4.1 牛顿第一定律 课件 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理课件聚焦牛顿第一定律、惯性及力与运动的关系，通过骑自行车情境引发认知冲突，结合亚里士多德到伽利略的历史认识发展，以理想实验推理为支架，帮助学生构建知识脉络。 其亮点在于以科学思维和物理观念为核心，通过伽利略理想实验的事实与推理结合，培养科学推理能力。设置惯性误区判断、无人机运动等问题探讨与生活实例，强化力与运动关系理解。学生能深化概念认知，教师可直接用于教学，提升效率。

第四章 运动和力的关系 1 牛顿第一定律 1 返回目录 2 知识详解 知识点1 理想实验的魅力 图4-1-1 情境助学 如图4-1-1所示，在平地上骑自行车时，人们通常觉 得需要一直踩踏板施力才能让自行车持续向前运动， 否则它会慢下来甚至停住,因此很容易凭主观感觉得 出结论：运动需要力来维持。事实是这样吗？ 实际上物体的运动并不需要力来维持，自行车之所 以会停下来，是因为受到了摩擦力的作用。在现实 生活中由于摩擦力等因素，人们往往会感受到需要 不断施力来维持物体的运动，这种观点是错误的。 教材帮 返回目录 3 1 历史上对力和运动关系的认识 代表人物 主要观点 亚里士多德 力是维持物体运动的原因。有力的作用，物体才会运动，没有力 的作用，物体就会停下来。 伽利略 力不是维持物体运动的原因。 笛卡儿 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。 教材帮 返回目录 4 2 伽利略理想实验 实验事实 _________________________________________ 如图所示，让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个对接的 斜面，所到达的高度略低于（由于存在摩擦力，小球不能达到原高 度。）释放时的高度。 推理1 如果没有摩擦力，小球将上升到原来的高度。 推理2 如果减小第二个斜面的倾斜度，小球会通过更长的路程，仍然可以达 到原来的高度。 教材帮 返回目录 5 推理3 继续减小第二个斜面的倾斜度，使它最终成为水平面，小球为了达到 原来的高度，将沿水平面持续运动下去。 实验结论 力不是维持物体运动的原因。 实验的意义 ①伽利略用“实验 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研究中的基层地位；③揭示了力不是维持物 体运动的原因。 续表 思想方法 理想实验法 理想实验是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”，“理想实验” 是在真实的科学实验的基础上，通过科学推理得出结论的过程。 教材帮 返回目录 6 问题探讨 “理想实验”与“真实实验”有什么区别？ （1）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。 （2）理想实验体现了逻辑思维活动，但思维过程的基础是真实、可靠的。 教材帮 返回目录 7 图4-1-2 例1 理想实验有时更能深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个 理想实验,如图4-1-2所示，步骤如下： ①减小第二个斜面的倾角，小球在斜面上仍然要达到原来的高度 ②对接两个斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另 一个斜面 ③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度 ④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它变成水平面，小球将沿 水平面做持续的匀速直线运动 （1）请将上述理想实验的步骤按照正确的顺序排列:__________（填写序号即可）。 ②③①④ 教材帮 返回目录 8 （2）在上述步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论。 属于可靠事实的步骤是____; 属于理想化推论的步骤是________。 ② ①③④ 【解析】伽利略的理想实验是在可靠事实的基础上进行合理的推理，将实验理想化， 得到正确的结论。②是可靠事实，因此放在第一步，③①是假设无摩擦的推论，最 后推导出④。 教材帮 返回目录 9 知识点2 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 （此力是物体受到的合力。）迫使它改变这种状态（运动状态的改变 ）。这就是牛顿第一定律。 