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

本高中物理讲义聚焦牛顿第一定律核心知识点，系统梳理从亚里士多德力与运动观点，到伽利略理想斜面实验的科学推理，再到笛卡儿补充及牛顿第一定律确立的脉络，延伸至惯性与质量的关系及牛顿第二定律简单应用，构建连贯的学习支架。 该资料以题型为框架，通过伽利略理想斜面实验的典例与变式题培养科学推理能力，结合牛顿第一定律应用题型深化运动与相互作用的物理观念。课中辅助教师清晰授课，课后学生可通过过关验收题强化练习，有效查漏补缺。

第四章 第一节 牛顿第一定律 题型1 伽利略的理想斜面实验 题型2 牛顿第一定律的内容与应用 题型3 惯性与质量 题型4 牛顿第二定律的简单应用 题型1 伽利略的理想斜面实验 解｜题｜知｜识 （1）亚里士多德认为：必须有力物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在某个地方。 （2）伽利略的理想实验 ①斜面实验：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，小球将上升到原来释放时的高度。减小第二个斜面的倾角，原来释放时的小球滚动的距离增大，但所达到的高度相同。当第二个斜面放平，小球将永远运动下去。 ②推理结论：力不是维持物体运动的原因。 ③实验示意图如下： （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。 【典例1】图（a）、（b）是伽利略的两个斜面实验，开创了科学实验和逻辑推理相结合的科学研究方法。下列说法正确的是（　　） A．图（a）中的斜面需要光滑 B．图（a）中通过研究小球在斜面上的运动，推理出自由落体运动规律 C．图（b）中的斜面没有摩擦，小球上升到等高的位置是真实的实验结果 D．图（b）实验推翻了力是维持物体运动状态的原因，并得出了牛顿第一定律 【变式1】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一种研究方法。为了说明运动和力的关系、伽利略设计了如图所示的斜面实验。下列说法正确的是（　　） A．“球沿斜面向下运动时，速度增大；向上运动时，速度减小”，这是逻辑推理 B．“右侧斜面最终变为水平面时，小球将永远运动下去”，这是实际实验现象 C．“小球沿右侧斜面向上运动时，斜面倾角减小，小球在斜面上运动的距离更长”，这是实际实验现象 D．“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 【变式2】伽利略创造性的把实验、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。关于伽利略的理想斜面实验，下列说法正确的是（　　） A．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 B．如果斜面粗糙，不论右侧斜面倾角如何，小球也都将上升到与释放点等高的位置 C．该实验说明了物体的运动不需要力来维持 D．该实验证明了力是维持物体运动的原因 【变式3】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 题型2 牛顿第一定律的内容与应用 解｜题｜知｜识 1．内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态． 2．说明： （1）物体因为有质量，故能保持原来的运动状态，如果没有力，它将永远保持此状态； （2）因为有力，故改变物体的运动状态．质量是维持物体运动状态的原因，力是改变物体运动状态的原因； （3）物体的运动状态由速度来标定，速度不变，物体运动状态不变； （4）物体运动状态变化，也可说成运动速度变化，即产生加速度． 3．使用范围：宏观世界中低速运动的物体，在惯性参考系中才适用． 4．对牛顿第一定律的理解 （1）牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律，它是牛顿以伽利略的理想实验为基础，在总结前人的研究成果之上，加之丰富的想而推理得出的一条理想条件下的规律； （2）牛顿第一定律成立的条件是物体不受任何外力的作用，是理想条件下物体所遵从的规律．在实验情况下，物体所受合外力为零与物体不受任何外力作用是等效的． （3）牛顿第一定律的意义在于它揭示了一切物体都具有的一种基本属性﹣﹣惯性，还揭示了力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，而不是产生运动的原因，也不是维持物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因． 【典例1】关于牛顿第一定律，下面说法中正确的是（　　） A．牛顿第一定律反映了物体受外力作用时物体的运动规律 B．牛顿第一定律就是惯性 C．不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性 D．运动状态发生变化时，物体可能不受到外力的作用 【变式1】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 【变式2】牛顿运动定律包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律，由牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。教科书中这样表述牛顿第一定律：“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。”其中物体的“运动状态”用下面哪个物理量表示（　　） A．加速度 B．速度 C．位移 D．受力 【变式3】牛顿第一定律又称惯性定律，该定律明确揭示了惯性的存在．下列关于惯性的说法正确的是（　　） A．