾條友情提示語，其中對慣性的理解正確的是()A．站穩(wěn)扶好，克服慣性B．穩(wěn)步慢行，避免慣性C．當(dāng)心急剎，失去慣性D．謹(jǐn)防意外，慣性恒在3．如圖所示，桌面上有一上表面光滑的木塊，木塊上有一小球，快速向右水平拉動木塊，小球的位置可能落在桌面上的哪點(diǎn)()A．A點(diǎn) B．B點(diǎn)C．O點(diǎn) D．無法確定4．如圖所示，滑板運(yùn)動員沿水平地面向前滑行，在橫桿前相對于滑板豎直向上起跳，人與滑板分離，分別從橫桿的上、下通過，忽略人和滑板在運(yùn)動中受到的阻力，則運(yùn)動員()A．起跳時腳對滑板的作用力斜向后B．在空中水平方向先加速后減速C．越過桿后落在滑板的后方D．越過桿后仍落在滑板上起跳的位置5.(多選)(2021·沂水期末)關(guān)于古代先賢們對力與運(yùn)動關(guān)系的探究史實(shí)，下列說法正確的是()A．亞里士多德根據(jù)直接經(jīng)驗(yàn)得出物體的運(yùn)動需要有力來維持B．伽利略認(rèn)為在水平面上運(yùn)動的物體之所以會停下來是由于受到摩擦力的作用C．笛卡爾認(rèn)為如果運(yùn)動物體不受任何力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動D．牛頓提出了慣性定律，用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證了不受力的物體會保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)專題4.1牛頓第一定律【講】一．講核心素養(yǎng)物理觀念：明確慣性概念和牛頓第一定律的內(nèi)容。科學(xué)思維：深入理解力和運(yùn)動的關(guān)系?？茖W(xué)探究：知道伽利略理想實(shí)驗(yàn)及推理方法。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：能用慣性知識解釋有關(guān)現(xiàn)象。二．講考點(diǎn)與題型【考點(diǎn)一】理想實(shí)驗(yàn)的魅力1．伽利略的理想實(shí)驗(yàn)(1)(實(shí)驗(yàn)事實(shí))如圖所示，兩個斜面平滑地對接在一起，小球從一個斜面的某一高度自由滾下，在第二個斜面上所達(dá)到的高度同它在第一個斜面上開始滾下時的高度幾乎相等，伽利略分析高度的微小差別是由摩擦阻力引起的。(2)(科學(xué)推理)若兩個斜面均光滑，則小球一定會上升到原來的高度。(3)(科學(xué)推理)若減小第二個斜面的傾角，則小球仍然會到達(dá)相同的高度，不過，在第二個斜面上滾得遠(yuǎn)些。(4)(科學(xué)推理)若將第二個斜面放平(成為水平面)，那么小球從第一個斜面上滾下來之后，為達(dá)到原有高度，將以恒定的速度在無限長的水平面上永遠(yuǎn)不停地運(yùn)動下去。2．伽利略理想實(shí)驗(yàn)的意義(1)伽利略用“實(shí)驗(yàn)和科學(xué)推理”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)在物理學(xué)研究中的基礎(chǔ)地位。(3)揭示了力不是維持物體運(yùn)動的原因，而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因。(4)“理想實(shí)驗(yàn)”的研究方法在自然科學(xué)的理論研究中有著重要的作用。但是，“理想實(shí)驗(yàn)”的方法也有其一定的局限性，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)果來檢驗(yàn)。【例1】理想實(shí)驗(yàn)有時能更深刻地反映自然規(guī)律。伽利略設(shè)想了一個理想實(shí)驗(yàn)，下面對如圖所示的斜面實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟中，有一個是可靠事實(shí)，其余是推論。①減小第二個斜面的傾角，小球在這個斜面上仍然要達(dá)到原來的高度；②兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面；③如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫艜r的高度；④繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它變成水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速直線運(yùn)動。(1)請將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列：(填寫序號即可)。(2)將上述設(shè)想步驟中的可靠事實(shí)和理想化的推論進(jìn)行分類。屬于可靠事實(shí)的步驟是；屬于理想化推論的步驟是?！敬鸢浮?1)②③①④(2)②①③④【思路點(diǎn)撥】整個實(shí)驗(yàn)是在一定的實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，通過推理形成結(jié)論，因此要會按邏輯關(guān)系排順序。在現(xiàn)實(shí)生活中，摩擦是不可避免的，因此，凡是不考慮摩擦影響的都是理想化?！窘馕觥抠だ岳硐雽?shí)驗(yàn)是在可靠事實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的推理，將實(shí)驗(yàn)理想化，并符合物理規(guī)律，得到正確的結(jié)論。②是可靠事實(shí)，因此放在第一步，①③④是在無摩擦情況下的理想化推論。