第四章 1 牛顿第一定律（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一物理必修第一册学习笔记（人教版 浙江专版）

本讲义聚焦牛顿第一定律这一核心知识点，系统梳理从亚里士多德“力是维持运动的原因”到伽利略理想斜面实验、笛卡儿补充，再到牛顿总结定律的认识历程，构建“历史发展-定律内容-惯性概念”的学习支架。 该资料通过理想斜面实验推理培养科学思维，结合公交车刹车乘客倾倒、抛副油箱等实例渗透科学态度与责任，例题与课时对点练强化科学论证。课中辅助教师清晰授课，课后助力学生回顾知识、查漏补缺，提升学习效果。

1　牛顿第一定律 [学习目标]　1.了解科学家对“运动和力”认识的发展历程。2.理解牛顿第一定律的内容和意义(重难点)。3.明确惯性的概念，会用惯性解释有关现象，知道质量是惯性大小的唯一量度(重点)。 一、伽利略实验 1.亚里士多德的观点 亚里士多德从日常生活经验出发：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，他得出结论，力是维持物体运动的原因。 2.伽利略的研究 (1)伽利略认为，运动的物体之所以会停下来是因为摩擦力的作用。 (2)理想斜面实验：如图所示，让静止的小球从第一个斜面滚下，冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。减小第二个斜面的倾角，小球运动的距离增大，但所到达的高度相同。当第二个斜面放平，小球将永远运动下去。 (3)推理结论：力不是(填“是”或“不是”)维持物体运动的原因。 (4)意义：伽利略的理想实验的本质是想象着把实际中存在、影响物体运动的摩擦力去掉，抓住事物的本质。这种依据逻辑推理把实际实验理想化的思想也是研究物理问题的重要方法之一。 伽利略第一次确定了物理实验在物理研究中的基础地位。 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.牛顿在伽利略和笛卡儿等人工作的基础上得出牛顿第一定律。伽利略理想斜面实验为牛顿第一定律提供了实验依据。 (1)伽利略的理想实验是无法实现的。(　√　) (2)伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因。(　×　) (3)理想化的思想也是研究物理问题的重要方法。(　√　) 例1　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。如图是现代人所做的伽利略斜面实验的频闪照片。关于小球在斜面上运动的说法正确的是(　　) A.小球在第二个斜面上运动越来越慢，主要是摩擦作用的影响 B.该实验说明了物体的运动不需要力来维持 C.该实验完全是理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础 D.该实验证明了力是维持物体运动的原因 答案　B 解析　小球在斜面上运动越来越慢，主要是重力作用的影响，摩擦作用影响很小，故A错误；该实验说明了物体的运动不需要力来维持，故B正确，D错误；该理想实验是以斜面实验真实的实验为基础，再通过合理逻辑推理得到的结果，故C错误。 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。 说明：运动状态改变即速度发生变化，有三种情况： (1)速度的方向不变，大小改变。 (2)速度的大小不变，方向改变。 (3)速度的大小和方向同时改变。 2.对牛顿第一定律的理解 (1)定性揭示了力和运动的关系： ①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物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态。 (2)牛顿第一定律无法用实验直接验证，它所描述的是一种理想状态，即不受外力的状态，但其得到的一切结论经过实践证明都是正确的。 (3)揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性。因此牛顿第一定律也叫惯性定律。 (1)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。(　√　) (2)牛顿第一定律是从实验中直接得出的结论。(　×　) (3)不受力作用的物体是不存在的，故牛顿第一定律的建立毫无意义。(　×　) 例2　(多选)关于牛顿第一定律的理解正确的是(　　) A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律 B.不受外力作用时，物体的运动状态保持不变 C.在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块的运动 D.