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4.1牛顿第一定律
一、“运动与力的关系”的历史认知 1
二、牛顿第一定律 3
三、惯性和质量 6
【巩固提高】 10
[学习目标]
课程标准 课标解读
1．知道伽利略的理想实验及其推理过程，知道理想实验是科学研究的重要方法。 1、通过阅读或者查阅资料等途径了解牛顿第一定律的 发现过程，体会人类认识事物本质的曲折过程，培养学生严谨的科学态度。
理解牛顿第一定律的内容及意义。 理解惯性的概念，会解释惯性的有关现象。 能够应用牛顿第一定律分析求解问题 2、能准确叙述牛顿第一定律的内容，并能对该定律所 揭示的运动和力的关系问题有较深刻的理解。 3、了解伽利略关于运动和力的关系的认识，了解他的理想实验和相应的推理过程，领会实验加推理的科学研究方法，培养学生科学推理和想象能力。 4、能通过实例说明质量是物体惯性大小的量度。
[知识分析]
一、“运动与力的关系”的历史认知
1、亚里士多德认为：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在一个地方.
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，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(填“是”或“不是”)维持物体运动的原因.
实验事实 让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个对接的斜面
推理 1 如果没有摩擦力，小球将上升到原来的高度.
推理 2 如果减小第二个斜面的倾斜度，小球会通过更长的路程，仍然可以达到原来的高度.
推理 3 继续减小第二个斜面的倾斜度，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而 将沿水平面持续运动下去.
实验结论 力不是维持物体运动的原因.
实验的意义 ①伽利略用“实验+科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点； ②第一次确立了物理实验在物理研究中的基层地位； ③揭示了力不是维持物体运动的原因.
3、笛卡尔的观点：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，既不停下来也不偏离原来的方向.
（2023 金华模拟）伽利略是公认的第一个采用理想实验进行研究的物理学家，这里所说的“理想实验”是指（ ）
A．一种实验器材 B．一种实验现象
C．一种思维方法 D．一种物理规律
【解答】解：伽利略的斜面实验是以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，推理得出的结论，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。这里所说的“理想实验”是指一种思维方法。故ABD错误，C正确。
故选：C。
（2022秋 西安期末）伽利略曾用如图甲所示的“理想实验”研究力与运动的关系，用图乙所示的实验研究自由落体运动。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，完全没有摩擦阻力的斜面实际存在，因此该实验可实际完成
B．图甲实验中，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持
C．图乙实验直接验证了自由落体运动的速度是均匀变化的
D．图乙实验中，运用斜面“冲淡”了重力的作用，使运动时间变长，便于测量
【解答】解：A、图甲中，完全没有摩擦阻力的斜面实际是不存在的，因此该实验不能实际完成，故A错误；
B、图甲实验中，通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持，故B错误；
C、伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比，可知图乙实验没有直接证明自由落体运动的速度是均匀变化的，故C错误；
D、图乙实验中，运用斜面“冲淡”了重力的作用，使运动变慢，时间变长，便于测量，故D正确。
故选：D。
二、牛顿第一定律
1、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.
2、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发生改变.
3、意义：①揭示了物体的固有属性：一切物体都具有惯性，因此牛顿第一定律又被叫作惯性定律；
②揭示了运动和力的关系：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，即力是产生加速度的原因.
③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.
④牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的.
