4.1 牛顿第一定律 讲义 -2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

2026高一上学期物理同步讲义与课时精练 4.1 牛顿第一定律 【基础回顾】 1、 理想实验的魅力 1．亚里士多德认为：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：如图所示，让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面．如果没有摩擦，小球将到达原来的高度．减小第二个斜面的倾角，小球运动的距离更长，但所到达的高度相同．当第二个斜面最终变为水平面时，小球将永远运动下去． (2)推理结论：力不是(选填“是”或“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． 二、牛顿第一定律 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，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态． 2．惯性 (1)物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性．牛顿第一定律也被叫作惯性定律． (2)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性． 三、惯性与质量 物体惯性大小仅与质量有关，质量是物体惯性大小的唯一量度，惯性大小与物体是否运动、运动快慢等因素均无关． 【必备知识】 1．牛顿第一定律巧应用 (1)由“因”索“果”：在判断力与运动之间的关系时，一定要把握准牛顿第一定律的含义，即力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。 (2)由“果”索“因”：如果物体的运动状态发生改变，则物体必然受到不为零的合外力的作用，所以判断物体的运动状态是否改变以及如何改变，应分析物体的受力情况。 (3)应用步骤：应用牛顿第一定律解释有关现象时，一要看物体原来的运动状态，二要看物体现在的受力情况及所受合力是否为零，最后判断由于物体具有惯性将会出现的现象。 2．对惯性概念理解的三大误区 (1)误认为惯性是一种力，实际上力和惯性是两个不同的概念，力能改变物体的运动状态，而惯性却要使物体保持原来的运动状态不改变。 (2)误认为物体只有在做匀速直线运动或静止时才有惯性，物体加速或减速时就没有了。物体具有惯性，不限于静止或匀速直线运动状态，也与物体运动速率的大小无关。 (3)误认为速度越大的物体惯性越大 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性质。 ②一切物体都有惯性，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。 【拓展延伸】 惯性与牛顿第一定律的区别与联系 区别 牛顿第一定律是描述物体不受外力作用时所遵循的运动规律，是有条件的，即只有在物体不受外力时才遵守；而惯性表达的是物体的一种固有属性，与物体是否受力等一切外在因素无关，任何时候都存在 联系 因为物体有惯性，所以在不受外力时才能保持匀速直线运动状态或静止状态，因此牛顿第一定律又称为惯性定律 【巩固强化】 题型1 理想斜面实验 【例题精讲】 1．关于伽利略设计的如图所示的斜面实验，下列说法正确的是（　　） A．通过实验研究，伽利略总结得出了惯性定律 B．伽利略认为物体一旦具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去 C．图中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成 D．图中的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持 2．如图所示的油画描述了伽利略研究自由落体运动规律时设计的斜面实验。他让铜球沿倾斜的长直轨道由静止开始运动，利用滴水计时的方法记录铜球运动的时间，研究钢球的运动规律，某小组同学重做此实验，让小球从倾角为θ的斜面顶端由静止滚下，下列判断正确的是（　　） A．小球的加速度与斜面的倾角θ无关 B．斜面的倾角θ一定时，换用不同质量的小球，小球的加速度不相同 C．斜面的倾角θ一定时，小球通过的位移与所用时间的二次方成正比 D．斜面的倾角θ一定时，小球运动到底端时的速度与所用时间的二次方成正比 3．伽利略创造性地设计了如图甲、乙两个斜面实验，下列说法正确的是（　　） A．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 B．图甲可以解释重的物体比轻的物体下落快的原因 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 （多选）4．伽利略曾设计过一个斜面实验：让小球沿一个斜面从静止开始向下运动，小球将“冲”上另一个斜面；减小第二个斜面的倾角，重复实验，直至斜面最终变为水平。如图是现代所做的伽利略斜面实验的频闪照片（组合图）。几次实验中小球都从同一位置释放，且频闪照相的频闪频率相同，有关小球在斜面a、b上的运动说法正确的是（　　） A．小球在斜面a、b上运动越来越慢，主要是摩擦作用的影响 B．小球在斜面a上运动的距离较短，因此小球在斜面a上运动的平均速度较小 C．小球在斜面b上的影像个数较多，表示小球在斜面b上运动的时间较长 D．频闪照片中相邻的两个影像间的距离越大，表示这两个影像间的运动速度越大 （多选）5．伽利略理想斜面实验创造性的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展。关于伽利略的斜面实验，下列说法正确的是（　　） A．该实验虽然是理想实验，是在思维中进行的，但仍以真实的实验为基础 B．如果斜面粗糙，不论右侧斜面倾角如何，小球也将上升到与释放点等高的位置 C．该实验说明了物体的运动不需要力来维持 D．