【素養(yǎng)提升】本題考查的核心素養(yǎng)是科學(xué)思維、科學(xué)探究及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。【規(guī)律方法】理解理想實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的三點(diǎn)(1)真實(shí)實(shí)驗(yàn)是一種實(shí)踐活動，是可以通過一定的實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)方法來實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)。(2)理想實(shí)驗(yàn)是一種思維活動，是抽象思維中設(shè)想出來的、無法做到的實(shí)驗(yàn)。(3)理想實(shí)驗(yàn)是以可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)的?！咀兪接?xùn)練1】(2021·北京學(xué)業(yè)考試)(多選)如圖所示的裝置可以演示伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)，裝置為兩個對接的斜面，讓小球沿左邊的斜面滑下，并滾上右邊的斜面，然后改變右邊斜面的傾角，重復(fù)操作，利用曝光頻率一定的相機(jī)拍下小球在運(yùn)動過程中的圖片，則()A．該實(shí)驗(yàn)為牛頓第一定律的提出提供了有力的依據(jù)，因此牛頓第一定律是實(shí)驗(yàn)定律B．由圖可知小球在右側(cè)的斜面上的速度逐漸減小，因此證實(shí)了“物體的運(yùn)動需要力維持”C．當(dāng)右側(cè)的斜面水平時，小球近似做勻速直線運(yùn)動，說明“如果沒有外力的作用，小球?qū)⒃谒矫嫔嫌肋h(yuǎn)運(yùn)動下去”D．如果沒有摩擦，小球在右邊的斜面上將運(yùn)動到與左邊釋放點(diǎn)相同的高度【答案】CD【解析】該實(shí)驗(yàn)為牛頓第一定律的提出，提供了有力的依據(jù)，但沒有摩擦力，只是一種假設(shè)，所以該實(shí)驗(yàn)是一種理想化實(shí)驗(yàn)，牛頓第一定律不是實(shí)驗(yàn)定律，所以A錯誤；小球在右側(cè)的斜面上的速度逐漸減小是因?yàn)槭芰Φ淖饔?，說明力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，B錯誤；根據(jù)實(shí)驗(yàn)，右側(cè)的斜面水平時，小球近似做勻速直線運(yùn)動，如果沒有外力作用，小球?qū)⒃谒矫嫔嫌肋h(yuǎn)運(yùn)動下去，故C正確；如果沒有摩擦，小球一定會上升到相同的高度，D正確?！究键c(diǎn)二】牛頓第一定律1．運(yùn)動狀態(tài)變化的三種情況(1)速度的方向不變，只有大小改變。(物體做直線運(yùn)動)(2)速度的大小不變，只有方向改變。(物體做勻速圓周運(yùn)動)(3)速度的大小和方向同時發(fā)生改變。(物體做曲線運(yùn)動)2．對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)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”，表明了物體所具有的一個重要的屬性——慣性，即物體保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，牛頓第一定律指出一切物體在任何情況下都具有慣性。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)上是揭示了力和運(yùn)動的關(guān)系，即力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動的原因。(3)反映了物體不受外力時的運(yùn)動狀態(tài)勻速直線運(yùn)動或靜止(即原來運(yùn)動的保持其速度不變，原來靜止的保持靜止)。不受外力作用的物體是不存在的，但物體所受外力的合力為零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。【例2】(2021·醴陵期末)關(guān)于牛頓第一定律，下列說法中正確的是()A．牛頓第一定律是利用邏輯思維對事物進(jìn)行分析的產(chǎn)物，不可能用實(shí)驗(yàn)直接證明B．不受力作用的物體是不存在的，故牛頓第一定律的建立毫無意義C．牛頓第一定律表明，物體只有在不受外力作用時才具有慣性D．牛頓第一定律表明，物體只有在靜止或做勻速直線運(yùn)動時才具有慣性【思路點(diǎn)撥】牛頓第一定律給出了物體不受力作用時的運(yùn)動規(guī)律，同時也說明了力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因；牛頓第一定律是牛頓在前人實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)邏輯推理得出的，是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，但又不是完全通過實(shí)驗(yàn)得出．【答案】A【解析】牛頓第一定律是牛頓在伽利略等前人實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)邏輯推理得出的，是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，但又不是完全通過實(shí)驗(yàn)得出，故A正確；雖然在地球上不受力作用的物體是不存在的，但牛頓第一定律給出了物體不受力作用時的運(yùn)動規(guī)律，是牛頓第二定律的基礎(chǔ)，也為科學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，故B錯誤；牛頓第一定律表明物體具有保持原來運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì)，即慣性，慣性的大小與物體的受力情況和運(yùn)動情況均無關(guān)，故C、D錯誤．