第4章 第13节 牛顿第一定律-【名师大课堂】2025年初升高物理衔接教程

初升高衔接教材 物理 m (2M+m)tanθ= 1 2Mm +1 tanθ ,当 m→∞时,有μ≥ 1 tanθ ,即当tanθ≥1 μ 时,无论怎样增大m,不能使滑块 沿地面滑动,故D错误。 8.AC 两物体合力均为0,故P受到重力、Q 对P的支 持力两个力,Q 受到重力、地面对Q 的支持力、P对Q 的压力、水平力F 和摩擦力共5个力,故 A、C正确, B、D错误。 甲 9.解析:(1)当木板与水平面的夹角为 45°时,物块 A、B刚好要 滑 动,A、B 整体的受力 分 析 如 图 甲 所 示,受 到 木板的支持力为FN=3mgcos45°= 3 2 2 mg 。 乙 (2)当 木 板 与 水 平 面 的 夹 角 为45° 时,两物 块 刚 好 要 滑 动,对 A物 块 受力分析如图乙所示,A受到的支 持力为FN1=mgcos45°= 2 2mg 沿斜面方向,A、B之间的滑动摩擦 力为Ff1=μFN1=μmgcos45° 根据平衡条件可知FT=mgsin45°+μmgcos45°①。 丙 (3)对B物块受力分析如图丙所 示,B受重力、支持力、拉力、压力、 两个摩擦力作用共6个力作用。 (4)沿斜面方向,B 与斜面之间的 滑动 摩 擦 力 为 Ff=μFN=μ· 3mgcos45° 根据平衡条件可知 2mgsin45°=FT+μmgcos45°+ μ·3mgcos45°② 将①代入②,可得2mgsin45°=mgsin45°+μmgcos45°+ μmgcos45°+μ·3mgcos45° 解得μ= 1 5 ,FT= 3 2 5 mg 。 答案:(1)图见解析 3 22 mg (2)图见解析 22mg (3)图见解析 6个 (4)15 3 2 5 mg 10.解析:(1)垂直于轨道方向,物体处于平衡状态,可得 FN1=mgcos45° 解得轨道对物体的弹力大小为FN1= 2 2mg 。 (2)以木箱为研究对象,受力如图 所示,由牛顿第三定律可知,物体 对轨道的压力为 FN'=FN1= 2 2mg 木箱在水平方向满足 Ff=FN'sin45°= 1 2mg 故木箱受到的摩擦力大小为1 2mg ,方向水平向左。 答案:(1)22mg (2)12mg 水平向左 第四章 运动和力的关系 第十三节 牛顿第一定律 初中知识 温习旧知 练习1 B 练习2 C 巩固提升 针对训练 1.AB 重心、合力的概念,体现了等效思想,故A正确; 用质点代替物体是建立理想化 模 型 的 方 法,故B正 确;伽利略通过“冲淡重力”的斜面实验得出自由落体 运动是匀变速直线运动,故C错误;在地球上完全不 受力的物体是没有的,故牛顿第一定律不可以用实验 直接验证,而是以可靠的实验为基础,运用逻辑推理 得到的,故D错误。 2.B 力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体 运动的原因,选项A错误,B正确;物体在任何情况下 都具有惯性,与运动状态无关,选项C错误;伽利略的 理想实验结论,是在实验的基础上通过合理推理得到 的,不能通过实验直接验证,选项D错误。 3.D 梦 天 实 验 舱 内,水 球 质 量 越 大 其 惯 性 越 大,故 选D。 4.解析:(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)小车滑行的距离越远,说明小车运动的速度改变 得越慢。 (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)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。 答案:(1)速度 (2)慢 (3)匀速直线 (4)C 第十四节 牛顿第二定律 巩固提升 针对训练 1.B 由牛顿第二定律知,它所受合力恒定不变时,加速 度也恒定不变,合力发生改变的一瞬间,物体的加速 度立即发生改变,故A正确;由牛顿第二定律可知,合 力一旦变小,物体的加速度一定也立即变小,若与速 度方向相反,物体的速度一定减小,若与速度方向相 同,则物体的速度变大,故B错误,C正确;多个恒力 作用在物体上,若只改变其中一个力,则合力一定变 化,所以物体的加速度一定改变,故D正确。 2.D 当用水平力F1=30N推它时,由牛顿第二定律可 知a= F1 m ,解得m= F1 a = 30 1.5kg=20kg ,当水平推力 增为F2=60N时,由牛顿第二定 律 可 知a'= F2 m = 60 20m /s2=3m/s2,故选D。