第1节 牛顿第一运动定律（讲义）物理鲁科版必修第一册

本高中物理讲义聚焦牛顿第一运动定律核心知识点，系统梳理伽利略理想实验的科学推理思想、牛顿第一定律内涵及惯性概念。通过初高衔接实现从初中“力维持运动”经验认知到高中科学公理的升级，为牛顿定律学习及动力学体系构建提供逻辑支架。 资料以科学推理与模型建构为核心，通过“易错提醒”纠正力与运动认知误区，“随学随练”“活学活用”环节结合生活实例深化理解。既助教师课堂引导学生建立力与运动的正确关系，又供学生课后通过分层练习巩固物理观念，提升科学探究能力。

第5章 牛顿运动定律 5.1 牛顿第一运动定律 课标要点 1.了解伽利略理想实验，体会科学推理与实验结合的探究方法。 2.理解牛顿第一定律内容，明晰力不是维持物体运动的原因。 3.认识惯性概念，知道质量是衡量物体惯性大小的唯一量度。 4.能运用惯性知识解释生活与生产中的常见运动现象。 学习重难点 重点：理解牛顿第一定律内涵，掌握惯性的概念与影响因素。 难点：纠正力维持运动的错误认知，准确辨析惯性相关现象。 【初高衔接】 初中物理停留于“有力运动、无力静止”的生活化经验认知，仅粗浅记住惯性现象结论，未触及力与运动的本质关系。高中本节完成颠覆性认知升级：推翻两千年来的直觉误区，通过理想实验推理法建立物理学科学公理。从静力学受力分析跨越到动力学因果规律，正式解答“力究竟如何决定运动”的核心问题，是整章牛顿定律的逻辑基石，也是高中物理动力学体系的开篇原点。 知识点 伽利略理想实验·科学推理核心思想 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。 易错提醒 1. 方法误区：理想实验无法真实完成，是实验+逻辑推理的科学方法，不能当作真实实操实验。 2. 认知误区：物体减速停下不是因为“没有力”，而是因为受到阻力作用，改变了运动状态。 3. 史观误区：亚里士多德结论错误，源于纯粹经验观察、缺乏科学推理，是朴素直觉而非物理规律。 随学随练 1.物理源于对生活的理性思考，善于观察现象，并运用恰当的思想方法分析诠释，方能开启科学殿堂的大门。在如图四种物理情境的阐述中，用到了“等效替代法”的是（　　） A．如图甲，两个学生共同提着一桶水静止，老师自己也能提着这桶水静止 B．如图乙，伽利略利用斜面实验推理得出物体运动不需要力来维持的观点 C．如图丙，利用速度时间图像的面积可以求出做直线运动物体的位移大小 D．如图丁，曲线运动中经过A点的瞬时速度方向沿曲线上该点的切线方向 【答案】A 【详解】A．两个学生共同提着一桶水静止，说明两个学生的提力与水的重力达到平衡，而老师自己也能提着这桶水静止，说明老师的提力同样能与水的重力达到平衡，这里，两个学生的提力被老师一个人的提力所“等效替代”，故A正确； B．伽利略利用斜面实验推理得出物体运动不需要力来维持的观点，这是通过观察和实验推理得出的结论，并没有使用等效替代法，故B错误； C．利用速度时间图像的面积来求做直线运动物体的位移大小，这是物理学中的一种常用方法，但它属于图像法或者微元法，而不是等效替代法，故C错误； D．曲线运动中经过A点的瞬时速度方向沿曲线上该点的切线方向，使用的是极限法，并没有使用等效替代法，故D错误。 故选A。 2．如图所示，伽利略用两个对接的斜面A、B，斜面A固定，让小球从固定斜面上某一位置由静止滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面B，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度，减小斜面B的倾角重复实验，直到斜面B的倾角为零。伽利略设计这个实验是为了说明（　　） A．日常生活中，不存在摩擦时物体的运动情形 B．物体做匀速直线运动需要力的作用 C．运动的物体如果不受力的作用，物体也会继续运动 D．运动的物体如果受到力的作用，物体就会继续运动 【答案】C 【详解】在伽利略理想斜面实验中，当斜面倾角为零时，小球将永远运动下去，不再需要什么力去推动，伽利略设计这个实验的目的是为了说明运动的物体如果不受力的作用，物体也会继续运动。 故选C。 知识点 牛顿第一定律·惯性定律终极公理 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。 易错提醒 1. 逻辑误区：力不维持运动，只改变运动状态；切勿混淆“维持运动”与“改变运动”的因果差异。 2. 状态误区：不受外力的物体极少，合外力为零的物体等效遵循牛顿第一定律，保持运动状态不变。 3. 适用误区：高速微观粒子不再适用经典惯性定律，不可随意套用本规律。 随学随练 1．关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是（　　） A．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 B．惯性就是物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质 C．由牛顿第一定律可知：物体受外力时，运动状态一定改变 D．牛顿第一定律反映了物体受到外力时的运动规律 【答案】B 【详解】A．静止的火车启动时速度变化缓慢是因为物体的加速度小，故A错误； B．惯性就是物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，故B正确； C．由牛顿第一定律可知：物体运动状态改变时，物体一定受到外力的作用，但物体受到外力作用时，运动状态不一定改变，比如物体受到平衡力作用时，运动状态就保持不变，故C错误； D．牛顿第一定律反映的是物体不受外力或者合外力为零时的运动规律，故D错误。 故选B。 2．关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（　　） A．由于不受力的物体不存在，因此牛顿第一定律没有实际意义 B．力是维持物体运动的原因，没有力的物体将保持静止，比如自行车 C．惯性是物体的固有属性，惯性大小由物体质量决定，与速度、受力均无关 D．不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，而受力的物体运动状态一定改变 【答案】C 【详解】A．牛顿第一定律虽然无法直接进行验证，但却是在实验的基础上进一步的推理概括出来的科学理论，符合物理规律，故有一定的物理意义，故A错误； B．根据牛顿第一定律的内容可以判断力是改变物体运动状态的原因，不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，故B错误； C．惯性是物体本身固有的属性，与物体的运动状态无关，与物体受力情况无关，故C正确； D．物体受力的作用，若合外力为0，则物体也可以保持运动的状态不变，故D错误。 