第四章 1．牛顿第一定律-【金版教程】2025-2026学年新教材高中物理必修第一册创新导学案word（教科版2019）

物理　必修　第一册 1．牛顿第一定律 1．知道伽利略理想实验的过程，知道理想实验是科学研究的重要方法。2.理解牛顿第一定律的内容及意义。3.明确惯性的概念，会用惯性解释有关现象，知道惯性的量度。 一　亚里士多德的运动理论 亚里士多德认为地面上的物体唯有依靠推、拉等外力的不断作用才能使它们运动起来，外力一旦消失，受迫运动也就停止了。 二　伽利略的研究工作 1．理想斜面实验 (1)小球沿左斜面从静止状态开始向下运动，将冲上右斜面。若摩擦可以忽略不计，小球最终会到达与左斜面同样的高度。 (2)右斜面坡度越小，小球要达到同样的高度经过的坡长就会越长。 (3)如果右斜面变成水平面，并且没有任何阻碍，小球将达不到原来的高度，就应永远运动下去。 2．伽利略的观点：原来运动的物体，如果没有其他物体的作用，将会一直保持运动下去。 3．笛卡尔的观点：不受其他物体作用时，原来运动的物体将会做匀速直线运动。 三　牛顿第一定律　惯性 1．牛顿第一定律的内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 2．惯性 (1)物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。牛顿第一定律也称为惯性定律。 (2)一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性。 四　质量是惯性大小的量度(略) 1．判一判 (1)亚里士多德认为物体的自然状态是静止，只有当它受到力的作用才会运动。(　　) (2)伽利略认为力不是维持物体运动的原因。(　　) (3)伽利略理想实验的结论是以可靠事实为基础，经科学抽象、运用分析推理得出的。(　　) (4)牛顿第一定律可以用实验直接验证。(　　) (5)物体的惯性总是以保持“原状”或反抗“改变”两种形式表现出来。(　　) (6)力无法改变物体的惯性。(　　) 提示：(1)√　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√　(6)√ 2．想一想 (1)“理想实验”能否通过科技的不断发展而变成真实的科学实验？ 提示：不能，理想实验是人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的实验。 (2)如图所示，用力踢球，球才会运动起来，能否证明有力才有运动，运动需要外力来维持？ 提示：不能，正是由于脚对球的力，改变了足球原来的运动状态(静止)，故力是改变物体运动状态的原因。而不是有力才有运动，力不是维持物体运动的原因。 探究1　伽利略的理想实验 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：关于力和运动的关系，在很长的时间里，人们都信奉亚里士多德的观点，其内容是什么？ 提示：必须有外力不断作用在物体上，物体才能运动；外力一旦消失，物体就要停止在某个地方。 活动2：根据观察，小球沿斜面向下滚动时，速度如何变化？如果向上滚动呢？由此猜想，小球沿水平面滚动时速度如何？ 提示：速度增大；速度减小；速度应该不增不减。 活动3：实际上小球沿水平面滚动时，会越来越慢，最后停下来，这是为什么？ 提示：这是因为小球受到摩擦力作用。 活动4：如图甲所示，不断改变斜面的材料，使其越来越光滑(例如由毛巾依次换成棉布、木板、玻璃)，观察到小球到达右斜面的最大高度如何变化？ 提示：越来越高。 活动5：如果斜面绝对光滑，小球能到达多高？ 提示：小球将到达与左斜面同样的高度。 活动6：如图乙所示，减小右斜面的倾角，若斜面绝对光滑，小球能到达多高？与活动5相比运动的距离如何？ 提示：小球仍能到达同样的高度；运动的距离更长。 活动7：如图丙所示，当绝对光滑的右斜面最终水平时，小球如何运动？ 提示：小球达不到原来的高度，就应永远运动下去。 活动8：将上述理想实验与亚里士多德的观点对比，你能总结出什么？ 提示：力不是维持物体运动的原因。 1．“理想实验”揭示了力不是维持物体运动的原因，物体的运动不需要力来维持。 2．“理想实验”是一种思维活动，是人们在抽象思维中设想出来的，实际上无法做到。 3．“理想实验”是一种以可靠的事实为依据，忽略次要因素，并把实验的情况合理外推到理想状态，从而揭示自然现象本质的假想实验。