该实验证明了力是维持物体运动的原因 题型2 牛顿第一定律 【例题精讲】 1．牛顿运动定律包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律，由牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。教科书中这样表述牛顿第一定律：“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。”其中物体的“运动状态”用下面哪个物理量表示（　　） A．加速度 B．速度 C．位移 D．受力 2．如图甲所示，随着人们的生活水平的提高，房车旅游逐渐成为时尚。图乙为固定在房车中的一张桌子，桌上固定着一个盛满水的透明容器，容器的顶部刚好有一个气泡；另一蓝色玻璃球也放在水平桌面上（不固定）。若坐在旁边沙发上休息的人突然发现气泡开始相对桌面向右运动时，下列现象和判断可能正确的是（　　） A．玻璃球同时相对桌面向右运动，断定房车正在加速后退 B．玻璃球同时相对桌面向右运动，断定房车正在减速后退 C．玻璃球同时相对桌面向左运动，断定房车正在加速前进 D．玻璃球同时相对桌面向左运动，断定房车正在减速前进 3．如图是一名同学在校运会时进行“急行跳远”项目时的示意图，忽略空气阻力，关于该过程下列说法正确的是（　　） A．该同学起跳时的速度越大，惯性越大，跳得越远 B．落地时，该同学受到地面的支持力大于该同学对地面的压力 C．该同学在空中时速度不断改变，说明力是改变物体运动状态的原因 D．该同学从左向右助跑的过程中，地面受到来自于鞋底的摩擦力方向水平向右 （多选）4．下列说法中正确的是（　　） A．桌面对书的支持力是由于桌面发生形变产生的 B．胡克总结出弹簧弹力总是与弹簧长度成正比关系 C．不管静摩擦力还是滑动摩擦力都不一定是阻力 D．牛顿通过理想斜面实验否定了力是维持物体运动的原因 （多选）5．往塑料瓶中放入一个钢球，之后向瓶中注水，拧上瓶盖后瓶内有一个小气泡。将塑料瓶平放在水平桌面上，用手抓住瓶盖使塑料瓶沿水平方向运动。某时刻，若塑料瓶水平向右运动，则相对塑料瓶，下列判断可能正确的是（　　） A．钢球与气泡均向右运动 B．钢球与气泡均向左运动 C．钢球向右运动，气泡向左运动 D．钢球向左运动，气泡向右运动 题型3 惯性 【例题精讲】 1．某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端，则（　　） A．此同学无法取出羽毛球 B．羽毛球会从筒的上端出来 C．羽毛球会从筒的下端出来 D．羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力 2．从牛顿第一定律得知，物体都要保持它们原有的匀速直线运动状态或静止状态。也可以说，它们都具有抵抗运动状态变化的“能力”，即都具有惯性。关于惯性，下列说法正确的是（　　） A．初速度越大，惯性越大 B．质量越大，惯性越大 C．加速度越大，惯性越大 D．物体受外力越大，惯性越大 3．如图所示，将一杯水放在桌面上，杯下压一张纸条，将纸条水平向右从杯底快速抽出，水杯相对桌面仅有微小移动。已知各接触面粗糙，则（　　） A．纸条抽出的速度越大，水杯的惯性越大 B．纸条抽出的速度越大，水杯的惯性越小 C．抽出纸条过程，水杯受到向右的摩擦力 D．抽出纸条过程，水杯受到向左的摩擦力 （多选）4．在2025北京亦庄半程马拉松暨人形机器人半程马拉松比赛中，某全尺寸人形机器人用时2时40分42秒跑完21.0975公里，夺得全球首个人形机器人半程马拉松冠军。下列说法正确的是（　　） A．“21.0975公里”指的是位移大小 B．“2时40分42秒”指的是时间间隔 C．研究人形机器人跑步姿势时不可将人形机器人视为质点 D．人形机器人做加速直线运动时惯性增大 （多选）5．我国《道路交通安全法》中规定：各种小型车辆前排乘坐的人（包括司机）必须系好安全带．这是因为（　　） A．系好安全带可以减小惯性 B．系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害 C．系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害 D．是否系好安全带对人和车的惯性没有影响 课时精练 一．选择题（共8小题） 1．下列体育运动中，用物理知识解答不合理的是（　　） A．通常说球门是静止的，是以球场上滚动的足球为参照物 B．穿钉鞋参加百米赛跑，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的 C．引体向上时，悬挂在单杠上静止的同学受到的拉力和重力是一对平衡力 D．推出去的铅球能继续运动，是因为铅球具有惯性 2．关于图片中涉及到的实验和物理思想方法，说法错误的是（　　） A．图甲，作用在水桶上的两个力的效果与一个力的效果相同，体现了等效替代的思想方法 B．图乙，伽利略利用图中的实验，结合逻辑推理，验证了力是维持物体运动的原因 C．图丙，借助激光笔及平面镜观察桌面的形变，该实验运用了微小放大的思想方法 D．图丁，通过把物体匀变速直线运动的v﹣t图像分成小段，来求一段时间内的位移，运用了微元求和的 3．伽利略为了研究自由落体的规律，采用“冲淡”重力的方法，测量了铜球在较小倾角斜面上运动的位移和时间，发现位移与时间的平方成正比。增大斜面倾角，该规律仍然成立。于是，他外推到斜面倾角为90°时，就得到了自由落体运动的规律。下列说法正确的是（　　） A．“冲淡”重力是指使铜球的重力变小了 B．铜球位移与时间的平方成正比能说明铜球做匀加速直线运动 C．伽利略对倾角为90°时的实验情况进行了相关数据的准确测量 D．伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律是为了便于测量速度 4．匀速行驶的公共汽车突然刹车时，车上乘客向前方倾倒，这是因为（　　） A．当乘客随汽车匀速前进时已经受了一个向前的力，这个力在刹车时继续起作用 B．在刹车时，汽车对乘客施加一个向前的力 C．汽车具有惯性，因而促使乘客倾倒 D．