故选C。 知识点 惯性·物体固有属性核心规律 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”)。 易错提醒 1. 致命误区：速度大惯性大、运动物体有惯性、静止物体无惯性，全部错误，惯性只由质量决定。 2. 术语误区：惯性是属性不是力，答题严禁出现“受到惯性”“惯性力”“惯性作用”等错误表述，正确表述为“具有惯性”。 3. 场景误区：惯性无法被克服、无法被消除，只能利用或防止惯性带来的运动状态改变效果。 随学随练 1.在做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，如图所示，当小车突然停止运动时，气泡相对于瓶子怎样运动（　　） A．相对瓶子向后运动 B．相对瓶子向前运动 C．与瓶子相对静止 D．运动方向不确定 【答案】A 【详解】当小车突然停止时，瓶内的水由于惯性要保持原来的匀速直线运动状态，会向前运动。而气泡的质量小、惯性小，相对于水来说，水向前运动，就会挤压气泡，使气泡相对瓶子向后运动。 故选A。 2.《中华人民共和国道路交通安全法》第五十一条中规定：机动车行驶时驾驶人、乘坐人员应当按规定使用安全带。这是因为系好安全带（　　） A．可以减小人的惯性 B．可以减小车的惯性 C．可以减少因人的惯性而造成的伤害 D．可以减少因车的惯性而造成的伤害 【答案】C 【详解】由题意，系好安全带可以减少因人的惯性而造成的伤害，但不能减小人的惯性，且与车的惯性无关，故只有C项正确。 故选C。 拓展 理想实验科学推理素养——物理独特探究范式 1.方法内核区分：常规实验依靠实操测量得出结论，伽利略理想实验以真实斜面摩擦实验为基础，通过逐步减小阻力、逻辑外推至“绝对光滑无阻力”的理想化场景，融合实验观测与抽象推理，弥补现实条件无法达到理想状态的局限。 2.认知革新价值：推翻亚里士多德依靠直观生活经验得出的错误结论，证明肉眼所见表象不可直接当作物理规律，物理结论必须经过严谨逻辑推演验证。 3.跨章节迁移：理想推理法是力学、运动学、电磁学通用探究手段，后续气体实验定律等内容均会复用该思维模型。 活学活用 1．关于图片中涉及到的实验和物理思想方法，说法错误的是（　　） A．图甲，作用在水桶上的两个力的效果与一个力的效果相同，体现了等效替代的思想方法 B．图乙，伽利略利用图中的实验，结合逻辑推理，验证了力是维持物体运动的原因 C．图丙，借助激光笔及平面镜观察桌面的形变，该实验运用了微小放大的思想方法 D．图丁，通过把物体匀变速直线运动的v-t图像分成小段，来求一段时间内的位移，运用了微元求和的 【答案】B 【详解】A．图甲中用一个合力等效替代两个力，体现了“等效替代”的思想方法，故A正确，不符合题意； B．伽利略的斜面实验及逻辑推理表明：没有外力时，物体将保持匀速直线运动，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，故B错误，符合题意； C．图丙中利用激光和平面镜观察桌面的微小形变，借助光路偏转得到较明显的变化，运用了“微小量放大”的思想，故C正确，不符合题意； D．图丁通过把物体的v—t图像分段，求出各小段位移并相加，实质上是利用“微元求和”的思想方法来求总位移，故D正确，不符合题意。 本题选择错误选项，故选B。 2．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．利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面的O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．如果斜面光滑，小球将上升到与O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 【答案】A 【详解】从实验中小球的三种运动情况可以得到，斜面的阻力越小，小球上升的位置越高，根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是：如果不受阻力，就会升到与O点相等的高度，A项符合题意；而其他选项都不是由该实验直接得到的，需要进一步推理或其它实验验证，BCD三项不符合题意。 拓展 惯性属性辩证建模素养——质量与运动状态的逻辑剥离 1.本质思辨：惯性是一切物体与生俱来的固有属性，与物体是否运动、速度大小、受力多少、所处环境无关，静止、高速、失重、超重场景惯性均恒定存在。 2.唯一决定因子：质量是衡量惯性大小的唯一标准，质量越大，运动状态越难改变，构建“质量→惯性→运动状态改变难易”的完整逻辑链。 3.规范表达建模：明确惯性为属性而非力，规范答题术语，杜绝“惯性力、受到惯性”等逻辑错误表述，建立严谨物理语言体系。 活学活用 1．如图所示，某学习小组将两绿色乒乓球放在两塑料盒中，上面塑料盒盛满水，下面塑料盒是空的，然后用细线将乒乓球分别系于塑料盒的上、下底部，当塑料盒静止时，细线均伸直处于竖直方向，现使两塑料盒以一定加速度一起向右匀加速运动，则此时P、Q两球相对塑料盒（　　） A．P球向右偏移 B．两球均向左偏移 C．Q球向右偏移 D．两球均向右偏移 【答案】A 【详解】由两种介质组成的系统，密度大的惯性大，当系统向右匀加速运动时，密度小的向右偏移，密度大的向左偏移； 塑料的密度小于水的密度，塑料球P向右偏移，水向左偏移； 塑料的密度大于空气的密度，空气向右偏移，塑料球Q向左偏移。A正确，BCD错误。 故选A。 2．打羽毛球是日常生活中常见的一种休闲运动，有时取羽毛球时会出现羽毛球卡在球筒里的现象，要将卡在球筒里的羽毛球取出，可以选择不同的方案方案一：一手握在球筒中部，另一手用力击打球筒上端：方案二：手持球筒，使球筒下落，敲击水平面，假设方案二中球筒与水平面碰后速度立即变为零。关于这两种方案，下列说法正确的是（　　） A．方案一利用羽毛球所受的重力，使其从球筒上端出来 B．方案一利用球筒的惯性，使羽毛球从球筒下端出来 C．方案二利用羽毛球的惯性，使其从球筒下端出来 D．方案二中球筒敲击水平面后速度变为零，其惯性随之消失 【答案】C 【详解】AB．方案一中用力击打球筒上端，球筒向下运动，而羽毛球具有惯性，要保持原来的静止状态，方案一利用羽毛球的惯性，使其从球筒上端出来，故AB错误； C．方案二中球筒下落，敲击水平面，球筒与水平面碰后速度立即变为0，而羽毛球具有惯性，要保持原来向下运动的状态，方案二利用羽毛球的惯性，使其从球筒下端出来，故C正确； D．惯性是物体本身的属性，只由质量决定，与速度无关，故D错误。 故选C。 拓展 力与运动因果分层素养——动力学底层逻辑奠基 1.两层核心因果拆解：牛顿第一定律划分两层核心关系，惯性维持物体原有运动状态，外力是改变运动状态的唯一原因，彻底割裂“力维持运动”的错误直觉。 