第1节牛顿第一定律-【初高中·衔接直通车】2024年初升高物理衔接直通车（江苏专版）

初高中衔接直通车·物理 第四章 运动和力的关系 第1节 牛顿第一定律 新课知识学习C33② 知识点一理想斜面实验 C.不受外力作用时，物体运动状态保持不 1.伽咖利略理想实验：小球沿斜面由静止滚下， 变是由于物体具有惯性 再滚上另一斜面，如不计摩擦，小球将滚到 D.运动的物体状态发生变化时，物体必定 原高度处，减小第二个斜面的倾角，小球在 受到外力的作用 这个斜面上仍达到 ,若将斜面放 【解析】牛顿第一定律又叫惯性定律，但 平后，球将 不能说惯性定律就是惯性，惯性是指一切 2.伽利略理想实验的本质是 物体都具有保持匀速直线运动状态或静止 ,抓住事物的本质。 状态的性质，它是物体的固有性质，惯性大 3.伽利略通过“理想实验”和科学推理，得出 小仅由物体的质量决定，与物体是否受力 的结论是 及物体的运动状态无关，而惯性定律指物 知识点二 牛顿第一定律 体在不受外力作用（合外力为零）的条件下 所遵守的运动规律，它指出了力是改变物 切物体总保持 ,除非 内容 体运动状态的原因，而不是产生或雏持物 体运动的原因，总之，惯性和惯性定律是两 (1)牛顿第一定律明确了 个不同的概念，但惯性定律揭示出物体具 (2)牛顿第一定律揭示了力是改变物体运 意义 有惯性。 动状态的原因而不是维持物体运动状态 【答案】B 的原因 [对应训练] [典题例析] 1.伽利略用实验和推理推翻了流行了近两千 【例1】关于牛顿第一定律，下面说法错误 年的亚里士多德关于力和运动关系的理 的是 论，开启了物理学发展的新纪元，下列说法 A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作 与事实不相符的是 () 用时物体的运动规律 A.根据亚里土多德的论断，力是改变物体 B.牛顿第一定律就是惯性 运动状态的原因 68 第二篇高中知识预习 B.笛卡儿经研究指出：如果运动中的物体 [典题例析] 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 【例2】火车在平直轨道上匀速行驶，门窗 离原来的方向 紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落 C.伽利略通过数学推算，并用实验验证了 回车上原处，这是因为 ( 小球在斜面上从静止开始运动的位移 A.人跳起后，车厢内的空气给他向前的 与所用时间的平方成正比 力，带着他随同火车一起向前运动 D.牛顿总结伽利略等前人的经验，得出了 B.人跳起的瞬间，车厢地板给他一个向前 牛顿第一定律 的力，推动他随同火车一起向前运动 知识点三物体的惯性 C.人跳起后，车在继续向前运动，所以人 落下后必定偏后一些，只是由于时间很 1.惯性定义：物体具有保持原来 短，偏后距离太小，不明显而已 状态或静止状态的性质。 D.人跳起后直到落地，在水平方向上人和 2.对惯性的理解 车始终有相同的速度 (1)惯性是物体的固有属性，任何物体在任 【解析】人跳起后，车厢内空气给他的 何状态下都有惯性。物体的惯性与物体的 阻力很小，不足以使他随火车一起向前 地理位置、运动状态、受力情况无关。因此 运动，故A错误：人跳起时，由于惯性水 物体的惯性是不能被克服的。 平方向保持与火车相同的速度，而起跳 (2)惯性不是力，惯性是物体具有的保持匀 后，在水平方向人不受外力，做匀速直线 速直线运动状态或静止状态的性质，力是 运动，速度与火车保持相同，故B、C错 物体对物体的作用，惯性和力是两个不同 误，D正确。 的概念。 【答案】D (3)表现形式 ①在不受力的条件下，惯性表现出“保持” [对应训练] “原来的”运动状态的性质，有“惰性”的 2.在中国空间站内航天员将北京冬奥会吉祥 意思； 物冰墩墩抛出，不计空气阻力，则( ②在受力条件下，惯性表现为运动状态改 A.冰墩墩被抛出前做加速运动的过程中， 变的难易程度，质量越大，惯性越大，运动 航天员对冰墩墩的力大于冰墩墩对航 状态越难以改变。 天员的力 3.惯性的量度 B.抛出后的运动过程可以用来验证牛顿 质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越 第一定律 大，惯性越大；质量越小，惯性越小：质量不 C.冰墩墩抛出后惯性消失 变，惯性不变。 D.冰墩墩抛出后处于完全失重状态 69 初高中衔接直通车·物理 课时达标演练C 1.伽利略创造地把实验、 B.物体在粗糙的平面上减速滑行，初速度 假设和逻辑推理相结合 越大，滑行的时间越长，说明惯性的大 的科学方法，有力地促 小与速度有关 进了人类科学认识的发展。利用如图所 C.