静止的物体惯性大 B．速度大的物体惯性大 C．飞船舱内的物体处于失重状态，因而此物体没有惯性 D．任何物体都有惯性，惯性的大小由物体的质量量度 题型3 惯性与质量 解｜题｜知｜识 1．定义：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。牛顿第一定律又叫惯性定律。 2．惯性的量度：惯性的大小与物体运动的速度无关，与物体是否受力无关，仅与质量有关，质量是物体惯性大小的唯一量度。质量大的物体所具有的惯性大，质量小的物体所具有的惯性小。 3．惯性的性质：①一切物体都具有惯性，其本质是任何物体都有惯性。②惯性与运动状态无关：不论物体处于怎样的运动状态，惯性总是存在的。当物体本来静止时，它一直“想”保持这种静止状态。当物体运动时，它一直“想”以那一时刻的速度做匀速直线运动。 4．惯性的表现形式：①当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；②当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，它的运动状态越难改变。 5．加深理解惯性概念的几个方面： （1）惯性是物体的固有属性之一，物体的惯性与其所在的地理位置、运动状态、时间次序以及是否受力等均无关，任何物体都具有惯性； （2）惯性大小的量度是质量，与物体运动速度的大小无关，绝不是运动速度大、其惯性就大，运动速度小，其惯性就小； （3）物体不受外力时，其惯性表现为物体保持静止或匀速直线运动的状态；受外力作用时，其惯性表现为运动状态改变的难易程度不同。 【典例1】下列关于惯性的说法中正确的是（　　） A．在地面上滚动的小球越滚越慢，是由于小球受到的阻力克服了小球的惯性 B．只有运动的物体才有惯性 C．只有不受外力的物体才有惯性 D．一切物体在任何情况下都有惯性 【变式1】下列关于惯性说法正确的是（　　） A．物体只有静止或匀速直线运动时才有惯性 B．物体只有受外力作用时才有惯性 C．物体原来以10m/s的速度运动，后来速度增加到30m/s，则其惯性增大了 D．物体质量越大，惯性越大 【变式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，另一只手用力击打羽毛球筒的下端，则（　　） A．此同学无法取出羽毛球 B．该同学是在利用羽毛球筒的惯性取出羽毛球 C．羽毛球筒向上运动过程中，因为羽毛球受到向上的摩擦力所以会从上端出来 D．羽毛球会从筒的下端出来 【变式3】若喷泉中的一条锦鲤随泉水竖直加速上浮，则关于锦鲤上浮的过程，下列说法正确的是（　　） A．锦鲤的惯性增大 B．锦鲤的惯性减小 C．锦鲤所受泉水的作用力大于它所受的重力 D．锦鲤所受泉水的作用力小于它所受的重力 题型4 牛顿第二定律的简单应用 解｜题｜知｜识 牛顿第二定律的表达式是F＝ma，已知物体的受力和质量，可以计算物体的加速度；已知物体的质量和加速度，可以计算物体的合外力；已知物体的合外力和加速度，可以计算物体的质量。 【典例1】下列说法不正确的是（　　） A．力是使物体产生加速度的原因，所以先有作用力，然后才有加速度 B．要使物体获得较大的加速度，除了增大作用力外，还要使物体的质量尽可能小 C．加速度的方向与物体所受合外力的方向相同，也与物体速度变化的方向相同 D．物体同时受到几个力的作用，则物体的加速度等于各个力单独作用时产生的加速度的矢量和 过 关 验 收 1．关于物理思想、物理方法、物理实验、物理学史，下列说法正确的是（　　） A．伽利略通过斜面实验加逻辑推理的方法研究了自由落体运动 B．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是假设法 C．在推导匀变速直线运动的位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各个小段的位移相加，这应用了等效替代法 D．根据速度定义式，当Δt很小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了理想模型法 2．伽利略的理想实验（如图所示）是将可靠的事实和理论思维结合起来，更能深刻地反映自然规律，伽利略的斜面实验程序如下： （1）减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然能达到原来的高度； （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。 请按程序先后次序排列，并指出它究竟属于可靠的事实还是通过思维过程得到的推论，下列选项正确的是（数字表示上述程序号码）（　　） A．事实（2）→事实（1）→推论（3）→推论（4） B．事实（2）→推论（1）→事实（3）→推论（4） C．事实（2）→推论（3）→推论（1）→推论（4） D．事实（2）→事实（3）→推论（1）→推论（4） 3．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，在观察桌面的微小形变时，运用了极限思维法 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，伽利略通过理想斜面实验说明力不是维持物体运动状态的原因 4．理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，能更深刻地反映自然规律．下面是伽利略设想的一个理想实验的几个步骤： ①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然能达到原来的高度 ②两个斜面对接，让小球沿一个斜面从静止状态开始向下运动，小球将“冲”上另一个斜面 ③如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度 ④继续减小第二个斜面的倾角，直至水平，小球将沿水平面做持续的匀速运动 这几个步骤正确的排列顺序是（　　） A．