5.5 牛顿第一定律（讲义）物理新教材沪科版（五四学制）八年级上册

本讲义聚焦初中物理“牛顿第一定律”核心知识点，以探究阻力对物体运动的影响实验为起点，通过控制变量法和科学推理法得出运动不需要力维持的结论，进而系统阐述牛顿第一定律（保持静止或匀速直线运动状态）及惯性概念（质量决定惯性大小），并结合实例解释惯性现象及应用。 该资料以科学探究为核心，通过实验操作、数据记录与分析培养学生科学探究能力，科学推理环节（从阻力越小运动越远推理到不受力匀速直线运动）提升科学思维，实例解析（如滑板车运动、公交车乘客倾倒）帮助学生形成运动与力的物理观念。课中辅助教师实验教学与题型讲解，课后通过随学随练、基础通关等分层练习助力学生查漏补缺，强化知识应用。

第5章 运动和力 第5节 牛顿第一定律 课标要点 通过实验和科学推理,认识牛顿第一定律。能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。 学习重难点 重点：用牛顿第一定律来解释和解决简单的实际问题，初步建立运动与力的关系。 难点：经历牛顿第一定律的科学推理过程，理解惯性并运用惯性解释有关现象。 知识点 牛顿第一定律 1. 探究阻力对物体运动的影响 【实验器材】小车、长木板、斜面、棉布、毛巾、玻璃板、刻度尺等； 【进行实验与收集证据】 （1）在水平木板上铺上毛巾，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在阻力较大的毛巾表面上滑行的距离。 （2）在水平木板上铺上棉布，让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在阻力较小的棉布表面上滑行的距离。 （3）让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在更光滑的木板表面上滑行的距离。 实验记录表 表面材料 阻力大小 小车运动距离 小车速度减小情况 毛巾 大 短 比较快 棉布 中 比较长 比较慢 木板 小 最长 最慢 【分析论证】 上述实验中，小车在水平面滑行的距离与小车受到的摩擦力有关。水平面越光滑，小车在水平面上滑行时所受的摩擦力越小，滑行距离也越长。 对以上实验结论进一步推理得出：假设水平面是光滑的，小车不受摩擦力，它会保持刚进入水平面时的速度大小和方向一直运动下去，做匀速直线运动。由此可以说明伽利略的说法是正确的，即物体的运动不需要力来维持。（选填“需要”或“不需要”） 【实验结论】运动物体受到的阻力越小，速度减小得越慢，运动得越远。若运动的物体不受阻力，物体的运动速度将不会减小，将保持做匀速直线运动。 2. 牛顿第一定律 （1）伽利略斜面理想实验 意大利物理学家伽利略设想小球从一个光滑斜面上A处由静止滑下并滑上第二个光滑斜面，小球应当能到达与A等高的B处。若逐渐减小右边斜面的坡度，小球在到达与A等高处之前滑行的距离越来越长。若将右边斜面放平，根据上述推理，小球因无法到达与A处等高的位置，将在光滑的水平面上一直滑下去，永远不会停下来。由此，伽利略否定了亚里士多德的说法。 （2）牛顿第一定律 英国著名物理学家牛顿在伽利略等科学家研究的基础上，得出牛顿第一定律： 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种运动状态。 （3）对牛顿第一定律的理解 ①“一切物体”说明该定律对所有物体都是普遍适用的，不论固体、液体，还是气体。 ②“物体不受力”是一种理想状态，在现实生活中这种理想状态不存在。题图中被球杆击出的高尔夫球，虽然做近似的匀速直线运动，但它在水平方向上仍受到一定的阻力，所以最终一定会停下。事实上，物体总是受到力的作用 ，比如在地球表面附近的一切物体都受到重力的作用，但只要物体所受合力为零，物体就能保持静止或匀速直线运动状态。 ③ “或”指两种状态必居其一，不能同时存在。也就是说，物体如果没有受到力的作用，原来静止的物体仍保持静止状态，而原来运动的物体将保持原来的速度大小和方向继续做匀速直线运动。 ④牛顿第一定律不是实验定律，而是在大量经验事实的基础上，通过进一步的科学推理概括出来的。由该定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验，因此它已经成为公认的物理学基本定律之一。 ⑤牛顿第一定律说明了力和运动的关系：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，若不受力，则运动状态不改变；反之，如果物体的运动状态发生了改变，则物体一定受到了力的作用。 易错提醒 探究“阻力对物体运动的影响”用到的物理方法 1. 控制变量法：控制小车从斜面上同一高度处由静止释放，使小车到斜面底端时具有相同的初速度； 2. 科学推理法：若小车不受阻力时，小车的速度将不会减小，将永远做匀速直线运动。 随学随练 1．如图是小程同学玩滑板车的情景，下列说法正确的是（　　） A．运动的滑板车最终停下来是因为不再受力的作用 B．如果运动的滑板车受到的外力全部消失，它将停止运动 C．蹬地使滑板车加速运动，说明力可以改变物体的运动状态 D．只有不断蹬地滑板车才能继续运动，说明物体的运动需要力来维持 【答案】C 【详解】A．停止蹬地后，运动的滑板车最终停下来，是因为滑板车受到阻力的作用，故 A错误； B．若在滑行过程中，人和车受到的外力突然全部消失，滑板车的速度不再减小，滑板车将保持原来的速度做匀速直线运动，故B错误； C．蹬地使滑板车加速运动，滑板车的运动状态不断发生变化，说明力可以改变物体的运动状态，故C正确； D．不停地蹬地，滑板车不断加速向前运动；停止蹬地，阻力使滑板车前进的速度越来越小，说明力可以改变物体的运动状态，而不是维持物体的运动状态，故 D错误。 故选C。 2．在探究“阻力对物体运动的影响”实验时，让小车从斜面的同一高度由静止滑下，观察小车沿不同材料的水平表面上滑行的距离，如图所示。 (1)让小车从斜面的同一高度由静止滑下，是为了使小车到达水平面时的_________相同。 (2)根据实验现象，可推理得出：若水平面绝对光滑时，小车将在水平面做_________运动。 【答案】(1)速度 (2)匀速直线 【详解】（1）让小车从斜面的同一高度由静止下滑的目的是：当小车到达水平面时，使小车的速度相同，这用到了控制变量法。 （2）由实验推理得出：如果水平面绝对光滑，小车受到的阻力为零，小车的运动速度不变，它将保持原来的速度做匀速直线运动。 知识点 惯性 1. 惯性 （1）惯性：物理学中把物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性。 （2）对惯性的理解 ①惯性的普遍性：一切物体在任何情况下都具有惯性。 ②惯性大小的决定因素：惯性的大小是由物体的质量决定的，质量越大，惯性越大，而与物体的形状、运动状态、所处位置、受力情况等外界因素无关。 ③惯性与牛顿第一定律的区别：惯性是物体本身的一种属性，而牛顿第一定律是物体不受力（或所受合力为零）时遵循的运动定律。任何物体在任何情况下都具有惯性，牛顿第一定律只有物体不受力时才成立。 2. 利用惯性解释有关现象 （1）用惯性解释有关现象的方法 ①明确研究物体开始处于怎样的状态（静止或运动）； ②观察这个物体（或物体的某一部分）受到外力作用运动状态发生了怎样的变化。 ③说明研究物体由于惯性要保持原来的状态（静止或运动），从而得出物体运动的变化情况。 （2）实例分析 ①跑动中的人，脚被绊住，为什么会向前倒？ 分析：跑动中的人整个身体向前运动，当脚被绊住后停止运动，而上半身由于惯性，仍要保持原来的运动状态，继续向前运动，所以人向前摔倒。 ②如图所示，拨动簧片，把小球与支座之间的金属片弹出时，小球并没有随金属片飞出。你能说说发生这一现象的原因吗？ 分析：静止的小球没有受到击打力的作用，有保持原有静止状态的性质，所以没有随金属片飞出，而是落入支座上的凹槽中。 3. 惯性的利用 （1）跳远或跳高：跳远或跳高运动员快速助跑后，飞身一跃，利用自身的惯性，在空中继续前进，以提高成绩。 （2）锤头变紧的方法：锤子的锤头变松了，人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上，这是因为锤柄突然停止时，锤头由于惯性会继续向下运动，这样锤头就会牢牢地套在锤柄上了。 （3）投铅球、篮球或标枪：运动员在投铅球、篮球或标枪时，尽量提高物体脱离手时的运动速度，当物体离开手后由于具有惯性会继续运动；离手时速度越大，在其他条件相同的情况下通常运动得越远。 4. 惯性的危害和防范 例如交通事故的发生，多数是由于惯性造成的。例如，行驶的车辆在遇到紧急情况下刹车后，即使轮子不转了，但是由于惯性，汽车还会向前滑动一段距离，如果此时前面有车子离得太近，就会发生交通事故。所以许多汽车安装安全气囊；乘坐交通工具时要系安全带；车辆行驶要限载限速并保持安全距离。 易错提醒 区分惯性与力 概念 惯性 力 意义 不同 惯性是物体自身的性质，始终具有；与外界条件无关 力是物体对物体的作用，物体间有相互作用时才有，一个物体不会产生力 要素 不同 惯性只有大小，大小与质量有关 力不仅有大小，还有方向和作用点 效果 不同 保持物体运动状态不变 改变物体的运动状态 表述 不同 应说“由于惯性”“具有惯性”，不能说成“惯性力”“受到惯性”“受到惯性作用”等 应说“受到力”“施加力”“在力的作用下”等 随学随练 1．《考工记》中有“马力既竭，辀犹能一取焉”，意思是马对车不施加拉力了，车还能继续向前运动，这是关于惯性的最早记述。关于马车的惯性，下列说法正确的是（　　） A．马的拉力改变时，马车的惯性改变 B．车无论是否受力，马车都具有惯性 C．马车运动的越快，马车的惯性越大 D．撤去拉力后，马车受到惯性的作用 【答案】B 【详解】A．马车的惯性与马车的质量有关，与拉力大小无关。故A错误； B．任何物体在任何时刻都具有惯性，故马车在任何情况下都具有惯性。故B正确； C．马车的惯性与马车的质量有关，与速度大小无关。故C错误； D．惯性是马车本身的属性，不是外界施加给马车的作用。故D错误。 故选B。 2．如图是载着木块的小车向右运动过程中发生的现象。下列说法正确的是（    ） A．都是在小车突然停止时发生 B．都是在小车突然启动时发生 C．图甲是小车在运动中突然减速时发生 D．图乙是小车在运动中突然减速时发生 【答案】D 【详解】惯性是物体具有保持原来运动状态的性质。当小车运动状态突然改变时，木块的上下端运动状态会因摩擦力和惯性出现差异。图甲中，木块与小车一起向前运动，当小车突然加速或启动时，木块下端受摩擦力随小车加速，而木块上端因惯性保持原来的运动状态，因此木块会向后倾倒；图乙中，木块与小车一起向前运动，当小车突然减速或停止时，木块下端受摩擦力随小车减速，而木块上端因惯性保持原来的运动状态，因此木块会向前倾倒，故ABC错误，D正确。 故选D。 题型 阻力对物体运动的影响 ‌1. 抓核心实验操作：题目问“让小车从斜面同一高度由静止滑下”的目的，直接答“控制小车到达水平面时的初速度相同”，这是控制变量法的核心考点，几乎是必考题。 2. 秒判实验方法：看到“通过小车滑行距离判断阻力大小”，对应转换法；看到“控制初速度只改变接触面粗糙程度”，对应控制变量法；看到“假设水平面绝对光滑推导匀速直线运动”，对应实验推理法，三类方法直接对应场景就能快速得分。 3. 结论与推理区分清：实验直接结论是“水平面越光滑，小车受阻力越小，运动距离越远，速度减小越慢”；牛顿第一定律“不受力时物体将匀速直线运动”是推理得出的，绝对不能说可以用实验直接验证。 4. 拓展类题型速解：遇到“该实验还能做什么拓展实验”，直接答两个方向：加木块可探究动能与速度的关系，加刻度尺和秒表可测量平均速度，就能覆盖绝大多数延伸考点。 活学活用 1．如图所示，在“探究运动与力的关系”的实验中，让小车从斜面同一高度由静止滑下，观察和比较小车在不同表面滑行的距离。 (1)实验时，将毛巾和棉布铺在_____（选填“斜面”“水平木板”或“斜面和水平木板”）上。 (2)本实验中，“小车在水平面上滑行的距离”反映的是____（填字母）。此处运用了______法。 A．小车在水平面上所受阻力的大小 B．阻力对小车运动的影响情况 (3)若实验时小车仅在木板表面上滑行时滑出了木板右端，则________（选填“需要”或“不需要”）重做本实验以获取可靠的证据。 (4)从实验现象可推理，若水平面绝对光滑，运动的小车将在水平面上_______。这说明力是___________（选填“改变”或“维持”）物体运动状态的原因。 【答案】(1)水平木板；(2)B；转换；(3)不需要；(4)做匀速直线运动；改变 【详解】（1）实验中，要控制小车进入水平面的速度相同，应使小车从相同斜面的相同高度自由滑下，所以不能将毛巾和棉布铺在斜面上；实验中，要研究不同的阻力对小车运动的影响，所以，要把毛巾和棉布铺在水平木板上来改变小车在水平面上受到的阻力大小。 （2）小车下滑到水平面的速度相同，小车通过的距离越长，说明阻力对运动的影响越大，故在本实验中，“小车在水平面上滑行的距离”反映的是阻力对小车运动的影响情况，采用了转换法。故选B。 （3）若实验时小车仅在木板表面上滑行时滑出了木板右端，说明在木板表面上通过的距离最大，则不需要重做本实验以获取可靠的证据。 （4）木板表面最光滑，小车运动时受到的阻力最小，小车在木板表面上通过的距离最长，速度减小得最慢，从实验现象可推理，若水平面绝对光滑，运动的小车的速度不会变小，将在水平面上做匀速直线运动，物体的运动不需要力去维持，这说明力是改变物体运动状态的原因。 2．下列是对小明和小华观点的分析，其中正确的是（    ） ①小明正确，物体如果不受外力只能处于静止状态； ②小明错误，根据牛顿第一定律可知，物体不受外力作用时，有可能会处于匀速直线运动状态； ③小华正确，物体的运动需要力去维持，运动的物体如果没有外力，它就会停下来； ④小华错误，物体的运动不需要力去维持，运动的物体如果不受任何外力作用会保持匀速直线运动状态。 A．①③ B．只有② C．②④ D．只有④ 【答案】C 【详解】根据牛顿第一定律可知，物体不受外力作用时，有可能会处于匀速直线运动状态或静止状态，所以小明观点错误；根据牛顿第一定律可知，物体的运动不需要力去维持，力是改变物体运动状态的原因，运动的物体如果不受任何外力会保持匀速直线运动状态，所以小华的观点错误。故C正确，ABD错误。故选C。 题型 运动和力的关系 ‌物体不受力或受平衡力时，运动状态不变，保持静止或匀速直线运动；受非平衡力时，运动状态必然改变，速度大小或运动方向会发生变化。