第一节 牛顿第一定律
(分值：100分)
选择题1～10题，每小题7分，共70分，11～13题，每小题10分，共30分，合计100分
基础对点练
题组一 伽利略的探索
1.(2024·广东深圳高一期中)在物理学史上，用理想斜面实验推翻“力是维持物体运动的原因”的物理学家以及建立惯性定律的物理学家分别是( )
亚里士多德、伽利略 亚里士多德、牛顿
伽利略、爱因斯坦 伽利略、牛顿
2.17世纪，意大利物理学家伽利略根据斜面实验指出：在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故，你认为下列说法正确的是( )
①该实验证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论
②该实验为牛顿第一定律的提出提供了有利的实验证据
③该实验是一理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础，故其结果是荒谬的
④该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，从而更深刻地反映自然规律
只有①③ 只有②④
只有③④ 只有②③
题组二 牛顿第一定律
3.(多选)下列情形中，物体的运动状态发生变化的是( )
小石块做自由落体运动
小球在光滑水平面上做匀速直线运动
汽车在转弯时速度的大小不变
铅球被抛出以后的运动
4.改变物体运动状态的原因是( )
加速度 力
能量 惯性
5.(2024·江苏淮安阶段练习)关于牛顿第一定律，下列说法正确的是( )
力是维持物体运动的原因，没有力的作用物体将保持静止
物体的速度不断变化，表示物体必受合外力的作用
物体如果向正北方向运动，其受外力方向必须指向正北
伽利略支持力是维持物体运动的原因的观点
6.(2024·湖北黄冈高一期末)中国古代物理学上有些成就在当时是世界领先的，春秋战国时代(公元前772—前221年)，我国学者墨子对力与运动的关系作了这样的阐述：“力，刑之所以奋也。”这句话的意思是：力能使物体由静止开始运动，或使运动的物体运动得越来越快。下列说法中，与墨子观点相符合的是( )
物体位置发生改变，一定受到力的作用
物体速度发生改变，一定受到力的作用
物体运动得越快，受到的力一定越大
物体运动变慢，可以不受到力的作用
题组三 惯性的理解和应用
7.(多选)(2024·广东清远高一期末)牛顿第一定律是科学家集体智慧的成果。关于牛顿第一定律的说法正确的是( )
物体的速度越大，其惯性越大
物体的惯性大小与其受力的大小无关
物体的质量改变，其惯性就会改变
物体的运动需要力来维持
8.如图所示为月球车示意图，当该月球车分别在地面和月面以相同的速率行驶时，下列判断正确的是 ( )
在地面运动时的惯性较大
在月面运动时的惯性较大
在地面和月面上运动时的惯性一样大
在地面运动时的质量较大
9.(多选)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( )
小车匀速向左运动
小车可能突然向左加速运动
小车可能突然向左减速运动
小车可能突然向右减速运动
综合提升练
10.(多选)(2024·广东珠海高一期末)下面是摘自上个世纪报纸上的一篇文章：阿波罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中，宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话。宇航员：“汤姆，我们现在已关闭了火箭上所有的发动机，正向月球飞去。”汤姆：“你们关闭了所有的发动机，那么靠什么力量推动火箭向前运动呢？”宇航员犹豫了半天，说：“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧。”若不计月球等天体对火箭的吸引作用，由上述材料可知下列说法正确的是( )
汤姆问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”
宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”
宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持”
宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行
11.关于惯性的大小，下列说法中正确的是( )
两个质量相等的物体，速度大的不容易停下来，所以速度大的物体惯性大
在月球上举重比在地球上容易，所以质量相等的物体在月球上比在地球上惯性小
推动地面上静止的物体，要比维持这个物体做匀速运动所需的力大，所以物体静止时惯性大
两个质量相同的物体，不论速度大小是否相等，它们的惯性大小一定相等
12.如图所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面呈水平，在水平面上放一个小球B，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )
沿斜面向下的直线 竖直向下的直线
无规则曲线 抛物线
培优加强练
13.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( )
上段细绳更容易断
下段细绳更容易断
两段细绳一定会同时断
不确定哪段细绳更容易断
第一节 牛顿第一定律
1.D [在物理学史上，正确认识运动与力的关系并且推翻“力是维持物体运动的原因”的物理学家和建立惯性定律的物理学家分别是伽利略和牛顿，A、B、C错误，D正确。]
2.B [伽利略由此推翻了亚里士多德的观点，认为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，故①错误；牛顿总结了前人的经验，指出了物体运动状态改变的原因，即牛顿第一定律，故②正确；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，故④正确，③错误，故选项B正确。]
3.ACD [做自由落体运动的物体速度越来越大，运动状态发生了变化，A正确；做匀速直线运动的物体速度不变，运动状态不变，B错误；汽车在转弯时速度方向发生了变化，运动状态发生了变化，C正确；铅球被抛出以后速度大小和方向都发生了变化，运动状态发生了变化，D正确。]
