第1节 牛顿第一定律
学 习 目 标
知 识 脉 络
1．体会伽利略和亚里士多德对运动和力的关系的不同观点和依据．
2．知道伽利略理想实验及推理方法．
3．理解牛顿第一定律的内容和含义．
4．知道惯性，并会正确解释有关现象．(难点)
一、力与运动状态
1．亚里士多德的观点：有外力的作用物体才有速度，要维持物体的运动速度就需要外力．
2．伽利略的观点
(1)理想实验(如图所示)：小球沿光滑斜面从左侧某一高度滚下，无论右侧坡度如何，都会上升到几乎等高的地方．
(2)结论：维持物体的运动不需要外力．
3．笛卡儿的观点：若无其他原因，运动的物体将继续以原来的速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向．
4．运动状态：速度是描述物体运动状态的物理量，运动状态的改变是指速度的改变．
5．力和运动的关系：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．
二、牛顿第一定律
1．内容：一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止．
2．意义
(1)牛顿第一定律表明物体不受外力(或合外力为零)时，物体将保持原来静止状态或匀速直线运动状态．
(2)物体的运动状态不变，它所受合外力必然为零；运动状态改变，必受到不为零的合外力．
三、物体的惯性
1．定义：任何物体都有保持原来静止或匀速直线运动状态的性质，物理学中把物体的这种性质叫作惯性．
2．理解：惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动情况无关．
3．决定因素：质量是物体惯性大小的唯一量度．质量越大，物体的惯性越大，物体的运动状态越难改变．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)速度变化，物体的运动状态就改变． (√)
(2)运动方向变化了，但物体的运动状态不变． (×)
(3)物体不受外力就是物体受到的合外力等于零． (×)
(4)牛顿第一定律是实验定律． (×)
(5)惯性是物体的本质属性，与除质量之外的因素无关． (√)
(6)牛顿第一定律说明了力是改变物体运动状态的原因． (√)
2．(多选)在力学理论的建立过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是( )
A．伽利略认为力不是维持物体运动的原因
B．亚里士多德认为物体的运动不需要力来维持
C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因
D．伽利略认为力是改变物体运动状态的原因
AD [伽利略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，A、D正确，C错误；在历史上，亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，他的观点是错误的，B错误．]
3．(多选)下列说法中正确的是( )
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
C．理想实验的思维方法与建立质点模型的思维方法一样，都是一种科学的抽象的思维方法
D．由牛顿第一定律可知，静止的物体一定不受外力
BC [牛顿第一定律是以实验为基础，加以想象推理出来的，有实验依据，但无法用实验直接验证，故A错误，B正确．理想实验是人们在思想中塑造的理想过程，与建立质点模型的思维方法一样，故C正确．静止的物体可能不受外力，也可能受外力但合外力为零，故D错误．]
4．下列关于惯性的说法正确的是( )
A．惯性是只有物体在匀速运动或静止时才表现出来的性质
B．物体的惯性是指物体不受外力作用时仍保持原来直线运动状态或静止状态的性质，所以惯性就是惯性定律
C．物体不受外力作用时保持匀速直线运动状态或静止状态，有惯性；受外力作用时，不能保持匀速直线运动状态或静止状态，因而无惯性
D．惯性是物体的固有属性，与运动状态和受力情况无关
D [惯性是物体的固有属性，其大小仅由物体的质量决定，与其受力情况及运动状态无关．不管物体是否受外力作用，也不管物体的运动状态是否改变，其惯性是不能被改变的．惯性定律是物体不受外力作用时所遵守的规律，而惯性是物体的固有属性，两者是不同的，故A、B、C错误，D正确．]
对牛顿第一定律的理解
1．明确了惯性概念
