第四章 运动和力的关系
1 牛顿第一定律
◆ 知识点一 理想实验的魅力
1.伽利略对“自由落体运动”和“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重要科学研究方法.图a、b分别表示这两项研究中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通过对自由落体运动的研究,合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动
B.图a中先在倾角较小的斜面上进行实验,可“冲淡”重力,使时间测量更容易
C.图b中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的,实验可实际完成
D.图b的实验为“理想实验”,通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持
2.[2023·重庆一中月考] 如图,实验时,水平面上铺上不同的材料,将小车由斜面体的同一高度静止释放,经过一段时间小车停止时距离斜面体底端的距离不同.则下列说法正确的是( )
A.通过该实验直接得出了牛顿第一定律
B.该实验说明力是维持物体运动的原因
C.若小车与水平面间没有摩擦力,则小车最终会停止
D.实验时,将小车由同一高度释放是为了使小车到斜面体底端的速度相等
◆ 知识点二 对牛顿第一定律的理解
3.下列关于牛顿第一定律以及惯性的说法中正确的是 ( )
A.牛顿第一定律说明,只有不受外力的物体才保持匀速直线运动状态或静止状态
B.物体运动状态发生变化,则物体一定受到力的作用
C.惯性定律与惯性的实质是相同的
D.物体的运动不需要力来维持,但物体的运动速度越大时其惯性也越大
4.东汉王充在《论衡·状留篇》中记述了球的运动:“圆物投之于地,东西南北,无之不可;策杖叩动,才微辄停”.关于运动和力的关系,下列说法中正确的是( )
A.力是维持物体运动状态的原因
B.力是改变物体惯性大小的原因
C.力是改变物体位置的原因
D.力是改变物体运动状态的原因
◆ 知识点三 惯性的理解及应用
5.[2023·湖北武汉二中月考] 春秋时期齐国人的著作《周礼·考工记·辀人》中有“劝登马力,马力既竭,辀(zhou)犹能一取焉”,意思是马拉车的时候,马虽然对车不再施力了,但车还能继续向前运动一段距离,这一现象说明了车具有惯性.下列关于惯性的说法正确的是( )
A.马对车的力越大,则车的惯性越大
B.车的速度越大,则惯性越大
C.车的质量越大,则惯性越大
D.车的惯性与质量无关
6.[2023·辽宁大连八中月考] 我国《道路交通安全法》中规定:各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带.下列说法正确的是( )
A.系好安全带可以减小人的惯性
B.系好安全带可以减小车的惯性
C.系好安全带是为了增大人与座椅间的摩擦力
D.人的惯性只跟人的质量有关,质量越大,则惯性越大
7.如图所示,木块放在上表面光滑的小车上并随小车一起沿水平面向左做匀速直线运动.当小车遇到障碍物而突然停止运动时,车上的木块将( )
A.立即停下来
B.立即向前倒下
C.立即向后倒下
D.仍继续向左做匀速直线运动
8.在一次交通事故中,一辆载有30吨“工”字形钢材的载重汽车由于避让横穿马路的摩托车而紧急制动,结果车厢上的钢材向前冲出,压扁驾驶室.关于这起事故原因的物理分析正确的是( )
A.由于车厢上的钢材有惯性,在汽车制动时,钢材继续向前运动,压扁驾驶室
B.由于汽车紧急制动,使其惯性减小,而钢材惯性较大,所以继续向前运动
C.由于车厢上的钢材所受阻力太小,不足以克服其惯性,所以继续向前运动
D.由于汽车制动前的速度太大,汽车的惯性比钢材的惯性大,在汽车制动后,钢材继续向前运动
9.(多选)在水平的路面上有一辆匀速行驶的小车,车上固定一盛满水的碗.现突然发现碗中的水洒出,水洒出的情况如图所示,则关于小车在此种情况下的运动叙述正确的是( )
A.小车可能匀速向左运动
B.小车可能向左运动突然加速
C.小车可能向左运动突然减速
D.小车可能向右运动突然减速
10.[2023·浙江嘉兴一中月考] 如图所示,质量分别为mA、mB的A、B两小球放在固定于小车内的光滑桌面上,两球相距为x,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,两球的间距将( )
A.逐渐增大
B.保持不变
C.逐渐减小
D.无法确定
11.[2023·江苏淮阴中学月考] 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
12.如图所示,光滑小球m放置于光滑的楔形物体M的水平上表面上.开始时都静止,现将楔形物体由静止释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )
A.沿斜面方向的直线
B.竖直向下的直线
C.无规则的曲线
D.抛物线
13.[2023·贵州贵阳期末] 如图所示,匀速向右运动的水罐车内装满了水,车内有一浮在顶部的乒乓球A、一沉底的金属球B.当水罐车刹车时,两小球相对容器的运动情况是( )
A.A、B球一起向右运动
B.A球向左运动,B球向右运动
C.A球向右运动,B球向左运动
D.A、B球一起向左运动第四章 运动和力的关系
1 牛顿第一定律
例1 D [解析] 小球冲上右侧斜面后做减速运动,表明“力是改变物体运动状态的原因”,选项A错误;小球最终也会在右侧水平面上停下来,表明“力是改变物体运动状态的原因”,选项B错误;因为没有绝对光滑的斜面或者水平面,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”的结论是理想化的,选项C错误,D正确.