4.B [力是改变物体运动状态的原因，因为没有外力作用时物体总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止，所以B正确，A、C、D错误。]
5.B [根据牛顿第一定律的内容可知力是改变物体运动状态的原因，不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，故A错误；物体的速度不断变化，说明物体的运动状态在改变，物体必然受到力的作用，故B正确；物体如果向正北方向运动，如果是匀速则不受力或受平衡力，故C错误；伽利略推翻了力是维持物体运动的原因的观点，提出力是改变物体运动状态的原因的观点，故D错误。]
6.B [由题意可知力能使物体由静止开始运动，或使运动的物体运动得越来越快，即力起到了改变物体运动状态的作用。物体位置发生改变，不一定受到力的作用，比如匀速直线运动，故A错误；物体速度发生改变，即物体运动状态改变，则一定受到力的作用，故B正确；物体运动得越快，不一定受到力的作用，比如匀速直线运动状态，故C错误；物体运动变慢，则速度改变，即运动状态改变，则一定受到力的作用，故D错误。]
7.BC [质量是物体惯性大小的唯一量度，惯性与物体的速度大小无关，与物体是否受力也无关，A错误，B正确；质量是物体惯性大小的唯一量度，物体的质量改变，其惯性就会改变，C正确；根据牛顿第一定律可知，物体的运动不需要力来维持，D错误。]
8.C [惯性的大小与物体的质量有关，与物体的运动状态无关，所以当该月球车分别在地面和月面以相同的速率行驶时的惯性是一样大的，A、B错误，C正确；质量是物体的固有属性，是不变的，D错误。]
9.BD [若小车原来向左做匀速运动，则水也向左匀速运动，水相对于碗静止，水不会突然加速，碗随小车向左加速，洒出水由于惯性仍保持原来的匀速运动状态，水相对于碗向右运动，水向右洒出，A错误，B正确；若小车突然向左做减速运动，碗随小车一起向左减速，水由于惯性，仍保持向左的匀速运动，水相对于碗向左运动，水向左洒出，C错误；若小车原来向右做匀速运动，突然减速，碗随小车向右减速，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，D正确。]
10.ACD [汤姆说：“你们关闭了所有的发动机，那么靠什么力量推动火箭向前运动？”，想表达的真实意思是“火箭的运动需要力来维持”，故A正确；由题意知，宇航员说大概是伽利略在推动飞船向前运动，真实意思是根据伽利略的理论，“火箭的运动不需要力来维持”，火箭正在依靠惯性飞行，而不是伽俐略用力推动着火箭向前运动，故B错误，C、D正确。]
11.D [物体的惯性只与物体的质量有关，两个质量相等的物体，惯性大小相等，与运动状态和所处位置无关，A、B、C错误，D正确。]
12.B [劈形物体A释放前，小球受到重力和支持力，两力平衡；劈形物体A释放后，由于劈形物体A是光滑的，则小球水平方向不受力，根据牛顿第一定律知，小球在水平方向的运动状态不改变，即仍保持静止状态。而竖直方向劈形物体A对B的支持力将小于小球的重力，小球将沿竖直方向做加速运动，所以小球在碰到斜面前的运动是竖直向下的加速运动，其运动轨迹是竖直向下的直线，故B正确。]
13.B [由于书本比较厚重，惯性较大，其运动状态难以改变，在迅速向下拉绳的瞬间，书本可以认为固定不动，上段绳的力没增大，而此时下段细绳承受的力将比上段细绳承受的力大，因此下段细绳更容易断，故B正确。]?第一节 牛顿第一定律
学习目标 1.知道伽利略的理想斜面实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法。2.理解牛顿第一定律的内容及意义。3.理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。
知识点一 伽利略的探索
伽利略理想斜面实验如图所示，小球沿斜面由静止滚下，再滚上另一斜面。
(1)在实际生活中，小球滚上另一斜面能达到原来的高度吗？
(2)设想斜面是光滑的，小球滚上另一斜面能达到原来的高度吗？
(3)设想斜面是光滑的，减小第二个斜面的倾角，小球还能达到原来的高度吗？
(4)设想第二个斜面变成水平面，小球永远也达不到原来的高度，这时小球的运动能停下来吗？
一、亚里士多德的观点
亚里士多德认为，有力作用在物体上，物体才________；撤掉力，运动就________。维持物体运动________力。
二、伽利略的探索
1.理想斜面实验
(1)理想斜面实验：让小球从斜面的某一高度由静止释放，小球将滚上另一个斜面。如果没有摩擦力，这个小球将达到与原来____________的高度。如果减小斜面的倾角，小球仍会达到同一高度，但要通过更长的路程。如果继续减小斜面的倾角，小球经过的____________就会越来越长，但最终仍能到达原来的________。如果斜面变成水平面，小球将无法达到原来的高度，只能以________的速度________运动下去。
(2)结论：物体的运动__________力来维持。
2.理想实验：伽利略设计的斜面实验虽然是想象中的实验，但它建立在____________的基础上。______________是科学研究中的一种重要方法。
3.理想实验的推论：一切运动着的物体在没有受到外力的时候，它的速度将保持不变，并且一直运动下去。
4.理想实验的意义
(1)伽利略理想实验是以可靠的实验事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律。
(2)伽利略理想实验是把实验和逻辑推理相结合的一种科学研究方法。
三、笛卡尔的补充
笛卡尔认为，如果没有其他原因，运动的物体将继续以____________沿着一条直线运动，既不会________，也不会偏离原来的________。
【思考】
在伽利略的理想斜面实验的各个过程中(如图所示)，哪些可以通过实验完成？哪些是推理得出的？
例1 (2024·广东珠海高一期中)历史上，伽利略通过理想斜面实验，正确地揭示了“运动和力的关系”。
如图所示，伽利略的理想斜面实验有如下步骤：
①减小第二个斜面的倾角，为达到原来的高度，小球运动的距离变长；
②两个对接斜面，让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个斜面：
③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度；