乘客具有惯性，所以汽车突然刹车时，乘客仍然具有向前的速度 5．一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面，桌面上A处有一相对桌面静止的小球，由于列车运动状态的改变，车厢中的旅客发现小球沿如图（俯视图）中的虚线从A点运动到B点，则说明列车是加速且在向北拐弯的图是（　　） A． B． C． D． 6．如图甲所示，随着人们的生活水平的提高，房车旅游逐渐成为时尚。图乙为固定在房车中的一张桌子，桌上固定着一个盛满水的透明容器，容器的顶部刚好有一个气泡；另一蓝色玻璃球也放在水平桌面上（不固定）。若坐在旁边沙发上休息的人突然发现气泡开始相对桌面向右运动时，下列现象和判断可能正确的是（　　） A．玻璃球同时相对桌面向右运动，断定房车正在加速后退 B．玻璃球同时相对桌面向右运动，断定房车正在减速后退 C．玻璃球同时相对桌面向左运动，断定房车正在加速前进 D．玻璃球同时相对桌面向左运动，断定房车正在减速前进 7．在光滑的有机玻璃板上静止放一平板车，平板车与玻璃板的摩擦忽略不计。当把有机玻璃板迅速水平移动一段距离后，可能的现象是选项中的（　　） A．①④⑥ B．⑤⑥ C．①② D．②③ 8．2024年11月12日﹣17日，第十五届中国国际航空航天博览会在广东珠海举行。装上国产发动机的空军歼﹣35A、歼﹣20两款隐身战机惊艳亮相，上午11：00～11：05歼﹣35A进行空中飞行表演5分钟。下列说法正确的是（　　） A．11：00、11：05均为时间间隔 B．分析歼﹣35A飞行姿势时，可将其看作质点 C．歼﹣35A飞行速度越大，则其惯性越大 D．在飞行表演过程中，以歼﹣35A为参考系，战机上的飞行员是静止的 二．多选题（共3小题） （多选）9．一碗水置于火车车厢内的水平桌面上，某时刻水面形状如图所示。关于火车此时的运动情况，下列说法正确的是（　　） A．向右减速 B．向右加速 C．向左减速 D．向左加速 （多选）10．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”无人机的惯性减小 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 （多选）11．某物理兴趣小组复原了伽利略所做的铜球沿斜面运动的实验：在一个斜面上任取三个位置A、B、C，让一个铜球分别由A、B、C滚下，如图所示。设A、B、C与斜面底端的距离分别为x1、x2、x3，小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分别为t1、t2、t3，小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为v1、v2、v3，则下列关系式中能用来证明小球沿斜面向下的运动是匀变速直线运动的是（　　） A． B．v1＝v2＝v3 C．x1﹣x2＝x2﹣x3 D． 三．解答题（共3小题） 12．超速、超载行驶危害都很大，如图为某道路交通标志牌：小型车最高行驶速度不得超过100km/h。而大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80km/h。 （1）请用动能的知识解释交通部门为什么要这样规定？ （2）超载的危害很多，请你选取某一知识点如惯性、压强、动能等说说超载所造成的危害？ 13．近日美海军一名亚裔士兵在社交媒体上发布了我国辽宁舰在南海开展舰载机飞行训练的视频，舰载机“歼﹣15”以“小航线”完美降落在辽宁舰甲板上，飞行员的飞行技巧令人惊叹。如图，舰载机着舰时完全依靠飞行员手动操作钩住“拦阻索”使其速度从200km/h几乎瞬间归0。将这段运动视为匀减速直线运动。 （1）根据所学的物理知识分析，飞机着舰的短暂时间内飞行员身体会有什么现象？ （2）舰载机都有最大着舰的重量的限制；有些航母甚至规定，不允许载弹着舰，就是对燃油多少，也有特别规定。请分析这些规定的物理原理。 14．如图所示，伽利略设想了一个理想实验（图中两斜面底部均用一小段光滑圆弧连接），得出力不是维持物体运动的原因： （a）减小右边斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。 （b）两个斜面对接，让静止的小球沿左边斜面滚下，小球将滚上右边另一个斜面。 （c）如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。 （d）继续减小右边斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球就应沿水平面一直运动下去。 （1）将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列。 （2）在上述步骤中，哪些属于可靠的事实？哪些是理想化的推论？ 第2页（共4页） 学科网（北京）股份有限公司 $2026高一上学期物理同步讲义与课时精练 4.1 牛顿第一定律 【基础回顾】 1、 理想实验的魅力 1．亚里士多德认为：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：如图所示，让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面．如果没有摩擦，小球将到达原来的高度．减小第二个斜面的倾角，小球运动的距离更长，但所到达的高度相同．当第二个斜面最终变为水平面时，小球将永远运动下去． (2)推理结论：力不是(选填“是”或“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． 二、牛顿第一定律 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，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态． 2．惯性 (1)物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性．牛顿第一定律也被叫作惯性定律． (2)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性． 三、惯性与质量 物体惯性大小仅与质量有关，质量是物体惯性大小的唯一量度，惯性大小与物体是否运动、运动快慢等因素均无关． 【必备知识】 1．牛顿第一定律巧应用 (1)由“因”索“果”：在判断力与运动之间的关系时，一定要把握准牛顿第一定律的含义，即力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。 (2)由“果”索“因”：如果物体的运动状态发生改变，则物体必然受到不为零的合外力的作用，所以判断物体的运动状态是否改变以及如何改变，应分析物体的受力情况。 (3)应用步骤：应用牛顿第一定律解释有关现象时，一要看物体原来的运动状态，二要看物体现在的受力情况及所受合力是否为零，最后判断由于物体具有惯性将会出现的现象。 2．对惯性概念理解的三大误区 (1)误认为惯性是一种力，实际上力和惯性是两个不同的概念，力能改变物体的运动状态，而惯性却要使物体保持原来的运动状态不改变。 (2)误认为物体只有在做匀速直线运动或静止时才有惯性，物体加速或减速时就没有了。物体具有惯性，不限于静止或匀速直线运动状态，也与物体运动速率的大小无关。 (3)误认为速度越大的物体惯性越大 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性质。 ②一切物体都有惯性，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。 【拓展延伸】 惯性与牛顿第一定律的区别与联系 区别 牛顿第一定律是描述物体不受外力作用时所遵循的运动规律，是有条件的，即只有在物体不受外力时才遵守；而惯性表达的是物体的一种固有属性，与物体是否受力等一切外在因素无关，任何时候都存在 联系 因为物体有惯性，所以在不受外力时才能保持匀速直线运动状态或静止状态，因此牛顿第一定律又称为惯性定律 【巩固强化】 题型1 理想斜面实验 【例题精讲】 1．关于伽利略设计的如图所示的斜面实验，下列说法正确的是（　　） A．通过实验研究，伽利略总结得出了惯性定律 B．伽利略认为物体一旦具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去 C．图中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成 D．图中的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持 【答案】B 【解答】解：A、通过斜面实验研究，伽利略总结得出了力不是维持运动的原因，牛顿得出了惯性定律，伽利略没有通过该实验伽利略得出惯性定律，故A错误； B、伽利略认为物体一旦具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去，即伽利略发现了力不是维持物体运动的原因，故B正确； C、完全没有摩擦阻力的斜面是实际不存在的，故C错误； D、伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持，故D错误。 故选：B。 2．如图所示的油画描述了伽利略研究自由落体运动规律时设计的斜面实验。他让铜球沿倾斜的长直轨道由静止开始运动，利用滴水计时的方法记录铜球运动的时间，研究钢球的运动规律，某小组同学重做此实验，让小球从倾角为θ的斜面顶端由静止滚下，下列判断正确的是（　　） A．小球的加速度与斜面的倾角θ无关 B．斜面的倾角θ一定时，换用不同质量的小球，小球的加速度不相同 C．斜面的倾角θ一定时，小球通过的位移与所用时间的二次方成正比 D．斜面的倾角θ一定时，小球运动到底端时的速度与所用时间的二次方成正比 【答案】C 【解答】解：A、斜面的倾角θ越大，斜面越陡，小球运动的加速度越大，故A错误； B、斜面的倾角θ一定时，换用不同质量的小球，小球的加速度相同，与小球质量无关，故B错误； C、斜面的倾角θ一定时，小球由静止开始做匀加速直线运动，小球通过的位移与所用时间的二次方成正比，故C正确； D、斜面的倾角θ一定时，小球由静止开始做匀加速直线运动，小球运动到底端时的速度与所用时间成正比，故D错误； 故选：C。 3．伽利略创造性地设计了如图甲、乙两个斜面实验，下列说法正确的是（　　） A．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 B．图甲可以解释重的物体比轻的物体下落快的原因 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 【答案】A 【解答】解：A、伽利略做图（甲）的理想实验时，由于受到当时实验条件的限制，做了斜面倾角很小的实验，图中斜面倾角越小，所用时间越长，越容易测量，故A正确； B、图（甲）的实验可以解释重的物体与轻的物体下落一样快的原因，故B错误； CD、根据图（乙）的理想斜面实验，伽利略忽略了摩擦力对物体运动的影响，通过推理得出若减小第二斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度；伽利略进一步得出的结论是物体具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去，表明了力不是维持物体运动的原因，故CD错误。 故选：A。 （多选）4．伽利略曾设计过一个斜面实验：让小球沿一个斜面从静止开始向下运动，小球将“冲”上另一个斜面；减小第二个斜面的倾角，重复实验，直至斜面最终变为水平。如图是现代所做的伽利略斜面实验的频闪照片（组合图）。几次实验中小球都从同一位置释放，且频闪照相的频闪频率相同，有关小球在斜面a、b上的运动说法正确的是（　　） A．小球在斜面a、b上运动越来越慢，主要是摩擦作用的影响 B．小球在斜面a上运动的距离较短，因此小球在斜面a上运动的平均速度较小 C．小球在斜面b上的影像个数较多，表示小球在斜面b上运动的时间较长 D．频闪照片中相邻的两个影像间的距离越大，表示这两个影像间的运动速度越大 【答案】CD 【解答】解：A、小球在斜面a上的运动是沿斜面方向受到重力沿斜面的分力和滑动摩擦力作用，而做匀减速直线运动，速度越来越小，运动越来越慢，由于滑动摩擦力一般比较小，使小球速度减小的力主要是重力沿斜面的分力，故小球在斜面a上运动越来越慢，主要是重力沿斜面分力作用的影响，故A错误； B、几次实验中小球都从同一位置释放，所以小球冲上斜面的速度v0相同，小球上滑的末速度v＝0，根据可知小球在斜面a、b上运动的平均速度大小相等，故B错误； C、小球在斜面上的影像个数较多，说明频闪照相的频闪次数多，所以表示小球在斜面上运动的时间较长，故C正确； D、频闪照相的频闪频率相同，所以两个影像间的运动时间是相同的，根据x＝vt可知，相邻的两个影像间的距离越大，表示这两个影像间的运动速度越大，故D正确。 故选：CD。 （多选）5．伽利略理想斜面实验创造性的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展。关于伽利略的斜面实验，下列说法正确的是（　　） A．该实验虽然是理想实验，是在思维中进行的，但仍以真实的实验为基础 B．如果斜面粗糙，不论右侧斜面倾角如何，小球也将上升到与释放点等高的位置 C．该实验说明了物体的运动不需要力来维持 D．该实验证明了力是维持物体运动的原因 【答案】AC 【解答】解：A、该实验利用了实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，是在思维中进行的，同时是以斜面实验真实的实验为基础，故A正确； B、如果斜面粗糙，小球会有能量损失，将不能上升到与O点等高的位置，如果斜面光滑，可以上升到与释放点等高的位置，故B错误； CD、该实验说明了物体的运动不需要力来维持，故C正确，D错误。 故选：AC。 题型2 牛顿第一定律 【例题精讲】 1．牛顿运动定律包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律，由牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。教科书中这样表述牛顿第一定律：“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。”其中物体的“运动状态”用下面哪个物理量表示（　　） A．加速度 B．速度 C．位移 D．受力 【答案】B 【解答】解：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，有外力作用后，物体的速度发生变化，即不再是匀速直线运动状态或静止状态，所以“运动状态的改变”指的是物体的速度的变化，故B正确，ACD错误； 故选：B。 2．如图甲所示，随着人们的生活水平的提高，房车旅游逐渐成为时尚。图乙为固定在房车中的一张桌子，桌上固定着一个盛满水的透明容器，容器的顶部刚好有一个气泡；另一蓝色玻璃球也放在水平桌面上（不固定）。若坐在旁边沙发上休息的人突然发现气泡开始相对桌面向右运动时，下列现象和判断可能正确的是（　　） A．玻璃球同时相对桌面向右运动，断定房车正在加速后退 B．玻璃球同时相对桌面向右运动，断定房车正在减速后退 C．玻璃球同时相对桌面向左运动，断定房车正在加速前进 D．玻璃球同时相对桌面向左运动，断定房车正在减速前进 【答案】C 【解答】解：气泡向右运动因此水向左运动，水的质量大于气泡的质量，所以水的惯性比气泡的惯性大，因此可以说明汽车向右加速运动，玻璃球具有保持原来速度的惯性因此向左运动。故ABD错误，C正确。 故选：C。 3．如图是一名同学在校运会时进行“急行跳远”项目时的示意图，忽略空气阻力，关于该过程下列说法正确的是（　　） A．该同学起跳时的速度越大，惯性越大，跳得越远 B．落地时，该同学受到地面的支持力大于该同学对地面的压力 C．该同学在空中时速度不断改变，说明力是改变物体运动状态的原因 D．该同学从左向右助跑的过程中，地面受到来自于鞋底的摩擦力方向水平向右 【答案】C 【解答】解：A、惯性是物体的固有属性，只与物体的质量有关，与速度大小无关。该同学的质量不变，所以不管起跳速度多大，惯性大小都不会改变，故A错误。 B、地面对同学的支持力和同学对地面的压力，是一对相互作用力。根据相互作用力的特点，它们大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，故B错误。 C、该同学在空中运动时，忽略空气阻力，只受到重力作用。由于重力的作用，他的速度（包括大小和方向）不断发生改变，而力的作用效果之一就是改变物体的运动状态，故C正确。 D、该同学从左向右助跑时，鞋底相对于地面有向左的运动趋势。根据摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反的规律，地面受到来自鞋底的摩擦力方向水平向左，故D错误。 多选）4．下列说法中正确的是（　　） A．桌面对书的支持力是由于桌面发生形变产生的 B．胡克总结出弹簧弹力总是与弹簧长度成正比关系 C．不管静摩擦力还是滑动摩擦力都不一定是阻力 D．牛顿通过理想斜面实验否定了力是维持物体运动的原因 【答案】AC 【解答】解：A、桌面对书的支持力属于弹力，弹力是由施力物体发生形变产生的。此处施力物体是桌面，因此桌面对书的支持力是由于桌面发生形变产生的，故A正确； B、胡克总结的规律是：在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的形变量（伸长量或压缩量）成正比，而非与弹簧长度成正比，故B错误； C、静摩擦力和滑动摩擦力都可以是动力，故C正确； D、伽利略的理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因，故D错误； 故选：AC。 （多选）5．往塑料瓶中放入一个钢球，之后向瓶中注水，拧上瓶盖后瓶内有一个小气泡。将塑料瓶平放在水平桌面上，用手抓住瓶盖使塑料瓶沿水平方向运动。某时刻，若塑料瓶水平向右运动，则相对塑料瓶，下列判断可能正确的是（　　） A．钢球与气泡均向右运动 B．钢球与气泡均向左运动 C．钢球向右运动，气泡向左运动 D．钢球向左运动，气泡向右运动 【答案】CD 【解答】解：空气的密度小于水的密度，而钢的密度大于水的密度，若塑料瓶水平向右加速，瓶中的水和钢球要保持原来的运动状态，水和钢球向左运动，气泡质量小，惯性小，水会将气泡挤向右运动；同理若塑料瓶水平向右减速，则相对塑料瓶，水和钢球向右运动，气泡向左运动。若塑料瓶水平向右匀速运动，则钢球、气泡、塑料瓶相对静止，故CD正确，AB错误。 故选：CD。 故选：C。 题型3 惯性 【例题精讲】 1．某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端，则（　　） A．此同学无法取出羽毛球 B．羽毛球会从筒的上端出来 C．羽毛球会从筒的下端出来 D．羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力 【答案】B 【解答】解：用力击打羽毛球筒的上端，羽毛球筒在力的作用下向下运动，羽毛球由于惯性而保持静止，则羽毛球会从筒的上端出来，故ACD错误，B正确。 故选：B。 2．从牛顿第一定律得知，物体都要保持它们原有的匀速直线运动状态或静止状态。也可以说，它们都具有抵抗运动状态变化的“能力”，即都具有惯性。关于惯性，下列说法正确的是（　　） A．初速度越大，惯性越大 B．质量越大，惯性越大 C．加速度越大，惯性越大 D．物体受外力越大，惯性越大 【答案】B 【解答】解：任何物体在任何情况下都有惯性，惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大，与其它任何因素无关，故ACD错误，B正确。 故选：B。 3．如图所示，将一杯水放在桌面上，杯下压一张纸条，将纸条水平向右从杯底快速抽出，水杯相对桌面仅有微小移动。已知各接触面粗糙，则（　　） A．纸条抽出的速度越大，水杯的惯性越大 B．纸条抽出的速度越大，水杯的惯性越小 C．抽出纸条过程，水杯受到向右的摩擦力 D．抽出纸条过程，水杯受到向左的摩擦力 【答案】C 【解答】解：AB.根据牛顿第一定律，水杯的惯性仅由水杯的质量决定，与抽纸条的速度大小无关，故AB错误； CD.抽出纸条的过程中，水杯相对纸条向左滑动，所受摩擦力为滑动摩擦力，且方向水平向右，故C正确，D错误。 故选：C。 （多选）4．在2025北京亦庄半程马拉松暨人形机器人半程马拉松比赛中，某全尺寸人形机器人用时2时40分42秒跑完21.0975公里，夺得全球首个人形机器人半程马拉松冠军。下列说法正确的是（　　） A．“21.0975公里”指的是位移大小 B．“2时40分42秒”指的是时间间隔 C．研究人形机器人跑步姿势时不可将人形机器人视为质点 D．人形机器人做加速直线运动时惯性增大 【答案】BC 【解答】解：A.“21.0975公里”指的是路程，故A错误； B.“2时40分42秒”指的是时间间隔，故B正确； C.研究人形机器人跑步姿势时需考虑人形机器人的动作细节，不可将人形机器人视为质点，故C正确； D.惯性只与质量有关，人形机器人做加速直线运动时惯性保持不变，故D错误。 故选：BC。 （多选）5．我国《道路交通安全法》中规定：各种小型车辆前排乘坐的人（包括司机）必须系好安全带．这是因为（　　） A．系好安全带可以减小惯性 B．系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害 C．系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害 D．是否系好安全带对人和车的惯性没有影响 【答案】BD 【解答】解：A、质量是物体惯性大小的唯一的量度，系好安全带不可以改变人的惯性，故A错误； BC、安全带系在人的身上，对人有一定的作用力，可以改变人的运动状态，所以系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害，故C错误，B正确； D、惯性的大小只与物体的质量有关，是否系好安全带对人和车的惯性没有影响，故D正确。 故选：BD。 课时精练 一．选择题（共8小题） 1．下列体育运动中，用物理知识解答不合理的是（　　） A．通常说球门是静止的，是以球场上滚动的足球为参照物 B．穿钉鞋参加百米赛跑，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的 C．引体向上时，悬挂在单杠上静止的同学受到的拉力和重力是一对平衡力 D．推出去的铅球能继续运动，是因为铅球具有惯性 【答案】A 【解答】解：A.通常说球门静止，是以固定在地面的球场为参照物，故A错误； B.钉鞋通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦，符合物理原理，故B正确； C.静止时拉力与重力大小相等、方向相反、作用在同一物体，属于平衡力，故C正确； D.铅球继续运动是因惯性维持原有运动状态，故D正确。 本题选不合理的，故选：A。 2．关于图片中涉及到的实验和物理思想方法，说法错误的是（　　） A．图甲，作用在水桶上的两个力的效果与一个力的效果相同，体现了等效替代的思想方法 B．图乙，伽利略利用图中的实验，结合逻辑推理，验证了力是维持物体运动的原因 C．图丙，借助激光笔及平面镜观察桌面的形变，该实验运用了微小放大的思想方法 D．图丁，通过把物体匀变速直线运动的v﹣t图像分成小段，来求一段时间内的位移，运用了微元求和的 【答案】B 【解答】解：A．图甲中用一个合力等效替代两个力，体现了“等效替代”的思想方法，故A正确； B．伽利略的斜面实验及逻辑推理表明：没有外力时，物体将保持匀速直线运动，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，故B错误； C．图丙中利用激光和平面镜观察桌面的微小形变，借助光路偏转得到较明显的变化，运用了“微小量放大”的思想，故C正确； D．图丁通过把物体的v﹣t图像分段，求出各小段位移并相加，实质上是利用“微元求和”的思想方法来求总位移，故D正确。 