[教材链接] (1)匀速直线运动状态或静止状态 作用在它上面的力 (2)匀速直线运动 静止 惯性定律
[物理观念] (1)大小 (2)方向 (3)大小和方向
例2 BD [解析] 牛顿第一定律是通过理想实验总结出来的物理规律,不是实验定律,选项A错误;牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因,选项B正确;惯性定律是物理规律,惯性是物体的固有属性,两者有本质的区别,选项C错误;牛顿第一定律说明物体的运动不需要力来维持,选项D正确.
[教材链接] 质量 质量 无
例3 B [解析] 质量是物体惯性大小的唯一量度,汽车转弯时,速度方向改变,但惯性不变,被抛出的小球尽管速度的大小和方向都改变了,但其惯性不变,故A错误,B正确;惯性是物体本身的一种属性,任何物体都具有惯性,质量是物体惯性大小的唯一量度,惯性与汽车的运动状态以及速度大小均无关,故C、D错误.
变式1 B [解析] 鞋子上粘有泥巴,在地面上鞋跟朝下磕两下,泥巴就掉了,这主要是利用了泥巴的惯性,鞋子与地面撞击时,泥巴由于惯性继续向下运动,与鞋子分离.
随堂巩固
1.B [解析] 该实验中将斜面变成水平面,则钢珠找不到同样的高度而会一直保持一种运动状态,永远运动下去,说明物体在水平面上做匀速运动不需要外力来维持,选项B正确,A错误;该实验说明没有力的作用,物体同样可以保持匀速直线运动状态,选项C错误;D选项只是推理过程中的一个步骤,不是目的,选项D错误.
2.D [解析] 质量是物体的惯性大小的唯一量度,质量越大则物体的惯性越大,选项D正确;物体的惯性大小只与物体的质量有关,与物体运动的快慢及受力情况均无关,同一物体的重力变化时,其质量不变,选项A、B错误;小球被竖直向上抛出后不受向上的推力作用,它能继续上升是因为抛出时小球具有了向上的速度,由于惯性小球要保持原来的运动状态,选项C错误.
3.D [解析] 击球的过程中,水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的,故A错误;击球的过程中,水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力,二者大小相等、方向相反,作用在两个物体上,故二者为作用力与反作用力,故B错误;牛顿第一定律是理想的情况,并不能通过实验直接验证,故C错误;梦天实验舱内,水球的质量越大,其惯性就越大,故D正确.第四章 运动和力的关系
1 牛顿第一定律
学习任务一 理想实验的魅力
例1 如图所示为现代人在实验室中做伽利略斜面实验时的频闪照片的组合图.实验中把小球从左侧斜面上某个位置由静止释放,它将冲上右侧斜面,频闪照片显示出小球在右侧斜面上运动过程中相邻的两小球间的距离依次减小;如果右侧斜面变成水平,频闪照片显示出小球在右侧斜面上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“力是维持物体运动状态的原因”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“力是维持物体运动状态的原因”的结论是正确的
C.因为没有绝对光滑的斜面或者水平面,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
【要点总结】
1.理想实验是一种思维活动,虽然它是抽象思维中设想出来的,在实验室中无法验证,但它建立在可靠的事实基础上,以物理事实为依据,经过科学抽象和逻辑推理,从而深刻揭示了物理现象的本质.理想实验反映了一种重要的物理思想.
2.理想实验的意义: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.伽利略的研究方法的核心是把实验和逻辑推理有机地结合起来.
