7.7 牛顿第一定律（讲义）物理新教材北师大版（北京）八年级全一册

本讲义聚焦牛顿第一定律核心知识点，以阻力对物体运动影响的斜面小车实验为基础，通过控制变量、现象观察及科学推理得出力与运动关系，进而系统梳理牛顿第一定律内容及惯性概念，构建实验探究-规律总结-现象解释的学习支架。 该资料以科学探究为主线，运用理想实验法培养科学思维，结合随学随练及基础、素养、迁移分层题目，助力学生形成运动与相互作用的物理观念。课中辅助教师实验教学，课后帮助学生巩固知识，有效查漏补缺。

第七章 物体间的相互作用 第7节 牛顿第一定律 课标要点 1.了解伽利略理想斜面实验的推理过程，认识力不是维持物体运动的原因。 2.熟记牛顿第一定律内容，理解定律是在实验基础上科学推理得出。 3.理解惯性的概念，知道惯性只与物体质量有关，能用惯性解释日常现象。 学习重难点 重点：牛顿第一定律内容、惯性现象解释。 难点：理解力与运动的关系，区分惯性、力两个不同物理概念。 知识点 阻力对物体运动的应用 1.实验器材 斜面、小车、木板、棉布、毛巾 2.控制变量 让小车从同一斜面同一高度由静止滑下，目的：使小车到达水平面时初速度相同。 3.实验现象 接触面粗糙程度：毛巾＞棉布＞木板阻力大小：毛巾最大，木板最小滑行距离：毛巾最短，木板最长现象总结：水平面阻力越小，小车速度减小得越慢，滑行距离越远。 4.科学推理（理想实验法） 若水平面绝对光滑，小车不受任何阻力，则小车速度不会减小，将永远保持匀速直线运动。 二、实验结论 物体的运动不需要力来维持；阻力改变了小车的运动速度，说明力是改变物体运动状态的原因。 随学随练如图所示，在探究“物体运动状态改变的原因”的实验中，小刚同学让小车自斜面上某一固定位置由静止开始自由滑下，分别观察小车从斜面上同一位置滑下后，在粗糙程度不同的水平面上运动的距离，同时用旗子标记小车在平面上停止后所处的位置。根据实验情形回答下面的问题： (1)小刚每次让同一小车从斜面上同一位置由静止开始自由下滑，目的是为了使小车到达水平面时的____________相同。 (2)小车到达水平面后，最终在水平面上停下来，说明力改变了小车的____________。 (3)由上述实验推测，若小车在水平面上所受的阻力为零，它将做____________（选填“匀速”或“变速”）直线运动。 知识点 牛顿第一定律（重点） (1)内容：一切物体在没有受到外力作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。 (2)牛顿第一定律不可能简单的从实验中得出，它是通过实验为基础、通过分析和科学推理得到的。 (3)力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动的原因。 (4)探究牛顿第一定律中，每次都要让小车从同一斜面上同一高度滑下，其目的是使小车滑至水平面上的初速度相等。 (5)牛顿第一定律的意义： ①揭示运动和力的关系。 ②证实了力的作用效果：力是改变物体运动状态的原因。 ③认识到惯性也是物体的一种特性。 随学随练如图所示，运动员用冰球杆击打冰球，冰球离开球杆后在水平冰面上继续运动一段距离慢慢停下来。下列说法正确的是（     ） A．冰球会停下来，是因为冰球受到推力的作用 B．冰球在冰面上继续运动时，只受到摩擦力的作用 C．冰球杆击打冰球可以改变冰球运动的方向，说明力可以改变物体的运动状态 D．若冰球在冰面上运动时所受的力突然全部消失，它将立即停下来 知识点 惯性（难点） (1)惯性：一切物体保持原有运动状态不变的性质叫做惯性。 (2)对“惯性”的理解需注意的地方： ①“一切物体”包括受力或不受力、运动或静止的所有固体、液体气体。 ②惯性是物体本身所固有的一种属性，不是一种力，所以说“物体受到惯性”或“物体受到惯性力”等，都是错误的。 ③要把“牛顿第一定律”和物体的“惯性”区别开来，前者揭示了物体不受外力时遵循的运动规律，后者表明的是物体的属性。 ④惯性有有利的一面，也有有害的一面，我们有时要利用惯性，有时要防止惯性带来的危害，但并不是“产生”惯性或“消灭”惯性。 ⑤同一个物体不论是静止还是运动、运动快还是运动慢，不论受力还是不受力，都具有惯性，而且惯性大小是不变的。惯性只与物体的质量有关，质量大的物体惯性大，而与物体的运动状态无关。 (3)在解释一些常见的惯性现象时，可以按以下来分析作答： ①确定研究对象。 ②弄清研究对象原来处于什么样的运动状态。 ③发生了什么样的情况变化。 ④由于惯性研究对象保持原来的运动状态于是出现了什么现象。 随学随练关于惯性与惯性现象，下列说法正确的是（     ） A．图甲中紧固锤头，这是利用锤柄的惯性 B．图乙中标枪运动员通过助跑可以增大标枪的惯性 C．图丙中被球拍击出的乒乓球是因为受惯性作用才继续运动 D．图丁中歼击机投入战斗前要抛掉副油箱，这是为了减小惯性 题型 阻力对物体运动的应用 活学活用运动和力的关系： 十七世纪，伽利略通过理想斜面实验，正确地揭示了“运动和力的关系”。如图所示，伽利略的斜面实验有如下步骤： ①减小右侧斜面的倾角，小球将通过较长的路程，仍能到达原来的高度。 ②由静止释放小球，小球沿左侧斜面滚下，滚上右侧斜面，高度几乎与原来高度相同。 ③如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。 ④继续减小右侧斜面的倾角，最终使它水平，小球将沿水平面以恒定速度一直运动下去。 (1)请按合理顺序排列实验步骤：___________（填序号）。