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面以恒定速度持续运动下去。
(1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列：________(填数字序号)。
(2)在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论。下列关于事实和推论的分类正确的是________(填选项前的字母)。
A.①是事实，②③④是推论
B.②是事实，①③④是推论
C.③是事实，①②④是推论
D.④是事实，①②③是推论
听课笔记
训练1 (多选)理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠的事实和合理的推论结合起来，可以深刻地揭示自然规律。关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是( )
A.只要接触面足够光滑，物体在水平面上就能匀速运动下去
B.这个实验实际上是永远无法做到的
C.利用气垫导轨，就能使实验成功
D.虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的实验基础上的
知识点二 牛顿第一定律
如图所示是冰壶在冰面上的运动情景。冰壶比赛过程中，运动员在冰壶前面擦扫冰面，可以使表面冰层融化，形成一层薄薄的水膜，而水膜的阻力比冰面要小，所以冰壶可以滑行得更远。
(1)图中的冰壶为什么会停下来？这说明了什么问题？
(2)试猜想如果冰壶不受外力作用将处于什么状态？
(3)从(1)、(2)两个问题中，我们能得到什么结论？
1.牛顿第一定律：一切物体总保持____________________状态或________状态，直到有外力____________________为止。
2.对牛顿第一定律的理解
(1)定性揭示了力和运动的关系
①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。当物体运动状态改变时，就具有了加速度，因而力是产生加速度的原因。
②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。
(2)牛顿第一定律是牛顿在总结前人工作的基础上得出的，是在理想实验的基础上加以科学抽象和逻辑推理得到的，但其得到的一切结论经过实践证明都是正确的。
(3)牛顿第一定律无法用实验直接验证。它所描述的是一种理想状态，即不受外力的状态。
3.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改变。
【思考判断】
(1)由牛顿第一定律可知，做加速直线运动的物体所受外力全部消失时，物体立刻静止。( )
(2)力是改变物体运动状态的原因。( )
例2 (多选)关于牛顿第一定律的理解正确的是( )
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的运动
D.奔跑的运动员遇到障碍物而被绊倒，是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态
听课笔记
训练2 下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的，没有实验依据
B.牛顿第一定律无法用实验直接验证，因此是不成立的
C.理想实验的思维方法与质点概念的建立一样，都是一种科学抽象的思维方法
D.由牛顿第一定律可知，静止的物体一定不受外力作用
知识点三 惯性的理解和应用
如图所示，公交车在运行时突然急刹车，车内乘客身体为什么会向前倾倒？
1.惯性
(1)定义：物体具有保持原来________________状态或________状态的性质叫作________。牛顿第一定律又叫作________定律。
(2)特点：任何物体无论处于什么状态，都具有惯性。惯性是物体的________属性。
2.惯性与质量
物体惯性大小仅与________有关，________是物体惯性大小的唯一量度，惯性大小与物体是否运动、运动快慢等因素均________关。
3.惯性的表现
(1)物体不受外力时，惯性表现为保持原来的运动状态。
(2)物体受力时，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。
【思考】
(1)战斗机在投入战斗时有时要抛掉副油箱，这是为什么？
(2)汽车超载时急刹车不容易停下来，为什么？
例3 (2024·广东广州高一期中)下列说法中正确的是( )
A.从枪膛中飞出的子弹，在惯性力作用下飞行
B.满载的卡车比空车难以停下来，是因为前者的惯性比后者大
C.物体在粗糙水平路面上比在光滑水平路面上难以推动，是因为前者惯性大
D.喷气式飞机起飞后越飞越快，说明它的惯性越来越大
听课笔记
训练3 下列关于惯性的说法，正确的是( )
A.《道路交通安全法》中规定机动车行驶时，驾驶、乘坐人员应当按规定使用安全带，这是因为系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害
B.短跑运动员最后冲刺时，速度很大，很难停下来，说明速度越大，惯性越大
C.高速行驶的公共汽车紧急刹车时，乘客会向前倾倒，说明乘客具有惯性
D.把手中的球由静止释放后，球能竖直下落，是由于球具有惯性
随堂对点自测
1.(伽利略理想斜面实验)如图所示，为现代人在实验室所做的伽利略斜面实验的频闪照片的组合图。实验中把小球从左侧斜面的某个位置由静止释放，它将冲上右侧斜面，频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两个小球间的距离依次减小；如果右侧斜面变成水平，频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两小球间的距离几乎相等。对于这个实验，以下叙述正确的是( )
A.小球冲上右侧斜面后做减速运动，表明“力是维持物体运动的原因”的结论是正确的
B.小球最终也会在右侧水平面上停下来，表明“力是维持物体运动的原因”的结论是正确的
C.因为没有绝对光滑的斜面或者平面，所以伽利略提出的“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是荒谬可笑的
