第1节 牛顿第一运动定律(重难点专练)物理鲁科版必修第一册
2026-08-03
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摘要:
**基本信息**
以题型为载体,系统整合核心知识、解题方法与科学思维,通过典例与变式实现牛顿第一定律概念辨析与应用迁移。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|思辨溯源・理想实验推理辨析题|1典例+4变式|原理溯源判别法|从伽利略理想实验切入,建立“力与运动”科学推理逻辑,区分亚里士多德直观经验与伽利略实验推理|
|因果界定・力与运动关系判断题|1典例+4变式|因果倒置排除法|基于惯性维持运动、力改变运动状态的核心知识,构建“维持-改变”分层因果逻辑|
|属性甄别・惯性概念正误辨析题|1典例+4变式|关键词锁定排除法|围绕“质量是惯性唯一量度”,剥离惯性与速度、受力的无关性,强化属性认知|
|情景建模・生活惯性现象分析题|1典例+4变式|分段状态拆解法|将生活情景转化为物理模型,分析状态突变时惯性“保态”效果,体现模型建构思维|
内容正文:
5.1 牛顿第一运动定律(题型突破)
题型01 思辨溯源・理想实验推理辨析题
题型02 因果界定・力与运动关系判断题
题型03 属性甄别・惯性概念正误辨析题
题型04 情景建模・生活惯性现象分析题
▌题型01 思辨溯源・理想实验推理辨析题
解题必备
核心知识:
1.核心逻辑:力不是维持运动的原因,阻力才是物体停下的根源;
2.实验方法:以真实实验为基础,逻辑外推至无摩擦理想情景,属于科学推理法;
3.史观区分:亚里士多德依靠直观经验,伽利略依托实验加推理。
解题方法:原理溯源判别法,抓住“理想不可实操、推理有据可依”核心标准筛选选项。
核心思维:去伪存真实证思维,脱离生活直觉,以科学推理为判断依据。
典例精析
【典例1】如图所示,图1、图2分别为物理教材上伽利略的斜面实验图和理想实验设计图,关于这两幅图说法正确的是( )
A.伽利略利用图1斜面实验证明了力不是维持物体运动状态的原因
B.伽利略利用图1斜面实验证明了自由落体是匀加速直线运动
C.伽利略利用图2理想实验设计推导出牛顿第一定律
D.伽利略利用图2理想实验设计证明了力是维持物体运动状态的原因
【答案】B
【详解】B.伽利略利用图1斜面实验证明了自由落体是匀加速直线运动,故B正确;
ACD.伽利略利用图2理想实验设计证明了力不是维持物体运动状态的原因,牛顿第一定律是牛顿推导出的,故ACD错误。
故选B。
变式训练
【变式1-1】下列说法中正确的是( )
A.图甲中,伽利略对自由落体运动的研究中,猜想运动速度与下落时间成正比,并直接用实验进行了验证
B.图乙中,足球对球网的弹力是由于足球受到挤压发生了弹性形变而产生的
C.图丙中,铁块所受重力可以分解为下滑力和对斜面的压力
D.图丁中,牛顿通过理想斜面实验说明力是改变物体运动状态的原因
【答案】B
【详解】A.在对自由落体运动的研究中,伽利略猜想运动速度与时间成正比,是在斜面实验的基础上合理推理出,没有用实验验证,故A错误;
B.图乙中,足球对球网的弹力是由于足球受到挤压发生了弹性形变而产生的,B正确;
C.斜面上的物体,所受重力可以分解为使物体沿斜面下滑的力和使物体压紧斜面的力,与物体对斜面的压力不同,故C错误;
D.伽利略通过理想斜面实验发现力是改变物体运动状态的原因,故D错误。
故选B。
【变式1-2】伽利略的发现以及所运用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一。如图,将小球沿光滑斜面左侧某一高度由静止释放,小球上升到与出发点几乎等高的位置。现将斜面倾角逐渐减小,小球到达斜面右侧位置分别为1、2、3。比较三次实验结果,可得到最直接的结论是( )
A.如果斜面右侧变为水平面,小球将一直运动下去
B.如果小球不受力,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
【答案】A
【详解】比较三次实验结果,可得到最直接的结论是:如果斜面右侧变为水平面,小球为了到达原有的高度将会一直运动下去;进而合理推出如果小球不受力,将一直保持匀速运动或静止状态的结论,无法得到CD选项的结论。
故选A。
【变式1-3】科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。下列说法符合历史事实的是( )
A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变
