第1節(jié)牛頓第一定律【知識梳理】一、對力與運動關(guān)系的認(rèn)識1.亞里士多德：必須有力作用在物體上，物體才能運動；沒有力的作用，物體就要靜止在某個地方。2.伽利略(1)理想實驗：讓小球沿斜面從靜止?fàn)顟B(tài)開始運動，小球?qū)ⅰ皼_”上另一斜面。如果沒有摩擦，小球?qū)⒌竭_原來的高度；減小第二個斜面的傾角，小球仍將達到原來的高度，但它要運動得遠些；由此推斷，若將第二個斜面放平，小球?qū)⒂肋h運動下去。如圖所示。伽利略理想實驗的魅力不僅體現(xiàn)在實驗本身，更體現(xiàn)在實驗的獨特方法：在實驗事實的基礎(chǔ)上，進行合理的假設(shè)、外推。(2)結(jié)論：力不是維持物體運動的原因。3.笛卡兒：如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向。二、牛頓第一定律慣性與質(zhì)量1.牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。2.意義：揭示了運動與力的關(guān)系，即力不是維持物體運動狀態(tài)的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因。3.慣性：物體保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫作慣性。牛頓第一定律也被叫作慣性定律。4.慣性與質(zhì)量：決定物體慣性大小的物理量是它的質(zhì)量，質(zhì)量大的物體慣性大。說明慣性大小只由質(zhì)量大小決定，與其他因素?zé)o關(guān)。【方法突破】一、對牛頓第一定律的理解■方法歸納1.物體運動狀態(tài)改變的三種情況(1)速度的方向不變，大小改變。(2)速度的大小不變，方向改變。(3)速度的大小和方向同時改變。注意：物體做勻變速直線運動時運動狀態(tài)時刻在變，關(guān)鍵看速度是否變化，而不是看加速度，實際上只要有加速度，物體的運動狀態(tài)就改變。2.對牛頓第一定律的理解(1)力是改變物體運動狀態(tài)的原因，物體受到力的作用它的運動狀態(tài)就一定改變，故力是改變物體運動狀態(tài)的原因。(2)牛頓第一定律描述的狀態(tài)是一種理想狀態(tài)，它是在伽利略理想實驗的基礎(chǔ)上加以科學(xué)推理和抽象得到的，不可能用實驗直接驗證，因此牛頓第一定律不是實驗定律。(3)牛頓第一定律的適用范圍為慣性參考系?！纠?】如圖所示，在一輛表面光滑的小車上，放有質(zhì)量分別為m1、m2的兩個球，隨車一起勻速運動，當(dāng)車突然停止運動，其他阻力不計，設(shè)車無限長，則兩小球（）一定相碰 B．一定不相碰C．若m1>m2，則肯定相碰 D．若m1<m2，則一定不相碰【針對訓(xùn)練1】關(guān)于牛頓第一定律，下列理解正確的是（）A．牛頓第一定律是利用邏輯思維對事物進行分析的產(chǎn)物，不可能用實驗直接驗證B．牛頓第一定律反映了物體受到外力時的運動規(guī)律C．牛頓第一定律中提出的物體不受外力作用的條件是不可能達到的，所以這條定律可能是錯誤的D．向上拋出的物體，在向上運動的過程中，一定受到向上的作用力，否則不可能向上運動二、對慣性的理解■方法歸納1.慣性的“三性”普遍性一切物體皆有慣性，慣性是物體的固有屬性相關(guān)性慣性僅與物體的質(zhì)量有關(guān)，與物體的受力或運動情況等無關(guān)唯一性質(zhì)量是慣性大小的唯一量度2.慣性的具體表現(xiàn)形式(1)當(dāng)物體不受外力或所受合外力為零時，慣性表現(xiàn)為保持原來的運動狀態(tài)不變。原來靜止的物體保持靜止，原來運動的物體保持原來的速度繼續(xù)運動。(2)當(dāng)物體受到外力作用時，慣性表現(xiàn)為改變運動狀態(tài)的難易程度，物體的慣性越大，它的運動狀態(tài)越難改變。