3.4 牛顿第一定律(1)
学习指要
一、知识要点
1．牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。即当物体不受外力作用时原来静止的物体保持静止状态；原来运动的物体保持匀速直线运动状态。
2．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。
二、重要提示21*cnjy*com
1．牛顿第一定律是描述物体不受外力作用时的运动规律。它告诉我们：①要改变物体的运动状态，必须对它施加力的作用，所以，力是物体运动状态发生改变的原因；②物体不受外力作用时，原来运动的物体将保持匀速直线运动状态，说明物体的运动并不需要力来维持。可见，力不是维持物体运动的原因。21*cnjy*com
2．牛顿第一定律是在大量实验的基础上通过科学推理的方法得到的。它不能通过实验来直接证明，但它能经受实践的检验，并已成为大家公认的力学基本定律之一。21*cnjy*com
解题指导
【例题】在研究牛顿第一定律的实验中，用同一小车从同一斜面的同一高度滑下，在不同材料上继续运动，分别停止在如图3.4—1所示的不同位置，请回答：
(1)让小车从同一高度滑下是为了______________。21*cnjy*com
(2)小车在不同平面上通过的距离不等，表明______________。
(3)由实验得出的推论是______________。
【解析】力能改变物体的运动状态，力和运动之间有着密切的关系。那么，原来运动的物体不受外力作用时，将做什么运动?为此，首先要研究物体所受阻力不同时，速度减小的快慢情况。
【答案】(1)使小车在水平面上的初速度相等 (2)小车所受阻力不同，速度变化的快慢也不同 (3)原来运动的物体不受外力作用时，将保持匀速直线运动状态
同步训练 A组
1．牛顿第一定律适用于 (21*cnjy*com)
A．运动的物体 B．静止的物体
C．任何物体 D．地球上的任何物体
2．用如图所示的实验装置研究运动和力的关系。
(1)让小车从斜面上滑下后沿水平面运动，是为了使小车在竖直方向上受到的_______和_______相平衡，其作用效果相互抵消，相当于小车只受水平方向上的阻力。
(2)每次都让小车从同一个斜面的_______位置由静止开始滑下，是为了使小车在滑到斜面底 端时具有_______。
(3)比较图中小车在不同表面滑行的最大距离，可以得出：在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的阻力越_______，小车运动得越_______。
(4)在此实验的基础上进行合理的推理，可以得到：运动的物体不受外力时，它将 _______。
3．牛顿第一定律的建立，科学家运用的主要研究方法是 ( )
A．直接观察得出结论
B．间接观察得出结论
C．多次定量观察得出结论
D．在定性实验的基础上经过科学的推理得出结论
根据力与运动的关系，下图中小明和小华的观点 ( )
A．小明正确 B．小华正确
C．都正确 D．都不正确
5．如图所示，细绳上端固定在O点，下端系一个小球，小球在水平面内做圆周运动。假如从某一时刻起，细绳断裂，且小球所受的一切外力同时消失，那么小球将 ( )
A．做匀速直线运动21*cnjy*com
B．立即停止运动21*cnjy*com
C．运动越来越慢21*cnjy*com
D．仍做圆周运动21*cnjy*com
6．如图所示，在水平桌面上铺放粗糙程度不同的物体，然后让小车自斜面顶端同一高度从静止开始滑下。小车在不同表面运动的距离如下表所示。
物体
毛巾
棉布
木板
小车运动的距离/米
0.27
0.42
0.79
通过这一实验可知，下列说法不正确的是(21*cnjy*com )
A．阻力越小，小车速度减小得越慢
B．小车受到力就运动，不受力就不运动
C．若表面非常光滑，则小车的速度将保持不变
D．运动的物体如果不受力的作用，那么将保持匀速直线运动
