4.1 牛顿第一定律（3知识点+4题型+巩固提升）-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册讲与练

4.1 牛顿第一定律 知识点1：伽利略理想斜面实验☆☆ 1 知识点2：牛顿第一定律　惯性☆☆ 2 知识点3：惯性与质量☆☆ 2 题型1：伽利略理想斜面实验 3 题型2：对力与运动关系的理解 4 题型3：应用牛顿第一定律分析问题 4 题型4：对惯性概念的理解 5 【巩固提高】 5 考情揭秘 素养点击 基本考察点 力与运动的关系；惯性；牛顿第一定律； 1. 体会伽利略理想实验的思想和方法，知道相关物理学史的内容； 2. 理解惯性的概念，解释惯性的有关现象； 3. 理解牛顿第一定律，掌握其分析、应用求解方法。 热点及难点 物理学史、惯性、牛顿第一定律及伽利略理想实验。 题型及难度 选择题为主，难度中等偏易。 高考中地位 一般不单独命题，动力学内容的基础。 知识点1：伽利略理想斜面实验☆☆ 1. 历史上对力和运动关系的认识 （1）亚里士多德观点 运动分为自然运动和受迫运动。前者中是说轻的物体向上运动，重的物体向下运动，这样的运动无须外力的帮助，它自身就能实现；后者是说地面上的物体必须依靠外力的不断作用才能维持，外力一旦消失，运动也就停止了。 （2）伽利略观点 在地面上运动的物体之所以会停下来，是因为摩擦力的缘故。如果没有任何阻力，物体就会永远运动下去，从而否定了亚里士多德关于运动和力关系的错误认识。 （3）笛卡尔的贡献 与伽利略同时代的物理学家、数学家、哲学家笛卡尔进一步完善了伽利略的观点，指出：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。 2. 伽利略理想斜面实验的方法和意义 【实验情景】如图所示，让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个斜面； 推论1：如果没有摩擦力，小球将上升到相同的高度； 推论2：减小第二个斜面的倾角，小球通过更长的路程，仍然到达相同的高度； 推论3：减小第二个斜面的倾角，最终使它水平，小球再也达不到原来的高度，将沿水平面一直运动下去 【实验结论】力不是维持物体运动状态的原因 【实验意义】①伽利略用“实验+科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点；②第一次确定了物理实验在研究过程中的基层地位；③揭示了力不是维持物体运动状态的原因。 知识点2：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. 对牛顿第一定律的理解 牛顿第一定律的含义 提出惯性的概念。物体保持静止或匀速直线运动状态的的性质，叫做惯性。 揭示了力与运动的关系。力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因； 物体不受外力时保存原来的运动状态，可以把“不受外力”拓展延伸为“所受外力的合力为0” 注意事项 牛顿第一定律源于伽利略的理想斜面实验，不是实验定律 牛顿第一定律不是实验定律，它是在理想实验的基础上科学推理出来的，在实践中时正确的 牛顿第一定律是普遍规律，适用于一切物体 知识点3：惯性与质量☆☆ 1. 定义：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. 惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，物体的运动不需要力来维持。 3．惯性大小的量度 （1）理想化抽象：惯性定律是理想化抽象思维的产物，是无法直接用实验严格验证的。但它反映了自然界的规律和本质。 （2）惯性的量度：质量是惯性大小的唯一量度，与物体是否运动和物体的速度无关。 题型1：伽利略理想斜面实验 【典例1】伽利略曾用如图所示的“理想实验”来研究力与运动的关系，则下列符合实验事实的是（　　） A．小球由静止开始释放，“冲”上对接的斜面 B．小球会上升到原来释放时的高度 C．减小斜面的倾角θ，小球仍然能到达原来的高度 D．继续减小斜面的倾角θ，最后使它成水平面，小球沿水平面永远运动下去 【变式1-1】伽利略是伟大的意大利物理学家，他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。伽利略的理想实验为牛顿建立牛顿第一定律奠定了基础。伽利略的斜面理想实验（如图所示）的意义在于（　　） A．证明了力是维持物体运动的原因 B．证明了沿斜面滚下的小球，到了水平面上就做匀速直线运动 C．证明了沿斜面滚下的小球，能滚到另一个斜内面上相同的高度 D．证明了维持物体运动不需要力 【变式1-2】伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的研究方法。图（a）、（b）分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（　　） A．图（a）通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持 B．图（a）中的斜面是完全光滑的 C．图（b）实验中因为不存在没有摩擦阻力的斜面，所以该实验结论与实际不符 D．图（b）的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持的结论 题型2：对力与运动关系的理解 【典例2】（23-24高一上·山西长治·期末）在我国悠久的历史长河中，古人在认识自然的过程中提出的一些观点与现今的物理学理论相符合，甚至要比西方早几百年。例如《墨经》中指出：“力，行之所以奋也”，意思是力可以使物体由静到动。下列关于此句话的理解正确的是（　　） A．有力作用物体一定能运动起来 B．没有力作用物体就一定处于静止状态 C．力是改变物体运动状态的原因 D．物体的运动必须要力来维持 【变式2-2】（多选）关于运动状态与所受外力的关系，下列说法正确的是（　　） 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，它可能处于静止状态 D．物体的运动方向与它所受的合力的方向可能相同 题型3：应用牛顿第一定律分析问题 【典例3】（23-24高一上·吉林·期末）图甲是小李因踩到香蕉皮而摔倒的情景，图乙是小张因被石头绊到而摔倒的情景，则下列说法正确的是（　　） A．小李摔倒是因为下半身的速度小于上半身的速度 B．小张摔倒是因为脚的速度变为0，上半身仍保持原来的运动状态 C．人行走越快越容易摔倒，因此速度越大，人的惯性越大 D．小李摔倒是因为小李的惯性变小了 【变式3-1】（22-23高一上·上海浦东新·期末）当汽车突然起动的时候，由于乘客具有 ，他会向跟车行 的方向倾倒；向北行驶的汽车突然向西拐弯时，车上的乘客会向 倾倒。 【变式3-2】（23-24高一上·福建厦门·期末）如图所示，一个盛满水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴着一个铁球和一个乒乓球。容器中的水、铁球和乒乓球都处于静止状态。当容器随小车突然向右运动时，铁球相对于小车向 运动，乒乓球相对于小车向 运动。（选填“左”、“右”） 题型4：对惯性概念的理解 【典例4】一辆小车正在平直的路面上向前匀速行驶，车厢顶部通过细线系有一个小球，如果小球突然向前摆动，则说明小车正在 ；如果小球突然向后摆动，则说明小车正在 ；如果小球突然向左侧摆动，则说明小车正在 ；如果小球突然向右侧摆动，则说明小车正在 。 【变式4-1】（24-25高一上·全国·）晒被子时，敲打被子，被子向前运动，被子上所附着的灰尘由于 保持静止状态，于是从被子上脱离。 【变式4-2】（24-25高三上·上海松江·阶段练习）如图所示，小车静止在水平轨道上，在桌上放一根柱子标记小车中间的初始位置。快速将水平轨道向左拉动一下，小车将在柱子的 （选填“左边”“中间”或“右边”），其理由是： 。 一、单选题 1．（23-24高一上·江西赣州·开学考试）关于运动和力，下列说法正确的是（　　） A．踢出去的足球在空中不受力的作用 B．玩滑雪板时尽量降低重心，是为了增加板对地面的压力 C．在匀速直线行驶的列车上，人竖直跳起后仍会落到原地 D．沿水平面用力推木箱，推力越大，木箱受到的摩擦力越大 2．（24-25高一上·湖南·开学考试）小天站在水平方向运动的滑板车上不再蹬地，滑板车最终会停下来。下列说法正确的是（　　） A．滑板车停下来是因为没有动力维持运动 B．滑板车停下来是因为受到阻力的作用 C．滑板车的惯性随着速度的减小而减小 D．如果一切外力突然消失，滑行的滑板车会马上静止 3．（23-24高一下·湖南株洲·期末）下列说法中正确的是（　　） A．飞机投弹时，如果当目标在飞机的正下方时投下炸弹，恰好能击中目标 B．地球由西向东自转，你向上跳起来以后，还会落在原地，而不落到原地的西边 C．我国道路交通安全法规定，在各种小型车辆里乘坐的人必须系好安全带，是为了减小惯性 D．向上抛出的物体，在空中向上运动时，肯定受到了向上的作用力，否则它不可能向上运动 4．（24-25高一上·四川南充·开学考试）如图所示，小车在水平推力作用下向前运动，下列说法正确的是（    ） A．小车所受重力与水平面受到的压力是一对平衡力 B．小车在水平方向上受到推力和阻力的作用 C．撤去推力后，小车仍会前进一段距离是因为小车受到惯性 D．撤去推力后，小车最终停下来说明运动需要力来维持 5．（24-25高一上·全国·单元测试）关于下列四幅图的叙述正确的是（　　） A．图甲中，公路上对各类汽车都有限速，是因为汽车速度越大惯性越大 B．图乙中，马拉着车在水平路面上做加速运动，则马对车的拉力大于车对马的拉力 C．图丙中，伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律，是为了“冲淡”重力，便于测量运动时间 D．图丁中，伽利略利用“斜面实验”装置，结合逻辑推理，来验证力是维持物体运动的原因 6．理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，能更深刻地反映自然规律。下面是伽利略设想的一个理想实验的几个步骤：①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然能达到原来的高度 ②两个斜面对接，让小球沿一个斜面从静止状态开始向下运动，小球将“冲”上另一个斜面 ③如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度 ④继续减小第二个斜面的倾角，直至水平，小球将沿水平面做持续的匀速运动 这几个步骤正确的排列顺序是（　　） A．①③②④ B．③②①④ C．②①④③ D．②③①④ 7．（24-25高一上·全国·）学校春季运动会海报图文并茂，其中有三幅图描述了几个项目中运动员的运动情况，下列几种说法正确的是（　　） A．用力踢足球，足球会飞出去，说明力能使物体运动状态发生改变 B．投篮球时，篮球脱手后地球对篮球有力的作用，篮球对地球没有力的作用，所以篮球落到地上 C．击出的羽毛球能在空中继续飞行，是由于羽毛球具有向前的冲力 D．图中的三种情况，球一直在运动，说明持续受到运动员的力的作用 二、多选题 8．（24-25高三上·海南省直辖县级单位·阶段练习）提出与“力不是维持物体运动的原因”观点相同或相接近的科学家是（　　） A．亚里士多德 B．牛顿 C．卡文迪什 D．伽利略 9．（23-24高一上·山东日照·期末）下列生活情境中，利用了物体的惯性的是（　　） A．图甲中，迅速敲击压在中性笔下方的纸条可以将纸条抽出，而中性笔屹立不倒 B．图乙中，运输玻璃瓶时，玻璃瓶需要用很厚的泡沫塑料包装 C．图丙中，乘坐交通工具时，要正确系好安全带 D．图丁中，榔头松动后，可以将锤柄朝下，在地面上磕几下 10．（23-24高一上·甘肃庆阳·期末）两轮自平衡电动车具有运动灵活，操作简单，绿色环保等优点，如图所示，下列分析正确的是（　　） A．自平衡电动车运动灵活是因为惯性比较小 B．轮胎上凹凸不平的花纹是为了增加运动时的摩擦力 C．自平衡电动车及人受到的重力和对地面的压力是一对平衡力 D．地面对自平衡电动车的支持力是由于自平衡电动车发生形变而产生的 11．（23-24高一上·陕西西安·期末）物理学是集科学知识、科学方法和科学思维为一体的学科。下列有关科学思维方法的叙述正确的有（　　） A．图甲利用“微小量放大法”观察桌面的微小形变 B．图乙伽利略斜面实验采用了“理想化模型法” C．图丙将看成、的合力，采用了“控制变量法” D．图丁把匀变速直线运动的图像分成很多小段，每小段近似看作匀速直线运动，把各小段的位移相加代表物体在内总位移，采用了“等效替代法” 三、实验题 12．科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段。在研究和解决问题过程中，不仅需要相应的知识，还要注意运用科学方法。理想实验有时更能深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是经验事实，其余是推论。 ①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度 ②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，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，小球要沿水平面作持续的匀速运动 (1)上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列应为 (2)在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论，其中 是事实， 是推论。 13．（23-24高一上·湖南株洲·开学考试）小珠为探究“运动与力的关系”，设计了如图所示的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上，观察小车在水平面上滑行的距离。    （1）为了使小车滑到水平面时的 相同，实验时应让小车从同一斜面的同一高度滑下。 （2）比较甲、乙、丙三次实验，发现阻力越小，小车滑行的距离就越远，说明小车运动的速度改变得越 （选填“快”或“慢”）。 （3）伽利略对类似的实验进行了分析，并进一步推测：如果水平面光滑，小车在运动时不受阻力，则小车将在水平面上做 运动。说明运动的物体不需要力来维持。 （4）牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律，该定律 。 A．能用实验直接验证 B．不能用实验直接验证，所以不能确定这个定律是否正确 C．是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括得出的 四、解答题 14．（23-24高一上·全国·课时练习）佳琪同学在乘坐公交车时，遭遇了如图所示的情况。报纸对此事进行了相关报道。本报讯　今天清晨6：30，21路公交车在行驶途中遇险，司机紧急刹车，有三名站在后排的乘客由于突然刹车失去惯性向前急冲而受伤……请你根据所学知识回答下列问题。 （1）分析此时公交车的运动状态，并解释产生此现象的原因。 （2）指出这则报道中的错误之处。    15．如图所示，一较高木块在小车上和小车一起做匀速直线运动，当小车碰到一障碍物的瞬间（设小车碰后立即停下），则： （1）若小车上表面粗糙，则木块将如何运动？ （2）若小车上表面光滑，则木块将如何运动？    学科网（北京）股份有限公司第 1 页 共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 4.1 牛顿第一定律 知识点1：伽利略理想斜面实验☆☆ 1 知识点2：牛顿第一定律　惯性☆☆ 2 知识点3：惯性与质量☆☆ 2 题型1：伽利略理想斜面实验 3 题型2：对力与运动关系的理解 4 题型3：应用牛顿第一定律分析问题 5 题型4：对惯性概念的理解 6 【巩固提高】 7 考情揭秘 素养点击 基本考察点 力与运动的关系；惯性；牛顿第一定律； 1. 