第四章 第1节 牛顿第一定律-【创新教程】2026-2027学年高中物理必修第一册五维课堂同步复习（人教版）

章末易错·点突破 专题归纳·整合提升 专题1 [例1][解析]题图甲和乙中的两个物体M1、M2都处 于平衡状态，根据平衡条件，首先判断与物体相连的细 绳，其拉力大小等于物体的重力；分别取C点和G点为 研究对象，进行受力分析如图1和2所示，根据平衡规律 可求解。 30cC 30G FNG 中 图1 图2 (1)图1中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M1的物体， 物体处于平衡状态，轻绳AC段的拉力 FTAC=FTOD=M1g, 图2中由FTe sin30°=M2g,得FTm=2M2g。 所以器激。 (2)图1中，三个力之间的夹角都为120°，根据平衡规律 有FNc=FTAc=M1g,方向和水平方向成30°，指向右 上方。 (3)图2中，根据平衡方程有FTe sin30°-M2g, FTE COS30°=FG, 所以FG= an30=3M,g,方向水平向右。 M2g 、M [答案](1)2M, (2)Mg方向和水平方向成30°指 向右上方(3)3M2g方向水平向右 跟踪训练 1.B[甲物体是拴牢在O点，且甲、乙两物体的质量相等， 则甲、乙绳的拉力大小相等，O点处于平衡状态，则左侧 绳子拉力的方向在甲、乙绳子的角平分线上，如图所示 T.mg B-mg 0 乙 mg 甲 根据几何关系有180°=2,3十a, 解得B=55°。故选B。] 专题2 [例2]B[由于物体受的水平推力为F=kt,由二力平 衡得，培与物体间的压力FN=t。当F比较小时，物体 受到的摩擦力F,小于物体的重力G,物体将沿墙壁下 滑，此时物体受到的摩擦力为滑动摩擦力。由F:=FN 得，滑动摩擦力F:=kt,当摩擦力F:大小等于重力G 时，由于惯性作用，物体不能立即停止运动，物体受到的 摩擦力仍然是滑动摩擦力。随着摩擦力的增大，摩擦力 将大于重力，物体做减速运动直至静止，摩擦力将变为 静摩擦力，静摩擦力与正压力无关，跟重力始终平衡。] 跟踪训练 2.解析：水平推力F≤2.5N之前，物体未动，物体受静摩 擦力FA=F。当F>2.5N后，FA发生突变，变成滑动 摩擦力，其大小为FA清=uFN=uG=0.2X10N=2N。 作出图像如图所示。 ·2 参考答案 ↑FN 2 0 123456FN 答案：见解析图 专题3 [例3][解析]设绳AB弹力为F1,绳AC弹力为F2,A 的受力情况如图，由平衡条件得 02 mg Fsin 0+F sin 0-mg=0 Fcos 0-F2-F cos 0=0 由上递两式得F=品。P F2 F-2cos0 2sin 0 mg 令F1=0,得F最大值 R=器-05N 令B=0.得F小值F=2)205N 3 综合得F的取值范围为203N≤F<405N。 3 3 [答案]20,5N≤F≤408N 3 3 跟踪训练 3.C[当木板与水平面的夹角为45°时， N 两物块刚好滑动，对A物块受力分析 如图，沿斜面方向，A、B之间的滑动摩 擦力f1=uN=umgcos45°，根据平衡 条件可知T=mgsin45°+mgcos45°， 对B物块受力分析如图，沿斜面方向， B与斜面之间的滑动摩擦力f2=uN =μ·3 mgcos45°，根据平衡条件可知2 ngsin45°=T+ mgcos45°+4·3 ngcos45°，两式相加， N 可得2 ngsin45°=ngsin45°+umgcos45 +mg cos45°+μ·3 ngcos45° 1 解得μ= ,A、B、D错误，C正确。故 选C。] 第四章 第1节 自主预习·探新知 基础梳理 知识点1 1.运动静止维持力的作用速度直线方向 2.（1)相同小球将永远运动下去(2)维持物体运动的原因 知识点2 1.匀速直线运动静止2.改变 知识点3 1.匀速直线运动静止2.质量 自我检测 1.(1)×(2)/(3)×(4)×(5)/(6)/ 7 物理·必修第一册 2.(1)D[惯性是物体的国有属性，它指的是物体能够保 持原来的运动状态的一种性质，惯性的大小只与物体的 质量有关，与运动状态无关，故选D。门 (2)从图(1)可以看出，乘客向前倾，说明乘客相对车厢 有向前运动的速度，所以汽车在减速。从图(2)可看出， 乘客向后倾，说明乘客有相对车厢向后运动的速度，说 明汽车在加速。 合作探究·攻重难 探究1探究导引 提示：这一问题，我们可以这样思考：如果足球不是在草 地上滚动，而是以相同的初速度在水平的水泥地板上滚 动，它将会滚出比草地上远得多的距离，这说明了由于 阻力的存在才导致足球的运动状态发生了改变，足球在 草地上滚动时所受阻力大，运动状态很快发生改变：足 球在水泥地面上滚动时所受阻力小，运动状态改变得 慢，但终究还是要停下来。在盘带足球时，人对足球施 加力的作用，恰恰是起了使足球已经变小的运动速度再 变大的作用。自行车的例子也是同样的道理。 这两个例子都充分说明了阻力能使物体的运动状态发 生改变（物体的速度变小），动力也能使物体的运动状态 发生改变（物体的速度变大），即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。 探究归纳 [例1]C[若物体受的合力为零，可能处于静止或匀速 直线运动，A错误；物体运动不停止是因为惯性的原因， 运动不需要力来雏持，B错误；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，故C正确；由牛顿第 一定律可知，外力停止作用后，物体由于惯性会保持原 来的运动状态，故D错误，故选C。] 跟踪训练 1.D[力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动 的原因，故选项A、B、C错误，D正确。] 探究2探究导引 提示：锤与柄原来都处于运动状态，柄撞在凳子上受到 阻力作用，改变了它的运动状态，就停止了运动，锤头由 于惯性仍保持原来的运动状态，这样锤头就继续向前运 动紧套在锤柄上了。 探究归纳 [例2]C[一切物体都具有惯性，惯性的大小只与物体 的质量有关。惯性是物体本身的一种属性，与外界因素 (受力的大小以及所处的环境)及自身的运动状态无关， 故A、D选项错误；静止的火车启动时，速度变化缓慢，是 因为火车的质量大，惯性大，而不是因为静止的物体惯 性大，B选项错误；乒乓球可以快速抽杀，是因为其质量 小，惯性小，在相同的力的作用下，运动状态容易改变， 故C选项正确。] 跟踪训练 2.解析：在讨论人绊倒还是滑倒的过程中，要区分人各部 分的运动情况，所以决不能再将人看成质点，并对人各 部分运动情况分别讨论。人被绊倒时，首先是人的脚由 于受力而停止向前，而人的上半身由于惯性仍要前进， 所以人上半身向前趴着倒下。慢走的人，由于进入光滑 地面，脚所受阻力突然减小，脚速度加快，而人的上半身 由于惯性仍将维持原来较慢的速度，所以人将向后 仰倒。 答案：见解析 课堂自测·夯基础 1.A[牛顿第一定律是牛顿在伽利略等前人实验的基础 上，根据逻辑推理得出的，是以实验为基础，但又不是完 全通过实验得出，故A正确；虽然在地球上不受力作用 的物体是不存在的，但牛顿第一定律给出了物体不受力 作用时的运动规律，是牛顿第二定律的基础，也为科学 ·2 的发展奠定了基础，故B错误；牛顿第一定律表明物体 具有保持原来运动状态的性质，即惯性，惯性的大小与 物体的受力情况和运动情况均无关，故C、D错误。] 2.ABC[亚里士多德根据现实经验得出的结论：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 要静止在一个地方，故A正确；意大利物理学家伽利略 根据“伽利略斜面实验”指出：在水平面上运动的物体之 所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故，故B正确； 笛卡尔认为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，故C正确；牛顿第一定律是利用逻辑思雏 对事实进行分析的产物，不能用实验直接验证，故D 错误。] 3.A[铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做的 是匀变速直线运动，且铜球加速度随斜面倾角的增大而 增大，倾角最大的情况就是90°时，这时物体做自由落体 运动，由此得出的结论是自由落体运动是一种匀变速直 线运动。 4.A[明代冯梦龙的《醒世恒言》中“临崖立马收缰晚，船 到江心补漏迟”是由于惯性，故A正确；“红军不怕远征 难，万水千山只等闲”描述红军到过很多有山有水的地 方，与惯性无关，故B错误；唐代高骈的《山亭夏日》中 “水晶帘动微风起，满架蔷薇一院香”是分子运动，与惯 性无关，故C错误；唐代李白的《望天门山》中“两岸青山 相对出，孤帆一片日边来”与惯性无关，故D错误。] 5.C[采用了大功率的发动机后，一级方程式赛车的速度 甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，不是由于使小 质量的物体获得大惯性，而是由于功率增大的缘故，A 错误；射出枪膛的子弹在运动一段距离后连一件棉衣也 穿不透，是由于速度减小了，不是由于惯性减小了，子弹 的惯性没有变化，B错误；货运列车运行到不同的车站 时，经常要摘下或加挂一些车厢，质量改变了，它的惯性 也会改变，C正确：摩托车转弯时，车手一方面要控制适 当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，防止侧滑， 而人和车的惯性并没有改变，D错误。] 第2节 自主预习·探新知 基础梳理 知识点1 1.水平木板槽码2.(1)质量不变拉力拉力 (2)拉力不变质量质量 知识点2 1.天平2.Ξ纸带上子-3.替代 x2 a2 自我检测 1.D[探究加速度与力、质量的关系时，先使质量不变，研 究加速度与力的关系；再使受到的拉力不变，研究加速 度与质量的关系；最后总结出加速度、力和质量三者之 间的关系。所以，只有选项D正确。] 2.BD[由图像知F相同时，对应的加速度大小关系为a1 >a2>a3,根据F相同时，加速度与质量成反比知，m1< m2<mgo」 3.A[题中m1和m2是车中砝码的质量，决不能认为是 小车的质量。本题中只说明了两小车是相同的，并未告 诉小车的质量是多少。当m1=m2时，两车加砝码后质 量仍相等，若E=2F2,则a1=2a2,由x=号a2得x1= 2x2,A对，B错；当m1=2m2时，无法确定两车加砝码后 的质量关系，两小车的加速度关系也就不清楚，故无法 断定两车的位移关系，C、D错。] 8物理·必修第一册 第四章 运动和力的关系 第1节牛顿第一定律 学习目标 核心素养 1.知道伽利略的理想实验及其推理过程，知道 惯性 物理 力与运动的关系 理想实验是科学研究的重要方法。（难点） 科学探究 运动状态的改变 观念 牛顿 2.理解牛顿第一定律的内容及意义。（重点） 第 物理学史 定律 3.明确惯性的概念，会解释有关的惯性现象。 理想实验 科学思维 科学态度 与责任 惯性问题 (难点) 自主预习。探新知 [基础梳理] [知识点1]理想实验的魅力 1.力与运动关系的不同认识 代表人物 主要观点 必须有力作用在物体上，物体 [知识点2]牛顿第一定律 1.内容：一切物体总保持 状 亚里士多德 才能 ;没有力的作用， 态或 状态，除非作用在它上面的 物体就要 外力迫使它改变这种状态。 力不是 物体运动的 伽利略 2.力和运动的关系：力不是维持物体运动状态的 原因 原因，而是 物体运动状态的原因。 如果运动中的物体没有受到 [知识点3]惯性与质量 ,1 它将继续以同 1.惯性：物体具有保持原来 笛卡儿 沿同一 运 状态或 状态的性质叫作惯性。 动，既不停下来也不偏离原来 2.惯性的量度： 是物体惯性大小的唯 的 一量度。 [自我检测门] 2.伽利略的斜面实验 1.思维辨析 (1)理想实验：让小球沿一个斜面从静止状态 (1)伽利略的理想实验是不科学的假想实验。 开始向下运动，再让小球冲上第二个斜面， ( 如果没有摩擦，无论第二个斜面的倾角如 (2)笛卡儿认为若没有力作用，物体的运动状 何，小球达到的高度 若将第二 态就不会改变。 () 个斜面放平， (3)速度越大的物体，惯性越大。 () (2)实验结论：力不是 (4)伽利略认为，没有力作用在物体上，它就不 能运动。 () ·110 第四章运动和力的关系 (5)力无法改变物体的惯性。 ( ) (2)请根据图中的情景，说明车子所处的状态， (6)牛顿认为力的真实效应总是改变物体的速 并对这种情景做出解释。 度，而不是使物体运动。 ( 2.基础理解 (1)如图为我国女子冰壶队的比赛画面，冰壶 惯性的大小取决于冰壶的 A.位置 B.速度C.受力 D.质量 合作探究。攻重难 ● 究1对牛顿第一定律的理解 ◆汇探究归纳] ◆汇採究导引] 1.牛顿第一定律的物理意义 (1)揭示了力与运动的关系 在足球场上，为了不使足球停下来，运动员 ①力是改变物体运动状态的原因：物体受 带球前进必须不断用脚轻轻地踢拨足球（如 力的作用，它的运动状态就一定发生改变， 图甲)。又如为了不使自行车减速，总要不 并且产生加速度。 断地用力蹬脚踏板（如图乙）。这些现象不 ②力不是维持物体运动的原因：物体若不 正说明了运动需要力来维持吗？那为什么 受力，它将做匀速直线运动或者保持静止 状态。 又说“力不是维持物体运动的原因”？ (2)揭示了一切物体都具有的一种属性—惯 性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律。 2.物体运动状态改变的三种情况 (1)速度的方向不变，只有大小改变。（物体做 直线运动) (2)速度的大小不变，只有方向改变。（物体做 匀速曲线运动) 图甲 图乙 (3)速度的大小和方向同时发生改变。（物体 做变速曲线运动) 汇特别提醒] (1)牛顿第一定律所描述的是物体不受外力 作用时的状态，与物体所受合外力为零是 等效的。 (2)牛顿第一定律不是实验定律，它是在理想 实验的基础上总结得出的。 (3)牛顿第一定律只适用于惯性参考系中的 运动，在非惯性参考系中不适用。 111 物理·必修第一册 [例1]根据牛顿第一定律下列说法中正确 C.撒去推力，木箱停下来是木箱具有惯性 的是 ( 的表现 A.静止或匀速直线运动的物体，一定不受 D.撤去推力，木箱停下来是由于摩擦力的 任何外力作用 作用 B.物体运动不停止是因为受到力的作用 探究2 对惯性概念的理解 C.要改变物体运动状态，必须有外力作用 ◆汇棕究导引] D.外力停止作用后，物体由于惯性会很快 锤头松了，把锤柄的一端在凳子上撞击几 停下来 下，锤头就套紧了，为什么？试解释其中的 牛顿第 不受力时静止或 原因。 思路引导 一定律 匀速直线运动 受力时状 态改变 尝试解答] 汇规律方法]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 ◆汇採究归纳] 不是维持物体运动状态的原因。 1.惯性与质量的关系 (1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有 (2)由“果”索“因”：如果物体的运动状态发生 惯性 改变，则物体必然受到不为零的合外力的 (2)惯性与物体受力情况、运动情况及地理位 作用，所以判断物体的运动状态是否改变 置均无关。 以及如何改变，应分析物体的受力情况。 (3)质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越 (3)应用步骤：应用牛顿第一定律解释有关现 大，惯性越大。 象时，一要看物体原来的运动状态，二要 2.惯性与力的关系 看物体现在的受力情况及所受合力是否 (1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性 为零，最后判断由于物体具有惯性将会出 质，因此说“物体受到了惯性作用”“产生了 现的现象。 惯性”，“受到惯性力”等都是错误的。 ◆[跟踪训练] (2)力是改变物体运动状态的原因，惯性是维 1.如图所示，小明用水平方向 持物体运动状态的原因。力越大，运动状 的力推一木箱。小明发现： 态越易改变；惯性越大，运动状态越难 用力推时，木箱才能运动； 改变。 撤去推力，木箱便停下来。有四位同学对此过 (3)惯性与物体的受力情况无关。 程发表了自己的看法，你认为正确的是( 3.惯性与速度的关系 A.木箱的运动需要力来维持 (1)速度是表示物体运动快慢的物理量，是矢 B.木箱由静止到运动需要力的作用，由运 量，惯性是物体本身固有的性质，其大小仅 动到静止不需要力的作用 由物体质量决定。 ·112 第四章运动和力的关系 (2)一切物体都有惯性，和物体是否有速度及 速度的大小均无关。 4.惯性与惯性定律的关系 (1)惯性不是惯性定律，惯性没有条件限制，是 物体的一种固有属性。 (2)惯性定律是物体不受外力作用时物体运动 所遵守的一条规律。 [特别提醒] (1)在不受力（或合外力为零）的条件下，惯性 表现为保持原来的运动状态。 (2)在受力条件下，惯性表现为运动状态改变 的难易程度。质量越大，惯性越大，运动 状态越难改变。 ◆[课堂小结] [例2]关于物体的惯性，下列说法中正确 亚里士多德的观点 的是 ( 力与运动的关系 伽利略的观点 牛顿第一定律 笛卡儿的观点 A.运动速度大的物体不能很快地停下来， 我刹不住四 内容 牛顿第一定律 意义 是因为物体的速度越大，惯性也越大 惯性与惯性定律的区别 B.静止的火车启动时，速度变化慢，是因为 惯性 惯性大小的量度 静止的物体惯性大的缘故 [核心素养提升] C.乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的 易错点：不能正确理解惯性的含义而出错 惯性小 [案例门歼击机在进入战斗状态时要扔掉副 D.在宇宙飞船中的物体不存在惯性 油箱，这样做的目的是 () 思路引导：一切物体在任何状态下都有惯 A.减小重力，使运动状态保持稳定 B.减小惯性，有利于运动状态的改变 性，其大小取决于物体的质量，和其他因素 C.减小质量，增大速度 无关。 D.增大速度，使运动状态易于改变 [尝试解答] [错选]CD 汇规律方法]惯性理解两注意 [错因分析]初学者往往从速度角度考虑 问题，认为扔掉副油箱，减小质量的目的是 (1)注意一个“一切”，即一切物体具有惯性； 增大速度。从而错选CD。 (2)注意一个“唯一”，即质量是惯性大小的 [正解]衡量战斗机性能的重要指标是其 “唯一”量度。 机动性，也就是运动状态改变的难易程度。 ◆[跟踪训练] 扔掉副油箱，减小质量，减小战斗机的惯性， 2.请你用惯性的知识来解释一下为什么在足 有利于运动状态的改变，选项B正确。 [答案]B 球场上奔跑的人被绊倒时是向前趴着倒下， 汇素养警示j“惯性是物体保持原来的匀速直 而在雪地上慢走的人滑倒时，则多是向后仰 线运动状态或静止状态的性质，与物体是否 着摔倒（如图）？ 受力无关。与物体的速度大小无关。 ·113· 物理·必修第一册 课堂自测。夯基础 1.(牛顿第一定律的理解)关于牛顿第一定律， 4.(惯性的理解)中华民族的优秀文化博大精 下列说法中正确的是 ( 深，其中古典诗词是优秀文化的代表，从物 A.牛顿第一定律是利用逻辑思维对事物进 理角度看古诗词会发现别有一番韵味。下 行分析的产物，不可能用实验直接证明 面四句诗词中涉及惯性知识的是( B.不受力作用的物体是不存在的，故牛顿 A.明代冯梦龙的《醒世恒言》中“临崖立马 第一定律的建立毫无意义 收缰晚，船到江心补漏迟” C.牛顿第一定律表明，物体只有在不受外 B.毛泽东的《长征》中“红军不怕远征难，万 力作用时才具有惯性 水千山只等闲” D.牛顿第一定律表明，物体只有在静止或 C.唐代高骈的《山亭夏日》中“水晶帘动微 做匀速直线运动时才具有惯性 风起，满架蔷薇一院香” 2.(多选)（力与运动的关系）关于古代先贤们 D.唐代李白的《望天门山》中“两岸青山相 对力与运动关系的探究史实，下列说法正确 的是 对出，孤帆一片日边来” ( ) A.亚里士多德根据直接经验得出物体的运 5.(惯性的应用)对一些实际生活中的现象，某 动需要有力来维持 同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的 B.伽利略认为在水平面上运动的物体之所 是 ( 以会停下来是由于受到摩擦力的作用 A.采用大功率的发动机后，某些一级方程 C.笛卡尔认为如果运动物体不受任何力的 式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋 作用，它将继续以同一速度沿同一直线 桨飞机的速度。这表明通过科学手段能 运动 使小质量的物体获得大的惯性 D.牛顿提出了惯性定律，用实验直接验证 B.射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离 了不受力的物体会保持匀速直线运动状 后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯 态或静止状态 性小了 3.(伽利略斜面实验)伽利略研究变速运动规 C.货运列车运行到不同的车站时，经常要 律时做了著名的“斜面实验”：他测量了铜球 摘下或加挂一些车厢，这会改变它的 在较小倾角斜面上运动的位移和时间，发现 惯性 位移与时间的平方成正比，增大斜面倾角， D.摩托车转弯时，车手一方面要控制适当 该规律仍然成立。于是，他外推到倾角为 的速度，另一方面要将身体稍微向里倾 90°的情况，得出结论 斜，通过调控人和车的惯性达到安全行 A.自由落体运动是一种匀变速直线运动 驶的目的 B.力是使物体产生加速度的原因 C.力不是维持物体运动的原因 @温馨提西 学习至此，请完成第四章第1节 D.物体具有保持原来运动状态的惯性 114