要牢记力不是维持运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。 ‌‌活学活用 1．正在空中竖直上升的篮球，如果所受的外力突然全部消失，它将（　　） A．静止 B．加速下落 C．匀速上升 D．先减速上升，后加速下落 【答案】C 【详解】正在空中竖直上升的篮球，具有向上的速度，如果所受的外力突然全部消失，由于惯性，它将保持现在的运动状态，以此时的速度继续向上做匀速直线运动，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．如图所示，桌面上的木块在力F的作用下向右运动，当木块离开桌面的瞬间，它所受的一切外力同时消失，则该木块将（　　） A．静止不动 B．沿竖直方向下落 C．沿图中虚线方向运动 D．水平向右做匀速直线运动 【答案】D 【详解】因为木块在力的作用下向右运动，由牛顿第一定律可知，当一切外力同时消失时，物体将保持外力消失一瞬间的方向和速度做匀速直线运动，即：水平向右匀速直线运动， 故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 题型 惯性 第一步：抓准“质量唯一”原则。惯性是物体的固有属性，大小只和质量有关，和速度、运动状态、受力情况完全无关。看到“速度大惯性大”“静止物体无惯性”这类表述直接判定错误，同时牢记不能说“受到惯性”“惯性力”，只能用“具有惯性”“由于惯性”来描述。 第二步：按固定逻辑拆解惯性现象。先确定研究对象原来的运动状态，再分析外力作用下哪部分的运动状态先改变，最后说明另一部分由于惯性保持原有状态，就能顺理成章得出结论，比如汽车刹车时乘客前倾的现象，按这个顺序表述就不会出错。 第三步：避开“轻物优先”的思维陷阱。遇到水和气泡、钢球和泡沫球这类组合场景时，永远先分析质量大的物体的运动趋势，质量大的物体惯性大，会先向原运动状态方向移动，把质量小的物体挤向反方向，比如小车启动时，水向后挤，气泡就会向前运动。 活学活用 1．如题图所示，公交车上的乘客都拉好了扶手，当车的运动状态突然发生改变时，乘客都向东倾，产生此现象的原因可能是（   ） A．车由静止突然向东启动 B．车匀速前行时突然加速 C．车匀速前行时突然减速 D．匀速倒车时突然减速 【答案】C 【详解】A．公交车由静止突然向东启动，乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向东运动，而上半身由于惯性还保持原来的静止状态，此时乘客会都会向西倾斜，故A不符合题意； B．车匀速前行时突然加速，乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向东运动，而上半身由于惯性还保持原来的匀速运动，此时乘客会都会向西倾斜，故B不符合题意； C．车匀速前行时突然减速，乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向西减速运动，而上半身由于惯性还保持原来的速度运动，此时乘客会都会向东倾斜，故C符合题意； D．匀速倒车时突然减速题，乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向东减速运动，而上半身由于惯性还保持原来的倒车速度运动，此时乘客会都会向西倾斜，故D不符合题意。 故选C。 2. 如图所示，汽车头枕能够在以下几种情境中保护司机（    ） ①前行时突然加速；②前行时突然刹车；③前行时撞上前车；④静止时受到后车撞击；⑤静止时受到前车撞击；⑥倒车时撞到后方物体 A．①③⑤ B．②④⑥ C．①④⑥ D．②④⑤ 【答案】C 【详解】①前行时突然加速，人由于惯性会向后仰，头枕能够对人起到保护作用，故①符合题意； ②前行时突然刹车，人由于惯性会向前倾，安全带可对人起到保护作用，故②不符合题意； ③前行时撞上前车，人由于惯性会向前倾，安全带可对人起到保护作用，故③不符合题意； ④静止时受到后车撞击，车突然加速向前，人由于惯性会向后仰，头枕能够对人起到保护作用，故④符合题意； ⑤静止时受到前车撞击，车突然后退，人由于惯性会向前倾，安全带可对人起到保护作用，故⑤不符合题意； ⑥倒车时撞到后方物体，车突然停止，人由于惯性会向后仰，头枕能够对人起到保护作用，故⑥符合题意； 综上所述，①④⑥的情境中，头枕能够对人起到保护作用，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 基础通关 1．关于牛顿第一定律和惯性，下列说法正确的是（　　） A．牛顿第一定律可以用实验直接验证 B．一切物体都具有惯性 C．牛顿第一定律说明物体的运动需要力来维持 D．不受力的物体只能保持静止状态 【答案】B 【详解】A．牛顿第一定律是推理定律不是实验定律，因此不能通过实验直接验证，故A错误； B．惯性是物体的属性，因此一切物体都具有惯性，故B正确； C．牛顿第一定律说明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C错误； D．根据牛顿第一定律，不受力的物体将处于静止或匀速直线运动状态，故D错误。 故选B。 2．斜向上抛出的小球，运动到最高点，如图所示，如果所有的力都消失，下列说法正确的是（　　） A．小球将做匀速直线运动 B．小球将匀速转动 C．小球将竖直落到地面上 D．小球将处于静止状态 【答案】A 【详解】斜向上抛出的小球运动到最高点时，竖直方向速度减为0，但水平方向仍然存在速度，小球此时不是静止状态。根据牛顿第一定律：物体不受外力作用时，原来运动的物体会保持匀速直线运动状态，原来静止的物体会保持静止状态。因此当所有力消失后，小球会保持原有的水平速度做匀速直线运动，故A正确，BCD错误。 故选A。 3. 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。 4. 在竖直上升的过程中，若绳子突然断裂，站在地面上的人看到物体的运动情况是（　　） A．立即下落 B．停顿片刻后下落 C．向上运动一段距离后下落 D．不能确定 【答案】C 【详解】一氢气球下面用细绳吊着一物体竖直上升的过程中，绳子突然断裂，物体由于惯性会继续向上运动一段时间，同时由于受到竖直向下的重力作用，使得它最终会落回地面，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 5. 下列现象属于利用惯性的是（　　） A．高速路上汽车限速行驶 B．起跑时腿向后用力蹬地 C．人踩到香蕉皮时易滑倒 D．拍打衣服时灰尘脱离衣服 【答案】D 【详解】A．高速路上汽车限速行驶，是为了防止车速过快，在遇到紧急情况时，由于惯性汽车不能及时停下来，导致交通事故，这是防止惯性带来的危害，而不是利用惯性。故A不符合题意； B．起跑时，脚用力向后蹬地，脚给地一个向后的力，因物体间力的作用是相互的，同时地就会给脚一个向前的力，人就会前进，故B不符合题意； C．踩到香蕉皮上时，脚会因为摩擦力减小而突然向前运动，而上身由于惯性仍会保持原来的运动状态，故容易摔倒，是惯性不利的一面，故C不符合题意； D．用手拍衣服时，衣服运动，而灰尘由于惯性仍保持原来的静止状态，所以就从衣服上脱离出来，是利用了惯性现象，故D符合题意。 故选D。 6. 