定律的前半部分内容“一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态”，揭示了所有物体普遍具有的一种属性——惯性，即物体保持静止状态或匀速直线运动状态，是本质属性，不需要条件．一切物体在任何情况下都具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质．因此，牛顿第一定律又叫惯性定律．
2．明确了力的作用效果
定律的后半部分内容“直到有外力迫使它改变这种状态为止”，说明了力的作用效果可以改变物体的运动状态．定律中明确指出力可以改变物体的运动状态．
3．揭示了力和运动的关系
牛顿第一定律指出物体不受外力时的运动规律，定律描述的只是一种理想状态，而实际中物体不受外力的作用的情况是不存在的，当物体所受到的合外力为零时，其效果跟不受外力的作用效果相同．力与运动的关系：运动不需要力维持，但运动状态的改变离不开力的作用．
【例】 (多选)下列说法中正确的是( )
A．牛顿第一定律是实验定律
B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因
C．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律
D．惯性定律与惯性的实质是相同的
BC [牛顿第一定律是物体在理想条件下的运动规律，反映的是物体不受外力时遵循的运动规律，而自然界中不受外力的物体是不存在的，所以A错误，C正确．牛顿第一定律说明了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，故B正确．惯性是物体保持原来静止状态或匀速直线运动状态的一种性质，而惯性定律指的就是牛顿第一定律，所以D错误．]
应用牛顿第一定律应注意的问题
(1)牛顿第一定律揭示了力和运动的关系．
(2)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，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作用．
(3)判断物体的运动状态是否改变，应分析物体的受力情况或运动情况．
1．根据牛顿第一定律，下列说法中正确的是( )
A．人只有在静止的车厢内，竖直向上高高跳起后，才会落到车厢原来的位置
B．人在沿直线匀速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方
C．人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方
D．人在沿直线减速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方
C [依据牛顿第一定律可知，人竖直跳起离开车厢瞬间，人与车在水平方向上的速度相同．如果车子静止或做匀速直线运动，则人都将落回原地；如果车加速前进，则在相同时间内人的水平位移比车子的位移小，故人会落在起跳点的后方；反之，如果车子减速前进，则在相同时间内人的水平位移将比车子的水平位移大，故人会落在起跳点的前方，故C正确．]
2．如图所示，一个劈形物体M放在固定的粗糙斜面上，劈形物体上表面水平，在劈形物体的上表面上放一光滑的小球m，劈形物体沿斜面从静止开始下滑，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，其轨迹无法确定
D．抛物线
B [小球光滑，因此在水平方向上不受力，由牛顿第一定律可知，水平方向的运动状态不变，总是处于静止状态；当劈形物体沿斜面下滑时，小球将竖直向下运动，直到碰到斜面以前，一直竖直向下运动．因此，小球在碰到斜面前的运动轨迹是竖直向下的直线，故B正确．]
对惯性的理解和应用
1．惯性与质量
(1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．
(2)质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大．
2．惯性与力
(1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此说“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”“受到惯性力”等都是错误的．
(2)力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动状态的原因．力越大，运动状态越易改变；惯性越大，运动状态越难改变．