B.伽利略通过“理想实验”得出,运动的物体,如果它不受力,它将永远运动下去
C.爱迪生指出,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.牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
【答案】BD
【详解】A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体才会运动,选项A错误;
B.伽利略通过“理想实验”得出,运动的物体,如果它不受力,它将永远运动下去,选项B正确;
C.笛卡尔指出,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,选项C错误;
D.牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,选项D正确。
故选BD。
【变式1-4】通过理想斜面实验得出“力不是维持物体运动的原因”的科学家是( )
A.亚里士多德 B.伽利略 C.笛卡尔 D.牛顿
【答案】B
【详解】A.亚里士多德认为力是维持物体运动状态的原因,故A项不符合题意;
B.伽利略通过理想斜面实验提出了力不是维持物体运动的原因,故B项符合题意;
C.笛卡尔在伽利略研究的基础上,强调了惯性运动的直线性,故C项不符合题意;
D.牛顿在伽利略等前人研究的基础上提出了牛顿第一定律,认为力是改变物体运动状态的原因,但不是第一个根据实验提出力不是维持物体运动原因的科学家,也不是第一个提出惯性的科学家,故D项不符合题意。
▌题型02 因果界定・力与运动关系判断题
解题必备
核心知识:
1.惯性维持运动,外力只改变运动状态;
2.不受力/合外力为零,物体保持静止或匀速直线运动;
3.速度变化必然存在合外力,匀速运动合外力等于0。
解题方法:因果倒置排除法,逐句核对“维持、改变”两类核心关键词。
核心思维:分层因果逻辑思维,严格区分“维持运动”与“改变运动”两个独立物理过程。
典例精析
【典例2】在16世纪末,伽利略用实验和推理,推翻了在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论,开启了物理学发展的新纪元。以下说法中,与亚里士多德观点相反的是( )
A.物体下落的快慢与质量有关
B.一个物体维持匀速直线运动,不需要受力
C.四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快,这说明:物体受的力越大,速度就越大
D.一个运动物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来,这说明:静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”
【答案】B
【详解】A.两物体从同一高度自由下落,较轻的物体下落较慢,即重物比轻物下落快,是亚里士多德的观点,故A错误;
B.伽利略用实验和推理,证明了力不是维持物体运动的原因,与亚里士多德观点相反,故B正确;
C.物体受的力越大,速度就越大,是亚里士多德的观点,故C错误;
D.力是维持物体运动的原因,物体受力就会运动,不再受力了,它总会逐渐停下来,是亚里士多德的观点,故D错误。
故选B。
变式训练
【变式2-1】在今年的巴黎奥运会上,中国运动员郑钦文获得女单网球奥运冠军,创造了新的历史。如图所示,郑钦文把飞来的网球击打回去,落到了对方场内,则下列说法正确的是( )
A.飞来的网球速度越大,惯性越大
B.球被打飞回去,是因为力是维持物体运动状态的原因
C.球拍对球的弹力,是因为球拍发生弹性形变而产生的
D.若球拍没有击中球,则球的运动状态不会变化
【答案】C
【详解】A.物体的惯性只由质量决定,与物体的速度无关,故A错误;
B.球被打飞回去,是因为力是改变物体运动状态的原因,故B错误;
C.球拍对球的弹力,是因为球拍发生弹性形变而产生的,故C正确;
D.若球拍没有击打球,由于球仍受重力作用,所以球不会保持原来的运动状态不变,故D错误。
故选C。
【变式2-2】如图所示,一个劈形物体A(各面均光滑)放在固定的斜面上,上表面水平,在其上表面放一个光滑小球B。劈形物体由静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )
A.沿斜面向下的直线 B.竖直向下的直线
C.无规则的曲线 D.垂直斜面的直线
【答案】B