图是小同学在公园里玩滑板车的情形。他站在滑板车上不断蹬地，使滑板车沿水平方向前进，关于此情形，下列说法正确的是（    ） A．不断蹬地使滑板车向前，说明物体的运动需要力来维持 B．停止蹬地滑板车就会停下来，是因为受到了惯性的作用 C．运动中的滑板车如果所受外力全部消失，它将做匀速直线运动 D．当滑板车停下来时，它的惯性将会消失 【答案】C 【详解】A．不断蹬地说明，说明力可以改变物体的运动状态，物体的运动不需要力来维持，故A错误； B．停止蹬地滑板车就会停下来，是因为受到了阻力的作用，阻力改变了滑板车的运动状态，故B错误； C．运动中的车如果所受的力全部消失，由牛顿第一定律可知，其运动状态不变，将做匀速直线运动，故C正确； D．惯性是物体的属性，当滑板车停下来时，仍具有惯性，故D错误。 故选C。 7．如图甲，小强走路时被石头绊了一下，身体向前倾倒，原因是小强被石头绊住时_______（选填“脚”或“上半身”，下空同）停止运动，而__________由于__________仍保持原来的运动状态，所以小强会向前倾倒。如图乙，小华踩到香蕉皮时，脚加速向前运动，而_______（选填“脚”或“上半身”）仍保持原来较小的速度运动，所以小华会向后倾倒。 【答案】 脚 上半身 惯性 上半身 【详解】小强被石头绊住时脚由于受力改变运动状态而停止运动，惯性是保持原来运动状态不变的性质，人的上半身原来处于运动状态，当脚停止运动时，人的上半身由于惯性仍保持原来的运动状态，所以小强会向前倾倒。 小华踩到香蕉皮时，脚加速向前运动，而上半身由于惯性仍保持原来较小的速度运动，所以小华会向后倾倒。 8. 如图甲所示，盛有水的烧杯随小车一起水平向右做______（选填“匀速”“加速”或“减速”）运动；若此时小车突然刹车减速，烧杯中的水面应是图______（选填“乙”或“丙”）中的形状。 【答案】 匀速 丙 【详解】由图甲可知，水在烧杯里很平稳，保持相对静止，因此水、水杯和小车一起向右做匀速直线运动。 若小车突然刹车减速，水由于具有惯性保持原来的运动状态，所以水面向右倾，应该是图丙的形状。 9. 在静止的小车上表面粗糙水平放置一个密封的装有水的瓶子，瓶内有一个小气泡，如图所示，当小车突然向左运动时，瓶内的小气泡相对于瓶子______选填“向左运动”“向右运动”或“保持静止”，理由是：______。 【答案】 向左运动。一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性，惯性的大小只与物体的质量有关。由图中可知，当小车突然向左运动时，由于水的质量大、惯性大，仍保持原来的静止状态，所以水相对于瓶子向右运动，而小气泡的质量小、惯性小，被挤向左边，即小气泡相对于瓶子向左运动。 【详解】见答案。 10. 在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中： (1)让同一小车从斜面的______高度由静止开始滑下，是为了保证小车到达平面时的______相同。 (2)让小车从斜面滑下后在不同水平表面运动，是为了使小车运动时________。 (3)在本实验中，“小车在水平面上运动的距离”反映的是________。 A．小车在水平面上所受阻力大小 B．阻力对小车运动的影响情况 C．小车到达斜面底端的速度大小 (4)若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端，是否需要重做本实验以获取可靠的证据？ 答：__________（选填“需要”或“不需要”）。 (5)可观察到小车在__________表面运动的距离最长，说明小车受到的阻力越__________，速度减小得越__________。 (6)进一步推理可知：如果在水平面上不受阻力，小车将做__________运动。 (7)上述探究实验中用到的科学研究方法有__________和__________。 【答案】(1) 同一；速度；(2)受到的阻力不同；(3)B；(4)不需要； (5) 木板；小；慢；(6)匀速直线；(7)控制变量法；科学推理法 【详解】（1）根据控制变量法的思想，实验中，每次均让同一小车从斜面的同一高度由静止开始滑下，其目的是：使小车每一次在水平面上开始滑行时速度大小相同。 （2）让小车从斜面滑下后在不同水平表面运动，比如毛巾、棉布、木板等，不同表面的粗糙程度不同，对小车产生的摩擦力即阻力不同，所以目的是使小车运动时受到的阻力不同。 （3）在该实验中，改变小车在不同水平表面运动，也就是改变阻力大小，观察小车在水平面上运动的距离变化，通过这个距离变化来反映阻力对小车运动的影响情况；小车在水平面上所受阻力大小通过改变接触面粗糙程度直接改变，不是通过运动距离反映；小车到达斜面底端的速度大小是通过控制从同一高度下滑保证相同，不是由运动距离反映。所以“小车在水平面上运动的距离”反映的是阻力对小车运动的影响情况，故AC不符合题意，B符合题意。故选B。 （4）若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端，不需要重做本实验以获取可靠的证据。因为从毛巾到棉布再到木板，小车滑行距离是逐渐增大的，已经能说明在阻力越小的表面，小车滑行距离越远的趋势，木板表面滑出右端不影响整体趋势的判断。 （5）在实验中，木板表面相对最光滑，对小车的阻力最小，可观察到小车在木板表面运动的距离最长，这说明小车受到的阻力越小，其速度减小得就越慢。 （6）根据实验中阻力越小，其速度减小得就越慢，小车滑行距离越远，进一步推理可知：如果在水平面上不受阻力，小车速度不会减小，那么小车将一直保持原来的速度做匀速直线运动。 （7）在这个探究实验中，控制小车从同一斜面同一高度下滑，保证到达平面时速度相同，研究阻力对小车运动的影响，用到了控制变量法；同时根据实验现象，在实验基础上进一步推理得出不受阻力时小车的运动状态，用到了科学推理法。 素养提升 11．如题图所示，车厢中的a是用绳拴在车厢底部的氢气球，b是用绳挂在车厢顶的金属球，开始时它们和车一起向右做匀速直线运动。若忽然刹车使车做匀减速运动，则下列图中能正确表示刹车期间车内情况的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】开始时金属球、车厢及氢气球有向右的相同速度，突然刹车使车厢做匀减速运动时，由于金属球比车厢内同体积的空气质量大，惯性大，运动状态不易改变，所以金属球相对于车厢向右运动，故b球向右偏；同体积空气的质量比氢气球的质量大，惯性大，运动状态不容易改变，所以空气相对车厢向右运动，推动氢气球相对于车向左运动，因此a向左偏。 故选D。 12．如图所示，下列有关惯性的说法正确的是（　　） A．图甲中汽车正在向右做加速运动 B．图乙中离开手的箭矢由于受到惯性而继续运动 C．图丙中猛击筷子上端，苹果往上运动是利用了苹果的惯性 D．图丁中安全带和安全气囊可以减小惯性从而保证驾驶人的安全 【答案】C 【详解】A．由图甲可知，乘客向汽车前进方向倾倒，说明汽车突然减速，故A错误； B．离开手的箭矢有速度，因为有惯性所以继续向前运动，而不是受到惯性的作用，故B错误； C．猛击筷子上端，苹果由于惯性仍保持原来的静止状态，所以就会出现苹果慢慢向上“走”的现象，故C正确； D．