（2022秋 长宁区校级期中）物理学是一门以实验为基础的学科，但有些物理规律的建立不是由实验直接得到的，而是基于事实通过合理外推才得到的。属于这种情况建立的物理规律是（ ）
A．牛顿第一定律 B．牛顿第二定律
C．牛顿第三定律 D．库仑定律
【解答】解：A、牛顿第一定律是逻辑思维的产物，不是直接从实验得到的，是经过了理想化或合理外推才得到的，故A正确；
BCD、牛顿第二定律、牛顿第三定律和库仑定律均可以用实验进行推导，故BCD错误。
故选：A。
（2022春 郊区校级期中）关于牛顿第一定律的理解不正确的是（ ）
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．飞跑的运动员遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态
【解答】解：A、牛顿第一定律反映了物体在不受外力作用时将保持匀速直线运动状态或静止状态，故A正确；
B、不受外力作用时，由于惯性的作用，物体的运动状态保持不变，故B正确；
C、水平地面上的木块最终要停下来，是因为物体受到了摩擦力的作用，故C不正确；
D、力是改变物体运动状态的原因，故物体运动状态发生改变时，一定受到了外力的作用，飞跑的运动员，由于遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态，故D正确；
本题选择不正确的，故选：C。
（多选）（2022春 秀屿区校级期中）关于力和运动的认识，下列说法正确的是（ ）
A．力是维持物体运动的原因
B．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
C．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
D．如果运动中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
【解答】解：ABD、力是改变物体运动的原因，不是维持物体运动的原因，如果运动中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，故AB错误，D正确；
C、根据牛顿第一定律有，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，故C正确；
故选：CD。
（2021秋 新会区校级期中）如图，一只钢球从圆槽的顶端滑下，若滑到最低点（O点）时，钢球受到的一切外力同时消失，则钢球的运动路线是（ ）
A．1 B．2 C．3 D．4
【解答】解：根据牛顿第一定律可知，一切物体在没有受外力作用时，静止的将保持静止，运动的将保持匀速直线运动，当钢球受到的一切外力同时消失时，他将保持原来的运动状态，继续向前做匀速直线运动，即钢球的运动路线是2，故B正确，ACD错误。
故选：B。
（2021秋 虹口区校级期中）如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两小球放在车厢内光滑桌面上，两球相距s与车一起做匀速直线运动。如果突然刹车，在两球均未离开桌面的情况下，两球的间距（ ）
A．逐渐增大 B．保持不变 C．逐渐减小 D．无法确定
【解答】解：车厢做匀速直线运动，桌面上的物体A和B也会做匀速直线运动，即方向和速度一致。当车突然停止时，由于惯性，物体A和B仍会保持原来的运动状态不变，因此，在两球还没有离开桌面前，它们的距离将不变，故B正确，ACD错误。
故选：B。
三、惯性和质量
1．惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．
2．物体惯性的大小由质量决定，与物体的运动状态无关，与是否受力无关，与物体的速度大小无关．
3．惯性的表现
(1)在不受力的条件下，惯性表现出“保持”原来的运动状态，有“惰性”的意思．
(2)在受力的条件下，惯性表现为运动状态改变的难易程度．质量越大，惯性越大，运动状态越难改变．
（2022秋 新泰市校级期中）机器人服务人类的场景正步入现实生活中，例如餐厅中使用机器人来送餐，就越来越常见。如图甲所示为某餐厅的送餐机器人，将其结构简化为如图乙所示的示意图，机器人的上表面保持水平。则下列说法中正确的是（ ）
A．菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品受到与运动方向一致的摩擦力作用
B．菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品对机器人的压力和机器人对菜品的支持力是一对平衡力
C．菜品随着机器人一起做匀加速直线运动时，菜品的惯性逐渐增大
D．菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时，机器人对菜品的作用力大于菜品的重力
【解答】解：A、菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品所受合力为零，故菜品不受摩擦力的作用；故A错误；
B、菜品对机器人的压力和机器人对菜品的支持力分别作用在两个不同的物体上，是作用力和反作用力关系。不是一对平衡力，故B错误；
C、惯性是物体的固有属性，与物体的运动状态无关，故C错误；
D、菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时，机器人对菜品的作用力在竖直方向的分力等于菜品的重力，机器人对菜品还有沿水平方向的分力，所以机器人对菜品的作用力大于菜品的重力，故D正确；
故选：D。
（2022秋 华龙区校级期中）下列关于惯性的说法正确的是（ ）
A．汽车速度越大越难刹车，表明速度越大惯性越大
B．采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，这表明，可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性
