人教版高中物理舉一反三-必修一4.1牛頓第一定律（教師版）

4.1牛頓第一定律解析版目錄TOC\o"1-1"\h\u一、【伽利略的理想實(shí)驗(yàn)概念梳理】 1二、【牛頓第一定律概念梳理】 2【伽利略的理想實(shí)驗(yàn)概念梳理】力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的不同認(rèn)識(shí)代表人物主要觀點(diǎn)亞里士多德必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)；沒有力的作用，物體就靜止，力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因伽利略力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因笛卡兒如果運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，既不停下來也不偏離原來的方向伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)(1)理想實(shí)驗(yàn)：讓一個(gè)小球沿斜面從靜止?fàn)顟B(tài)開始向下運(yùn)動(dòng)，小球?qū)_上另一個(gè)對(duì)接的斜面。如果沒有摩擦，無論第二個(gè)斜面的傾角如何，小球?qū)⒌竭_(dá)原來的高度。若第二個(gè)斜面變?yōu)樗矫妫∏驅(qū)⒂肋h(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。【伽利略的理想實(shí)驗(yàn)舉一反三】1．關(guān)于伽利略理想實(shí)驗(yàn)，以下說法正確的是（）A．伽利略理想實(shí)驗(yàn)是假想的，是沒有科學(xué)依據(jù)的B．伽利略理想實(shí)驗(yàn)是在可靠的事實(shí)基礎(chǔ)上進(jìn)行的抽象思維而創(chuàng)造出來的一種科學(xué)推理方法，是科學(xué)研究中的一種重要方法C．伽利略的理想實(shí)驗(yàn)支持了亞里士多德的觀點(diǎn)D．現(xiàn)在，伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)已不再是理想實(shí)驗(yàn)，是可以做出的實(shí)驗(yàn)了【答案】B【詳解】AB．在伽利略研究力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系時(shí)，是在斜面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，成功地設(shè)計(jì)了理想斜面實(shí)驗(yàn)，他以實(shí)際的實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，抓住了客觀事實(shí)的主要因素，忽略了次要因素，從而能夠更深刻地揭示了自然規(guī)律因此，理想實(shí)驗(yàn)是實(shí)際實(shí)驗(yàn)的延伸，而不是實(shí)際的實(shí)驗(yàn)，是建立在實(shí)際事實(shí)基礎(chǔ)上的合乎邏輯的科學(xué)推斷，故B正確，A錯(cuò)誤；C．伽利略的理想實(shí)驗(yàn)有利地否定了亞里士多德的觀點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；D．永遠(yuǎn)也無法將摩擦力完全消除，所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)無法實(shí)現(xiàn)，只能是理想實(shí)驗(yàn)，故D錯(cuò)誤。故選B。2．在物理學(xué)的探索和發(fā)現(xiàn)過程中，科學(xué)家們運(yùn)用了許多研究方法如：微元法、理想實(shí)驗(yàn)法、控制變量法、極限思想法、類比法、科學(xué)假說法和建立物理模型法等。以下關(guān)于物理學(xué)研究方法的敘述中正確的是（）A．在不需要考慮物體本身的大小和形狀時(shí)，用質(zhì)點(diǎn)來代替物體的方法是微元法B．，當(dāng)時(shí)就可以表示物體在t時(shí)刻的瞬時(shí)速度，該定義運(yùn)用了極限思維法C．在探究加速度、力和質(zhì)量三者之間的關(guān)系時(shí)，運(yùn)用等效替代法找到三者的定量關(guān)系D．卡文迪許利用理想實(shí)驗(yàn)法說明力是改變運(yùn)動(dòng)的原因，從而推翻亞里斯多德觀點(diǎn)【答案】B【詳解】A．在不需要考慮物體本身的大小和形狀時(shí)，用質(zhì)點(diǎn)來代替物體的方法是理想模型法，故A錯(cuò)誤；B．，當(dāng)時(shí)就可以表示物體在t時(shí)刻的瞬時(shí)速度，該定義運(yùn)用了極限思維法，故B正確；C．在探究加速度、力和質(zhì)量三者之間的關(guān)系時(shí)，運(yùn)用控制變量法找到三者的定量關(guān)系，故C錯(cuò)誤；D．伽利略利用理想實(shí)驗(yàn)法說明力是改變運(yùn)動(dòng)的原因，從而推翻亞里斯多德觀點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。故選B。3．伽利略對(duì)運(yùn)動(dòng)的研究，不僅確立了許多用于描述運(yùn)動(dòng)的基本概念而且創(chuàng)立了一套對(duì)近代科學(xué)的發(fā)展極為有益的科學(xué)方法，這套科學(xué)方法包含以下幾個(gè)環(huán)節(jié)，其中排序最合理的是（）①運(yùn)用數(shù)學(xué)推理