①③②④ B．③②①④ C．②①④③ D．②③①④ 5．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．自由落体运动是一种匀变速直线运动 B．重的物体与轻的物体下落一样快 C．物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性 D．力不是维持物体运动的原因 6．2023年5月28日，南非德班世乒赛圆满落幕，中国队包揽五项冠军。如图是混双比赛的情境，比赛涉及的物理知识辨析合理的是（　　） A．球拍两面贴上胶皮，可减小与球之间的摩擦 B．乒乓球静止时，受到的支持力和重力相互平衡 C．乒乓球沿曲线运动，运动状态没有发生改变 D．球离开拍继续飞行，是由于受到惯性的作用 （多选）7．在刚结束的巴黎奥运会，郑钦文获得女单网球冠军，创造历史性的一刻。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．网球和球拍作用时，网球只受到弹力作用 B．球被打飞回去，是因为力是改变物体运动状态的原因 C．若球拍没有击打球，则球会保持原来的运动状态不变 D．球拍对球的弹力，是因为球拍发生弹性形变而产生的 （多选）8．生活中看似平常的现象中，其实隐藏了很多物理知识，物理就在我们身边。下列对于物理现象的理解，正确的是（　　） A．乒乓球可以快速抽杀，是由于乒乓球的惯性较小 B．高速运动的子弹很难停下来，是因为速度越大，惯性越大 C．足球在地面上运动时会慢慢停下来，是因为物体没受来维持其运动的力 D．真空室中，羽毛和铁球下落会一样快 9．如图是一种汽车安全带控制装置的工作原理示意图。当汽车静止或匀速直线运动时，摆锤竖直悬挂，安全带能被拉动。当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使锁棒锁定棘轮，安全带被锁止。若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车可能的运动方向和运动状态是（　　） A．向左行驶，匀速直线运动 B．向左行驶，突然刹车 C．向右行驶，突然刹车 D．向右行驶，匀速直线运动 10．青岛市第三十六届“市长杯”校园足球联赛于2025年10月11日正式开幕，人民日报、新华社连续两次分别以“最干净的足球”“最纯粹的热爱”为题点赞青岛市“市长杯”校园足球联赛。关于足球的运动。下列说法正确的是（　　） A．运动员对足球施加的弹力是由足球形变而产生的 B．脚踢足球使足球飞出去，说明力是维持物体运动的原因 C．守门员接住足球的瞬间，足球的惯性为零 D．长期存放的足球其惯性在逐渐减小 11．下列关于四幅图中惯性的描述正确的是（　　） A．甲图中将锤柄朝下，在地面上磕几下，可以使松动的榔头变紧固，是因为锤柄接触地面后惯性消失 B．乙图中将压在中性笔下方的纸条迅速抽出，中性笔屹立不倒，是因为抽出纸条速度快惯性大 C．丙图中匀速运动的小车上装有弹射管，弹出的钢球（不计空气阻力）由于惯性将仍会落回弹射管 D．丁图中宇航员在空间站中能够“漂浮”起来，是因为在空间站中惯性消失 12．下列生活现象中，利用物体惯性的是（　　） A．汽车行驶时，司机和乘客都要系好安全带 B．运动员跑到终点后不能立刻停下来 C．锤头松了，把锤柄的一端在硬地上撞击几下，锤头就紧套在锤柄上 D．子弹离开枪膛后仍能继续飞行一段距离 13．如图所示，冰壶在冰面运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变，我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”。这里所指的“本领”是冰壶的惯性，则惯性的大小取决于（　　） A．冰壶的速度 B．冰壶的质量 C．冰壶受到的推力 D．冰壶受到的阻力 14．关于力的说法中正确的是（　　） A．只有相互接触的物体间才有力的作用 B．力可以改变物体的运动状态，但不能使物体发生形变 C．竖直向上抛出的物体，能竖直上升，是因为受到竖直向上升力的作用 D．施力物体同时也是受力物体 15．如图（俯视图）所示，以速度v匀速行驶的列车车厢内有一水平桌面，桌面上的B处有一小球。若车厢中的旅客突然发现小球沿图中虚线由B向A运动。则由此可判断列车（　　） A．减速行驶，向南转弯 B．减速行驶，向北转弯 C．加速行驶，向南转弯 D．加速行驶，向北转弯 16．下列关于惯性的说法中，正确的是（　　） A．人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性 B．百米赛跑到终点时不能立即停下是由于惯性，停下时就没有惯性了 C．物体没有受外力作用时有惯性，受外力作用后惯性被克服了 D．物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关 （多选）17．一辆汽车在高速公路上正常行驶，司机发现前方有事故后，立即刹车制动至停止。则下列说法正确的是（　　） A．汽车的质量越大惯性就越大 B．汽车的速度越大惯性就越大 C．汽车停止运动后没有惯性 D．汽车运动状态的改变是因为受到力的作用 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 第一节 牛顿第一定律 题型1 伽利略的理想斜面实验 题型2 牛顿第一定律的内容与应用 题型3 惯性与质量 题型4 牛顿第二定律的简单应用 题型1 伽利略的理想斜面实验 解｜题｜知｜识 （1）亚里士多德认为：必须有力物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在某个地方。 （2）伽利略的理想实验 ①斜面实验：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，小球将上升到原来释放时的高度。减小第二个斜面的倾角，原来释放时的小球滚动的距离增大，但所达到的高度相同。