4.1 牛顿第一定律（分层作业）物理人教版必修第一册

4.1 牛顿第一定律（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、理想实验的魅力 二、牛顿第一定律 三、惯性与质量 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、理想实验的魅力 1．（25-26高一上·湖南湘潭·期末）如图所示，小球从左侧斜面上的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减小的材料，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。对三次实验结果进行对比，可以得到的最直接的结论是（　　） A. 若斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置 B. 若小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变 C. 小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小 D. 若小球不受力，它将一直保持匀速直线运动状态或静止状态 【答案】A 【详解】A．实验中，斜面的粗糙程度逐渐减小，意味着小球受到的摩擦力逐渐减小。观察到小球上升的最高位置1、2、3依次升高，越来越接近起始点O的高度。通过这个趋势可以合理推断，如果摩擦力减小到零，即斜面完全光滑，小球将不会有机械能损失，因此会上升到与O点等高的位置。这是对实验结果进行理想化外推得出的最直接的结论，故A正确； B．小球在运动过程中受到重力、支持力和摩擦力（不为零时）的作用，其速度大小和方向都在改变，即运动状态在改变。这个结论是正确的，但它描述的是任何一次实验中的普遍现象，而不是通过对比三次实验结果得出的最直接结论。对比三次实验的核心在于研究摩擦力对运动的影响，故B错误； C．该实验中没有改变小球的质量，也没有保证小球受到的力一定，因此无法得出加速度与质量、力的关系，即牛顿第二定律，故C错误； D．该实验是伽利略的理想斜面实验，是引出牛顿第一定律（惯性定律）的基础。但实验本身并不能直接得出“若小球不受力，它将一直保持匀速直线运动状态或静止状态”这个结论。这个结论是在选项A的基础上，进一步将斜面倾角减小至零进行理想化推论才能得到的。因此，相对于本实验的直接观察和推断，A是更直接的结论，故D错误。 故选A。 2．（25-26高一上·河北石家庄精英·调研测试）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。如图是现代所做的伽利略斜面实验的频闪照片（组合图），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. 小球沿斜面向上运动越来越慢，主要是摩擦作用的影响 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．该实验反驳了亚里士多德的观点，A错误； B．现实世界中无法制造严格意义上“无摩擦”的实验装置，B错误； C．小球沿斜面向上运动越来越慢，主要是受重力的影响，C错误； D．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，故D正确。 故选D。 3．（25-26高一上·吉林九台区·月考）理想实验有时能更深刻地反映自然规律，如图所示是伽利略设计的一个理想实验： ①如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度； ②继续减小右边斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面做匀速直线运动； ③减小右边斜面的倾角，小球仍然要达到原来的高度； ④在两个对接的斜面上，让静止的小球沿左边的斜面滚下，小球将滚上右边的斜面。 上述关于理想实验的描述中，有的属于可靠的事实，有的是理想化的推论，下列关于事实和推论的分类正确的是（　　） A. ①是事实、②、③和④是推论 B. ②是事实、①、③和④是推论 C. ③是事实、①、②和④是推论 D. ④是事实，①、②和③是推论 【答案】D 【详解】关于理想实验的描述中，有的属于可靠的事实，有的是理想化的推论．则④是事实，①、②和③是推论，①中不可能没有摩擦；③有摩擦是不可能达到原来高度的；②即使水平也不可能匀速运动。 故选D。 4．（25-26高一上·湖北松滋·期末）在伽利略的理想斜面实验中，关于实验操作和结论的说法正确的是（　　） A. 该实验说明力是维持物体运动的原因 B. 