【素養(yǎng)提升】本題考查的核心素養(yǎng)是物理觀念及科學(xué)思維?！疽?guī)律方法】力和運(yùn)動的關(guān)系(1)力的作用效果是使物體發(fā)生形變或速度發(fā)生改變，而速度的改變就意味著物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了改變，因此，力的作用效果是改變了物體的運(yùn)動狀態(tài)，也可以說“力是使物體運(yùn)動狀態(tài)改變的原因”．(2)力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，不是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，物體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變必定受到不為零的外力作用．【變式訓(xùn)練1】．(2021·北京學(xué)業(yè)考試)中國古代科技取得了輝煌的成就，在很多方面走在世界前列．例如春秋戰(zhàn)國時期，墨家的代表人物墨翟在《墨經(jīng)》中，就已對力做了比較科學(xué)的闡述：“力，刑(形)之所以奮也”．這句話的意思是：力能使物體由靜止開始運(yùn)動，或使運(yùn)動的物體運(yùn)動得越來越快．下列說法中，與墨翟對力的闡述最接近的是()A．力是維持物體運(yùn)動的原因B．力是物體位移變化的原因C．力是物體位置變化的原因D．力是物體運(yùn)動狀態(tài)改變的原因【答案】D.【解析】：由題意可知：“力，刑(形)之所以奮也”這句話的意思是：力能使物體由靜止開始運(yùn)動，或使運(yùn)動的物體運(yùn)動得越來越快，即力起到了改變物體運(yùn)動狀態(tài)的作用，與力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因相接近，故D正確，A、B、C錯誤．【變式訓(xùn)練2】．(多選)(2021·鄭州高一檢測)關(guān)于牛頓第一定律的理解正確的是()A．牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時的運(yùn)動規(guī)律B．不受外力作用時，物體的運(yùn)動狀態(tài)保持不變C．在水平地面上滑動的木塊最終停下來，是由于沒有外力維持木塊運(yùn)動D．飛跑的運(yùn)動員遇到障礙而被絆倒，這是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔闷仁顾淖冊瓉淼倪\(yùn)動狀態(tài)【答案】ABD.【解析】：牛頓第一定律描述了物體不受外力作用時的狀態(tài)，即總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，A、B正確；牛頓第一定律還揭示了力和運(yùn)動的關(guān)系，力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，不是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，在水平地面上滑動的木塊最終停下來，是由于受到摩擦阻力的作用而改變了運(yùn)動狀態(tài)，飛跑的運(yùn)動員遇到障礙而被絆倒，是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔枚淖兞嗽瓉淼倪\(yùn)動狀態(tài)，C錯誤，D正確．【例3】如圖所示，在一輛表面光滑且足夠長的小車上，有質(zhì)量為m1和m2的兩個小球(m1>m2)，兩個小球隨車一起運(yùn)動，當(dāng)車突然停止運(yùn)動時，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【思路點(diǎn)撥】①小車表面光滑且不考慮其他阻力說明小球在水平方向上不受力的作用。②兩小球隨車一起運(yùn)動說明兩小球速度相同?！敬鸢浮緽【解析】小車表面光滑，因此兩小球在水平方向上沒有受到外力的作用。原來兩個小球與小車具有相同的速度，當(dāng)車突然停止運(yùn)動時，由于慣性，兩個小球的速度不變，所以不會相碰，故B正確。【素養(yǎng)提升】本題考查的核心素養(yǎng)是物理觀念及科學(xué)思維?！疽?guī)律方法】應(yīng)用牛頓第一定律解題步驟應(yīng)用牛頓第一定律解釋有關(guān)現(xiàn)象時，一要看物體原來的運(yùn)動狀態(tài)，二要看物體現(xiàn)在的受力情況及所受合力是否為零，最后判斷由于物體具有慣性將會出現(xiàn)的現(xiàn)象?！咀兪接?xùn)練】．如圖所示，一個劈形物體M(各面均光滑)放在固定的斜面上，上表面水平，在其上表面放一個光滑小球m。劈形物體由靜止開始釋放，則小球在碰到斜面前的運(yùn)動軌跡是()A．沿斜面向下的直線B．豎直向下的直線C．無規(guī)則的曲線D．拋物線【答案】B【解析】由于小球處在物體M上，接觸面光滑，在物體M下滑過程中，小球在水平方向上不受外力作用，則小球在水平方向上沒有位移，僅沿豎直方向運(yùn)動，故B正確。【考點(diǎn)三】對慣性的理解和應(yīng)用1．慣性與質(zhì)量(1)慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性．(2)質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，質(zhì)量越大，慣性越大．2．慣性與力(1)慣性不是力，而是物體本身固有的一種性質(zhì)，始終具有且與外界條件無關(guān)；力只有在物體間相互作用時才有，離開了物體就無所謂力．因此說“物體受到了慣性作用”“產(chǎn)生了慣性”“受到慣性力”等都是錯誤的．(2)力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，慣性是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因．對同一物體，力越大，運(yùn)動狀態(tài)越易改變；慣性越大，運(yùn)動狀態(tài)越難改變．(3)慣性與物體的受力情況無關(guān)．慣性與力的區(qū)別可由下表反映慣性力物理意義物體保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)物體間的相互作用存在條件是物體本身的固有屬性，始終具有，與外界條件無關(guān)力只有在物體間發(fā)生相互作用時才有量度有大小(無具體數(shù)值，也無單位)，無方向有大小、方向、作用點(diǎn)及單位3.慣性與速度(1)速度是表示物體運(yùn)動快慢的物理量，慣性是物體本身固有的屬性．(2)一切物體都具有慣性，和物體是否有速度及速度的大小無關(guān)．【例3】(2021·湖南邵陽學(xué)業(yè)水平考試)關(guān)于慣性的大小，下面說法中正確的是()A．兩個質(zhì)量相同的物體，速度大的不容易停下來，所以速度大的物體慣性大B．在月球上舉重比在地球上容易，所以質(zhì)量相同的物體在月球上比在地球上慣性小C．推動地面上靜止的物體，要比維持這個物體做勻速運(yùn)動所需的力大，所以物體靜止時慣性大D．兩個質(zhì)量相同的物體，不論速度大小，它們的慣性的大小一定相同【思路點(diǎn)撥】慣性是物體本身的一種基本屬性，其大小只與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大、慣性越大；慣性的大小和物體是否運(yùn)動、是否受力以及運(yùn)動的快慢沒有任何關(guān)系．【答案】D【解析】物體的慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，兩個質(zhì)量相同的運(yùn)動物體，慣性大小相等，與速度和所處位置無關(guān)，故A、B、C錯誤，D正確．【素養(yǎng)提升】本題考查的核心素養(yǎng)是物理觀念及科學(xué)思維?！疽?guī)律方法】1．慣性與慣性定律(1)慣性不是慣性定律．慣性沒有條件限制，是物體的一種固有屬性．(2)慣性定律是物體不受外力作用時物體運(yùn)動所遵守的一條規(guī)律．2．慣性的表現(xiàn)形式(1)在不受力的條件下，慣性表現(xiàn)為保持原來的運(yùn)動狀態(tài)，有“惰性”的意思．(2)在受力的條件下，慣性表現(xiàn)為運(yùn)動狀態(tài)改變的難易程度，質(zhì)量越大，慣性越大，運(yùn)動狀態(tài)越難改變．3．慣性現(xiàn)象的分析方法(1)明確研究對象原來的運(yùn)動狀態(tài)．(2)明確當(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，這一部分的運(yùn)動狀態(tài)的變化情況．(3)該物體由于慣性將保持怎樣的運(yùn)動狀態(tài)，判斷最后會出現(xiàn)什么現(xiàn)象．【變式訓(xùn)練1】月球表面上的重力加速度為地球表面上的重力加速度的eq\f(1,6)，同一個飛行器在月球表面上與在地球表面上相比較()A．慣性減小eq\f(1,6)，重力不變B．慣性和重力都減小為在地球表面時的eq\f(1,6)C．慣性不變，重力減小為在地球表面時的eq\f(1,6)D．慣性和重力都不變【答案】C【解析】物體的慣性大小僅與物體的質(zhì)量有關(guān)，同一物體的質(zhì)量與它所在位置及運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，所以這個飛行器從地球到月球，其慣性大小不變。這個飛行器在月球表面上的重力為G月＝mg月＝m·eq\f(1,6)g地＝eq\f(1,6)G地，故選項C正確?！咀兪接?xùn)練2】(2021·渝中校級期末)下列關(guān)于慣性的說法中正確的是()A．物體慣性的大小僅由質(zhì)量決定，與物體的運(yùn)動狀態(tài)和受力情況無關(guān)B．物體加速度越大，說明它的速度改變的越快，因此加速度越大的物體慣性越小C．行駛的火車速度大，剎車后向前運(yùn)動距離長，這說明物體速度越大，慣性越大D．做自由落體運(yùn)動的物體處于完全失重狀態(tài)，因此做自由落體運(yùn)動的物體無慣性【答案】A.【解析】：慣性是物體的固有屬性，任何物體慣性的大小僅由質(zhì)量決定，與物體的運(yùn)動狀態(tài)和受力情況無關(guān)，故A正確；慣性大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大，與其他因素?zé)o關(guān)，故B、C錯誤；物體慣性的大小僅由質(zhì)量決定，與物體運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，故D錯誤．三．講知識體系四．課堂練習(xí)1．下列說法正確的是()A．牛頓第一定律是科學(xué)家憑空想象出來的，沒有實(shí)驗(yàn)依據(jù)B．牛頓第一定律無法用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，因此是不成立的C