C．乒乓球可快速抽杀，是因为乒乓球惯性小
D．射出枪膛的子弹在运动一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性变小了
【解答】解：
A.惯性的唯一量度是质量，故汽车速度越大越难刹车，但惯性不变，故A错误；
B.小质量的物体惯性小，故B错误；
C.乒乓球可快速抽杀，是因为乒乓球质量小，惯性小，故C正确；
D.射出枪膛的子弹在运动一段距离后连一件棉衣也穿不透，是因为机械能小，惯性是不变的，故D错误；
故选：C。
（2022秋 天宁区校级期中）如图所示，要将卡在球筒中的羽毛球取出，可以有多种方案，方案一：一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端；方案二：手持球筒，使球与球筒一起下落敲击水平面，假设球筒与水平面碰后速度立即变为0，下列说法正确的是（ ）
A．方案一利用羽毛球的惯性，使其从球筒上端出来
B．方案一利用球筒的惯性，使羽毛球从下端出来
C．方案二利用羽毛球受到的重力，使其从下端出来
D．方案二中球筒敲击水平面后速度变为0，其惯性随之消失
【解答】解：AB．方案一中用力击打羽毛球筒的上端，球筒向下运动，利用羽毛球的惯性，使其从球筒上端出来，故A正确，B错误；
C．方案二中球与球筒一起下落敲击水平面，球筒与水平面碰后速度立即变为0，利用羽毛球的惯性，使其从下端出来，故C错误；
D．惯性是物体本身的属性，与速度无关，故D错误。
故选：A。
（2022秋 绿园区校级期中）就一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是（ ）
A．采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度．这表明，可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性
B．射出枪膛的子弹在运动一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性小了
C．货车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这些会改变它的惯性
D．摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到行驶目的
【解答】解：
A、采用了大功率的发动机后，一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，不是由于使小质量的物体获得大惯性，是由于功率增大的缘故。故A错误。
B、射出枪膛的子弹在运动一段距离后连一件棉衣也穿不透，是由于速度减小了，不是由于惯性减小，子弹的惯性没有变化。故B错误。
C、货车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，质量改变了，会改变它的惯性。故C正确。
D、摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，改变向心力，防止侧滑，而人和车的惯性并没有改变。故D错误。
故选：C。
（多选）（2021秋 鼓楼区期中）小轩很喜欢爸爸新买的数码照相机，在旅途中拍下了火车内桌面上塑料杯瞬间的不同状态，如图的甲、乙、丙，则下列关于火车运动状态的判断可能正确的是（ ）
A．甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向左加速，丙图中火车突然向左减速
B．甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向右加速，丙图中火车突然向左加速
C．甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向左加速，丙图中火车突然向右减速
D．甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向右减速，丙图中火车突然向右加速
【解答】解：甲图中，物体相对于桌面的位置没有发生改变，因此它们的运动状态是相同的，说明此时火车在匀速运动；
乙图中，物体向右倾倒，说明火车突然向左加速（或向右减速），因为，火车突然向左加速时，塑料杯的下部由于摩擦也随着加速，而上部由于惯性仍保持原来的运动状态，所以才会向右倾倒；火车向右减速时的情形也可用类似的方法解释；
丙图中，物体向左倾倒，说明火车突然向左减速（或向右加速），因为，火车突然向左减速时，塑料杯的下部由于摩擦也随着减速，而上部由于惯性仍保持原来的运动状态，所以才会向左倾倒；火车向右加速时的情形也可用类似的方法解释．
综上所述，甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向左加速（或向右减速），丙图中火车突然向左减速（或向右加速），故AD正确，BC错误。
故选：AD。
（2020秋 西湖区校级期中）将木块放在小车上，使木块与小车一起向右匀速运动，当小车被挡板挡住时，下列实验现象正确的是（ ）
A．假设小车上表面光滑，木块将如图甲所示向前倾倒
B．假设小车上表面光滑，木块将如图乙所示向前滑动
C．假设小车上表面粗糙，木块将如图丙所示向后倾倒
D．假设小车上表面粗糙，木块将如图乙所示向前滑动
【解答】解：
当小车遇到障碍物时，小车将停下。木块的运动需根据受力情况具体判断。
AB、如果小车上表面光滑，则木块下部不受摩擦力，此时整个木块都将由于惯性而保持向右的匀速直线运动状态，A错误、B正确。
CD、如果上表面粗糙，则木块上部由于惯性将继续向右运动，木块下部虽然也要继续向右运动，但下部受到一个向左的摩擦力，使得下部的运动状态发生改变，很快停止，故此时木块将向右倾倒，C、D错误。
故选：B。
【巩固提高】
一．选择题（共12小题）
