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第四章 运动和力的关系
1. 牛顿第一定律
●目标重点展示
素养目标 学习重点
物理观念 (1)明确惯性概念，知道质量是惯性大小的量度。
(2)知道牛顿第一定律的内容。 (1)牛顿第一定律。
(2)惯性的理解和应用。
科学思维 理解力和运动的关系。
科学探究 知道伽利略理想实验及推理方法。
科学态度
与责任 会用惯性知识解释有关现象。
探究点1 理想实验的魅力
●新知导学
情境：伽利略的理想实验
(1)(实验事实)如图所示，两个斜面平滑地对接在一起，小球从一个斜面的某一高度自由滚下，在第二个斜面上所达到的高度同它在第一个斜面上开始滚下时的高度几乎相等，伽利略分析高度的微小差别是由摩擦阻力引起的。
(2)(科学推理)若两个斜面均光滑，则小球一定会上升到原来的高度。
(3)(科学推理)若减小第二个斜面的倾角，则小球仍然会到达相同的高度，即在第二个斜面上运动的距离远。
(4)(科学推理)若将第二个斜面放平(成为水平面)，那么小球从第一个斜面上滚下来之后，为达到原有高度，将以恒定的速度在无限长的水平面上永远不停地运动下去。
探究：伽利略的理想实验揭示了什么道理？
?[提示]
[提示]
物体运动并不需要力来维持。
●基础梳理
亚里士多德的观点 力是_______物体运动状态的原因
伽利略理想实验 力不是_______物体运动的原因
笛卡儿的观点 运动中的物体没有受到_____的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动
维持
维持
力
[判断正误]
(1)亚里士多德根据“用力推车，车子前进，停止用力，车子就停下来”这一现象，提出了力是维持运动的原因。( )
(2)伽利略的理想实验是假想实验，无法完成，因而得到的结论是不可靠的。( )
?[思考]
√
×
[思考]
为什么说伽利略理想实验的方法是科学的，结论是可靠的？
提示：伽利略的理想斜面实验虽然是理想的实验，但它是建立在可靠的实验事实基础之上的，以事实为依据，突出主要因素，忽略次要因素，从而揭示了正确的自然规律。
●重难解读
1．伽利略理想实验的意义
(1)伽利略用“实验和科学推理”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学研究中的基础地位。
(3)揭示了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。
2．真实实验与理想实验的比较
真实实验 真实实验是一种实践活动，是可以通过一定的实验器材和实验方法来实现的实验。
理想实验 理想实验是一种思维活动，是从抽象思维中设想出来的、无法做到的实验。
例1：伽利略曾用如图所示的“理想实验”来研究力与运动的关系，则下列符合实验事实的是( )
A．小球由静止开始释放，“冲”上对接的斜面
B．没有摩擦，小球上升到原来释放时的高度
C．减小斜面的倾角θ，小球仍然达到原来的高度
D．继续减小斜面的倾角θ，最后使它成为水平面，小球沿水平面永远运动下去
解析：小球由静止开始释放，“冲”上对接的斜面，这是事实，故A正确；因为生活中不可能没有摩擦，所以小球上升到原来释放时的高度为推理，故B错误；减小斜面的倾角θ，小球仍然达到原来的高度是在B项的基础上进一步推理，故C错误；继续减小斜面的倾角θ，最后使它成为水平面，小球沿水平面永远运动下去，是在C项的基础上继续推理得出的结论，故D错误。故选A。
跟踪训练1：关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是( )
A．完全是理想的，没有事实为基础的，只有理想推理
B．是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映自然规律的
C．证实了亚里士多德关于力与运动的关系
D．证实了自由落体运动是匀变速直线运动
解析：伽利略在研究力与运动的关系时，在斜面实验的基础上，成功地设计了理想斜面实验，他以实际的实验事实为依据，突出主要因素，忽略次要因素，进行合理推理，因此，理想实验是实际实验的抽象，是建立在实际事实基础上的、合乎逻辑的科学推断，深刻反映自然规律，A错误，B正确；伽利略理想实验否定了亚里士多德对力与运动的关系的认识，即否定了力是维持物体运动的原因的观点，C错误；伽利略的理想实验并没有证实自由落体运动是匀变速直线运动，D错误。故选B。
探究点2 牛顿第一定律
●新知导学
情境：如图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，所以冰壶可以滑行地更远。
探究：(1)图中的冰壶为什么会停下来？它说明了什么问题？
(2)试猜想如果冰壶不受外力作用将处于什么状态？
?[提示]
[提示]
(1)冰壶停下来是因为受到了冰面的摩擦力作用。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；原来运动，不受外力作用时将永远做匀速直线运动。