体会伽利略理想实验的思想和方法，知道相关物理学史的内容； 2. 理解惯性的概念，解释惯性的有关现象； 3. 理解牛顿第一定律，掌握其分析、应用求解方法。 热点及难点 物理学史、惯性、牛顿第一定律及伽利略理想实验。 题型及难度 选择题为主，难度中等偏易。 高考中地位 一般不单独命题，动力学内容的基础。 知识点1：伽利略理想斜面实验☆☆ 1. 历史上对力和运动关系的认识 （1）亚里士多德观点 运动分为自然运动和受迫运动。前者中是说轻的物体向上运动，重的物体向下运动，这样的运动无须外力的帮助，它自身就能实现；后者是说地面上的物体必须依靠外力的不断作用才能维持，外力一旦消失，运动也就停止了。 （2）伽利略观点 在地面上运动的物体之所以会停下来，是因为摩擦力的缘故。如果没有任何阻力，物体就会永远运动下去，从而否定了亚里士多德关于运动和力关系的错误认识。 （3）笛卡尔的贡献 与伽利略同时代的物理学家、数学家、哲学家笛卡尔进一步完善了伽利略的观点，指出：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。 2. 伽利略理想斜面实验的方法和意义 【实验情景】如图所示，让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个斜面； 推论1：如果没有摩擦力，小球将上升到相同的高度； 推论2：减小第二个斜面的倾角，小球通过更长的路程，仍然到达相同的高度； 推论3：减小第二个斜面的倾角，最终使它水平，小球再也达不到原来的高度，将沿水平面一直运动下去 【实验结论】力不是维持物体运动状态的原因 【实验意义】①伽利略用“实验+科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点；②第一次确定了物理实验在研究过程中的基层地位；③揭示了力不是维持物体运动状态的原因。 知识点2：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. 对牛顿第一定律的理解 牛顿第一定律的含义 提出惯性的概念。物体保持静止或匀速直线运动状态的的性质，叫做惯性。 揭示了力与运动的关系。力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因； 物体不受外力时保存原来的运动状态，可以把“不受外力”拓展延伸为“所受外力的合力为0” 注意事项 牛顿第一定律源于伽利略的理想斜面实验，不是实验定律 牛顿第一定律不是实验定律，它是在理想实验的基础上科学推理出来的，在实践中时正确的 牛顿第一定律是普遍规律，适用于一切物体 知识点3：惯性与质量☆☆ 1. 定义：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. 惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，物体的运动不需要力来维持。 3．惯性大小的量度 （1）理想化抽象：惯性定律是理想化抽象思维的产物，是无法直接用实验严格验证的。但它反映了自然界的规律和本质。 （2）惯性的量度：质量是惯性大小的唯一量度，与物体是否运动和物体的速度无关。 题型1：伽利略理想斜面实验 【典例1】伽利略曾用如图所示的“理想实验”来研究力与运动的关系，则下列符合实验事实的是（　　） A．小球由静止开始释放，“冲”上对接的斜面 B．小球会上升到原来释放时的高度 C．减小斜面的倾角θ，小球仍然能到达原来的高度 D．继续减小斜面的倾角θ，最后使它成水平面，小球沿水平面永远运动下去 【答案】A 【详解】A．小球由静止开始释放，“冲”上对接的斜面，这是事实，故A正确； B．因为生活中没有无摩擦的轨道，所以小球上升到原来释放时的高度为推理，故B错误； C．减小斜面的倾角θ，小球仍然到达原来的高度是在B项的基础上进一步推理，故C错误； D．继续减小斜面的倾角θ，最后使它成水平面，小球沿水平面永远运动下去，是在C项的基础上继续推理得出的结论，故D错误。 故选A。 【变式1-1】伽利略是伟大的意大利物理学家，他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。伽利略的理想实验为牛顿建立牛顿第一定律奠定了基础。伽利略的斜面理想实验（如图所示）的意义在于（　　） A．证明了力是维持物体运动的原因 B．证明了沿斜面滚下的小球，到了水平面上就做匀速直线运动 C．证明了沿斜面滚下的小球，能滚到另一个斜内面上相同的高度 D．证明了维持物体运动不需要力 【答案】D 【详解】伽利略的理想斜面实验证明力不是维持物体运动的原因，没有力作用的物体能保持原来的运动状态。 故选D。 【变式1-2】伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的研究方法。图（a）、（b）分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（　　） A．图（a）通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持 B．图（a）中的斜面是完全光滑的 C．图（b）实验中因为不存在没有摩擦阻力的斜面，所以该实验结论与实际不符 D．