课时９　牛顿第一定律-江苏省2025年1月普通高中学业水平合格性考试物理复习(共29张PPT)

(共29张PPT)
课时9　牛顿第一定律
实验探究加速度与力、质量的关系
第四章　运动和力的关系
目
录
1
一过考点
2
二过易错
3
三过典题
4
四过集训
1.理想实验的魅力
（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）伽利略的理想实验说明：力 　不是　 （选填“是”或“不是”）维持物体运动的原因.
（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，既不停下来也不偏离原来的方向.
有力作用在物体上
静止
不是
同一速度
同一直线
2.牛顿第一定律
（1）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）物体都有保持原来匀速直线运动状态或 　静止　 状态的性质，叫作惯性.惯性是物体的固有性质，与物体的运动状态无关，惯性的唯一量度是 　质量　 .
匀速直线运动
静止
力
静止
质量
（1）实验方法：采用 　控制变量　 法.先控制小车的质量m不变，探究加速度a与 　拉力F　 之间的关系；再控制 　拉力F　 不变，探究加速度a与 　质量m　 之间的关系.
（2）实验装置图：如图所示.
控制变量
拉力F
拉力F
质量m
3.探究实验：探究加速度与力、质量的关系
（4）实验探究：
①探究加速度与力的关系：保持物体的质量不变，测量物体在不同力的作用下的加速度，分析a与F的关系.若在误差允许范围内a －F图像是一条 　过原点的倾斜直线　 ，则a与F成正比.
②探究加速度与质量的关系：保持物体受到的力不变，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析a与m的关系.若在误差允许范围内a －图像是一条 　过原点的倾斜直线　 ，则a与m成反比.
打点计时器
天平
过原点的倾斜直线
过原点的倾斜直线
（3）实验器材： 　打点计时器　 、交流电源、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、沙和沙桶（或砝码和砝码盘）、细线、导线、
　天平　 、刻度尺.
1.物体的运动速度越大，越难停下，其惯性越大. （　×　）
2.力可以改变物体的运动状态，但无法改变物体的惯性大小. （　√　）
3.物体的运动状态改变指的是速度的改变. （　√　）
4.如果物体的运动状态发生了变化，物体必受到了不为零的合力. （　√　）
×
√
√
√
（1）伽利略理想斜面实验，理想的原因：①斜面光滑；②木板足够长.
（2）伽利略理想斜面实验说明：力不是维持物体运动的原因，物体的运动不需要力来维持.
【例1】（2024届江苏合格性考试模拟）伽利略的理想斜面实验的示意图如图所示，不计摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（　D　）
A.该实验没有以可靠的事实为依据，只是逻辑推理
B.小球在水平面上不受外力作用
C.小球沿右侧斜面上升的高度与其倾角有关
D.该实验否定了“力是维持物体运动的原因”的观点
D
【解析】伽利略斜面实验是以实验为基础，通过逻辑推理得出结论的，A错误；对小球受力分析，受重力、支持力，B错误；理想斜面实验：在轨道的一边释放一颗钢珠，如果忽略摩擦力带来的影响，我们发现钢珠从左边滚下后，再从右边的斜面滚上，钢珠将上升到与左边释放高度相同的点；若将右边的倾斜角减小，钢珠还是上升到原来的高度，但通过的路程比原来更长，C错误；理想斜面实验是用事实加推导得出力不是维持物体运动的原因，D正确.
2.牛顿第一定律
牛顿第一定律是建立在伽利略理想斜面实验的基础上，经过科学推理而抽象出来的规律.其意义在于：
（1）揭示了一切物体具有的一个重要属性——惯性.
（2）揭示了物体在不受力或所受合力为零时的运动状态——静止状态或匀速直线运动状态.
（3）揭示了力的含义——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.
【例2】（2023届前黄合格性考试模拟）一物体做匀加速直线运动，经过一段时间后，若所受的一切外力都突然消失，则关于物体后续的运动情况，下列描述中正确的是（　B　）
A.立即静止 B.做匀速直线运动
C.继续做匀加速直线运动 D.做减速直线运动直至静止
【解析】做匀加速直线运动的物体，若所受的一切外力突然消失，由于之前物体是运动的，根据牛顿第一定律知，物体将改做匀速直线运动，B正确，A、C、D错误.
B
【例3】（2023届沛县合格性考试模拟）惯性大的物体（　A　）
A.质量一定大 B.速度一定大
C.加速度一定小 D.动能一定大
【解析】质量是衡量惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大，A正确.
A
3.探究实验：探究加速度与力、质量的关系
控制变量法：当研究三个或三个以上物理量之间的关系时，先让其中的几个物理量保持不变，研究另外两个物理量间的关系，最后总结多个物理量之间的相互关系，这种实验的思想方法叫作控制变量法.
【例4】（2024届常州合格性考试模拟）“探究加速度与力、质量的关系”实验装置如图所示，为探究加速度a与力F之间的关系，下列说法正确的是（　B　）
B
A.需保持盘和砝码的质量不变
B.需保持小车的质量不变
C.盘和砝码的重力一定与小车受到的拉力大小相等
D.处理数据时，作出a －图像能直观判断a与F之间的关系
【解析】探究加速度a与力F之间的关系，应保持小车的质量不变，A错误，B正确；当盘和砝码的总质量远远小于小车的质量时，才能认为盘和砝码的总重力等于小车受到的拉力，C错误；因为当小车质量一定时，小车的加速度a和力F成正比，故处理数据时，作出a－F图像才能直观判断a与F之间的关系，D错误.
【例5】（2024届南京六校合格性考试调研）情景一：小明同学设计了一个“探究加速度a与物体所受合力F及物体质量m的关系”的实验，图甲为实验装置简图（交流电源的频率为50 Hz）.
（1）小明同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条点迹清晰的纸带如图乙所示，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔T＝0.02 s，其中x1＝1.50 cm，x2＝1.90 cm，x3＝2.30 cm，x4＝2.70 cm，由此可知，打D点时纸带的速度大小为 　0.25　 m/s.
（2）小明同学通过上面数据得出小车的加速度为 　0.4　 m/s2.
0.25
0.4
（3）小明同学接着保持小车的质量不变，改变沙和沙桶的总质量，他根据实验数据作出了加速度a随合力F变化的图线，如图丙所示.该图线不通过原点，其主要原因是 　实验前没有补偿阻力或者补偿阻力不足　 .
实验前没有补偿阻力或者补偿阻力不足
1.（2024届连云港合格性考试模拟）战国时期著名思想家墨子在著作《墨经》中写道“力，刑之所以奋也”，意思是“力能使物体由静止开始运动，或者使运动的物体运动得越来越快”.关于力和运动的理解，下列说法正确的是（　C　）
A.墨子的观点与亚里士多德的观点相同
B.墨子认为力是维持物体运动的原因
C.墨子认为力是改变物体运动状态的原因
D.墨子认为当物体不受力时，物体将停止运动
C
2.（2024届江苏合格性考试模拟）下列说法正确的是（　C　）
A.汽车刹车时才有惯性
B.物体被水平抛出，做平抛运动时，没有惯性
C.质量大的物体惯性大
D.运动员长跑时，速度越大，其惯性就越大
C
3.（2024届南京合格性考试模拟）关于惯性，下列说法正确的是（　D　）
A.在月球上举重比在地球上容易，所以同一物体在月球上的惯性比在地球上小
B.某人推不动原来静止的箱子，是因为箱子的惯性太大
C.在宇宙飞船内的物体不存在惯性
D.乒乓球可以迅速抽杀，是因为乒乓球的惯性小
D
4.（2024届徐州合格性考试模拟）某同学在做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，把实验的数据记录在下表中.为探究加速度与质量的关系，他应选择并进行分析的数据组别是（　B　）
　　组别 物理量　 1 2 3 4 5 6 7
F/N 0.29 0.14 0.29 0.19 0.29 0.29 0.34
m/kg 0.86 0.36 0.61 0.36 0.41 0.36 0.36
a/（m·s－2） 0.34 0.39 0.48 0.53 0.71 0.81 0.94
B
A.1、2、3、4 B.1、3、5、6
C.2、4、6、7 D.1、3、4、6
5.（2024届江苏合格性考试模拟）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示.实验中为使小车运动时所受的拉力近似等于盘和重物的总重力，则盘和重物的总质量m与小车的质量M应满足的关系是（　B　）
A.m远大于M
B.m远小于M
C.m略大于M
D.m略小于M
B
6.（2024届江苏合格性考试模拟）为了更直观地反映物体的加速度a与物体质量m的关系，往往用两者的关系图像来表示，该关系图像正确的是（　D　）
A
B
C
D
D
【解析】由牛顿第二定律可得a＝＝F·，故当F一定时，a－图像为直线，D正确，B错误；F＝ma图像为反比例函数，A错误；C中无法确定函数类型，C错误.