2.平衡状态等效拓展：现实中不存在完全不受力的物体，合外力为零的系统等效满足第一定律，实现静力学平衡与动力学稳态状态互通。 3.体系衔接作用：本节定性建立力、运动、惯性的关系，为后四节牛顿第二、第三定律、超重失重搭建底层认知框架，是整个动力学章节的逻辑起点。 活学活用 1．在东汉王充所著的《论衡•状留篇》中提到“是故湍濑之流，沙石转而大石不移。何者？大石重而沙石轻也。”从物理学的角度对文中所描述现象的解释，下列说法正确的是（　　） A．水冲沙石，沙石才能运动，因为力是产生运动的原因 B．“沙石转而大石不移”是因为物体运动状态改变的难易程度与质量有关 C．只有在水的持续冲力作用下沙石才能一直运动，是因为运动需要力来维持 D．“大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力 【答案】B 【详解】A．水冲沙石，沙石才能运动，因为水的冲击力克服了阻力，故力是改变运动的原因，故A错误； B．物体总有保持原有运动状态的性质即为惯性，其大小只与质量有关，质量越大惯性越大，力是改变物体运动状态的原因，重的大石由于质量太大，惯性太大，所以运动状态不容易被水流改变，故B正确； C．物体的运动不需要力来维持，如沙石不受力的作用时，可以做匀速直线运动状态，故C错误； D．“大石不移”是因为水的冲力等于大石受到的阻力，大石所受的合外力为零，故D错误。 故选B。 2．如图所示，水平桌面上有一块纸板，板上放着一只水杯，现将压在水杯下的纸板快速向右抽出，水杯留在桌面上，则此过程中（　　） A．抽出的速度越大，水杯的惯性越大 B．抽出的速度越大，水杯的惯性越小 C．水杯所受摩擦力的方向水平向右 D．水杯所受摩擦力为静摩擦力 【答案】C 【详解】AB．水杯的惯性仅由水杯的质量决定，与抽纸板的速度无关，故AB错误； CD．抽出纸板的过程中，水杯相对纸板向左滑动，所受摩擦力为滑动摩擦力，方向水平向右，故C正确，D错误。 故选C。 基础通关 1．如图，某洒水车（包含车内剩余的水）在水平路面上向前行驶并洒水作业，一段时间后司机关闭洒水系统并制动车辆，使车轮停止转动，车辆仍向前滑行。下列说法正确的是（　　） A．洒水过程中，洒水车惯性不变 B．洒水过程中，洒水车惯性变大 C．车轮向前滑行时地面对车轮的摩擦力方向向后 D．车轮向前滑行时地面对车轮的摩擦力方向向前 【答案】C 【详解】AB．物体的惯性与速度无关，与质量有关，洒水过程中，车（含车内的水）质量减小，惯性减小，故AB错误； CD．司机关闭洒水系统并制动车辆，使车轮停止转动，车轮向前滑行时，车轮相对地面向前运动，地面对车轮的摩擦力方向向后，故C正确，D错误。 故选C。 2．在伽利略著名的理想实验中，他让小球从左侧斜面某一高度由静止滚下，并冲上右侧斜面。当右侧斜面的倾角逐渐减小，直至最终变为水平时，他观察到小球为了到达原来的高度会运动得越来越远。对此实验的分析，下列说法最能体现该实验研究思想的是（　　） A．通过科学推理得出物体在不受力时将保持匀速直线运动 B．直接证明了力是维持物体运动的原因 C．说明了物体的运动需要力来维持，没有力物体最终会停下来 D．验证了质量是物体惯性大小的量度 【答案】A 【详解】A．伽利略的理想实验以可靠的实验事实为基础，通过科学推理：若斜面无摩擦，右侧斜面倾角减小为水平时，小球不需要受力就能永远保持匀速直线运动，符合实验的核心研究思想，故A正确； B．该实验推翻了“力是维持物体运动的原因”的错误结论，故B错误； C．“运动需要力维持、不受力就会停下”是亚里士多德的错误结论，伽利略的实验恰好否定了该观点，故C错误； D．该实验没有改变小球质量的变量，并未涉及质量与惯性的关系，无法验证质量是惯性大小的量度，故D错误。 故选A。 3．歼击机在进入战斗状态时要扔掉副油箱，这样做的目的是（　　） 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 C．减小质量，增大速度 D．增大速度，使运动状态易于改变 【答案】B 【详解】惯性大小只由质量决定，质量越小，惯性越小；惯性越小，物体的运动状态越容易改变。 A．作战需要战机灵活改变运动状态，不是保持运动状态稳定，故A错误； B．减小质量→减小惯性，便于快速改变飞行速度、方向，适配空战机动需求，故B正确； CD．减小质量不会直接增大速度，掉副油箱的核心目的不是增大速度，且惯性大小（运动状态改变的难易程度）只由质量决定，和速度无关，故C、D错误； 故选B。 4．如图所示，物体在力F作用下沿光滑水平面运动。某时刻撤去力F，物体将（　　） A．立即停止 B．逐渐停止 C．做匀加速运动 D．做匀速直线运动 【答案】D 【详解】物体在水平方向运动，撤去力F后，物体受到重力与支持力，这两个力的方向与速度方向垂直，物体所受外力的合力为0，可知，撤去力F后，物体将做匀速直线运动。 故选D。 5．水平放置的密闭玻璃管内充有水，如图所示，中间有一个小气泡，当玻璃管突然沿水平方向向右运动时，关于水中气泡的运动情况和解释正确的是（　　） A．由于气泡具有惯性，气泡会停留在玻璃管的右端 B．由于气泡具有惯性，气泡会停留在玻璃管的左端 C．由于气泡的惯性比水小，气泡会被水挤到玻璃管的右端 D．由于气泡的惯性比水小，气泡会被水挤到玻璃管的左端 【答案】C 【详解】惯性的大小由物体质量决定，质量越大，惯性越大。当玻璃管突然向右运动时，管内的水和气泡由于惯性，都要保持原来的静止状态。水的质量远大于气泡的质量，因此水的惯性远大于气泡的惯性，水会相对玻璃管向左运动，将质量小、惯性小的气泡 “挤” 向右端。 故选C。 6．对生活中的一些惯性现象，下列说法正确的是（　　） A．静止的物体没有惯性 B．跳远运动员起跳前助跑，是为了增大惯性 C．抛出的排球还会在空中运动一段时间，是因为排球受到惯性力的作用 D．正在向前行驶的客车突然刹车，车上的乘客身体会向前倾 【答案】D 【详解】A．惯性是物体的固有属性，一切物体在任何状态下都有惯性，静止的物体也有惯性，故A错误； B．惯性的大小只与物体的质量有关，助跑不能增大惯性，只是利用惯性来提高跳远成绩，故B错误； C．惯性是物体的一种性质，不是力，不能说“受到惯性力”，抛出的排球继续运动是因为排球具有惯性，故C错误； D．行驶的客车突然刹车，乘客的脚随车厢速度减小，但身体由于惯性要保持原来的运动状态，所以会向前倾，故D正确。 故选D。 7．李玲在杭州亚运会上夺得女子撑杆跳高金牌。如图所示，从撑杆起跳到安全着垫的过程中，李玲的惯性（　　） A．始终不变 B．逐渐增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小 【答案】A 【详解】惯性是物体保持原有运动状态不变的性质，惯性大小只由物体的质量决定，与速度、高度、运动状态均无关。