第4章 1. 牛顿第一定律-【重难点手册】2025-2026学年高中物理必修第一册（人教版2019）

第四章 运动和力的关系 第1节 牛顿第一定律 重点和难点 课标要求 1,通过阅读或者查阅资料等途径了解牛顿第一定律的发现过 程，体会人类认识事物本质的曲折过程，培养学生严谨的科学态度 重点：物理学史上人们对力与运 2.能准确叙述牛顿第一定律的内容，并能对该定律所揭示的运 动关系的认知历程、牛顿 动和力的关系问题有较深刻的理解 第一定律、惯性。 3.了解伽利略关于运动和力的关系的认识，了解他的理想实验 难点：牛顿第一定律、惯性。 和相应的推理过程，领会实脸加推理的科学研究方法，培养学生科学 推理和想象能力. 4.能通过实例说明质量是物体惯性大小的量度 目1目目目11目H1 必备知识梳理 目H目月目H 基础梳理 知识点① 伽利略的理想实验◆划重意 划重点· 1.亚里士多德的观念 理想实验 1.理想实验是一种思维活 必须有力作用在物体上，物体才能运动：没有力的作用，物体 动，是抽泉思维中设想出来的。 就要静止在一个地方.（生活经验） 无法做到的实验 2.伽利略的理想实验 2.理想实验是以可靠的实 (1)如图所示，两个斜面平滑地对接在一起，小球从一个斜面 验事实为基础的」 的某一高度自由滚下，球在第二个斜面上所到达的高度与它在第 3.理想实验虽然不能同科 一个斜面上开始滚下时的高度几乎相等，伽利略分析高度的微小 学实验那样，通过真实的物理过 程实现，但在自然科学的理论研 差别是由摩擦引起的.（实验事实） 究中有着重要的作用 4.必须明确理想实验的方 法也有一定的局限性.调为它是 一种逻辑推理的思雏过程，故其 (2)若两个斜面均光滑，则小球一定会上升到原来的高度.（科 作用只限于逻排上的证明与反 学推理) 、理想化情形 驳，而不能用来作为检脸认识正 (3)若减小另一个斜面的倾角，则小球仍然会到达相同的高 确与否的标准，由理想实验所得 度，不过，在另一个斜面上将滚得更远.（科学推理） 出的任何推论，都必须由观察或 (4)若将第二个斜面放平（成为水平面），那么小球从第一个斜 实验的结果来检验 面上滚下来之后，为达到原有高度，将以恒定的速度在无限长的水 112 第四章运动和力的关系 平面上永远不停地运动下去.（科学推理） 3.伽利略的观点 物体之所以能停下来，是因为受到了摩擦阻力的作用，假设没 有摩擦，一旦物体具有某一速度，物体将保持这个速度永远运动下 去，即物体的运动不需要力来维持。 知识点②牛顿第一定律 1.牛顿第一定律的内容 指宇雷中拆有物体 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， 划重点 2.对牛顿第一定律的理解◆塑点 牛顿第一定律的适用 范围：惯性参考系 ①提出了惯性的概念.物体保持匀速直线运动状态或静止状 在研究地面上的物体时，一 态的性质叫作惯性 般选取地面或相对于地面静止 牛顿第一定②揭示了力和运动的关系，力是改变物体运动状态的原因，而 或做匀速直线运动的物体为参 律的含义 不是维持物体运动状态的原因 考系，这样的参考系就是惯性 ③物体不受外力时将保持原来的运动状态，可以把“不受外 系.相对于地面做变速运动的参 力”拓展延伸为“所受外力的合力为0” 考系就是非惯性系. ①牛颧第一定律指出物体不受外力作用时的运动规律，描述 的是一种理想状态，而实际中不受外力作用的物体是不存在 的，当物体所受合力为0时，其效果跟不受外力作用时相同， 但“不受外力”和“合外力为0”有质的区别 说明 ②牛顿第一定律不是实验定律，不能用实验直接验证.但它是 在真实实验的基础上加以科学推理和抽象得到的，其结论是 正确的 ③牛顿第一定律是普遍规律，适用于一切物体一誉违性 知识点3 惯性与质量 防易错@ 1.惯性 在运用惯性概念和规律分 一所牛销第一定律也被叫作情使定律 析问题时的几个常见的误区： (1)定义：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性 (1)误认为运动的物体有惯 质叫惯性 性，静止的物体没有惯性 (2)意义：惯性反映了物体抵抗运动状态变化的本领. (2)误认为速度越大，物体 2.对惯性的理解+防苗 的惯性燧大。 (1)惯性的特性 (3)误认为重力越小，惯性 ①普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性 越小 (4)误认为惯性是一种特殊 ②无关性：惯性与物体的运动状态、受力情况及地理位置无关 的力 ③唯一性：惯性的大小由质量唯一决定，质量是惯性大小的量度 113 重难点手册高中物理必修第一册R」， (2)惯性与力的关系 ①惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质。 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.惯性越大，运动状态越难改变：对同一物体而言，力越大， 其运动状态越容易改变 (3)惯性与速度的关系 ①速度是表示物体运动快慢的物理量，是矢量：惯性是物体本 身固有的性质，其大小由物体的质量决定. ②一切物体都有惯性，和物体是否具有速度及速度的大小均 无关.◆假黑 敲黑板。 3.质量 对惯性的两点提醒 (1)质量只有大小，没有方向，是标量.国际制单位是千克 1,惯性和质量“形影不离”， “物体受到了惯性作用”“产生了 (2)大量事例说明，不同质量的物体，维持其原来运动状态的 惯性”等说法都是错误的 “能力”不同，质量大的物体维持原来运动状态的“能力”强，即物体 2.无论外力多大，物体的论 惯性大 度都不会发生“突吏”，原因是物 (3)物体的质量是描述物体惯性的物理量. 体具有惯性 重难拓展 重难点（①应用牛顿第一定律分析问题◆方 记方法回 分析力和运动关系的关键点： 应用牛顿第一定律分析 问题的一般思路 (1)运动的物体不一定受到力的作用。 (1)确定某一物体（或系统） (2)物体受力的方向不一定和运动方向相同， 为研究对象 (3)物体受力的大小和速度的大小没有直接关系 (2)分析物体（或系统）原来 (4)物体所受合力不为0，运动状态即发生变化，可能是速度大 的运动状态 小变化，也可能是速度方向变化，还可能是速度大小、方向都变化， (3)找出物体（或某部分）受 例1(2025·江西南昌二中高一月考)（多选）如图，圆柱形玻 力而使运动状态改变」 (4)明确不受力部分而不改 璃容器内装满液体静置于水平面上，容器中有a、b、c三个不同材 变运动状态， 质的物块，物块α、c均对容器壁有压力，物块b悬浮于容器内的液 (5)对联系实际的物理问 体中，忽略α、c与容器壁间的摩擦.现给容器施加一个水平向右的 題，应注意审题，并简化为物理 恒力，使容器向右做匀加速直线运动.下列说法正确的是( 模型，使分析求解更为清晰 强 A.三个物块将保持图中位置不变，与容器一起向右加速运动 B.物块α将相对于容器向左运动，最终与容器右侧壁相互挤压 C.物块b将相对于容器保持静止，与容器一起做匀加速运动 114 第四章运动和力的关系 D.物块c将相对于容器向右运动，最终与容器右侧壁相互挤压 解析由题意可知，心浮在上面对上壁有压力，可知（排开水的质量大于 心本身的质量，同理排开水的质量等于b本身的质量，a排开水的质量小 于a本身的质量.当容器向右微匀加速运动时，由牛颜第一定律可知，物块 a将相对于容器向左运动，最终与容器左侧壁相互挤压：物块b将相对于容 器保持静止，与容器一起做匀加速运动：物块：因相等体积的水将向左运 动，则导致￠将相对于客器向右运动，最终与容器右侧壁相互挤压（可将 想象为一个小气泡)，故选C,D. 答案CD 关键能力提升 1国目4 题型① 对力和运动关系的认识与理解 正确的是( 人 例口(2025·湖南长沙麓山国际实验学 A.力是维持物体运动的原因 校高一期末)学校春季运动会海报图文并茂， B.物体受多个力作用时，其运动状态一定 其中有三幅图描述了几个项目中运动员的运 不断变化 动情况，下列几种说法正确的是( C.在多个力作用下做匀速直线运动的物 体，若去掉其中的一个力，其运动速度一定减小 D.物体不受力的作用时也能运动 题型②牛顿第一定律的应用 足球 篮球 羽毛球 A.用力踢足球，足球会飞出去，说明力能 例2[教材P87T3]下列关于物体惯性的 使物体运动状态发生改变 说法中，哪些是正确的？哪些是错误的？ B.投篮球时，篮球脱手后地球对篮球有力 (1)汽车速度越大，刹车后越难停下来，表 的作用，篮球对地球没有力的作用，所以篮球 明物体的速度越大，其惯性越大 落到地上 (2)汽车转弯后前进方向发生了改变，表 C.击出的羽毛球能在空中继续飞行，是由 明物体速度方向改变，其惯性也随之改变 于羽毛球具有向前的冲力 (3)被抛出的小球，尽管速度的大小和方 D.图中的三种情况，球一直在运动，说明 向都改变了，但惯性不变 持续受到运动员的力的作用 (4)要使速度相同的沙袋在相同时间内停 解析力是改变物体运动状态的原因，故A正确： 下来，对大沙袋用力比对小沙袋用力大，表明 力是物体间的相互作用，地球对篮球有力的作用，篮 质量大的物体惯性大 球对地球也有力的作用，故B错误：羽毛球在空中继 针对以上事例，请你总结一下对惯性大小 续飞行，是由于惯性，而不是受到了向前的冲力，故C： 的认识 错误：三种情况中，球飞出时，已经不受运动员的作用 解析(1)错，惯性大小由物体质量决定，与物体 力了，故D错误 运动速度无关」 答案A (2)错，惯性大小由物体质量决定 变式①关于运动和力的关系，下列叙述 (3)对，物体质量没变。 115 重难点手册高中物理必修第一册R」， (4)对，物体质量大，惯性大 未)（多选）如图所示，原先静止的滑冰运动员 总结，质量是物体惯性的唯一量度，与其他因素 用力将冰刀后蹬，可以向前滑行：停止用力，会 无关 逐渐停下，且滑行的速度越大，停下所需的时 保把教付 间越长，滑得越远.对此过程，下列说法正确的 此类题通过联系生活实际考查对惯性概念的 是( 理解，要正确理解惯性与物体的运动状态无关，与 物体处于什么位置无关，惯性是物体的固有属性， 不能说“产生惯性”“克服惯性”“消除惯性”.惯性的 表现形式为： (1)当物体不受外力或所受合外力为0时，惯 性表现为保持原来的运动状态不变 A.停止用力，继续滑行是因为惯性 (2)当物体受到外力作用时，惯性表现为改变 B.用力后蹬，可以向前滑行是因为惯性 运动状态的难易程度，物体惯性越大，它的运动状 C.停止用力，运动员停下来是由于摩擦力 态越难改变。 的作用 该知识点在高考中一般不单独命题 D.速度越大，停下所需的时间越长，说明 变述2(2025·安徽马鞍山二中高一期 惯性和速度有关 核心素养聚焦 考向（① 对伽利略理想实验的思想和 B.如果小球不受力，它将一直保持匀速运 方法的考查 动或静止状态 例口（经典·北京卷）伽利略创造地将实 C.如果小球受到力的作用，它的运动状态 验、假设和逻辑推理结合的科学方法，有力地 将发生改变 促进了人类科学认识的发展.利用如图所示的 D.小球受到的力一定时，质量越大，它的 装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由 加速度越小 解析题目要求根据三次实验结果的对比，符到 静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上 最直接的结论，由于斜面上先后铺垫粗糙程度逐渐降 升.斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的 低的材料，可理解为斜面越来越光滑，小球沿右侧斜 材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依 面上升的最高位置依次为1、2、3，即依次升高，所以得 次为1、2、3.根据三次实验结果的对比，可以得 到的最直接的结论是如果斜面光滑，小球将上升到与 到的最直接的结论是( O,点等高的位置，A选项正确.B、C、D选项都不能根 据三次实验结果的对比直接得到，故错误， 23 答案A 考查内容 核心素养 试题难度 A.如果斜面光滑，小球将上升到与O点 伽利略理想实验 ★☆☆☆名 等高的位置 物理观念 116重难点手册高中物理必修第一册R」 点力平衡可知，弹簧A,B的合力都等于物块M的：变式3A【解析】对左边两个灯笼整体受力分析，如 重力，故C错误，D正确. 图所示.由力的平衡条件可知F1cos0,=F,F1sin0 (4)由胡克定律有F=x,代人题中数据解得k= 50N/m. =2ng解得F,=gk-F, 2w3 3 mg. 变式3BD【解析】题图甲中，OB绳的张力为T= m1g,由平衡条件可得m2g=m1gcos0,则m1: m2=2:3,A错误，B正确：CD杆固定在墙上，杆 的弹力方向不确定，则ms,m,的比例不确定，C错 2mg 误，D正确 第四章运动和力的关系 变式4BC【解析】对力F进行分解，如图所示. 第1节牛顿第一定律 Fy=F 日，故F一定，0越大，对外界产生的推 2sin 2 变式1D【解析】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，A错：受多个力作用，当 力F~就越小：0越小，对外界产生的推力F、就越 合力为0时，其运动状态不会改变，B错：在多个力 大.一定，F越大，对外界产生的推力F、就越大： 作用下做匀速直线运动的物体，若去掠其中一个 F越小，对外界产生的推力F、就越小.故选B、C 力，其余力的合力与这个力大小相等，方向相反，若 其余力的合力与速度方向相同，则其运动速度增 大，C错：根据牛顿第一定律可知，物体不受力的作 F.0 用时，保持静止状态或匀速直线运动状态，D对. 变式2AC【解析】停止用力，继续滑行是因为惯 第5节共点力的平衡 性，故A正确：根据牛顿第三定律可知，用力后蹬， 变式1C【解析】对木块进行受力分析，如图所示， 可以向前滑行是由于运动员受到冰面向前的反作 则F=mg cos37°=0.8mg,F=mg sin37°= 用力，故B错误：停止用力，运动员停下来是由于摩 0.6mg,故C正确。 擦力的作用，故C正确：速度越大，停下所需时间 越长，惯性只与物体的质量有关，与速度无关，故 D错误. 第2节实验：探究加速度与力、质量的关系 B 变式1(1)AC(2)0.70:0.20(3)未平衡摩擦力 mg 或平衡摩擦力不足 变式2(1)对结点O进行受力分析得TA=mg cos 0 【解析】(1)为了使小车所受的合外力等于绳子的拉 250 N.Tou =mnpg tan 0=150 N. 力，做实验之前必须平衡摩擦力，A正确：由于本实 (2)对物体乙进行受力分析，可知TB<f指一mzg 验使用力传感器测量绳子的拉力，因此不需要小车 180N,所以物体乙受到静摩擦力，由牛顿第三定律 的质量必须比所挂钩码的质量大得多，B错误：为了 得，乙对地面的摩擦力是150N,方向水平向右， 使绳子对小车的拉力方向不变，C正确：打点计时 (3)对物休乙进行受力分析，可知最大拉力Tx= 器使用的电源为交流电，D错误， (2)毫米刻度尺的分度值为1mm,则s1=0.70cm, f新=180N,m甲e 9-24kg 相邻计数点的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s, 166