②合理外推

③對(duì)現(xiàn)象的一般觀察

④提出猜想

⑤通過實(shí)驗(yàn)對(duì)推理進(jìn)行驗(yàn)證

⑥推廣應(yīng)用A．④②③①⑤⑥ B．③④①⑤②⑥ C．③④②①⑤⑥ D．④③①②⑤⑥【答案】B【詳解】這套科學(xué)方法包含以下幾個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)現(xiàn)象的一般觀察，提出猜想，運(yùn)用數(shù)學(xué)推理，通過實(shí)驗(yàn)對(duì)推理進(jìn)行驗(yàn)證，合理外推，推廣應(yīng)用。故選B。4．伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，做了如下的實(shí)驗(yàn)：他讓一個(gè)銅球從阻力很小（可忽略不計(jì)）的斜面上由靜止開始滾下，并且做了上百次。假設(shè)某次實(shí)驗(yàn)在固定斜面上任取三個(gè)位置A、B、C，讓小球分別由A、B、C滾下，使A、B、C與斜面底端的距離分別為s1、s2、s3，小球由A、B、C運(yùn)動(dòng)到斜面底端的時(shí)間分別為t1、t2、t3，小球由A、B、C運(yùn)動(dòng)到斜面底端時(shí)的速度分別為v1、v2、v3，則下列關(guān)系式中正確并且是伽利略用來證明小球沿光滑斜面向下運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的是（）A． B．C． D．【答案】B【詳解】A．由于小球從不同位置下滑，因此到達(dá)低端的速度不同，即A錯(cuò)誤；B．根據(jù)可知伽利略正是用這一規(guī)律說明小球沿光滑斜面下滑做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，B正確；C．從靜止開始的勻加速的運(yùn)動(dòng)，根據(jù)可知公式正確，但不是伽利略用來證明小球沿光滑斜面下滑做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式，C錯(cuò)誤；D．由于A、B、C三個(gè)位置是任意的，因此D錯(cuò)誤。故選B?！九ｎD第一定律概念梳理】1.牛頓第一定律：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)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。2.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變：物體由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)或由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止；物體的速度大小或方向改變了，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就發(fā)生了改變。慣性與質(zhì)量1.慣性：物體保持原來勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫作慣性。2.慣性的量度：質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，質(zhì)量越大，物體的慣性越大。對(duì)慣性的理解和應(yīng)用1.對(duì)慣性的理解(1)慣性的表現(xiàn)形式①當(dāng)物體不受外力(或所受合外力為零)時(shí)，慣性表現(xiàn)為保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，即原來運(yùn)動(dòng)的物體保持原來的速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，原來靜止的物體保持靜止。②當(dāng)物體受外力作用時(shí)，慣性表現(xiàn)為改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度，即物體的慣性越大運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變，物體的慣性越小運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越容易改變。(2)慣性與力的關(guān)系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(shí)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”都是錯(cuò)誤的。②力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，慣性是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。對(duì)同一物體，所受外力越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變?cè)娇欤鋺T性不變。2.利用慣性解釋現(xiàn)象根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和慣性知識(shí)判斷出現(xiàn)的現(xiàn)象，方法步驟如下：(1)明確研究的物體原來處于怎樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(2)當(dāng)外力作用在該物體的某一部分或與該物體有關(guān)聯(lián)的其他物體上時(shí)，明確這一部分或其他物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化情況。(3)明確該物體由于慣性保持怎樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，判斷最后會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?！