从撑杆起跳到着垫的全过程中，李玲自身质量没有发生变化，因此她的惯性大小始终保持不变。 故选A。 8．2026年4月19日，北京亦庄半程马拉松暨人形机器人半程马拉松开跑。比赛采用“人机共跑”模式，超百支人形机器人赛队与万名人类选手同场竞技。假设在平直跑道上的机器人与运动员从同一起跑线出发，机器人与运动员的速度-时间（v-t）图像如图所示，运动员的图像为过坐标原点的直线。由图可知，下列物理量中t2时刻机器人一定大于运动员的是（　　） A．加速度 B．速度 C．惯性 D．到起跑线的距离 【答案】A 【详解】A．因v-t图像的斜率等于加速度，可知t2时刻机器人的加速度一定大于运动员的加速度，A正确； B．由图像可知，t2时刻机器人的速度等于运动员的速度，B错误； C．惯性由质量决定，因机器人的质量和人的质量关系不确定，则不能比较惯性关系，C错误； D．图像与坐标轴围成的面积等于位移，可知t2时刻，机器人到起跑线的距离小于运动员到起跑线的距离，D错误。 故选A。 9．汽车的密闭车厢顶部通过柔软轻绳悬挂一个小球，如图所示，汽车正在向左做匀速直线运动。若某时刻起汽车运动的速度—时间（v—t）图像如图，不计空气对小球的作用力，则t0时刻小球与轻绳在车厢内的位置可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】BD．当轻绳处于绷紧状态有弹力时，弹力方向沿绳收缩方向，即轻绳始终处于同一条直线上，不可能发生弯曲，故BD错误； AC．图像的斜率表示加速度，根据图像可知，汽车向左做加速度增大的变加速直线运动，加速度方向向左，由于惯性，小球有保持原有运动状态的趋势，即小球位于竖直方向的右侧，故A正确，C错误。 故选A。 10．如图所示，“嫦娥五号”的探测器静止在月球表面一斜坡上，其四条腿长度相同。下列说法正确的是（　　） A．探测器在月球上的惯性比在地球上的惯性小 B．探测器受到支持力是因为斜坡发生了形变 C．研究探测器的稳定结构时，可将探测器视为质点 D．斜坡对探测器的作用力均沿着腿的方向 【答案】B 【详解】A．惯性的大小只由物体质量决定，探测器质量不变，因此在月球上和地球上惯性大小相等，故A错误； B．支持力是施力物体发生弹性形变后对受力物体产生的作用力，探测器受到的支持力的施力物体是斜坡，因此支持力是斜坡形变产生的，故B正确； C．研究探测器的稳定结构时，不能忽略探测器的形状和大小，因此不能将其视为质点，故C错误； D．斜坡对探测器的作用力包含支持力和静摩擦力，这些作用力并不都沿腿的方向，整体合力竖直向上平衡探测器的重力，故D错误。 故选B。 11．意大利科学家伽利略在研究物体变速运动规律时，做了著名的“斜面实验”，他测量了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，于是他对大倾角情况进行了合理的外推，由此得出的结论是（　　） A．力不是维持物体运动的原因 B．力是使物体产生加速度的原因 C．自由落体运动是一种匀变速直线运动 D．物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性 【答案】C 【详解】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。 故选C。 12．关于惯性和牛顿第一定律，下列说法正确的是（　　） A．速度越大，汽车越难停下来，说明速度越大，惯性越大 B．竖直向上抛出的物体，在上升和下降过程中惯性发生改变 C．伽利略通过理想斜面实验，证明了力是维持物体运动的原因 D．牛顿第一定律揭示了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 【答案】D 【详解】A．惯性是物体的固有属性，大小仅与物体质量有关，与运动速度无关，故A错误； B．竖直向上抛出的物体，上升和下降过程中质量不变，因此惯性大小不变，故B错误； C．伽利略通过理想斜面实验，推翻了“力是维持物体运动的原因”的错误观点，故C错误； D．牛顿第一定律指出，不受外力作用的物体将保持静止或匀速直线运动状态，直接揭示了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，故D正确。故选D。 13．2024年11月珠海航展，我国自主研发的歼-35隐身战机首次公开飞行表演，短时间内完成大角度爬升、急转弯、快速减速等高难度动作，展现出色的空中灵活性。这种“高灵活性”本质上反映飞机具有较强的（　　） A．惯性 B．瞬时速度 C．加速度 D．航程 【答案】C 【详解】A．惯性是物体保持原有运动状态的性质，惯性越大运动状态越难改变，灵活性越差，A错误； B．瞬时速度描述物体某一时刻运动的快慢和方向，与运动状态改变的快慢无关，B错误； C．加速度是描述速度变化快慢的物理量，速度的大小、方向变化快慢都由加速度反映，短时间完成爬升、转弯、减速等动作本质是速度变化快，即加速度大，C正确； D．航程是飞机可飞行的最远距离，与运动状态改变的能力无关，D错误。 故选C。 14．如图，甲车快速启动时车头撞上静止的乙车车尾，导致两车司机受伤。根据牛顿运动定律，下列情形最有可能出现的是（　　） A．两车司机都是胸部受伤 B．甲车司机背部受伤 C．乙车司机背部受伤 D．若司机系安全带，可以减少惯性，不用受伤 【答案】C 【详解】ABC．甲车撞击乙车时，甲车速度突然减小，甲车司机的下半身随甲车减速，上半身由于惯性保持原来向前的运动状态，因此司机向前倾倒，导致胸部受伤。乙车原本静止，被撞击后突然向前加速，乙车司机的下半身随乙车加速向前，上半身由于惯性保持原来的静止状态，因此司机向后仰，导致背部受伤，故C正确，故AB错误； D．惯性是物体的固有属性，大小只和物体质量有关，系安全带只能减小撞车带来的危害，不能减小惯性，故D错误。 故选C。 15．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，其步骤如下。 ①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度 ②两个对接的斜面，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，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动 在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论。下列关于事实和推论的分类正确的是（　　） A．①是事实，②③④是推论 B．②是事实，①③④是推论 C．③是事实，①②④是推论 D．④是事实，①②③是推论 【答案】B 【详解】伽利略的理想实验是以经验事实为基础，通过一定的实际实验，再运用分析推理得出结论的。之所以称之为理想实验，是因为实验的结果是无法用实际的实验进行验证的。但是，分析推理的过程是合乎逻辑的，是严密的，是对实际过程的科学的抽象，因此得出的结论是对客观世界真实的反映。本题实验的四个步骤中，只有②是经验事实，①③④都是推论。 故选B。 16．伽利略在研究力和运动的关系时，为了阐明自己的观点，设计了如图所示的实验：让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面。如果没有摩擦，小球将到达原来的高度。如果第二个斜面倾角减小，小球仍将到达原来的高度，但是运动的距离更长。由此可以推断，当斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去。下列说法中正确的是（　　） A．该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的观点 B．伽利略设计的无摩擦的斜面可以通过改进实验装置制作工艺实现 C．“小球沿右侧斜面向上运动时，如果没有摩擦，小球将到达原来的高度”，这是实际实验现象 D．这种理想实验是依据逻辑推理把实际实验理想化，从而揭示现象本质的研究方法 【答案】D 【详解】A．当右侧斜面倾角变为时，忽略摩擦力的影响，小球将一直运动下去，伽利略的结论是“力不是维持物体运动的原因”，故A错误； B．没有摩擦，绝对光滑的轨道，无论通过什么工艺都不能实现，故B错误； C．由于没有绝对光滑的轨道，故“小球沿右侧斜面向上运动时，如果没有摩擦，小球将到达原来的高度”，这是实际实验观察不到的现象，故C错误； D．伽利略理想实验的本质是想象着把实际存在，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，也是揭示现象本质的重要研究方法之一，故D正确。 故选D。 17．下列说法中与物理学史实不符的是（　　） A．亚里士多德认为力是维持物体运动的原因 B．牛顿通过多次实验发现力不是维持物体运动的原因 C．惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都有惯性 D．牛顿第一定律是在已有实验基础上进行合理外推而来的，属于理想实验，是不能直接用实验来验证的 【答案】B 【详解】A．亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，这一观点符合历史事实，故A正确。 B．伽利略通过斜面实验和理想实验提出“力不是维持物体运动的原因”，而牛顿在此基础上总结出牛顿第一定律。牛顿并未通过多次实验直接得出此结论，故B错误。 C．惯性是物体的固有属性，与运动状态无关，任何情况下都存在，故C正确。 D．牛顿第一定律无法直接用实验验证（因需理想条件），属于合理外推的理想实验，故D正确。 本题选错误的，故选B。 素养提升 18．如图所示，物理老师用一根筷子穿透一个苹果，他一手拿筷子，另一只手拿锤子敲击筷子上端，发现苹果会沿着筷子向上“爬”，下列说法正确的是（　　） A．苹果受到筷子的向上的力才会向上“爬” B．越大的苹果由于惯性越大，越容易完成该实验 C．该实验原理主要是利用了苹果的惯性 D．筷子受到锤子向上的作用力 【答案】BC 【详解】该实验的原理是牛顿第一定律，即惯性定律，任何物体总要保持原有的运动状态（静止或匀速直线运动），除非外力迫使它改变这种状态。当拿锤子敲击筷子上端时，筷子快速下降，而苹果由于具有惯性，要保持原有的运动状态，位置保持不变，但筷子下降，则苹果相对筷子在向上运动，即苹果会沿着筷子向上“爬”，不是苹果受到筷子的向上的力向上“爬”，苹果越大，质量越大，惯性越大，越容易完成该实验。 故选BC。 19．一天，下着倾盆大雨，晓明同学乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了。列车行驶过程中，他发现水面的形状如图甲所示，此时车厢水平桌面上放置的一密闭的盛水容器（如图乙），容器内有一气泡，则该气泡（相对于容器）（　　） A．向左移动 B．向右移动 C．静止不动 D．无法判断 【答案】B 【详解】根据图甲及惯性原理可知，水向左倾移动表示此时列车向右加速，同理图乙中水也应左移，则气泡应右移。 故选B。 20．在伽利略、笛卡尔等科学家工作的基础上，牛顿提出了牛顿第一定律，指出物体具有惯性。如图所示，用一细绳a把重球悬挂在天花板上，另一细绳b的上端固定在球上，下端用手拉住。第一次迅速用力将细绳b的下端往下拉，第二次缓慢加大拉力，则（　　） A．两次实验，上端绳子被拉断 B．两次实验，下端绳子被拉断 C．迅速用力拉，下端绳子被拉断 D．缓慢加大拉力，下端绳子被拉断 【答案】C 【详解】第一次迅速用力将细绳b的下端往下拉，重球状态来不及改变，认为不动，此时下端绳子拉力大于上端绳子拉力，所以下端绳子会先断； 第二次缓慢加大拉力，由平衡条件，上端绳子拉力等于重球重力加下端绳子拉力，所以上端绳子会先断。 故选C。 迁移创新 21．往塑料瓶中放入一个钢球，之后向瓶中注水，拧上瓶盖后瓶内有一个小气泡。将塑料瓶平放在水平桌面上，用手抓住瓶盖使塑料瓶沿水平方向运动。某时刻，若塑料瓶水平向右运动，则相对塑料瓶，下列判断可能正确的是（　　） A．钢球与气泡均向右运动 B．钢球与气泡均向左运动 C．钢球向右运动，气泡向左运动 D．钢球向左运动，气泡向右运动 【答案】CD 【详解】钢的密度大于水的密度，而空气的密度小于水的密度，若塑料瓶水平向右加速，瓶中的水和钢球要保持原来的运动状态，则相对塑料瓶，水和钢球向左运动，气泡质量小，惯性小，水会将气泡挤向右运动；同理若塑料瓶水平向右减速，则相对塑料瓶，水和钢球向右运动，气泡向左运动。若塑料瓶水平向右匀速运动，则钢球、气泡、塑料瓶相对静止。 故选CD。 22．如图所示，一个盛满水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴着一个铁球和一个乒乓球。容器中的水、铁球和乒乓球都处于静止状态。当容器随小车突然向右运动时，铁球相对于小车向______运动，乒乓球相对于小车向______运动。（选填“左”、“右”） 【答案】 左 右 【详解】[1]铁球的质量大于相同体积的水的质量，即铁球的惯性大于相同体积的水的惯性，根据牛顿第一定律可知，相对于相同体积的水，铁球的运动状态改变的难度大一些，即当容器随小车突然向右运动时，铁球相对于小车向左运动； [2]乒乓球的质量小于相同体积的水的质量，即乒乓球的惯性小于相同体积的水的惯性，根据牛顿第一定律可知，相对于相同体积的水，乒乓球的运动状态改变的难度小一些，即当容器随小车突然向右运动时，乒乓球相对于小车向右运动。 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5章 牛顿运动定律 5.1 牛顿第一运动定律 课标要点 1.了解伽利略理想实验，体会科学推理与实验结合的探究方法。 2.理解牛顿第一定律内容，明晰力不是维持物体运动的原因。 3.认识惯性概念，知道质量是衡量物体惯性大小的唯一量度。 4.能运用惯性知识解释生活与生产中的常见运动现象。 学习重难点 重点：理解牛顿第一定律内涵，掌握惯性的概念与影响因素。 难点：纠正力维持运动的错误认知，准确辨析惯性相关现象。 【初高衔接】 初中物理停留于“有力运动、无力静止”的生活化经验认知，仅粗浅记住惯性现象结论，未触及力与运动的本质关系。高中本节完成颠覆性认知升级：推翻两千年来的直觉误区，通过理想实验推理法建立物理学科学公理。从静力学受力分析跨越到动力学因果规律，正式解答“力究竟如何决定运动”的核心问题，是整章牛顿定律的逻辑基石，也是高中物理动力学体系的开篇原点。 知识点 伽利略理想实验·科学推理核心思想 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 ，物体才能运动；没有力的作用，物体就要 ，他得出结论，力是 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 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 。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 。当第二个斜面放平，小球将 。 (3)推理结论：力 (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 去掉，抓住事物的 。这种依据 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 沿 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。 易错提醒 1. 方法误区：理想实验无法真实完成，是实验+逻辑推理的科学方法，不能当作真实实操实验。 2. 认知误区：物体减速停下不是因为“没有力”，而是因为受到阻力作用，改变了运动状态。 3. 史观误区：亚里士多德结论错误，源于纯粹经验观察、缺乏科学推理，是朴素直觉而非物理规律。 随学随练 1.物理源于对生活的理性思考，善于观察现象，并运用恰当的思想方法分析诠释，方能开启科学殿堂的大门。在如图四种物理情境的阐述中，用到了“等效替代法”的是（　　） A．如图甲，两个学生共同提着一桶水静止，老师自己也能提着这桶水静止 B．如图乙，伽利略利用斜面实验推理得出物体运动不需要力来维持的观点 C．如图丙，利用速度时间图像的面积可以求出做直线运动物体的位移大小 D．如图丁，曲线运动中经过A点的瞬时速度方向沿曲线上该点的切线方向 2．如图所示，伽利略用两个对接的斜面A、B，斜面A固定，让小球从固定斜面上某一位置由静止滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面B，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度，减小斜面B的倾角重复实验，直到斜面B的倾角为零。伽利略设计这个实验是为了说明（　　） A．日常生活中，不存在摩擦时物体的运动情形 B．物体做匀速直线运动需要力的作用 C．运动的物体如果不受力的作用，物体也会继续运动 D．运动的物体如果受到力的作用，物体就会继续运动 知识点 牛顿第一定律·惯性定律终极公理 1.牛顿第一定律的内容：一切物体总保持 状态或 状态，除非作用在它上面的力 。 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， 改变。 (2)速度的大小不变， 改变。 (3)速度的 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 属性——惯性。因此牛顿第一定律也叫 定律。 易错提醒 1. 逻辑误区：力不维持运动，只改变运动状态；切勿混淆“维持运动”与“改变运动”的因果差异。 2. 状态误区：不受外力的物体极少，合外力为零的物体等效遵循牛顿第一定律，保持运动状态不变。 3. 适用误区：高速微观粒子不再适用经典惯性定律，不可随意套用本规律。 随学随练 1．关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是（　　） A．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 B．惯性就是物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质 C．由牛顿第一定律可知：物体受外力时，运动状态一定改变 D．牛顿第一定律反映了物体受到外力时的运动规律 2．关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（　　） A．由于不受力的物体不存在，因此牛顿第一定律没有实际意义 B．力是维持物体运动的原因，没有力的物体将保持静止，比如自行车 C．惯性是物体的固有属性，惯性大小由物体质量决定，与速度、受力均无关 D．不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，而受力的物体运动状态一定改变 知识点 惯性·物体固有属性核心规律 1.惯性：物体保持原来 状态或 状态的性质叫作惯性。惯性是物体 的，一切物体都有惯性。 2.物体惯性大小仅与 有关， 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 (填“有关”或“无关”)。 易错提醒 1. 致命误区：速度大惯性大、运动物体有惯性、静止物体无惯性，全部错误，惯性只由质量决定。 2. 术语误区：惯性是属性不是力，答题严禁出现“受到惯性”“惯性力”“惯性作用”等错误表述，正确表述为“具有惯性”。 3. 场景误区：惯性无法被克服、无法被消除，只能利用或防止惯性带来的运动状态改变效果。 随学随练 1.在做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，如图所示，当小车突然停止运动时，气泡相对于瓶子怎样运动（　　） A．相对瓶子向后运动 B．相对瓶子向前运动 C．与瓶子相对静止 D．运动方向不确定 2.《中华人民共和国道路交通安全法》第五十一条中规定：机动车行驶时驾驶人、乘坐人员应当按规定使用安全带。这是因为系好安全带（　　） A．可以减小人的惯性 B．可以减小车的惯性 C．可以减少因人的惯性而造成的伤害 D．可以减少因车的惯性而造成的伤害 拓展 理想实验科学推理素养——物理独特探究范式 1.方法内核区分：常规实验依靠实操测量得出结论，伽利略理想实验以真实斜面摩擦实验为基础，通过逐步减小阻力、逻辑外推至“绝对光滑无阻力”的理想化场景，融合实验观测与抽象推理，弥补现实条件无法达到理想状态的局限。 2.认知革新价值：推翻亚里士多德依靠直观生活经验得出的错误结论，证明肉眼所见表象不可直接当作物理规律，物理结论必须经过严谨逻辑推演验证。 3.跨章节迁移：理想推理法是力学、运动学、电磁学通用探究手段，后续气体实验定律等内容均会复用该思维模型。 活学活用 1．关于图片中涉及到的实验和物理思想方法，说法错误的是（　　） A．图甲，作用在水桶上的两个力的效果与一个力的效果相同，体现了等效替代的思想方法 B．图乙，伽利略利用图中的实验，结合逻辑推理，验证了力是维持物体运动的原因 C．图丙，借助激光笔及平面镜观察桌面的形变，该实验运用了微小放大的思想方法 D．图丁，通过把物体匀变速直线运动的v-t图像分成小段，来求一段时间内的位移，运用了微元求和的 2．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．利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面的O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．如果斜面光滑，小球将上升到与O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 拓展 惯性属性辩证建模素养——质量与运动状态的逻辑剥离 1.本质思辨：惯性是一切物体与生俱来的固有属性，与物体是否运动、速度大小、受力多少、所处环境无关，静止、高速、失重、超重场景惯性均恒定存在。 2.唯一决定因子：质量是衡量惯性大小的唯一标准，质量越大，运动状态越难改变，构建“质量→惯性→运动状态改变难易”的完整逻辑链。 3.规范表达建模：明确惯性为属性而非力，规范答题术语，杜绝“惯性力、受到惯性”等逻辑错误表述，建立严谨物理语言体系。 活学活用 1．如图所示，某学习小组将两绿色乒乓球放在两塑料盒中，上面塑料盒盛满水，下面塑料盒是空的，然后用细线将乒乓球分别系于塑料盒的上、下底部，当塑料盒静止时，细线均伸直处于竖直方向，现使两塑料盒以一定加速度一起向右匀加速运动，则此时P、Q两球相对塑料盒（　　） A．P球向右偏移 B．两球均向左偏移 C．Q球向右偏移 D．两球均向右偏移 2．打羽毛球是日常生活中常见的一种休闲运动，有时取羽毛球时会出现羽毛球卡在球筒里的现象，要将卡在球筒里的羽毛球取出，可以选择不同的方案方案一：一手握在球筒中部，另一手用力击打球筒上端：方案二：手持球筒，使球筒下落，敲击水平面，假设方案二中球筒与水平面碰后速度立即变为零。关于这两种方案，下列说法正确的是（　　） A．方案一利用羽毛球所受的重力，使其从球筒上端出来 B．方案一利用球筒的惯性，使羽毛球从球筒下端出来 C．方案二利用羽毛球的惯性，使其从球筒下端出来 D．方案二中球筒敲击水平面后速度变为零，其惯性随之消失 拓展 力与运动因果分层素养——动力学底层逻辑奠基 1.两层核心因果拆解：牛顿第一定律划分两层核心关系，惯性维持物体原有运动状态，外力是改变运动状态的唯一原因，彻底割裂“力维持运动”的错误直觉。 2.平衡状态等效拓展：现实中不存在完全不受力的物体，合外力为零的系统等效满足第一定律，实现静力学平衡与动力学稳态状态互通。 3.体系衔接作用：本节定性建立力、运动、惯性的关系，为后四节牛顿第二、第三定律、超重失重搭建底层认知框架，是整个动力学章节的逻辑起点。 活学活用 1．在东汉王充所著的《论衡•状留篇》中提到“是故湍濑之流，沙石转而大石不移。何者？大石重而沙石轻也。”从物理学的角度对文中所描述现象的解释，下列说法正确的是（　　） A．水冲沙石，沙石才能运动，因为力是产生运动的原因 B．“沙石转而大石不移”是因为物体运动状态改变的难易程度与质量有关 C．只有在水的持续冲力作用下沙石才能一直运动，是因为运动需要力来维持 D．“大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力 2．如图所示，水平桌面上有一块纸板，板上放着一只水杯，现将压在水杯下的纸板快速向右抽出，水杯留在桌面上，则此过程中（　　） A．抽出的速度越大，水杯的惯性越大 B．抽出的速度越大，水杯的惯性越小 C．水杯所受摩擦力的方向水平向右 D．水杯所受摩擦力为静摩擦力 基础通关 1．如图，某洒水车（包含车内剩余的水）在水平路面上向前行驶并洒水作业，一段时间后司机关闭洒水系统并制动车辆，使车轮停止转动，车辆仍向前滑行。下列说法正确的是（　　） A．洒水过程中，洒水车惯性不变 B．洒水过程中，洒水车惯性变大 C．车轮向前滑行时地面对车轮的摩擦力方向向后 D．车轮向前滑行时地面对车轮的摩擦力方向向前 2．在伽利略著名的理想实验中，他让小球从左侧斜面某一高度由静止滚下，并冲上右侧斜面。当右侧斜面的倾角逐渐减小，直至最终变为水平时，他观察到小球为了到达原来的高度会运动得越来越远。对此实验的分析，下列说法最能体现该实验研究思想的是（　　） A．通过科学推理得出物体在不受力时将保持匀速直线运动 B．直接证明了力是维持物体运动的原因 C．说明了物体的运动需要力来维持，没有力物体最终会停下来 D．验证了质量是物体惯性大小的量度 3．歼击机在进入战斗状态时要扔掉副油箱，这样做的目的是（　　） 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 C．减小质量，增大速度 D．增大速度，使运动状态易于改变 4．如图所示，物体在力F作用下沿光滑水平面运动。某时刻撤去力F，物体将（　　） A．立即停止 B．逐渐停止 C．做匀加速运动 D．做匀速直线运动 5．水平放置的密闭玻璃管内充有水，如图所示，中间有一个小气泡，当玻璃管突然沿水平方向向右运动时，关于水中气泡的运动情况和解释正确的是（　　） A．由于气泡具有惯性，气泡会停留在玻璃管的右端 B．由于气泡具有惯性，气泡会停留在玻璃管的左端 C．由于气泡的惯性比水小，气泡会被水挤到玻璃管的右端 D．由于气泡的惯性比水小，气泡会被水挤到玻璃管的左端 6．对生活中的一些惯性现象，下列说法正确的是（　　） A．静止的物体没有惯性 B．跳远运动员起跳前助跑，是为了增大惯性 C．抛出的排球还会在空中运动一段时间，是因为排球受到惯性力的作用 D．正在向前行驶的客车突然刹车，车上的乘客身体会向前倾 7．李玲在杭州亚运会上夺得女子撑杆跳高金牌。如图所示，从撑杆起跳到安全着垫的过程中，李玲的惯性（　　） A．始终不变 B．逐渐增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小 8．2026年4月19日，北京亦庄半程马拉松暨人形机器人半程马拉松开跑。比赛采用“人机共跑”模式，超百支人形机器人赛队与万名人类选手同场竞技。假设在平直跑道上的机器人与运动员从同一起跑线出发，机器人与运动员的速度-时间（v-t）图像如图所示，运动员的图像为过坐标原点的直线。由图可知，下列物理量中t2时刻机器人一定大于运动员的是（　　） A．加速度 B．速度 C．惯性 D．到起跑线的距离 9．汽车的密闭车厢顶部通过柔软轻绳悬挂一个小球，如图所示，汽车正在向左做匀速直线运动。若某时刻起汽车运动的速度—时间（v—t）图像如图，不计空气对小球的作用力，则t0时刻小球与轻绳在车厢内的位置可能是（　　） A． B． C． D． 10．如图所示，“嫦娥五号”的探测器静止在月球表面一斜坡上，其四条腿长度相同。下列说法正确的是（　　） A．探测器在月球上的惯性比在地球上的惯性小 B．探测器受到支持力是因为斜坡发生了形变 C．研究探测器的稳定结构时，可将探测器视为质点 D．斜坡对探测器的作用力均沿着腿的方向 11．意大利科学家伽利略在研究物体变速运动规律时，做了著名的“斜面实验”，他测量了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，于是他对大倾角情况进行了合理的外推，由此得出的结论是（　　） A．力不是维持物体运动的原因 B．力是使物体产生加速度的原因 C．自由落体运动是一种匀变速直线运动 D．物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性 12．关于惯性和牛顿第一定律，下列说法正确的是（　　） A．速度越大，汽车越难停下来，说明速度越大，惯性越大 B．竖直向上抛出的物体，在上升和下降过程中惯性发生改变 C．伽利略通过理想斜面实验，证明了力是维持物体运动的原因 D．牛顿第一定律揭示了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 13．2024年11月珠海航展，我国自主研发的歼-35隐身战机首次公开飞行表演，短时间内完成大角度爬升、急转弯、快速减速等高难度动作，展现出色的空中灵活性。这种“高灵活性”本质上反映飞机具有较强的（　　） A．惯性 B．瞬时速度 C．加速度 D．航程 14．如图，甲车快速启动时车头撞上静止的乙车车尾，导致两车司机受伤。根据牛顿运动定律，下列情形最有可能出现的是（　　） A．两车司机都是胸部受伤 B．甲车司机背部受伤 C．乙车司机背部受伤 D．若司机系安全带，可以减少惯性，不用受伤 15．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，其步骤如下。 ①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度 ②两个对接的斜面，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，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动 在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论。下列关于事实和推论的分类正确的是（　　） A．①是事实，②③④是推论 B．②是事实，①③④是推论 C．③是事实，①②④是推论 D．④是事实，①②③是推论 16．伽利略在研究力和运动的关系时，为了阐明自己的观点，设计了如图所示的实验：让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面。如果没有摩擦，小球将到达原来的高度。如果第二个斜面倾角减小，小球仍将到达原来的高度，但是运动的距离更长。由此可以推断，当斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去。下列说法中正确的是（　　） A．该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的观点 B．伽利略设计的无摩擦的斜面可以通过改进实验装置制作工艺实现 C．“小球沿右侧斜面向上运动时，如果没有摩擦，小球将到达原来的高度”，这是实际实验现象 D．这种理想实验是依据逻辑推理把实际实验理想化，从而揭示现象本质的研究方法 17．下列说法中与物理学史实不符的是（　　） A．亚里士多德认为力是维持物体运动的原因 B．牛顿通过多次实验发现力不是维持物体运动的原因 C．惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都有惯性 D．牛顿第一定律是在已有实验基础上进行合理外推而来的，属于理想实验，是不能直接用实验来验证的 素养提升 18．如图所示，物理老师用一根筷子穿透一个苹果，他一手拿筷子，另一只手拿锤子敲击筷子上端，发现苹果会沿着筷子向上“爬”，下列说法正确的是（　　） A．苹果受到筷子的向上的力才会向上“爬” B．越大的苹果由于惯性越大，越容易完成该实验 C．该实验原理主要是利用了苹果的惯性 D．筷子受到锤子向上的作用力 19．一天，下着倾盆大雨，晓明同学乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了。列车行驶过程中，他发现水面的形状如图甲所示，此时车厢水平桌面上放置的一密闭的盛水容器（如图乙），容器内有一气泡，则该气泡（相对于容器）（　　） A．向左移动 B．向右移动 C．静止不动 D．无法判断 20．在伽利略、笛卡尔等科学家工作的基础上，牛顿提出了牛顿第一定律，指出物体具有惯性。如图所示，用一细绳a把重球悬挂在天花板上，另一细绳b的上端固定在球上，下端用手拉住。第一次迅速用力将细绳b的下端往下拉，第二次缓慢加大拉力，则（　　） A．两次实验，上端绳子被拉断 B．两次实验，下端绳子被拉断 C．迅速用力拉，下端绳子被拉断 D．缓慢加大拉力，下端绳子被拉断 迁移创新 21．往塑料瓶中放入一个钢球，之后向瓶中注水，拧上瓶盖后瓶内有一个小气泡。将塑料瓶平放在水平桌面上，用手抓住瓶盖使塑料瓶沿水平方向运动。某时刻，若塑料瓶水平向右运动，则相对塑料瓶，下列判断可能正确的是（　　） A．钢球与气泡均向右运动 B．钢球与气泡均向左运动 C．钢球向右运动，气泡向左运动 D．钢球向左运动，气泡向右运动 22．如图所示，一个盛满水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴着一个铁球和一个乒乓球。容器中的水、铁球和乒乓球都处于静止状态。当容器随小车突然向右运动时，铁球相对于小车向______运动，乒乓球相对于小车向______运动。（选填“左”、“右”） 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $