4.1 牛顿第一定律 导学案 -2024-2025学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册

粤教版（2019）必修第一册导学案 4.1 牛顿第一定律 一、关于运动和力的关系的认识 1．亚里士多德的研究 亚里士多德从日常生活经验出发：必须 ，物体才能运动；没有力的作用，物体就要 ，他得出结论，力是 的原因。 2．伽利略的研究 （1）伽利略认为，运动的物体之所以会停下来是因为 的作用。 （2）理想斜面实验：如图所示，让静止的小球从第一个斜面滚下，冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到 。减小第二个斜面的倾角，小球运动的距离增大，但所到达的高度 。当第二个斜面放平，小球将 。 （3）推理结论：力 （填“是”或“不是”）维持物体运动的原因。 （4）意义：伽利略的理想实验是想象着把实际存在影响物体运动的 去掉，抓住事物的 ，这种依据 把实际实验理想化的思想是研究物理问题的重要方法之一。 伽利略第一次确定了物理实验在物理研究中的基础地位。 3．笛卡儿的观点：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以 沿 运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。 【答案】 有力作用在物体上 静止在某个地方 维持物体运动 摩擦力 原来的高度 相同 永远运动下去 不是 摩擦力 本质 逻辑推理 同一速度 同一直线 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。 例2.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。 二、牛顿第一定律　 1．牛顿第一定律 (1)内容：一切物体总保持匀速直线运动　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揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律也叫惯性　定律； ②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，即力是产生加速度　的原因。 2．对牛顿第一定律的两点说明 (1)理想化状态：牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态，而物体不受外力的情形是不存在的。在实际情况中，如果物体所受的合外力等于零，与物体不受外力时的表现是相同的。 (2)与牛顿第二定律的关系：牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的。牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律。 例1.由牛顿第一定律可知（　　） A．惯性和质量没有关系 B．力停止作用后，物体的运动就要停止 C．物体做变速运动时，可以没有外力作用 D．力是改变物体运动的原因 【答案】D 【详解】A．一切物体都有惯性，物体质量越大，惯性越大，故A错误； B．力停止作用后，但由于物体具有惯性，物体仍要保持原来的运动状态，所以物体不会停止运动，故B错误； C．物体做变速运动时，由于速度改变，则一定有加速度，一定受外力作用，故C错误； D．力是改变物体运动状态的原因，故D正确。 故选D。 例2.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。 例3.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。 例4.（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。 例5.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。 三．惯性 (1)定义：物体具有的保持原来匀速直线运动　状态或静止状态的性质。 (2)量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大　，质量小的物体惯性小　。 (3)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关　。 4．惯性的两种表现形式 (1)保持“原状”：物体在不受力或所受合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态(静止或匀速直线运动)。 (2)反抗改变：物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度。惯性越大，物体的运动状态越难以被改变。 例1.车辆的惯性是造成许多交通事故的原因。下列交通规则与惯性无关的是（　　） A．系安全带 B．保持车距 C．限速行驶 D．靠右行驶 【答案】D 【详解】A．系安全带可以防止人由于惯性而发生事故； B．保持车距可以防止车由于惯性向前运动而发生事故； C．限速行驶是为了防止因车速过快使刹车距离变长而产生事故； D．车辆刹车后，车辆靠右行驶是为了有序行驶而制定的规则。 本题考查与惯性无关的，故选D。 例2.如图所示，正在行驶的火车车厢内，有一人相对车厢由静止释放一小球，则小球（　　） A．不可能落在A处 B．不可能落在B处 C．不可能落在C处 D．落在何处取决于车厢的运动情况 【答案】D 【详解】惯性是物体的一种特性，是指物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。在做匀速直线运动的车厢上，由于具有惯性，小球要保持原来的运动状态，即匀速直线运动状态，所以小球落下的位置在B点；若汽车做匀加速运动，则落在A点，若汽车做匀减速运动，则落在C点，所以落在ABC点都有可能。 故选D。 例3.一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。 一、单选题 1．（24-25高一上·天津南开·开学考试）如图所示，一只氢气球用细线固定在车厢内，小车匀速向右行驶时细线竖直，当小车急速刹车时，氢气球将（　　） A．向左偏 B．向右偏 C．保持竖直 D．无法判断 【答案】A 【详解】当小车急刹车时，空气和氢气球都会因为惯性而向右运动。但是相同体积下，空气的质量大于氢气的质量，所以此时空气的惯性比氢气的惯性大，即空气会挤到氢气球的右侧，故氢气球会向左偏。 故选A 。 2．（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。 3．（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。 4．（22-23高一上·北京丰台·期末）理想实验是依据逻辑推理把实际实验理想化，从而揭示现象本质的一种研究方法。为了说明运动和力的关系，伽利略设计了如图所示的实验。下列说法正确的是（　　） A．“当球沿斜面向下滚动时，它的速度增大；向上滚动时，速度减小”，这是逻辑推理 B．“小球沿右侧斜面向上运动时，如果没有摩擦，小球将到达原来的高度”，这是实际实验现象 C．“小球沿右侧斜面向上运动时，斜面倾角减小，小球在斜面上运动的距离更长”，这是实际实验现象 D．“右侧斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去”，这是实际实验现象 【答案】C 【详解】A．“当球沿斜面向下滚动时，它的速度增大；向上滚动时，速度减小”，这是实验实事，不是逻辑推理，故A错误； B．“小球沿右侧斜面向上运动时，如果没有摩擦，小球将到达原来的高度”，这是逻辑推理，故B错误； C．“小球沿右侧斜面向上运动时，斜面倾角减小，小球在斜面上运动的距离更长”，这是实际实验现象，故C正确； D．“右侧斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去”，这是逻辑推理，故D错误。 故选C。 5．（12-13高一上·江苏宿迁·期末）伽利略的理想斜面实验（如图所示）将可靠的事实与理论思维结合起来，能更深刻地反映自然规律，有关的实验程序内容如下： （1）减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍能达到原来的高度； （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，小球将上升到原来的高度； （4）继续减小第二个斜面的倾角，最后使它变成水平面，小球沿水平面做持续的匀速运动． 请按程序先后次序排列，并指出它究竟属于可靠事实，还是通过思维过程的推论，下列选项中正确的是（数字表示上述程序的号码） 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3 推论1 推论4 D．事实2  推论1  推论4 【答案】C 【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），在现实生活中我们看到，如果小球从一端滚下，一定会滚到另一侧，故（2）是事实，故C正确，ABD错误。 