一个小球竖直上抛，抛出后能继续上 示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上 升，是因为小球运动过程中受到了向上 的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并 的推力 沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种 D.物体的惯性大小只与本身的质量有关， 粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧 质量大的物体惯性大，质量小的物体惯 斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。根 性小 据三次实验结果的对比，可以得到的最直 4.校运动会上，小龙参加了百米赛跑并荣获 接的结论是 () 冠军。关于小龙赛跑过程中的惯性，下列 A.如果斜面绝对光滑，小球将上升到与O 说法正确的是 ( 点等高的位置 A.小龙加速跑的过程中，其惯性增大 B.如果小球不受力，它将一直保持匀速运 B.小龙减速跑的过程中，其惯性减小 动或静止状态 C.小龙赛跑过程中的惯性保持不变 C.如果小球受到力的作用，它的运动状态 D.小龙跑完后停下休息时，没有惯性 将发生改变 5.下列说法正确的是 ( D.小球受到的力一定时，质量越大，它的 A.牛顿第一定律是科学家凭空想象出来 加速度越小 的，没有实验依据 2.在牛顿第一定律建立的过程中，有多位伟 B.牛顿第一定律无法用实验直接验证，因 大的科学家作出了贡献。关于科学家和他 此是不成立的 们的贡献，下列说法正确的是 ( C.理想实验的思维方法与质点概念的建 A.亚里士多德根据理想斜面实验提出力 立一样，都是一种科学抽象的思维方法 不是维持物体运动的原因 D.由牛顿第一定律可知，静止的物体一定 B.牛顿根据理想斜面实验提出力不是维 不受外力作用 持物体运动的原因 6.公交车在路口转弯前，车内广播中就要播放 C.伽利略根据理想斜面实验提出力不是 录音：“乘客们请注意，前面车辆转弯，请拉好 维持物体运动的原因 扶手。”这样可以提醒全体乘客，特别是站着 D.笛卡儿根据理想斜面实验提出力是改 的乘客，以免车辆转弯时可能 变物体运动状态的原因 A.向前倾倒 3.下列说法正确的是 B.向后倾倒 A.当物体没有受到外力作用时，才有惯性， C.向转弯的外侧倾倒 而物体受到外力作用时，就没有了惯性 D.向转弯的内侧倾倒 70 第二篇高中知识预习 7.行驶的汽车在刹车后能静止，这是因为 A.亚里士多德认为，必须有力作用在物体 上，物体的运动状态才会改变 A.汽车的惯性消失了 B.伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦 B.阻力的作用改变了汽车的运动状态 物体具有某一速度，如果它不受力，它 C.汽车的惯性小于汽车的阻力 将以这一速度永远运动下去 D.汽车在刹车过程中受到平衡力的作用 C.牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线 而静止 运动状态或静止状态的性质 8.关于牛顿第一定律的理解正确的是 D.卡文迪什用扭称实验测出了万有引力 ( 常量 A.牛顿第一定律是实验定律 B.不受外力作用时，物体的运动状态也会 10.关于惯性在实际中的应用，下列说法不正 改变 确的是 C.在水平地面上滑动的木块最终停下来， A.运动员在跳远时助跑，是为了增大起 是由于没有外力维持木块运动 跳时的惯性 D.飞跑的运动员，由于遇到障碍而被绊 B.运动员在掷标枪时助跑，是为了利用 倒，这是因为他受到的外力作用迫使他 惯性 改变原来的运动状态 C.手扶拖拉机的飞轮做得很重，是为了 9.科学家关于物体运动的研究对树立正确的 增大它转动的惯性 自然观具有重要作用。下列说法不符合历 D.战斗机在空战时，甩掉副油箱是为了 史事实的是 ( 减小惯性，提高飞行的灵活性 第2节 实验：探究加速度与力、质量的关系 新课知识学习G⑦② ◆◆◆ 知识点一实验目的与器材 知识点二实验原理与步骤 1.探究加速度与力、质量的关系。 1.实验原理 2.学会用 探究物理规律。 (1)加速度与力的关系 3.学会用图像法分析处理实验数据的方法。 保持物体的质量m不变，测量物体在不同力 F的作用下的加速度a,分析F与a的关系。 4.打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端 (2)加速度与质量的关系 附有定滑轮的长木板、小盘、重物、夹 保持物体所受的力F不变，测量不同质量 子、细绳、低压交流电源、导线、天平、 m的物体在恒力F作用下的加速度a,分 刻度尺。 析a与m的关系。 