(3)惯性与物体的受力情况无关．
3．惯性与速度
(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，和物体是否有速度及速度的大小均无关．
4．惯性与惯性定律
惯性与惯性定律不是一回事，具体如下：
(1)惯性是物体的一种固有属性．
(2)惯性定律是物体不受外力作用时物体运动所遵守的一条规律．
3．(多选)在匀速前进的磁悬浮列车里，小明将一小球放在水平桌面上，且小球相对桌面静止．关于小球与列车的运动，下列说法正确的是( )
A．若小球向前滚动，则磁悬浮列车在加速前进
B．若小球向后滚动，则磁悬浮列车在加速前进
C．磁悬浮列车急刹车时，小球向前滚动
D．磁悬浮列车急刹车时，小球向后滚动
BC [列车加(减)速时，小球由于惯性保持原来的运动状态不变，相对于车向后(前)滚动，故B、C正确．]
4．下列现象中不能用惯性知识解释的是 ( )
A．跳远运动员的助跑速度越大，跳远成绩往往越好
B．用力将物体抛出去，物体最终要落回到地面上
C．子弹离开枪口后，仍能继续高速向前飞行
D．古代打仗时，使用绊马索能把敌方飞奔的马绊倒
B [跳远运动员助跑后跳起，由于惯性仍保持向前的运动状态，故速度越大，向前冲出的距离越远，成绩越好；抛出去的物体最终落回到地面上，是由于重力作用，与惯性无关；子弹离开枪口后，由于惯性，仍继续向前高速飞行；敌方飞奔的马，遇到绊马索后，马腿被绊住，但马的上身由于惯性仍保持向前的运动，结果被绊倒在地．]
惯性的两种表现形式
(1)在不受力(或合外力为零)的条件下，惯性表现为保持原来的运动状态．
(2)在受力条件下，惯性表现为运动状态改变的难易程度．
1．下列对运动的认识不正确的是( )
A．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时才会运动
B．伽利略认为力不是维持物体运动的原因
C．牛顿认为力的效果是改变物体的速度
D．伽利略根据理想实验推导出，如果没有摩擦，在水平面上的物体一旦具有某一个速度，将保持这个速度永远运动下去
A [运动是物体的自然属性，并不需要力来维持，故A项错误，B项正确．力产生的效果是改变物体的运动状态，即改变速度，故C项正确．如果物体不受外力，则其运动状态不变，即速度不变，故D项正确．]
2．以下几种情况中，不需要对物体施加力的是( )
A．物体从静止变为运动
B．物体从运动变为静止
C．物体的运动方向不断改变
D．物体的速度大小和运动方向都不改变
D [物体从静止变为运动，从运动变为静止，表明物体的速度大小变化；物体的运动方向不断改变，表明物体的速度方向变化．力是使物体速度发生变化的原因，所以，物体的速度发生变化，一定受到力的作用．故选D.]
3．下列说法中正确的是( )
A．静止或匀速直线运动的物体一定不受外力的作用
B．战斗机在战斗前丢掉副油箱，目的是减小惯性
C．从高处下落的玻璃杯比低处下落的玻璃杯容易碎，是因为前者惯性比较大
D．物体运动状态改变的难易程度取决于速度的大小
B [物体处于静止状态或匀速直线运动状态也可能是因为受到的合外力为零，选项A错误；战斗机为了提高作战的灵活性，战斗前丢掉副油箱，从而减小飞机的质量，减小飞机的惯性，增加飞机的机动性，选项B正确；从高处下落的玻璃杯比低处下落的玻璃杯容易碎，是因为从高处下落的玻璃杯受到的冲击力大，所以容易碎，惯性大小取决于玻璃杯的质量，选项C错误；对于运动的物体，惯性表现为运动状态改变的难易，选项D错误．]
4．下列有关惯性的说法中，正确的是( )
A．乘坐汽车时系好安全带可减小惯性
B．宇宙飞船在太空中也有惯性
C．运动员跑得越慢惯性越小
D．汽车在启动时才有惯性
B [惯性的大小只与物体的质量大小有关，质量不变，惯性不变，A错，B对；物体的惯性与物体的运动状态无关，C、D错．]
课件46张PPT。第6章 力与运动第1节 牛顿第一定律等高 外力 速度 方向 速度 速度 改变 静止 匀速直线运动 外力 静止 匀速直线运动 合外力 合外力 静止 匀速直线运动 固有属性 质量 大 √
×
×
×
√
√对牛顿第一定律的理解 对惯性的理解和应用 点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(十二)
(时间：15分钟 分值：48分)
选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分)