D.上述实验表明“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是正确的
2.(牛顿第一定律)(多选)许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列表述正确的是( )
A.伽利略的理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因
B.伽利略对牛顿第一定律的建立做出了一定的贡献
C.牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因
D.伽利略认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动
3.(惯性的理解)关于惯性，下列说法正确的是( )
A.只有在不受外力作用时物体才有惯性
B.只有运动的物体才具有惯性
C.惯性是指物体具有的保持原来静止或匀速直线运动状态的性质
D.两个物体只要速度相同，惯性就一定相同
4.(惯性的应用)下列事例中，利用了惯性的是( )
①跳远运动员在起跳前高速助跑
②跳伞运动员在落地前打开降落伞
③自行车轮胎制成不平整的花纹
④铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
第一节 牛顿第一定律
知识点一
导学 提示 (1)不能。(2)能。(3)能。(4)不能。
知识梳理
一、运动 停止 需要
二、1.(1)同样 路程 高度 恒定 一直 (2)不需要
2.可靠事实 理想实验
三、同一速度 停下来 方向
[思考] 提示 小球由静止状态从斜面上滚下，可以滚上另一斜面，是实验事实，可以通过实验完成；其余各个结论都是由推理得出的，不可以用实验验证。
例1 (1)②③①④ (2)B
解析 (1)(2)根据实验事实②得出实验结果：如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度，即③，进一步假设若减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度，即得出①，继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持续匀速运动，即④，所以几个步骤正确的排列顺序是：事实②—推论③—推论①—推论④。
训练1 ABD [只要接触面有摩擦力，物体就不会永远匀速运动下去，而实际的接触面不可能达到理想状态的光滑；伽利略的理想实验是在可靠的事实基础上的合理推理，故C错误，A、B、D正确。]
知识点二
导学 提示 (1)冰壶停下来是因为受到了冰面的摩擦力的作用。说明力是改变物体运动状态的原因。
(2)冰壶原来静止，不受外力作用时，仍然静止；冰壶原来运动，不受外力作用时将保持匀速直线运动状态。
(3)物体不受外力作用或所受合力为零时，总保持静止或匀速直线运动状态。
知识梳理
1.匀速直线运动 静止 迫使它改变这种状态
[思考] (1)× (2)√
例2 ABD [牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时的状态，即总保持匀速直线运动状态或静止状态，A、B正确；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，是由于受到摩擦力作用改变了运动状态，奔跑的运动员遇到障碍物而被绊倒，是因为他受到外力作用而改变了原来的运动状态，C错误，D正确。]
训练2 C [牛顿第一定律是在理想实验的基础上经过合理归纳总结出来的，无法用实验来直接验证，但是是成立的，故A、B错误；理想实验的思维方法与质点概念的建立相同，都是突出主要因素、忽略次要因素的科学抽象的思维方法，故C正确；物体静止时不受外力或所受合外力为零，故D错误。]
知识点三
导学 提示 乘客随车一起运动，当急刹车时，车停止运动，乘客的鞋底受到车的摩擦力作用也随车停止运动，而身体由于惯性要保持原来的运动状态，故向前倾倒。
知识梳理
1.(1)匀速直线运动 静止 惯性 惯性 (2)固有
2.质量 质量 无
[思考] 提示 (1)减小战斗机的质量以减小惯性，使战斗机运动状态易于改变，以获得较好的机动性。
(2)质量越大，惯性越大，运动状态越难改变。
例3 B [惯性是物体的固有属性，而不是作用力，A错误；质量越大，惯性越大，所以满载的卡车比空车难以停下来，是因为前者的惯性比后者大，B正确；物体在粗糙水平路面上比在光滑水平路面上难以推动，是因为推动时前者受的最大静摩擦力较大，C错误；惯性只跟物体质量有关，喷气式飞机起飞后越飞越快，是因为飞机在加速，其惯性是不变的，D错误。]
训练3 C [系好安全带可以防止紧急刹车时由于乘客的惯性使乘客从车前部挡风玻璃飞出而造成的伤害，与车的惯性无关，故A错误；质量是惯性的唯一量度，惯性大小与物体的速度无关，故B错误；高速行驶的公共汽车紧急刹车时，乘客会向前倾倒，说明乘客具有惯性，故C正确；把手中的球由静止释放后，球能竖直下落，是由于球受到重力作用，与惯性无关，故D错误。]
随堂对点自测
1.D [小球冲上右侧斜面后做减速运动，表明“力是维持物体运动的原因”的结论是错误的，故选项A错误；小球最终也会在右侧水平面上停下来，是由于受到摩擦力的作用的原因，故选项B错误；因为没有绝对光滑的斜面或者平面，所以伽利略提出的“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是一种理想的推论，但是却有着非常重要的现实意义，它开创了物理学研究的新方法，故选项C错误；上述实验表明“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是正确的，故选项D正确。]
2.AB [伽利略的理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因，故A正确；笛卡尔和伽利略对牛顿第一定律的建立做出了贡献，故B正确；伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，故C错误；亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动，故D错误。]