所以说伽利略的理想实验方法是科学的，结论是可靠的。 例1　(多选)下列关于伽利略的理想实验的叙述中正确的是(　　) A．这个实验是凭空想象的 B．这个实验虽然是想象的，但它得出的结论是可靠的 C．理想实验是一种科学方法 D．理想实验是一个纯思维实验，其正确性应该再接受实验验证 伽利略的理想实验是想象中的实验，有科学性吗？ 提示：伽利略的理想实验虽然是想象中的实验，但这个实验反映了一种物理科学方法，它是建立在可靠事实的基础之上的，以事实为依据，以抽象为指导，抓住主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示了自然规律。 [规范解答]　理想实验是一种科学方法，是一种以可靠的事实为依据，忽略次要因素，并把实验的情况合理外推到理想状态，从而揭示自然现象本质的假想实验，不能用实验验证，但由它得出的结论是可靠的，A、D错误，B、C正确。 [答案]　BC [变式训练1]　在探究物体运动的原因时，伽利略利用两个对接的斜面，一个斜面固定，让小球从固定斜面上滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面倾角逐渐改变至零，如图所示。伽利略设计这个实验的目的是为了说明(　　) A．如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度 B．即使没有摩擦，小球最终也一定会停下来 C．力不是维持物体运动的原因 D．如果物体不受力的作用就不会运动 答案：C 解析：伽利略的理想实验证明了：力不是维持物体运动的原因，即物体的运动不需要力来维持，A、B、D错误，C正确。 探究2　牛顿第一定律 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：如图甲所示，关于力和运动的关系，伽利略的结论是什么？ 提示：力不是维持物体运动的原因。 活动2：如图甲所示，考虑速度的矢量性，试进一步总结物体不受力时速度有什么特点？如果物体开始时静止呢？ 提示：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，既不会停下来，也不会偏离原来的方向，即速度的大小和方向都不变。若物体开始时静止，即速度为零，因为速度不变，所以以后仍保持静止。 活动3：如图乙、丙所示，总结力对运动有什么影响？ 提示：图乙中磁力使钢球的速度变大，图丙中磁力使钢球的速度方向改变；因此力能改变物体的速度。 活动4：结合以上活动，试总结力和运动的关系。 提示：由活动1、3可知，力不是维持物体运动的原因，而是改变物体速度的原因；由活动2可知，物体不受力时，速度不变，即物体总保持速度不变(匀速直线运动或静止)的状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 1．对牛顿第一定律的理解 (1)牛顿第一定律所描述的状态是一种不受力作用的理想状态，它是在伽利略和笛卡尔工作的基础上利用逻辑思维进行分析的产物，不可能用实验直接验证。 (2)牛顿第一定律表明当物体所受合力为零时，物体保持匀速直线运动状态或静止状态。 (3)牛顿第一定律只适用于惯性参考系，在非惯性系中不适用。 惯性参考系和非惯性系：牛顿运动定律在其中成立的参考系，称为惯性参考系，简称惯性系。地面或相对地面静止或做匀速直线运动的物体可看作惯性系，而相对地面做变速运动的物体是非惯性系。 2．牛顿第一定律的意义 (1)揭示了运动和力的关系 ①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。 ②物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态。 (2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性，即物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，因此牛顿第一定律也被叫作惯性定律。 例2　(多选)关于牛顿第一定律有下列说法，其中正确的是(　　) A．牛顿第一定律可用实验来验证 B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因 C．惯性定律与惯性的实质是相同的 D．