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
B．利用气垫导轨，就能使实验成功
C．是以可靠事实为基础，经科学抽象，深刻反映自然规律的
D．该实验说明力是改变物体运动状态的原因
C [伽利略的推论是不能用实验证明的，这是因为物体完全不受外力的作用实际上是不可能的，物体不受阻力的条件也是无法实现的．但是随着现代科学技术的进步，可以将摩擦阻力减小到很小，例如可以用气垫导轨实验近似地验证．伽利略理想实验仅仅说明了物体的运动不需要力来维持．故C正确．]
2．关于力和运动的关系，下列说法中正确的是( )
A．物体的速度不断增大，表示物体必受外力作用
B．物体向着某个方向运动，则在这个方向上必受力的作用
C．物体的速度大小不变，则其所受的合外力必为零
D．物体处于平衡状态，则该物体必不受外力作用
A [当物体速度增大时，运动状态发生了变化，而力是改变运动状态的原因，故物体必受外力作用，A正确；物体向某个方向运动，可以不在此方向上受力的作用，故B错误；当物体的速度大小不变时，其速度方向可能发生变化，即运动状态可能变化，合外力不一定为零，故C错误；物体处于平衡状态时，所受合外力为零，并不是物体不受外力的作用，故D错误．]
3.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．在地面和月面惯性一样大
D．在地面运动时的质量较大
C [惯性的大小仅与物体的质量有关，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．]
4．关于惯性和惯性定律的说法，正确的是 ( )
A．物体在任何情况下都有惯性
B．物体只有在运动时才有惯性
C．物体不受外力作用时，一定处于静止状态
D．物体不受外力作用时，—定做匀速直线运动
A [惯性是物体本身的一种固有属性，其大小只与质量有关，质量越大，惯性越大；惯性的大小和物体是否运动、是否受力以及运动的快慢是没有任何关系的，A正确，B错误；由惯性定律可知，当物体不受外力时将保持静止或做匀速直线运动，C、D错误．]
5．在一艘匀速向北行驶的轮船甲板上，一运动员做立定跳远，若向各个方向都以相对船相同的速度起跳，则在船上跳的距离( )
A．向北跳得最远
B．向南跳得最远
C．向东、向西跳得一样远，但没有向南跳得远
D．无论向哪个方向跳都一样远
D [运动员跳起前，由于惯性，运动员具有与船等值的速度，所以以船为参考系，运动员跳起后，向各个方向的速度大小相等，所以无论向何方跳都一样远．故选项D正确．]
6．如图是我国自主研发的新型军用飞机歼-20，具有隐身功能，其性能直逼美国的最新型战机F-22，引起举世震惊．据有关专家分析，歼-20比我国原来的战机歼-10性能会更强，除具有隐身功能以外，全机空重及最大起飞重量、作战半径、飞行速度、续航能力、最大载弹量、电子设备等都有大幅度提高．有同学根据网络信息作出如下判断，其中正确的是( )
A．空载时歼-20战机比歼-10战机的惯性小
B．飞机在战斗时会抛掉副油箱这样会提高战斗的灵活性
C．歼-20战机比歼-10战机有更大的飞行速度，说明歼-20战机惯性更小
D．歼-20战机的作战半径比歼-10的作战半径大，说明歼-20的惯性更小
B [物体的惯性的大小只取决于物体的质量，由此可知C、D项错误；空载时歼-20的质量要比歼-10的质量大，故空载时歼-20战机比歼-10战机会有更大的惯性，由此可知A错误；飞机在战斗时会抛掉副油箱，这样会减小飞机质量，提高战斗的灵活性，B正确．]
7．(多选)如图所示，正在行驶的火车车厢内，有一人相对车厢静止释放一小球，则小球( )
A．可能落在A处
B．可能落在B处
C．可能落在C处
D．以上都不可能
ABC [正在行驶的火车怎样运动未知，可能加速、匀速、减速，所以小球落在A、B、C处都有可能．故选项A、B、C正确．]
8．(多选)如图所示，一向右运动的车厢顶上悬挂两小球M与N，它们只能在图示平面内摆动，某一瞬间出现图示情景，由此可知车厢的运动及两小球相对车厢运动的可能情况是( )
A．车厢做匀速直线运动，M在摆动，N静止
B．车厢做匀速直线运动，M在摆动，N也摆动
C．车厢做匀速直线运动，M静止，N在摆动
D．车厢做匀速直线运动，M静止，N也静止
AB [由牛顿第一定律知，当车厢做匀速直线运动时，相对于车厢静止的小球，其悬线应在竖直方向上，故M球一定不能在图示情况下相对于车厢静止，说明M正在摆动；而N既有可能相对于车厢静止，也有可能相对于车厢摆动恰好到达图示位置，A、B正确，C、D错误．]
