第04讲 运动和力的关系（第10课时）-【学考复习】2024年高中物理学业水平考试必备考点归纳与测试（江苏专用）

第04讲 力与运动的关系 第十课时 牛顿第一定律 实验：探究加速度与力、质量的关系 1、了解牛顿第一定律。 2、能操作实验：探究加速度与力、质量的关系 考点二十二、牛顿第一定律 1．力与运动关系认识历史 （1）亚里士多德：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止，力是维持物体运动的原因。 （2）伽利略：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。 ①理想斜面实验 事实：如图所示，AB、BC是两个对接的斜面，让小球从AB斜面上某高度处由静止滚下，小球将滚上BC斜面，所达到的高度略低于在AB上释放时的高度。 ②推理1：如果斜面光滑，小球将上升到原来释放时的高度。 推理2：减小右侧斜面的倾角（如BD、BE），小球在这个斜面上仍将达到同一高度，但这时它要运动得远些。 推理3：继续减小右侧斜面的倾角，最后变成水平面（如BF），小球无法达到释放时的高度，将以恒定的速率永远运动下去。 ③理想实验推论：一切运动着的物体在没有受到外力的时候，它的速度将保持不变，并且一直运动下去。即力不是维持物体运动的原因。 理想实验的意义：伽利略理想实验是以可靠的实验事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律。伽利略的研究方法的核心是把实验和逻辑推理相结合。 【典型题例1】理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠的事实和合理的推论结合起来，可以深刻地揭示自然规律．关于伽利略的理想实验，下列说法不正确的是 A．只要接触面足够光滑，物体在水平面上就能匀速运动下去 B．这个实验实际上是永远无法做到的 C．利用气垫导轨，就能使实验成功 D．虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的实验基础上的 【典型题例2】伽利略用实验和推理推翻了流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动关系的理论，开启了物理学发展的新纪元。下列说法与事实不相符的是 A．根据亚里士多德的论断，力是改变物体运动状态的原因 B．笛卡尔经研究指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向 C．伽利略通过数学推算，并用实验验证了小球在斜面上从静止开始运动的位移与所用时间的平方成正比 D．牛顿总结伽利略等前人的经验，得出了牛顿第一定律 （3）笛卡儿：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。 2．牛顿第一定律 （1）内容：一切物体总保持匀速直线运动运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 （2）意义 ①揭示了力与运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。力不是维持和产生物体运动的原因。 ②揭示了一切物体都具有的一种属性——惯性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律。 （3）理解 ①明确惯性的概念，揭示力的本质。 ②牛顿第一定律不是实验直接总结出来的，是牛顿以伽利略的理想实验为基础，加之高度的抽象思维概括总结出来的。 （4）运动状态的改变：如果物体速度的大小或方向改变了，它的运动状态就发生了改变；如果物体做匀速运动或静止，它的运动状态就没发生变化。 物体运动状态改变的三种情况： ①速度的方向不变，只有大小改变。（物体做直线运动） ②速度的大小不变，只有方向改变。（物体做匀速曲线运动） ③速度的大小和方向同时发生改变。（物体做变速曲线运动） 【典型题例3】关于运动状态与所受外力的关系，下面说法中正确的是 A．物体受到恒定的力作用时，它的运动状态不发生改变 B．物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态要发生改变 C．物体受到的合力为零时，它一定处于静止状态 D．物体的运动方向与它所受的合力的方向一定相同 【典型题例4】以下说法中不正确的是 A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律 B．不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有这样的性质，即惯性 C．在水平面上滑动的木块最终要停下来，是由于没有外力维持木块运动 D．物体运动状态发生变化时，必定受到外力的作用 【典型题例5】关于牛顿第一定律，下列说法中错误的是 A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律 B．牛顿第一定律就是惯性 C．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变是由于物体具有惯性 D．物体的运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用 3．惯性 （1）定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。 （2）惯性与质量的关系：质量是物体惯性大小唯一量度，质量大的物体惯性大，物体运动状态不容易改变，质量小的物体惯性小，运动状态容易改变。凡是有关惯性的问题都要同质量联系起来。 （3）惯性与物体的受力情况无关。 （4）一切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大小均无关。 【特别提醒】①在不受力（或合外力为