本题选错误的，故选：B。 3．伽利略为了研究自由落体的规律，采用“冲淡”重力的方法，测量了铜球在较小倾角斜面上运动的位移和时间，发现位移与时间的平方成正比。增大斜面倾角，该规律仍然成立。于是，他外推到斜面倾角为90°时，就得到了自由落体运动的规律。下列说法正确的是（　　） A．“冲淡”重力是指使铜球的重力变小了 B．铜球位移与时间的平方成正比能说明铜球做匀加速直线运动 C．伽利略对倾角为90°时的实验情况进行了相关数据的准确测量 D．伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律是为了便于测量速度 【答案】B 【解答】解：A、当时利用斜面做实验主要是考虑到实验时便于测量小球运动的时间，“冲淡”重力是指铜球的加速度变小了，重力并没有发生改变，故A错误； B、铜球位移与时间的平方成正比说明它做匀加速直线运动，故B正确； C、伽利略测量了铜球在较小倾角斜面上运动的位移和时间，发现位移与时间的平方成正比，增大斜面倾角，该规律仍然成立，对倾角为90°的情况进行了合理的外推得出结论，没有测量，故C错误； D、伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律是为了便于测量时间，故D错误。 故选：B。 4．匀速行驶的公共汽车突然刹车时，车上乘客向前方倾倒，这是因为（　　） A．当乘客随汽车匀速前进时已经受了一个向前的力，这个力在刹车时继续起作用 B．在刹车时，汽车对乘客施加一个向前的力 C．汽车具有惯性，因而促使乘客倾倒 D．乘客具有惯性，所以汽车突然刹车时，乘客仍然具有向前的速度 【答案】D 【解答】解：匀速行驶的公共汽车突然刹车时，车上乘客向前方倾倒，这是因为汽车突然停止运动后，站在汽车上的乘客的下半身也随着汽车停止运动，但上半身因为惯性，还具有向前的速度，所以车上的乘客会向前倾倒，故D正确，ABC错误。 故选：D。 5．一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面，桌面上A处有一相对桌面静止的小球，由于列车运动状态的改变，车厢中的旅客发现小球沿如图（俯视图）中的虚线从A点运动到B点，则说明列车是加速且在向北拐弯的图是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：由于列车原来做匀速运动，小球和列车保持相对静止，现在列车要加速，由于惯性小球相对于桌面向后运动； 列车要向北拐弯，则列车和桌面都向北运动，由于惯性的作用小球相对桌面向南运动，故C正确，ABD错误。 故选：C。 6．如图甲所示，随着人们的生活水平的提高，房车旅游逐渐成为时尚。图乙为固定在房车中的一张桌子，桌上固定着一个盛满水的透明容器，容器的顶部刚好有一个气泡；另一蓝色玻璃球也放在水平桌面上（不固定）。若坐在旁边沙发上休息的人突然发现气泡开始相对桌面向右运动时，下列现象和判断可能正确的是（　　） A．玻璃球同时相对桌面向右运动，断定房车正在加速后退 B．玻璃球同时相对桌面向右运动，断定房车正在减速后退 C．玻璃球同时相对桌面向左运动，断定房车正在加速前进 D．玻璃球同时相对桌面向左运动，断定房车正在减速前进 【答案】C 【解答】解：气泡向右运动因此水向左运动，水的质量大于气泡的质量，所以水的惯性比气泡的惯性大，因此可以说明汽车向右加速运动，玻璃球具有保持原来速度的惯性因此向左运动。故ABD错误，C正确。 故选：C。 7．在光滑的有机玻璃板上静止放一平板车，平板车与玻璃板的摩擦忽略不计。当把有机玻璃板迅速水平移动一段距离后，可能的现象是选项中的（　　） A．①④⑥ B．⑤⑥ C．①② D．②③ 【答案】D 【解答】解：拉动有机玻璃板向左运动时，玻璃板的摩擦忽略不计，小车由于惯性，继续保持静止状态，可能是③，拉动有机玻璃板向右运动，小车由于惯性继续保持静止状态，可能是②③。故ABC错误，D正确； 故选：D。 8．2024年11月12日﹣17日，第十五届中国国际航空航天博览会在广东珠海举行。装上国产发动机的空军歼﹣35A、歼﹣20两款隐身战机惊艳亮相，上午11：00～11：05歼﹣35A进行空中飞行表演5分钟。下列说法正确的是（　　） A．11：00、11：05均为时间间隔 B．分析歼﹣35A飞行姿势时，可将其看作质点 C．歼﹣35A飞行速度越大，则其惯性越大 D．在飞行表演过程中，以歼﹣35A为参考系，战机上的飞行员是静止的 【答案】D 【解答】解：A.11：00、11：05对应时间轴上一点，均为时刻，故A错误； B.分析歼﹣35A飞行姿势时，歼﹣35A的形状和大小需要考虑，不能忽略不计，不可将其看作质点，故B错误； C.惯性只由质量决定，与运动状态无关，故C错误； D.在飞行表演过程中，以歼﹣35A为参考系，飞行员相对位置不变，战机上的飞行员是静止的，故D正确。 故选：D。 二．多选题（共3小题） （多选）9．一碗水置于火车车厢内的水平桌面上，某时刻水面形状如图所示。关于火车此时的运动情况，下列说法正确的是（　　） A．向右减速 B．向右加速 C．向左减速 D．向左加速 【答案】AD 【解答】解：图中水面向左倾斜，则碗对水的作用力的合力方向大致斜向左上方，另外，水受到竖直向下的重力，所以水受到的重力与碗对水的作用力的合力的方向向左。根据牛顿第二定律可知水的加速度的方向向左，所以水可能向左做加速运动，也可能向右做减速运动，即火车可能向左做加速运动，也可能向右做减速运动，故AD正确，BC错误。 故选：AD。 （多选）10．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”无人机的惯性减小 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 【答案】BD 【解答】解：A.“九天”无人机在空中做加速直线运动时，速度增加，但“九天”无人机的质量不变，则惯性不变，故A错误； B.“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正确； C.“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； D.根据平衡条件可知，“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。 故选：BD。 （多选）11．某物理兴趣小组复原了伽利略所做的铜球沿斜面运动的实验：在一个斜面上任取三个位置A、B、C，让一个铜球分别由A、B、C滚下，如图所示。设A、B、C与斜面底端的距离分别为x1、x2、x3，小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分别为t1、t2、t3，小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为v1、v2、v3，则下列关系式中能用来证明小球沿斜面向下的运动是匀变速直线运动的是（　　） A． B．v1＝v2＝v3 C．x1﹣x2＝x2﹣x3 D． 【答案】AD 【解答】解：A．三次下落中的加速度相同，由速度—时间公式v＝at，可得a，所以能用来证明小球沿斜面向下的运动是匀变速直线运动，故A正确； B．根据速度—位移公式v2＝2ax，可知小球在斜面上三次运动的位移不同，末速度一定不同，故B错误； C．因为图中A、B、C三个位置是任意选取的，且题干中没有给出三段时间的关系，故无法确定x1﹣x2与x2﹣x3的关系，故C错误； D．由位移—时间公式x，得a，故三次下落中位移与时间平方的比值一定为定值，伽利略正是用这一规律说明小球沿光滑斜面下滑为匀变速直线运动，故D正确。 故选：AD。 三．解答题（共3小题） 12．超速、超载行驶危害都很大，如图为某道路交通标志牌：小型车最高行驶速度不得超过100km/h。而大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80km/h。 （1）请用动能的知识解释交通部门为什么要这样规定？ （2）超载的危害很多，请你选取某一知识点如惯性、压强、动能等说说超载所造成的危害？ 【答案】（1）速度相同时，质量大的动能大，制动距离大，质量小的动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同。 （2）超载造成车的质量增大，惯性增大，制动距离变长，容易发生危险；超载会导致车对路面的压强增大，容易把路面压坏；超载还会使速度相等时动能增大，制动距离也会变长。 【解答】解：（1）在相同的道路上，不同车型的机动车质量不同，速度相同时，质量大的动能大，制动距离大，质量小的动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同。 （2）超载造成车的质量增大，惯性增大，制动距离变长，容易发生危险；超载会导致车对路面的压强增大，容易把路面压坏；超载还会使速度相等时动能增大，制动距离也会变长。 答：（1）速度相同时，质量大的动能大，制动距离大，质量小的动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同。 （2）超载造成车的质量增大，惯性增大，制动距离变长，容易发生危险；超载会导致车对路面的压强增大，容易把路面压坏；超载还会使速度相等时动能增大，制动距离也会变长。 13．近日美海军一名亚裔士兵在社交媒体上发布了我国辽宁舰在南海开展舰载机飞行训练的视频，舰载机“歼﹣15”以“小航线”完美降落在辽宁舰甲板上，飞行员的飞行技巧令人惊叹。如图，舰载机着舰时完全依靠飞行员手动操作钩住“拦阻索”使其速度从200km/h几乎瞬间归0。将这段运动视为匀减速直线运动。 （1）根据所学的物理知识分析，飞机着舰的短暂时间内飞行员身体会有什么现象？ （2）舰载机都有最大着舰的重量的限制；有些航母甚至规定，不允许载弹着舰，就是对燃油多少，也有特别规定。请分析这些规定的物理原理。 【答案】（1）飞行员身体会前倾。 （2）物理原理是飞机重量越大，质量越大，惯性越大，越不容易减速。 【解答】解：（1）飞机着舰的短暂时间内，由于惯性，飞行员身体会前倾； （2）因为飞机重量越大，质量越大，惯性越大，越不容易减速。 答：（1）飞行员身体会前倾。 （2）物理原理是飞机重量越大，质量越大，惯性越大，越不容易减速。 14．如图所示，伽利略设想了一个理想实验（图中两斜面底部均用一小段光滑圆弧连接），得出力不是维持物体运动的原因： （a）减小右边斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。 （b）两个斜面对接，让静止的小球沿左边斜面滚下，小球将滚上右边另一个斜面。 （c）如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。 （d）继续减小右边斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球就应沿水平面一直运动下去。 （1）将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列。 （2）在上述步骤中，哪些属于可靠的事实？哪些是理想化的推论？ 【答案】（1）正确的顺序排列是bcad； （2）b属于可靠事实，acd属于理想化的推论。 【解答】解：（1）斜面实验中，小球从同一斜面的同一高度滚下，可以让小球到达水平面上时保持相同的初速度； 如果斜面光滑，则小球不受阻力作用，会上升到原来释放时的高度； 然后逐渐减小斜面的倾角，发现小球仍然会达到原先释放时的高度。 那么可以推断，若将斜面变为水平面，那么小球为了达到原先释放时的高度会一直运动下去，由此判断正确的顺序是：bcad。 （2）伽利略的理想实验中，假如右侧斜面没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度，当变成水平放置，小球将为了达到那个永远无法达到的高度而一直滚动下去，属于理想化的推理。故属于可靠事实的是b，属于理想化的推论的是acd。 答：（1）正确的顺序排列是bcad； （2）b属于可靠事实，acd属于理想化的推论。 第2页（共4页） 学科网（北京）股份有限公司 $