以上步骤中，属于可靠事实的是___________（填序号）。伽利略的理想实验把可靠的事实和逻辑推理结合起来，揭示了力是___________（选填“改变”或“维持”）物体运动状态的原因。 (2)汽车启动时，车辆在发动机带动下向前加速，而乘客的身体由于___________仍保持原来的运动状态，因此人相对于车会向___________（填方向）倾斜。 题型 牛顿第一定律 活学活用人类对力与运动关系的认识经历了漫长而曲折的过程，下面是三位不同时代的科学家的主要观点，这三种观点形成的先后顺序是（　　） ①牛顿：一切物体都保持静止状态或匀速直线运动状态，除非有力迫使它改变这种状态。 ②亚里士多德：物体在水平面上的运动，需要借助外力维持，如果外力停止作用，物体将会停止运动。 ③伽利略：如果物体在运动过程中不受力的作用，它的速度将保持不变。 A．①②③ B．③①② C．②③① D．③②① 题型 惯性 活学活用如图所示，木块竖立在小车上，随小车一起以相同的速度向右做匀速直线运动，不考虑空气阻力，下列分析正确的是（     ） A．小车与木块运动的速度相同，则它们的惯性大小相同 B．若小车受到阻力突然停止运动时，木块将向左倾倒 C．若小车运动的速度突然增大，则它的惯性也随之增大 D．无论木块运动还是倾倒时，木块的惯性大小都不变 基础通关 1．如图所示是“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置。器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车。 (1)在实验过程中让同一小车从同一斜面的相同高度由静止开始下滑，目的是使小车___________； (2)实验通过___________来反映阻力对小车运动的影响； (3)由实验可以看出，小车在木板表面运动的距离最长，说明小车受到的阻力越小，速度减小得越___________（填“快”或“慢”）； 2．足球被踢出后，在水平地面上滚动一段距离停下来。下列说法正确的是 A．足球被踢出后，能滚动一段距离，是因为足球具有惯性 B．足球向前滚动越来越慢，是因为足球的惯性越来越小 C．足球向前滚动越来越慢，是因为足球受到的阻力大于它的惯性 D．足球停下来，是因为没有力来维持它的运动 3．小京在水平冰面上练习滑冰时，用力蹬冰，他就向前滑行；不蹬冰，他就会慢慢停下来。关于此现象，下列说法中正确的是（     ） A．使小京向前滑行的施力物体是他自身 B．此现象说明力是维持小京运动的原因 C．小京慢慢停下来的原因是不受力的作用 D．滑行时如果不受阻力，小京将一直做匀速直线运动 4．（多选）如图所示为某同学练习篮球投篮时的情景。不计空气阻力的影响。下列说法正确的是（     ） A．篮球所受重力的施力物体是地球 B．篮球在空中上升时，受到的惯性越来越小 C．篮球撞击篮板时，篮球所受合力为零 D．篮球在空中下落时，其所受重力保持不变 5．我国发射的第一个火星探测器“天问一号”，一次性完成了“绕飞——着陆——巡查”三大任务，“天问一号”在匀速绕飞火星的过程中所受的外力突然全部消失，它将做_______运动。 素养提升 6．（多选）下列关于惯性的说法正确的是（     ） A．鸭子抖动翅膀，水由于惯性被甩出 B．足球比赛中，踢出的足球受到惯性力的作用才继续向前飞行 C．行驶中的汽车保持车距，是为了防止惯性带来的危害 D．跳远运动员助跑是为了增大自身的惯性 7．下列说法正确的是（     ） A．游泳运动员前进时用力向后划水，手对水产生向前的推力 B．掷出去的实心球在空中飞行时，不受重力作用 C．抛出的排球竖直向上运动时，受到向上的力 D．短跑运动员冲刺到终点时不能立即停下，是因为运动员有惯性 8．请根据材料，回答问题： 牛顿第一定律的建立过程 牛顿第一定律的建立经历了一个漫长曲折的历史过程。公元前400年，亚里士多德通过对事物的观察直接得出结论，关于“运动和力的关系”，他认为：物体只有在外力推动下才运动，外力停止，运动也就停止。 在之后的2000多年中，人们一直认为亚里士多德的观点是正确的，直到伽利略开始对力学进行研究。伽利略从实验事实出发论证，如图1所示，从B点释放的摆球，不管是一直绕A点，还是先绕A点后绕C点或D点转动，都能上升到另一侧几乎与B点等高的位置。他认为，摆球之所以没有上升到B点的高度，是由于空气阻力和摆线伸缩的缘故，如果排除这些影响，摆球就能上升到B点的高度。​ 从这个结果出发，伽利略通过图2所示的理想实验推出：在水平面上的物体一旦获得速度，只要没有加速或减速的外因，就会以这个速度一直运动下去。​他用实验批驳了亚里士多德的观点——物体的运动必须靠力来维持。 1644年，著名数学家和物理学家笛卡尔认为：每一单独的物质微粒将继续保持同一状态（大小、形状和速度），直到与其他微粒相碰被迫改变这一状态为止；任何运动，其本身都是沿直线的。这个定律正确地描述了物体的惯性，日后被牛顿直接继承。 1687年，牛顿发表了《自然哲学的数学原理》，宣告统一解释地面上物体和天体运动的经典力学体系建立。在《原理》中，牛顿第一定律的表述为：每个物体都保持其静止或匀速直线运动状态，除非有外力作用于它迫使它改变那个状态。只从字面上看，牛顿第一定律与笛卡尔惯性定律没有什么不同，牛顿的贡献在于科学定义了外力概念，明确区分惯性与外力对物体运动的不同作用；建立明确的质量概念，揭示惯性的本质含义；建立经典力学体系，确立惯性定律在其中的基石地位。 (1)请根据文章，归纳科学家的主要观点。 