九ｎD第一定律舉一反三】5．（多選）關(guān)于牛頓第一定律的下列說法中正確的是（）A．牛頓第一定律可用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證B．不受外力作用時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變是由于慣性C．物體受外力作用運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)沒有慣性D．由牛頓第一定律可知，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因【答案】BD【詳解】A．牛頓第一定律是利用邏輯思維對(duì)事實(shí)進(jìn)行分析的產(chǎn)物，不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，A錯(cuò)誤；B．不受外力作用時(shí)，由于物體具有慣性，仍會(huì)保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，B正確；C．一切物體均有慣性，跟物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和受不受力無關(guān)，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)牛頓第一定律可知，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，不是維持速度的原因，D正確。故選BD。6．關(guān)于牛頓第一定律，下列說法正確的是（）A．力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，沒有力的作用物體將保持靜止B．物體的速度不斷變化，表示物體必受合外力的作用C．物體如果向正北方向運(yùn)動(dòng)，其受外力方向必須指向正北D．伽利略支持力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因的觀點(diǎn)【答案】B【詳解】A．根據(jù)牛頓第一定律的內(nèi)容可以判斷力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，不受力的物體將保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B．物體的速度不斷變化，說明物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在改變，物體必然受到力的作用，故B正確；C．物體如果向正北方向運(yùn)動(dòng)，如果是勻速則不受力或受平衡力；如果是加速，所受合力向正北方向；如果是減速，所受合力向正南方向，故C錯(cuò)誤；D．伽利略推翻了力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因的觀點(diǎn)，提出力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因的觀點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。故選B。7．下列說法正確的是（）A．牛頓第一定律又稱慣性定律，所以慣性定律與慣性的實(shí)質(zhì)相同B．伽利略通過理想斜面實(shí)驗(yàn)，說明物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持C．牛頓第一定律是從實(shí)驗(yàn)中直接得出的結(jié)論D．牛頓第一定律表明，物體只有在靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)才具有慣性【答案】B【詳解】A．牛頓第一定律又稱慣性定律，但慣性定律與慣性的實(shí)質(zhì)不相同，慣性時(shí)物體的基本屬性，故A錯(cuò)誤；B．伽利略通過理想斜面實(shí)驗(yàn)，說明物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持，故B正確；C．牛頓第一定律是邏輯分析得出的結(jié)論，故C錯(cuò)誤；D．物體在任何時(shí)候都具有慣性，故D錯(cuò)誤。故選B。8．關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，以下說法正確的是（）A．物體受到的合外力為0，物體的速度一定為0B．速度越大的物體，運(yùn)動(dòng)的加速度一定越大C．物體受到的合外力不為0，則該物體的速度一定變化D．物體速度大小保持不變，則其加速度大小一定為零【答案】C【詳解】A．物體受到的合外力為0，物體可能處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可能處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，速度不一定為0，故A錯(cuò)誤；B．速度越大的物體，速度變化率不一定大，運(yùn)動(dòng)的加速度不一定大，故B錯(cuò)誤；C．物體受到的合外力不為0，受非平衡力作用，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，則該物體的速度一定變化，故C正確；D．物體速度大小保持不變，方向可能變化，則其加速度大小不一定為零，故D錯(cuò)誤。故選C。9．“天宮課堂”第四課于2023年9月21日15時(shí)45分開課，神舟十六號(hào)航天員景海鵬，朱楊柱、桂海潮在中國(guó)空間站夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙面向全國(guó)青少年進(jìn)行太空科普授課。在奇妙“乒乓球”實(shí)驗(yàn)中，航天員朱楊柱用水袋做了一顆水球，桂海潮用白毛巾包好的球拍擊球，水球被彈開。對(duì)于該實(shí)驗(yàn)說法正確的是（）