(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。
●基础梳理
1．牛顿第一定律的内容：一切物体总保持_______________状态或_______状态，除非作用在它上面的力_____________________。
2．惯性
(1)物体保持原来_______________状态或_______状态的性质叫作惯性。牛顿第一定律也被叫作_______定律。
(2)惯性是物体的_______属性，一切物体都具有惯性。
匀速直线运动
静止
迫使它改变这种状态
匀速直线运动
静止
惯性
固有
[判断正误]
(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。( )
(2)只要物体的位移发生改变，则物体的运动状态就会发生改变。( )
(3)牛顿第一定律揭示了物体的固有属性。( )
?[思考]
√
×
√
[思考]
如图所示，用力踢球，球才会运动起来，难道不能证明有力才有运动，运动需要外力来维持吗？
提示：不能，正是由于脚对球的力，改变了足球原来的运动状态(静止)，故力是改变物体运动状态的原因，脚离开球后，球仍然运动，故力不是维持物体运动的原因。
●重难解读
1．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。
2．对牛顿第一定律关键词的理解
3．牛顿第一定律的理解
》特别提醒
(1)牛顿第一定律所描述的是物体不受外力作用时的状态，与物体所受合外力为零是等效的。
(2)牛顿第一定律不是实验定律，它是在理想实验的基础上总结得出的。
(3)牛顿第一定律只适用于惯性参考系中的运动，在非惯性参考系中不适用。
例2：(多选)下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是( )
A．物体保持静止状态，它所受合外力一定为零
B．物体所受合外力为零时，它一定处于静止状态
C．物体处于匀速直线运动状态时，它所受的合外力可能是零，也可能不是零
D．物体所受合外力为零时，它可能做匀速直线运动
解析：物体保持静止状态，它所受合外力一定为零，故A正确；物体所受合外力为零时，它可能处于静止状态或者处于匀速直线运动状态，故B错误，D正确；物体处于匀速直线运动状态时，它所受的合外力一定为零，故C错误。故选AD。
?[规律方法]
[规律方法]牛顿第一定律巧应用
(1)由“因”索“果”：在判断力与运动之间的关系时，一定要把握准牛顿第一定律的含义，即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。
(2)由“果”索“因”：如果物体的运动状态发生改变，则物体必然受到不为零的合外力的作用，所以判断物体的运动状态是否改变以及如何改变，应分析物体的受力情况。
(3)应用步骤：应用牛顿第一定律解释有关现象时，一要看物体原来的运动状态，二要看物体现在的受力情况及所受合力是否为零，最后判断由于物体具有惯性将会出现的现象。
跟踪训练2：如图所示，在一辆表面光滑的小车上，有质量分别为m1和m2的两个小球(m1>m2，空气阻力不计)随车一起做匀速直线运动。当车突然停止时，如不考虑其他阻力，设车无限长，则两个小球( )
A．一定相碰 B．一定不相碰
C．不一定相碰 D．难以确定
解析：因为小车表面光滑，因此，不论小车如何运动，两小球在水平方向均不受力，根据牛顿第一定律可知两小球将保持匀速直线运动状态，又两小球速度相等，故两小球一定不会相碰，B正确。故选B。
探究点3 惯性与质量
●基础梳理
_______是惯性大小的唯一量度。质量越大，惯性越大，运动状态越_______改变。
?[思考]
质量
不易
[思考]
战斗机在投入战斗时有时要抛掉副油箱，这是为什么？
提示：减小战斗机质量，使战斗机的运动状态容易发生改变。
[判断正误]
(1)物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性。( )
(2)物体只有不受到外力作用时才有惯性。( )
(3)力既然能改变物体的运动状态，那就能改变物体的惯性。( )
×
×
×
●重难解读
1．惯性的“三性”
普遍性 一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性
相关性 惯性仅与物体的质量有关，与物体的受力或运动情况等无关
唯一性 质量是惯性大小的唯一量度
2.惯性的表现
(1)不受力时，惯性表现为保持原来的匀速直线运动状态或静止状态。
(2)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，运动状态越难以改变。
例3：(2024·浙江温州检测)某仪器内部的电路如图所示，其中M是一个质量较大的金属块，左右两端分别与金属弹簧相连，并套在光滑水平绝缘细杆上，a、b、c三块金属片之间的间隙很小(b固定在金属块上)。当金属块处于平衡状态时两根弹簧均处于自然状态，若将该仪器水平固定在一辆在水平路面行驶的汽车上，则下列说法正确的是( )
A．当汽车加速前进时，甲灯亮
B．当汽车加速前进时，乙灯亮
C．当汽车刹车时，乙灯亮
D．当汽车刹车时，甲、乙两灯均不亮
解析：当汽车加速前进时，金属块M由于惯性仍保持原来的运动状态，向车的后部滑动，金属片b与a连接，因此，乙灯亮、甲灯不亮，选项A错误，B正确；当汽车刹车时，金属块M由于惯性仍保持向前运动的状态，向车的前部滑动，金属片b与c连接，因此，甲灯亮、乙灯不亮，选项C、D均错误。故选B。
?[规律方法]
[规律方法]对惯性概念理解的三大误区
(1)误认为惯性是一种力，实际上力和惯性是两个不同的概念，力能改变物体的运动状态，而惯性却要使物体保持原来的运动状态不改变。
(2)误认为物体只有在做匀速直线运动或静止时才有惯性，物体加速或减速时就没有了。物体具有惯性，不限于静止或匀速直线运动状态，也与物体运动速率的大小无关。
(3)误认为速度越大的物体惯性越大
①速度是表示物体运动快慢的物理量，惯性是物体本身固有的性质。
②一切物体都有惯性，并且惯性的大小由物体本身决定，与物体是否有速度及速度的大小无关。
跟踪训练3：如图甲和乙，是踩香蕉皮摔倒和一名骑行的人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的照片。下面是从物理的角度去解释这两种情境，其中正确的是( )
A．甲图中踩了香蕉皮摔倒是因为人的惯性变小了的原因
B．乙图中人和车摔倒是因为雨天路面太滑造成的
C．踩香蕉皮摔倒是因为下半身速度大于上半身的速度造成的
D．自行车行驶速度越大，其惯性越大，所以造成人车倒地现象
解析：甲图中踩了香蕉皮摔倒是因为人的脚受到的摩擦力突然变小，脚不能立刻停下来，脚向前滑，由于惯性，上半身还要保持原来的运动状态，从而使得人下半身速度大于上半身的速度，所以人会向后倾倒，而不是人惯性变小了的原因，故A错误，C正确；乙图中人和车摔倒是因为车的前轮陷入水坑后前轮立刻停止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态，因此人和车将向前倾倒。而不是因为雨天路面太滑造成，故B错误；惯性只与物体的质量有关，与速度大小没有关系，故D错误。故选C。
素养能力提升
拓展整合·启智培优
惯性与牛顿第一定律的区别与联系
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固有属性，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
例4：关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是( )
A．牛顿第一定律可以用实验直接验证
B．由于不受力的物体不存在，因此牛顿第一定律没有实际意义
C．牛顿第一定律就是惯性
D．当物体受到的外力为零时，物体可能做匀速直线运动
解析：牛顿第一定律是在实验的基础上推理概括出来的科学理论，而不是直接通过实验得出的，但它是一条具有实际意义的物理规律，A、B两项错误；牛顿第一定律是描述运动和力的关系的定律，而惯性是物体的一种固有属性，C项错误；由牛顿第一定律的内容可知D项正确。故选D。第四章 1
课后知能作业
基础巩固练
知识点一 伽利略的理想实验
1.在研究运动和力的关系时，伽利略设计了著名的理想斜面实验(如图所示)，将可靠的事实和缜密的逻辑推理结合起来，能更深刻地反映自然规律。下面给出了伽利略斜面实验的五个事件，请对事件的性质进行判断并正确排序：由A点静止释放的小球，①若没有摩擦时，能滚到另一斜面与A点等高的C点；②当减小小球与斜面的动摩擦因数时，滚到另一斜面的最高位置，更接近于等高的C点；③若没有摩擦时减小斜面BC的倾角，小球将通过较长的路程，到达与A点等高的D点；④若没有摩擦时当另一斜面水平放置时，小球将沿水平面一直运动下去；⑤不能滚到另一斜面与A点等高的C点。以下排序正确的是( )
A．事实⑤→事实②→推论①→推论③→推论④
B．事实⑤→事实②→推论③→事实①→推论④
C．事实⑤→事实②→事实①→推论③→推论④
D．事实⑤→事实②→推论①→事实③→推论④
解析：由实验事实⑤不能滚到另一斜面与A点等高的C点，实验事实②当减小小球与斜面的动摩擦因数时，滚到另一斜面的最高位置，更接近于等高的C点，从而可推理出①若没有摩擦时，能滚到另一斜面与A点等高的C点，接着推理出③若没有摩擦时减小斜面BC的倾角，小球将通过较长的路程，到达与A点等高的D点，最后使斜面BC成为水平面，小球将沿水平面一直运动下去，即④，故A正确，B、C、D错误。故选A。
2．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。下列说法不符合历史事实的是( )
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”得出结论：一旦物体具有一定的速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去
C．笛卡儿指出：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，既不停下来也不偏离原来的方向
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
解析：亚里士多德认为物体的运动需要力来维持，A错误；伽利略通过“理想实验”得出：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去，B正确；笛卡儿指出：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，既不停下来也不偏离原来的方向，C正确；由牛顿第一定律知，D正确。故选A。
知识点二 牛顿第一定律
3．下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是( )
A．牛顿第一定律是根据伽利略的理想斜面实验总结出来的
B．牛顿第一定律可以用实验直接验证
C．牛顿第一定律是牛顿在前人实验的基础上根据逻辑推理得出的
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：牛顿第一定律是牛顿在伽利略等前人的实验事实的基础上，根据逻辑推理得出的，是以实验事实为基础，但又不是完全通过实验得出的，A错误，C正确；牛顿第一定律是在实验事实的基础上进一步推理概括出来的科学理论，不能通过实验直接得出，但能经受住实践的检验，B错误；由牛顿第一定律可知，静止的物体可能不受外力作用，也可能所受合外力为零，D错误。故选C。
4．下列关于牛顿第一定律的说法正确的是( )
A．由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止状态或匀速直线运动状态
B．牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因，又揭示了运动状态改变的原因
C．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律，因此物体在不受力时才有惯性
D．牛顿第一定律只是反映惯性大小的，因此也叫惯性定律
解析：物体在不受力的作用时，总保持静止或匀速直线运动状态，A项错误；牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因，又揭示了运动状态改变的原因，B项正确；惯性是物体的固有属性，惯性大小只与质量有关，与物体是否受力无关，C项错误；牛顿第一定律反映了物体具有惯性以及力是改变物体运动状态的原因，D项错误。故选B。
5. (2024·洛阳高一检测)如图所示，一个劈形物体M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平。在水平面上放一光滑小球m，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：根据题意，小球是光滑的，竖直方向上受到重力和M的支持力，当劈形物体从静止开始释放后，M对小球的支持力减小，小球的合力方向竖直向下，则小球沿竖直向下方向运动，直到碰到斜面，故其运动轨迹是竖直向下的直线。故选B。
知识点三 惯性
6．关于惯性，下列说法正确的是( )
A．质量相同的物体，惯性相同
B．只有不受外力的物体才具有惯性
C．“强弩之末，势不能穿鲁缟”，这表明箭的惯性减小了
D．在月球上举重比在地球上容易，所以同一物体在月球上比在地球上惯性小
解析：惯性是物体的固有属性，其大小与物体的质量有关，质量相同的物体，惯性相同，A项正确；惯性是物体的固有属性，所有物体都有惯性，与是否受力无关，B项错误；惯性是物体的固有属性，其大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，与速度的大小无关，与所在位置无关，C、D两项错误。故选A。
7.如图所示是一种汽车安全带控制装置示意图。当汽车处于静止或匀速直线运动时，刹车摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动。当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁定棘轮的转动，安全带不能被拉动。若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车的可能运动方向和运动状态是( )
A．向右行驶、匀速直线运动
B．向左行驶、匀速直线运动
C．向右行驶、突然刹车
D．向左行驶、突然刹车
解析：若汽车做匀速直线运动，则摆锤不会从实线位置摆到虚线位置，A、B错误；由图可知摆锤向右摆动，根据惯性知识可推知，汽车可能向左加速或向右减速，C正确，D错误。故选C。
综合提升练
8. “复兴号”高铁在某段水平轨道上匀速行驶，假设高铁上固定着盛满水的水杯。若突然发现水杯中的水向右洒出，如图所示，则关于高铁在此种情况下的运动，下列描述正确的是( )
A．高铁一定匀速向左运动
B．高铁可能突然向左加速运动
C．高铁可能突然向左减速运动
D．高铁可能突然向右加速运动
解析：若高铁匀速向左运动，则水也匀速运动，速度相等，水不会从纸杯中洒出，故A错误；高铁突然向左加速，由于惯性，水还没有来得及加速，所以高铁向左的速度大于水向左的速度，可以出现图示情况，故B正确；高铁突然向左减速，由于惯性，水还没有来得及减速，所以高铁向左的速度小于水向左的速度，水向左洒出，故C错误；高铁突然向右加速，由于惯性，水还没有来得及加速，所以高铁向右的速度大于水向右的速度，水向左洒出，故D错误。故选B。
9．(2024·湖北武汉高一期末)一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面，桌面上P处有一相对桌面静止的小球。由于列车运动状态的改变，车厢中的旅客发现小球沿如图(俯视图)中的虚线从P点运动到Q点，则说明列车是减速且在向北转弯的图是( )
解析：列车做减速运动，小球由于惯性相对于桌面向前运动，即向左运动，B、D错误；列车向北转弯，由于惯性，小球相对于桌面向南运动，C正确，A错误。故选C。
10．(2024·广东广州高一期末)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
解析：物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质，称为惯性。惯性是物体的一种固有属性，表现为物体对其运动状态变化的一种阻抗程度，质量是物体惯性大小的量度，与运动状态无关，故A错误；惯性表现为物体对其运动状态变化的一种阻抗程度，汽车加速或者减速时由于运动状态变化，大型油罐车内部设置了一些固定挡板后挡板间油的质量相对小，可以有效减小变速时油的涌动，故B错误；惯性表现为物体对其运动状态变化的一种阻抗程度，汽车加速或者减速时由于运动状态变化，运输的油必然发生涌动，油罐车加速前进时，车体加速，而油由于惯性仍然相对车体向后涌动，油的液面前低后高；油罐车减速前进时，车体减速，而油由于惯性仍然相对车体向前涌动，油的液面前高后低，故C正确，D错误。故选C。
11．(多选)(2024·山东聊城高一校联考期末)伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的科学研究方法。图a、图b分别表示这两项研究中的实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是( )
A．图a通过对小球在斜面上的运动研究，合理外推得出自由落体是一种匀变速直线运动
B．图a中先在倾角较小的斜面上实验，可“冲淡”重力，便于测量时间
C．图b中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验能直接观察到小球达到等高处
D．图b的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持的结论
解析：图a通过对小球在斜面上的运动研究，在得出斜面上小球运动特征后，合理外推得出自由落体运动是一种匀变速直线运动，故A正确；图a中先在倾角较小的斜面上进行实验，来“冲淡”重力的作用效果，因为在倾角较小的斜面上的小球加速度较小，运动相等位移下所用时间较长，更有利于时间的测量，故B正确；图b中没有摩擦阻力的斜面实际并不存在，故实验不能直接观察到小球达到等高处，故C错误；图b的实验为“理想实验”，伽利略通过结合实验结果，逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持，故D正确。故选ABD。
12．电动平衡车是一种时尚代步工具。如图所示，当人驾驶平衡车在水平路面上匀速直线运动时，下列说法正确的是( )
A．关闭电机，平衡车仍继续前进是由于其受到惯性作用
B．平衡车受到的重力与地面对它的支持力是一对平衡力
C．平衡车轮胎上的花纹是为了增大摩擦
D．若平衡车在运动过程中所受的力全部消失，平衡车会慢慢停下来
解析：关闭电机，平衡车仍继续前进是由于其具有惯性，故A错误；平衡车受到的重力与人对它的压力的合力跟地面对它的支持力是平衡力，故B错误；其他条件不变时，接触面越粗糙摩擦力越大，所以平衡车轮胎上的花纹是为了增大摩擦，故C正确；若平衡车在运动过程中所受的力全部消失，由于惯性，平衡车会做匀速直线运动，故D错误。故选C。
13．(多选)在静止的列车上，有两个注满水的容器，容器中分别用细线系着铁球和乒乓球，在列车启动的过程中，小球所处状态表示正确的是(图中箭头表示启动方向)( )
解析：列车由静止向右启动，铁球和水都有向右运动的趋势。但是，由于与同体积的“水球”相比，铁球质量大、惯性大，铁球的运动状态难改变，即速度增加的慢，而同体积的“水球”的运动状态容易改变，即速度增加快，而且水和容器一起运动，所以列车启动时，铁球相对于容器向左运动，故A错误，B正确；列车由静止向右启动，乒乓球和水都有向右运动的趋势。但是，由于与同体积的“水球”相比，乒乓球质量小、惯性小，乒乓球的运动状态容易改变，即速度增加的快，而同体积的“水球”的运动状态相对更难以改变，即速度增加慢，而且水和容器一起运动，所以列车启动时，乒乓球相对于容器向右运动，故C错误，D正确。故选BD。
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