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 27 第十三节 牛顿第一定律 教材 分析 初中教材要求 高中教材分析 通过实验认识牛顿第一定 律;能够用物体的惯性解 释生活和自然中的现象 理解牛顿第一定律的内容和意义;明确惯性的概念,会用惯 性解释有关现象,知道质量是惯性大小的唯一量度 1.伽利略斜面实验 (1)三次实验小车都从斜面顶端滑下的目的 是:保证小车开始沿着平面运动的速度 相同。 (2)实验得出的结论:在同样条件下,平面越 光滑,小车前进得越远。 (3)伽利略的推论是:在理想情况下,如果表 面绝对光滑,物体将以恒定不变的速度永远 运动下去。 (4)伽利略斜面实验的卓越之处不是实验本 身,而是实验所使用的独特方法———在实验 的基础上,进行理想化推理(也称作理想化 实验)。它标志着物理学的真正开端。 2.牛顿第一定律 (1)牛顿总结了伽利略等人的研究成果,得 出了牛顿第一定律,其内容是:一切物体在 没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀 速直线运动状态。 (2)说明: ①牛顿第一定律是在大量经验事实的基础 上,通过进一步推理而概括出来的,且经受 住了实践的检验,所以已成为大家公认的力 学基本定律之一。但是我们周围不受力是 不可能的,因此不可能用实验来直接证明牛 顿第一定律。 ②牛顿第一定律的内涵:物体不受力,原来 静止的物体将保持静止状态,原来运动的物 体,不管原来做什么运动,物体都将做匀速 直线运动。 ③牛顿第一定律告诉我们:物体做匀速直线 运动可以不需要力,即力与运动状态无关, 所以力不是产生或维持运动的原因。 3.惯性 (1)定义:一切物体都有保持原来运动状态 不变的性质,这种性质叫作惯性。 (2)说明:惯性是物体的一种属性。一切物 体在任何情况下都有惯性,惯性大小只与物 体的质量有关,与物体是否受力、受力大小、 是否运动、运动速度等皆无关。 4.惯性与惯性定律的区别 (1)惯性是物体本身的一种属性,而惯性定 律是物体不受力时遵循的运动规律。 (2)任何物体在任何情况下都有惯性,(即不 管物体受不受力、受平衡力还是非平衡力), 物体受非平衡力时,惯性表现为“阻碍”运动 状态的变化;惯性定律成立是有条件的。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 84 第四章 运动和力的关系 练习1 在足球运动中,足球入网如图所示, 则 ( ) A.踢香蕉球时足球可视为质点 B.足球在飞行和触网时惯性不变 C.足球在飞行时受到脚的作用力和重力 D.触网时足球对网的力大于网对足球的力 练习2 下列说法正确的是 ( ) A.运动得越快的汽车越不容易停下来,是 因为汽车运动得越快,惯性越大 B.小球在做自由落体运动时,惯性就不存 在了 C.物体的惯性只和质量有关,质量大惯性 大,质量小惯性小 D.把一个物体竖直向上抛出后,能继续上 升,是因为物体仍受到一个向上的推力 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 一 对牛顿第一定律的理解 1.伽利略理想实验的方法和意义 科 学 推 理 的 方 法 实验 事实 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 推理1 如果没有摩擦,小球将上升到原 来的高度 推理2 减小第二个斜面的倾角,小球在 这个斜面上仍要达到原来的高度 推理3 继续减小第二个斜面的倾角,最 后使它成为水平面,小球沿水平 面永远运动下去 实验 结论 力不是维持物体运动的原因 意 义 伽利略在理想实验中所应用的科学推理 的方法是人类思想史上最伟大的成就之 一,它标志着物理学的真正开端,使人类 对自然的认识由经验型转变为科学理论型 2.物体运动状态的变化 当物体的速度发生变化时,则这个物体的运 动状态发生了变化。物体的运动状态变化 有以下三种情况: (1)速度的方向不变,只有大小改变。 (2)速度的大小不变,只有方向改变。 (3)速度的大小和方向都发生改变。 3.对牛顿第一定律的理解 (多选)伽利略设想了一个理想实验: ①如果没有摩擦,也不考虑其余能量损失, 小球将上升到原来的高度 ②若将第二个斜面放平时,小球将永远滚动 下去 ③减小第二个斜面的倾角,小球达到原来的 高度运动的距离更远 ④两个平滑连接的斜面,让小球从一个斜面 静止滚下,小球将“冲”上另一个斜面 关于这个实验,下列说法正确的是 ( ) A.对理想实验各步骤顺序的排列正确的是 ④①③② 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 94 初升高衔接教材 物理 B.对理想实验各步骤顺序的排列正确的是 ④③①② C.伽利略通过理想斜面实验得出了力不是 维持物体运动的原因 D.伽利略的理想斜面实验体现了实验和逻 辑推理相结合的研究方法 [解析] 伽利略理想斜面实验的步骤是:④ 两个平滑连接的斜面,让小球从一个斜面静 止滚下,小球将“冲”上另一个斜面,若存在 摩擦力,小球到达第二个斜面上的高度小于 第一个斜面释放的高度;①若没有摩擦力, 也不考虑两斜面连接处的能量损失,小球将 到达第二个斜面与释放时等高的位置;③减 小第二个斜面的倾斜角,小球在第二个斜面 上达到原来的高度运动的距离更远;②若将 第二个斜面放平时,小球达不到等高位置, 将永远滚动下去。对理想实验各步骤顺序 的排列正确的是④①③②,A正确,B错误; 伽利略通过理想斜面实验得出了力不是维 持物体运动的原因,力是改变物体运动状态 的原因,C正确;伽利略的理想斜面实验开 创了科学实验和逻辑推理相结合的物理研 究方法,D正确。 [答案] ACD 二 对惯性的理解和应用 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)惯性不是力,而是物体本身固有的一种 性质,始终具有且与外界条件无关;力只有 在物体间相互作用时才有,离开了物体就不 会存在力的作用。因此说“物体受到了惯性 作用”“产生了惯性”“受到惯性力”等都是错 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。对同一物体,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。惯性与力 的区别如表所示。 惯性 力 物理 意义 物体保持匀速直线 运动状态或静止状 态的性质 物体间的相互作用 存在 条件 惯性是物体本身的 固有属性,始终具 有,与 外 界 条 件 无关 力只 有 在 物 体 间 发生 相 互 作 用 时 才有 量度 有大小(无具体数 值,也无单位),无 方向 有 大 小、方 向、作 用点及单位 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属性。 (2)一切物体都具有惯性,和物体是否有速 度及速度的大小无关。 关于牛顿第一定律,下列说法正确 的是 ( ) A.物体在不受力时才具有惯性 B.质量越大的物体,惯性越大,速度越大的 物体,惯性也越大 C.物体所受合力不为零时,运动状态一定 发生变化 D.静止或做匀速直线运动的物体,一定不 受外力作用 [解析] 惯性是物体固有的属性,只与物体 的质量有关,质量越大,惯性越大,与物体的 运动状态无关,与受力无关,故 A、B错误; 力是改变物体运动状态的原因,故物体所受 合力不为零时,运动状态一定发生变化,故 C正确;静止或做匀速直线运动的物体,不 一定不受外力作用,可能受到的外力的合力 为零,故D错误。 [答案] C 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 05 第四章 运动和力的关系 1.(多选)在物理学的发展过程中,物理方法起 到了重要的作用,下列说法正确的是 ( ) A.重心、合力的概念,体现了等效思想 B.用质点代替物体是建立理想化模型的 方法 C.牛顿通过“冲淡重力”的斜面实验得出自 由落体运动是匀变速直线运动 D.牛顿第一定律可以通过实验验证 2.关于运动和力的关系,下列说法中正确的是 ( ) A.力是维持物体运动的原因 B.力是改变物体运动状态的原因 C.物体只有在静止或做匀速直线运动时才 具有惯性 D.伽利略的理想实验结论,可以用实验来 直接验证 3.“天宫课堂”第四课于9月21日下午开课, 在奇妙“乒乓球”实验中,航天员朱杨柱用水 袋做了一颗水球,桂海潮用球拍击球,水球 被弹开。对于该实验说法正确的是 ( ) A.击球过程中,水球所受弹力是由于水球 发生形变产生的 B.梦天实验舱内可进行牛顿第一定律的实 验验证 C.击球过程中,水球对球拍的作用力与球 拍对水球的作用力是一对平衡力 D.梦天 实 验 舱 内,水 球 质 量 越 大 其 惯 性 越大 4.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 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 15