教材帮 返回目录 10 教材链接 牛顿第一定律的适用范围——惯性参考系 如果在一个参考系中，一个不受力的物体会保持匀速直线运动状态或静止状态，这 样的参考系叫作惯性参考系，简称惯性系。 例如：在研究地面上的物体时，一般把地球看作惯性系，相对于地面静止或做匀速 直线运动的参考系，也可看成惯性系。 在研究地面上的物体时，若以相对于地面做加速运动的物体为参考系，牛 顿第一定律就不成立，这样的参考系叫作非惯性系。 教材帮 返回目录 11 2 对牛顿第一定律的理解 牛顿第 一定律 的含义 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态的性质叫作 惯性。（牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性，因此牛顿 第一定律又叫惯性定律。） ②揭示了力和运动的关系， 力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物 体运动状态的原因。 ③物体不受外力时将保持原来的运动状态，从作用效果上可以把 “不受外 力”拓展延伸为“所受外力的合力为0”。 教材帮 返回目录 12 说明 ①牛顿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。 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。 （普适性） 续表 教材帮 返回目录 13 例2 关于牛顿第一定律，下列说法正确的是( ) C A.牛顿第一定律是从实验中直接得出的结论 B.牛顿第一定律表明，物体的速度越大，惯性越大 C.牛顿第一定律表明，力不是维持物体运动的原因 D.如果物体不受力或者所受合外力为零，物体一定处于静止状态 教材帮 返回目录 14 选项 分析 正误 A 牛顿第一定律是牛顿在前人实验的基础上，根据逻辑推理得出的。 B 惯性是物体固有的属性，只与物体的质量有关，与物体的运动状态无 关。（参见知识点3） C 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。 √ D 物体在不受力或所受合力为零的情况下始终处于静止或匀速直线运动 状态。 教材帮 返回目录 15 问题探讨 如图4-1-3所示，物块在力的作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，物块 始终与 相对静止，则是否受到 对它的摩擦力? 图4-1-3 根据牛顿第一定律可知，若受到摩擦力，运动状态会发生改变，不能和 一 起做匀速直线运动，故没有受到 对它的摩擦力。 教材帮 返回目录 16 知识点3 惯性与质量 1 惯性 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。 2 惯性的表现形式 物体的惯性总是以保持“原状”或反抗“改变”两种形式表现出来。 （1）物体不受外力或所受合外力为零时，惯性表现为保持原来的运动状态不变。原 来静止的物体保持静止，原来运动的物体保持原来的速度继续运动。 （2）物体受到外力作用时，惯性表现为改变运动状态的难易程度，物体惯性越大， 其运动状态越难改变。 惯性体现了物体抵抗运动状态改变的“能力”。 教材帮 返回目录 17 3 惯性的量度 质量是物体惯性大小的唯一量度，惯性大小等价于改变物体运动状态的难易程度。 质量越大，惯性越大，运动状态越难改变。 惯性与物体的运动状态、受力情况、所处位置等因素均无关。 教材帮 返回目录 18 4 对惯性的理解 （1）惯性与力无关:惯性不是力,不能说“物体受到惯性作用”“产生了惯性”“受到惯性 力”“克服惯性”等。 ①惯性是维持物体运动状态的原因。惯性越大，物体的运动状态越难改变。 ②力是改变物体运动状态的原因。力越大，物体的运动状态改变越快。 （2）惯性与速度无关:惯性的大小只由物体的质量决定,与其他因素无关。切勿认为 物体的速度越大,惯性越大,也不要认为运动的物体有惯性,静止的物体没有惯性。 无论外力多大,物体的速度都不会发生“突变”的原因是物体具有惯性。 （3）惯性不同于惯性定律:惯性是物体本身具有的属性,无先决条件;惯性定律是一条 规律,揭示了物体不受外力时的运动状态,“不受外力”是先决条件。 教材帮 返回目录 19 问题探讨 判断下列说法的正误。 （1）静止的火车启动时速度变化缓慢是因为物体静止时的惯性大( ) × （2）在太空中的宇宙飞船内的物体不存在惯性( ) × （3）惯性只与物体的质量有关，物体的质量越大，物体的惯性就一定越大( ) √ （4）推动静止的箱子比维持箱子的运动要费力，说明静止的物体惯性大( ) × 教材帮 返回目录 20 例3 ［鲁科版教材习题］对一些生活中的现象,某同学试图从惯性角度加以分析。