7．根据实验事实和一定的科学推理，揭示自然规律是研究科学的重要方法。对从斜面上同一高度下滑的小车的运动，下面的判断和排列次序正确的是 ( )
①在铺有毛巾的水平面上，运动路程很短 ②如果在没有阻力的水平面上，将做匀速直线运动③如果在较光滑的水平面上，运动路程很长 ④在铺有棉布的水平面上，运动路程较短 ⑤在水平平整的木板表面上，运动路程较长
A．事实①④⑤，推论②③21*cnjy*com
B．事实①④⑤，推论③②21*cnjy*com
C．事实①②③，推论④⑤21*cnjy*com
D．事实①③②，推论⑤④21*cnjy*com
同步训练 B组
8．下列运动一定要施力的是 ( )
A．物体做匀速曲线运动
B．物体做匀速直线运动
C．物体处于静止状态
D．物体处于高速运动状态
9．如图所示是炮弹的运行轨迹，当其运动到最高点时，若外力突然消失，则炮弹将 ( )
A．处于静止状态
B．向左做匀速直线运动
C．竖直向下做匀速直线运动
D．按原来的轨迹运动
10．用水平向右的拉力拉着小车在光滑的水平面上向右运动，在拉力逐渐减小的过程中，小车的速度将 ( )
A．逐渐变大 B．逐渐变小
C．不变 D．无法判断
11．理想实验是研究科学规律的一种重要的思想方法，它以大量可靠的事实为基础，以真实的实验为原型，通过合理的推理得出科学规律。理想实验能深刻地揭示科学规律的本质。
牛顿曾研究过这样一个问题：人掷出去的石头为什么总会偏离掷出方向落回地面?于是，牛顿提出一个“大炮”的设想，如图所示是他画的“大炮实验”草图——在地球的一座高山上架起一门水平大炮，以不同的速度将炮弹平射出去，射出速度越大，炮弹落地点离山脚越远。他推想：当射出速度足够大时，炮弹将会如何运动呢?
牛顿通过科学的推理得出了一个重要的结论。
这就是著名的“牛顿大炮”的故事，故事中牛顿实际上也用到了理想实验的研究方法。
(1)研究中牛顿推理时基于的可靠事实是__________________________________。
(2)根据以上资料和牛顿的“大炮”草图，推测牛顿当年的重要结论是______________。
(3)如今，牛顿当年的推测已变成现实，人们应用他的推论，利用现代科技制成了______。
12．若小球在运动过程中只受到力F的作用，且运动过程中力F始终保持不变，则小球的运动轨迹(用虚线表示)不可能是 ( )
参考答案
3．4 牛顿第一定律(1) 21*cnjy*com
1．C 2．(1)重力 支持力 (2)同一(或相同) 相同的初速度 (3)小 远 (4)做匀速直线运动 3．D 4．D 5．A 6．B 7．B 8．A 9．13 10．A 11．(1)射出速度越大，炮弹落地点离山脚就越远 (2)如果射出速度足够大，那么炮弹将不会落回地面 (3)人造卫星 l2．D
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3.4 牛顿第一定律(2)
学习指要21*cnjy*com
一、知识要点 21*cnjy*com
惯性：一切物体都具有保持原有的速度大小和运动方向的性质，即物体具有保持运动状态不变的性质。
21*cnjy*com
二、重要提示
1．惯性是一切物体固有的属性，且每时每刻都存在，与物体的运动状态、受力情况等因素无关。不能把惯性说成“惯性力”“受惯性作用”或“产生惯性”等。
2．惯性是有大小的。惯性的大小只取决于物体本身的质量，物体质量越大，惯性越大。惯性的大小与速度无关。固体、液体、气体都具有惯性。
3．惯性与牛顿第一定律(惯性定律)的区别与联系：
区别
牛顿第一定律是描述物体不受外力作用时所遵
循的运动规律，是有条件的，即只有在物体不受
外力时才遵守；而惯性表达的是物体的一种同有
属性，与物体是否受力等一切外在因素无关，任
何时候都存在
联系
因为物体有惯性．所以在不受外力作用时才能保
持匀速直线运动状态或静止状态，因此牛顿第一
定律又称为惯性定律
科学广场
惯性的大小