牛顿第一定律说明物体的运动不需要力来维持 (1)牛顿第一定律描述的是什么状态？这种状态存在吗？ 提示：牛顿第一定律描述的是物体不受力时的状态，这种状态不存在，因为不受力作用的物体是不存在的。 (2)物体不受力能运动吗？ 提示：牛顿第一定律指出运动的物体不受力时保持匀速直线运动状态，所以物体的运动不需要力来维持。我们常见的物体不受力会停止，是因为我们忽略了摩擦力和空气阻力等。 [规范解答]　不受力的物体是不存在的，牛顿第一定律不是实验定律，故不能用实验来验证，A错误；牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因，B正确；牛顿第一定律又叫惯性定律，牛顿第一定律是物体遵循的规律，而惯性是物体的性质，实质是不相同的，C错误；牛顿第一定律说明物体的运动不需要力来维持，D正确。 [答案]　BD 物体运动状态改变的理解 运动状态改变即速度发生变化，有三种情况： (1)速度的方向不变，大小改变。 (2)速度的大小不变，方向改变。 (3)速度的大小和方向同时发生改变。 [变式训练2]　关于牛顿第一定律，以下说法错误的是(　　) 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．牛顿第一定律是牛顿通过大量实验总结出来的实验结论 C．牛顿第一定律说明一切物体都有惯性 D．牛顿第一定律说明力可以改变物体的运动状态 答案：B 解析：牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时的运动规律，即总保持匀速直线运动状态或静止状态，A正确；牛顿第一定律是牛顿在伽利略和笛卡尔工作的基础上，通过逻辑推理总结出来的结论，B错误；牛顿第一定律说明一切物体都有惯性，C正确；牛顿第一定律说明力可以改变物体的运动状态，D正确。本题选说法错误的，故选B。 探究3　惯性的理解和应用 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：如图甲，铅球质量越小，运动员投掷的距离越远，从运动和力的关系分析，这说明什么？ 提示：这说明铅球质量越小，越容易获得更大的速度，即运动状态越容易改变，惯性越小。 活动2：如图乙，轰炸机为了携带更多的炸弹，质量很大，但是战斗机(图丙)质量都很小，为什么？这说明了什么？ 提示：战斗机要求动作灵活，例如在极短的时间加速或转弯，以躲避来袭导弹，即战斗机要求运动状态容易改变，惯性小。说明物体的惯性大小与其质量有关。 1．大量的事例说明，不同质量的物体，惯性的大小不一样。描述物体惯性的物理量是它的质量。 2．对惯性的理解 (1)惯性与质量 ①惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。 ②质量是物体惯性大小的唯一量度。质量越大，惯性越大。 (2)惯性与力 ①惯性是物体本身固有的一种性质，因此“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”“受到惯性力”的说法都是错误的。 ②力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动状态的原因。力越大，运动状态越易改变；惯性越大，运动状态越难改变。 ③惯性与物体的受力情况无关。 (3)惯性与速度 ①速度是表示物体运动快慢的物理量，惯性是物体本身固有的性质。 ②一切物体都有惯性，惯性和物体是否有速度及速度的大小均无关。不能说“速度大惯性就大”。 (4)惯性与惯性定律 牛顿第一定律也叫惯性定律，表明了物体具有惯性，但惯性和惯性定律是不同的。惯性没有条件限制，是物体的一种固有属性。惯性定律揭示了运动和力的关系，是物体遵循的一条动力学规律。 (1)在不受力(或合力为零)的条件下，惯性表现为物体保持原来的运动状态。 (2)在受力且合力不为零的条件下，惯性表现为物体运动状态改变的难易程度。 例3　打水漂是人类最古老的游戏之一。如图所示，仅需要一块小瓦片，在手上呈水平放置后，用力使它水平飞出，瓦片擦水面飞行，不断地在水面上向前弹跳，直至下沉。下列判断正确的是(　　) A．瓦片飞出时的初速度越大，它的惯性一定越大 B．瓦片飞行时所用时间越长，它的惯性一定越大 C．瓦片飞出去的距离越长，它的惯性一定越大 D．瓦片的质量越大，它的惯性一定越大 (1)惯性与物体的运动速度有关吗？速度越大惯性越大吗？ 提示：惯性与物体的速度无关；速度越大，惯性不一定越大。 (2)物体的惯性大小由什么决定？ 提示：只由物体的质量决定。 [规范解答]　惯性是物体本身具有的一种性质，惯性的大小只与物体的质量有关，所以瓦片的质量越大，它的惯性一定越大，惯性与初速度、飞行时间、飞行距离等因素无关，A、B、C错误，D正确。 [答案]　D 利用惯性解释现象的步骤 (1)明确研究的物体原来处于怎样的运动状态。 (2)明确当外力作用在该物体的某一部分或与该物体有关联的其他物体上时，这一部分或其他物体的运动状态的变化情况。 (3)明确该物体由于惯性保持怎样的运动状态，判断最后会出现什么现象。 [变式训练3]　公交车内的横杆上挂着吊环，如图所示，当公交车沿平直公路匀速行驶时，吊环竖直下垂。下列说法正确的是(　　) A．当公交车突然加速时，吊环依然保持竖直下垂 B．当公交车突然加速时，吊环偏向车行驶方向 C．当公交车突然减速时，吊环依然保持竖直下垂 D．当公交车突然减速时，吊环偏向车行驶方向 答案：D 解析：当公交车突然加速时，吊环由于惯性，将保持原来的运动状态而偏向车行驶的反方向，故A、B错误；当公交车突然减速时，吊环由于惯性，将保持原来的运动状态而偏向车行驶的方向，故C错误，D正确。 理想实验 在研究物体运动原因的过程中，伽利略创造性地运用了一种新的研究方法——理想实验，理想实验也称为实验推理法或思想实验，其核心是把实验和逻辑推理(包括数学演算)和谐地结合起来，以可靠的事实为基础，加以逻辑推理得出结论。这种依据逻辑推理把实际实验理想化的思想也是研究物理问题的重要方法之一。“理想实验”只是一种逻辑推理的思维过程，它的作用只限于逻辑上的证明与反驳，而不能用来作为检验认识正确与否的标准，由“理想实验”所得出的任何推论，都必须由观察或实验的结果来检验。 伽利略研究物体运动原因的理想实验，其本质是想象着把实际中存在、影响物体运动的摩擦力去掉，抓住事物的本质。 在研究自由落体运动的过程中，伽利略也运用了理想实验的方法，以归谬的逻辑推理驳斥了亚里士多德“重的物体下落得快”的论断，得出“重的物体与轻的物体应该下落得同样快”的猜想。随后，伽利略采用斜面实验与推理相结合的方法研究了自由落体运动的规律(如图所示，详情见教材第二章第5节)。该斜面实验除运用理想实验，还运用放大的思想方法，“冲淡”重力。第三章观察微小形变的实验也采用了放大的思想，后续课程还会遇到这种方法的运用(例如，必修第二册引力常量的测量、必修第三册库仑的扭秤实验)。 理想实验在近代物理科学研究中也有着举足轻重的作用。例如，爱因斯坦创立狭义相对论和广义相对论、理论物理学家对量子理论本质的探索等，都用到了理想实验。 例　(多选)下列事例应用了理想实验方法的有(　　) A．用实验探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系 B．将竖直玻璃管中的空气不断抽出，羽毛和铁片下落的快慢趋于相同，由此猜测在真空中羽毛和铁片下落得同样快 C．将真空罩中的空气不断抽出，罩中铃声越来越小，由此猜测真空不能传声 D．推导v­t图像与t轴所围面积的意义时，不断增加小矩形的个数 [规范解答]　用实验探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系，没有用到理想实验法，A错误；绝对真空不可能实现，只可能无限逼近，B、C事例都是在可靠实验的基础上(真空程度越来越高时的实验现象)，通过合理外推得出猜想性的结论(绝对真空中应该出现的现象)，结论是否成立还要通过实验检验，应用了理想实验方法，B、C正确；推导v­t图像与t轴所围面积的意义时，不断增加小矩形的个数的过程中，用到了微元累积法，这种方法虽然也用到了类似理想实验法中无限逼近的思想，但是其推导过程在数学上、逻辑上严密，得出的结论是可靠的，无需由实验检验，因此与理想实验法不同，D错误。 [答案]　BC 课后课时作业 1．(物理学史)在物理学史上，正确认识运动与力的关系并且推翻“力是维持运动的原因”的物理学家和建立惯性定律的物理学家分别是(　　) A．亚里士多德、伽利略 B．亚里士多德、牛顿 C．伽利略、牛顿 D．伽利略、爱因斯坦 答案：C 解析：在物理学史上，正确认识运动与力的关系并且推翻“力是维持运动的原因”的物理学家和建立惯性定律的物理学家分别是伽利略和牛顿，故C正确。 2．(惯性、理想实验)关于惯性和理想实验，下列说法中正确的是(　　) A．静止的物体可能没有惯性 B．速度越大的物体惯性越大 C．同一物体在地球上和月球上的惯性不同 D．伽利略的斜面实验以可靠的事实为基础，并把实验探究和逻辑推理和谐地结合在一起 答案：D 解析：惯性是物体的固有属性，任何物体都具有惯性，与运动状态无关，故A错误；质量是惯性大小的唯一量度，惯性与速度、环境等因素无关，故B、C错误；伽利略的斜面实验以可靠的事实为基础，并把实验探究和逻辑推理和谐地结合在一起，故D正确。 3．(牛顿第一定律的理解)下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是(　　) A．牛顿第一定律是实验定律 B．牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的，没有实验依据 C．牛顿第一定律提出了当物体受到的合力为零时，物体将处于静止状态 D．牛顿第一定律既提出了物体不受外力作用时的运动规律，又提出了力是改变物体运动状态的原因 答案：D 解析：牛顿第一定律不是实验定律，A错误；牛顿第一定律是建立在日常经验、科学猜想、实验和推理相结合的基础上的，B错误；牛顿第一定律提出了当物体不受外力作用时，物体将处于静止状态或匀速直线运动状态，C错误；牛顿第一定律既提出了物体不受外力作用时的运动规律，又提出了力是改变物体运动状态的原因，D正确。 4．(惯性与牛顿第一定律的综合应用)如图，冰壶是冬奥会的正式比赛项目，冰壶在冰面上运动时受到的阻力很小，以下有关冰壶运动的说法正确的是(　　) A．冰壶在冰面上的运动直接验证了牛顿第一定律 B．冰壶在冰面上做运动状态不变的运动 C．冰壶在冰面上的运动说明冰壶在运动过程中惯性慢慢减小 D．冰壶在运动过程中抵抗运动状态变化的“本领”是不变的 答案：D 解析：力是改变物体运动状态的原因，冰壶在冰面上运动时受到阻力的作用，速度逐渐减小，所以并未直接验证牛顿第一定律，A、B错误；质量是惯性大小的量度，惯性与速度的大小无关，C错误；质量是惯性大小的量度，冰壶的质量不变，所以在运动过程中抵抗运动状态变化的“本领”是不变的，D正确。 5．(影响惯性大小的因素)(多选)如图所示，道路洒水对二次扬尘的污染起到了重要的抑制作用，能大幅改善城市空气质量。若洒水车在洒水过程中做匀速直线运动，则洒水车的(　　) A．运动状态保持不变 B．运动状态不断改变 C．惯性越来越大 D．惯性越来越小 答案：AD 解析：洒水车做匀速直线运动，速度大小和方向都不变，即运动状态保持不变，A正确，B错误；惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大，而随着水的洒出，洒水车的总质量在减小，故其惯性越来越小，C错误，D正确。 6．(惯性与牛顿第一定律的综合应用)(多选)在向前行驶的汽车车厢的顶部悬挂有一个挂件A，在A的正下方地板上有一点B(图中未画出)，如图所示。下列说法正确的是(　　) A．若汽车匀速行驶的过程中挂绳突然断裂，挂件A将落在B点上 B．若汽车匀速行驶的过程中挂绳突然断裂，挂件A将落在B点的后方 C．若汽车加速行驶的过程中挂绳突然断裂，挂件A将落在B点的后方 D．若汽车加速行驶的过程中挂绳突然断裂，挂件A将落在B点的前方 答案：AC 解析：若汽车匀速行驶，挂绳断裂后，挂件A由于惯性，在水平方向继续向前运动，水平速度和汽车的速度相同，故挂件A将落在其正下方的B点，A正确，B错误；若汽车加速行驶，挂绳断裂后，水平方向上挂件A继续保持原来的速度匀速运动，汽车加速行驶，其速度大于挂件的速度，故挂件A将落在B点的后方，C正确，D错误。 7．(理想实验)理想实验有时能更深刻地反映自然规律，如图所示是伽利略设计的一个理想实验： ①如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度； ②继续减小右边斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面做匀速直线运动； ③减小右边斜面的倾角，小球仍然要达到原来的高度； ④在两个对接的斜面上，让静止的小球沿左边的斜面滚下，小球将滚上右边的斜面。 (1)请将上述关于理想实验的描述按正确的逻辑顺序排列：______________(只需填写序号)。 (2)上述关于理想实验的描述中，有的属于可靠的事实，有的是理想化的推论，下列关于事实和推论的分类正确的是________。 