3.C [惯性是物体的固有属性，它是指物体能够保持原来静止或匀速直线运动状态的性质，任何物体在任何情况下都有惯性，惯性只与质量有关，与力及运动状态无关，C正确，A、B、D错误。]
4.C(共52张PPT)
第一节 牛顿第一定律
第四章 牛顿运动定律
1.知道伽利略的理想斜面实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法。2.理解牛顿第一定律的内容及意义。3.理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二 牛顿第一定律
知识点一 伽利略的探索
知识点三 惯性的理解和应用
知识点一 伽利略的探索
伽利略理想斜面实验如图所示，小球沿斜面
由静止滚下，再滚上另一斜面。
(1)在实际生活中，小球滚上另一斜面能达到原来的高度吗？
(2)设想斜面是光滑的，小球滚上另一斜面能达到原来的高度吗？
(3)设想斜面是光滑的，减小第二个斜面的倾角，小球还能达到原来的高度吗？
(4)设想第二个斜面变成水平面，小球永远也达不到原来的高度，这时小球的运动能停下来吗？
提示 (1)不能。(2)能。(3)能。(4)不能。
一、亚里士多德的观点
运动
亚里士多德认为，有力作用在物体上，物体才______；撤掉力，运动就______。维持物体运动______力。
停止
需要
二、伽利略的探索
1.理想斜面实验
同样
(1)理想斜面实验：让小球从斜面的某一高度由静止释放，小球将滚上另一个斜面。如果没有摩擦力，这个小球将达到与原来______的高度。如果减小斜面的倾角，小球仍会达到同一高度，但要通过更长的路程。如果继续减小斜面的倾角，小球经过的______就会越来越长，但最终仍能到达原来的______。如果斜面变成水平面，小球将无法达到原来的高度，只能以______的速度______运动下去。
(2)结论：物体的运动_________力来维持。
路程
高度
恒定
一直
不需要
2.理想实验：伽利略设计的斜面实验虽然是想象中的实验，但它建立在____________的基础上。____________是科学研究中的一种重要方法。
3.理想实验的推论：一切运动着的物体在没有受到外力的时候，它的速度将保持不变，并且一直运动下去。
4.理想实验的意义
(1)伽利略理想实验是以可靠的实验事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律。
(2)伽利略理想实验是把实验和逻辑推理相结合的一种科学研究方法。
可靠事实
理想实验
三、笛卡尔的补充
笛卡尔认为，如果没有其他原因，运动的物体将继续以____________沿着一条直线运动，既不会_________，也不会偏离原来的______。
同一速度
停下来
方向
【思考】
在伽利略的理想斜面实验的各个过程中(如图所示)，哪些可以通过实验完成？哪些是推理得出的？
提示 小球由静止状态从斜面上滚下，可以滚上另一斜面，是实验事实，可以通过实验完成；其余各个结论都是由推理得出的，不可以用实验验证。
例1 (2024·广东珠海高一期中)历史上，伽利略通过理想斜面实验，正确地揭示了“运动和力的关系”。
如图所示，伽利略的理想斜面实验有如下步骤：
①减小第二个斜面的倾角，为达到原来的高度，小球运动的距离变长；
②两个对接斜面，让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个斜面：
③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度；
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面以恒定速度持续运动下去。
(1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列：________(填数字序号)。
(2)在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论。下列关于事实和推论的分类正确的是________(填选项前的字母)。
A.①是事实，②③④是推论
B.②是事实，①③④是推论
C.③是事实，①②④是推论
D.④是事实，①②③是推论
解析 (1)(2)根据实验事实②得出实验结果：如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度，即③，进一步假设若减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度，即得出①，继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持续匀速运动，即④，所以几个步骤正确的排列顺序是：事实②—推论③—推论①—推论④。
答案 (1)②③①④ (2)B
ABD
训练1 (多选)理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠的事实和合理的推论结合起来，可以深刻地揭示自然规律。关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是( )
A.只要接触面足够光滑，物体在水平面上就能匀速运动下去
B.这个实验实际上是永远无法做到的
C.利用气垫导轨，就能使实验成功
D.虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的实验基础上的
解析 只要接触面有摩擦力，物体就不会永远匀速运动下去，而实际的接触面不可能达到理想状态的光滑；伽利略的理想实验是在可靠的事实基础上的合理推理，故C错误，A、B、D正确。
知识点二 牛顿第一定律
如图所示是冰壶在冰面上的运动情景。冰壶比赛过程中，运动员在冰壶前面擦扫冰面，可以使表面冰层融化，形成一层薄薄的水膜，而水膜的阻力比冰面要小，所以冰壶可以滑行得更远。
(1)图中的冰壶为什么会停下来？这说明了什么问题？
(2)试猜想如果冰壶不受外力作用将处于什么状态？
(3)从(1)、(2)两个问题中，我们能得到什么结论？
提示 (1)冰壶停下来是因为受到了冰面的摩擦力的作用。说明力是改变物体运动状态的原因。
(2)冰壶原来静止，不受外力作用时，仍然静止；冰壶原来运动，不受外力作用时将保持匀速直线运动状态。
(3)物体不受外力作用或所受合力为零时，总保持静止或匀速直线运动状态。