我们知道一切物体在任何情况下都有惯性，但是物体的惯性是有大小的。运动状态容易改变的物体，我们说它惯性小，反之惯性就大。例如，用同样大小的力投掷相同体积的铅球和皮球，显然铅球获得的速度远小于皮球，即铅球的运动状态较难改变。其惯性就大于同体积的皮球。再如，要使汽车刹车比较容易，而要使火车刹车则很难，这是因为火车的惯性比汽车的惯性大。
物体惯性的大小只与其质量有关，质量大的物体惯性就大。相同体积的铅球和皮球相比．铅球的质量大，所以铅球的惯性大。火车的质量比汽车大，所以火车的惯性也比汽车的大。
解题指导
【例l】小刚同学在放学回家的路上，脚被石块绊了一下，身子向前跌倒(如图3.4—2甲所示)，继续走了一会，不小心脚踩到一块西瓜皮，身子向后摔倒(如图乙所示)。关于这两种情景，下列解释合理的是 ( )
A．在甲、乙两种情景中，小刚脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍保持原来的运动状态
B．在甲、乙两种情景中，小刚上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍保持原来的运动状态
C．在甲情景中，小刚上身的运动状态改变。而脚由于惯性仍保持原来的运动状态；在乙情景中，小刚脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍保持原来的运动状态
D．在甲情景中，小刚脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍保持原来的运动状态；在乙情景中，小刚上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍保持原来的运动状态
【解析】本题考查如何运用惯性知识解释日常生活中的惯性现象。小刚同学开始是运动的，甲图中，脚碰到石头停止了运动，而小刚同学的上半身南于惯性仍然保持原来的运动状态．所以会向前跌倒；乙图中，小刚同学的脚踩到西瓜皮上，阻力减小，运动速度加快，而小刚同学的上半身由于惯性仍然保持原来较慢的运动速度，所以向后摔倒。综上所述，选项B、C、D都是错误的。
【答案】A21*cnjy*com
【例2】如图3.4—3所示，一辆汽车自东向西匀速行驶时，从车厢内A点正上方自由落下一个小球。小球将落在 (21*cnjy*com)
A．A点的西面 B．A点的东面
C．A点 D．A点的南面或北面
【解析】本题初看起来，似乎汽车向西行进了，小球会落后于汽车，落在A点的东面。而事实上．小球原来是和汽车一起运动的，而且它们向西运动的速度相等。球掉落后，汽车保持原来的速度向西运动，由于惯性，小球仍然具有原来向西运动的速度。因此，小球在受到重力的作用向下运动的同时，还会向西运动。且刚好掉落在A点。如果不是以地面为参照物．而是以汽车为参照物，那么汽车就是静止的。小球掉落后就会竖直下落到A点。你知道，人站在房间的地面上，自由释放一个小球，小球将落在手的正下方。如果观察者站在地球外面的宇宙空间看，那么地球上的房屋就是一辆向东运动的“大汽车”，站在房间的地面上自由释放一个小球，跟本题中在汽车上释放小球的情形一样。21*cnjy*com
【答案】C21*cnjy*com
同步训练 A组21*cnjy*com
1．用细棍拍打悬挂的衣服，衣服上的尘土掉了下来，这是属于利用_______的实例。在航天飞行器中处于失重状态的宇航员，其身体_______(填“没有”或“仍具有”)惯性。
2．①开车系安全带；②司机为节省燃油，在汽车要进站时，提前关闭油门；③锤头松了，把锤柄的一端在物体上撞击几下，锤头就能紧套在锤柄上；④跳远运动员都是助跑一段距离才跳；⑤人踩到西瓜皮上会滑倒。上述事例中，利用了惯性的有_______ (填序号)。
3．日常生活中，惯性现象既有利，也有弊。下列属于利用惯性有利一面的是 ( )
A．100米跑道终点离墙有一段距离
B．汽车上写着“保持车距”
C．跳远比赛21*cnjy*com
D．公共汽车紧急刹车时，站在车厢里的人向前倾倒
4．站在静止汽车上的乘客，当汽车突然启动时，乘客要向后倾倒。对此现象的解释有下列五句话。这五句话的正确排列顺序是 ( )