图（b）的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持的结论 【答案】D 【详解】A．图（a）通过对小球在斜面上运动的研究，合理外推得自由落体运动为匀变速直线运动的结论，故A错误； B．图（a）中的斜面不可能是完全光滑的，选项B错误； C．图（b）实验中因为不存在没有摩擦阻力的斜面，小球不可能上升到等高的位置，但是通过合理外推得出的实验结论同样与实际相符，选项C错误； D．图（b）的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持的结论，选项D正确。 故选D。 题型2：对力与运动关系的理解 【典例2】（23-24高一上·山西长治·期末）在我国悠久的历史长河中，古人在认识自然的过程中提出的一些观点与现今的物理学理论相符合，甚至要比西方早几百年。例如《墨经》中指出：“力，行之所以奋也”，意思是力可以使物体由静到动。下列关于此句话的理解正确的是（　　） A．有力作用物体一定能运动起来 B．没有力作用物体就一定处于静止状态 C．力是改变物体运动状态的原因 D．物体的运动必须要力来维持 【答案】C 【详解】ACD．由牛顿第一定律可知，力是改变物体运动状态的原因，运动是不需要力来维持，C正确，AD错误； B．没有力作用，物体可能处于静止或匀速运动状态，B错误。 故选C。 【变式2-1】（23-24高一上·上海宝山·期末）运动着的物体，若所受的一切力突然同时消失，那么它将（    ） A．立即停止 B．做匀速直线运动 C．惯性增加 D．惯性减小 【答案】B 【详解】AB．根据牛顿第一定律可知，运动着的物体，若所受的一切力突然同时消失，它将会以原来的速度做匀速直线运动，A错误，B正确； CD．惯性只有物体本身的质量决定，与运动状态无关，CD均错误。 故选B。 【变式2-2】（多选）关于运动状态与所受外力的关系，下列说法正确的是（　　） 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，它可能处于静止状态 D．物体的运动方向与它所受的合力的方向可能相同 【答案】BCD 【详解】AB．是改变物体运动状态的原因，只要物体受力（合力不为零），它的运动状态就一定会改变，故A错误，B正确； C．物体不受力或合力为零，其运动状态一定不变，处于静止状态或勺速直线运动状态，故C正确； D．物体的运动方向与它所受合力的方向可能相同，也可能相反，还可能不在一条直线上，故D正确。 故选BCD。 题型3：应用牛顿第一定律分析问题 【典例3】（23-24高一上·吉林·期末）图甲是小李因踩到香蕉皮而摔倒的情景，图乙是小张因被石头绊到而摔倒的情景，则下列说法正确的是（　　） A．小李摔倒是因为下半身的速度小于上半身的速度 B．小张摔倒是因为脚的速度变为0，上半身仍保持原来的运动状态 C．人行走越快越容易摔倒，因此速度越大，人的惯性越大 D．小李摔倒是因为小李的惯性变小了 【答案】B 【详解】A．小李摔倒是因为小李的脚受到的摩擦力突然变小，脚不能立刻停下来，脚向前滑，由于惯性，上半身还要保持原来的运动状态，人下半身的速度大于上半身的速度，所以人会向后倾倒，故A错误； B．小张摔倒是因为小张的脚被石头绊到后立即静止，小张的上半身由于惯性仍保持原来的运动状态，小张向前摔倒，故B正确； CD．惯性只与物体的质量有关，与速度无关，故CD错误。 故选B。 【变式3-1】（22-23高一上·上海浦东新·期末）当汽车突然起动的时候，由于乘客具有 ，他会向跟车行 的方向倾倒；向北行驶的汽车突然向西拐弯时，车上的乘客会向 倾倒。 【答案】 惯性 相反 北 【详解】[1] [2] 当汽车突然起动的时候，由于乘客具有惯性，他会向跟车行相反的方向倾倒；因为下半身与车有力的作用，随车运动起来，但上半身由于惯性，保持原来的静止状态，他会向跟车行相反的方向倾倒。 [3] 向北行驶的汽车突然向西拐弯时，车上的乘客会因为惯性保持原来的运动状态，向北倾倒。 【变式3-2】（23-24高一上·福建厦门·期末）如图所示，一个盛满水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴着一个铁球和一个乒乓球。容器中的水、铁球和乒乓球都处于静止状态。当容器随小车突然向右运动时，铁球相对于小车向 运动，乒乓球相对于小车向 运动。（选填“左”、“右”） 【答案】 左 右 【详解】[1]铁球的质量大于相同体积的水的质量，即铁球的惯性大于相同体积的水的惯性，根据牛顿第一定律可知，相对于相同体积的水，铁球的运动状态改变的难度大一些，即当容器随小车突然向右运动时，铁球相对于小车向左运动； [2]乒乓球的质量小于相同体积的水的质量，即乒乓球的惯性小于相同体积的水的惯性，根据牛顿第一定律可知，相对于相同体积的水，乒乓球的运动状态改变的难度小一些，即当容器随小车突然向右运动时，乒乓球相对于小车向右运动。 题型4：对惯性概念的理解 【典例4】一辆小车正在平直的路面上向前匀速行驶，车厢顶部通过细线系有一个小球，如果小球突然向前摆动，则说明小车正在 ；如果小球突然向后摆动，则说明小车正在 ；如果小球突然向左侧摆动，则说明小车正在 ；如果小球突然向右侧摆动，则说明小车正在 。 【答案】 减速 加速 右转弯 左转弯 【详解】[1][2][3][4]小车匀速行驶时，小球和车厢保持相对静止状态，当小车改变运动状态时，小球由于惯性仍要保持原来的运动状态，则如果小球突然向前摆动，则说明小车正在减速；如果小球突然向后摆动，则说明小车正在加速；如果小球突然向左侧摆动，则说明小车正在右转弯；如果小球突然向右侧摆动，则说明小车正在左转弯。 