该实验为牛顿第一定律的提出提供了依据 C. 该实验是理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础，故其结果并不可信 D. 伽利略通过该实验直接得出了牛顿第一定律 【答案】B 【详解】A. 伽利略的理想斜面实验表明，物体在不受外力作用时将保持匀速直线运动或静止状态，从而反驳了“力是维持物体运动的原因”的观点，故A错误； B. 该实验通过理想化推理，揭示了物体运动的惯性特性，为牛顿第一定律的提出奠定了实验和理论基础，故B正确； C. 该实验虽为理想实验，但基于伽利略的实际斜面小球滚动实验，其结果科学可信，并被物理学界广泛接受，故C错误； D. 伽利略通过实验得出了惯性原理的初步结论，但牛顿第一定律是由牛顿在伽利略等前人工作基础上总结提出的，故D错误。 故选B。 5．（24-25高一上·山西吕梁·调研测试）伽利略的“理想斜面实验”揭示了力与运动的关系。关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是（　　） A. 完全是想象的，没有以事实为基础 B. 有一定的事实依据，但只是一种科学的假设，不能反映事物本质 C. 用现代实验手段可以验证伽利略的理想实验 D. 是以可靠事实为基础，经过科学抽象，深刻反映自然规律的“实验” 【答案】D 【详解】伽利略的“理想斜面实验”中，当小球从第一个斜面上某一高度滚下时，减小第二个斜面的倾角，小球的高度几乎不变，但在第二个斜面上运动的距离越来越大，据此推断出了当第二个斜面为水平面时，小球会永远运动下去。但事实上他认为这种情况，是不可能通过实验做出来的。一方面阻力永远存在，另一方面第二个斜面也不可能做到无限长，因此伽利略的实验结果是在一定的事实的基础上，经过逻辑推理得出来的，这样的实验永远不可能通过实验手段来验证。 故选D。 6．（25-26高一上·河南许昌·质量检测）伽利略是意大利伟大的物理学家，他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。伽利略的理想斜面实验为牛顿第一定律的建立奠定了基础。理想斜面实验如图所示，它的意义在于（　　） A. 证明了力不是维持物体运动的原因 B. 证明了物体的运动需要力来维持 C. 证明了沿斜面滚下的小球，能滚到另一个斜面上相同的高度 D. 证明了沿斜面滚下的小球，到了水平面上就做匀速直线运动 【答案】A 【详解】伽利略的理想斜面实验证明力不是维持物体运动的原因，没有力作用的物体能保持原来的运动状态。 故选A。 二、牛顿第一定律 7．（24-25高一上·新疆喀什地区莎车县·期末）关于牛顿第一定律，下列理解不正确的是（　　） A. 牛顿第一定律反映了物体不受外力作用或外力为零时的运动规律 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运动的结果 D. 奔跑的运动员由于遇到障碍而被绊倒，这是因为运动员具有惯性 【答案】C 【详解】AB．牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的运动规律，即总保持匀速直线运动状态或静止状态，故AB正确，不符合题意； C．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的原因，在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于受到摩擦阻力的作用，故C错误，符合题意； D．奔跑的运动员遇到障碍而被绊倒，是因为运动员具有惯性，故D正确，不符合题意； 本题选择错误选项；故选C。 8．（多选）关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（　　） A. 牛顿第一定律说明力是使物体运动的原因 B. 牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因 C. 实际上不存在不受外力作用的物体，所以牛顿第一定律没有意义 D. 物体的运动不需要力来维持 【答案】BD 【详解】ABD．牛顿第一定律指出一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。说明运动不需要力来维持，力的作用效果是改变了物体的运动状态。A错误，BD正确； C．虽然现实中不存在完全不受外力的物体，但牛顿第一定律通过理想实验揭示了物体运动的本质规律，其推论具有实际意义，故C错误； 故选BD。 9．（26-27高三上·山东泰安新泰·质量检测）2026年，我国某型物流无人机在无风条件下沿水平方向做匀速直线飞行，机舱内放置的一只包装箱随无人机一起运动，包装箱与机舱之间没有相对滑动。