1．（2022秋 五华区校级期末）关于物体的惯性，下列说法正确的是（ ）
A．摔跤运动员适当增加体重能增大其惯性
B．跳远运动员助跑能增大其起跳时的惯性
C．战斗机战斗前抛掉副油箱，惯性不变
D．物体在完全失重状态下没有惯性
【解答】解：A、物体的质量是惯性的唯一量度，故摔跤运动员适当增加体重能增大其惯性，故A正确；
B、物体的质量是惯性的唯一量度，跳远运动员助跑不能增大其起跳时的惯性，故B错误；
C、战斗机战斗前抛掉副油箱，质量减小，惯性减小，故C错误；
D、物体在完全失重状态下，质量不变，惯性不变。故D错误。
故选：A。
2．（2022秋 安丘市期末）2022年女足亚洲杯中国女足表现完美，再次站在亚洲之巅，这也是中国女足第9个亚洲杯冠军，如图是8号女将姚伟的一脚远射。以下说法正确的是（ ）
A．足球被踢出后仍能继续运动，是因为足球受到惯性力的作用
B．足球被运动员用头顶入对方球网，说明力可以改变物体的运动状态
C．足球在运动中阻力逐渐减小，惯性也在减小
D．足球在运动中速度逐渐减小，惯性也在减小
【解答】解：A．物体保持原来运动状态的性质叫做惯性，惯性不是一种力。故A错误；
B．足球被运动员用头顶入对方球网，说明力可以改变物体的运动状态，故B正确；
CD．惯性只与物体的质量大小有关，不因物体受到的阻力和运动速度的改变发生变化，故CD错误。
故选：B。
3．（2022秋 罗湖区校级期末）下列关于惯性的说法中正确的是（ ）
A．拉满货物的车比空车更难加速，说明物体质量越大，惯性越大
B．行驶的火车速度越大刹车后停下来越困难，说明物体速度越大，惯性越大
C．蜂鸟起飞时速度变化很快，加速度很大，说明物体加速度越大，惯性越大
D．做自由落体运动的物体无惯性
【解答】解：物体具有保持原来运动状态的性质叫惯性，惯性是物体的固有属性，一切物体都是惯性，惯性的大小用质量来量度，即惯性的大小只与质量有关，与其它因素无关，故A正确，BCD错误。
故选：A。
4．（2022秋 荔湾区校级期末）大型油罐车内部设置了一些固定挡板，如图所示，油罐车在水平路面上行驶，下列说法正确的是（ ）
A．油罐车匀速前进时，油没有惯性
B．挡板间油的质量相对小，可以有效增加变速时油的涌动
C．油罐车加速前进时，油的液面前低后高
D．油罐车减速前进时，油的液面前低后高
【解答】解：
A.惯性与运动状态无关，油罐车匀速前进时，仍有惯性，故A错误；
B.油罐车变速时，由于惯性油剧烈涌动，设置挡板并不能改变油的惯性，但能减弱油的剧烈涌动，故B错误；
C.油罐车加速前进时，由于惯性，油的液面前低后高，故C正确；
D.油罐车减速前进时，由于惯性，油的液面前高后低，故D错误；
故选：C。
5．（2022秋 城关区校级期末）一天，下着倾盆大雨．某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了．列车出站过程中，他发现水面的形状是下图中的（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：火车出站过程为加速前进，水由于惯性要保持原来速度，而双层玻璃再不断加速，故水会落后，以双层玻璃为参考系，就相当于水后退了；
故选：B。
6．（2022秋 西安期末）伽利略曾用如图甲所示的“理想实验”研究力与运动的关系，用图乙所示的实验研究自由落体运动。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，完全没有摩擦阻力的斜面实际存在，因此该实验可实际完成
B．图甲实验中，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持
C．图乙实验直接验证了自由落体运动的速度是均匀变化的
D．图乙实验中，运用斜面“冲淡”了重力的作用，使运动时间变长，便于测量
【解答】解：A、图甲中，完全没有摩擦阻力的斜面实际是不存在的，因此该实验不能实际完成，故A错误；
B、图甲实验中，通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持，故B错误；
C、伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比，可知图乙实验没有直接证明自由落体运动的速度是均匀变化的，故C错误；
D、图乙实验中，运用斜面“冲淡”了重力的作用，使运动变慢，时间变长，便于测量，故D正确。
故选：D。
7．（2022秋 未央区校级期末）伽利略设想了一个理想实验，如图所示。以下为他的设想：①在两个对接的斜面上，静止的小球沿一个斜面滚下后将滚上另一个斜面；②如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度；③减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然会达到原来的高度；④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将会沿水平面做持续的匀速运动。通过对这个实验的分析，我们可以得到的最直接的结论是（ ）
A．自然界的一切物体都具有惯性
B．在光滑水平面上运动的小球的运动状态的维持并不需要外力
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
【解答】解：A、理想斜面实验只能说明钢球具有惯性，推广到一切物体的是牛顿，故A错误；
B、伽利略通过“理想斜面实验”和科学推理，得出的结论是：力不是维持物体运动的原因，光滑水平面上运动的小球，运动状态的维持并不需要外力，故B正确；
C、小如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变，这是牛顿得出的，故C错误；
D、小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小，这是牛顿第二定律内容，故D错误.