奔跑的运动员遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态 答案　ABD 解析　牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时的状态，即总保持匀速直线运动状态或静止状态，A、B正确；牛顿第一定律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，在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于摩擦力的作用改变了木块的运动状态；奔跑的运动员遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用而改变了原来的运动状态，C错误，D正确。 三、惯性与质量 如图所示，公交车在运行时突然急刹车，车内乘客身体为什么会向前倾倒？ 答案　乘客随车一起运动，当急刹车时，车停止运动，乘客的下半部分受到车的摩擦力作用也随车停止运动，而上半部分由于要保持原来的运动状态，故向前倾倒。 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。惯性是物体固有的，一切物体都有惯性。 2.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、运动快慢等因素无关(填“有关”或“无关”)。 飞机在投入战斗时有时要抛掉副油箱，这是为什么？ 答案　减小飞机的质量以减小惯性，使飞机有较好的机动性。 (1)速度越大，物体的惯性越大。(　×　) (2)受力越大，物体的惯性越小。(　×　) (3)物体从竖直向上运动的气球上掉落后，立即向下运动。(　×　) 例3　关于惯性下列说法正确的是(　　) A.乒乓球容易被迅速抽杀，是因为乒乓球惯性小 B.空间站中的物体由于离开了地球，所以会失去惯性 C.静止的火车起动十分缓慢，说明火车静止时惯性较大 D.安全行驶避免超速，超速时汽车(含车里的人和物)的惯性增大 答案　A 解析　物体的惯性大小只和物体的质量有关，与物体的运动状态、受力情况和所处环境无关，物体的质量不变，惯性不变，质量越大，惯性越大，惯性大，运动状态难改变，惯性小，运动状态容易改变，故选A。 例4　(多选)在水平路面上有一辆匀速行驶的小车，小车上固定着盛满水的碗。若突然发现碗中的水向右洒出，如图所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列描述正确的是(　　) A.小车匀速向左运动 B.小车可能突然向左加速运动 C.小车可能突然向左减速运动 D.小车可能突然向右减速运动 答案　BD 解析　若小车匀速向左运动，小车、碗、水速度相同且不变，三者无相对运动，水不会洒出，选项A错误；若小车原来向左匀速运动，突然开始向左加速运动，碗随小车开始向左加速，根据牛顿第一定律可知，碗中水由于惯性仍保持原来的匀速运动状态，水相对于碗向右运动，水向右洒出，选项B正确；若小车原来向左匀速运动，突然向左减速运动，碗随小车一起开始向左减速，根据牛顿第一定律可知，水由于惯性，仍保持向左的匀速运动状态，水相对于碗向左运动，水向左洒出，选项C错误；若小车原来向右匀速运动，突然向右减速运动，碗随小车开始向右减速，根据牛顿第一定律可知，水由于惯性仍要保持向右的匀速运动状态，水相对于碗向右运动，水将向右洒出，选项D正确。 课时对点练 [分值：60分] 　[1~8题，每题4分] 考点一　对牛顿第一定律的理解 1.用理想斜面实验推翻“力是维持物体运动的原因”观点的科学家是(　　) A.牛顿 B.伽利略 C.亚里士多德 D.笛卡儿 答案　B 解析　伽利略利用理想斜面实验推翻“力是维持物体运动的原因”观点，故选B。 2.(多选)(2025·绍兴市高一期末)下列说法中正确的是(　　) A.伽利略认为力是维持物体运动的原因 B.牛顿认为力是改变物体运动状态的原因 C.亚里士多德提出了惯性定律 D.笛卡儿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，既不会停下来，也不会偏离原来的方向 答案　BD 解析　亚里士多德认为力是维持物体运动的原因；伽利略由理想斜面实验，提出力不是维持物体运动的原因，A错误；牛顿认为力是改变物体运动状态的原因，B正确；牛顿在伽利略和笛卡儿工作的基础上提出了惯性定律，C错误；笛卡儿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，既不会停下来，也不会偏离原来的方向，D正确。 3.“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非有作用力迫使它改变这种状态。”这句话中，改变物体的“这种状态”就是改变物体的(　　) A.质量 B.加速度 C.速度 D.惯性 答案　C 4.(多选)下列说法正确的是(　　) A.由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止或匀速直线运动状态 B.伽利略的理想斜面实验证明了力不是维持物体运动的原因 C.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律，因此物体只在不受外力时才有惯性 D.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 答案　BD 解析　物体只有不受外力或者所受合外力为零时，才能处于静止状态或匀速直线运动状态，故A错误；伽利略的理想斜面实验证明了力不是维持物体运动的原因，故B正确；牛顿第一定律反映物体不受外力或所受外力的合力为零时的运动规律，物体在任何情况下都具有惯性，故C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，即惯性，又揭示了运动状态改变的原因，即力，故D正确。 考点二　惯性与质量 5.下列说法正确的是(　　) A.路面结冰后汽车不容易停下来，是因为结冰的路面使汽车惯性增大 B.汽车速度快时不容易停下来，是因为汽车速度越大其惯性越大 C.超载的汽车不容易停下来，是因为超载的汽车惯性较大 D.汽车停止运动时，因为没有速度，因此也就没有惯性 答案　C 解析　物体的惯性由质量决定，与速度、物体是否运动及路面的情况都没有关系，故A、B、D错误，C正确。 6.(2025·杭州市高一期中)如图所示，航天员在天宫二号中进行太空授课时演示了旋转的小扳手，下列关于惯性的说法正确的是(　　) A.小扳手漂浮不动时没有惯性 B.小扳手的惯性比航天员的惯性小 C.小扳手从地面移到空间站惯性变小 D.惯性是改变物体运动状态的原因 答案　B 解析　小扳手漂浮不动时，仍存在质量，仍有惯性，故A错误；由于小扳手的质量小于航天员的质量，则小扳手的惯性比航天员的惯性小，故B正确；小扳手从地面移到空间站，质量不变，则惯性不变，故C错误；惯性是保持物体运动状态的原因，而力是改变物体运动状态的原因，故D错误。 7.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(起跳过程不与车辆接触)仍将落回起跳点 答案　B 解析　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(起跳过程不与车辆接触)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.下列事例中，利用了惯性的是(　　) ①跳远运动员在起跳前高速助跑 ②跳伞运动员在落地前打开降落伞 ③自行车轮胎制成不平整的花纹 ④铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转 A.①② B.③④ C.①④ D.②③ 答案　C 　[9~11题，每题6分] 9.(多选)(2025·台州市高一期中)为热烈庆祝中华人民共和国成立75周年，2024年10月1日至7日，深圳连续7天在5个区域举办“天空之城 大有可能”全城万架无人机表演。深圳的夜空化作最绚烂的舞台，犹如繁星落入凡间，编织出一幅幅令人惊叹的光影画卷。下列说法正确的是(　　) A.无人机从地面起飞加速过程中其惯性变大 B.无人机的质量较小，其运动状态容易发生变化 C.牛顿第一定律只有在惯性参考系下才成立 D.牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，也能用实验直接验证 答案　BC 解析　无人机从地面起飞加速过程中其惯性不变，故A错误；无人机的质量较小，其运动状态容易发生变化，故B正确；牛顿第一定律只有在惯性参考系下才成立，故C正确；牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不是实验定律，不能用实验直接验证，故D错误。 10.(多选)下列说法正确的是(　　) A.地球自西向东自转，人向上跳起来后，还会落到原地 B.物体惯性大小与物体的运动状态有关 C.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 D.有的同学说，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 答案　AC 解析　地球自西向东自转，人向上跳起来后，由于惯性，要保持原有的运动状态，因此还会落到原地，故A正确；物体的惯性大小与其运动状态无关，只与物体的质量有关，质量越大，物体所具有的惯性就越大，故B错误；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，故C正确；向上抛出的物体，在空中向上运动时，是因为物体具有惯性，而不是因为受到了向上的作用力，故D错误。 11.如图所示，在水平且足够长的上表面光滑的小车上，质量分别为2m、m的A、B两个物块随车一起以2 m/s的速度在水平地面上向右做匀速运动。若某时刻车突然停止，空气阻力不计，则下列说法正确的是(　　) A.A与B可能会相碰 B.A与B不可能会相碰，因为B的质量较小，惯性较小，B比A的速度更大 C.由于A的质量较大，惯性较大，A、B间的距离逐渐减小，直至A与B相碰 D.由于惯性，A、B均保持2 m/s的速度做匀速运动，A与B不会相碰 答案　D 解析　因为小车上表面光滑，所以两个物块在水平方向上没有受到外力作用，当车突然停止时，由于惯性，两物块将保持2 m/s的速度不变而继续做匀速运动，不会相碰，故选D。 　[10分] 12.我国高铁技术全球领先，高铁使人们出行更加便捷，速度快，安全性高。小明同学在高铁上发现列车启动过程中杯中水面的形状是图中的(　　) 答案　C 解析　列车启动过程中，速度增大，即杯子的速度增大，而杯子中的水由于惯性仍要保持原来静止的状态，所以水相对杯子向后运动。故选C。 学科网（北京）股份有限公司 $