若某时刻包装箱所受的力突然全部消失，则此后包装箱（        ） A. 立即停止运动 B. 做加速度逐渐减小的直线运动 C. 沿原方向做匀速直线运动 D. 沿水平方向做匀加速直线运动 【答案】C 【详解】根据牛顿第一定律，可知包装箱受力消失前，随无人机沿水平方向做匀速直线运动，受力全部消失后合力为0，将保持原有运动状态，继续沿原方向做匀速直线运动。 故选C。 10．（25-26高一上·江西九江·期末）（多选）关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（　　） A. 牛顿第一定律可以通过实验直接验证 B. 物体的运动状态改变，其惯性一定会发生改变 C. 牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因 D. 伽利略通过理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因 【答案】CD 【详解】A．牛顿第一定律不能通过实验直接验证，故A错误； B．因惯性只与质量有关，物体的运动状态改变指的是速度改变，则其惯性不一定会发生改变，故B错误； C．牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因，故C正确； D．伽利略通过理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因，故D正确。 故选CD。 11．（24-25高一上·吉林“BEST合作体”·期末）（多选）关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（　　） A. 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 B. 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 C. 牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能直接用实验验证 D. 牛顿第一定律说明力是改变惯性的原因 【答案】ABC 【详解】A．安全带的作用是防止汽车刹车时人由于惯性仍向前运动而发生危险，故A正确； B．牛顿第一定律是牛顿在伽利略和笛卡儿工作的基础上总结出来的，故B正确； C．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能直接用实验验证，故C正确； D．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因，故D错误。 故选ABC。 12．（25-26高一上·湖北咸宁赤壁·期末）人类对力与运动的关系的认识经历了一个漫长的过程，下列关于力与运动的观点和认识，正确的是（　　） A. “强弩之末，势不能穿鲁缟也”说明弓箭的惯性与速度有关 B. 亚里士多德的理想实验和科学推理证实了力是改变物体运动状态的原因 C. 牛顿第一定律揭示了一切物体不受力时的运动状态是静止状态或匀速直线运动状态 D. 牛顿的理想斜面实验的本质是想象着把实际中存在的，影响物体运动的摩擦力去掉，抓住事物的本质 【答案】C 【详解】A．“强弩之末，势不能穿鲁缟也”，描述箭的速度减小，导致动能不足，无法穿透薄绢。惯性是物体固有属性，只与质量有关，与速度无关，故A错误； B．亚里士多德认为力是维持运动的原因，而非改变运动状态的原因；伽利略的理想实验推翻了亚里士多德的观点，而牛顿总结出牛顿运动定律，才明确了力是改变物体运动状态的原因，故B错误； C．牛顿第一定律（惯性定律）指出：一切物体不受外力作用时，总保持静止或匀速直线运动状态，故C正确； D．理想斜面实验由伽利略提出，通过想象去除摩擦力以揭示运动本质，故D错误。 故选C。 三、惯性与质量 13．（25-26高一上·云南昆明官渡区·质量监测）春秋战国时期的《考工记·辀人篇》中有“马力既竭，辀犹能一取焉”的记载，意思是马拉车的时候，马虽然对车不再施力了，但车还能继续前行一段距离后才停下。关于这一过程，下列说法正确的是（　　） A. 车的惯性随速度减小而减小 B. 车最终停下，说明惯性消失 C. 力是维持物体运动状态的原因 D. 车能继续前行是因为车具有惯性 【答案】D 【详解】A．惯性大小仅取决于质量，与速度无关，速度减小但质量不变，故惯性不变，故A错误； B．惯性是物体的固有属性，不会消失，车停下是因外力作用，并非惯性消失，故B错误； C．力是改变物体运动状态的原因，而非维持运动状态的原因。物体运动无需力维持，故C错误； D．由于惯性，车继续前行一段距离后才停下，故D正确。 