暑假新高一985培優(yōu)講義：第16講 牛頓第一定律（原卷版）

第16講牛頓第一定律1.知道伽利略的理想實驗及其主要推理過程和推論，知道理想實驗是科學研究的重要方法。2.理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義。3.理解慣性的概念，知道質(zhì)量是慣性大小的量度。一、對力與運動關(guān)系的認識1.亞里士多德：必須有力作用在物體上，物體才能運動；沒有力的作用，物體就要靜止在某個地方。2.伽利略(1)理想實驗：讓小球沿斜面從靜止狀態(tài)開始運動，小球?qū)ⅰ皼_”上另一斜面。如果沒有摩擦，小球?qū)⒌竭_原來的高度；減小第二個斜面的傾角，小球仍將達到原來的高度，但它要運動得遠些；由此推斷，若將第二個斜面放平，小球?qū)⒂肋h運動下去。如圖所示。伽利略理想實驗的魅力不僅體現(xiàn)在實驗本身，更體現(xiàn)在實驗的獨特方法：在實驗事實的基礎(chǔ)上，進行合理的假設(shè)、外推。(2)結(jié)論：力不是維持物體運動的原因。3.笛卡兒：如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向。二、牛頓第一定律1.牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。2.意義：揭示了運動與力的關(guān)系，即力不是維持物體運動狀態(tài)的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因。3.物體運動狀態(tài)改變的三種情況：(1)速度的方向不變，大小改變；(2)速度的大小不變，方向改變；(3)速度的大小和方向同時改變。注意：物體做勻變速直線運動時運動狀態(tài)時刻在變，關(guān)鍵看速度是否變化，而不是看加速度，實際上只要有加速度，物體的運動狀態(tài)就改變。4.對牛頓第一定律的理解：(1)力是改變物體運動狀態(tài)的原因，物體受到力的作用它的運動狀態(tài)就一定改變，故力是改變物體運動狀態(tài)的原因。(2)牛頓第一定律描述的狀態(tài)是一種理想狀態(tài)，它是在伽利略理想實驗的基礎(chǔ)上加以科學推理和抽象得到的，不可能用實驗直接驗證，因此牛頓第一定律不是實驗定律。(3)牛頓第一定律的適用范圍為慣性參考系。三、慣性與質(zhì)量1.慣性：物體保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)叫作慣性。牛頓第一定律也被叫作慣性定律。2.慣性與質(zhì)量：決定物體慣性大小的物理量是它的質(zhì)量，質(zhì)量大的物體慣性大。說明慣性大小只由質(zhì)量大小決定，與其他因素無關(guān)。3.慣性的“三性”普遍性一切物體皆有慣性，慣性是物體的固有屬性相關(guān)性慣性僅與物體的質(zhì)量有關(guān)，與物體的受力或運動情況等無關(guān)唯一性質(zhì)量是慣性大小的唯一量度4.慣性的具體表現(xiàn)形式(1)當物體不受外力或所受合外力為零時，慣性表現(xiàn)為保持原來的運動狀態(tài)不變。原來靜止的物體保持靜止，原來運動的物體保持原來的速度繼續(xù)運動。(2)當物體受到外力作用時，慣性表現(xiàn)為改變運動狀態(tài)的難易程度，物體的慣性越大，它的運動狀態(tài)越難改變?？键c一：伽利略理想斜面實驗【例1】如圖為伽利略著名的理想斜面實驗示意圖。讓小球沿光滑斜面從左側(cè)某一高度滾下時，無論右側(cè)斜面坡度如何，它都會沿斜面上升到與出發(fā)點幾乎等高的地方。斜面傾角越小，小球運動到同一高度所經(jīng)歷的路程越遠。當斜面傾角逐漸減小到零，右側(cè)變?yōu)樗矫鏁r，小球?qū)榱诉_到那個永遠無法達到的高度而一直運動下去。針對這一實驗以下說法正確的是（）A．該實驗揭示了小球具有慣性B．說明物體的運動需要力維持C．該實驗無真實實驗基礎(chǔ)，是單純靠邏輯推理進行的D．該實驗體現(xiàn)了實驗研究和邏輯推理相結(jié)合探索自然規(guī)律的科學方法考點二：牛頓第一定律【例2】如圖所示，楔形物體的各表面光滑，上表面水平，放在固定的斜面上。在的水平上表面放一光滑小球，后釋放，則小球在碰到斜面前的運動軌跡是（）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．拋物線考點三：慣性與質(zhì)量【例3】關(guān)于慣性，下列說法正確的是（）A．汽車運動的速度越大越不容易停下來，是因為汽車運動的速度越大慣性越大B．運動員投擲標槍時，用力越大，標槍飛行越遠，說明力越大慣性越大C．把手中的球由靜止釋放，球受重力而豎直下落，說明球沒有慣性D．物體慣性的大小僅與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量大的慣性大1．如圖所示，理想實驗有時更能深刻地反映自然規(guī)律，伽利略設(shè)想的理想實驗中的幾個主要步驟如下：①兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面②如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫艜r的高度③減小第二個斜面的傾角，小球在這斜面上仍然要達到原來的高度④繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運動在上述的步驟中，有的屬于可靠的事實，有的則是理想化的推論，下列關(guān)于事實和推論的分類正確的是（）

A．①是事實，②③④是推論B．②是事實，①③④是推論C．③是事實，①②④是推論D．④是事實，①②③是推論2．春秋末年，齊國著作《考工記》記載：“馬力既竭，猶能一取焉”。意思是馬對車不施加拉力了，車還能繼續(xù)向前運動，這是關(guān)于慣性的最早記述。下列說法正確的是（）A．“馬力既竭”時，車沒有慣性B．“馬力既竭”時，車的慣性減少C．“馬力既竭”時，車還能繼續(xù)向前運動，說明力不是維持物體運動的原因D．“馬力既竭”時，車最終能停下來，說明力不是改變物體運動狀態(tài)的原因3．牛頓第一定律揭示了物體的運動狀態(tài)與所受外力的關(guān)系，下列說法中正確的是（）A．物體受到恒定的合力作用時，它的運動狀態(tài)不發(fā)生改變B．物體受到不為零的合力作用時，它的運動狀態(tài)要發(fā)生改變C．物體受到的合力為零時，它一定處于靜止狀態(tài)D．物體受到不為零的合力作用時，運動狀態(tài)不一定改變4．關(guān)于牛頓定律，下列說法正確的是（）A．牛頓通過理想斜面實驗得出力是維持物體運動狀態(tài)的原因B．伽利略和笛卡爾的思想觀點對牛頓第一定律的建立做出了基礎(chǔ)性的貢獻C．牛頓第一定律又被稱為慣性定律，它指出物體的速度越大，慣性越大D．牛頓第三定律指出先有作用力，后有反作用力5．2019年12月27號，被稱為“胖五”的中國“最強火箭”長征五號圓滿完成發(fā)射任務。下列有關(guān)說法正確的是（）A．火箭點火后，速度變化越大，則加速度越大B．火箭發(fā)射瞬間，速度為零，加速度不為零C．火箭進入太空后，慣性消失D．火箭升空后，加速越來越大，慣性也越來越大6．《道路交通安全法》規(guī)定，電動車不得違法載人，其原因是（）A．電動車載人后，整體質(zhì)量增大，速度變大B．電動車載人后，整體質(zhì)量增大，加速度變大C．電動車載人后，整體質(zhì)量增大，慣性變大D．電動車載人后，整體質(zhì)量增大，慣性變小7．2000年國際乒聯(lián)將乒乓球由小球改為大球，改變前直徑是0.038m，質(zhì)量是2.50g；改變后直徑是0.040m，質(zhì)量是2.70g。對此，下列說法正確的是（）A．球的直徑大了，所以慣性大了，球的運動狀態(tài)更難改變B．球的質(zhì)量大了，所以慣性大了，球的運動狀態(tài)更難改變C．球的直徑大了，所以慣性大了，球的運動狀態(tài)更容易改變D．球的質(zhì)量大了，所以慣性大了，球的運動狀態(tài)更容易改變8．大型油罐車內(nèi)的油在運輸過程中極易發(fā)生涌動（如圖1），為了防止油涌動導致車體重心急劇變化的危害，在油罐車內(nèi)部設(shè)置了一些固定擋板（如圖2）。則下列說法正確的是（）A．油罐車向前啟動時，由于慣性，油罐內(nèi)的油將向前涌動B．油罐車內(nèi)設(shè)置擋板，減小了油罐內(nèi)的油的慣性C．油罐車在變速行駛過程中容易涌動，是油罐內(nèi)的油慣性不斷變化引起的D．油罐車在平直道路上勻速前進時，即使沒有擋板油也幾乎不會涌動1．關(guān)于牛頓第一定律，下列說法正確的是（）A．牛頓第一定律是通過伽利略“理想實驗”的驗證后建立起來的B．牛頓第一定律表明，力是維持物體運動狀態(tài)的原因C．牛頓第一定律表明，慣性是維持物體運動狀態(tài)的原因D．牛頓第一定律表明，物體只有在靜止時才具有慣性，物體做勻變速直線運動不具有慣性2．如圖所示，冰壺比賽是冬奧會的正式比賽項目，冰壺在冰面上運動時受到的阻力較小，以下關(guān)于比賽中冰壺運動的說法正確的是（）A．離手后，水平方向上冰壺受到摩擦力和運動員對冰壺的推力B．豎直方向上冰壺受到的重力和支持力是一對相互作用力C．冰壺在冰面上的運動直接驗證了牛頓第一定律D．冰壺在運動過程中抵抗運動狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”是不變的3．在物理學發(fā)展史上，伽利略、牛頓等許多科學家為物理學的發(fā)展做出了巨大貢獻。下列關(guān)于力和運動的說法正確的是（）A．人在沿直線勻速前進的車廂內(nèi)豎直向上跳起后，將落在車廂內(nèi)的起跳點B．兩匹馬拉車比一匹馬拉車跑得快，這說明物體受的力越大，運動速度越大C．汽車剎車時，速度大難以剎停，速度小容易剎停，這說明物體的速度越大，慣性越大D．一個運動的物體，如果不再受力了，它總會逐漸停下來，這說明運動需要力來維持4．如圖所示，在光滑水平面上有一密閉水箱，其中水的密度為ρ0，A、B、C三個小球的密度分別為ρ0，ρ0，ρ0，均用細線系在水箱中，開始時水箱靜止，細線豎直，現(xiàn)用力向右突然拉動水箱的瞬間，則（）A．細線均豎直B．A線左傾，C線右傾，B線豎直C．細線均左傾D．A線右傾，C線左傾，B線豎直5．如圖所示，大人和小孩拔河，大人保持靜止卻能輕松把小孩拉過來。不計繩子的質(zhì)量，下列說法中正確的是（

）A．小孩被拉動后就失去了慣性B．大人保持靜止是因為慣性增大了C．大人對繩子的拉力大于小孩對繩子的拉力D．大人對繩子的拉力與小孩對繩子的拉力大小相等6．足球運動被稱為“世界第一運動”，2022年卡塔爾世界杯得到全球球迷的關(guān)注。小小足球蘊含著無窮魅力，下列關(guān)于足球的物理知識說法正確的是（）A．踢出去的足球仍能繼續(xù)飛行，是因為足球受到慣性力的緣故B．踢出去的足球速度在不斷變化，其慣性不變C．宇宙飛船中的足球處于完全失重狀態(tài)，所以沒有慣性D．足球的慣性只有在足球速度改變時才表現(xiàn)出來7．關(guān)于慣性，下列說法正確的是（）A．在貨車上加裝限速器，其目的是使速度減小，慣性也減小B．宇航員在航天器中因失重而處于飄浮狀態(tài)，所以沒有慣性C．戰(zhàn)斗機戰(zhàn)斗前拋棄副油箱，是為了減小戰(zhàn)斗機的慣性，提高作戰(zhàn)性能D．公交車急剎車時站在車內(nèi)的乘客摔