A．擊球過程中，水球所受彈力是由于水球發(fā)生形變產(chǎn)生的B．擊球過程中，水球?qū)Α扒蚺摹钡淖饔昧εc“球拍”對(duì)水球的作用力是一對(duì)平衡力C．夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)，水球體積越大其慣性越大D．夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)可進(jìn)行牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證【答案】C【詳解】A．擊球過程中，水球所受彈力是由于球拍發(fā)生形變產(chǎn)生的，故A錯(cuò)誤；B．擊球過程中，水球?qū)Α扒蚺摹钡淖饔昧εc“球拍”對(duì)水球的作用力是作用力與反作用力，故B錯(cuò)誤；C．夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)，水球體積越大，水球質(zhì)量越大，其慣性越大，故C正確；D．牛頓第一定律是理想情況，不可用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，故D錯(cuò)誤。故選C。10．關(guān)于牛頓第一定律和牛頓第三定律，下列說法正確的是（）A．牛頓第一定律表明物體在真空中才具有慣性B．牛頓第一定律說明必須有力作用在物體上，物體才能保持勻速直線運(yùn)動(dòng)C．作用力和反作用力，可能作用在同一物體上D．馬拉車加速前進(jìn)時(shí)，馬拉車的力與車?yán)R的力大小相等【答案】D【詳解】A．牛頓第一定律揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持，一切物體都具有保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，即慣性，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)牛頓第一定律，物體不受力時(shí)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止，故B錯(cuò)誤；C．作用力與反作用力大小相等，方向相反，作用在不同的物體上，故C錯(cuò)誤D．馬拉車加速前進(jìn)時(shí)，馬拉車的力與車?yán)R的力是一對(duì)相互作用力，大小相等，故D正確。故選D。11．關(guān)于力的作用效果，下列敘述中正確的是（）A．力是使物體運(yùn)動(dòng)的原因 B．力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因C．力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因 D．力只改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)【答案】B【詳解】AC．力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，力不是維持運(yùn)動(dòng)的原因，物體要運(yùn)動(dòng)，并不需要力作用在物體上，故AC錯(cuò)誤；B．物體運(yùn)動(dòng)受到阻礙，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，是因?yàn)槭艿搅Φ淖饔?，故B正確；D．力能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，力也可以使物體發(fā)生形變，故D錯(cuò)誤。故選B。12．以下說法中正確的是（）A．?dāng)S出的鉛球速度不大，所以其慣性小，可以用手去接B．用力打出的乒乓球速度很大，因此其慣性很大，不能用手去接C．相同的兩輛車，速度大的比速度小的難以停下，是因?yàn)樗俣却蟮膽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)樗俣却蟮倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化大【答案】D【詳解】AB．慣性的大小僅由質(zhì)量決定，與物體速度大小無關(guān)，故AB錯(cuò)誤；CD．相同的兩輛車慣性相同，速度大的比速度小的難以停下，是因?yàn)樗俣却蟮倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化大，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。13．一汽車在路面相同的公路上直線行駛，對(duì)車速、慣性和滑行路程討論正確的是（）A．速度越大，它的慣性越大 B．車速越大，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難以改變C．車速越大，關(guān)閉油門后，車滑行的路程越長(zhǎng) D．車速越大，關(guān)閉油門后，車滑行的路程越長(zhǎng),所以慣性越大【答案】C【詳解】AB．慣性只與物體質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大，車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難以改變，故AB錯(cuò)誤；CD．車速越大，剎車需要的時(shí)間越長(zhǎng)，剎車后滑行的位移越長(zhǎng)，但車的質(zhì)量不變，其慣性不變，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。14．（多選）下列說法正確的是A．物體的速度為零時(shí)，其加速度不一定為零B．伽利略定義了“慣性”和“力”的概念C．在空中勻速降落的空降兵受到的合力為零D．物體沒有受到力的作用，其速度的大小一定不變，但速度的方向可能改變【答案】AC【詳解】A．物體的速度為零時(shí)，加速度可以不為零；如運(yùn)動(dòng)員起跑的瞬間；故A正確；B．伽利略通過理想斜面實(shí)驗(yàn)得到力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，牛頓總結(jié)出了慣性定律