故选D。 14．（24-25高一下·河南三门峡卢氏县·期末）下列关于惯性的说法，错误的是（　　） A. 惯性是物体的固有属性 B. 质量越大，惯性越大 C. 速度越大，惯性越大 D. 惯性与物体的运动状态无关 【答案】C 【详解】A．惯性是一切物体的固有属性，任何物体在任何状态下都具有惯性，故A正确； B．质量是惯性大小的唯一量度，物体质量越大，惯性越大，故B正确； C．惯性大小仅由质量决定，与物体的速度大小没有关系，故C错误； D．惯性只和物体的质量有关，与物体的运动状态（速度大小、运动方向等）均无关，故D正确。 本题选错误选项，故选C。 15．某人乘坐地铁1号线去往福州南站，他在保证不影响其他乘客和地铁列车正常行驶的条件下设计了如图所示的简易装置。他将细线一端系在竖直把手的顶端，另一端系在钢笔顶端的笔帽上。匀速直线运动时，线与笔自然下垂处于竖直状态。在一段直线运动过程中，他拍摄了两张照片如图甲、乙所示，此过程地铁速度方向在图中已标出，则甲图中地铁速度大小　　　　　　（填“增大”“减小”或“不变”），乙图中地铁速度大小　　　　　　（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】① 减小    ② 增大 【详解】[1][2]由于甲图中笔帽摆动的方向与地铁运动方向相同，地铁做减速运动；乙图中笔帽摆动的方向与地铁运动方向相反，说明地铁做加速运动。 16．请你用惯性的知识来解释一下为什么在足球场上奔跑的人被绊倒时是向前趴着倒下，而在雪地上慢走的人滑倒时，则多是向后仰着摔倒（如图）？ 【答案】 见解析 【详解】奔跑的人原本处于向前运动的状态，脚被绊倒时，脚突然受到阻力停止运动，但人的上半身由于惯性，仍然保持原来向前的运动状态，因此人会向前趴着倒下。 慢走的人整体原本保持较慢的向前运动状态，雪地摩擦力很小，脚因摩擦力过小无法及时减速而向前运动，人的上半身由于惯性，仍然保持原来较慢的向前运动状态，速度小于脚的运动速度，因此人会向后仰着摔倒。 17．（25-26高二上·浙江杭州钱塘区杭四吴山·期中）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。 18．（24-25高一上·云南景洪·期末）（多选）人类对运动与力的关系的认识经历了漫长的历史过程。下列关于物体运动与力的说法中正确的是（        ） A. 轰炸机经过静止在地面上的目标正上方时投下炸弹，恰好能击中目标 B. 根据牛顿第一定律可知：力是改变物体运动状态的原因 C. 我国道路交通安全法规定，在各种小型车辆里乘坐的人必须系好安全带，是为了减小惯性 D. 被抛出的小球，尽管速度的大小和方向都改变了，但惯性不变 【答案】BD 【详解】A．轰炸机水平匀速飞行，炸弹被投下后由于惯性，在水平方向上保持与轰炸机相同的速度，因此炸弹在轰炸机正下方，若经过静止在地面上的目标正上方时投下炸弹，炸弹落地时会落在目标前方，无法击中目标，故A错误； B．牛顿第一定律揭示了力与运动的关系，说明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，故B正确； C．惯性的大小只与物体的质量有关，系安全带是为了防止因刹车等原因导致的惯性伤害，并不能减小惯性，故C错误； D．惯性只与物体的质量有关，被抛出的小球由于质量不变，所以惯性不变，故D正确。 故选BD。 【B 能力提升题】 19．（24-25高一上·北京延庆区·期末）伽利略在研究力和运动的关系的时候，设计了如下理想实验：①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；②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；③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。伽利略由这个理想实验得到的结论是（　　） A. 物体每次运动的路程是相同的 B. 力不是维持物体运动的原因 C. 如果物体不受到力，就不会运动 D. 如果物体受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小 【答案】B 【详解】伽利略的理想斜面实验说明物体的运动不需要力来维持，如果没有摩擦，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。 故选B。 20．（24-25高一上·安徽芜湖·期末）（多选）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。 21．（24-25高一上·海南多校·期末）（多选）《中华人民共和国道路交通安全法》要求机动车行驶时，所有乘客应当按规定使用安全带。因为当车辆发生事故突然停止时，乘客的身体会快速前倾，安全带会拉住乘客的身体，使乘客避免或减轻受到伤害。下列说法正确的是（　　） A. 安全带对乘客的作用力改变了乘客的运动状态 B. 车辆突然停止时，质量小的乘客惯性更大 C. 车辆发生事故前的行驶速度越大，发生事故后乘客的惯性就越大 D. 车辆发生事故前做匀速直线运动，则乘客所受合力为零，但仍有惯性 【答案】AD 【详解】A．当车辆发生事故突然停止时，由于惯性乘客的身体会快速前倾，安全带会拉住乘客的身体，使乘客避免或减轻受到伤害，安全带对乘客的作用力改变了乘客的运动状态，故A正确； B．质量是惯性大小的唯一量度，质量小的乘客惯性小，故B错误； C．惯性大小与速度大小无关，故C错误； D．一切物体都具有惯性，惯性大小只与质量大小有关，与物体运动状态无关，与物体是否受力无关，故D正确。 故选AD。 22．（24-25高一上·云南五华区·质量监测）如图所示，工人施工时发现锤头松动，便用力将锤柄在地上撞几下，锤头就紧紧套在锤柄上。下列说法正确的是（　　） A. 运动过程中锤头的惯性变大 B. 停止运动后锤头的惯性消失 C. 锤头能紧紧套在锤柄上是利用了锤头的惯性 D. 锤头能紧紧套在锤柄上是利用了锤柄的惯性 【答案】C 【详解】AB．惯性与运动状态无关只与质量有关，则锤头运动过程和停止运动后惯性不变，故AB错误； CD．锤头和锤柄向下运动，锤柄撞击地面停止运动，锤头由于惯性继续向下运动，锤头就紧紧套在锤柄上，故C正确，D错误。 故选C。 23．（多选）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。 【C 拓展培优题】 24．（2012·高考真题）（多选）伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础．早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是 A. 物体抵抗运动状态变化的性质是惯性 B. 没有力作用，物体只能处于静止状态 C. 行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性 D. 运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动 【答案】AD 【详解】【分析】根据惯性定律解释即可：任何物体都有保持原来运动状态的性质，惯性的大小只跟质量有关，与其它任何因素无关． A．任何物体都有保持原来运动状态的性质，叫着惯性，所以物体抵抗运动状态变化的性质是惯性，故A正确； B．没有力作用，物体可以做匀速直线运动，故B错误； C．惯性是保持原来运动状态的性质，圆周运动速度是改变的，故C错误； D．运动的物体在不受力时，将保持匀速直线运动，故D正确． 【点睛】牢记惯性概念，知道一切物体在任何时候都有惯性，质量是惯性的唯一量度． 25．（25-26高一上·河南名校大联考·诊断）如图所示，伽利略设计的理想实验装置中，小球从左侧光滑斜面上某一高度处由静止释放，能沿斜面下滑后冲上右侧倾角为的光滑斜面，忽略空气阻力，最终小球到达与释放点等高的位置，下列说法正确的是（　　） A. 若减小右侧斜面的倾角，小球冲上右侧斜面的最大高度会低于 B. 若右侧斜面的倾角减小至，小球进入水平面后将一直做匀速直线运动 C. 该实验直接证明了“力是改变物体运动状态的原因” D. 实验中“光滑斜面”的条件是多余的，即使斜面粗糙，也能得出相同结论 【答案】B 【详解】A．若减小右侧斜面的倾角，忽略空气阻力，小球冲上右侧斜面的最大高度会等于，故A错误； B．若右侧斜面的倾角减小至，小球进入水平面后将一直做匀速直线运动，故B正确； C．该实验不能直接证明“力是改变物体运动状态的原因”，故C错误； D．实验中“光滑斜面”的条件是多余的，如果斜面粗糙，物体不能运动到和初始位置等高的地方，故D错误。 故选B。 26．（24-25高一上·江苏常州·期末）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。 27．（2024·甘肃兰州·诊断）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。 28．（23-24高一上·浙江台州·期末）（多选）关于惯性，以下描述正确的是（　　） A. 图甲，从地面带到太空中，冰墩墩的惯性变小 B. 图乙，急转弯时，行李箱向汽车转弯轨迹内侧运动 C. 图丙，迅速向右抽拉白纸，小钢球相对白纸向左运动 D. 图丁，匀速运动的小车上装有弹射管，弹出的钢球将会落回弹射管 【答案】CD 【详解】A．