【详解】由于小球放在劈形物体A上,劈形物体A的上表面光滑,所以在劈形物体A下滑过程中小球在水平方向上不受外力作用,则小球在水平方向上没有位移,仅沿竖直方向运动。
故选B。
【变式2-3】抖空竹是人们喜爱的一项体育活动。最早的空竹是两个如同车轮的竹筒,中间加一个转轴,由于外形对称,其重心在中间位置,初玩者能很好地找到支撑点而使之平衡。随着制作技术的发展,如图所示的不对称的空竹也受到人们的欢迎,现在的空竹大多是塑料制成的,也有天然竹木制成的。关于抖空竹,在空气阻力不可忽略的情况下,下列说法中正确的是( )
A.空竹启动前用绳子拉住提起,要保证支持力和重力在同一条直线上
B.空竹的转动是依靠绳子的拉动,绳子与转轴之间的摩擦力越小越好
C.空竹抛起后由于惯性而继续向上运动,在空中受重力和惯性作用
D.空竹从抛起到接住,转速会减小,表演时还要继续牵拉绳子使其加速转动
【答案】AD
【详解】A.空竹启动前用绳子拉住提起,此时要选择恰当的位置,保证支持力和重力在同一条直线上,否则空竹会在力矩作用下而翻倒从绳子上落下,选项A正确;
B.空竹是利用绳子与转轴之间的摩擦力使其转动的,所以绳子与转轴之间的摩擦力不能过小,选项B错误;
C.空竹抛起后由于惯性而继续向上运动,在空中受重力和空气阻力的作用,惯性不是力,所以不能说空竹受到惯性作用,选项C错误;
D.空竹从抛起到接住,由于空气阻力的作用,转速比抛出前减小,因此表演时还要继续牵拉绳子使其加速转动,选项D正确。
故选AD。
【变式2-4】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下图中的( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】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的静止状态,所以水相对杯子向后运动。
故选C。
▌题型03 属性甄别・惯性概念正误辨析题
解题必备
核心知识:
1.质量是惯性唯一量度,与速度、受力、运动状态无关;
2.惯性是物体固有属性,一切物体任何状态均具有惯性;
3.规范表述:只能说“具有惯性”,禁止“受到惯性、惯性力”。
解题方法:关键词锁定排除法,抓取“速度、受力、惯性力”等高频错误词快速判错。
核心思维:属性剥离辩证思维,将惯性与速度、受力等无关物理量彻底拆分。
典例精析
【典例3】北京至张家口高速铁路开通运营,崇礼铁路同步通车,为2022年北京冬奥会提供了交通运营服务保障。高铁在某段水平轨道上匀速行驶,假设高铁上固定着盛满水的水杯。若突然发现水杯中的水向右洒出,如图所示,则关于高铁在此种情况下的运动,下列描述正确的是( )
A.高铁匀速向左运动
B.高铁可能突然向左加速运动
C.高铁可能突然向左减速运动
D.高铁可能突然向右减速运动
【答案】BD
【详解】如果高铁正在向左匀速运动,突然加速,则水杯中的水由于惯性仍保持原有的速度,就会向右洒出,B正确;如果高铁正向右匀速运动,突然减速,则水杯中的水由于惯性仍保持原来的速度,就会向右洒出,D正确。
变式训练
【变式3-1】《考工记》中有“马力既竭,辀犹能一取焉”的记载,描述了马对车施力停止后车继续前行的现象。以下关于此现象的分析正确的是( )
A.车前行是因为受到马的惯性作用
B.马对车停止施力后车继续前行是因为车具有惯性
C.车的惯性随速度增大而减小
D.此现象说明力是维持物体运动状态的原因
【答案】B
【详解】AB.题中描述的是惯性现象(牛顿第一定律),车在马停止后继续前行,是因为其具有保持原有运动状态的特性,即惯性,故A错误,B正确;
C.惯性只与质量有关,与速度无关,故C错误;
D.力是改变物体运动状态的原因,故D错误。
故选B。
【变式3-2】乱扔香蕉皮是不文明的行为,路人行走时踩到香蕉皮会滑倒,引发安全事故,如图所示。下列说法正确的是( )
A.人踩到香蕉皮滑倒,是因为人受到惯性的作用
B.人走得越快越容易滑倒,所以速度越大,人的惯性越大
C.人踩到香蕉皮滑倒,是因为人下半身的速度大于上半身的速度
D.人踩到香蕉皮应该会向后滑倒
【答案】CD
【详解】AB.惯性是物体自有的属性,惯性大小只与质量有关,A、B错误;
CD.人踩到香蕉皮滑倒,是因为人下半身的速度大于上半身的速度,人应该会向后滑倒,C、D正确。
故选CD。
【变式3-3】央视科教频道的《实验现场》栏目在重庆科学技术馆举行了一次快速抽桌布实验,在实验中用“水杯塔”来模拟桌布上物品,挑战者迅速向右将桌布抽出,而“水杯塔”只是在桌面上短暂滑动一下便停了下来。下列说法正确的是( )
A.“水杯塔”中的水越少,则“水杯塔”的惯性越大
B.手拉动桌布时桌布对“水杯塔”的摩擦力的方向向左