故选：B。
8．（2022秋 香坊区校级期末）如图所示，用细绳把一本较厚重的书扎一圈，然后将细绳的一端挂起来，另一端用手牵住，使书保持静止。若用力迅速将细绳往下一拉，由于书的惯性，则（ ）
A．上段细绳更容易断
B．下段细绳更容易断
C．两段细绳一定会同时断
D．不确定哪段细绳更容易断
【解答】解：一般认为细绳不易拉伸，迅速拉时，即使书获得一个加速度a，但根据位移—时间公式可知，书产生位移还需要一定的时间，所以在迅速拉的一瞬间上段细绳的拉力几乎不变，下段细绳的拉力要大于上段细绳的拉力，所以下段细绳更容易断，故B正确，ACD错误。
故选：B。
9．（2022秋 杜集区校级期末）我国将于2022年前后完成空间站在轨组装工程，空间站由核心舱、实验舱等构成。其中核心舱轴向长度为16.6m有3个对接口用于载人飞船、货运飞船及其他飞行器访问空间站。关于本材料中的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．空间站在太空“漂浮”时没有惯性
B．货运飞船与核心舱对接时不可看成质点
C．货运飞船与核心舱对接时，以地球为参考系它是静止的
D．“16.6m”中，“m”不是国际单位制的基本单位
【解答】解：A，惯性是物体的固有属性，其大小取决于质量，与物体处于什么位置，什么运动状态无关，故A错误；
B，飞船和核心舱对接时不可忽略形状和大小，故不能看成质点，故B正确；
C，相对地球货运飞船与核心舱对接时均在高速运动，所以以地球为参考系，飞船和核心舱对接时都是运动的，故C错误；
D，“m”是国际单位制的基本单位，故D错误。
故选：B。
10．（2022秋 衡阳期末）机器人服务人类的场景正步入现实生活中，例如餐厅中使用机器人来送餐，就越来越常见。如图甲所示为某餐厅的送餐机器人，将其结构简化为如图乙所示的示意图，机器人的上表面保持水平。则下列说法中正确的是（ ）
A．菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品受到与运动方向一致的摩擦力作用
B．菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品对机器人的压力和机器人对菜品的支持力是一对平衡力
C．菜品随着机器人一起做匀加速直线运动时，菜品的惯性逐渐增大
D．菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时，机器人对菜品的作用力大于菜品的重力
【解答】解：A、菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品所受合力为零，故菜品不受摩擦力的作用；故A错误；
B、菜品对机器人的压力和机器人对菜品的支持力分别作用在两个不同的物体上，是作用力和反作用力关系。不是一对平衡力，故B错误；
C、惯性是物体的固有属性，与物体的运动状态无关，故C错误；
D、菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时，机器人对菜品的作用力在竖直方向的分力等于菜品的重力，机器人对菜品还有沿水平方向的分力，所以机器人对菜品的作用力大于菜品的重力，故D正确；
故选：D。
11．（2022秋 安徽期末）在水平路面上有一辆匀速行驶的小车，小车上固定着盛满水的碗．若突然发现碗中的水向右洒出，如图所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列描述正确的是（ ）
A．小车匀速向左运动
B．小车一定突然向左加速运动
C．小车可能突然向左减速运动
D．小车可能突然向右减速运动
【解答】解：A、小车匀速向左运动，则水也匀速运动，速度相等，不会从碗中的水洒出，故A错误；
C、小车突然向左减速，由于惯性，水还没有来得及减速，所以小车向左的速度小于水向左的速度，水应向左洒出，故C错误；
BD、若小车原来向左匀速运动，突然开始向左加速运动，碗随小车开始向左加速，根据牛顿第一定律可知，碗中水由于惯性仍保持原来向左的匀速运动状态，水相对于碗向右运动，水向右洒出；若小车原来向右匀速运动，突然向右减速运动，碗随小车开始向右减速，根据牛顿第一定律可知，水由于惯性仍要保持向右的匀速运动状态，水相对于碗向右运动，水将向右洒出，故B错误，D正确。
故选：D。
12．（2022秋 荔湾区校级期末）如图，在车厢中的A是用绳拴在底部上的氢气球，B是用绳挂在车厢顶的金属球，开始时它们和车顶一起向右做匀速直线运动，若忽然刹车使车向右做匀减速运动。则下列哪个图能正确表示刹车期间车内的情况（ ）
A． B．
C． D．
【解答】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，相对车厢还是向右运动，因此B向右偏，故B、C错误。
氢气虽然有惯性因为氢气密度小空气的密度大（惯性比气球大），所以向前会撞到空气，力的作用相互的，被空气向后推开，相对车厢向左运动，故A错误、D正确，
故选：D。
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4.1牛顿第一定律
一、“运动与力的关系”的历史认知 1
二、牛顿第一定律 3
三、惯性和质量 4
【巩固提高】 7
[学习目标]
课程标准 课标解读
1．知道伽利略的理想实验及其推理过程，知道理想实验是科学研究的重要方法。 1、通过阅读或者查阅资料等途径了解牛顿第一定律的 发现过程，体会人类认识事物本质的曲折过程，培养学生严谨的科学态度。
理解牛顿第一定律的内容及意义。 理解惯性的概念，会解释惯性的有关现象。 能够应用牛顿第一定律分析求解问题 2、能准确叙述牛顿第一定律的内容，并能对该定律所 揭示的运动和力的关系问题有较深刻的理解。 3、了解伽利略关于运动和力的关系的认识，了解他的理想实验和相应的推理过程，领会实验加推理的科学研究方法，培养学生科学推理和想象能力。 4、能通过实例说明质量是物体惯性大小的量度。
[知识分析]
一、“运动与力的关系”的历史认知
1、亚里士多德认为：必须 ，物体才能运动；没有力的作用，物体就要 .
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 .减小第二个斜面的倾角，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
（2）推理结论：力不是(填“是”或“不是”)维持物体运动的原因.
实验事实 让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个对接的斜面
推理 1 如果没有摩擦力，小球将上升到原来的高度.
推理 2 如果减小第二个斜面的倾斜度，小球会通过更长的路程，仍然可以达到原来的高度.
推理 3 继续减小第二个斜面的倾斜度，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而 将沿水平面持续运动下去.
实验结论 力不是维持物体运动的原因.
实验的意义 ①伽利略用“实验+科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点； ②第一次确立了物理实验在物理研究中的基层地位； ③揭示了力不是维持物体运动的原因.
3、笛卡尔的观点：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以 动，既不停下来也不偏离原来的方向.
（2023 金华模拟）伽利略是公认的第一个采用理想实验进行研究的物理学家，这里所说的“理想实验”是指（ ）
A．一种实验器材 B．一种实验现象
C．一种思维方法 D．一种物理规律
（2022秋 西安期末）伽利略曾用如图甲所示的“理想实验”研究力与运动的关系，用图乙所示的实验研究自由落体运动。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，完全没有摩擦阻力的斜面实际存在，因此该实验可实际完成
B．图甲实验中，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持
C．图乙实验直接验证了自由落体运动的速度是均匀变化的
D．图乙实验中，运用斜面“冲淡”了重力的作用，使运动时间变长，便于测量
二、牛顿第一定律
1、内容：一切物体总保持 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.
2、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发生改变.
3、意义：①揭示了物体的固有属性：一切物体都具有 ，因此牛顿第一定律又被叫作 定律；
②揭示了运动和力的关系：力不是 物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生 的原因.
③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.
④牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的.
（2022秋 长宁区校级期中）物理学是一门以实验为基础的学科，但有些物理规律的建立不是由实验直接得到的，而是基于事实通过合理外推才得到的。属于这种情况建立的物理规律是（ ）
A．牛顿第一定律 B．牛顿第二定律
C．牛顿第三定律 D．库仑定律
（2022春 郊区校级期中）关于牛顿第一定律的理解不正确的是（ ）
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．飞跑的运动员遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态
（多选）（2022春 秀屿区校级期中）关于力和运动的认识，下列说法正确的是（ ）
A．力是维持物体运动的原因
B．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
C．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
D．如果运动中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
（2021秋 新会区校级期中）如图，一只钢球从圆槽的顶端滑下，若滑到最低点（O点）时，钢球受到的一切外力同时消失，则钢球的运动路线是（ ）
A．1 B．2 C．3 D．4
（2021秋 虹口区校级期中）如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两小球放在车厢内光滑桌面上，两球相距s与车一起做匀速直线运动。如果突然刹车，在两球均未离开桌面的情况下，两球的间距（ ）
A．逐渐增大 B．保持不变 C．逐渐减小 D．无法确定
三、惯性和质量
1．惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．
2．物体惯性的大小由质量决定，与物体的运动状态无关，与是否受力无关，与物体的速度大小无关．
3．惯性的表现
(1)在不受力的条件下，惯性表现出“保持”原来的运动状态，有“惰性”的意思．
(2)在受力的条件下，惯性表现为运动状态改变的难易程度．质量越大，惯性越大，运动状态越难改变．
（2022秋 新泰市校级期中）机器人服务人类的场景正步入现实生活中，例如餐厅中使用机器人来送餐，就越来越常见。如图甲所示为某餐厅的送餐机器人，将其结构简化为如图乙所示的示意图，机器人的上表面保持水平。则下列说法中正确的是（ ）
A．菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品受到与运动方向一致的摩擦力作用
B．菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品对机器人的压力和机器人对菜品的支持力是一对平衡力
C．菜品随着机器人一起做匀加速直线运动时，菜品的惯性逐渐增大
D．菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时，机器人对菜品的作用力大于菜品的重力
（2022秋 华龙区校级期中）下列关于惯性的说法正确的是（ ）
A．汽车速度越大越难刹车，表明速度越大惯性越大
B．采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，这表明，可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性
C．乒乓球可快速抽杀，是因为乒乓球惯性小
D．射出枪膛的子弹在运动一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性变小了
（2022秋 天宁区校级期中）如图所示，要将卡在球筒中的羽毛球取出，可以有多种方案，方案一：一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端；方案二：手持球筒，使球与球筒一起下落敲击水平面，假设球筒与水平面碰后速度立即变为0，下列说法正确的是（ ）
A．方案一利用羽毛球的惯性，使其从球筒上端出来
B．方案一利用球筒的惯性，使羽毛球从下端出来
C．方案二利用羽毛球受到的重力，使其从下端出来
D．方案二中球筒敲击水平面后速度变为0，其惯性随之消失
（2022秋 绿园区校级期中）就一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是（ ）
A．采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度．这表明，可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性
B．射出枪膛的子弹在运动一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性小了
C．货车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这些会改变它的惯性
D．摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到行驶目的
（多选）（2021秋 鼓楼区期中）小轩很喜欢爸爸新买的数码照相机，在旅途中拍下了火车内桌面上塑料杯瞬间的不同状态，如图的甲、乙、丙，则下列关于火车运动状态的判断可能正确的是（ ）
A．甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向左加速，丙图中火车突然向左减速
B．甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向右加速，丙图中火车突然向左加速
C．甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向左加速，丙图中火车突然向右减速
D．甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向右减速，丙图中火车突然向右加速
（2020秋 西湖区校级期中）将木块放在小车上，使木块与小车一起向右匀速运动，当小车被挡板挡住时，下列实验现象正确的是（ ）
A．假设小车上表面光滑，木块将如图甲所示向前倾倒
B．假设小车上表面光滑，木块将如图乙所示向前滑动
C．假设小车上表面粗糙，木块将如图丙所示向后倾倒
D．假设小车上表面粗糙，木块将如图乙所示向前滑动
【巩固提高】
一．选择题（共12小题）
1．（2022秋 五华区校级期末）关于物体的惯性，下列说法正确的是（ ）
A．摔跤运动员适当增加体重能增大其惯性
B．跳远运动员助跑能增大其起跳时的惯性
C．战斗机战斗前抛掉副油箱，惯性不变
D．物体在完全失重状态下没有惯性
2．（2022秋 安丘市期末）2022年女足亚洲杯中国女足表现完美，再次站在亚洲之巅，这也是中国女足第9个亚洲杯冠军，如图是8号女将姚伟的一脚远射。以下说法正确的是（ ）
A．足球被踢出后仍能继续运动，是因为足球受到惯性力的作用
B．足球被运动员用头顶入对方球网，说明力可以改变物体的运动状态
C．足球在运动中阻力逐渐减小，惯性也在减小
D．足球在运动中速度逐渐减小，惯性也在减小
3．（2022秋 罗湖区校级期末）下列关于惯性的说法中正确的是（ ）
A．拉满货物的车比空车更难加速，说明物体质量越大，惯性越大
B．行驶的火车速度越大刹车后停下来越困难，说明物体速度越大，惯性越大
C．蜂鸟起飞时速度变化很快，加速度很大，说明物体加速度越大，惯性越大
D．做自由落体运动的物体无惯性
4．（2022秋 荔湾区校级期末）大型油罐车内部设置了一些固定挡板，如图所示，油罐车在水平路面上行驶，下列说法正确的是（ ）
A．油罐车匀速前进时，油没有惯性
B．挡板间油的质量相对小，可以有效增加变速时油的涌动
C．油罐车加速前进时，油的液面前低后高
D．油罐车减速前进时，油的液面前低后高
5．（2022秋 城关区校级期末）一天，下着倾盆大雨．某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了．列车出站过程中，他发现水面的形状是下图中的（ ）
A． B．
C． D．
6．（2022秋 西安期末）伽利略曾用如图甲所示的“理想实验”研究力与运动的关系，用图乙所示的实验研究自由落体运动。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，完全没有摩擦阻力的斜面实际存在，因此该实验可实际完成
B．图甲实验中，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持
C．图乙实验直接验证了自由落体运动的速度是均匀变化的
D．图乙实验中，运用斜面“冲淡”了重力的作用，使运动时间变长，便于测量
7．（2022秋 未央区校级期末）伽利略设想了一个理想实验，如图所示。以下为他的设想：①在两个对接的斜面上，静止的小球沿一个斜面滚下后将滚上另一个斜面；②如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度；③减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然会达到原来的高度；④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将会沿水平面做持续的匀速运动。通过对这个实验的分析，我们可以得到的最直接的结论是（ ）
A．自然界的一切物体都具有惯性
B．在光滑水平面上运动的小球的运动状态的维持并不需要外力
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
8．（2022秋 香坊区校级期末）如图所示，用细绳把一本较厚重的书扎一圈，然后将细绳的一端挂起来，另一端用手牵住，使书保持静止。若用力迅速将细绳往下一拉，由于书的惯性，则（ ）
A．上段细绳更容易断
B．下段细绳更容易断
C．两段细绳一定会同时断
D．不确定哪段细绳更容易断
9．（2022秋 杜集区校级期末）我国将于2022年前后完成空间站在轨组装工程，空间站由核心舱、实验舱等构成。其中核心舱轴向长度为16.6m有3个对接口用于载人飞船、货运飞船及其他飞行器访问空间站。关于本材料中的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．空间站在太空“漂浮”时没有惯性
B．货运飞船与核心舱对接时不可看成质点
C．货运飞船与核心舱对接时，以地球为参考系它是静止的
D．“16.6m”中，“m”不是国际单位制的基本单位
10．（2022秋 衡阳期末）机器人服务人类的场景正步入现实生活中，例如餐厅中使用机器人来送餐，就越来越常见。如图甲所示为某餐厅的送餐机器人，将其结构简化为如图乙所示的示意图，机器人的上表面保持水平。则下列说法中正确的是（ ）
A．菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品受到与运动方向一致的摩擦力作用
B．菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品对机器人的压力和机器人对菜品的支持力是一对平衡力
C．菜品随着机器人一起做匀加速直线运动时，菜品的惯性逐渐增大
D．菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时，机器人对菜品的作用力大于菜品的重力
11．（2022秋 安徽期末）在水平路面上有一辆匀速行驶的小车，小车上固定着盛满水的碗．若突然发现碗中的水向右洒出，如图所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列描述正确的是（ ）
A．小车匀速向左运动
B．小车一定突然向左加速运动
C．小车可能突然向左减速运动
D．小车可能突然向右减速运动
12．（2022秋 荔湾区校级期末）如图，在车厢中的A是用绳拴在底部上的氢气球，B是用绳挂在车厢顶的金属球，开始时它们和车顶一起向右做匀速直线运动，若忽然刹车使车向右做匀减速运动。则下列哪个图能正确表示刹车期间车内的情况（ ）
A． B．
C． D．
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