惯性的大小与物体的质量有关，故从地面带到太空中，冰墩墩的惯性不变，故A错误； B．惯性指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质，故急转弯时，行李箱向汽车转弯轨迹的切线方向运动，故B错误； C．速向右抽拉白纸，小钢球保持原来的运动状态，则小钢球相对白纸向左运动，故C正确； D．把小车与小球看作一个整体，当小车向前运动时，它们拥有相同的速度。小球弹起后，因为惯性的作用，它仍然有着与小车相同的速度，而不是静止的。这样小球虽然被弹起，但仍然会向前运动，最后落回到车内，故D正确。 故选CD。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.1 牛顿第一定律（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、理想实验的魅力 二、牛顿第一定律 三、惯性与质量 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、理想实验的魅力 1．（25-26高一上·湖南湘潭·期末）如图所示，小球从左侧斜面上的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减小的材料，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。对三次实验结果进行对比，可以得到的最直接的结论是（　　） A. 若斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置 B. 若小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变 C. 小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小 D. 若小球不受力，它将一直保持匀速直线运动状态或静止状态 2．（25-26高一上·河北石家庄精英·调研测试）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。如图是现代所做的伽利略斜面实验的频闪照片（组合图），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. 小球沿斜面向上运动越来越慢，主要是摩擦作用的影响 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 3．（25-26高一上·吉林九台区·月考）理想实验有时能更深刻地反映自然规律，如图所示是伽利略设计的一个理想实验： ①如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度； ②继续减小右边斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面做匀速直线运动； ③减小右边斜面的倾角，小球仍然要达到原来的高度； ④在两个对接的斜面上，让静止的小球沿左边的斜面滚下，小球将滚上右边的斜面。 上述关于理想实验的描述中，有的属于可靠的事实，有的是理想化的推论，下列关于事实和推论的分类正确的是（　　） A. ①是事实、②、③和④是推论 B. ②是事实、①、③和④是推论 C. ③是事实、①、②和④是推论 D. ④是事实，①、②和③是推论 4．（25-26高一上·湖北松滋·期末）在伽利略的理想斜面实验中，关于实验操作和结论的说法正确的是（　　） A. 该实验说明力是维持物体运动的原因 B. 该实验为牛顿第一定律的提出提供了依据 C. 该实验是理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础，故其结果并不可信 D. 伽利略通过该实验直接得出了牛顿第一定律 5．（24-25高一上·山西吕梁·调研测试）伽利略的“理想斜面实验”揭示了力与运动的关系。关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是（　　） A. 完全是想象的，没有以事实为基础 B. 有一定的事实依据，但只是一种科学的假设，不能反映事物本质 C. 用现代实验手段可以验证伽利略的理想实验 D. 是以可靠事实为基础，经过科学抽象，深刻反映自然规律的“实验” 6．（25-26高一上·河南许昌·质量检测）伽利略是意大利伟大的物理学家，他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。伽利略的理想斜面实验为牛顿第一定律的建立奠定了基础。理想斜面实验如图所示，它的意义在于（　　） A. 证明了力不是维持物体运动的原因 B. 证明了物体的运动需要力来维持 C. 证明了沿斜面滚下的小球，能滚到另一个斜面上相同的高度 D. 证明了沿斜面滚下的小球，到了水平面上就做匀速直线运动 二、牛顿第一定律 7．（24-25高一上·新疆喀什地区莎车县·期末）关于牛顿第一定律，下列理解不正确的是（　　） A. 牛顿第一定律反映了物体不受外力作用或外力为零时的运动规律 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运动的结果 D. 奔跑的运动员由于遇到障碍而被绊倒，这是因为运动员具有惯性 8．（多选）关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（　　） A. 牛顿第一定律说明力是使物体运动的原因 B. 牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因 C. 实际上不存在不受外力作用的物体，所以牛顿第一定律没有意义 D. 物体的运动不需要力来维持 9．（26-27高三上·山东泰安新泰·质量检测）2026年，我国某型物流无人机在无风条件下沿水平方向做匀速直线飞行，机舱内放置的一只包装箱随无人机一起运动，包装箱与机舱之间没有相对滑动。若某时刻包装箱所受的力突然全部消失，则此后包装箱（        ） A. 立即停止运动 B. 做加速度逐渐减小的直线运动 C. 沿原方向做匀速直线运动 D. 沿水平方向做匀加速直线运动 10．（25-26高一上·江西九江·期末）（多选）关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（　　） A. 牛顿第一定律可以通过实验直接验证 B. 物体的运动状态改变，其惯性一定会发生改变 C. 牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因 D. 伽利略通过理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因 11．（24-25高一上·吉林“BEST合作体”·期末）（多选）关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（　　） A. 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 B. 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 C. 牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能直接用实验验证 D. 牛顿第一定律说明力是改变惯性的原因 12．（25-26高一上·湖北咸宁赤壁·期末）人类对力与运动的关系的认识经历了一个漫长的过程，下列关于力与运动的观点和认识，正确的是（　　） A. “强弩之末，势不能穿鲁缟也”说明弓箭的惯性与速度有关 B. 亚里士多德的理想实验和科学推理证实了力是改变物体运动状态的原因 C. 牛顿第一定律揭示了一切物体不受力时的运动状态是静止状态或匀速直线运动状态 D. 牛顿的理想斜面实验的本质是想象着把实际中存在的，影响物体运动的摩擦力去掉，抓住事物的本质 三、惯性与质量 13．（25-26高一上·云南昆明官渡区·质量监测）春秋战国时期的《考工记·辀人篇》中有“马力既竭，辀犹能一取焉”的记载，意思是马拉车的时候，马虽然对车不再施力了，但车还能继续前行一段距离后才停下。关于这一过程，下列说法正确的是（　　） A. 车的惯性随速度减小而减小 B. 车最终停下，说明惯性消失 C. 力是维持物体运动状态的原因 D. 车能继续前行是因为车具有惯性 14．（24-25高一下·河南三门峡卢氏县·期末）下列关于惯性的说法，错误的是（　　） A. 惯性是物体的固有属性 B. 质量越大，惯性越大 C. 速度越大，惯性越大 D. 惯性与物体的运动状态无关 15．某人乘坐地铁1号线去往福州南站，他在保证不影响其他乘客和地铁列车正常行驶的条件下设计了如图所示的简易装置。他将细线一端系在竖直把手的顶端，另一端系在钢笔顶端的笔帽上。匀速直线运动时，线与笔自然下垂处于竖直状态。在一段直线运动过程中，他拍摄了两张照片如图甲、乙所示，此过程地铁速度方向在图中已标出，则甲图中地铁速度大小　　　　　　（填“增大”“减小”或“不变”），乙图中地铁速度大小　　　　　　（填“增大”“减小”或“不变”）。 16．请你用惯性的知识来解释一下为什么在足球场上奔跑的人被绊倒时是向前趴着倒下，而在雪地上慢走的人滑倒时，则多是向后仰着摔倒（如图）？ 17．（25-26高二上·浙江杭州钱塘区杭四吴山·期中）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 18．（24-25高一上·云南景洪·期末）（多选）人类对运动与力的关系的认识经历了漫长的历史过程。下列关于物体运动与力的说法中正确的是（        ） A. 轰炸机经过静止在地面上的目标正上方时投下炸弹，恰好能击中目标 B. 根据牛顿第一定律可知：力是改变物体运动状态的原因 C. 我国道路交通安全法规定，在各种小型车辆里乘坐的人必须系好安全带，是为了减小惯性 D. 被抛出的小球，尽管速度的大小和方向都改变了，但惯性不变 【B 能力提升题】 19．（24-25高一上·北京延庆区·期末）伽利略在研究力和运动的关系的时候，设计了如下理想实验：①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；②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；③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。伽利略由这个理想实验得到的结论是（　　） A. 物体每次运动的路程是相同的 B. 力不是维持物体运动的原因 C. 如果物体不受到力，就不会运动 D. 如果物体受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小 20．（24-25高一上·安徽芜湖·期末）（多选）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 21．（24-25高一上·海南多校·期末）（多选）《中华人民共和国道路交通安全法》要求机动车行驶时，所有乘客应当按规定使用安全带。因为当车辆发生事故突然停止时，乘客的身体会快速前倾，安全带会拉住乘客的身体，使乘客避免或减轻受到伤害。下列说法正确的是（　　） A. 安全带对乘客的作用力改变了乘客的运动状态 B. 车辆突然停止时，质量小的乘客惯性更大 C. 车辆发生事故前的行驶速度越大，发生事故后乘客的惯性就越大 D. 车辆发生事故前做匀速直线运动，则乘客所受合力为零，但仍有惯性 22．（24-25高一上·云南五华区·质量监测）如图所示，工人施工时发现锤头松动，便用力将锤柄在地上撞几下，锤头就紧紧套在锤柄上。下列说法正确的是（　　） A. 运动过程中锤头的惯性变大 B. 停止运动后锤头的惯性消失 C. 锤头能紧紧套在锤柄上是利用了锤头的惯性 D. 锤头能紧紧套在锤柄上是利用了锤柄的惯性 23．（多选）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 【C 拓展培优题】 24．（2012·高考真题）（多选）伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础．早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是 A. 物体抵抗运动状态变化的性质是惯性 B. 没有力作用，物体只能处于静止状态 C. 行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性 D. 运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动 25．（25-26高一上·河南名校大联考·诊断）如图所示，伽利略设计的理想实验装置中，小球从左侧光滑斜面上某一高度处由静止释放，能沿斜面下滑后冲上右侧倾角为的光滑斜面，忽略空气阻力，最终小球到达与释放点等高的位置，下列说法正确的是（　　） A. 若减小右侧斜面的倾角，小球冲上右侧斜面的最大高度会低于 B. 若右侧斜面的倾角减小至，小球进入水平面后将一直做匀速直线运动 C. 该实验直接证明了“力是改变物体运动状态的原因” D. 实验中“光滑斜面”的条件是多余的，即使斜面粗糙，也能得出相同结论 26．（24-25高一上·江苏常州·期末）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 27．（2024·甘肃兰州·诊断）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 28．（23-24高一上·浙江台州·期末）（多选）关于惯性，以下描述正确的是（　　） A. 图甲，从地面带到太空中，冰墩墩的惯性变小 B. 图乙，急转弯时，行李箱向汽车转弯轨迹内侧运动 C. 图丙，迅速向右抽拉白纸，小钢球相对白纸向左运动 D. 图丁，匀速运动的小车上装有弹射管，弹出的钢球将会落回弹射管 / 学科网（北京）股份有限公司 $