C.整个过程中“水杯塔”受到的摩擦力方向发生了改变
D.拉动桌布越快,“水杯塔”受到的摩擦力越大
【答案】C
【详解】A.“水杯塔”的惯性与质量有关,水越少,则“水杯塔”的惯性越小,故A错误;
B.手拉动桌布时,“水杯塔”相对于桌布向左运动,桌布对“水杯塔”的摩擦力的方向向右,故B错误;
C.“水杯塔”受到桌布的摩擦力向右,“水杯塔”到桌面时,相对于桌面向右运动,则桌面对“水杯塔”的摩擦力向左,故C正确;
D.“水杯塔”受到滑动摩擦力,与动摩擦因数与正压力有关,拉动桌布越快,“水杯塔”受到的摩擦力不变,故D错误;
故选C。
【变式3-4】大型油罐车内的油在运输过程中极易发生涌动(如图1),为了防止油涌动导致车体重心急剧变化的危害,在油罐车内部设置了一些固定挡板(如图2)。下列说法错误的是( )
A.油罐车匀速向左拐弯时,油罐内的油将涌动到油罐的右侧
B.油罐车在设置挡板后,减小了油的惯性,使油不容易发生涌动
C.油罐车在匀速前进的过程中突然刹车,挡板可以减弱油向前剧烈涌动
D.油罐车在平直道路上匀速前进时,即使没有挡油板油也几乎不会涌动
【答案】B
【详解】A.由于惯性油罐车匀速向左拐弯时,油罐内的油将涌动到油罐的右侧,故A正确;
B.惯性取决于物体的质量,故B错误;
C.油罐车在匀速前进的过程中突然刹车,由于惯性油向前剧烈涌动,设置挡板并不能改变油的惯性,但能减弱油向前剧烈涌动,故C正确;
D.油罐车在平直道路上匀速前进时,由牛顿第一定律可知,即使没有挡油板油也几乎不会涌动,故D正确。
本题选不正确的,故选B。
▌题型04 情景建模・生活惯性现象分析题
解题必备
核心知识:
1.物体状态突变时,惯性体现为保持原有运动状态;
2.分层次分析:物体一部分受力变速,另一部分因惯性维持原速;
3.惯性只体现“保态”效果,不会产生新力。
解题方法:分段状态拆解法,拆分突变前后物体各自运动趋势分步解释。
核心思维:情景具象建模思维,把生活实例转化为惯性受力标准物理模型。
典例精析
【典例4】图甲是小李因踩到香蕉皮而摔倒的情景,图乙是小张因被石头绊到而摔倒的情景,则下列说法正确的是( )
A.小李摔倒是因为小李的惯性变小了
B.小李摔倒是因为小李的惯性变大了
C.人行走越快越容易摔倒,因为速度越大惯性越大
D.小张摔倒是因为脚的速度变为0,上半身仍保持原来的运动状态
【答案】D
【详解】AB.惯性只与物体的质量有关,与是否摔倒无关,故AB错误;
C.惯性只与物体的质量有关,与速度无关,故C错误;
D.小张摔倒是因为小张的脚被石头绊到后立即静止,小张的上半身由于惯性仍保持原来的运动状态,小张向前摔倒,故D正确。
故选D。
变式训练
【变式4-1】如图所示,一只盛水的容器固定在一个小车上,在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球,容器中水和铁球、乒乓球都处于静止状态,当容器随小车突然向右运动时,两球的运动状况是(以小车为参考系)( )
A.铁球向左,乒乓球向右 B.铁球向右,乒乓球向左
C.铁球和乒乓球都向左 D.铁球和乒乓球都向右
【答案】A
【详解】小车突然向右运动时,由于惯性,铁球和乒乓球都“想”保持原有的静止状态,由于与同体积的“水球”相比铁球的质量大,惯性大,铁球的运动状态难改变,而同体积的“水球”的运动状态容易改变,所以小车加速向右运动时,铁球相对于小车向左运动.同理,由于与同体积的“水球”相比乒乓球的质量小,惯性小,乒乓球相对于小车向右运动,
故A正确,BCD错误。
【变式4-2】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
【详解】ABC.用力击打羽毛球筒的上端时,羽毛球筒向下运动一小段距离,羽毛球由于惯性保持静止,所以羽毛球相对球筒向上运动,最终羽毛球从筒的上端出来,故AC错误,B正确;
D.羽毛球筒向下运动过程中,与羽毛球发生相对运动,羽毛球受到向下的摩擦力作用,故D错误。
故选B。
【变式4-3】在向右行驶的汽车车厢的天花板上悬挂有一个小球A,在A的正下方地板上有一点B,如图所示( )
A.若汽车匀速行驶的过程中细线突然断裂,小球A将落在B点上
B.若汽车匀速行驶的过程中细线突然断裂,小球A将落在B点的左侧
C.若汽车加速行驶的过程中细线突然断裂,小球A将落在B点的左侧
D.若汽车加速行驶的过程中细线突然断裂,小球A将落在B点的右侧
【答案】AC
【详解】A、B、汽车匀速行驶,绳子断裂后,小球A由于惯性在水平方向继续向前运动,水平速度和汽车的速度相同,故小球A落地时应落在正下方的B点;故A正确,B错误.
C、D、绳子断裂后小球继续保持原来的速度水平匀速,汽车加速行驶其速度大于小球的速度,故球A将落在B点的左侧;故C正确,D错误。
故选AC。
【变式4-4】如图,列车在平直轨道行驶,水龙头的水滴均落在正下方B处(AB与轨道平行),某乘客后来观察到水滴落在B点的右方A点,则下列说法正确的是( )
A.先静止,后向左做加速运动
B.先静止,后向右做加速运动
C.先向左做匀速运动,后做减速运动
D.先向右做匀速运动,后做加速运动
【答案】A
【详解】水滴下落时,水平方向保持原来的速度,若车静止或匀速运动,车的水平位移与水滴的水平位移相同,则落在B点;若车向左加速运动,则水滴仍保持下落时的水平速度,而车的水平位移增大,故水滴可落在A处;同理,车向右减速运动,水滴也会落在A处。
故选A。
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5.1牛顿第一运动定律(题型突破)
题型01思辨湖源·理想实验推理辨析题
【典例1】【答案】B
【变式1-1】【答案】B
【变式1-2】【答案】A
【变式1-3】【答案】BD
【变式1-4】【答案】B
题型02因果界定·力与运动送系判断题
【典例2】【答案】B
【变式2-1】【答案】C
【变式2-2】【答案】B
【变式2-3】【答案】AD
【变式24】【答案】c
题型03属性甄别·惯性概念正误辨析题
【典例3】【答案】BD
【变式31】【答案】B
【变式3-2】【答案】CD
【变式33】【答案】c
【变式34】【答案】B
题型04情最建模·生活惯性现象分析题
【典例4】【答案】D
【变式4-1】【答案】A
【变式42】【答案】B
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【变式43】【答案】AC
【变式44】【答案】A
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5.1 牛顿第一运动定律(题型突破)
题型01 思辨溯源・理想实验推理辨析题
题型02 因果界定・力与运动关系判断题
题型03 属性甄别・惯性概念正误辨析题
题型04 情景建模・生活惯性现象分析题
▌题型01 思辨溯源・理想实验推理辨析题
解题必备
核心知识:
1.核心逻辑:力不是维持运动的原因,阻力才是物体停下的根源;
2.实验方法:以真实实验为基础,逻辑外推至无摩擦理想情景,属于科学推理法;
3.史观区分:亚里士多德依靠直观经验,伽利略依托实验加推理。
解题方法:原理溯源判别法,抓住“理想不可实操、推理有据可依”核心标准筛选选项。
核心思维:去伪存真实证思维,脱离生活直觉,以科学推理为判断依据。
典例精析
【典例1】如图所示,图1、图2分别为物理教材上伽利略的斜面实验图和理想实验设计图,关于这两幅图说法正确的是( )
A.伽利略利用图1斜面实验证明了力不是维持物体运动状态的原因
B.伽利略利用图1斜面实验证明了自由落体是匀加速直线运动
C.伽利略利用图2理想实验设计推导出牛顿第一定律
D.伽利略利用图2理想实验设计证明了力是维持物体运动状态的原因
变式训练
【变式1-1】下列说法中正确的是( )
A.图甲中,伽利略对自由落体运动的研究中,猜想运动速度与下落时间成正比,并直接用实验进行了验证
B.图乙中,足球对球网的弹力是由于足球受到挤压发生了弹性形变而产生的
C.图丙中,铁块所受重力可以分解为下滑力和对斜面的压力
D.图丁中,牛顿通过理想斜面实验说明力是改变物体运动状态的原因
【变式1-2】伽利略的发现以及所运用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一。如图,将小球沿光滑斜面左侧某一高度由静止释放,小球上升到与出发点几乎等高的位置。现将斜面倾角逐渐减小,小球到达斜面右侧位置分别为1、2、3。比较三次实验结果,可得到最直接的结论是( )
A.如果斜面右侧变为水平面,小球将一直运动下去
B.如果小球不受力,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
【变式1-3】科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。下列说法符合历史事实的是( )
A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变
B.伽利略通过“理想实验”得出,运动的物体,如果它不受力,它将永远运动下去
C.爱迪生指出,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.牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
【变式1-4】通过理想斜面实验得出“力不是维持物体运动的原因”的科学家是( )
A.亚里士多德 B.伽利略 C.笛卡尔 D.牛顿
▌题型02 因果界定・力与运动关系判断题
解题必备
核心知识:
1.惯性维持运动,外力只改变运动状态;
2.不受力/合外力为零,物体保持静止或匀速直线运动;
3.速度变化必然存在合外力,匀速运动合外力等于0。
解题方法:因果倒置排除法,逐句核对“维持、改变”两类核心关键词。
核心思维:分层因果逻辑思维,严格区分“维持运动”与“改变运动”两个独立物理过程。
典例精析
【典例2】在16世纪末,伽利略用实验和推理,推翻了在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论,开启了物理学发展的新纪元。以下说法中,与亚里士多德观点相反的是( )
A.物体下落的快慢与质量有关
B.一个物体维持匀速直线运动,不需要受力
C.四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快,这说明:物体受的力越大,速度就越大
D.一个运动物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来,这说明:静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”
变式训练
【变式2-1】在今年的巴黎奥运会上,中国运动员郑钦文获得女单网球奥运冠军,创造了新的历史。如图所示,郑钦文把飞来的网球击打回去,落到了对方场内,则下列说法正确的是( )
A.飞来的网球速度越大,惯性越大
B.球被打飞回去,是因为力是维持物体运动状态的原因
C.球拍对球的弹力,是因为球拍发生弹性形变而产生的
D.若球拍没有击中球,则球的运动状态不会变化
【变式2-2】如图所示,一个劈形物体A(各面均光滑)放在固定的斜面上,上表面水平,在其上表面放一个光滑小球B。劈形物体由静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )
A.沿斜面向下的直线 B.竖直向下的直线
C.无规则的曲线 D.垂直斜面的直线
【变式2-3】抖空竹是人们喜爱的一项体育活动。最早的空竹是两个如同车轮的竹筒,中间加一个转轴,由于外形对称,其重心在中间位置,初玩者能很好地找到支撑点而使之平衡。随着制作技术的发展,如图所示的不对称的空竹也受到人们的欢迎,现在的空竹大多是塑料制成的,也有天然竹木制成的。关于抖空竹,在空气阻力不可忽略的情况下,下列说法中正确的是( )
A.空竹启动前用绳子拉住提起,要保证支持力和重力在同一条直线上
B.空竹的转动是依靠绳子的拉动,绳子与转轴之间的摩擦力越小越好
C.空竹抛起后由于惯性而继续向上运动,在空中受重力和惯性作用
D.空竹从抛起到接住,转速会减小,表演时还要继续牵拉绳子使其加速转动
【变式2-4】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下图中的( )