A．①是事实，②、③和④是推论 B．②是事实，①、③和④是推论 C．③是事实，①、②和④是推论 D．④是事实，①、②和③是推论 答案：(1)④①③②　(2)D 解析：(1)伽利略设计的理想实验的步骤是：先在两个对接的斜面上，让静止的小球沿左边的斜面滚下，小球将滚上右边的斜面；如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度；接着减小右边斜面的倾角，小球仍然要达到原来的高度；继续减小右边斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面做匀速直线运动。故正确的逻辑顺序为④①③②。 (2)④是事实；①中不可能没有摩擦，为推论；③中斜面上有摩擦，小球不可能达到原来高度，是推论；因为有摩擦，②中右边斜面变成水平面时，小球不可能沿水平面做匀速直线运动，是推论。D正确。 8．(影响惯性大小的因素)对一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是(　　) A．采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车(质量不变)的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，这表明，可以通过科学手段使小质量的物体获得大惯性 B．射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性小了 C．货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性 D．摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的 答案：C 解析：质量是物体惯性大小的唯一量度，与物体的运动状态及姿态无关，故A、B、D错误，C正确。 9．(惯性现象的分析)如图甲和乙，是踩香蕉皮摔倒和一名骑行的人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的照片。下面是从物理的角度去解释这两种情境，其中正确的是(　　) A．甲图中人踩了香蕉皮摔倒是因为人的惯性变小了 B．乙图中人和车摔倒是因为雨天路面太滑 C．踩香蕉皮摔倒是因为人下半身速度大于上半身的速度 D．自行车行驶速度越大，其惯性越大，所以造成人车倒地现象 答案：C 解析：甲图中人踩了香蕉皮向后摔倒，是因为人踩到香蕉皮时，下半身的速度突然增大，而上半身由于惯性仍保持原来的速度，致使人下半身速度大于上半身的速度，所以人会向后倾倒，而不是因为人的惯性变小了，故A错误，C正确；乙图中人和车摔倒是因为车的前轮陷入水坑后前轮立刻停止，但车的后半部分与人由于惯性仍保持原来的运动状态，因此人和车将向前倾倒，故B错误；惯性只与物体的质量有关，与速度大小没有关系，故D错误。 10．(惯性与牛顿第一定律的综合应用)水平仪的主要测量装置是一个内部封有液体的玻璃管，液体中有一气泡，水平静止时，气泡位于玻璃管中央，如图1所示。一辆在水平轨道上行驶的火车车厢内水平放置两个水平仪，一个沿车头方向，一个垂直于车头方向。某时刻，气泡位置如图2所示，则此时关于火车运动的说法可能正确的是(　　) A．加速行驶，且向左转弯 B．加速行驶，且向右转弯 C．减速行驶，且向左转弯 D．减速行驶，且向右转弯 答案：B 解析：由题意可知，火车水平静止或匀速直线运动时，水平仪中的气泡位于玻璃管中央。若火车加速，气泡和液体由于惯性不会随火车立即加速，还会以原来的速度运动，有相对火车向后运动的趋势，因为气泡密度小于液体密度，所以相同体积的液体质量较大，惯性较大，更难以改变运动状态，所以气泡在液体作用下就向前移动，同理分析可知，火车减速行驶时，沿车头方向的水平仪中的气泡向后移动；若火车向右转弯，垂直于车头方向的水平仪中的气泡和液体由于惯性不会立即随火车向右运动，还会沿直线运动，所以气泡和液体有相对火车向左运动的趋势，因为相同体积气泡的惯性小于相同体积液体的惯性，所以气泡在液体的作用下相对中心位置向右移动，同理分析可知，若火车向左转弯，则垂直于车头方向的水平仪中的气泡向左移动。由题图2可知，此时刻火车应是加速行驶且向右转弯，故A、C、D错误，B正确。 14 学科网（北京）股份有限公司 $$