71参考答案 a、b作为一个整体，受力如图，由平 原因，故A与事实不相符：笛卡儿指出：如果运动中的 衡条件得 物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直 Fa- =40N, +2mg 线运动，既不停下来也不偏离原来的方向，故B与事实 相符：伽利略通过数学推算并用实验验证了小球在斜面 FB-8 cm xB一 上从静止开始运动的位移与所用时间的平方成正比，故 C与事实相符：牛顿总结伽利略、笛卡儿等前人的经验， F=2 ngtan60°=20v3N。 得出了牛顿第一定律，故D与事实相符。 答案2cm8cm20√3N 知识点三 14.解析(1)由题意知，当其刚开始运动时，弹簧的长度 匀速直线运动 为12cm,此时物体所受摩擦力为最大静摩擦力。此 对应训练 时弹簧仲长量为x1=12cm一8cm=4cm 2,D冰墩墩被抛出前做加速运动的过程中，航天员对冰 由胡克定律可求得F1=k1=200×0.04N=8N 墩墩的力与冰墩墩对航天员的力为一对相互作用力，大 即Fmax=F1=8N。 小相等，方向相反，故A错误：牛顿第一定律成立的条 (2)当弹簧拉着物体匀速前进时，弹簧仲长3cm。此时 件是物体不受外力或受到的合外力为0，而冰墩墩受到 弹簧的拉力等于滑动摩擦力，则滑动摩擦力大小为 的合外力不为，所以冰墩墩近似匀速前进不能验证牛 F1=F2=k.x2=200×0.03N=6N。 顿第一定律，故B错误：惯性只和物体的质量有关，质量 (3)由滑动摩擦力公式符F=FN 不变，所以惯性不变，故C错误：在忽略空气阻力情况 其中下、=mg,则动摩擦因数=2 F:6 下，冰嫩墩在运动过程中只受地琼引力作用，合外力不 =0.3。 为零，处于完全失重状态，故D正确」 答案(1)8N(2)6N(3)0.3 课时达标演练 15.解析(1)F、=0时，对物块受力分 1,A根据题意，铺垫材料粗糙程度降低时，小球上升的 析如图甲，则 最高位置升高，当斜面绝对光滑时，小球在斜面上没有 137 水平方向：FTA=FTBcOs37 能量损失，因此可以上升到与O点等高的位置，而B、C、 竖直方向：FTesin37°=mg mg D三个选项，从题目不能直接得出，故选项A正确。 联立解得FTA=80N,FTB=100N。 甲 2.C3.D4.C5.C6.C7.B (2)将A绳剪断，物块做匀速直线运 8.D牛顿第一定律不是实验定律，A错误：牛顿第一定 动，受力分析如图乙，则 律描述的是物体不受外力作用时的状态，即总保持匀速 水平方向：FTB'cos37°=F 直线运动状态或静止状态，B错误：牛頓第一定律揭示 竖直方向：FN'=ng-FTB'sin37 了力和运动的关系，力是改变物体运动状态的原因，而 且Fi=FN mg 不是维持物体运动状态的原因，在水平地面上滑动的木 代入数据解得FT:'=20N。 之 块最终停下来，是由于摩擦阻力的作用而改变了运动状 答案(1)80N100N(2)20N 态：飞跑的运动员，遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外 16.解析因为A、B一起在地面上运动，所以A与B间 力作用而改变了运动状态，C错误，D正确 是静摩擦力，而B与地面间是滑动摩擦力，所以地面对 9.A亚里士多德认为物体的运动需要力来雏持，A B的摩擦力 错误。 F地B=F=(mA十mB)g=30N 10.A惯性只与质量有关，只有改变了质量才能改变惯 方向与B相对地面的运动方向相反，即向左。 性，助跑是利用惯性，并不能改变惯性，所以选项A错 A受到绳子的拉力F=F=15N 误，选项B正确。惯性的大小由质量量度，质量越小， 惯性越小，运动状态就越容易改变，越灵活，故选项C、 由于A做匀速直线运动，由平衡条件得 D正确。 B对A的摩擦力FA=FT=15N 方向向左 第2节实验：探究加速度与力、质量的关系 由牛顿第三定律得A对B的摩擦力FB=FM=15N 新课知识学习 方向向右。 知识点一 答案30N向左15N向右 2.控制变量法 第四章运动和力的关系 对应训练 解析：(1)根据△x=aT2可得加速度 第1节牛顿第一定律 新课知识学习 a =CE-NC 4T2 知识点一 (5.08+5.49-4.65-4.22)×10 -m/s2 1.同一高度永远滚动下去 4×0.01 2.想象着把实际中存在、影响物体运动的摩擦力去掉 =0.425m/s2 3.力不是维持物体运动的原因 (2)平衡摩擦力时，应不挂重物，只让小车拖着纸带在木 知识点二 板上匀速运动，选项A错误：平衡摩擦力时，小车后面 匀速直线运动状态或静止状态作用在它上面的力迫 的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力， 使它改变这种状态力和运动的关系 选项B正确：每次改变小车的质量时，不需要重新平衡 对应训练 摩擦力，选项C正确：实验时，先接通电源，后放开小车， 1,A亚里士多德的论断，力是维持物体运动的原因，伽 选项D错误。故选BC。 利略根据理想斜面实验，发现了力不是雏持物体运动的 答案(1)0.425(2)BC -103