6．（24-25高三上·广东广州·阶段练习）在刚结束的巴黎奥运会，郑钦文获得女单网球冠军，创造历史性的一刻。如图所示，郑钦文把飞来的网球击打回去，落到了对方场内，则下列说法正确的是（　　） A．飞来的网球速度越大，惯性越大 B．球被打飞回去，是因为力是维持物体运动状态的原因 C．若球拍没有击打球，则球会保持原来的运动状态不变 D．球拍对球的弹力，是因为球拍发生弹性形变而产生的 【答案】D 【详解】A．物体的惯性只由质量决定，与物体的速度无关，故A错误； B．球被打飞回去，是因为力是改变物体运动状态的原因，故B错误； C．若球拍没有击打球，由于球仍受重力作用，所以球不会保持原来的运动状态不变，故C错误； D．球拍对球的弹力，是因为球拍发生弹性形变而产生的，故D正确。 故选D。 7．（24-25高一上·黑龙江哈尔滨·开学考试）如图所示，货车内部用细线悬挂一个小球，在行驶过程中发现小球的细线摆角不同，下列关于货车运动情况的描述，正确的是（　　）。 A．甲车在前行中加速 B．甲车在做匀速直线运动 C．乙车在前进中刹车 D．乙车在加速前进 【答案】D 【详解】AB．甲图中球向前摆，说明汽车在减速，球由于惯性才会向前摆，故AB错误； CD．乙图中球向后摆，说明汽车在加速，球由于惯性才会向后摆，故C错误，D正确。 故选D。 8．（24-25高三上·福建福州·开学考试）2024年巴黎奥运会开幕式于7月26日晚7点30分开始，备受世界各国关注。由405位运动员组成的中国体育代表团取得了傲人的成绩。下列有关奥运会的信息，说法正确的是（    ） A．2024年7月26日晚7点30分指的是时间间隔 B．给正在参加跳水比赛的运动员打分时，裁判们可以把运动员看作质点 C．乒乓球运动员用力击球，球的速度改变，说明力可以改变物体的运动状态 D．铅球比赛中运动员的成绩指的是铅球运动的位移大小 【答案】C 【详解】A．2024年7月26日晚7点30分指的是时刻，故A错误； B．给正在参加跳水比赛的运动员打分时，运动员的形状大小不能忽略不计，裁判们不可以把运动员看作质点，故B错误； C．乒乓球运动员用力击球，球的速度改变，说明力可以改变物体的运动状态，故C正确； D．铅球比赛中运动员的成绩指的是铅球抛出点到落地点的水平距离，不是铅球运动的位移大小，故D错误。 故选C。 9．（24-25高一上·广东深圳·开学考试）小金在进行百米赛跑时经历了加速、减速等阶段，最终冲过终点线。以下关于惯性的说法正确的是（　　） A．小金加速跑时的惯性比减速跑时大 B．小金冲过终点线，停下来时没有惯性 C．小金整个跑步过程惯性大小不变 D．小金在加速、减速等运动状态改变时才有惯性 【答案】C 【详解】A．物体惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大，与物体运动快慢无关，故A错误； BD．惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质，一切物体在任何情况下都具有惯性，故BD错误； C．物体惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大。小金在整个跑步过程中，质量不变，其惯性大小不变，故C正确。 故选C。 10．（23-24高一上·广东韶关·期末）如图所示，在水平地面上，甲、乙两位小朋友踩着滑板面对面静止站立，甲的质量为，乙的质量为，他们相互轻推一下对方后，甲向左后退后停下，乙向右后退后停下，下列判断正确的是（　　） A．甲的惯性更大 B．乙的惯性更大 C．甲、乙的惯性一样大 D．甲、乙的惯性大小与速度有关 【答案】A 【详解】质量越大的物体其惯性越大，质量是衡量物体惯性大小的唯一量度，即惯性的大小与物体做什么样的运动无关，也跟物体速度的大小无关，只与物体的质量有关；物体所具有的惯性越大，物体的运动状态越难以改变，因此，在甲乙相互作用的过程中，由于甲的质量大于乙的质量所以甲的运动状态越难以改变，因此甲获得的速度小于乙获得的速度，而甲先停止运动则是因为甲所受到的阻力更大。 故选A。 11．（22-23高一上·广东广州·期末）2022年11月13日，2022中国冰壶联赛伊春揭幕战在林都伊春红松体育馆上演，此次比赛将从“冰壶之乡”伊春开始至青海西宁结束。比赛中，一名运动员推出冰壶后，只见另外两位运动员用刷子在冰壶前不断刷冰，这样做的目的是（　　） A．确保冰壶做直线运动 B．可增大冰壶的惯性 C．可减小冰对冰壶的阻力 D．可提高冰壶的速度 【答案】C 【详解】A．即使不刷冰，冰球也能做直线运动，选项A错误； B．因冰壶的质量不变，则惯性不变，选项B错误； CD．另外两位运动员用刷子在冰壶前不断刷冰，这样做的目的是减小冰壶与冰面之间的动摩擦因数，从而减小冰对冰壶的阻力，使冰壶做减速运动的加速度减小，从而增加运动的距离，不能提高冰壶的速度，选项C正确，D错误。 故选C。 12．（22-23高一上·广东深圳·开学考试）足球运动中蕴含着许多物理知识，下列说法正确的是（　　） A．飞行的足球受到重力和推力的作用 B．足球在飞行过程中，它的运动状态不发生改变 C．踢出去的足球能继续飞行是因为足球具有惯性 D．飞行的足球若所受的力全部消失它将立即停止运动 【答案】C 【详解】A．飞行的足球受到重力与空气阻力，没有受到人的推力作用，A错误； B．足球在飞行过程中，速度大小与方向均发生了改变，它的运动状态发生了改变，B错误； C．由于惯性，踢出去的足球能继续飞行，C正确； D．飞行的足球若所受的力全部消失，足球将以初始速度做匀速直线运动，D错误。 故选C。 13．（21-22高一上·广东江门·期中）生活中人们常常利用物体的惯性。下列描述正确的是（　　） A．标枪运动员通过助跑提高成绩，利用了运动员自身的惯性 B．紧固锤头时撞击锤柄的下端，利用了锤柄的惯性 C．拍打窗帘清除上面的浮灰，利用了窗帘的惯性 D．将脸盆里的水泼出去，利用了水的惯性 【答案】D 【详解】A．标枪运动员通过助跑时，加快了标枪的运动速度，投掷后，标枪由于惯性继续保持原来速度前进，提高了成绩，利用了标枪的惯性，故A错误； B．紧固锤头时撞击锤柄的下端松动的锤头就紧套在锤柄上，这是利用了锤头的惯性，而不是锤柄的惯性，故B错误； C．通过拍打窗帘清除它上面的浮灰，窗帘运动时，浮尘由于惯性将保持静止状态，脱离窗帘，是利用浮灰的惯性，故C错误； D．泼水时，盆和水是运动的，当盆受力静止时，水由于惯性要保持原来的运动状态而被泼出，利用了水的惯性，故D正确。 故选D。 14．（22-23高一上·广东清远·期末）物理学家在探索“自然之道”中贡献了聪明才智，并且对人类历史产生了深远影响，下列说法正确的是（　　） A．平均速度、瞬时速度的概念是由牛顿建立起来的 B．伽利略认为物体的运动需要力来维持 C．理想斜面实验是推理与实验结合的经典范例 D．亚里士多德认为重物与轻物下落得一样快 【答案】C 【详解】A．平均速度、瞬时速度的概念由伽利略建立的，故A错误； B．认为物体的运动需要力来维持的是亚里士多德，伽利略认为物体的运动不需要力来维持，故B错误； C．伽利略的理想斜面实验是推理与实验结合的经典范例，C正确； D．亚里士多德认为重物比轻物下落得快，故D错误。 故选C。 15．（2021·广东深圳·模拟预测）某同学根据如图所示的情况作出如下的判断，正确的是（    ） A．汽车处于减速运动状态或紧急刹车状态 B．汽车处于加速运动状态或紧急启动状态 C．乘客以自己为参考系可见其他乘客如此倾斜 D．利用惯性分析如此倾斜时可把乘客视为质点 【答案】A 【详解】AB．由题图可知，乘客和司机由于惯性身体向汽车运动方向倾倒，说明汽车处于减速运动状态或紧急刹车状态，故A正确，B错误； C．乘客以自己为参考系时，则他观察到其他乘客的倾斜程度不如题图中的倾斜程度，故C错误； D．利用惯性分析如此倾斜时，乘客身体各部分的运动差异不可忽略，所以不能把乘客视为质点，故D错误。 故选A。 16．（21-22高三上·广东深圳·阶段练习）如图实验：如果没有摩擦，一个钢珠从斜面的某一高度静止滚下，那么它必定到达另一斜面的同一高度，如果把斜面放平缓一些，也会出现同样的情况。如果斜面变成水平面，则钢珠找不到同样的高度而会一直保持一种运动状态，永远运动下去。伽利略设计这个实验的直接目的是为了说明：（　　） A．物体运动需要力来维持 B．如果没有摩擦，小球的机械能守恒 C．没有力的作用，物体就不能运动 D．如果没有摩擦，小球可以运动到同一高度 【答案】D 【详解】A．该实验中将斜面变成水平面，则钢珠找不到同样的高度而会一直保持一种运动状态，永远运动下去，说明物体运动不需要力来维持，选项A错误； B．伽利略在该实验中的目的并不是为了说明当没有摩擦力时小球的机械能守恒，选项B错误； C．该实验说明没有力的作用，物体同样可以保持匀速直线运动，选项C错误； D．该实验中如果没有摩擦，小球可以运动到同一高度，选项D正确。 故选D。 二、多选题 17．（23-24高一上·广东佛山·期末）下列关于物理实验方法与思想的理解，正确的是（　　） A．图1中，用小球穿过光电门过程的平均速度代替小球球心到光电门时的瞬时速度 B．图2中，伽利略通过直接测定瞬时速度验证了小球沿斜面下滑做匀变速直线运动 C．图3中，按压玻璃瓶使液体在细管中上升，管内径越小，液体的高度变化越明显 D．图4中，通过使结点的位置前后一致来保证力的作用效果相同 【答案】ACD 【详解】A．图1中，用小球穿过光电门过程的平均速度代替小球球心到光电门时的瞬时速度，故A正确； B．图2中，伽利略通过先测位移再通过数学推导的办法间接测定瞬时速度，验证了小球沿斜面下滑做匀变速直线运动，故B错误； C．图3中，按压玻璃瓶使液体在细管中上升，管内径越小，液体的高度变化越明显，故C正确； D．图4中，通过使结点的位置前后一致来保证力的作用效果相同，故D正确。 故选ACD。 18．（23-24高一上·广东佛山·期中）伽利略猜想自由落体运动是匀变速直线运动，在当时直接测定瞬时速度很难，所以他设计“斜面实验”冲淡重力，在他留下的羊皮纸草稿中发现的斜面实验数据如下表，人们推测表格中的第2、3列数据分别为时间及位移，下列说法正确的是（    ） 1 1 32 4 2 130 9 3 298 16 4 526 25 5 824 36 6 1192 49 7 1600 A．由表中数据可得位移跟时间成正比 B．由表中数据可得位移跟时间的平方成正比 C．使用斜面做实验，是为了增大小球运动的加速度 D．使用斜面做实验，可以延缓小球的运动，方便测量时间 【答案】BD 【详解】AB.根据第二列数据表示时间，第一列数据表示时间的平方，第三列数据表示长度，即位移；则分析表格数据，可以直接得到的规律是：在误差允许的范围内，位移与时间的平方成正比，故B正确，A错误。 CD.使用斜面做实验，可以延缓小球的运动，方便测量时间，故C错误，D正确。 故选BD。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 粤教版（2019）必修第一册导学案 4.1 牛顿第一定律 一、关于运动和力的关系的认识 1．亚里士多德的研究 亚里士多德从日常生活经验出发：必须 ，物体才能运动；没有力的作用，物体就要 ，他得出结论，力是 的原因。 2．伽利略的研究 （1）伽利略认为，运动的物体之所以会停下来是因为 的作用。 （2）理想斜面实验：如图所示，让静止的小球从第一个斜面滚下，冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到 。减小第二个斜面的倾角，小球运动的距离增大，但所到达的高度 。当第二个斜面放平，小球将 。 （3）推理结论：力 （填“是”或“不是”）维持物体运动的原因。 （4）意义：伽利略的理想实验是想象着把实际存在影响物体运动的 去掉，抓住事物的 ，这种依据 把实际实验理想化的思想是研究物理问题的重要方法之一。 伽利略第一次确定了物理实验在物理研究中的基础地位。 3．笛卡儿的观点：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以 沿 运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。 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 例2.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。 二、牛顿第一定律　 1．牛顿第一定律 (1)内容：一切物体总保持匀速直线运动　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揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律也叫惯性　定律； ②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，即力是产生加速度　的原因。 2．对牛顿第一定律的两点说明 (1)理想化状态：牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态，而物体不受外力的情形是不存在的。在实际情况中，如果物体所受的合外力等于零，与物体不受外力时的表现是相同的。 (2)与牛顿第二定律的关系：牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的。牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律。 例1.由牛顿第一定律可知（　　） A．惯性和质量没有关系 B．力停止作用后，物体的运动就要停止 C．物体做变速运动时，可以没有外力作用 D．力是改变物体运动的原因 例2.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 例3.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 例4.（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 例5.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 三．惯性 (1)定义：物体具有的保持原来匀速直线运动　状态或静止状态的性质。 (2)量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大　，质量小的物体惯性小　。 (3)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关　。 4．惯性的两种表现形式 (1)保持“原状”：物体在不受力或所受合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态(静止或匀速直线运动)。 (2)反抗改变：物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度。惯性越大，物体的运动状态越难以被改变。 例1.车辆的惯性是造成许多交通事故的原因。下列交通规则与惯性无关的是（　　） A．系安全带 B．保持车距 C．限速行驶 D．靠右行驶 例2.如图所示，正在行驶的火车车厢内，有一人相对车厢由静止释放一小球，则小球（　　） A．不可能落在A处 B．不可能落在B处 C．不可能落在C处 D．落在何处取决于车厢的运动情况 例3.一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。 一、单选题 1．（24-25高一上·天津南开·开学考试）如图所示，一只氢气球用细线固定在车厢内，小车匀速向右行驶时细线竖直，当小车急速刹车时，氢气球将（　　） A．向左偏 B．向右偏 C．保持竖直 D．无法判断 2．（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 3．（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 4．（22-23高一上·北京丰台·期末）理想实验是依据逻辑推理把实际实验理想化，从而揭示现象本质的一种研究方法。为了说明运动和力的关系，伽利略设计了如图所示的实验。下列说法正确的是（　　） A．“当球沿斜面向下滚动时，它的速度增大；向上滚动时，速度减小”，这是逻辑推理 B．“小球沿右侧斜面向上运动时，如果没有摩擦，小球将到达原来的高度”，这是实际实验现象 C．“小球沿右侧斜面向上运动时，斜面倾角减小，小球在斜面上运动的距离更长”，这是实际实验现象 D．“右侧斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去”，这是实际实验现象 5．（12-13高一上·江苏宿迁·期末）伽利略的理想斜面实验（如图所示）将可靠的事实与理论思维结合起来，能更深刻地反映自然规律，有关的实验程序内容如下： （1）减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍能达到原来的高度； （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，小球将上升到原来的高度； （4）继续减小第二个斜面的倾角，最后使它变成水平面，小球沿水平面做持续的匀速运动． 请按程序先后次序排列，并指出它究竟属于可靠事实，还是通过思维过程的推论，下列选项中正确的是（数字表示上述程序的号码） 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3 推论1 推论4 D．事实2  推论1  推论4 6．（24-25高三上·广东广州·阶段练习）在刚结束的巴黎奥运会，郑钦文获得女单网球冠军，创造历史性的一刻。如图所示，郑钦文把飞来的网球击打回去，落到了对方场内，则下列说法正确的是（　　） A．飞来的网球速度越大，惯性越大 B．球被打飞回去，是因为力是维持物体运动状态的原因 C．若球拍没有击打球，则球会保持原来的运动状态不变 D．球拍对球的弹力，是因为球拍发生弹性形变而产生的 7．（24-25高一上·黑龙江哈尔滨·开学考试）如图所示，货车内部用细线悬挂一个小球，在行驶过程中发现小球的细线摆角不同，下列关于货车运动情况的描述，正确的是（　　）。 A．甲车在前行中加速 B．甲车在做匀速直线运动 C．乙车在前进中刹车 D．乙车在加速前进 8．（24-25高三上·福建福州·开学考试）2024年巴黎奥运会开幕式于7月26日晚7点30分开始，备受世界各国关注。由405位运动员组成的中国体育代表团取得了傲人的成绩。下列有关奥运会的信息，说法正确的是（    ） A．2024年7月26日晚7点30分指的是时间间隔 B．给正在参加跳水比赛的运动员打分时，裁判们可以把运动员看作质点 C．乒乓球运动员用力击球，球的速度改变，说明力可以改变物体的运动状态 D．铅球比赛中运动员的成绩指的是铅球运动的位移大小 9．（24-25高一上·广东深圳·开学考试）小金在进行百米赛跑时经历了加速、减速等阶段，最终冲过终点线。以下关于惯性的说法正确的是（　　） A．小金加速跑时的惯性比减速跑时大 B．小金冲过终点线，停下来时没有惯性 C．小金整个跑步过程惯性大小不变 D．小金在加速、减速等运动状态改变时才有惯性 10．（23-24高一上·广东韶关·期末）如图所示，在水平地面上，甲、乙两位小朋友踩着滑板面对面静止站立，甲的质量为，乙的质量为，他们相互轻推一下对方后，甲向左后退后停下，乙向右后退后停下，下列判断正确的是（　　） A．甲的惯性更大 B．乙的惯性更大 C．甲、乙的惯性一样大 D．甲、乙的惯性大小与速度有关 11．（22-23高一上·广东广州·期末）2022年11月13日，2022中国冰壶联赛伊春揭幕战在林都伊春红松体育馆上演，此次比赛将从“冰壶之乡”伊春开始至青海西宁结束。比赛中，一名运动员推出冰壶后，只见另外两位运动员用刷子在冰壶前不断刷冰，这样做的目的是（　　） A．确保冰壶做直线运动 B．可增大冰壶的惯性 C．可减小冰对冰壶的阻力 D．可提高冰壶的速度 12．（22-23高一上·广东深圳·开学考试）足球运动中蕴含着许多物理知识，下列说法正确的是（　　） A．飞行的足球受到重力和推力的作用 B．足球在飞行过程中，它的运动状态不发生改变 C．踢出去的足球能继续飞行是因为足球具有惯性 D．飞行的足球若所受的力全部消失它将立即停止运动 13．（21-22高一上·广东江门·期中）生活中人们常常利用物体的惯性。下列描述正确的是（　　） A．标枪运动员通过助跑提高成绩，利用了运动员自身的惯性 B．紧固锤头时撞击锤柄的下端，利用了锤柄的惯性 C．拍打窗帘清除上面的浮灰，利用了窗帘的惯性 D．将脸盆里的水泼出去，利用了水的惯性 14．（22-23高一上·广东清远·期末）物理学家在探索“自然之道”中贡献了聪明才智，并且对人类历史产生了深远影响，下列说法正确的是（　　） A．平均速度、瞬时速度的概念是由牛顿建立起来的 B．伽利略认为物体的运动需要力来维持 C．理想斜面实验是推理与实验结合的经典范例 D．亚里士多德认为重物与轻物下落得一样快 15．（2021·广东深圳·模拟预测）某同学根据如图所示的情况作出如下的判断，正确的是（    ） A．汽车处于减速运动状态或紧急刹车状态 B．汽车处于加速运动状态或紧急启动状态 C．乘客以自己为参考系可见其他乘客如此倾斜 D．利用惯性分析如此倾斜时可把乘客视为质点 16．（21-22高三上·广东深圳·阶段练习）如图实验：如果没有摩擦，一个钢珠从斜面的某一高度静止滚下，那么它必定到达另一斜面的同一高度，如果把斜面放平缓一些，也会出现同样的情况。如果斜面变成水平面，则钢珠找不到同样的高度而会一直保持一种运动状态，永远运动下去。伽利略设计这个实验的直接目的是为了说明：（　　） A．物体运动需要力来维持 B．如果没有摩擦，小球的机械能守恒 C．没有力的作用，物体就不能运动 D．如果没有摩擦，小球可以运动到同一高度 二、多选题 17．（23-24高一上·广东佛山·期末）下列关于物理实验方法与思想的理解，正确的是（　　） A．图1中，用小球穿过光电门过程的平均速度代替小球球心到光电门时的瞬时速度 B．图2中，伽利略通过直接测定瞬时速度验证了小球沿斜面下滑做匀变速直线运动 C．图3中，按压玻璃瓶使液体在细管中上升，管内径越小，液体的高度变化越明显 D．图4中，通过使结点的位置前后一致来保证力的作用效果相同 18．（23-24高一上·广东佛山·期中）伽利略猜想自由落体运动是匀变速直线运动，在当时直接测定瞬时速度很难，所以他设计“斜面实验”冲淡重力，在他留下的羊皮纸草稿中发现的斜面实验数据如下表，人们推测表格中的第2、3列数据分别为时间及位移，下列说法正确的是（    ） 1 1 32 4 2 130 9 3 298 16 4 526 25 5 824 36 6 1192 49 7 1600 A．由表中数据可得位移跟时间成正比 B．由表中数据可得位移跟时间的平方成正比 C．使用斜面做实验，是为了增大小球运动的加速度 D．使用斜面做实验，可以延缓小球的运动，方便测量时间 12 学科网（北京）股份有限公司 $$