安全带和安全气囊，主要是防止快速行驶的汽车发生碰撞时，人由于惯性向前运动而带来的危害，惯性大小不变，故D错误。 故选C。 13. 水平匀速直线运动的飞机投弹，不计空气阻力，地面上的人看到的情形是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】飞机沿水平方向匀速直线运动时，每投下一炮弹，炮弹由于惯性，会保持原来的运动状态不变，继续向前飞行，三颗炮弹在下落过程中，都是以原来的速度向前运动，同时它们在地球引力的作用下，向下做自由落体运动，故三颗炮弹下落时，在竖直方向上呈上下排列，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 14.（多选题）如图所示，有质量分别为m1和m2的甲、乙两个小球在如图光滑的平板小车上与小车一起在水平地面上做速度为v的匀速直线运动（m1>m2、小车足够长），以下说法中正确的是（　　） A．由于甲球的质量大，所以甲球的惯性大 B．如果小车突然停止，两小球都做匀速直线运动，但甲将追上乙 C．如果小车突然停止，两小球仍然会以速度v做匀速直线运动 D．如果小车突然停止，两小球也会慢慢停下来 【答案】AC 【详解】A．惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大。甲球的质量大于乙球，所以甲球的惯性大于乙球的惯性，故A正确； BCD．小车停止前，两个小球和小车一起在水平地面上做速度为v的匀速直线运动，两个小球和小车具有相同的速度；当小车突然停止时，由于小球在光滑的平板小车上，不受力，因此两个小球由于惯性，还要保持原来大小不变的速度v向右做匀速直线运动，甲球不会追上乙球，故BD错误，C正确。 故选AC。 15. 按要求填空。 （1）如图甲所示，木块置于小车上，在水平拉力F的作用下，小车和木块一起以速度v沿水平地面向右做匀速直线运动（不计空气阻力），则木块对小车的摩擦力的方向是水平向_______，_______（选填“>”、“<”或“=”）F； （2）如图乙所示，上表面水平且光滑的小车上有A、B两个物体，两物体与小车以相同的速度一起向右匀速运动。B在A的正前方，B的质量小于A的质量。假设小车的上表面足够长，不计空气阻力，小车遇到障碍物突然停止后，A、B两物体之间的距离_______（选填“保持不变”、“逐渐变长”或“逐渐变短”），原因是_______。 【答案】（1）右；=；（2）保持不变；A和B具有惯性，且不受阻力，将以相同的速度做匀速直线运动 【详解】（1）木块做匀速直线运动时，水平方向上，向右的拉力与小车对木块向左的摩擦力二力平衡，根据物体间力的作用是相互的可知，木块对小车的摩擦力的方向是水平向右的，且 （2）小车的上表面水平且光滑，物体在小车上表面运动时不受摩擦力，小车遇到障碍物突然停止后，A和B由于具有惯性，会保持原来的运动状态继续运动，又因为在水平方向上A和B都不受力的作用，A和B将保持原来的速度做匀速直线运动，因为A和B的速度相等，所以A、B两物体之间的距离保持不变。 迁移创新 16. 如图所示，密闭车厢内装有水，铝球A沉在水底，材料密度远小于水的B球用细线固定在水中。当该车厢受到水平向右的拉力作用，从静止开始在水平面上向右加速运动时，两球相对于车厢（　　） A．都向右运动 B．都向左运动 C．A向右运动、B向左运动 D．A向左运动、B向右运动 【答案】D 【详解】由题意知，铝球A的质量大，B球的质量小。当该车厢受到水平向右的拉力作用从静止开始在水平面上向右加速运动时，同等情况下，铝球的质量大，惯性大，要保持原来的静止状态，所以向左运动，而B球的质量小，惯性小，水的质量大于B球的质量，水由于惯性向左运动，将B球推向右，故B球随车厢一起向右运动，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 17. （多选题）伽利略通过科学推理，认为如果一切接触面都是光滑的，如图1一个钢珠从斜面的某一高度处由静止滚下，由于只受重力，没有阻力产生能量损耗，那么它必定到达另一斜面的同一高度；如果把斜面放平缓一些，也会出现同样的情况。如果斜面变成水平面，则钢珠达不到同样的高度，会一直保持一种运动状态，永远运动下去，这为牛顿第一定律的提出奠定了基础。下列说法正确的是（   ） A．图1中小钢珠从左侧斜面最高点滑下，如果斜面变水平，小钢珠将做匀速直线运动 B．图1中伽利略通过科学推理和理想化假设得出了“物体的运动不需要力来维持”的结论 C．图2中让小车从斜面的同一高度滑下，是为了控制小车滑到水平面时的速度大小相同 D．图2中小车在木板上滑行的距离较远，是因为小车所受的阻力越小，速度减小得越快 【答案】ABC 【详解】AB．假设一切接触面都是光滑的，图1中小钢珠从左侧斜面最高点滑下，由于只受重力，没有阻力产生能量损耗，那么它必定到达另一斜面的同一高度；如果把斜面放平缓一些，也会出现同样的情况。由此推理，如果斜面变水平，则钢珠达不到同样的高度，会一直保持一种运动状态，永远运动下去，即如果斜面变水平，小钢珠将做匀速直线运动，此时钢珠在水平方向不受力，所以得出“物体的运动不需要力来维持”，故AB正确； C．图2中小车在斜面下滑时做加速运动，让小车从斜面的同一高度滑下，是为了控制小车滑到水平面时的速度大小相同，故C正确； D．图2小车在木板上滑行的距离远，是因为小车所受的阻力小，速度减小得慢，故D错误。 故选ABC。 18. 牛顿在探究“阻力对物体运动的影响”实验后，揭开了物体运动的规律，从而得出了“牛顿第一定律”。实验小组的同学利用如下图所示的装置进行探究。 （1）为使小车每次到达水平面时的速度相等，每次都要让小车从斜面上的_________位置由静止开始自由下滑。 （2）分别选用毛巾、棉布和木板进行实验，目的是通过改变_________从而改变小车在水平面运动时受到的摩擦阻力；实验过程中，应将毛巾、棉布平整地铺在_______段（选填“AB”、“BC”或“AC”）。 （3）由于受到阻力作用，小车在水平面上做减速运动，运动到D点时速度为v1，若此时所受外力突然消失，小车到达E点速度为v2，则两者的大小关系是v1________v2。 （4）伽利略在400多年前的研究思想一直闪耀着理性的光辉。伽利略曾经观测到，钟摆来回摆动的高度是相同的，如图甲。他设想了这样一个实验：在左边一个固定的斜坡上滚下一个球，球又滚上右边不同坡度的斜坡，如果球没有受到摩擦阻力的作用，他认为这个球在右边任何坡度的斜坡上滚到的高度都与起始高度一样，好像这个球“记住”了起始高度。经过进一步思考，伽利略推断，如果右边的斜坡变成平坦，球将会一直匀速滚动下去，如图乙。 请回答： ①像科学家那样“进一步思考”：图丙是伽利略想象的每隔相同时间在右边不同坡度的斜坡上球的位置，他认为当斜坡倾角变小时，小球速度________（选填“减小快”、“减小慢”或“不变”）。于是他大胆推测：当斜坡变成光滑而平坦时，小球将_________运动。这种研究方法是_________。 ②伽利略认为，球匀速滚动是球的“自然运动”状态，“自然运动”是球所具有的属性。在我们今天看来，球的这种属性称为___________。 【答案】（1）相同；（2）水平面的粗糙程度；BC；（3）=；（4）减小慢；做匀速直线；理想实验法；惯性 【详解】（1）实验中要探究“阻力对物体运动的影响”，就要通过控制变量让小车到达水平面的初速度相同，斜面坡度不变，小车从同一高度自由下滑，到达水平面时的速度也就相等。 （2）毛巾表面粗糙程度大，阻力大；木板表面粗糙程度越小，阻力越小，因此选用毛巾、棉布和木板进行实验，目的是通过改变水平面的粗糙程度从而改变小车受到的摩擦阻力。 因为AB段是斜面是用于让小车获得初始速度，BC段是水平面是用于研究阻力对运动的影响。实验过程中，应将毛巾、棉布平整地铺在BC段。 （3）当小车运动到D点时速度为v1，若此时所受外力突然消失，根据牛顿第一定律，小车将保持原来的速度做匀速直线运动。因此，到达E点时的速度v2与v1相等，即。 （4）当斜坡倾角变小时，小球受到的阻力影响减弱，速度减小慢。 当斜坡变成光滑而平坦时,所受到的阻力为零，小球的速度不再变化，小球将做匀速直线运动。 这种在实验基础上进行合理推理的研究方法是理想实验法。 伽利略所说的球的“自然运动”属性，即物体保持原有运动状态不变的性质，在现代物理学中称为惯性。 学科网（北京）股份有限公司1 /10 zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5章 运动和力 第5节 牛顿第一定律 课标要点 通过实验和科学推理,认识牛顿第一定律。能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。 学习重难点 重点：用牛顿第一定律来解释和解决简单的实际问题，初步建立运动与力的关系。 难点：经历牛顿第一定律的科学推理过程，理解惯性并运用惯性解释有关现象。 知识点 牛顿第一定律 1. 探究阻力对物体运动的影响 【实验器材】小车、长木板、斜面、棉布、毛巾、玻璃板、刻度尺等； 【进行实验与收集证据】 （1）在水平木板上铺上毛巾，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在阻力较大的毛巾表面上滑行的距离。 （2）在水平木板上铺上棉布，让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在阻力较小的棉布表面上滑行的距离。 （3）让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在更光滑的木板表面上滑行的距离。 实验记录表 表面材料 阻力大小 小车运动距离 小车速度减小情况 毛巾 大 短 比较快 棉布 中 比较长 比较慢 木板 小 最长 最慢 【分析论证】 上述实验中，小车在水平面滑行的距离与小车受到的摩擦力有关。水平面越光滑，小车在水平面上滑行时所受的摩擦力越小，滑行距离也越 。 对以上实验结论进一步推理得出：假设水平面是光滑的，小车不受摩擦力，它会保持刚进入水平面时的速度大小和方向一直运动下去，做 运动。由此可以说明伽利略的说法是正确的，即物体的运动 力来维持。（选填“需要”或“不需要”） 【实验结论】运动物体受到的阻力越小，速度减小得越慢，运动得越远。若运动的物体不受阻力，物体的运动速度将不会减小，将保持做匀速直线运动。 2. 牛顿第一定律 （1）伽利略斜面理想实验 意大利物理学家伽利略设想小球从一个光滑斜面上A处由静止滑下并滑上第二个光滑斜面，小球应当能到达与A等高的B处。若逐渐减小右边斜面的坡度，小球在到达与A等高处之前滑行的距离越来越长。若将右边斜面放平，根据上述推理，小球因无法到达与A处等高的位置，将在光滑的水平面上一直滑下去，永远不会停下来。由此，伽利略否定了亚里士多德的说法。 （2）牛顿第一定律 英国著名物理学家牛顿在伽利略等科学家研究的基础上，得出牛顿第一定律： 一切物体总保持 状态或 状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种运动状态。 （3）对牛顿第一定律的理解 ①“一切物体”说明该定律对所有物体都是普遍适用的，不论固体、液体，还是气体。 ②“物体不受力”是一种理想状态，在现实生活中这种理想状态不存在。题图中被球杆击出的高尔夫球，虽然做近似的匀速直线运动，但它在水平方向上仍受到一定的阻力，所以最终一定会停下。事实上，物体总是受到力的作用 ，比如在地球表面附近的一切物体都受到重力的作用，但只要物体所受合力为 ，物体就能保持静止或匀速直线运动状态。 ③ “或”指两种状态必居其一，不能同时存在。也就是说，物体如果没有受到力的作用，原来静止的物体仍保持 状态，而原来运动的物体将保持原来的速度大小和方向继续做 运动。 ④牛顿第一定律不是实验定律，而是在大量经验事实的基础上，通过进一步的 概括出来的。由该定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验，因此它已经成为公认的物理学基本定律之一。 ⑤牛顿第一定律说明了力和运动的关系：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，若不受力，则运动状态不改变；如果物体的运动状态发生了改变，则物体一定受到了力的作用。 易错提醒 探究“阻力对物体运动的影响”用到的物理方法 1. 控制变量法：控制小车从斜面上同一高度处由静止释放，使小车到斜面底端时具有相同的初速度； 2. 科学推理法：若小车不受阻力时，小车的速度将不会减小，将永远做匀速直线运动。 随学随练 1．如图是小程同学玩滑板车的情景，下列说法正确的是（　　） A．运动的滑板车最终停下来是因为不再受力的作用 B．如果运动的滑板车受到的外力全部消失，它将停止运动 C．蹬地使滑板车加速运动，说明力可以改变物体的运动状态 D．只有不断蹬地滑板车才能继续运动，说明物体的运动需要力来维持 2．在探究“阻力对物体运动的影响”实验时，让小车从斜面的同一高度由静止滑下，观察小车沿不同材料的水平表面上滑行的距离，如图所示。 (1)让小车从斜面的同一高度由静止滑下，是为了使小车到达水平面时的_________相同。 (2)根据实验现象，可推理得出：若水平面绝对光滑时，小车将在水平面做_________运动。 知识点 惯性 1. 惯性 （1）惯性：物理学中把物体保持原来运动状态 的性质叫做惯性。 （2）对惯性的理解 ①惯性的普遍性：一切物体在任何情况下都具有惯性。 ②惯性大小的决定因素：惯性的大小是由物体的 决定的，质量越大，惯性越大，而与物体的形状、运动状态、所处位置、受力情况等外界因素无关。 ③惯性与牛顿第一定律的区别：惯性是物体本身的一种属性，而牛顿第一定律是物体不受力（或所受合力为零）时遵循的运动定律。任何物体在任何情况下都具有惯性，牛顿第一定律只有物体不受力时才成立。 2. 利用惯性解释有关现象 （1）用惯性解释有关现象的方法 ①明确研究物体开始处于怎样的状态（静止或运动）； ②观察这个物体（或物体的某一部分）受到外力作用运动状态发生了怎样的变化。 ③说明研究物体由于惯性要保持原来的状态（静止或运动），从而得出物体运动的变化情况。 （2）实例分析 ①跑动中的人，脚被绊住，为什么会向前倒？ 分析：跑动中的人整个身体向前运动，当脚被绊住后停止运动，而上半身由于惯性，仍要保持原来的 状态，继续向前运动，所以人向前摔倒。 ②如图所示，拨动簧片，把小球与支座之间的金属片弹出时，小球并没有随金属片飞出。你能说说发生这一现象的原因吗？ 分析：静止的小球没有受到击打力的作用，有保持原有 状态的性质，所以没有随金属片飞出，而是落入支座上的凹槽中。 3. 惯性的利用 （1）跳远或跳高：跳远或跳高运动员快速助跑后，飞身一跃，利用自身的惯性，在空中继续前进，以提高成绩。 （2）锤头变紧的方法：锤子的锤头变松了，人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上，这是因为锤柄突然停止时，锤头由于惯性会继续向下运动，这样锤头就会牢牢地套在锤柄上了。 （3）投铅球、篮球或标枪：运动员在投铅球、篮球或标枪时，尽量提高物体脱离手时的运动速度，当物体离开手后由于具有惯性会继续运动；离手时速度越大，在其他条件相同的情况下通常运动得越远。 4. 惯性的危害和防范 例如交通事故的发生，多数是由于惯性造成的。例如，行驶的车辆在遇到紧急情况下刹车后，即使轮子不转了，但是由于惯性，汽车还会向前滑动一段距离，如果此时前面有车子离得太近，就会发生交通事故。所以许多汽车安装安全气囊；乘坐交通工具时要系安全带；车辆行驶要限载限速并保持安全距离。 易错提醒 区分惯性与力 概念 惯性 力 意义 不同 惯性是物体自身的性质，始终具有；与外界条件无关 力是物体对物体的作用，物体间有相互作用时才有，一个物体不会产生力 要素 不同 惯性只有大小，大小与质量有关 力不仅有大小，还有方向和作用点 效果 不同 保持物体运动状态不变 改变物体的运动状态 表述 不同 应说“由于惯性”“具有惯性”，不能说成“惯性力”“受到惯性”“受到惯性作用”等 应说“受到力”“施加力”“在力的作用下”等 随学随练 1．《考工记》中有“马力既竭，辀犹能一取焉”，意思是马对车不施加拉力了，车还能继续向前运动，这是关于惯性的最早记述。关于马车的惯性，下列说法正确的是（　　） A．马的拉力改变时，马车的惯性改变 B．车无论是否受力，马车都具有惯性 C．马车运动的越快，马车的惯性越大 D．撤去拉力后，马车受到惯性的作用 2．如图是载着木块的小车向右运动过程中发生的现象。下列说法正确的是（    ） A．都是在小车突然停止时发生 B．都是在小车突然启动时发生 C．图甲是小车在运动中突然减速时发生 D．图乙是小车在运动中突然减速时发生 题型 阻力对物体运动的影响 ‌1. 抓核心实验操作：题目问“让小车从斜面同一高度由静止滑下”的目的，直接答“控制小车到达水平面时的初速度相同”，这是控制变量法的核心考点，几乎是必考题。 2. 秒判实验方法：看到“通过小车滑行距离判断阻力大小”，对应转换法；看到“控制初速度只改变接触面粗糙程度”，对应控制变量法；看到“假设水平面绝对光滑推导匀速直线运动”，对应实验推理法，三类方法直接对应场景就能快速得分。 3. 结论与推理区分清：实验直接结论是“水平面越光滑，小车受阻力越小，运动距离越远，速度减小越慢”；牛顿第一定律“不受力时物体将匀速直线运动”是推理得出的，绝对不能说可以用实验直接验证。 4. 拓展类题型速解：遇到“该实验还能做什么拓展实验”，直接答两个方向：加木块可探究动能与速度的关系，加刻度尺和秒表可测量平均速度，就能覆盖绝大多数延伸考点。 活学活用 1．如图所示，在“探究运动与力的关系”的实验中，让小车从斜面同一高度由静止滑下，观察和比较小车在不同表面滑行的距离。 (1)实验时，将毛巾和棉布铺在_____（选填“斜面”“水平木板”或“斜面和水平木板”）上。 (2)本实验中，“小车在水平面上滑行的距离”反映的是____（填字母）。此处运用了______法。 A．小车在水平面上所受阻力的大小 B．阻力对小车运动的影响情况 (3)若实验时小车仅在木板表面上滑行时滑出了木板右端，则________（选填“需要”或“不需要”）重做本实验以获取可靠的证据。 (4)从实验现象可推理，若水平面绝对光滑，运动的小车将在水平面上_______。这说明力是___________（选填“改变”或“维持”）物体运动状态的原因。 2．下列是对小明和小华观点的分析，其中正确的是（    ） ①小明正确，物体如果不受外力只能处于静止状态； ②小明错误，根据牛顿第一定律可知，物体不受外力作用时，有可能会处于匀速直线运动状态； ③小华正确，物体的运动需要力去维持，运动的物体如果没有外力，它就会停下来； ④小华错误，物体的运动不需要力去维持，运动的物体如果不受任何外力作用会保持匀速直线运动状态。 A．①③ B．只有② C．②④ D．只有④ 题型 运动和力的关系 ‌物体不受力或受平衡力时，运动状态不变，保持静止或匀速直线运动；受非平衡力时，运动状态必然改变，速度大小或运动方向会发生变化。要牢记力不是维持运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。 ‌‌活学活用 1．正在空中竖直上升的篮球，如果所受的外力突然全部消失，它将（　　） A．静止 B．加速下落 C．匀速上升 D．先减速上升，后加速下落 2．如图所示，桌面上的木块在力F的作用下向右运动，当木块离开桌面的瞬间，它所受的一切外力同时消失，则该木块将（　　） A．静止不动 B．沿竖直方向下落 C．沿图中虚线方向运动 D．水平向右做匀速直线运动 题型 惯性 第一步：抓准“质量唯一”原则。惯性是物体的固有属性，大小只和质量有关，和速度、运动状态、受力情况完全无关。看到“速度大惯性大”“静止物体无惯性”这类表述直接判定错误，同时牢记不能说“受到惯性”“惯性力”，只能用“具有惯性”“由于惯性”来描述。 第二步：按固定逻辑拆解惯性现象。先确定研究对象原来的运动状态，再分析外力作用下哪部分的运动状态先改变，最后说明另一部分由于惯性保持原有状态，就能顺理成章得出结论，比如汽车刹车时乘客前倾的现象，按这个顺序表述就不会出错。 第三步：避开“轻物优先”的思维陷阱。遇到水和气泡、钢球和泡沫球这类组合场景时，永远先分析质量大的物体的运动趋势，质量大的物体惯性大，会先向原运动状态方向移动，把质量小的物体挤向反方向，比如小车启动时，水向后挤，气泡就会向前运动。 活学活用 1．如题图所示，公交车上的乘客都拉好了扶手，当车的运动状态突然发生改变时，乘客都向东倾，产生此现象的原因可能是（   ） A．车由静止突然向东启动 B．车匀速前行时突然加速 C．车匀速前行时突然减速 D．匀速倒车时突然减速 2. 如图所示，汽车头枕能够在以下几种情境中保护司机（    ） ①前行时突然加速；②前行时突然刹车；③前行时撞上前车；④静止时受到后车撞击；⑤静止时受到前车撞击；⑥倒车时撞到后方物体 A．①③⑤ B．②④⑥ C．①④⑥ D．②④⑤ 基础通关 1．关于牛顿第一定律和惯性，下列说法正确的是（　　） A．牛顿第一定律可以用实验直接验证 B．一切物体都具有惯性 C．牛顿第一定律说明物体的运动需要力来维持 D．不受力的物体只能保持静止状态 2．斜向上抛出的小球，运动到最高点，如图所示，如果所有的力都消失，下列说法正确的是（　　） A．小球将做匀速直线运动 B．小球将匀速转动 C．小球将竖直落到地面上 D．小球将处于静止状态 3. 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 4. 在竖直上升的过程中，若绳子突然断裂，站在地面上的人看到物体的运动情况是（　　） A．立即下落 B．停顿片刻后下落 C．向上运动一段距离后下落 D．不能确定 5. 下列现象属于利用惯性的是（　　） A．高速路上汽车限速行驶 B．起跑时腿向后用力蹬地 C．人踩到香蕉皮时易滑倒 D．拍打衣服时灰尘脱离衣服 6. 图是小同学在公园里玩滑板车的情形。他站在滑板车上不断蹬地，使滑板车沿水平方向前进，关于此情形，下列说法正确的是（    ） A．不断蹬地使滑板车向前，说明物体的运动需要力来维持 B．停止蹬地滑板车就会停下来，是因为受到了惯性的作用 C．运动中的滑板车如果所受外力全部消失，它将做匀速直线运动 D．当滑板车停下来时，它的惯性将会消失 7．如图甲，小强走路时被石头绊了一下，身体向前倾倒，原因是小强被石头绊住时_______（选填“脚”或“上半身”，下空同）停止运动，而__________由于__________仍保持原来的运动状态，所以小强会向前倾倒。如图乙，小华踩到香蕉皮时，脚加速向前运动，而_______（选填“脚”或“上半身”）仍保持原来较小的速度运动，所以小华会向后倾倒。 8. 如图甲所示，盛有水的烧杯随小车一起水平向右做______（选填“匀速”“加速”或“减速”）运动；若此时小车突然刹车减速，烧杯中的水面应是图______（选填“乙”或“丙”）中的形状。 9. 在静止的小车上表面粗糙水平放置一个密封的装有水的瓶子，瓶内有一个小气泡，如图所示，当小车突然向左运动时，瓶内的小气泡相对于瓶子______选填“向左运动”“向右运动”或“保持静止”，理由是：______。 10. 在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中： (1)让同一小车从斜面的______高度由静止开始滑下，是为了保证小车到达平面时的______相同。 (2)让小车从斜面滑下后在不同水平表面运动，是为了使小车运动时________。 (3)在本实验中，“小车在水平面上运动的距离”反映的是________。 A．小车在水平面上所受阻力大小 B．阻力对小车运动的影响情况 C．小车到达斜面底端的速度大小 (4)若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端，是否需要重做本实验以获取可靠的证据？ 答：__________（选填“需要”或“不需要”）。 (5)可观察到小车在__________表面运动的距离最长，说明小车受到的阻力越__________，速度减小得越__________。 (6)进一步推理可知：如果在水平面上不受阻力，小车将做__________运动。 (7)上述探究实验中用到的科学研究方法有__________和__________。 素养提升 11．如题图所示，车厢中的a是用绳拴在车厢底部的氢气球，b是用绳挂在车厢顶的金属球，开始时它们和车一起向右做匀速直线运动。若忽然刹车使车做匀减速运动，则下列图中能正确表示刹车期间车内情况的是（　　） A． B． C． D． 12．如图所示，下列有关惯性的说法正确的是（　　） A．图甲中汽车正在向右做加速运动 B．图乙中离开手的箭矢由于受到惯性而继续运动 C．图丙中猛击筷子上端，苹果往上运动是利用了苹果的惯性 D．图丁中安全带和安全气囊可以减小惯性从而保证驾驶人的安全 13. 水平匀速直线运动的飞机投弹，不计空气阻力，地面上的人看到的情形是（　　） A． B． C． D． 14.（多选题）如图所示，有质量分别为m1和m2的甲、乙两个小球在如图光滑的平板小车上与小车一起在水平地面上做速度为v的匀速直线运动（m1>m2、小车足够长），以下说法中正确的是（　　） A．由于甲球的质量大，所以甲球的惯性大 B．如果小车突然停止，两小球都做匀速直线运动，但甲将追上乙 C．如果小车突然停止，两小球仍然会以速度v做匀速直线运动 D．如果小车突然停止，两小球也会慢慢停下来 15. 按要求填空。 （1）如图甲所示，木块置于小车上，在水平拉力F的作用下，小车和木块一起以速度v沿水平地面向右做匀速直线运动（不计空气阻力），则木块对小车的摩擦力的方向是水平向_____，_____（选填“>”、“<”或“=”）F； （2）如图乙所示，上表面水平且光滑的小车上有A、B两个物体，两物体与小车以相同的速度一起向右匀速运动。B在A的正前方，B的质量小于A的质量。假设小车的上表面足够长，不计空气阻力，小车遇到障碍物突然停止后，A、B两物体之间的距离_______（选填“保持不变”、“逐渐变长”或“逐渐变短”），原因是_______。 迁移创新 16. 如图所示，密闭车厢内装有水，铝球A沉在水底，材料密度远小于水的B球用细线固定在水中。当该车厢受到水平向右的拉力作用，从静止开始在水平面上向右加速运动时，两球相对于车厢（　　） A．都向右运动 B．都向左运动 C．A向右运动、B向左运动 D．A向左运动、B向右运动 17. （多选题）伽利略通过科学推理，认为如果一切接触面都是光滑的，如图1一个钢珠从斜面的某一高度处由静止滚下，由于只受重力，没有阻力产生能量损耗，那么它必定到达另一斜面的同一高度；如果把斜面放平缓一些，也会出现同样的情况。如果斜面变成水平面，则钢珠达不到同样的高度，会一直保持一种运动状态，永远运动下去，这为牛顿第一定律的提出奠定了基础。下列说法正确的是（   ） A．图1中小钢珠从左侧斜面最高点滑下，如果斜面变水平，小钢珠将做匀速直线运动 B．图1中伽利略通过科学推理和理想化假设得出了“物体的运动不需要力来维持”的结论 C．图2中让小车从斜面的同一高度滑下，是为了控制小车滑到水平面时的速度大小相同 D．图2中小车在木板上滑行的距离较远，是因为小车所受的阻力越小，速度减小得越快 18. 牛顿在探究“阻力对物体运动的影响”实验后，揭开了物体运动的规律，从而得出了“牛顿第一定律”。实验小组的同学利用如下图所示的装置进行探究。 （1）为使小车每次到达水平面时的速度相等，每次都要让小车从斜面上的_________位置由静止开始自由下滑。 （2）分别选用毛巾、棉布和木板进行实验，目的是通过改变_________从而改变小车在水平面运动时受到的摩擦阻力；实验过程中，应将毛巾、棉布平整地铺在_______段（选填“AB”、“BC”或“AC”）。 （3）由于受到阻力作用，小车在水平面上做减速运动，运动到D点时速度为v1，若此时所受外力突然消失，小车到达E点速度为v2，则两者的大小关系是v1________v2。 （4）伽利略在400多年前的研究思想一直闪耀着理性的光辉。伽利略曾经观测到，钟摆来回摆动的高度是相同的，如图甲。他设想了这样一个实验：在左边一个固定的斜坡上滚下一个球，球又滚上右边不同坡度的斜坡，如果球没有受到摩擦阻力的作用，他认为这个球在右边任何坡度的斜坡上滚到的高度都与起始高度一样，好像这个球“记住”了起始高度。经过进一步思考，伽利略推断，如果右边的斜坡变成平坦，球将会一直匀速滚动下去，如图乙。 请回答： ①像科学家那样“进一步思考”：图丙是伽利略想象的每隔相同时间在右边不同坡度的斜坡上球的位置，他认为当斜坡倾角变小时，小球速度________（选填“减小快”、“减小慢”或“不变”）。于是他大胆推测：当斜坡变成光滑而平坦时，小球将_________运动。这种研究方法是_________。 ②伽利略认为，球匀速滚动是球的“自然运动”状态，“自然运动”是球所具有的属性。在我们今天看来，球的这种属性称为___________。 学科网（北京）股份有限公司1 /10 zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $