第4章 第1节 牛顿第一定律 （Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第一册（人教版）江苏专版

第四章　运动和力的关系 第1节　牛顿第一定律(强基课——逐点理清物理观念) 课标要求 层级达标 理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题。 学考 层级 1.了解伽利略关于运动和力的关系的认识。 2.能准确叙述牛顿第一定律的内容。 3.能通过实例说明质量是物体惯性大小的量度。 选考 层级 1.能领悟理想实验的科学推理方法及其意义。 2.能对牛顿第一定律所揭示的运动和力的关系有较深刻理解。 逐点清(一)　理想实验的魅力 [多维度理解] 1.亚里士多德的观点 必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在某个地方。 2.伽利略的理想实验 (1)斜面实验：①让一个小球沿第一个斜面从静止状态开始运动，冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度； ②减小第二个斜面的倾角，小球运动的距离更长，仍将到达原来的高度； ③当第二个斜面放平，小球将永远运动下去。 (2)伽利略的观点：力不是维持物体运动的原因。 3.笛卡儿的观点 如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。 4.伽利略理想实验的意义 (1)伽利略用“实验和科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点。 (2)第一次确立了物理实验在物理学研究中的基础地位。 (3)揭示了力不是维持物体运动的原因。 5.真实实验与理想实验的比较 真实 实验 真实实验是一种实践活动，是可以通过一定的实验器材和实验方法来实现的实验 理想 实验 理想实验是一种思维活动，是从抽象思维中设想出来的、无法做到的实验 [全方位练明] 1.如图所示，运动员正在冰壶比赛中的场景。 请对以下结论作出判断： (1)静止在地面上的冰壶，当用力推它时，冰壶开始运动，说明力是使冰壶运动的原因。 (×) (2)撤去推力后，冰壶最终能停下来，是冰壶受摩擦力作用的结果。 (√) (3)如果没有摩擦力，冰壶会一直运动下去。 (√) 2.(2025·靖江期末)伽利略创造性地设计了如图甲、乙所示的两个斜面实验，下列说法正确的是 (　 ) A.图甲可以解释重的物体比轻的物体下落快的原因 B.图甲中斜面倾角越小，小球在斜面上运动的时间越长，越容易测量 C.图乙实验考虑了摩擦力对物体运动的影响 D.图乙可以说明力是维持物体运动的原因 解析：选B　题图甲解释了自由落体运动也是匀加速直线运动，轻重物体下落的快慢相同，而不是重的物体比轻的物体下落快，故A错误；题图甲中斜面倾角越小，小球下滑的加速度越小，运动时间越长，越容易测量，故B正确；如果没有摩擦力对物体运动的影响，在倾角不同的斜面上，小球上升的高度相同，题图乙中小球上升的高度相同，因此没有考虑摩擦力的影响，故C错误；题图乙可以说明力不是维持物体运动的原因，故D错误。 逐点清(二)　牛顿第一定律 [多维度理解] 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.惯性：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，牛顿第一定律也叫作惯性定律。 3.牛顿第一定律的意义 (1)揭示了力与运动的关系 (2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律。 　　[典例]　牛顿是近代科学的开创者，他一生致力于科学研究，有许多重大发明，为科学事业做出了巨大的贡献，他提出的牛顿运动三定律成为经典力学的基础。由牛顿第一定律可知 (　 ) A.合力停止作用后，物体就会慢慢停下来 B.物体的速度改变时，一定受到合力的作用 C.物体只有在静止或做匀速直线运动时才有惯性 D.力是改变物体运动状态的原因，也就是改变物体惯性的原因 [解析]　合力停止作用后，物体速度保持不变，故A错误；力是改变速度的原因，物体的速度改变时，合力一定不为零，故B正确；惯性是物体的固有属性，与运动状态无关，故C错误；力是改变物体运动状态的原因，惯性大小只与物体的质量有关，与受力无关，故D错误。 [答案]　B [全方位练明] 1.(2025·丹阳期末)关于牛顿第一定律，下列说法错误的是 (　 ) A.安全带的作用是防止人在汽车刹车时由于惯性而发生危险 B.牛顿第一定律是在伽利略和笛卡儿工作的基础上总结出来的 C.牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能直接用实验验证 D.牛顿第一定律说明力是改变惯性的原因 解析：选D　安全带的作用是防止汽车刹车时人由于惯性仍向前运动而发生危险，故A不符合题意；牛顿第一定律是牛顿在伽利略和笛卡儿工作的基础上总结出来的，故B不符合题意；牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能直接用实验验证，故C不符合题意；牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因，故D符合题意。 2.(2025·滨海高一质检)复兴号高铁在某段水平轨道上匀速行驶，假设高铁上固定着盛满水的水杯。若突然发现水杯中的水向右洒出，如图所示，则关于高铁在此种情况下的运动，下列描述正确的是 (　 ) A.高铁一定匀速向左运动 B.高铁可能突然向左加速运动 C.高铁可能突然向左减速运动 D.高铁可能突然向右加速运动 解析：选B　若高铁匀速向左运动，则水也匀速向左运动，速度相同，水不会从水杯中洒出，故A错误；若高铁突然向左加速，由于惯性，水还没有来得及加速，所以高铁向左的速度大于水向左的速度，可以出现题图所示情况，故B正确；若高铁突然向左减速，由于惯性，水还没有来得及减速，所以高铁向左的速度小于水向左的速度，水向左洒出，故C错误；若高铁突然向右加速，由于惯性，水还没有来得及加速，所以高铁向右的速度大于水向右的速度，水向左洒出，故D错误。 逐点清(三)　惯性与质量 [多维度理解] 1.惯性与质量的关系：质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大。 2.惯性与力的关系 (1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”“受到惯性力”等说法都是错误的。 (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。力越大，物体的运动状态改变越大；惯性越大，物体的运动状态越难改变。 (3)惯性与物体的受力情况无关。 3.惯性与速度的关系 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性质。一切物体都有惯性，并且惯性的大小由物体本身决定，与物体是否有速度及速度的大小无关。 [全方位练明] 1.(2025·泗阳高一检测)牛顿第一定律揭示了一切物体都具有惯性，以下生活现象关于惯性理解正确的是 (　 ) A.拍打衣服上的灰尘，是利用了惯性 B.跳远时我们要助跑，助跑速度越大，惯性越大 C.坐车时我们要系安全带，是为了减小惯性 D.电动自行车与大货车在等红绿灯时，电动自行车容易启动，是因为其质量小，惯性大 解析：选A　拍打衣服上的灰尘，是利用了惯性，故A正确；跳远时我们要助跑，助跑速度越大，惯性不变，故B错误；坐车时我们要系安全带，是为了减小惯性带来的危害，故C错误；电动自行车与大货车在等红绿灯时，电动自行车容易启动，是因为其质量小，惯性小，故D错误。 2.(2025·连云港期末)打羽毛球是日常生活中常见的一种休闲运动，有时取羽毛球时会出现羽毛球卡在球筒里的现象，要将卡在球筒里的羽毛球取出，可以选择不同的方案，方案一：一手握在球筒中部，另一手用力击打球筒上端；方案二：手持球筒，使球筒下落，敲击水平面，假设方案二中球筒与水平面碰后速度立即变为零。关于这两种方案，下列说法正确的是 (　 ) A.方案一利用羽毛球所受的重力，使其从球筒上端出来 B.方案一利用球筒的惯性，使羽毛球从球筒下端出来 C.方案二利用羽毛球的惯性，使其从球筒下端出来 D.方案二中球筒敲击水平面后速度变为零，其惯性随之消失 解析：选C　方案一中用力击打球筒上端，球筒向下运动，而羽毛球具有惯性，要保持原来的静止状态，方案一利用羽毛球的惯性，使其从球筒上端出来，故A、B错误；方案二中球筒下落，敲击水平面，球筒与水平面碰后速度立即变为0，而羽毛球具有惯性，要保持原来向下运动的状态，方案二利用羽毛球的惯性，使其从球筒下端出来，故C正确；惯性是物体本身的属性，只由质量决定，与速度无关，故D错误。 3.地铁是大都市重要的交通工具之一，在地铁列车上通常有提示列车加速状态的指示灯，旅客可以通过指示灯把握好自己的坐姿，防止自己从座位上摔出去，其结构如图所示，M是质量较大的金属块，左右两端分别与金属丝制成的弹簧相连，并套在光滑水平金属杆上，当M平衡时两侧弹簧均处于原长，此时甲、乙两灯都不亮，下列说法正确的是 (　 ) A.当地铁列车加速前进时，甲灯可能变亮 B.当乙灯突然变亮时，旅客有向车前倾的趋势 C.当乙灯亮时，旅客受到的合力方向向车后 D.当甲灯亮时，地铁列车可能是减速进站了 解析：选D　当地铁列车加速前进时，金属块向后滑动，乙灯与金属块、电源组成闭合电路，乙灯亮，此时旅客受到的合力方向向车前，旅客由于惯性，有向车后倒的趋势，故A、B、C错误；当地铁列车刹车时，金属块向前滑动，甲灯与金属块、电源组成闭合电路，甲灯亮，此时列车可能是减速进站，故D正确。 [课时跟踪检测] 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.关于惯性和牛顿第一定律的说法中正确的是 (　 ) A.惯性是只有物体在匀速运动或静止时才表现出来的性质 B.惯性是物体的属性，与运动状态和是否受力有关 C.牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因，又揭示了运动状态改变的原因 D.牛顿第一定律可以用实验直接验证 解析：选C　惯性是物体的固有属性，与运动状态和是否受力无关，惯性只与物体的质量有关，质量大的物体惯性大，故A、B错误；牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因是惯性，又揭示了运动状态改变的原因是力，故C正确；不受力的物体是不存在的，所以牛顿第一定律不可以直接用实验验证，故D错误。 2.下列说法符合历史事实的是 (　 ) A.爱因斯坦通过“理想试验”推理证实了亚里士多德的观点 B.亚里士多德认为，力是改变物体运动状态的原因 C.爱因斯坦通过“理想实验”得出结论：运动物体具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去 D.笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动 解析：选D　伽利略通过“理想实验”推理推翻了亚里士多德的观点，A错误；亚里士多德认为，力是维持物体运动状态的原因，牛顿认为，力是改变物体运动状态的原因，B错误；伽利略通过“理想实验”得出结论：运动物体具有一定速度，如果它不受力，没有加速或减速的原因，它将以这一速度永远运动下去，C错误；笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向，D正确。 3.如图所示，伽利略设想了一个理想实验，来论证物体运动不需要外力去维持，关于伽利略理想实验，以下说法正确的是 (　 ) A.伽利略理想实验是假想的，是没有科学依据的 B.伽利略理想实验是在可靠的事实的基础上进行的抽象思维而创造出来的一种科学推理方法，是科学研究中的一种重要方法 C.伽利略理想实验有力地否定了笛卡儿关于运动和力的关系的观点 D.伽利略理想实验不能在实验室条件下实现，所以用理想实验得出的结论没有意义 解析：选B　伽利略理想实验是在可靠的事实的基础上进行的抽象思维而创造出来的一种科学推理方法，抓住了事物的本质，是科学研究中的一种重要方法，故A错误，B正确；伽利略通过理想实验得出，力不是维持物体运动的原因，有力地否定了亚里士多德关于运动和力的关系的观点，故C错误；虽然这个实验在实验室无法实现，但是伽利略在实验基础上进一步推理的方法，帮助我们找到了解决运动和力的关系问题的方法，故D错误。 4.(2025·姜堰期末)关于力与运动的关系，下列说法正确的是 (　 ) A.物体只有受力才能维持原有的运动状态 B.处于平衡状态的物体受到的合力为0 C.物体的速度为0时，物体受到的合力也一定为0 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 解析：选B　物体不受力时，也可以保持原有的运动状态，故A错误；物体处于平衡状态的物体受到的合力为0，故B正确；物体的速度为0时，物体受到的合力不一定为0，如竖直上抛到最高点的物体，故C错误；向上抛出的物体，没有受向上的作用力，只受重力和空气阻力，故D错误。 5.为了增强中学生的身体素质，某学校的体育测试增设了铅球项目，在某次投掷铅球的过程中，下列说法正确的是 (　 ) A.铅球一直受到平衡力的作用 B.手对铅球的力大于铅球对手的力 C.铅球离开手后会继续向前运动，是因为铅球具有惯性；铅球最终停下来，惯性消失 D.铅球在空中运动时，如果受到的力全部消失，它将做匀速直线运动 解析：选D　投掷铅球的过程中，铅球运动的速度和方向不断发生变化，受力不平衡，故A错误；手对铅球的力与铅球对手的力是一对相互作用力，大小相等、方向相反，故B错误；投掷铅球时，铅球离开手后继续向前运动是由于铅球具有惯性，铅球最终停下来，仍然具有惯性，故C错误；根据牛顿第一定律可知，铅球在空中运动时，如果受到的力全部消失，它将做匀速直线运动，故D正确。 6.(2025·泗阳期末)如图所示，工人施工时发现锤头松动，便用力将锤柄在板凳上撞几下，锤头就紧紧套在锤柄上。下列说法正确的是 (　 ) A.运动过程中锤头的惯性变大 B.停止运动后锤头的惯性消失 C.锤头能紧紧套在锤柄上是利用了锤头的惯性 D.锤头能紧紧套在锤柄上是利用了锤柄的惯性 解析：选C　惯性与运动状态无关只与质量有关，则锤头运动过程和停止运动后惯性不变，故A、B错误；锤头和锤柄向下运动，锤柄撞击板凳停止运动，锤头由于惯性继续向下运动，锤头就紧紧套在锤柄上，故C正确，D错误。 7.(2025·京口期末)我国新能源汽车行业正在加速发展，其中纯电动公交车的发展非常迅速，为百姓的出行带来便利与舒适。纯电动公交车如图所示，关于这种公交车，下列说法正确的是 (　 ) A.该公交车的速度越大，其惯性越大 B.该公交车上的乘客越多，整个公交车(包括乘客)的惯性越大 C.该公交车行驶时的牵引力越大，其惯性越大 D.当该公交车刹车时，由于惯性，在车内原地向上起跳的乘客仍将落回起跳点 解析：选B　惯性只与质量有关，与牵引力大小及速度大小均无关，选项A、C错误，B正确；当该公交车刹车时，由于惯性，在车内原地向上起跳的乘客将保持原来的水平速度，落地后水平位移大于公交车的位移，则将落到起跳点前方，选项D错误。 8.(2025·建湖期末)在第十五届中国航展上，我国察打一体无人机“九天”首次亮相。这是一款可灵活配置的重型无人机，它既能当运输机，也能挂导弹、挂小型无人机。下列说法正确的是 (　 ) A.“九天”无人机在空中做加速直线运动时，“九天”无人机的惯性增大 B.“九天”无人机在空中投送物资后，“九天”无人机的惯性增大 C.“九天”无人机在地面上滑行时，若撤去动力，“九天”无人机会立即停止运动 D.“九天”无人机在空中匀速直线飞行时受到的合力为0 解析：选D　“九天”无人机在空中做加速直线运动时，“九天”无人机的质量不变，惯性不变，故A错误；“九天”无人机在空中投送物资后，“九天”无人机的质量减小，则惯性减小，故B错误；“九天”无人机在地面上滑行时，若撤去动力，由于惯性，“九天”无人机不会立即停止运动，故C错误；“九天”无人机在空中匀速直线飞行时受到的合力为0，故D正确。 9.如图所示是探究“阻力对物体运动影响”的实验装置，下列有关此探究活动的各种表述，错误的是 (　 ) A.每次实验时，应使小车从斜面的同一高度静止滑下 B.由于惯性，小车到达水平面后继续向前运动 C.水平面越粗糙，小车在水平面上前进的距离越远 D.运动的物体若不受阻力，将一直运动下去 解析：选C　每次实验时，使小车从斜面的同一高度静止滑下，是为了保证小车刚达到水平面时，初速度相同，故A正确；由于小车具有惯性，小车会继续向前运动，故B正确；水平面越粗糙，小车受到的阻力越大，故小车在水平面上前进的距离越短，故C错误；根据牛顿第一定律，物体不受外力，则一直保持原来的运动状态，故D正确。 10.一只盛水的杯子放在桌子边缘的纸条上，当抽动纸条时，发生的现象是 (　 ) A.快速抽动纸条时，纸条被抽出，而杯子留在原处 B.慢慢抽动纸条时，纸条被抽出，而杯子留在原处 C.快速抽动纸条时，杯子随纸条一起运动 D.无论是快速还是慢慢抽动纸条，杯子都随纸条一起运动 解析：选A　根据题意可知，杯子本身处于静止状态，当快速抽掉纸条时，杯子由于惯性要保持原来的静止状态，所以保持静止不动；慢慢抽动纸条时，由于杯子与纸条间摩擦力的作用，改变了杯子的运动状态，所以杯子运动起来。故选A。 11.地铁静止时，小明观察到车厢中间的扶手柱子近似在一条直线上如图a所示，现在小明看到列车如图b所示，扶手柱不在一条直线上了，则正确的是 (　 ) ①若小明面向车头，则列车向右转弯 ②若小明面向车头，则列车向左转弯 ③若小明面向车尾，则列车向右转弯 ④若小明面向车尾，则列车向左转弯 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 解析：选C　车厢静止时，小明的视线跟扶手柱子近似在一条直线，现在小明看到列车如题图b所示的情境说明小明相对柱子向右偏移，若小明面向车头，则列车向左转弯，若小明面向车尾，则列车向右转弯。故选C。 12.静止在水平地面上的密闭装置内部如图甲所示，装置内部固定着一根竖直的杆，杆顶有一小球，忽略杆和球间的摩擦，由于装置从静止开始沿某一水平方向做直线运动，小球从杆上落下，刚离开杆时的俯视图如图乙所示，请由此判断装置运动的方向是 (　 ) A.东　　　　　　　　　 B.南 C.西 D.北 解析：选B　忽略杆和球间的摩擦，装置从静止开始沿某一水平方向做直线运动，小球由于惯性仍然要保持原来的静止状态，所以小球相对于装置会向相反方向运动；从题图乙的俯视图可知，小球由于惯性，相对于装置向北运动，则说明装置是向南运动的，B正确，A、C、D错误。 13.如图所示，在光滑水平面上有一密闭水箱，其中水的密度为ρ0，A、B、C三个小球的密度分别为ρA>ρ0，ρB=ρ0，ρC<ρ0，均用细线系在水箱中，开始时水箱静止，细线竖直，现用力向右突然拉动水箱的瞬间，则 (　 ) A.细线均竖直 B.A线左倾，C线右倾，B线竖直 C.细线均左倾 D.A线右倾，C线左倾，B线竖直 解析：选B　当用力向右突然拉动水箱，由于ρA>ρ0，ρB=ρ0，ρC<ρ0，A球的惯性大于相同体积的水的惯性，线向左倾斜；B球的惯性与相同体积的水的惯性相同，线不倾斜，仍竖直；而C球的惯性小于相同体积的水的惯性，线向右倾斜。故选B。 14.(12分)如图所示，一木块和小车一起向右做匀速直线运动，当小车遇到一障碍物的瞬间，则：(设小车不反弹) (1)如果小车上表面粗糙，木块将如何运动?(6分) (2)如果小车上表面光滑，木块将如何运动?(6分) 解析：当小车遇到障碍物时，小车将停止。 (1)如果小车上表面粗糙，则木块上部由于惯性将继续向右运动；木块下部受到一个向左的摩擦力，运动状态发生改变，很快停止，故此时木块将向右倾倒。 (2)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做匀速直线运动。 答案：(1)向右倾倒　(2)向右做匀速直线运动 学科网（北京）股份有限公司 $$