科学家 主要观点 亚里士多德 ________ 伽利略 力不是维持运动的原因 笛卡尔 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 牛顿 ________ (2)我国航天器在太空轨道上绕地球运行时，内部的物体可认为处于完全失重的状态，就好像不受重力一样。在第二次“天宫课堂”时，航天员利用冰墩墩做“太空抛物”的实验，下列说法中正确的是（     ）           A．航天员手中的物体在太空处于完全失重状态时，质量为零 B．抛物过程中，手对物体的作用力与物体对手的作用力是一对平衡力 C．以空间站为参照物，冰墩墩被抛出后将近似做匀速直线运动 D．物体离开手后能继续运动，是由于力是维持物体运动的原因 9．在“探究阻力对物体运动的影响”实验中： (1)如图所示，让小车从同一高度同一斜面由静止沿斜面下滑，目的是使小车到达水平面时具有相同的____________； (2)实验中改变小车所受阻力大小，是通过改变____________来实现的； (3)小车在不同水平面上运动时速度与时间的关系图像，如图丁所示，其中表示小车在毛巾表面上运动的是图线____________（选填“”、“”或“”）。 10．如图所示，探究阻力对物体运动的影响实验中，水平板面中毛巾面最粗糙，棉布面较粗糙，木板面较光滑。 (1)实验时每次均让小车从斜面________（选填“相同”或“不同”）高度由静止滑下的目的是使小车每次在水平面上开始滑行时________大小相等； (2)实验通过观察________（选填字母）来反映阻力对物体运动的影响； A．小车滑行的距离 B．接触面的粗糙程度 (3)分析实验现象并加以推理可知____________（选填“A”或“B”）观点是正确的。 A．力是维持物体运动的原因 B．物体的运动不需要力来维持 迁移创新 11．关于运动和力的关系，下列说法中正确的是（　　） A．物体运动方向改变时，一定受到了力的作用 B．物体做匀速直线运动时，一定受到了力的作用 C．物体不受任何力时，它就一定处于静止状态 D．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会静止下来 12．风洞实验室中可产生方向水平、速度大小可调节的风，以研究流动气体中物体的受力情况。将一个套有木球的细直杆放入实验室，球重为G，球在杆上运动时，球与杆之间的滑动摩擦力跟它们之间的压力成正比，比例系数是k，且，如图甲所示，将杆沿平行风速的方向固定，调节风速的大小，使球恰能沿杆向左匀速运动。再将杆沿竖直方向固定，如图乙所示，将球从杆的上端由静止释放，保持球下滑过程中所受风力与杆处于水平反方向时受到的风力大小相同，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，球所受的合力不为零 B．图甲中，球对杆的压力大小为kG C．图乙中，球与杆之间的滑动摩擦力大小为kG D．图乙中，球一定向下做加速直线运动 13．（多选）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点。不计空气阻力，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是（    ） A．从A点下落到B点的过程中，小石块的速度一直增大 B．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用 C．从B点下落到C点的过程中，小石块的速度一直减小 D．从B点下落到C点的过程中，小石块所受合力先减小后增大 14．如图，小明在做模拟“蹦极”的小实验，橡皮筋下端系一个小石块，上端固定在A点，B点是橡皮筋不系石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，不考虑空气阻力作用，下列说法正确的是（　　） A．小石块在B点时受重力和弹力作用 B．小石块在C点时，速度为零，受平衡力的作用 C．从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小 D．小石块在C点时，橡皮筋对小球的拉力大于球对橡皮筋的拉力 15．如图所示，利用斜面、小车、毛巾、棉布、木板探究“阻力对物体运动的影响”。 （1）每次让小车从同一斜面的同一高度由静止下滑，小车在三种不同材料的水平面上运动的速度变化快慢_________。（选填“相同”或“不同”） （2）小车在木板面上受到的阻力最小，小车在木板面上运动的距离最________。 （3）为了在实验的基础上进一步科学推理出物体不受力时的运动状态，在水平桌面上铺垫实验材料的顺序应是________。 A．毛巾、棉布、木板 B．木板、毛巾、棉布 C．毛巾、木板、棉布 D．棉布、木板、毛巾 （4）在此实验的基础上，可推理得出：若小车运动时不受阻力，小车将做_______运动。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第七章 物体间的相互作用 第7节 牛顿第一定律 课标要点 1.了解伽利略理想斜面实验的推理过程，认识力不是维持物体运动的原因。 2.熟记牛顿第一定律内容，理解定律是在实验基础上科学推理得出。 3.理解惯性的概念，知道惯性只与物体质量有关，能用惯性解释日常现象。 学习重难点 重点：牛顿第一定律内容、惯性现象解释。 难点：理解力与运动的关系，区分惯性、力两个不同物理概念。 知识点 阻力对物体运动的应用 1.实验器材 斜面、小车、木板、棉布、毛巾 2.控制变量 让小车从同一斜面同一高度由静止滑下，目的：使小车到达水平面时初速度相同。 3.实验现象 接触面粗糙程度：毛巾＞棉布＞木板阻力大小：毛巾最大，木板最小滑行距离：毛巾最短，木板最长现象总结：水平面阻力越小，小车速度减小得越慢，滑行距离越远。 4.科学推理（理想实验法） 若水平面绝对光滑，小车不受任何阻力，则小车速度不会减小，将永远保持匀速直线运动。 二、实验结论 物体的运动不需要力来维持；阻力改变了小车的运动速度，说明力是改变物体运动状态的原因。 随学随练如图所示，在探究“物体运动状态改变的原因”的实验中，小刚同学让小车自斜面上某一固定位置由静止开始自由滑下，分别观察小车从斜面上同一位置滑下后，在粗糙程度不同的水平面上运动的距离，同时用旗子标记小车在平面上停止后所处的位置。根据实验情形回答下面的问题： (1)小刚每次让同一小车从斜面上同一位置由静止开始自由下滑，目的是为了使小车到达水平面时的____________相同。 (2)小车到达水平面后，最终在水平面上停下来，说明力改变了小车的____________。 (3)由上述实验推测，若小车在水平面上所受的阻力为零，它将做____________（选填“匀速”或“变速”）直线运动。 【答案】(1)速度 (2)运动状态 (3)匀速 【详解】（1）本实验用控制变量法探究阻力对运动的影响，让同一小车从斜面同一位置由静止下滑，目的是保证小车到达水平面时的初始速度相同。 （2）小车在水平面上受到阻力作用，从运动变为静止，速度发生了改变，说明力可以改变物体的运动状态。 （3）由实验现象可知：水平面阻力越小，小车运动得越远，速度减小越慢；由此推理：若小车所受阻力为零，速度不会减小，将一直保持匀速直线运动。 知识点 牛顿第一定律（重点） (1)内容：一切物体在没有受到外力作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。 (2)牛顿第一定律不可能简单的从实验中得出，它是通过实验为基础、通过分析和科学推理得到的。 (3)力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动的原因。 (4)探究牛顿第一定律中，每次都要让小车从同一斜面上同一高度滑下，其目的是使小车滑至水平面上的初速度相等。 (5)牛顿第一定律的意义： ①揭示运动和力的关系。 ②证实了力的作用效果：力是改变物体运动状态的原因。 ③认识到惯性也是物体的一种特性。 随学随练如图所示，运动员用冰球杆击打冰球，冰球离开球杆后在水平冰面上继续运动一段距离慢慢停下来。下列说法正确的是（     ） A．冰球会停下来，是因为冰球受到推力的作用 B．冰球在冰面上继续运动时，只受到摩擦力的作用 C．冰球杆击打冰球可以改变冰球运动的方向，说明力可以改变物体的运动状态 D．若冰球在冰面上运动时所受的力突然全部消失，它将立即停下来 【答案】C 【详解】A．冰球离开球杆后不再受推力，停下来是因为受到摩擦阻力的作用，故A错误； B．冰球在冰面上运动时，竖直方向受重力和支持力，水平方向受摩擦力，故B错误； C．冰球杆击打冰球改变其运动方向，即改变了运动状态，说明力可以改变物体的运动状态，故C正确； D．若冰球在冰面上运动时所受的力突然全部消失，由牛顿第一定律可知，它将保持原来的速度做匀速直线运动，故D错误。 故选C。 知识点 惯性（难点） (1)惯性：一切物体保持原有运动状态不变的性质叫做惯性。 (2)对“惯性”的理解需注意的地方： ①“一切物体”包括受力或不受力、运动或静止的所有固体、液体气体。 ②惯性是物体本身所固有的一种属性，不是一种力，所以说“物体受到惯性”或“物体受到惯性力”等，都是错误的。 ③要把“牛顿第一定律”和物体的“惯性”区别开来，前者揭示了物体不受外力时遵循的运动规律，后者表明的是物体的属性。 ④惯性有有利的一面，也有有害的一面，我们有时要利用惯性，有时要防止惯性带来的危害，但并不是“产生”惯性或“消灭”惯性。 ⑤同一个物体不论是静止还是运动、运动快还是运动慢，不论受力还是不受力，都具有惯性，而且惯性大小是不变的。惯性只与物体的质量有关，质量大的物体惯性大，而与物体的运动状态无关。 (3)在解释一些常见的惯性现象时，可以按以下来分析作答： ①确定研究对象。 ②弄清研究对象原来处于什么样的运动状态。 ③发生了什么样的情况变化。 ④由于惯性研究对象保持原来的运动状态于是出现了什么现象。 随学随练关于惯性与惯性现象，下列说法正确的是（     ） A．图甲中紧固锤头，这是利用锤柄的惯性 B．图乙中标枪运动员通过助跑可以增大标枪的惯性 C．图丙中被球拍击出的乒乓球是因为受惯性作用才继续运动 D．图丁中歼击机投入战斗前要抛掉副油箱，这是为了减小惯性 【答案】D 【详解】A．紧固锤头时，锤柄受力停止运动，锤头由于惯性继续向下运动，实际是利用锤头的惯性，不是锤柄的惯性，故A错误； B．惯性大小只由质量决定，助跑不会改变标枪的质量，无法增大标枪的惯性，故B错误； C．惯性是物体的属性，不是力，不能表述为“受惯性作用”，故C错误； D．歼击机抛掉副油箱后，总质量减小，因此惯性减小，可让飞机更灵活，故D正确。 故选 D。 题型 阻力对物体运动的应用 活学活用运动和力的关系： 十七世纪，伽利略通过理想斜面实验，正确地揭示了“运动和力的关系”。如图所示，伽利略的斜面实验有如下步骤： ①减小右侧斜面的倾角，小球将通过较长的路程，仍能到达原来的高度。 ②由静止释放小球，小球沿左侧斜面滚下，滚上右侧斜面，高度几乎与原来高度相同。 ③如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。 ④继续减小右侧斜面的倾角，最终使它水平，小球将沿水平面以恒定速度一直运动下去。 (1)请按合理顺序排列实验步骤：___________（填序号）。以上步骤中，属于可靠事实的是___________（填序号）。伽利略的理想实验把可靠的事实和逻辑推理结合起来，揭示了力是___________（选填“改变”或“维持”）物体运动状态的原因。 (2)汽车启动时，车辆在发动机带动下向前加速，而乘客的身体由于___________仍保持原来的运动状态，因此人相对于车会向___________（填方向）倾斜。 【答案】(1) ②③①④ ② 改变 (2) 惯性 后 【详解】（1）伽利略的实验逻辑是先观察事实，再进行推理，逐步得出结论。②是实际观察到的现象；③是基于②的推理；①是减小倾角后的推理；④是最终水平状态的推理。合理顺序为②③①④；属于可靠事实的是实际实验中能直接观察到的现象，故选②。①③④都是基于事实的逻辑推理；伽利略的理想实验揭示了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。 （2）汽车启动时，车辆向前加速，而乘客的身体由于惯性，仍保持原来的静止状态，因此人相对于车会向后倾斜。 题型 牛顿第一定律 活学活用人类对力与运动关系的认识经历了漫长而曲折的过程，下面是三位不同时代的科学家的主要观点，这三种观点形成的先后顺序是（　　） ①牛顿：一切物体都保持静止状态或匀速直线运动状态，除非有力迫使它改变这种状态。 ②亚里士多德：物体在水平面上的运动，需要借助外力维持，如果外力停止作用，物体将会停止运动。 ③伽利略：如果物体在运动过程中不受力的作用，它的速度将保持不变。 A．①②③ B．③①② C．②③① D．③②① 【答案】C 【详解】亚里士多德最早提出力是维持物体运动状态的原因的错误观点，后来伽利略提出如果物体在运动中不受力的作用，它的速度将保持不变即力是改变物体的运动状态的原因，再后来牛顿在伽利略等人的基础上又总结出静止的物体不受力的情况，从而总结得出牛顿第一定律：一切物体在没有受力时，总保持静止或匀速直线运动状态。故这三种观点形成的先后顺序②③①。 故选C。 题型 惯性 活学活用如图所示，木块竖立在小车上，随小车一起以相同的速度向右做匀速直线运动，不考虑空气阻力，下列分析正确的是（     ） A．小车与木块运动的速度相同，则它们的惯性大小相同 B．若小车受到阻力突然停止运动时，木块将向左倾倒 C．若小车运动的速度突然增大，则它的惯性也随之增大 D．无论木块运动还是倾倒时，木块的惯性大小都不变 【答案】D 【详解】A．惯性大小只与物体的质量有关，与速度无关，故A错误； B．小车突然停止运动时，木块下部随小车停止，上部由于惯性保持原来的运动状态继续向右运动，木块将向右倾倒，故B错误； C．惯性大小只与物体的质量有关，与速度无关，故C错误； D．木块运动或倾倒时，质量不变，惯性大小不变，故D正确。 故选D。 基础通关 1．如图所示是“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置。器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车。 (1)在实验过程中让同一小车从同一斜面的相同高度由静止开始下滑，目的是使小车___________； (2)实验通过___________来反映阻力对小车运动的影响； (3)由实验可以看出，小车在木板表面运动的距离最长，说明小车受到的阻力越小，速度减小得越___________（填“快”或“慢”）； 【答案】(1)到达水平面时的初速度相同 (2)小车运动的距离 (3)慢 【详解】（1）让同一小车从同一斜面相同高度由静止下滑，目的是保证小车到达水平面时的初速度相同，排除初速度不同对实验结果的干扰。 （2） 阻力对运动的影响无法直接观察，通过小车在水平面上运动距离的大小，来反映阻力的作用效果。 （3） 从实验现象可以看出，水平面越光滑（如木板表面），小车受到的阻力越小，运动的距离越长，说明小车速度减小得越慢。 2．足球被踢出后，在水平地面上滚动一段距离停下来。下列说法正确的是 A．足球被踢出后，能滚动一段距离，是因为足球具有惯性 B．足球向前滚动越来越慢，是因为足球的惯性越来越小 C．足球向前滚动越来越慢，是因为足球受到的阻力大于它的惯性 D．足球停下来，是因为没有力来维持它的运动 【答案】A 【详解】A．物体具有保持原来运动状态不变的性质。足球被踢出后，脚虽然已经不再对足球施力，但足球由于具有惯性，仍会继续向前滚动一段距离，故A符合题意。 B．惯性大小只与物体的质量有关。足球滚动过程中质量不变，因此惯性大小不变，故B不符合题意。 C．惯性是物体的一种性质，不是力，不能与阻力比较大小。足球越来越慢，是因为受到与运动方向相反的阻力，运动状态发生改变，故C不符合题意。 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。足球最终停下来，是因为受到阻力，而不是因为没有力维持它的运动，故D不符合题意。 故选A。 3．小京在水平冰面上练习滑冰时，用力蹬冰，他就向前滑行；不蹬冰，他就会慢慢停下来。关于此现象，下列说法中正确的是（     ） A．使小京向前滑行的施力物体是他自身 B．此现象说明力是维持小京运动的原因 C．小京慢慢停下来的原因是不受力的作用 D．滑行时如果不受阻力，小京将一直做匀速直线运动 【答案】D 【详解】A．小京用力蹬冰时，冰对他施加向前的反作用力，使他向前滑行，施力物体是冰，故A错误； B．力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因，小京不蹬冰会停下是因为阻力改变了他的运动状态，故B错误； C．小京慢慢停下来是因为受到冰面的阻力作用，阻力改变了他的运动状态，故C错误； D．根据牛顿第一定律，一切物体在不受外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，滑行时如果不受阻力，小京将一直做匀速直线运动，故D正确。 故选D。 4．（多选）如图所示为某同学练习篮球投篮时的情景。不计空气阻力的影响。下列说法正确的是（     ） A．篮球所受重力的施力物体是地球 B．篮球在空中上升时，受到的惯性越来越小 C．篮球撞击篮板时，篮球所受合力为零 D．篮球在空中下落时，其所受重力保持不变 【答案】AD 【详解】A．重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，因此篮球所受重力的施力物体是地球，故A正确； B．惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，是物体的固有属性，只与物体的质量有关；篮球在空中上升时质量不变，惯性大小不变，且不能说“受到惯性”，故B错误； C．篮球撞击篮板时，篮球的运动状态发生改变，说明篮球受到的合力不为零，故C错误； D．由重力公式可知，篮球在空中下落时质量和重力加速度均不变，因此篮球所受重力保持不变，故D正确。 故选AD。 5．我国发射的第一个火星探测器“天问一号”，一次性完成了“绕飞——着陆——巡查”三大任务，“天问一号”在匀速绕飞火星的过程中所受的外力突然全部消失，它将做_______运动。 【答案】匀速直线 【详解】“天问一号”在匀速绕飞火星时具有速度，当所受外力突然全部消失时，根据牛顿第一定律，它将保持当前的速度，做匀速直线运动。 素养提升 6．（多选）下列关于惯性的说法正确的是（     ） A．鸭子抖动翅膀，水由于惯性被甩出 B．足球比赛中，踢出的足球受到惯性力的作用才继续向前飞行 C．行驶中的汽车保持车距，是为了防止惯性带来的危害 D．跳远运动员助跑是为了增大自身的惯性 【答案】AC 【详解】A．鸭子抖动翅膀时，水随翅膀运动，翅膀运动状态改变，水由于惯性保持原来的运动状态被甩出，故A正确； B．惯性是物体固有属性，不是力，不能表述为“受到惯性力”，踢出的足球是由于具有惯性继续向前飞行，故B错误； C．行驶的汽车刹车时由于惯性会继续向前运动一段距离，保持车距可避免追尾事故，是为了防止惯性带来的危害，故C正确； D．惯性大小仅与物体质量有关，跳远运动员助跑时质量不变，惯性大小不变，助跑是为了利用惯性，故D错误。 故选 AC。 7．下列说法正确的是（     ） A．游泳运动员前进时用力向后划水，手对水产生向前的推力 B．掷出去的实心球在空中飞行时，不受重力作用 C．抛出的排球竖直向上运动时，受到向上的力 D．短跑运动员冲刺到终点时不能立即停下，是因为运动员有惯性 【答案】D 【详解】A．游泳运动员前进时用力向后划水，手对水产生向后的推力，由于物体间力的作用是相互的，水对手产生向前的推力，故A错误； B．地球附近的一切物体都受到重力的作用，掷出去的实心球在空中飞行时，受重力作用，故B错误； C．抛出的排球竖直向上运动时，脱离了手，没有向上的力的施力物体，不受到向上的力，故C错误； D．短跑运动员冲刺到终点时不能立即停下，是因为运动员有惯性，有保持原来向前的运动状态不变的性质，故D正确。 故选D。 8．请根据材料，回答问题： 牛顿第一定律的建立过程 牛顿第一定律的建立经历了一个漫长曲折的历史过程。公元前400年，亚里士多德通过对事物的观察直接得出结论，关于“运动和力的关系”，他认为：物体只有在外力推动下才运动，外力停止，运动也就停止。 在之后的2000多年中，人们一直认为亚里士多德的观点是正确的，直到伽利略开始对力学进行研究。伽利略从实验事实出发论证，如图1所示，从B点释放的摆球，不管是一直绕A点，还是先绕A点后绕C点或D点转动，都能上升到另一侧几乎与B点等高的位置。他认为，摆球之所以没有上升到B点的高度，是由于空气阻力和摆线伸缩的缘故，如果排除这些影响，摆球就能上升到B点的高度。​ 从这个结果出发，伽利略通过图2所示的理想实验推出：在水平面上的物体一旦获得速度，只要没有加速或减速的外因，就会以这个速度一直运动下去。​他用实验批驳了亚里士多德的观点——物体的运动必须靠力来维持。 1644年，著名数学家和物理学家笛卡尔认为：每一单独的物质微粒将继续保持同一状态（大小、形状和速度），直到与其他微粒相碰被迫改变这一状态为止；任何运动，其本身都是沿直线的。这个定律正确地描述了物体的惯性，日后被牛顿直接继承。 1687年，牛顿发表了《自然哲学的数学原理》，宣告统一解释地面上物体和天体运动的经典力学体系建立。在《原理》中，牛顿第一定律的表述为：每个物体都保持其静止或匀速直线运动状态，除非有外力作用于它迫使它改变那个状态。只从字面上看，牛顿第一定律与笛卡尔惯性定律没有什么不同，牛顿的贡献在于科学定义了外力概念，明确区分惯性与外力对物体运动的不同作用；建立明确的质量概念，揭示惯性的本质含义；建立经典力学体系，确立惯性定律在其中的基石地位。 (1)请根据文章，归纳科学家的主要观点。 科学家 主要观点 亚里士多德 ________ 伽利略 力不是维持运动的原因 笛卡尔 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 牛顿 ________ (2)我国航天器在太空轨道上绕地球运行时，内部的物体可认为处于完全失重的状态，就好像不受重力一样。在第二次“天宫课堂”时，航天员利用冰墩墩做“太空抛物”的实验，下列说法中正确的是（     ）           A．航天员手中的物体在太空处于完全失重状态时，质量为零 B．抛物过程中，手对物体的作用力与物体对手的作用力是一对平衡力 C．以空间站为参照物，冰墩墩被抛出后将近似做匀速直线运动 D．物体离开手后能继续运动，是由于力是维持物体运动的原因 【答案】(1) 力是维持物体运动的原因 一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，除非有外力作用迫使它改变运动状态 (2)C 【详解】（1）根据材料内容整理科学家观点：文中明确说明亚里士多德认为物体运动需要外力推动，外力停止运动也停止，因此核心观点是力是维持物体运动的原因； 根据文中牛顿第一定律的描述，牛顿的核心观点是：一切物体总保持静止或匀速直线运动状态，除非作用在它上面的外力迫使它改变运动状态。 （2）A．质量是物体的固有属性，和运动状态、是否失重无关，完全失重时物体质量不为零，故A错误； B．手对物体的作用力和物体对手的作用力，是两个物体之间的相互作用力，作用在不同物体上，是一对相互作用力，不是平衡力，故B错误； C．太空空间站内部物体近似不受外力，根据牛顿第一定律，以空间站为参照物，冰墩墩被抛出后将近似做匀速直线运动，故C正确； D．物体离开手后能继续运动，是因为物体具有惯性，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D错误。 故选C。 9．在“探究阻力对物体运动的影响”实验中： (1)如图所示，让小车从同一高度同一斜面由静止沿斜面下滑，目的是使小车到达水平面时具有相同的____________； (2)实验中改变小车所受阻力大小，是通过改变____________来实现的； (3)小车在不同水平面上运动时速度与时间的关系图像，如图丁所示，其中表示小车在毛巾表面上运动的是图线____________（选填“”、“”或“”）。 【答案】(1)速度 (2)接触面的粗糙程度 (3)c 【详解】（1）实验采用控制变量法，让小车从同一斜面同一高度由静止下滑，目的是保证小车到达水平面时，具有相同的初始速度，排除初速度差异对实验结果的干扰。 （2）接触面粗糙程度越大，小车受到的运动阻力越大，本实验通过更换粗糙程度不同的水平面，即通过改变接触面粗糙程度，来改变小车受到的阻力。 （3）毛巾是三个接触面中最粗糙的，小车受到的阻力最大，速度减小得最快，从运动到停止的时间最短；在图像中，图线c最早降到速度为0，符合毛巾表面小车的运动规律。 10．如图所示，探究阻力对物体运动的影响实验中，水平板面中毛巾面最粗糙，棉布面较粗糙，木板面较光滑。 (1)实验时每次均让小车从斜面________（选填“相同”或“不同”）高度由静止滑下的目的是使小车每次在水平面上开始滑行时________大小相等； (2)实验通过观察________（选填字母）来反映阻力对物体运动的影响； A．小车滑行的距离 B．接触面的粗糙程度 (3)分析实验现象并加以推理可知____________（选填“A”或“B”）观点是正确的。 A．力是维持物体运动的原因 B．物体的运动不需要力来维持 【答案】(1) 相同 速度 (2)A (3)B 【详解】（1）实验中应让同一小车每次从斜面的相同高度由静止滑下，使小车到达水平面时的速度大小相等，便于比较阻力对小车运动的影响。 （2）实验通过比较小车在不同水平面上滑行的距离来反映阻力对物体运动的影响，故选A。 （3）接触面越光滑，小车受到的阻力越小，滑行距离越远。进一步推理，若小车不受阻力，它将做匀速直线运动，说明物体的运动不需要力来维持，故选B。 迁移创新 11．关于运动和力的关系，下列说法中正确的是（　　） A．物体运动方向改变时，一定受到了力的作用 B．物体做匀速直线运动时，一定受到了力的作用 C．物体不受任何力时，它就一定处于静止状态 D．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会静止下来 【答案】A 【详解】A．力是改变物体运动状态的原因，物体运动方向改变时，运动状态改变，因此一定受到了力的作用，故A正确； B．物体做匀速直线运动时，可能不受力（如牛顿第一定律描述）或受平衡力，不一定受到了力的作用，故B错误； C．物体不受任何力时，根据牛顿第一定律，它可能处于静止状态或匀速直线运动状态，不一定处于静止状态，故C错误； D．根据牛顿第一定律，没有力的作用时，物体可能保持静止或匀速直线运动，不一定静止下来，故D错误。 故选A。 12．风洞实验室中可产生方向水平、速度大小可调节的风，以研究流动气体中物体的受力情况。将一个套有木球的细直杆放入实验室，球重为G，球在杆上运动时，球与杆之间的滑动摩擦力跟它们之间的压力成正比，比例系数是k，且，如图甲所示，将杆沿平行风速的方向固定，调节风速的大小，使球恰能沿杆向左匀速运动。再将杆沿竖直方向固定，如图乙所示，将球从杆的上端由静止释放，保持球下滑过程中所受风力与杆处于水平反方向时受到的风力大小相同，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，球所受的合力不为零 B．图甲中，球对杆的压力大小为kG C．图乙中，球与杆之间的滑动摩擦力大小为kG D．图乙中，球一定向下做加速直线运动 【答案】D 【详解】AB．当杆水平放置时的处于平衡状态，压力等于重力，所以水平摩擦力等于kG，由于小球匀速滑动，所以风力大小等于摩擦力，合力为0，即风力大小为kG，故AB错误； CD．当杆竖直放置时，风力不变，仍为kG，由于小球在水平方向处于静止，可知此时球对杆的压力大小为kG，摩擦力为 因为，所以此时球受到的滑动摩擦力大小小于小球的重力，因此小球在竖直方向上受力不平衡，合力方向向下，与运动方向相同，所以球一定向下做加速直线运动，故C错误，D正确。 故选D。 13．（多选）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点。不计空气阻力，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是（    ） A．从A点下落到B点的过程中，小石块的速度一直增大 B．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用 C．从B点下落到C点的过程中，小石块的速度一直减小 D．从B点下落到C点的过程中，小石块所受合力先减小后增大 【答案】AD 【详解】AB．B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，从A点到B点，橡皮筋没有发生弹性形变，不产生弹力，则从A点下落到B点的过程中，只受重力的作用，则小石块做加速运动，速度一直增大，故A正确，B错误； CD．从B点下落到C点的过程中，橡皮筋的弹性形变一直增大，弹力一直增大，开始一段时间内，弹力小于小石块的重力，合外力大小减小，合力的方向竖直向下，与运动方向相同，小球加速，后来橡皮筋的弹力大于小石块的重力，合外力大小增大，合力方向竖直向上，与运动方向相反，小石块减速，从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小，故C错误，D正确。 故选AD。 14．如图，小明在做模拟“蹦极”的小实验，橡皮筋下端系一个小石块，上端固定在A点，B点是橡皮筋不系石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，不考虑空气阻力作用，下列说法正确的是（　　） A．小石块在B点时受重力和弹力作用 B．小石块在C点时，速度为零，受平衡力的作用 C．从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小 D．小石块在C点时，橡皮筋对小球的拉力大于球对橡皮筋的拉力 【答案】C 【详解】A．B点是橡皮筋不系石块自然下垂时下端所在的位置，因为小石块在B点时橡皮筋没有发生弹性形变，所以只受重力作用，不受弹力作用，故A错误； BC．从B点下落到C点的过程中，橡皮筋的弹性形变一直增大，开始一段时间内，弹力小于小球的重力，合力的方向竖直向下，与运动方向相同，小石块加速；后来橡皮筋的弹力大于小球的重力，合力方向竖直向上（小石块在C点时受到的弹力大于重力，受非平衡力的作用）与运动方向相反，小石块减速，从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小，故B错误，C正确； D．小石块在C点时，球对橡皮筋的拉力和橡皮筋对小球的拉力是一对相互作用力，大小相等，故D错误。 故选C。 15．如图所示，利用斜面、小车、毛巾、棉布、木板探究“阻力对物体运动的影响”。 （1）每次让小车从同一斜面的同一高度由静止下滑，小车在三种不同材料的水平面上运动的速度变化快慢_________。（选填“相同”或“不同”） （2）小车在木板面上受到的阻力最小，小车在木板面上运动的距离最________。 （3）为了在实验的基础上进一步科学推理出物体不受力时的运动状态，在水平桌面上铺垫实验材料的顺序应是________。 A．毛巾、棉布、木板 B．木板、毛巾、棉布 C．毛巾、木板、棉布 D．棉布、木板、毛巾 （4）在此实验的基础上，可推理得出：若小车运动时不受阻力，小车将做_______运动。 【答案】 不同 大 A 匀速直线 【详解】(1)[1]根据实验现象知道：因为小车从同一斜面的同一高度由静止自由下滑，故小车到达平面时的是相同的。但小车在不同的表面上运动的距离不同，运动的距离越大的，说明小车的速度变得越慢。 (2)[2]由图知，木板表面的接触面最光滑，对小车的阻力最小，小车在平面上运动的距离最长，速度减小得最慢。 (3)[3]从毛巾、棉布到木板，接触面粗糙程度变小，本实验研究阻力对物体运动的影响，要在实验的基础上推理得出物体不受力时的运动状态，故接触面对小车的阻力应逐渐变小，由此根据小车速度变化变化趋势推理出小车不受力的情况。因此，在水平桌面上铺垫实验材料的顺序应是毛巾、棉布、木板；故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 (4)[4]小车受到的阻力越小，小车运动得越远，进一步科学推理得出：运动的物体不受力作用时，将保持匀速直线运动状态。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 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