A. B. C. D.
▌题型03 属性甄别・惯性概念正误辨析题
解题必备
核心知识:
1.质量是惯性唯一量度,与速度、受力、运动状态无关;
2.惯性是物体固有属性,一切物体任何状态均具有惯性;
3.规范表述:只能说“具有惯性”,禁止“受到惯性、惯性力”。
解题方法:关键词锁定排除法,抓取“速度、受力、惯性力”等高频错误词快速判错。
核心思维:属性剥离辩证思维,将惯性与速度、受力等无关物理量彻底拆分。
典例精析
【典例3】北京至张家口高速铁路开通运营,崇礼铁路同步通车,为2022年北京冬奥会提供了交通运营服务保障。高铁在某段水平轨道上匀速行驶,假设高铁上固定着盛满水的水杯。若突然发现水杯中的水向右洒出,如图所示,则关于高铁在此种情况下的运动,下列描述正确的是( )
A.高铁匀速向左运动
B.高铁可能突然向左加速运动
C.高铁可能突然向左减速运动
D.高铁可能突然向右减速运动
变式训练
【变式3-1】《考工记》中有“马力既竭,辀犹能一取焉”的记载,描述了马对车施力停止后车继续前行的现象。以下关于此现象的分析正确的是( )
A.车前行是因为受到马的惯性作用
B.马对车停止施力后车继续前行是因为车具有惯性
C.车的惯性随速度增大而减小
D.此现象说明力是维持物体运动状态的原因
【变式3-2】乱扔香蕉皮是不文明的行为,路人行走时踩到香蕉皮会滑倒,引发安全事故,如图所示。下列说法正确的是( )
A.人踩到香蕉皮滑倒,是因为人受到惯性的作用
B.人走得越快越容易滑倒,所以速度越大,人的惯性越大
C.人踩到香蕉皮滑倒,是因为人下半身的速度大于上半身的速度
D.人踩到香蕉皮应该会向后滑倒
【变式3-3】央视科教频道的《实验现场》栏目在重庆科学技术馆举行了一次快速抽桌布实验,在实验中用“水杯塔”来模拟桌布上物品,挑战者迅速向右将桌布抽出,而“水杯塔”只是在桌面上短暂滑动一下便停了下来。下列说法正确的是( )
A.“水杯塔”中的水越少,则“水杯塔”的惯性越大
B.手拉动桌布时桌布对“水杯塔”的摩擦力的方向向左
C.整个过程中“水杯塔”受到的摩擦力方向发生了改变
D.拉动桌布越快,“水杯塔”受到的摩擦力越大
【变式3-4】大型油罐车内的油在运输过程中极易发生涌动(如图1),为了防止油涌动导致车体重心急剧变化的危害,在油罐车内部设置了一些固定挡板(如图2)。下列说法错误的是( )
A.油罐车匀速向左拐弯时,油罐内的油将涌动到油罐的右侧
B.油罐车在设置挡板后,减小了油的惯性,使油不容易发生涌动
C.油罐车在匀速前进的过程中突然刹车,挡板可以减弱油向前剧烈涌动
D.油罐车在平直道路上匀速前进时,即使没有挡油板油也几乎不会涌动
▌题型04 情景建模・生活惯性现象分析题
解题必备
核心知识:
1.物体状态突变时,惯性体现为保持原有运动状态;
2.分层次分析:物体一部分受力变速,另一部分因惯性维持原速;
3.惯性只体现“保态”效果,不会产生新力。
解题方法:分段状态拆解法,拆分突变前后物体各自运动趋势分步解释。
核心思维:情景具象建模思维,把生活实例转化为惯性受力标准物理模型。
典例精析
【典例4】图甲是小李因踩到香蕉皮而摔倒的情景,图乙是小张因被石头绊到而摔倒的情景,则下列说法正确的是( )
A.小李摔倒是因为小李的惯性变小了
B.小李摔倒是因为小李的惯性变大了
C.人行走越快越容易摔倒,因为速度越大惯性越大
D.小张摔倒是因为脚的速度变为0,上半身仍保持原来的运动状态
变式训练
【变式4-1】如图所示,一只盛水的容器固定在一个小车上,在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球,容器中水和铁球、乒乓球都处于静止状态,当容器随小车突然向右运动时,两球的运动状况是(以小车为参考系)( )
A.铁球向左,乒乓球向右 B.铁球向右,乒乓球向左
C.铁球和乒乓球都向左 D.铁球和乒乓球都向右
【变式4-2】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
【变式4-3】在向右行驶的汽车车厢的天花板上悬挂有一个小球A,在A的正下方地板上有一点B,如图所示( )
A.若汽车匀速行驶的过程中细线突然断裂,小球A将落在B点上
B.若汽车匀速行驶的过程中细线突然断裂,小球A将落在B点的左侧
C.若汽车加速行驶的过程中细线突然断裂,小球A将落在B点的左侧
D.若汽车加速行驶的过程中细线突然断裂,小球A将落在B点的右侧
【变式4-4】如图,列车在平直轨道行驶,水龙头的水滴均落在正下方B处(AB与轨道平行),某乘客后来观察到水滴落在B点的右方A点,则下列说法正确的是( )
A.先静止,后向左做加速运动
B.先静止,后向右做加速运动
C.先向左做匀速运动,后做减速运动
D.先向右做匀速运动,后做加速运动
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