学习任务二 牛顿第一定律的理解及应用
[教材链接] 阅读教材中“牛顿第一定律”的相关内容,完成下列填空:
(1)牛顿第一定律:一切物体总保持 ,除非 迫使它改变这种状态.
(2)牛顿第一定律给出了惯性的概念,即一切物体都有保持原来 状态或 状态的性质.因此,牛顿第一定律也叫 .
[物理观念] 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, 改变.
(2)速度的大小不变, 改变.
(3)速度的 同时改变.
例2 (多选)关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是由实验得出的规律
B.牛顿第一定律说明了力是改变物体运动状态的原因
C.惯性定律与惯性的实质是相同的
D.牛顿第一定律说明了物体的运动不需要力来维持
【要点总结】
1.牛顿第一定律定性说明了力和运动的关系,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.牛顿第一定律是在可靠的实验基础上采用科学的逻辑推理得出的结论.物体不受外力是牛顿第一定律的理想条件,所以牛顿第一定律不是实验定律.
学习任务三 惯性的理解及应用
[教材链接] 阅读教材中“惯性与质量”的相关内容,完成下列填空:
物体的惯性大小仅与 有关, 是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.
例3 [2023·安徽淮北一中月考] 关于物体的惯性,下列说法正确的是 ( )
A.汽车转弯后运动方向改变了,其惯性也跟着改变了
B.被抛出的小球尽管速度的大小和方向都改变了,但其惯性不变
C.汽车静止时没有惯性,只有当它加速运动或减速运动时才具有惯性
D.汽车速度越大,越难停下来,表明物体的速度越大,其惯性越大
变式1 [2023·湖南长沙一中月考] 如图所示,鞋子上粘有泥巴,在地面上鞋跟朝下磕两下,泥巴就掉了,这主要是利用了( )
A.鞋的惯性
B.泥巴的惯性
C.地面的惯性
D.泥巴的重力
【要点总结】
1.惯性是物体保持原来运动状态的性质,是物体的固有属性,物体的惯性大小只与物体的质量有关,与物体的受力、运动情况无关;物体的惯性越大,其运动状态越不容易改变.
2.惯性的体现:在不受力(或所受合力为零)的条件下,惯性体现为保持原来的运动状态;在受力(所受合力不为零)的条件下,惯性体现为运动状态改变的难易程度.
3.惯性的量度:惯性是物体抵抗运动状态变化的“本领”,是物体固有的属性,而质量是惯性大小的唯一量度.
1.(理想实验的魅力)如图所示的实验中,如果没有摩擦,一个钢珠从斜面上某一高度由静止滚下,那么它必定到达另一斜面上同一高度,再把斜面放平缓一些,也会出现同样的情况.如果斜面变成水平面,则钢珠找不到同样的高度而会一直保持一种运动状态,永远运动下去.伽利略设计这个实验的直接目的是说明 ( )
A.物体运动需要力来维持
B.物体在水平面上做匀速运动不需要外力来维持
C.没有力的作用,物体就不能运动
D.如果没有摩擦,钢珠可以运动到同一高度
2.(惯性的理解及应用)下列说法正确的是( )
A.运动越快的汽车越不容易停下来,是因为汽车运动得越快,惯性越大
B.同一物体在地球上不同的位置受到的重力是不同的,所以它的惯性也随位置的变化而变化
C.一个小球被竖直向上抛出后能继续上升,是因为小球运动过程中受到了向上的推力
D.物体的惯性大小只与本身的质量有关,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小
3.(牛顿第一定律的理解及应用)[2023·山东牟平一中月考] “天宫课堂”第四课于2023年9月21日下午开课,神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮在中国空间站梦天实验舱面向全国青少年进行太空科普授课.在奇妙“乒乓球”实验中,航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球,桂海潮用白毛巾包好的球拍击球,水球被弹开.对于该实验说法正确的是( )
A.击球过程中,水球所受弹力是由于水球发生形变产生的
B.击球过程中,水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是一对平衡力
C.梦天实验舱内可进行牛顿第一定律的实验验证
D.梦天实验舱内,水球质量越大其惯性越大第四章 运动和力的关系
1 牛顿第一定律
1.B [解析] 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,那么位移与时间的二次方成正比,由于当时用滴水法计时,无法记录自由落体的较短时间,所以伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下,以此“冲淡”重力的作用效果,而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多,所用时间长得多,所以容易测量,伽利略做了上百次斜面实验,并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推,得出自由落体运动是匀变速直线运动,故A错误,B正确;完全没有摩擦阻力的斜面实际是不存在的,故C错误;伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持,故D错误.
2.D [解析] 牛顿第一定律不是实验定律,A错误;该实验说明力不是维持物体运动状态的原因,B错误;摩擦力越小,则小车运动得越远,由此得出的结论是如果水平面光滑,则小车将沿着水平面一直运动下去,C错误;控制小车从斜面同一高度滑下是为了让小车滑到水平面时的初速度相同,D正确.
3.B [解析] 当物体所受的合力为零时,物体也可以处于匀速直线运动状态或静止状态,选项A错误;由牛顿第一定律可知,力是改变物体运动状态的原因,选项B正确;惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质,惯性定律则反映物体在一定条件下的运动规律,选项C错误;物体的惯性与运动速度大小无关,选项D错误.
4.D [解析] 这句话的意思是圆物投在地上,它的运动方向不确定,向东、向西、向南、向北都可能,用棒拨动,才能使它停下来,说明力是改变物体运动状态的原因,选项D正确.
5.C [解析] 惯性大小的唯一量度是质量,质量越大,则惯性越大,故A、B、D错误,C正确.
6.D [解析] 质量是物体惯性大小的唯一的量度,质量越大,则惯性越大;系好安全带不能改变人和车的惯性,故A、B错误,D正确;乘客系好安全带,是为了减小惯性带来的危害,故C错误.
7.D [解析] 木块原来随小车一起向左运动,当小车突然停止时,木块在水平方向上没有受到外力的作用,根据牛顿第一定律可知,木块将继续向左做匀速直线运动,选项D正确.
8.A [解析] 在汽车制动时,由于车厢上的钢材有惯性,钢材继续向前运动,压扁了驾驶室,惯性只与质量有关,与运动状态、受力情况无关,选项A正确,B、C、D错误.
9.BD [解析] 原来水和小车以相同速度一起匀速运动,水突然向右洒出,有两种可能:①原来小车向左运动,突然加速,碗中的水由于惯性保持原速度不变,相对碗向右洒出;②原来小车向右运动,突然减速,碗中的水由于惯性保持原速度不变,相对于碗向右洒出,故B、D正确.
10.B [解析] 小车做匀速直线运动,桌面上的小球A和B也做匀速直线运动,即速度一致,当车突然停止时,由于惯性,小球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,它们的距离将保持不变,故B正确.
11.A [解析] 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;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;惯性是物体本身的属性,与速度无关,故D错误.
12.B [解析] 楔形物体释放前,小球受到重力和支持力,两力平衡;楔形物体释放后,由于小球是光滑的,则小球水平方向不受力,根据牛顿第一定律可知,小球在水平方向的状态不改变,即仍保持静止状态,水平方向不发生位移,而竖直方向楔形物体的支持力将小于小球的重力,小球将沿竖直方向向下运动,所以其运动轨迹为竖直向下的直线.
13.B [解析] 水罐车刹车时,由于惯性,水罐车内的水、乒乓球A、金属球B有想保持原来向右运动状态的趋势,但由于乒乓球A的密度小于水的密度,即乒乓球A的质量小于同体积水的质量,质量小,惯性就小,所以乒乓球A会被相对于车向右运动的水挤向左边,故乒乓球A会向左运动;而金属球B的质量较大,惯性较大,在与水的抗衡中会向右运动.故选B.(共38张PPT)
1 牛顿第一定律
◆ 导学案
学习任务一理想实验的魅力
学习任务二 牛顿第一定律的理解及应用
学习任务三 惯性的理解及应用
备用习题
随堂巩固
◆ 练习册
学习任务一 理想实验的魅力
例1 如图所示为现代人在实验室中做伽利略斜面实验时的频闪照片的组合图.实验中把小球从左侧斜面上某个位置由静止释放,它将冲上右侧斜面,频闪照片显示出小球在右侧斜面上运动过程中相邻的两小球间的距离依次减小;如果右侧斜面变成水平,频闪照片显示出小球在右侧斜面上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“力是维持物体运动状态的
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“力是维持物体运动状
态的原因”的结论是正确的
C.因为没有绝对光滑的斜面或者水平面,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
D
[解析] 小球冲上右侧斜面后做减速运动,表明“力是改变物体运动状态的原因”,选项A错误;
小球最终也会在右侧水平面上停下来,表明“力是改变物体运动状态的原因”,选项B错误;
因为没有绝对光滑的斜面或者水平面,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”的结论是理想化的,选项C错误,D正确.
【要点总结】
1.理想实验是一种思维活动，虽然它是抽象思维中设想出来的，在实验室中无法验证，但它建立在可靠的事实基础上，以物理事实为依据，经过科学抽象和逻辑推理，从而深刻揭示了物理现象的本质.理想实验反映了一种重要的物理思想.
2.理想实验的意义：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.伽利略的研究方法的核心是把实验和逻辑推理有机地结合起来.
学习任务二 牛顿第一定律的理解及应用
［教材链接］ 阅读教材中“牛顿第一定律”的相关内容，完成下列填空：
(1) 牛顿第一定律：一切物体总保持____________________________，除非__________________迫使它改变这种状态.
(2) 牛顿第一定律给出了惯性的概念，即一切物体都有保持原来______________状态或______状态的性质.因此，牛顿第一定律也叫__________.
匀速直线运动状态或静止状态
作用在它上面的力
匀速直线运动
静止
惯性定律
［物理观念］ 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，______改变.
(2) 速度的大小不变，______改变.
(3) 速度的____________同时改变.
大小
方向
大小和方向
例2 (多选)关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
BD
A.牛顿第一定律是由实验得出的规律
B.牛顿第一定律说明了力是改变物体运动状态的原因
C.惯性定律与惯性的实质是相同的
D.牛顿第一定律说明了物体的运动不需要力来维持
[解析] 牛顿第一定律是通过理想实验总结出来的物理规律,不是实验定律,选项A错误;
牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因,选项B正确;
惯性定律是物理规律,惯性是物体的固有属性,两者有本质的区别,选项C错误;
牛顿第一定律说明物体的运动不需要力来维持,选项D正确.
【要点总结】
1.牛顿第一定律定性说明了力和运动的关系，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.牛顿第一定律是在可靠的实验基础上采用科学的逻辑推理得出的结论.物体不受外力是牛顿第一定律的理想条件,所以牛顿第一定律不是实验定律.
学习任务三 惯性的理解及应用
［教材链接］ 阅读教材中“惯性与质量”的相关内容，完成下列填空：
物体的惯性大小仅与______有关,______是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.
质量
质量
无
例3 [2023·安徽淮北一中月考] 关于物体的惯性，下列说法正确的是( )
B
A.汽车转弯后运动方向改变了，其惯性也跟着改变了
B.被抛出的小球尽管速度的大小和方向都改变了，但其惯性不变
C.汽车静止时没有惯性，只有当它加速运动或减速运动时才具有惯性
D.汽车速度越大，越难停下来，表明物体的速度越大，其惯性越大
[解析] 质量是物体惯性大小的唯一量度，汽车转弯时，速度方向改变，但惯性不变，被抛出的小球尽管速度的大小和方向都改变了，但其惯性不变，故A错误，B正确；
惯性是物体本身的一种属性，任何物体都具有惯性，质量是物体惯性大小的唯一量度，惯性与汽车的运动状态以及速度大小均无关，故C、D错误.
变式1 [2023·湖南长沙一中月考] 如图所示，鞋子上粘有泥巴，在地面上鞋跟朝下磕两下，泥巴就掉了，这主要是利用了( )
B
A.鞋的惯性 B.泥巴的惯性 C.地面的惯性 D.泥巴的重力
[解析] 鞋子上粘有泥巴，在地面上鞋跟朝下磕两下，泥巴就掉了，这主要是利用了泥巴的惯性，鞋子与地面撞击时，泥巴由于惯性继续向下运动，与鞋子分离.
【要点总结】
1.惯性是物体保持原来运动状态的性质,是物体的固有属性,物体的惯性大小只与物体的质量有关,与物体的受力、运动情况无关;物体的惯性越大,其运动状态越不容易改变.
2.惯性的体现:在不受力(或所受合力为零)的条件下,惯性体现为保持原来的运动状态;在受力(所受合力不为零)的条件下,惯性体现为运动状态改变的难易程度.
3.惯性的量度:惯性是物体抵抗运动状态变化的“本领”,是物体固有的属性,而质量是惯性大小的唯一量度.
1.亚里士多德在其著作《物理学》中说：一切物体都具有某种“自然本性”,物体由其“自然
本性”决定的运动称之为“自然运动”, 而物体受到推、拉、提、举等作用后的非“自然运动”
称之为“受迫运动”.伽利略、笛卡儿、牛顿等人批判地继承了亚里士多德的这些说法,建立
了新物理学,新物理学认为一切物体都具有的“自然本性”是“惯性”.下列关于“惯性”和“运动”
的说法中不符合新物理学的是( )
A.一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动——静止或者匀速直线运动
B.作用在物体上的力是使物体做“受迫运动”即变速运动的原因
C.竖直向上抛出的物体受到了重力,却没有立即反向运动,而是继续向上运动一段距离后才反向运动,是由于物体具有惯性
D.将物体由地球上带到月球上,物体的惯性消失
D
[解析] 一切物体不受外力的“自然运动”都是速度不变的运动,A正确;
力是改变物体运动状态的原因,B正确;
竖直向上抛出的物体由于惯性继续向上运动一段距离后才反向运动,C正确;
惯性是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,是物体的固有属性,一切物体在任何时刻、任何情况下都具有惯性,D错误.
2.一天，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
车进站过程中，他发现水面形状为图中的( )
C
A.&1& B.&2& C.&3& D.&4&
[解析] 列车进站时减速运动，而水由于惯性仍要保持原来较大的速度运动，所以水相对玻璃窗向前涌，液面形状如图C所示.
3.下列说法正确的是( )
D
A.轿车在高速行驶时的惯性比静止时大
B.牛顿第一定律是根据理论推导出来的
C.在粗糙水平面上滚动的小球最后会停下来是因为小球具有惯性
D.物体的速度逐渐增大同时加速度逐渐减小是有可能的
[解析] 惯性是物体的固有属性，质量是其唯一量度，A错误；
牛顿第一定律是牛顿在伽利略理想斜面实验的基础上，加上逻辑推理得出的规律，B错误；
小球在粗糙水平面上受到摩擦力是小球停下来的原因，C错误；
物体可以做加速度逐渐减小的加速运动，D正确.
1.(理想实验的魅力)如图所示的实验中，如果没有摩擦，一个钢珠从斜面上某一高度由静止滚下，那么它必定到达另一斜面上同一高度，再把斜面放平缓一些，也会出现同样的情况.如果斜面变成水平面，则钢珠找不到同样的高度而会一直保持一种运动状态，永远运动下去.伽利略设计这个实验的直接目的是说明( )
B
A.物体运动需要力来维持
B.物体在水平面上做匀速运动不需要外力来维持
C.没有力的作用，物体就不能运动
D.如果没有摩擦，钢珠可以运动到同一高度
[解析] 该实验中将斜面变成水平面,则钢珠找不到同样的高度而会一直保持一种运动状态,永远运动下去,说明物体在水平面上做匀速运动不需要外力来维持,选项B正确，A错误；
该实验说明没有力的作用，物体同样可以保持匀速直线运动状态，选项C错误；
D选项只是推理过程中的一个步骤，不是目的，选项D错误.
2.(惯性的理解及应用)下列说法正确的是( )
D
A.运动越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大
B.同一物体在地球上不同的位置受到的重力是不同的，所以它的惯性也随位置的变化而变化
C.一个小球被竖直向上抛出后能继续上升，是因为小球运动过程中受到了向上的推力
D.物体的惯性大小只与本身的质量有关，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小
[解析] 质量是物体的惯性大小的唯一量度，质量越大则物体的惯性越大，选项D正确；
物体的惯性大小只与物体的质量有关，与物体运动的快慢及受力情况均无关，同一物体的重力变化时，其质量不变，选项A、B错误；
小球被竖直向上抛出后不受向上的推力作用，它能继续上升是因为抛出时小球具有了向上的速度，由于惯性小球要保持原来的运动状态，选项C错误.
3.(牛顿第一定律的理解及应用)[2023·山东牟平一中月考] “天宫课堂”第四课于2023年9月21日下午开课，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮在中国空间站梦天实验舱面向全国青少年进行太空科普授课.在奇妙“乒乓球”实验中，航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球，桂海潮用白毛巾包好的球拍击球，水球被弹开.对于该实验说法正确的是( )
D
A.击球过程中，水球所受弹力是由于水球发生形变产生的
B.击球过程中，水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是一对平衡力
C.梦天实验舱内可进行牛顿第一定律的实验验证
D.梦天实验舱内，水球质量越大其惯性越大
[解析] 击球的过程中，水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的，故A错误；
击球的过程中，水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力，二者大小相等、方向相反，作用在两个物体上，故二者为作用力与反作用力，故B错误；
牛顿第一定律是理想的情况，并不能通过实验直接验证，故C错误；
梦天实验舱内，水球的质量越大，其惯性就越大，故D正确.
知识点一 理想实验的魅力
1.伽利略对“自由落体运动”和“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重要科学研究方法.图a、分别表示这两项研究中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通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动
B.图a中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易
C.图b中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成
D.图b的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持
B
[解析] 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，那么位移与时间的二次方成正比，由于当时用滴水法计时，无法记录自由落体的较短时间，所以伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，以此“冲淡”重力的作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长得多，所以容易测量，伽利略做了上百次斜面实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推，得出自由落体运动是匀变速直线运动，故A错误，B正确；
完全没有摩擦阻力的斜面实际是不存在的，故C错误；
伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方
法得到物体的运动不需要力来维持，故D错误.
2.[2023·重庆一中月考] 如图，实验时，水平面上铺上不同的材料，将小车由斜面体的同一高度静止释放，经过一段时间小车停止时距离斜面体底端的距离不同.则下列说法正确的是( )
D
A.通过该实验直接得出了牛顿第一定律
B.该实验说明力是维持物体运动的原因
C.若小车与水平面间没有摩擦力，则小车最终会停止
D.实验时，将小车由同一高度释放是为了使小车到斜面体底端的速度相等
[解析] 牛顿第一定律不是实验定律，A错误；
该实验说明力不是维持物体运动状态的原因，B错误；
摩擦力越小，则小车运动得越远，由此得出的结论是如果水平面光滑，则小车将沿着水平面一直运动下去，C错误；
控制小车从斜面同一高度滑下是为了让小车滑到水平面时的初速度相同，D正确.
知识点二 对牛顿第一定律的理解
3.下列关于牛顿第一定律以及惯性的说法中正确的是( )
B
A.牛顿第一定律说明，只有不受外力的物体才保持匀速直线运动状态或静止状态
B.物体运动状态发生变化，则物体一定受到力的作用
C.惯性定律与惯性的实质是相同的
D.物体的运动不需要力来维持，但物体的运动速度越大时其惯性也越大
[解析] 当物体所受的合力为零时，物体也可以处于匀速直线运动状态或静止状态，选项A错误；
由牛顿第一定律可知，力是改变物体运动状态的原因，选项B正确；
惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，惯性定律则反映物体在一定条件下的运动规律，选项C错误；
物体的惯性与运动速度大小无关，选项D错误.
4.东汉王充在《论衡·状留篇》中记述了球的运动:“圆物投之于地,东西南北,无之不可;策杖叩动,才微辄停”.关于运动和力的关系,下列说法中正确的是( )
D
A.力是维持物体运动状态的原因 B.力是改变物体惯性大小的原因
C.力是改变物体位置的原因 D.力是改变物体运动状态的原因
[解析] 这句话的意思是圆物投在地上,它的运动方向不确定,向东、向西、向南、向北都可能，用棒拨动,才能使它停下来，说明力是改变物体运动状态的原因,选项D正确.
知识点三 惯性的理解及应用
5.[2023·湖北武汉二中月考] 春秋时期齐国人的著作《周礼·考工记·辀人》中有“劝登马力，马力既竭，辀犹能一取焉”，意思是马拉车的时候，马虽然对车不再施力了，但车还能继续向前运动一段距离，这一现象说明了车具有惯性.下列关于惯性的说法正确的是( )
C
A.马对车的力越大，则车的惯性越大 B.车的速度越大，则惯性越大
C.车的质量越大，则惯性越大 D.车的惯性与质量无关
[解析] 惯性大小的唯一量度是质量，质量越大，则惯性越大，故A、B、D错误，C正确.
6.[2023·辽宁大连八中月考] 我国《道路交通安全法》中规定：各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带.下列说法正确的是( )
D
A.系好安全带可以减小人的惯性
B.系好安全带可以减小车的惯性
C.系好安全带是为了增大人与座椅间的摩擦力
D.人的惯性只跟人的质量有关，质量越大，则惯性越大
[解析] 质量是物体惯性大小的唯一的量度，质量越大，则惯性越大；系好安全带不能改变人和车的惯性，故A、B错误，D正确；
乘客系好安全带，是为了减小惯性带来的危害，故C错误.
7.如图所示，木块放在上表面光滑的小车上并随小车一起沿水平面向左做匀速直线运动.当小车遇到障碍物而突然停止运动时，车上的木块将( )
D
A.立即停下来 B.立即向前倒下
C.立即向后倒下 D.仍继续向左做匀速直线运动
[解析] 木块原来随小车一起向左运动，当小车突然停止时，木块在水平方向上没有受到外力的作用，根据牛顿第一定律可知，木块将继续向左做匀速直线运动，选项D正确.
8.在一次交通事故中，一辆载有30吨“工”字形钢材的载重汽车由于避让横穿马路的摩托车而紧急制动，结果车厢上的钢材向前冲出，压扁驾驶室.关于这起事故原因的物理分析正确的是( )
A
A.由于车厢上的钢材有惯性，在汽车制动时，钢材继续向前运动，压扁驾驶室
B.由于汽车紧急制动，使其惯性减小，而钢材惯性较大，所以继续向前运动
C.由于车厢上的钢材所受阻力太小，不足以克服其惯性，所以继续向前运动
D.由于汽车制动前的速度太大，汽车的惯性比钢材的惯性大，在汽车制动后，钢材继续向前运动
[解析] 在汽车制动时，由于车厢上的钢材有惯性，钢材继续向前运动，压扁了驾驶室，惯性只与质量有关，与运动状态、受力情况无关，选项A正确，B、C、D错误.
9.(多选)在水平的路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗.现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图所示，则关于小车在此种情况下的运动叙述正确的是( )
BD
A.小车可能匀速向左运动 B.小车可能向左运动突然加速
C.小车可能向左运动突然减速 D.小车可能向右运动突然减速
[解析] 原来水和小车以相同速度一起匀速运动，水突然向右洒出，有两种可能：①原来小车向左运动，突然加速，碗中的水由于惯性保持原速度不变，相对碗向右洒出；②原来小车向右运动，突然减速，碗中的水由于惯性保持原速度不变，相对于碗向右洒出，故B、D正确.
10.[2023·浙江嘉兴一中月考] 如图所示，质量分别为、的、两小球放在固定于小车内的光滑桌面上，两球相距为，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，两球的间距将( )
B
A.逐渐增大 B.保持不变 C.逐渐减小 D.无法确定
[解析] 小车做匀速直线运动，桌面上的小球A和B也做匀速直线运动，即速度一致，当车突然停止时，由于惯性，小球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，它们的距离将保持不变，故B正确.
11.[2023·江苏淮阴中学月考] 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
A
[解析] 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；
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；
惯性是物体本身的属性，与速度无关，故D错误.
12.如图所示，光滑小球放置于光滑的楔形物体的水平上表面上.开始时都静止，现将楔形物体由静止释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )
B
A.沿斜面方向的直线 B.竖直向下的直线 C.无规则的曲线 D.抛物线
[解析] 楔形物体释放前，小球受到重力和支持力，两力平衡；楔形物体释放后，由于小球是光滑的，则小球水平方向不受力，根据牛顿第一定律可知，小球在水平方向的状态不改变，即仍保持静止状态，水平方向不发生位移，而竖直方向楔形物体的支持力将小于小球的重力，小球将沿竖直方向向下运动，所以其运动轨迹为竖直向下的直线.
13.[2023·贵州贵阳期末] 如图所示，匀速向右运动的水罐车内装满了水，车内有一浮在顶部的乒乓球、一沉底的金属球.当水罐车刹车时，两小球相对容器的运动情况是( )
B
A.、球一起向右运动 B.球向左运动，球向右运动
C.球向右运动，球向左运动 D.、球一起向左运动
[解析] 水罐车刹车时，由于惯性，水罐车内的水、乒乓球A、金属球B有想保持原来向右运动状态的趋势，但由于乒乓球A的密度小于水的密度，即乒乓球A的质量小于同体积水的质量，质量小，惯性就小，所以乒乓球A会被相对于车向右运动的水挤向左边，故乒乓球A会向左运动；而金属球B的质量较大，惯性较大，在与水的抗衡中会向右运动.故选B.