1.牛顿第一定律：一切物体总保持__________________状态或______状态，直到有外力___________________________为止。
2.对牛顿第一定律的理解
(1)定性揭示了力和运动的关系
①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。当物体运动状态改变时，就具有了加速度，因而力是产生加速度的原因。
②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。
匀速直线运动
静止
迫使它改变这种状态
(2)牛顿第一定律是牛顿在总结前人工作的基础上得出的，是在理想实验的基础上加以科学抽象和逻辑推理得到的，但其得到的一切结论经过实践证明都是正确的。
(3)牛顿第一定律无法用实验直接验证。它所描述的是一种理想状态，即不受外力的状态。
3.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改变。
【思考判断】
(1)由牛顿第一定律可知，做加速直线运动的物体所受外力全部消失时，物体立刻静止。( )
(2)力是改变物体运动状态的原因。( )
×
√
ABD
例2 (多选)关于牛顿第一定律的理解正确的是( )
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的运动
D.奔跑的运动员遇到障碍物而被绊倒，是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态
解析 牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时的状态，即总保持匀速直线运动状态或静止状态，A、B正确；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，是由于受到摩擦力作用改变了运动状态，奔跑的运动员遇到障碍物而被绊倒，是因为他受到外力作用而改变了原来的运动状态，C错误，D正确。
C
训练2 下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的，没有实验依据
B.牛顿第一定律无法用实验直接验证，因此是不成立的
C.理想实验的思维方法与质点概念的建立一样，都是一种科学抽象的思维方法
D.由牛顿第一定律可知，静止的物体一定不受外力作用
解析 牛顿第一定律是在理想实验的基础上经过合理归纳总结出来的，无法用实验来直接验证，但是是成立的，故A、B错误；理想实验的思维方法与质点概念的建立相同，都是突出主要因素、忽略次要因素的科学抽象的思维方法，故C正确；物体静止时不受外力或所受合外力为零，故D错误。
知识点三 惯性的理解和应用
如图所示，公交车在运行时突然急刹车，车内乘客身体为什么会向前倾倒？
提示 乘客随车一起运动，当急刹车时，车停止运动，乘客的鞋底受到车的摩擦力作用也随车停止运动，而身体由于惯性要保持原来的运动状态，故向前倾倒。
1.惯性
(1)定义：物体具有保持原来__________________状态或______状态的性质叫作______。牛顿第一定律又叫作______定律。
(2)特点：任何物体无论处于什么状态，都具有惯性。惯性是物体的______属性。
2.惯性与质量
物体惯性大小仅与______有关，______是物体惯性大小的唯一量度，惯性大小与物体是否运动、运动快慢等因素均___关。
匀速直线运动
静止
惯性
惯性
固有
质量
质量
无
3.惯性的表现
(1)物体不受外力时，惯性表现为保持原来的运动状态。
(2)物体受力时，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。
【思考】
(1)战斗机在投入战斗时有时要抛掉副油箱，这是为什么？
(2)汽车超载时急刹车不容易停下来，为什么？
提示 (1)减小战斗机的质量以减小惯性，使战斗机运动状态易于改变，以获得较好的机动性。
(2)质量越大，惯性越大，运动状态越难改变。
B
例3 (2024·广东广州高一期中)下列说法中正确的是( )
A.从枪膛中飞出的子弹，在惯性力作用下飞行
B.满载的卡车比空车难以停下来，是因为前者的惯性比后者大
C.物体在粗糙水平路面上比在光滑水平路面上难以推动，是因为前者惯性大
D.喷气式飞机起飞后越飞越快，说明它的惯性越来越大
解析 惯性是物体的固有属性，而不是作用力，A错误；质量越大，惯性越大，所以满载的卡车比空车难以停下来，是因为前者的惯性比后者大，B正确；物体在粗糙水平路面上比在光滑水平路面上难以推动，是因为推动时前者受的最大静摩擦力较大，C错误；惯性只跟物体质量有关，喷气式飞机起飞后越飞越快，是因为飞机在加速，其惯性是不变的，D错误。
C
训练3 下列关于惯性的说法，正确的是( )
A.《道路交通安全法》中规定机动车行驶时，驾驶、乘坐人员应当按规定使用安全带，这是因为系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害
B.短跑运动员最后冲刺时，速度很大，很难停下来，说明速度越大，惯性越大
C.高速行驶的公共汽车紧急刹车时，乘客会向前倾倒，说明乘客具有惯性
D.把手中的球由静止释放后，球能竖直下落，是由于球具有惯性
解析 系好安全带可以防止紧急刹车时由于乘客的惯性使乘客从车前部挡风玻璃飞出而造成的伤害，与车的惯性无关，故A错误；质量是惯性的唯一量度，惯性大小与物体的速度无关，故B错误；高速行驶的公共汽车紧急刹车时，乘客会向前倾倒，说明乘客具有惯性，故C正确；把手中的球由静止释放后，球能竖直下落，是由于球受到重力作用，与惯性无关，故D错误。
随堂对点自测
2
D
1.(伽利略理想斜面实验)如图所示，为现代人在实验室所做的伽利略斜面实验的频闪照片的组合图。实验中把小球从左侧斜面的某个位置由静止释放，它将冲上右侧斜面，频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两个小球间的距离依次减小；如果右侧斜面变成水平，频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两小球间的距离几乎相等。对于这个实验，以下叙述正确的是( )
A.小球冲上右侧斜面后做减速运动，表明“力是维持物体运动的原因”的结论是正确的
B.小球最终也会在右侧水平面上停下来，表明“力是维持物体运动的原因”的结论是正确的
C.因为没有绝对光滑的斜面或者平面，所以伽利略提出的“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是荒谬可笑的
D.上述实验表明“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是正确的
解析 小球冲上右侧斜面后做减速运动，表明“力是维持物体运动的原因”的结论是错误的，故选项A错误；小球最终也会在右侧水平面上停下来，是由于受到摩擦力的作用的原因，故选项B错误；因为没有绝对光滑的斜面或者平面，所以伽利略提出的“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是一种理想的推论，但是却有着非常重要的现实意义，它开创了物理学研究的新方法，故选项C错误；上述实验表明“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是正确的，故选项D正确。
AB
2.(牛顿第一定律)(多选)许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列表述正确的是( )
A.伽利略的理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因
B.伽利略对牛顿第一定律的建立做出了一定的贡献
C.牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因
D.伽利略认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动
解析 伽利略的理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因，故A正确；笛卡尔和伽利略对牛顿第一定律的建立做出了贡献，故B正确；伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，故C错误；亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动，故D错误。
C
3.(惯性的理解)关于惯性，下列说法正确的是( )
A.只有在不受外力作用时物体才有惯性
B.只有运动的物体才具有惯性
C.惯性是指物体具有的保持原来静止或匀速直线运动状态的性质
D.两个物体只要速度相同，惯性就一定相同
解析 惯性是物体的固有属性，它是指物体能够保持原来静止或匀速直线运动状态的性质，任何物体在任何情况下都有惯性，惯性只与质量有关，与力及运动状态无关，C正确，A、B、D错误。
C
4.(惯性的应用)下列事例中，利用了惯性的是( )
①跳远运动员在起跳前高速助跑
②跳伞运动员在落地前打开降落伞
③自行车轮胎制成不平整的花纹
④铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
课后巩固训练
3
D
题组一 伽利略的探索
1.(2024·广东深圳高一期中)在物理学史上，用理想斜面实验推翻“力是维持物体运动的原因”的物理学家以及建立惯性定律的物理学家分别是( )
A.亚里士多德、伽利略 B.亚里士多德、牛顿
C.伽利略、爱因斯坦 D.伽利略、牛顿
解析 在物理学史上，正确认识运动与力的关系并且推翻“力是维持物体运动的原因”的物理学家和建立惯性定律的物理学家分别是伽利略和牛顿，A、B、C错误，D正确。
基础对点练
B
2.17世纪，意大利物理学家伽利略根据斜面实验指出：在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故，你认为下列说法正确的是( )
①该实验证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论
②该实验为牛顿第一定律的提出提供了有利的实验证据
③该实验是一理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础，故其结果是荒谬的
④该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，从而更深刻地反映自然规律
A.只有①③ B.只有②④ C.只有③④ D.只有②③
解析 伽利略由此推翻了亚里士多德的观点，认为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，故①错误；牛顿总结了前人的经验，指出了物体运动状态改变的原因，即牛顿第一定律，故②正确；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，故④正确，③错误，故选项B正确。
ACD
题组二 牛顿第一定律
3.(多选)下列情形中，物体的运动状态发生变化的是( )
A.小石块做自由落体运动
B.小球在光滑水平面上做匀速直线运动
C.汽车在转弯时速度的大小不变
D.铅球被抛出以后的运动
解析 做自由落体运动的物体速度越来越大，运动状态发生了变化，A正确；做匀速直线运动的物体速度不变，运动状态不变，B错误；汽车在转弯时速度方向发生了变化，运动状态发生了变化，C正确；铅球被抛出以后速度大小和方向都发生了变化，运动状态发生了变化，D正确。
B
4.改变物体运动状态的原因是( )
A.加速度 B.力 C.能量 D.惯性
解析 力是改变物体运动状态的原因，因为没有外力作用时物体总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止，所以B正确，A、C、D错误。
B
5.(2024·江苏淮安阶段练习)关于牛顿第一定律，下列说法正确的是( )
A.力是维持物体运动的原因，没有力的作用物体将保持静止
B.物体的速度不断变化，表示物体必受合外力的作用
C.物体如果向正北方向运动，其受外力方向必须指向正北
D.伽利略支持力是维持物体运动的原因的观点
解析 根据牛顿第一定律的内容可知力是改变物体运动状态的原因，不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，故A错误；物体的速度不断变化，说明物体的运动状态在改变，物体必然受到力的作用，故B正确；物体如果向正北方向运动，如果是匀速则不受力或受平衡力，故C错误；伽利略推翻了力是维持物体运动的原因的观点，提出力是改变物体运动状态的原因的观点，故D错误。
B
6.(2024·湖北黄冈高一期末)中国古代物理学上有些成就在当时是世界领先的，春秋战国时代(公元前772—前221年)，我国学者墨子对力与运动的关系作了这样的阐述：“力，刑之所以奋也。”这句话的意思是：力能使物体由静止开始运动，或使运动的物体运动得越来越快。下列说法中，与墨子观点相符合的是( )
A.物体位置发生改变，一定受到力的作用
B.物体速度发生改变，一定受到力的作用
C.物体运动得越快，受到的力一定越大
D.物体运动变慢，可以不受到力的作用
解析 由题意可知力能使物体由静止开始运动，或使运动的物体运动得越来越快，即力起到了改变物体运动状态的作用。物体位置发生改变，不一定受到力的作用，比如匀速直线运动，故A错误；物体速度发生改变，即物体运动状态改变，则一定受到力的作用，故B正确；物体运动得越快，不一定受到力的作用，比如匀速直线运动状态，故C错误；物体运动变慢，则速度改变，即运动状态改变，则一定受到力的作用，故D错误。
BC
题组三 惯性的理解和应用
7.(多选)(2024·广东清远高一期末)牛顿第一定律是科学家集体智慧的成果。关于牛顿第一定律的说法正确的是( )
A.物体的速度越大，其惯性越大 B.物体的惯性大小与其受力的大小无关
C.物体的质量改变，其惯性就会改变 D.物体的运动需要力来维持
解析 质量是物体惯性大小的唯一量度，惯性与物体的速度大小无关，与物体是否受力也无关，A错误，B正确；质量是物体惯性大小的唯一量度，物体的质量改变，其惯性就会改变，C正确；根据牛顿第一定律可知，物体的运动不需要力来维持，D错误。
C
8.如图所示为月球车示意图，当该月球车分别在地面和月面以相同的速率行驶时，下列判断正确的是 ( )
A.在地面运动时的惯性较大
B.在月面运动时的惯性较大
C.在地面和月面上运动时的惯性一样大
D.在地面运动时的质量较大
解析 惯性的大小与物体的质量有关，与物体的运动状态无关，所以当该月球车分别在地面和月面以相同的速率行驶时的惯性是一样大的，A、B错误，C正确；质量是物体的固有属性，是不变的，D错误。
BD
9.(多选)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.小车可能突然向左加速运动
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
解析 若小车原来向左做匀速运动，则水也向左匀速运动，水相对于碗静止，水不会突然加速，碗随小车向左加速，洒出水由于惯性仍保持原来的匀速运动状态，水相对于碗向右运动，水向右洒出，A错误，B正确；若小车突然向左做减速运动，碗随小车一起向左减速，水由于惯性，仍保持向左的匀速运动，水相对于碗向左运动，水向左洒出，C错误；若小车原来向右做匀速运动，突然减速，碗随小车向右减速，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，D正确。
ACD
综合提升练
10.(多选)(2024·广东珠海高一期末)下面是摘自上个世纪报纸上的一篇文章：阿波罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中，宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话。宇航员：“汤姆，我们现在已关闭了火箭上所有的发动机，正向月球飞去。”汤姆：“你们关闭了所有的发动机，那么靠什么力量推动火箭向前运动呢？”宇航员犹豫了半天，说：“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧。”若不计月球等天体对火箭的吸引作用，由上述材料可知下列说法正确的是( )
A.汤姆问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”
B.宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”
C.宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持”
D.宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行
解析 汤姆说：“你们关闭了所有的发动机，那么靠什么力量推动火箭向前运动？”，想表达的真实意思是“火箭的运动需要力来维持”，故A正确；由题意知，宇航员说大概是伽利略在推动飞船向前运动，真实意思是根据伽利略的理论，“火箭的运动不需要力来维持”，火箭正在依靠惯性飞行，而不是伽俐略用力推动着火箭向前运动，故B错误，C、D正确。
D
11.关于惯性的大小，下列说法中正确的是( )
A.两个质量相等的物体，速度大的不容易停下来，所以速度大的物体惯性大
B.在月球上举重比在地球上容易，所以质量相等的物体在月球上比在地球上惯性小
C.推动地面上静止的物体，要比维持这个物体做匀速运动所需的力大，所以物体静止时惯性大
D.两个质量相同的物体，不论速度大小是否相等，它们的惯性大小一定相等
解析 物体的惯性只与物体的质量有关，两个质量相等的物体，惯性大小相等，与运动状态和所处位置无关，A、B、C错误，D正确。
B
12.如图所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面呈水平，在水平面上放一个小球B，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )
A.沿斜面向下的直线 B.竖直向下的直线
C.无规则曲线 D.抛物线
解析 劈形物体A释放前，小球受到重力和支持力，两力平衡；劈形物体A释放后，由于劈形物体A是光滑的，则小球水平方向不受力，根据牛顿第一定律知，小球在水平方向的运动状态不改变，即仍保持静止状态。而竖直方向劈形物体A对B的支持力将小于小球的重力，小球将沿竖直方向做加速运动，所以小球在碰到斜面前的运动是竖直向下的加速运动，其运动轨迹是竖直向下的直线，故B正确。
B
培优加强练
13.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
解析 由于书本比较厚重，惯性较大，其运动状态难以改变，在迅速向下拉绳的瞬间，书本可以认为固定不动，上段绳的力没增大，而此时下段细绳承受的力将比上段细绳承受的力大，因此下段细绳更容易断，故B正确。