【变式4-1】（24-25高一上·全国·）晒被子时，敲打被子，被子向前运动，被子上所附着的灰尘由于 保持静止状态，于是从被子上脱离。 【答案】惯性 【详解】晒被子时，敲打被子，被子向前运动，被子上所附着的灰尘由于惯性保持静止状态，于是从被子上脱离。 【变式4-2】（24-25高三上·上海松江·阶段练习）如图所示，小车静止在水平轨道上，在桌上放一根柱子标记小车中间的初始位置。快速将水平轨道向左拉动一下，小车将在柱子的 （选填“左边”“中间”或“右边”），其理由是： 。 【答案】 中间 见解析 【详解】[1][2]原来小车和轨道都保持静止，快速将水平轨道向左拉动一下，小车由于具有惯性，仍保持原来的静止状态，所以小车将仍然在柱子的中间位置。 一、单选题 1．（23-24高一上·江西赣州·开学考试）关于运动和力，下列说法正确的是（　　） A．踢出去的足球在空中不受力的作用 B．玩滑雪板时尽量降低重心，是为了增加板对地面的压力 C．在匀速直线行驶的列车上，人竖直跳起后仍会落到原地 D．沿水平面用力推木箱，推力越大，木箱受到的摩擦力越大 【答案】C 【详解】A．踢出去的足球在空中受到重力的作用，故A错误； B．玩滑雪板时尽量降低重心，板对地面的压力不会增加，这样做是为了增加人的稳定程度，不易摔例，故B错误； C．在匀速直线行驶的列车上，人竖直跳起，人由于有惯性，要保持原来的速度向前运动，由于车是匀速直线运动，车也保持相同的速度向前运动，故人竖直跳起后仍会落到原地，故C正确； D．沿水平面用力推木箱，在木箱没有推动之前，木箱受到平衡力作用，水平方向上只受到推力和摩擦力，推力等于摩擦力，推力越大摩擦力越大，木箱一旦推动，物体对地面的压力等于重力，保持不变，接触面粗糙程度不变，物体受到的滑动摩擦力不变，若推力再增加，物体就要加速运动，故D错误。 故选C。 2．（24-25高一上·湖南·开学考试）小天站在水平方向运动的滑板车上不再蹬地，滑板车最终会停下来。下列说法正确的是（　　） A．滑板车停下来是因为没有动力维持运动 B．滑板车停下来是因为受到阻力的作用 C．滑板车的惯性随着速度的减小而减小 D．如果一切外力突然消失，滑行的滑板车会马上静止 【答案】B 【详解】ABD.滑板车停了下来是因为受到阻力的影响，物体的运动不需要力来维持，因为当运动物体不受任何外力时会保持匀速直线运动状态，故AD错误，B正确； C.惯性的大小由质量决定，与速度无关，故C错误。 故选B。 3．（23-24高一下·湖南株洲·期末）下列说法中正确的是（　　） A．飞机投弹时，如果当目标在飞机的正下方时投下炸弹，恰好能击中目标 B．地球由西向东自转，你向上跳起来以后，还会落在原地，而不落到原地的西边 C．我国道路交通安全法规定，在各种小型车辆里乘坐的人必须系好安全带，是为了减小惯性 D．向上抛出的物体，在空中向上运动时，肯定受到了向上的作用力，否则它不可能向上运动 【答案】B 【详解】A．不能击中目标。因为炸弹被投下时，由于惯性，具有与飞机相同的水平速度，如果目标是静止的，炸弹就会落到目标的前方，故A错误； B．因为当你跳起时，由于惯性，你仍有与地面相同的速度，所以还落在原地，而不会落在原地的西边，故B正确； C．如果不系安全带，当紧急刹车或发生交通事故时，车因受到制动力或撞击而突然改变运动状态，而人因惯性仍然向原方向运动，人和车发生相对运动，会发生危险。系上安全带后，人虽然因惯性向前运动，但受安全带的约束，增加了安全系数，惯性只与物体的质量有关，不能减小，但可以减小惯性带来的危害，故C错误； D．物体以一定速度向上抛出，在空中向上运动，是由于物体具有惯性而继续向上运动，不是因为受到了向上的力的作用，故D错误。 故选B。 4．（24-25高一上·四川南充·开学考试）如图所示，小车在水平推力作用下向前运动，下列说法正确的是（    ） A．小车所受重力与水平面受到的压力是一对平衡力 B．小车在水平方向上受到推力和阻力的作用 C．撤去推力后，小车仍会前进一段距离是因为小车受到惯性 D．撤去推力后，小车最终停下来说明运动需要力来维持 【答案】B 【详解】A．小车所受重力方向竖直向下，小车对水平面的压力方向竖直向下，两个力的受力物体不同，所以这两个力不是一对平衡力，故A错误； B．小车在水平方向运动，受到推力和阻力的作用，故B正确； C．惯性是物体的一种性质，不能说受到惯性，故C错误； D．撤去推力后，小车在阻力的作用下最终停下来，说明力是改变物体运动状态的原因，故D错误。 故选B。 5．（24-25高一上·全国·单元测试）关于下列四幅图的叙述正确的是（　　） A．图甲中，公路上对各类汽车都有限速，是因为汽车速度越大惯性越大 B．图乙中，马拉着车在水平路面上做加速运动，则马对车的拉力大于车对马的拉力 C．图丙中，伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律，是为了“冲淡”重力，便于测量运动时间 D．图丁中，伽利略利用“斜面实验”装置，结合逻辑推理，来验证力是维持物体运动的原因 【答案】C 【详解】A．质量是惯性大小的唯一量度，速度与惯性大小无关，选项A错误； B．马对车的拉力和车对马的拉力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律知，其大小相等，选项B错误； C．伽利略的“斜面实验”是为了“冲淡”重力，便于测量运动时间，选项C正确； D．伽利略利用“斜面实验”装置，结合逻辑推理，说明力是改变物体运动的原因，选项D错误。 故选C。 6．理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，能更深刻地反映自然规律。下面是伽利略设想的一个理想实验的几个步骤：①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然能达到原来的高度 ②两个斜面对接，让小球沿一个斜面从静止状态开始向下运动，小球将“冲”上另一个斜面 ③如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度 ④继续减小第二个斜面的倾角，直至水平，小球将沿水平面做持续的匀速运动 这几个步骤正确的排列顺序是（　　） A．①③②④ B．③②①④ C．②①④③ D．②③①④ 【答案】D 【详解】根据实验事实②得出实验结果：如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度，即③，进一步假设若减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度，即得出①，继续减小角度，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持续匀速运动，即④，所以几个步骤正确的排列顺序是②③①④。 故选D。 7．（24-25高一上·全国·）学校春季运动会海报图文并茂，其中有三幅图描述了几个项目中运动员的运动情况，下列几种说法正确的是（　　） A．用力踢足球，足球会飞出去，说明力能使物体运动状态发生改变 B．投篮球时，篮球脱手后地球对篮球有力的作用，篮球对地球没有力的作用，所以篮球落到地上 C．击出的羽毛球能在空中继续飞行，是由于羽毛球具有向前的冲力 D．图中的三种情况，球一直在运动，说明持续受到运动员的力的作用 【答案】A 【详解】A．力是改变物体运动状态的原因，故A正确； B．力是物体间的相互作用，地球对篮球有力的作用，篮球对地球也有力的作用，故B错误； C．羽毛球在空中继续飞行，是由于惯性，而不是受到了向前的冲力，故C错误； D．三种情况中，球飞出时，已经不受运动员的作用力了，故D错误。 故选A。 二、多选题 8．（24-25高三上·海南省直辖县级单位·阶段练习）提出与“力不是维持物体运动的原因”观点相同或相接近的科学家是（　　） A．亚里士多德 B．牛顿 C．卡文迪什 D．伽利略 【答案】BD 【详解】提出与“力不是维持物体运动的原因”观点相同或相接近的科学家是伽利略和牛顿。 故选BD。 9．（23-24高一上·山东日照·期末）下列生活情境中，利用了物体的惯性的是（　　） A．图甲中，迅速敲击压在中性笔下方的纸条可以将纸条抽出，而中性笔屹立不倒 B．图乙中，运输玻璃瓶时，玻璃瓶需要用很厚的泡沫塑料包装 C．图丙中，乘坐交通工具时，要正确系好安全带 D．图丁中，榔头松动后，可以将锤柄朝下，在地面上磕几下 【答案】AD 【详解】A．图甲中，迅速敲击压在中性笔下方的纸条可以将纸条抽出，而中性笔屹立不倒，这是利用了物体的惯性，使中性笔保持原来的静止状态，故A符合题意； B．图乙中，运输玻璃瓶时，玻璃瓶需要用很厚的泡沫塑料包装，是防止玻璃瓶由于惯性而破碎，故B不符合题意； C．图丙中，乘坐交通工具时应系安全带，是防止交通工具紧急刹车时，由于具有惯性而带来的危害，故C不符合题意； D．图丁中，紧固锤头时撞击锤柄的下端，锤柄停止运动，而锤头由于惯性继续向下运动，所以就套紧在锤柄上了，这一过程利用了锤头的惯性，故D符合题意。 故选AD。 10．（23-24高一上·甘肃庆阳·期末）两轮自平衡电动车具有运动灵活，操作简单，绿色环保等优点，如图所示，下列分析正确的是（　　） A．自平衡电动车运动灵活是因为惯性比较小 B．轮胎上凹凸不平的花纹是为了增加运动时的摩擦力 C．自平衡电动车及人受到的重力和对地面的压力是一对平衡力 D．地面对自平衡电动车的支持力是由于自平衡电动车发生形变而产生的 【答案】AB 【详解】A．由于自平衡电动车的质量较小，惯性较小，运动状态容易改变，因此自平衡电动车运动灵活是因为惯性比较小，故A正确； B．轮胎上凹凸不平的花纹是为了增大车与地面之间的粗糙程度，增加运动时的摩擦力，故B正确； C．自平衡电动车及人受到的重力作用在自平衡电动车及人上，对地面的压力作用在地面上，明显分别作用在两个不同的物体上，所以这两个力不是一对平衡力，故C错误； D．地面对自平衡电动车的支持力是由于地面发生形变而产生的，故D错误。 故选AB。 11．（23-24高一上·陕西西安·期末）物理学是集科学知识、科学方法和科学思维为一体的学科。下列有关科学思维方法的叙述正确的有（　　） A．图甲利用“微小量放大法”观察桌面的微小形变 B．图乙伽利略斜面实验采用了“理想化模型法” C．图丙将看成、的合力，采用了“控制变量法” D．图丁把匀变速直线运动的图像分成很多小段，每小段近似看作匀速直线运动，把各小段的位移相加代表物体在内总位移，采用了“等效替代法” 【答案】AB 【详解】A．图甲利用“微小量放大法”观察桌面的微小形变，故A正确； B．图乙伽利略的斜面实验是在可靠的事实为基础上，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，推理得出结论，采用了“理想化模型法”，故B正确； C．图丙将看成、的合力，采用了“等效替代法”，故C错误； D．图丁把匀变速直线运动的图像分成很多小段，每小段近似看作匀速直线运动，把各小段的位移相加代表物体在内总位移，采用了“微元法”，故D错误。 故选AB。 三、实验题 12．科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段。在研究和解决问题过程中，不仅需要相应的知识，还要注意运用科学方法。理想实验有时更能深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是经验事实，其余是推论。 ①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度 ②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，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，小球要沿水平面作持续的匀速运动 (1)上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列应为 (2)在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论，其中 是事实， 是推论。 【答案】(1)②③①④ (2) ② ③①④ 【详解】（1）整个实验是在一定的实验事实的基础上通过推理形成结论，所以合理的实验顺序为②③①④。 （2）[1]伽利略理想实验中，实验步骤②可靠的实验事实基础。 [2]由于现实生活中，小球在斜面上滚动时不可能不受摩擦力的作用，所以实验步骤③①④都是对实验现象的合理推理。 13．（23-24高一上·湖南株洲·开学考试）小珠为探究“运动与力的关系”，设计了如图所示的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上，观察小车在水平面上滑行的距离。    （1）为了使小车滑到水平面时的 相同，实验时应让小车从同一斜面的同一高度滑下。 （2）比较甲、乙、丙三次实验，发现阻力越小，小车滑行的距离就越远，说明小车运动的速度改变得越 （选填“快”或“慢”）。 （3）伽利略对类似的实验进行了分析，并进一步推测：如果水平面光滑，小车在运动时不受阻力，则小车将在水平面上做 运动。说明运动的物体不需要力来维持。 （4）牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律，该定律 。 A．能用实验直接验证 B．不能用实验直接验证，所以不能确定这个定律是否正确 C．是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括得出的 【答案】 速度 慢 匀速直线 C 【详解】（1）[1]为了使小车滑到水平面时的速度相同，实验时应让小车从同一斜面的同一高度滑下。 （2）[2]小车滑行的距离越远，说明小车运动的速度改变得越慢； （3）[3]如果水平面光滑，小车在运动时不受阻力，则小车将在水平面上做匀速直线运动； （4）[4]实际中不存在不受力的物体，牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括得出的，不能用实验直接验证，但是个正确的定律。 故选C。 四、解答题 14．（23-24高一上·全国·课时练习）佳琪同学在乘坐公交车时，遭遇了如图所示的情况。报纸对此事进行了相关报道。本报讯　今天清晨6：30，21路公交车在行驶途中遇险，司机紧急刹车，有三名站在后排的乘客由于突然刹车失去惯性向前急冲而受伤……请你根据所学知识回答下列问题。 （1）分析此时公交车的运动状态，并解释产生此现象的原因。 （2）指出这则报道中的错误之处。    【答案】（1）惯性；（2）突然刹车失去惯性 【详解】（1）人体前倾，当车突然刹车减速或向后倒车时，人的下半身随车一起运动状态发生改变，人的上半身因为惯性保持原来的运动状态而身体前倾，公交车的运动状态是：公交车突然刹车或突然减速；报道所指现象的原因是：惯性。 （2）当公交车突然刹车时，公交车和乘客的脚同时受到阻力的作用而停止运动，而乘客的上半身因为惯性继续保持向前的运动状态而向前倾倒；惯性是物体的固有属性，取决于物体的质量，与物体的运动状态无关，报道中的“突然失去惯性”说法是错误的。 15．如图所示，一较高木块在小车上和小车一起做匀速直线运动，当小车碰到一障碍物的瞬间（设小车碰后立即停下），则： （1）若小车上表面粗糙，则木块将如何运动？ （2）若小车上表面光滑，则木块将如何运动？    【答案】（1）木块将向右倾倒；（2）木块将向右做匀速直线运动 【详解】（1）当小车遇到障碍物时，小车将停下。如果上表面粗糙，则木块上部由于惯性将继续前进向右运动，木块下部虽然也要继续向右运动，但下部受到一个向左的摩擦力，使得下部的运动状态发生改变，很快停止，故此时木块将向右倾倒。 （2）当小车遇到障碍物时，小车将停下。如果小车上表面光滑，则木块下部不受摩擦力，此时整个木块都将由于惯性而保持向右的匀速直线运动状态。 学科网（北京）股份有限公司第 1 页 共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 $$