①汽车突然肩动 ②乘客的身体向后倾斜 ③乘客与汽车都处于静止状态 ④乘客的身体由于惯性要保持静止 ⑤乘客的脚受到车底板的作用力，由静止变为运动
A．③①⑤④② B．③⑤①②④
C．③④①⑤② D．①④⑤②③
5．关于惯性，下列说法正确的是 ( )
A．只有不受任何力的物体才有惯性21*cnjy*com
B．汽车的运动速度越大惯性也越大21*cnjy*com
C．汽车只有在紧急刹车时才有惯性21*cnjy*com
D．物体在任何情况下都具有惯性21*cnjy*com
6．甲、乙两位同学坐在静止的列车上，在他们之间的水平桌面上放置一只静止的鸡蛋。列车向与甲的朝向相同方向启动时，乙将看到鸡蛋 ( )
A．向甲运动 B．向乙运动
C．静止不动 D．在原位置转动
7．(1)鸡蛋放在硬纸片上，用手指突然弹击硬纸片，鸡蛋_______(填“会”或“不会”)随纸片飞出去，这是由于_______的缘故。
(2)在不打破的前提下区分生鸡蛋和熟鸡蛋的方法是：同时旋转两个鸡蛋。因为生鸡蛋的蛋黄和蛋清是液态的，蛋壳开始旋转时，蛋黄和蛋清由于惯性继续保持_______，于是蛋黄以及 蛋清和壳之间产生摩擦，使生鸡蛋先停下来。
8．一只氢气球下面用细绳吊着一个物体，在竖直上升过程中。气球突然破裂，则细绳下的物体的运动状况是 ( )
A．立即下落
B．停一下再下落
C．向上运动一段距离后再下落
D．不能确定
9．一杯水放在小车内的水平桌面上，如果水面突然发生了如图所示的变化，那么小车可能 发生的变化是 ( )
①小车突然向右启动 ②小车突然向左启动 ③小车向右运动时突然刹车 ④小车向左运动时突然刹车
A．①② B．①③
C．②③ D．②④
10．某公共场所为了提醒大家注意地面湿滑，设计了如图所示的提示牌。请提出该提示牌中所给情境与实际情况不相符的地方，并运用所学的科学知识给予解释。
同步训练 B组
11．人要从行驶的车中跳到地面上，为了避免摔倒，跳车人应该 ( )
A．向车行驶的反方向跳
B．向上跳21*cnjy*com
C．向与车行驶的垂直方向跳
D．向车行驶的方向跳，着地后立即向车行驶的方向跑几步
12．如图所示，在一辆表面光滑的小车上，放有质量分别为m1、m2的两个小球，随车一起做匀速直线运动。当车突然停止运动时，两个小球(设车无限长，其他阻力不计) ( )
A．一定相碰
B．一定不相碰
C．若m1＜m2，则肯定相碰
D．无法确定是否相碰
13．在一艘做匀速直线运动的游轮
上，某同学朝各个方向用相同的力进行立定跳远，则下列说法中正确的是 ( )
A．朝与游轮运动方向一致跳得最远
B．朝与游轮运动方向相反跳得最远
C．朝与游轮运动方向一致跳得最近
D．朝各个方向跳都一样远21*cnjy*com
14．车速不同时的停车距离如下表所示，请你根据表中提供的信息回答下列问题。
速度/(千米/时)
反应距离/米
制动距离/米
停车总距离/米
40
7
8
15
50
9
13
22
60
11
20
31
80
15
34
49
100
19
54
73
汽车在行驶时，车轮与地面之间的摩擦属于_______(填“有益”或“有害”)摩擦。刹车后，由于______，汽车还会继续向前滑行一段距离。
(2)你认为影响汽车制动距离的主要因素是____________。
(3)为了提醒司机在雨雪天气里注意行车安全，高速公路旁常设置“雨雪天路滑，请减速慢 行”的警示牌。请简要说明这句话的科学道理。______________________________。
参考答案21*cnjy*com
3．4 牛顿第一定律(2)
1．惯性 仍具有 2．②③④ 3．C 4．A 5．D 6．A 7．(1)不会 惯性 (2)静止8．C 9．C l0．人不应向前倒。脚下打滑时，脚的运动速度变快，人的上半身由于惯性仍然保持原来的运动状态，所以人向后倒。 ll．D l2．B l3．D 14．(1)有益惯性 (2)汽车行驶的速度 (3)雨雪天路滑。汽车受到的阻力较小，在相同车速下，汽车刹车后较难停下来，使得滑行距离变长21*cnjy*com