当第二个斜面放平，小球将永远运动下去。 ②推理结论：力不是维持物体运动的原因。 ③实验示意图如下： （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。 【典例1】图（a）、（b）是伽利略的两个斜面实验，开创了科学实验和逻辑推理相结合的科学研究方法。下列说法正确的是（　　） A．图（a）中的斜面需要光滑 B．图（a）中通过研究小球在斜面上的运动，推理出自由落体运动规律 C．图（b）中的斜面没有摩擦，小球上升到等高的位置是真实的实验结果 D．图（b）实验推翻了力是维持物体运动状态的原因，并得出了牛顿第一定律 【答案】B 【解答】解：AB、根据题意分析可知，图（a）是伽利略探究自由落体运动的斜面的实验，通过研究小球在斜面上匀变速直线运动，推理出自由落体运动是一种匀变速直线运动，所以斜面上无需光滑，故A错误，B正确； C、根据题意分析可知，图（b）中没有摩擦力的斜面实际是不存在的，小球上升到等高的位置不是真实的实验结果，故C错误； D、根据题意分析可知，伽利略通过逻辑推理推翻了力是维持物体运动状态的原因，而牛顿第一定律是由牛顿总结，故D错误。 故选：B。 【变式1】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一种研究方法。为了说明运动和力的关系、伽利略设计了如图所示的斜面实验。下列说法正确的是（　　） A．“球沿斜面向下运动时，速度增大；向上运动时，速度减小”，这是逻辑推理 B．“右侧斜面最终变为水平面时，小球将永远运动下去”，这是实际实验现象 C．“小球沿右侧斜面向上运动时，斜面倾角减小，小球在斜面上运动的距离更长”，这是实际实验现象 D．“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 【答案】C 【解答】解：A.“球沿斜面向下运动时，速度增大；向上运动时，速度减小”，这是可以实际观察到的现象，不是逻辑推理，故A错误； B.“右侧斜面最终变为水平面时，小球将永远运动下去”，在现实中不存在光滑的平面，所以小球一定会受到阻力最终停下来，所以这是在实验基础上进行的合理推理，不是实际实验现象，故B错误； C.“小球沿右侧斜面向上运动时，斜面倾角减小，小球在斜面上运动的距离更长”，这是可以在实验中观察到的现象，故C正确； D.“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”，实际实验中不可能绝对光滑，这是在实验基础上进行的逻辑推理，不是实验现象，故D错误。 故选：C。 【变式2】伽利略创造性的把实验、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。关于伽利略的理想斜面实验，下列说法正确的是（　　） A．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 B．如果斜面粗糙，不论右侧斜面倾角如何，小球也都将上升到与释放点等高的位置 C．该实验说明了物体的运动不需要力来维持 D．该实验证明了力是维持物体运动的原因 【答案】C 【解答】解：A.该实验并非完全脱离现实，而是以真实的斜面实验为基础，通过推理忽略阻力（理想化处理），因此有实验基础，故A错误。 B.斜面粗糙时，摩擦力会消耗小球能量，小球无法克服阻力上升到与释放点等高的位置，故B错误。 CD.小球从左侧斜面释放，若右侧斜面光滑，会上升至原高度；减小右侧斜面倾角，运动距离变长；若右侧为水平面（无阻力），小球将匀速直线运动。该实验否定了“力是维持运动的原因”，证明力是改变运动状态的原因，故C正确，D错误。 故选：C。 【变式3】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 【解答】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； 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； 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； 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。 本题选错误的，故选：B。 题型2 牛顿第一定律的内容与应用 解｜题｜知｜识 1．内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态． 2．说明： （1）物体因为有质量，故能保持原来的运动状态，如果没有力，它将永远保持此状态； （2）因为有力，故改变物体的运动状态．质量是维持物体运动状态的原因，力是改变物体运动状态的原因； （3）物体的运动状态由速度来标定，速度不变，物体运动状态不变； （4）物体运动状态变化，也可说成运动速度变化，即产生加速度． 3．使用范围：宏观世界中低速运动的物体，在惯性参考系中才适用． 4．对牛顿第一定律的理解 （1）牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律，它是牛顿以伽利略的理想实验为基础，在总结前人的研究成果之上，加之丰富的想而推理得出的一条理想条件下的规律； （2）牛顿第一定律成立的条件是物体不受任何外力的作用，是理想条件下物体所遵从的规律．在实验情况下，物体所受合外力为零与物体不受任何外力作用是等效的． （3）牛顿第一定律的意义在于它揭示了一切物体都具有的一种基本属性﹣﹣惯性，还揭示了力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，而不是产生运动的原因，也不是维持物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因． 【典例1】关于牛顿第一定律，下面说法中正确的是（　　） A．牛顿第一定律反映了物体受外力作用时物体的运动规律 B．牛顿第一定律就是惯性 C．不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性 D．运动状态发生变化时，物体可能不受到外力的作用 【答案】C 【解答】解：A．牛顿第一定律描述的是物体在不受外力作用时的运动规律，而非受外力作用时物体的运动规律，故A错误； B．牛顿第一定律是描述物体惯性的定律，但并非惯性本身（惯性是物体保持运动状态不变的性质），故B错误； C．惯性是物体保持其运动状态不变的内在属性。牛顿第一定律描述了这种属性的表现：在不受外力作用时，物体将保持静止或匀速直线运动状态。因此，可以说物体运动状态保持不变是其惯性的体现，故C正确； D．牛顿第一定律指出，物体运动状态变化必定由外力引起，因此运动状态变化时物体不可能不受到外力作用，故D错误。 故选：C。 【变式1】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 【解答】解：A.亚里士多德确实认为力是维持物体运动的原因，符合史实，故A错误； B.牛顿并未通过实验发现力不是维持运动的原因，而是伽利略通过斜面实验及合理外推得出此结论，不符合史实，故B正确； C.惯性是物体的固有属性，与运动状态无关，一切物体在任何情况下都有惯性，符合史实，故C错误； 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，符合史实，故D错误。 本题选择不符合的，故选：B。 【变式2】牛顿运动定律包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律，由牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。教科书中这样表述牛顿第一定律：“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。”其中物体的“运动状态”用下面哪个物理量表示（　　） A．加速度 B．速度 C．位移 D．受力 【答案】B 【解答】解：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，有外力作用后，物体的速度发生变化，即不再是匀速直线运动状态或静止状态，所以“运动状态的改变”指的是物体的速度的变化，故B正确，ACD错误； 故选：B。 【变式3】牛顿第一定律又称惯性定律，该定律明确揭示了惯性的存在．下列关于惯性的说法正确的是（　　） A．静止的物体惯性大 B．速度大的物体惯性大 C．飞船舱内的物体处于失重状态，因而此物体没有惯性 D．任何物体都有惯性，惯性的大小由物体的质量量度 【答案】D 【解答】解：A、惯性的大小由物体的质量决定，与受力及运动状态无关，故ABC错误 D、惯性是物体本身固有的属性，物体任何时候都具有惯性牛顿第一定律反映物体具有惯性这种性质，因此它也叫惯性定律。惯性大小有质量量度，故D正确 故选：D。 题型3 惯性与质量 解｜题｜知｜识 1．定义：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。牛顿第一定律又叫惯性定律。 2．惯性的量度：惯性的大小与物体运动的速度无关，与物体是否受力无关，仅与质量有关，质量是物体惯性大小的唯一量度。质量大的物体所具有的惯性大，质量小的物体所具有的惯性小。 3．惯性的性质：①一切物体都具有惯性，其本质是任何物体都有惯性。②惯性与运动状态无关：不论物体处于怎样的运动状态，惯性总是存在的。当物体本来静止时，它一直“想”保持这种静止状态。当物体运动时，它一直“想”以那一时刻的速度做匀速直线运动。 4．惯性的表现形式：①当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；②当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，它的运动状态越难改变。 5．加深理解惯性概念的几个方面： （1）惯性是物体的固有属性之一，物体的惯性与其所在的地理位置、运动状态、时间次序以及是否受力等均无关，任何物体都具有惯性； （2）惯性大小的量度是质量，与物体运动速度的大小无关，绝不是运动速度大、其惯性就大，运动速度小，其惯性就小； （3）物体不受外力时，其惯性表现为物体保持静止或匀速直线运动的状态；受外力作用时，其惯性表现为运动状态改变的难易程度不同。 【典例1】下列关于惯性的说法中正确的是（　　） A．在地面上滚动的小球越滚越慢，是由于小球受到的阻力克服了小球的惯性 B．只有运动的物体才有惯性 C．只有不受外力的物体才有惯性 D．一切物体在任何情况下都有惯性 【答案】D 【解答】解：A、惯性是物体的固有属性，无法被“克服”。小球减速是因阻力改变其运动状态，而非克服惯性，故A错误； B、惯性的大小与物体运动的速度无关，与物体是否受力无关，仅与质量有关，质量是物体惯性大小的唯一量度，静止的物体也有惯性，故B错误； C、惯性存在与否与是否受力无关，无论是否受外力，物体均有惯性，故C错误； D、惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下（静止或运动，受力或不受力）均有惯性，故D正确。 故选：D。 【变式1】下列关于惯性说法正确的是（　　） A．物体只有静止或匀速直线运动时才有惯性 B．物体只有受外力作用时才有惯性 C．物体原来以10m/s的速度运动，后来速度增加到30m/s，则其惯性增大了 D．物体质量越大，惯性越大 【答案】D 【解答】解：AB、任何物体在任何情况下都有惯性，故AB错误； C、惯性大小只与质量有关，质量越大，惯性越大，与速度无关，故C错误； D、物体质量越大，惯性越大，故D正确。 故选：D。 【变式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，另一只手用力击打羽毛球筒的下端，则（　　） A．此同学无法取出羽毛球 B．该同学是在利用羽毛球筒的惯性取出羽毛球 C．羽毛球筒向上运动过程中，因为羽毛球受到向上的摩擦力所以会从上端出来 D．羽毛球会从筒的下端出来 【答案】D 【解答】解：一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的下端，羽毛球筒在力的作用下向上运动，而羽毛球由于惯性而保持静止，所以羽毛球会从筒的下端出来，是在利用羽毛球的惯性，故D正确，ABC错误。 故选：D。 【变式3】若喷泉中的一条锦鲤随泉水竖直加速上浮，则关于锦鲤上浮的过程，下列说法正确的是（　　） A．锦鲤的惯性增大 B．锦鲤的惯性减小 C．锦鲤所受泉水的作用力大于它所受的重力 D．锦鲤所受泉水的作用力小于它所受的重力 【答案】C 【解答】解：AB、惯性的大小只由物体的质量决定，锦鲤上浮过程中质量不变，因此惯性大小不变，故AB错误； CD、锦鲤竖直加速上浮，根据牛顿第二定律，合力方向向上，因此锦鲤所受泉水的作用力（浮力等）大于它所受的重力，故C正确，D错误。 故选：C。 题型4 牛顿第二定律的简单应用 解｜题｜知｜识 牛顿第二定律的表达式是F＝ma，已知物体的受力和质量，可以计算物体的加速度；已知物体的质量和加速度，可以计算物体的合外力；已知物体的合外力和加速度，可以计算物体的质量。 【典例1】下列说法不正确的是（　　） A．力是使物体产生加速度的原因，所以先有作用力，然后才有加速度 B．要使物体获得较大的加速度，除了增大作用力外，还要使物体的质量尽可能小 C．加速度的方向与物体所受合外力的方向相同，也与物体速度变化的方向相同 D．物体同时受到几个力的作用，则物体的加速度等于各个力单独作用时产生的加速度的矢量和 【答案】A 【解答】解：A.根据牛顿第二定律的瞬时性可知，加速度和力是瞬时对应关系，即加速度与力是同时产生、同时变化、同时消失的，故A错误； B.根据牛顿第二定律F＝ma可知要使物体获得较大的加速度，除了增大作用力外，还要使物体的质量尽可能小，故B正确； C.加速度的方向总与合外力方向相同，也与物体速度变化的方向相同，故C正确； D.根据牛顿第二定律的独立性可知，当物体受到几个力的作用时，可把物体的加速度看成是各个力单独作用时产生的各个加速度的矢量和，故D正确。 本题选不正确的， 故选：A。 过 关 验 收 1．关于物理思想、物理方法、物理实验、物理学史，下列说法正确的是（　　） A．伽利略通过斜面实验加逻辑推理的方法研究了自由落体运动 B．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是假设法 C．在推导匀变速直线运动的位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各个小段的位移相加，这应用了等效替代法 D．根据速度定义式，当Δt很小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了理想模型法 【答案】A 【解答】解：A、伽利略通过斜面实验加逻辑推理的方法研究了自由落体运动，故A正确； B、在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是理想模型法，故B错误； C、在推导匀变速直线运动的位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各个小段的位移相加，这应用了微元法，故C错误； D、根据速度定义式，当Δt很小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限法，故D错误； 故选：A。 2．伽利略的理想实验（如图所示）是将可靠的事实和理论思维结合起来，更能深刻地反映自然规律，伽利略的斜面实验程序如下： （1）减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然能达到原来的高度； （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。 请按程序先后次序排列，并指出它究竟属于可靠的事实还是通过思维过程得到的推论，下列选项正确的是（数字表示上述程序号码）（　　） A．事实（2）→事实（1）→推论（3）→推论（4） B．事实（2）→推论（1）→事实（3）→推论（4） C．事实（2）→推论（3）→推论（1）→推论（4） D．事实（2）→事实（3）→推论（1）→推论（4） 【答案】C 【解答】解：小球从对接的两个斜面的一个斜面上滚下，它将滚到另一个斜面上，这可以在实验中做到，所以是事实，即事实（2），在实际实验中，永远摆脱不了力的作用，特别是摩擦力，所以既不能达到同样高度也不能在水平面上永不停止地做匀速直线运动，所以（1）、（3）、（4）都是推论，在实验中，是将第二个斜面的倾角逐渐减小直到水平，所以程序为：事实（2）→推论（3）→推论（1）→推论（4），故C正确，ABD错误。 故选：C。 3．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，在观察桌面的微小形变时，运用了极限思维法 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，伽利略通过理想斜面实验说明力不是维持物体运动状态的原因 【答案】D 【解答】解：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，并在斜面实验的基础上合理推理出自由落体运动的速度与时间也成正比，伽利略并没有直接用实验进行验证，故A错误； B、图乙中，在观察桌面的微小形变时，运用了放大法，故B错误； C、图丙中，铁块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，而使物体压紧斜面的力不能说明成物体对斜面的压力，因为物体对斜面的压力作用在斜面上，而使物体压紧斜面的力作用点在物体上，故C错误； D、图丁中，伽利略通过理想斜面实验说明力不是维持物体运动状态的原因，故D正确。 故选：D。 4．理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，能更深刻地反映自然规律．下面是伽利略设想的一个理想实验的几个步骤： ①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然能达到原来的高度 ②两个斜面对接，让小球沿一个斜面从静止状态开始向下运动，小球将“冲”上另一个斜面 ③如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度 ④继续减小第二个斜面的倾角，直至水平，小球将沿水平面做持续的匀速运动 这几个步骤正确的排列顺序是（　　） A．①③②④ B．③②①④ C．②①④③ D．②③①④ 【答案】D 【解答】解：根据实验事实②得出实验结果：如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度，即③，进一步假设若减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度，即得出①，继续减小角度，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持续匀速运动，即④， 所以几个步骤正确的排列顺序是②③①④， 故选：D。 5．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．自由落体运动是一种匀变速直线运动 B．重的物体与轻的物体下落一样快 C．物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性 D．力不是维持物体运动的原因 【答案】A 【解答】解：A、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90°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。选项A正确 B、在自由落体运动中，轻重物体下落一样快，在该实验中不能得出轻重物体下落的快慢，故B错误。 C、该实验不能得出惯性这一结论，故C错误。 D、物体的运动不需要力来维持，但是该实验不能得出该结论，故D错误。 故选：A。 6．2023年5月28日，南非德班世乒赛圆满落幕，中国队包揽五项冠军。如图是混双比赛的情境，比赛涉及的物理知识辨析合理的是（　　） A．球拍两面贴上胶皮，可减小与球之间的摩擦 B．乒乓球静止时，受到的支持力和重力相互平衡 C．乒乓球沿曲线运动，运动状态没有发生改变 D．球离开拍继续飞行，是由于受到惯性的作用 【答案】B 【解答】解：A、球拍两面贴上胶皮，可增大与球之间的摩擦，故A错误； B、乒乓球静止时，受到的支持力和重力相互平衡，故B正确； C、乒乓球沿曲线运动，速度的方向时刻改变，则运动状态发生改变，故C错误； D、球离开拍后还会继续飞行，是因为球有惯性，不是受到惯性的作用，故D错误。 故选：B。 （多选）7．在刚结束的巴黎奥运会，郑钦文获得女单网球冠军，创造历史性的一刻。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．网球和球拍作用时，网球只受到弹力作用 B．球被打飞回去，是因为力是改变物体运动状态的原因 C．若球拍没有击打球，则球会保持原来的运动状态不变 D．球拍对球的弹力，是因为球拍发生弹性形变而产生的 【答案】BD 【解答】解：A、网球和球拍作用时，网球除受到弹力作用外，环受到重力，和球拍的摩擦力的作用，故A错误； B、球被打飞回去时，运动状态发生变化，这是力作用的结果，故B正确； C、若球拍没有击打球，则球不会保持原来的运动状态不变，由于除球拍对网球的作用外还会受到重力的作用，运动状态会发生改变，故C错误； D、球拍对球的弹力，是因为球拍发生弹性形变而产生的，故D正确。 故选：BD。 （多选）8．生活中看似平常的现象中，其实隐藏了很多物理知识，物理就在我们身边。下列对于物理现象的理解，正确的是（　　） A．乒乓球可以快速抽杀，是由于乒乓球的惯性较小 B．高速运动的子弹很难停下来，是因为速度越大，惯性越大 C．足球在地面上运动时会慢慢停下来，是因为物体没受来维持其运动的力 D．真空室中，羽毛和铁球下落会一样快 【答案】AD 【解答】解：A．惯性越大的物体，其运动状态越不容易发生改变，乒乓球质量小，惯性小，所以容易改变其运动状态，可以被快速抽杀，故A正确； B．惯性只与质量有关，与速度无关，故B错误； C．力不是维持物体运动的原因，是改变物体运动状态的原因，故C错误； D．没有空气阻力，羽毛与铁球都会做自由落体运动，下落会一样快，故D正确。 故选：AD。 9．如图是一种汽车安全带控制装置的工作原理示意图。当汽车静止或匀速直线运动时，摆锤竖直悬挂，安全带能被拉动。当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使锁棒锁定棘轮，安全带被锁止。若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车可能的运动方向和运动状态是（　　） A．向左行驶，匀速直线运动 B．向左行驶，突然刹车 C．向右行驶，突然刹车 D．向右行驶，匀速直线运动 【答案】C 【解答】解：摆锤相对汽车向右摆动，由惯性的知识分析，可知汽车有向左的加速度，汽车可能是向左加速行驶或向右减速行驶，故ABD错误，C正确。 故选：C。 10．青岛市第三十六届“市长杯”校园足球联赛于2025年10月11日正式开幕，人民日报、新华社连续两次分别以“最干净的足球”“最纯粹的热爱”为题点赞青岛市“市长杯”校园足球联赛。关于足球的运动。下列说法正确的是（　　） A．运动员对足球施加的弹力是由足球形变而产生的 B．脚踢足球使足球飞出去，说明力是维持物体运动的原因 C．守门员接住足球的瞬间，足球的惯性为零 D．长期存放的足球其惯性在逐渐减小 【答案】D 【解答】解：A.运动员对足球施加的弹力是由施力物体形变而产生的，脚是施力物体所以脚发生形变，故A错误； B.脚踢足球使足球飞出去，说明力是改变物体运动的原因，故B错误； CD.惯性是物体保持原有运动状态的性质，与物体是否受力无关，只取决于物体的质量，长期存放的足球质量会变小，其惯性在逐渐减小，故C错误，D正确。 故选：D。 11．下列关于四幅图中惯性的描述正确的是（　　） A．甲图中将锤柄朝下，在地面上磕几下，可以使松动的榔头变紧固，是因为锤柄接触地面后惯性消失 B．乙图中将压在中性笔下方的纸条迅速抽出，中性笔屹立不倒，是因为抽出纸条速度快惯性大 C．丙图中匀速运动的小车上装有弹射管，弹出的钢球（不计空气阻力）由于惯性将仍会落回弹射管 D．丁图中宇航员在空间站中能够“漂浮”起来，是因为在空间站中惯性消失 【答案】C 【解答】解：A、甲图中将锤柄朝下锤柄磕地面后变紧固，是因为锤柄突然停止运动，锤头由于惯性保持原来的运动状态继续向下运动，惯性是物体的固有属性，不会消失，故A错误； B、乙图中将压在中性笔下方的纸条迅速抽出，中性笔屹立不倒，是因为中性笔具有惯性，保持原来的运动状态，惯性大小只跟质量有关，与速度无关，故B错误； C、丙图中匀速运动的小车上装有弹射管，弹出的钢球（不计空气阻力）由于惯性水平方向上保持匀速运动将仍会落回弹射管，故C正确； D、惯性是物质的基本属性，大小只跟质量有关，与运动状态和位置无关，故D错误。 故选：C。 12．下列生活现象中，利用物体惯性的是（　　） A．汽车行驶时，司机和乘客都要系好安全带 B．运动员跑到终点后不能立刻停下来 C．锤头松了，把锤柄的一端在硬地上撞击几下，锤头就紧套在锤柄上 D．子弹离开枪膛后仍能继续飞行一段距离 【答案】C 【解答】解：A．系安全带是为了防止惯性带来的危害（如急刹车时人因惯性前冲），属于防范措施，并非利用惯性，故A错误； B．运动员到终点无法立刻停下是惯性现象的表现，但题目要求的是“利用”惯性，此处未体现主动应用，故B错误； C．锤头因惯性在锤柄停止运动后继续向下运动，从而紧套在锤柄上，这是主动利用惯性解决问题，故C正确； D．子弹离开枪膛后因惯性继续飞行是惯性维持运动状态的体现，但属于惯性自然结果，并非主动利用惯性达成目的，故D错误。 故选：C。 13．如图所示，冰壶在冰面运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变，我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”。这里所指的“本领”是冰壶的惯性，则惯性的大小取决于（　　） A．冰壶的速度 B．冰壶的质量 C．冰壶受到的推力 D．冰壶受到的阻力 【答案】B 【解答】解：惯性是物体的固有属性；而质量却是惯性大小的唯一量度； 故惯性的大小取决于冰壶的质量； 故选：B。 14．关于力的说法中正确的是（　　） A．只有相互接触的物体间才有力的作用 B．力可以改变物体的运动状态，但不能使物体发生形变 C．竖直向上抛出的物体，能竖直上升，是因为受到竖直向上升力的作用 D．施力物体同时也是受力物体 【答案】D 【解答】解：A．当相互接触的物体间，有力的作用，属于弹力，有力不一定有必须接触，比如：重力、磁力等，故A错误； B．力的作用不是使物体运动，而是改变物体的运动状态，有力可以使物体发生形变，故B错误； C．空竖直向上抛出的物体，能竖直上升，是因为物体具有惯性，要保持原来的运动状态，故C错误； D．力是物体对物体的作用，施力物体一定也是受力物体，故D正确。 故选：D。 15．如图（俯视图）所示，以速度v匀速行驶的列车车厢内有一水平桌面，桌面上的B处有一小球。若车厢中的旅客突然发现小球沿图中虚线由B向A运动。则由此可判断列车（　　） A．减速行驶，向南转弯 B．减速行驶，向北转弯 C．加速行驶，向南转弯 D．加速行驶，向北转弯 【答案】D 【解答】解：小球与水平面间的摩擦可以不计，所以小球在水平面内不受力作用，始终与列车一起向前做匀速直线运动，发现小球沿如图（俯视图）中的虚线从B点运动到A点。知列车和桌子的速度加速运动，小球要保持以前的速度继续运行，所以会向后运动。出现如图的曲线，是因为桌子跟着列车向北拐弯，而小球要保持匀速直线运动。故D正确，A、B、C错误。 故选：D。 16．下列关于惯性的说法中，正确的是（　　） A．人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性 B．百米赛跑到终点时不能立即停下是由于惯性，停下时就没有惯性了 C．物体没有受外力作用时有惯性，受外力作用后惯性被克服了 D．物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关 【答案】D 【解答】解：A、一切物体，不论是运动还是静止、匀速运动还是变速运动，都具有惯性，故A错误； B、百米赛跑到终点时不能立即停下是由于惯性，停下时还有惯性，故B错误； C、任何物体在任何情况下都有惯性，惯性是物体本身的一种基本属性，故C错误； D、物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关，故D正确； 故选：D。 （多选）17．一辆汽车在高速公路上正常行驶，司机发现前方有事故后，立即刹车制动至停止。则下列说法正确的是（　　） A．汽车的质量越大惯性就越大 B．汽车的速度越大惯性就越大 C．汽车停止运动后没有惯性 D．汽车运动状态的改变是因为受到力的作用 【答案】AD 【解答】解：ABC、惯性是物体的固有属性，一切物体在任何时候都有惯性，物体的惯性只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，与物体是否受力以及物体的运动状态都无关，故A正确，BC错误； D、力是改变运动状态的原因，汽车运动状态的改变是因为受到力的作用，故D正确。 故选：AD。 学科网（北京）股份有限公司 $