其 中正确的是( ) D A.“强弩之末,势不能穿鲁缟”,是因为强弩的惯性减小了 B.汽车超速行驶易引发交通事故,是因为速度大的汽车惯性大 C.车辆转弯时适当减速,是为了减小车辆的惯性,使行驶更安全 D.货运列车在有些车站加挂车厢,这会增大它的惯性 【解析】质量是物体惯性大小的唯一量度，只要物体质量不变，无论它的速度如何 改变，物体的惯性都不变。 教材帮 返回目录 21 解题突破 题型1 对力和运动关系的理解 解题通法 分析力和运动关系的关键点 1.运动的物体不一定受到力的作用。 2.物体受力的方向不一定和运动方向相同。 3.物体受力的大小和速度的大小没有直接关系。 4.物体所受合力不为零，则运动状态发生变化，可能是速度大小变化，也可能是速 度方向变化，还可能是速度大小、方向都变化。 方法帮 返回目录 22 例4 ［体育运动］学校春季运动会中，同学们参与了足球、篮球、羽毛球等项目。 下列说法正确的是( ) A A.用力踢足球，足球会飞出去，说明力能使物体运动状态发生改变 B.投篮球时，篮球脱手后地球对篮球有力的作用，篮球对地球没有力的作用，所以 篮球落到地上 C.击出的羽毛球能在空中继续飞行，是由于羽毛球具有向前的冲力 D.击出的羽毛球能在空中继续飞行，说明球持续受到运动员的力的作用 方法帮 返回目录 23 选项 分析 正误 A 力能改变物体的运动状态。 √ B 力是物体间的相互作用，地球对篮球有力的作用，篮球对地球也有力 的作用。 C 羽毛球在空中继续飞行，是由于惯性，而不是受到了向前的冲力。 D 离开球拍后，羽毛球已经不受运动员的作用力了。 方法帮 返回目录 24 练变式1 下列说法正确的是( ) A A.物体的速度不断增大，表示物体必受外力作用 B.物体向着某个方向运动，则在这个方向上必受力的作用 C.物体的速度大小不变，则其所受的合力必为零 D.物体处于平衡状态，则该物体必不受外力作用 【解析】当物体速度增大时，运动状态发生了变化，而力是改变物体运动状态的原 因，故物体必受外力作用，A正确；若物体向某个方向做匀速直线运动，则该物体 不受力的作用或所受合力为零（【明条件】物体做匀速直线运动的条件：不受力或 所受合力为零。），故B错误；当物体的速度大小不变时，其方向可能发生变化 （【注意】速度包括大小和方向。），即运动状态可能变化，故物体所受合力不一 定为零，C错误；物体处于平衡状态时，可能不受外力作用，也可能所受合力为零， 故D错误。 . . . . . . . . . . 方法帮 返回目录 25 题型2 应用牛顿第一定律分析问题 解题通法 应用牛顿第一定律分析问题的一般思路 1.确定某一物体（或系统）为研究对象。 2.分析物体（或系统）原来的运动状态。 3.找出物体（或系统）因受力而改变运动状态的那部分。 4.明确“不受力”部分的运动状态不改变。 5.对联系实际的物理问题，应注意审题，并简化为物理模型，使分析求解更为清晰。 方法帮 返回目录 26 图4-1-4 例5 在水平路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定着盛满水 的碗。若突然发现碗中的水向右洒出，如图4-1-4所示，则关于 小车在此种情况下的运动，下列描述正确的是( ) D A.小车一定突然向左加速 B.小车一定突然向右加速 C.小车可能突然向左减速 D.小车可能突然向右减速 方法帮 返回目录 27 小车原来的运动方向未知，分两种情况进行讨论。 综上可知，D正确。 方法帮 返回目录 28 图4-1-5 练变式2 ［多选］在列车的车厢内，固定着一个水龙头 。第一段时 间内,水滴落在水龙头的正下方点，第二段时间内，水滴落在 点右 方的 点，如图4-1-5所示。那么在这两段时间内列车可能的运动是 ( ) BC A.先静止，后向右做加速运动 B.先向左做匀速运动，后做加速运动 C.先向右做匀速运动，后做减速运动 D.先向右做加速运动，后做减速运动 方法帮 返回目录 29 【解析】水滴下落时，水平方向速度为离开水龙头的瞬间水龙头的速度（【明原因】 惯性的作用。），若车静止或做匀速运动，水滴的水平位移与车的水平位移相同， 则水滴落在 点;若车向左做加速运动或向右做减速运动，则相同时间内车相对于水 滴向左运动，即水滴相对于车向右运动，此时水滴可能落在 点，故B、C正确，A、 D错误。 . . 方法帮 返回目录 30 题型3 对惯性概念的理解 解题通法 对惯性概念理解的误区 误区 正确理解 误认为物体静止时才有惯性，运动时没有惯性。 惯性与物体的运动状态无关。 误认为做加速或减速运动的物体才有惯性，做匀 速直线运动的物体没有惯性。 误认为物体只在地球上才有惯性，移到太空就没 有惯性。 惯性与物体处于什么位置无关。 误认为机车启动时产生了惯性，刹车时克服了惯 性。 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”。 方法帮 返回目录 31 例6 (2026·天津南开区期末)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，也能挂载导弹、小 型无人机。下列说法正确的是( ) A A.“九天”无人机在空中做加速运动时，“九天”无人机的惯性不变 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”无人机在减速降落时惯性逐渐减小 【解析】惯性只与物体的质量有关，与运动状态无关。“九天”无人机在空中做加速 运动时，质量不变，惯性不变，故A正确；“九天”无人机在空中投送物资后，质量减 小，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， 它会继续运动，不会立即停止，故C错误；“九天”无人机在减速降落时，如果质量不 变，则惯性不变，故D错误。 方法帮 返回目录 32 练变式3 ［教材第87页“练习与应用”第1题（2）改编］人们对运动与力的关系的认 识经历了漫长的历史过程，这也是物理学发展的史诗。下列有关物体运动与力的表 述正确的是( ) B A.牛顿第一定律是由实验直接得到的结论 B.地球自西向东自转，人向上跳起来后，还会落到原地 C.汽车速度越大，刹车后越难停下来，表明物体速度越大，其惯性越大 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 方法帮 返回目录 33 选项 分析 正误 A 牛顿第一定律不能由实验直接得到。 B 地球自西向东自转，人向上跳起来后，因为人具有惯性，在水平 方向相对地面静止，所以还会落到原地。 √ C 惯性只与质量有关，与速度无关。 D 向上抛出的物体，在空中继续向上运动，是由于物体具有惯性， 而不是物体受到了向上的作用力。 方法帮 返回目录 34 考向追踪 考向 考查伽利略理想实验及惯性 例7 (北京高考题)伽利略创造的把实验、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。利用如图4-1-6 所示的装置做如下实验：小球从左侧斜 面上的 点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三 种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为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( ) A 图4-1-6 A.如果斜面光滑，小球将上升到与 点等高的位置 B.如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态 C.如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变 D.小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小 高考帮 返回目录 35 【解析】题目要求根据三次实验结果，得到最直接的结论。由于斜面上先后铺垫粗 糙程度逐渐降低的材料，可理解为斜面越来越光滑，小球沿右侧斜面上升的最高位 置依次为1、2、3，即依次升高，所以得到的最直接的结论是如果斜面光滑，小球将 上升到与 点等高的位置，选项A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，选项B、C、D错误。 高考帮 返回目录 36 练变式4 ［同源题，多选］(全国卷高考题改编)伽利略根据小球在斜面上运动的实验 和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础。关于惯性有下列说 法，其中正确的是( ) ACD A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性 B.没有力的作用，物体只能处于静止状态 C.物体保持静止或匀速直线运动状态的性质是惯性 D.运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动 【解析】物体保持静止或匀速直线运动状态的性质叫惯性，所以A、C正确。如果没 有力，物体将保持静止或匀速直线运动状态，所以B错误。运动物体如果不受力，将 保持匀速直线运动状态，所以D正确。 高考帮 返回目录 37 $