4.1 牛顿第一定律-2024-2025学年上海市高一物理必修一（沪科版2020）同步讲义

第一节 牛顿第一定律 课时聚焦 一、力与运动的关系 Comment by fj: 维持 不需要，不是 保持 代表人物 主要观点 亚里士多德 力是_____________物体运动的原因 伽利略 物体的运动___________任何力来维持，力_______维持物体运动的原因。 笛卡尔 物体将一直__________它的速度，除非有别的物体制止它或减小它的速度。 伽利略的斜面理想实验 Comment by fj: 可靠的事实，主要因素，次要因素，抽象思维，合理外推，自然规律 理想实验是以____________为根据，突出_________因素、忽略___________因素，通过抽象思维，把实验________________到实验条件无法达到的范围，从而得出结论，深刻揭示自然规律的方法。 【例 1】 伽利略通过理想斜面实验，正确地揭示了“运动和力的关系”。如图，伽利略的斜面实验有如下步骤： ①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。 ②两个对接的斜面，让小球沿一个斜面由静止滚下，小球将滚上另一个斜面。 ③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。 ④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面以恒定速度持续运动下去。 上述步骤中，有的属于可靠事实，有的则是科学推论。将这些事实和推论进行分类排序，下列正确的是（ ） A．事实②→事实①→推论③→推论④ B．事实②→推论①→推论③→推论④ C．事实②→推论①→推论④→推论③ D．事实②→推论③→推论①→推论④ 【例 2】 下列说法正确的是（ ） Comment by jing fan: D A．物体不受外力作用时，一定处于静止状态 B．要物体运动必须有力作用，没有力的作用，物体将静止 C．要物体静止必须有力作用，没有力的作用，物体将运动 D．物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态 二、牛顿第一定律 1．内容：一切物体总保持________________状态或__________________状态，除非有_____________迫使它_______这种状态。 Comment by fj: 1．匀速直线运动，静止，作用力，改变 2．（1）改变物体运动状态 （2）不受，平衡力 （3）惯性，惯性 2．意义： （1）揭示了力和运动的关系，表明力不是维持物体运动的原因，而是___________________的原因。 （2）描述了一种理想化的状态，即物体__________任何力作用的状态。我们通常看到的匀速直线运动状态和静止状态都是物体受到___________作用的结果。 （3）表明物体的运动并不需要力来维持，物体自身具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。这种性质称为___________。因此，牛顿第一定律又被称为_________定律。 【例 3】 关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（ ） Comment by jing fan: D A．牛顿第一定律是实验定律 B．惯性定律与惯性的实质是相同的 C．在水平面上滑动的木块最终停下来，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 【例 4】 【多选】下列关于物体惯性的说法中正确的是（ ） A．汽车速度越大，刹车后越难停下来，表明物体的速度越大，其惯性越大 B．汽车转弯后前进方向发生了改变，表明物体速度方向改变，其惯性也随之改变 C．被抛出的小球，尽管速度的大小和方向都改变了，但惯性不变 D．要使速度相同的沙袋在相同时间内停下来，对大沙袋用力比对小沙袋用力大，表明质量大的物体惯性大 【例 5】 “复兴号”动车在某段水平轨道上匀速行驶，高铁车厢窗台上放着一只盛满水的纸杯。若突然发现纸杯中的水向前洒出，试判断此时高铁的运动状态，并简要阐述判断依据。 Comment by fj: 高铁列车原先匀速行驶，杯中的水也随其做匀速直线运动。当列车突然减速时，运动状态发生变化，水由于惯性而相对杯子（列车）向前运动。 引导学生正确使用“物体具有惯性”的语言描述，典型错误：惯性力，笼统地说由于惯性 同步精练 一、选择题 1． 伽利略创造性地设计了如图（a）、（b）的两个斜面实验，下列说法正确的是（ ） Comment by fj: A A．图（a）中斜面倾角越小，所用时间越长，越容易测量 B．图（a）可以解释重的物体比轻的物体下落快的原因 C．图（b）实验考虑了摩擦力对物体运动的影响 D．图（b）可以说明力是维持物体运动的原因 2． 下列关于力与物体运动的说法中，正确的是（ ） A．静止或做匀速直线运动的物体，一定不受外力的作用 B．当物体的速度等于零时，物体一定处于平衡状态 C．当物体的运动状态发生变化时，物体一定受到外力作用 D．物体的运动方向一定是物体所受合外力的方向 3． 【多选】下列情形中，物体的运动状态发生变化的是（ ） A．小石块做自由落体运动 B．小球在光滑水平面上做匀速直线运动 C．汽车在转弯时速度的大小不变 D．铅球被抛出以后的运动 4． 牛顿第一定律是（ ） Comment by fj: D A．由斜面小车实验直接得到的结论 B．由理论分析得到的结论 C．建立在生活基础上的结论 D．在实验基础上，经过合理分析、推理得到的结论 5． 【多选】下列实例属于惯性现象的是（ ） A．从枪口射出的子弹在空中运动 B．奔跑的人脚被障碍物绊住就会摔倒 C．滑冰运动员停止用力后，仍能在冰上滑行一段距离 D．人在水平路面上骑自行车，为维持匀速直线运动，必须用力蹬自行车的脚踏板 6． 下列关于惯性的说法中，正确的是（ ） Comment by fj: C A．惯性是使物体保持原来运动状态的一种力 B．速度越大，物体的惯性也越大 C．不论在什么地方，质量越大，惯性也越大 D．同一物体在地球南北两极上的惯性比在赤道上的惯性大 7． 下列关于惯性的说法中，正确的是（ ） Comment by fj: A A．物体能够保持原有运动状态的性质叫惯性 B．物体不受外力作用时才有惯性 C．物体静止时有惯性，一开始运动，不再保持原有的运动状态，也就失去了惯性 D．物体静止时没有惯性，只有始终保持运动状态才有惯性 8． 有一热气球以一定的速度匀速竖直上升到某一高度时，从热气球里释放一个物体，这个物体离开热气球后将（ ） Comment by fj: C A．立即下落 B．以原来的速度永远上升 C．继续上升一段距离，然后下落 D．以上说法都不对 9． 乘坐车辆的人（包括司机）都应系好安全带。这是因为（ ） A．系好安全带可以减小惯性 B．系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害 C．系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害 D．是否系好安全带对人和车的惯性没有影响 10． 甲车快速倒车时车尾撞上静止的同型号的乙车车头，导致两车司机受伤。甲车司机、乙车司机最有可能的伤情分别是（ ） Comment by fj: C A．胸部受伤，胸部受伤 B．胸部受伤，背部受伤 C．背部受伤，胸部受伤 D．背部受伤，背部受伤 11． 如图，乘客在公交车上发现车厢顶部 A 处有一小水滴落下，并落在地板偏前方的 B 处，由此判断公交车的运动情况是（ ） Comment by fj: B后 前 A B A．向前加速运动 B．向前减速运动 C．向后匀速运动 D．向后减速运动 12． 火车在长直水平轨道上匀速行驶。门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍然落回到车上原处，这时因为（ ）。 Comment by jing fan: D 2007版沪科版练习册3.1.6 （A）人跳起后，车厢内空气给他以向前的力，带着他随着火车一起向前运动 （B）人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随着火车一起向前运动 （C）人跳起后，车还在继续向前运动，所以人落下后必定向后偏一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显而已 （D）人跳起后直到落地，在水平方向上人和车始终具有相同的速度 13． 如图，在一辆表面光滑、足够长的小车上，有质量为 ml 和 m2 的两小球（m1 > m2），两小球原来随车一起运动，当车突然停止时，如不考虑其他阻力，则两小球（ ） Comment by fj: B A．一定相碰 B．一定不相碰 C．不一定相碰 D．无法确定 14． 下面是摘自20世纪美国报纸上的一篇报道： 阿波罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中，宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话。宇航员：“汤姆，我们现在已关闭了火箭上所有的发动机，正向月球飞去。”汤姆：“你们关闭了所有的发动机，那么靠什么力量推动火箭向前运动呢？”宇航员犹豫了半天，说：“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧。” 【多选】若不计天体对火箭的引力，由上述材料可知，下列说法正确的是（ ） Comment by fj: ACD A．汤姆问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因” B．宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因” C．宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持” D．宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行 二、填空题 15． 物体做机械运动时，可用物理量________来表示物体的运动状态，物体速度的_______或_______发生变化，都称为运动状态的改变。力是改变物体________________的原因，首先指出这一点的科学家是_____________。牛顿最有影响的著作是《________________________________________》。 Comment by fj: 速度，大小，方向。运动状态，伽利略，自然哲学的数学原理 16． 惯性是物体具有的保持静止或匀速直线运动状态的性质。当汽车的受力情况改变时，其惯性________________，当汽车突然加速时，其惯性_________________。（均选填“发生变化”或“不发生变化”）。把一个物体从地球上运到月球上，它的重力_________，质量___________，它具有的惯性大小___________（均选填“改变”或“不改变”） Comment by fj: 不发生变化，不发生变化，属性，无关，有关 2021沪科版练习册4.1.2改编 三、简答题 17． 如图所示，列车起初停在车站上，水平桌面上放有一个静止的小球。突然，列车起动，人会发现小球向他滚来。 （1）判断列车的前进方向。（“向右”或“向左”） （2）解释这一现象？ Comment by fj: （1）向右 （2）小球由于惯性，保持原来的静止状态，列车带着人向前加速，就向着小球运动起来，于是就发现小球向人滚来 2021沪科版练习册4.1.8 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一节 牛顿第一定律 课时聚焦 一、力与运动的关系 代表人物 主要观点 亚里士多德 力是_____________物体运动的原因 伽利略 物体的运动___________任何力来维持，力_______维持物体运动的原因。 笛卡尔 物体将一直__________它的速度，除非有别的物体制止它或减小它的速度。 伽利略的斜面理想实验 理想实验是以____________为根据，突出_________因素、忽略___________因素，通过抽象思维，把实验________________到实验条件无法达到的范围，从而得出结论，深刻揭示自然规律的方法。 【例 1】 伽利略通过理想斜面实验，正确地揭示了“运动和力的关系”。如图，伽利略的斜面实验有如下步骤： ①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。 ②两个对接的斜面，让小球沿一个斜面由静止滚下，小球将滚上另一个斜面。 ③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。 ④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面以恒定速度持续运动下去。 上述步骤中，有的属于可靠事实，有的则是科学推论。将这些事实和推论进行分类排序，下列正确的是（ ） A．事实②→事实①→推论③→推论④ B．事实②→推论①→推论③→推论④ C．事实②→推论①→推论④→推论③ D．事实②→推论③→推论①→推论④ 【例 2】 下列说法正确的是（ ） A．物体不受外力作用时，一定处于静止状态 B．要物体运动必须有力作用，没有力的作用，物体将静止 C．要物体静止必须有力作用，没有力的作用，物体将运动 D．物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态 二、牛顿第一定律 1．内容：一切物体总保持________________状态或__________________状态，除非有_____________迫使它_______这种状态。 2．意义： （1）揭示了力和运动的关系，表明力不是维持物体运动的原因，而是___________________的原因。 （2）描述了一种理想化的状态，即物体__________任何力作用的状态。我们通常看到的匀速直线运动状态和静止状态都是物体受到___________作用的结果。 （3）表明物体的运动并不需要力来维持，物体自身具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。这种性质称为___________。因此，牛顿第一定律又被称为_________定律。 【例 3】 关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（ ） A．牛顿第一定律是实验定律 B．惯性定律与惯性的实质是相同的 C．在水平面上滑动的木块最终停下来，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 【例 4】 【多选】下列关于物体惯性的说法中正确的是（ ） A．汽车速度越大，刹车后越难停下来，表明物体的速度越大，其惯性越大 B．汽车转弯后前进方向发生了改变，表明物体速度方向改变，其惯性也随之改变 C．被抛出的小球，尽管速度的大小和方向都改变了，但惯性不变 D．要使速度相同的沙袋在相同时间内停下来，对大沙袋用力比对小沙袋用力大，表明质量大的物体惯性大 【例 5】 “复兴号”动车在某段水平轨道上匀速行驶，高铁车厢窗台上放着一只盛满水的纸杯。若突然发现纸杯中的水向前洒出，试判断此时高铁的运动状态，并简要阐述判断依据。 同步精练 一、选择题 1． 伽利略创造性地设计了如图（a）、（b）的两个斜面实验，下列说法正确的是（ ） A．图（a）中斜面倾角越小，所用时间越长，越容易测量 B．图（a）可以解释重的物体比轻的物体下落快的原因 C．图（b）实验考虑了摩擦力对物体运动的影响 D．图（b）可以说明力是维持物体运动的原因 2． 下列关于力与物体运动的说法中，正确的是（ ） A．静止或做匀速直线运动的物体，一定不受外力的作用 B．当物体的速度等于零时，物体一定处于平衡状态 C．当物体的运动状态发生变化时，物体一定受到外力作用 D．物体的运动方向一定是物体所受合外力的方向 3． 【多选】下列情形中，物体的运动状态发生变化的是（ ） A．小石块做自由落体运动 B．小球在光滑水平面上做匀速直线运动 C．汽车在转弯时速度的大小不变 D．铅球被抛出以后的运动 4． 牛顿第一定律是（ ） A．由斜面小车实验直接得到的结论 B．由理论分析得到的结论 C．建立在生活基础上的结论 D．在实验基础上，经过合理分析、推理得到的结论 5． 【多选】下列实例属于惯性现象的是（ ） A．从枪口射出的子弹在空中运动 B．奔跑的人脚被障碍物绊住就会摔倒 C．滑冰运动员停止用力后，仍能在冰上滑行一段距离 D．人在水平路面上骑自行车，为维持匀速直线运动，必须用力蹬自行车的脚踏板 6． 下列关于惯性的说法中，正确的是（ ） A．惯性是使物体保持原来运动状态的一种力 B．速度越大，物体的惯性也越大 C．不论在什么地方，质量越大，惯性也越大 D．同一物体在地球南北两极上的惯性比在赤道上的惯性大 7． 下列关于惯性的说法中，正确的是（ ） A．物体能够保持原有运动状态的性质叫惯性 B．物体不受外力作用时才有惯性 C．物体静止时有惯性，一开始运动，不再保持原有的运动状态，也就失去了惯性 D．物体静止时没有惯性，只有始终保持运动状态才有惯性 8． 有一热气球以一定的速度匀速竖直上升到某一高度时，从热气球里释放一个物体，这个物体离开热气球后将（ ） A．立即下落 B．以原来的速度永远上升 C．继续上升一段距离，然后下落 D．以上说法都不对 9． 乘坐车辆的人（包括司机）都应系好安全带。这是因为（ ） A．系好安全带可以减小惯性 B．系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害 C．系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害 D．是否系好安全带对人和车的惯性没有影响 10． 甲车快速倒车时车尾撞上静止的同型号的乙车车头，导致两车司机受伤。甲车司机、乙车司机最有可能的伤情分别是（ ） A．胸部受伤，胸部受伤 B．胸部受伤，背部受伤 C．背部受伤，胸部受伤 D．背部受伤，背部受伤 11． 如图，乘客在公交车上发现车厢顶部 A 处有一小水滴落下，并落在地板偏前方的 B 处，由此判断公交车的运动情况是（ ）后 前 A B A．向前加速运动 B．向前减速运动 C．向后匀速运动 D．向后减速运动 12． 火车在长直水平轨道上匀速行驶。门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍然落回到车上原处，这时因为（ ）。 （A）人跳起后，车厢内空气给他以向前的力，带着他随着火车一起向前运动 （B）人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随着火车一起向前运动 （C）人跳起后，车还在继续向前运动，所以人落下后必定向后偏一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显而已 （D）人跳起后直到落地，在水平方向上人和车始终具有相同的速度 13． 如图，在一辆表面光滑、足够长的小车上，有质量为 ml 和 m2 的两小球（m1 > m2），两小球原来随车一起运动，当车突然停止时，如不考虑其他阻力，则两小球（ ） A．一定相碰 B．一定不相碰 C．不一定相碰 D．无法确定 14． 下面是摘自20世纪美国报纸上的一篇报道： 阿波罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中，宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话。宇航员：“汤姆，我们现在已关闭了火箭上所有的发动机，正向月球飞去。”汤姆：“你们关闭了所有的发动机，那么靠什么力量推动火箭向前运动呢？”宇航员犹豫了半天，说：“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧。” 【多选】若不计天体对火箭的引力，由上述材料可知，下列说法正确的是（ ） A．汤姆问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因” B．宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因” C．宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持” D．宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行 二、填空题 15． 物体做机械运动时，可用物理量________来表示物体的运动状态，物体速度的_______或_______发生变化，都称为运动状态的改变。力是改变物体________________的原因，首先指出这一点的科学家是_____________。牛顿最有影响的著作是《________________________________________》。 16． 惯性是物体具有的保持静止或匀速直线运动状态的性质。当汽车的受力情况改变时，其惯性________________，当汽车突然加速时，其惯性_________________。（均选填“发生变化”或“不发生变化”）。把一个物体从地球上运到月球上，它的重力_________，质量___________，它具有的惯性大小___________（均选填“改变”或“不改变”） 三、简答题 17． 如图所示，列车起初停在车站上，水平桌面上放有一个静止的小球。突然，列车起动，人会发现小球向他滚来。 （1）判断列车的前进方向。（“向右”或“向左”） （2）解释这一现象？ 1 学科网（北京）股份有限公司 $$