【例2】冰壺在冰面運動時可以在較長時間內(nèi)保持運動速度的大小和方向不變，這種抵抗運動狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”，我們稱之為“慣性”，則冰壺慣性的大小取決于（）A．冰壺受到的推力 B．冰壺的速度C．冰壺的質(zhì)量 D．冰壺受到的阻力【針對訓(xùn)練2】2000年國際乒聯(lián)將乒乓球由小球改為大球，對此，下列說法正確的是（）A．球的質(zhì)量大了，慣性大了，運動員的抽殺難度增大B．球的質(zhì)量大了，慣性大了，球的運動狀態(tài)更容易改變C．球的質(zhì)量小了，慣性小了，球的速度更不容易變化D．球的質(zhì)量小了，慣性小了，球的速度變化得更大【對點檢測】隨堂檢測1．關(guān)于伽利略理想實驗，以下說法正確的是（）A．伽利略理想實驗是假想的，是沒有科學(xué)依據(jù)的B．伽利略理想實驗是在可靠的事實基礎(chǔ)上進行的抽象思維而創(chuàng)造出來的一種科學(xué)推理方法，是科學(xué)研究中的一種重要方法C．伽利略的理想實驗支持了亞里士多德的觀點D．現(xiàn)在，伽利略的斜面實驗已不再是理想實驗，是可以做出的實驗了2．飛機在迫降前應(yīng)該把機載的燃油放空；消防車在跑道上噴出了一條泡沫帶，下列說法中正確的是（）A．放空燃油除了防止起火爆炸，同時也增加了飛機的慣性B．放空燃油除了防止起火爆炸，同時也減小了飛機的慣性C．噴出了一條泡沫帶是為了減小飛機所受的合力D．噴出了一條泡沫帶是為了減小飛機所受的阻力3．下列選項是四位同學(xué)根據(jù)圖中駕駛員和乘客的身體姿勢，分別對向前運動的汽車運動情況作出的判斷，其中正確的是（）A．汽車一定做勻加速直線運動 B．汽車一定做勻速直線運動C．汽車可能是突然加速 D．汽車可能是突然減速4．如圖所示，木塊放在表面粗糙的小車上并隨小車一起沿桌面向左做勻加速直線運動。當(dāng)小車遇障礙物而突然停止運動時，車上的木塊的運動情況可能是（）A．立即停下來B．立即向左做勻減速直線運動C．木塊受到的靜摩檫力立即變成滑動摩檫力D．仍繼續(xù)向左做勻速直線運動課后檢測1．17世紀(jì)，意大利物理學(xué)家伽利略根據(jù)斜面實驗指出：在水平面上運動的物體之所以會停下來，是由于受到摩擦阻力的緣故，你認(rèn)為下列陳述正確的是（）A．該實驗是一理想實驗，是在思維中進行的，無真實的實驗基礎(chǔ)，故其結(jié)果是荒謬的B．該實驗是以可靠的事實為基礎(chǔ)，經(jīng)過抽象思維，抓住主要因素，忽略次要因素，從而更深刻地反映自然規(guī)律C．該實驗證實了亞里士多德“力是維持物體運動的原因”的結(jié)論D．該實驗為牛頓第一定律的提出提供了有力的實驗依據(jù)2．伽利略創(chuàng)造的把實驗、假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)方法，有力地促進了人類科學(xué)認(rèn)識的發(fā)展。利用如圖所示的裝置做如下實驗：小球從左側(cè)斜面上的點由靜止釋放后沿斜面向下運動，并沿右側(cè)斜面上升。斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸減低的材料時，小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1、2、3.根據(jù)三次實驗結(jié)果的對比，可以得到的最直接的結(jié)論是（）A．小球受到的力一定時，質(zhì)量越大，它的加速度越小B．如果小球不受力，它將一直保持勻速運動或靜止?fàn)顟B(tài)C．如果小球受到力的作用，它的運動狀態(tài)將發(fā)生改變D．如果斜面光滑，小球?qū)⑸仙脚c點等高的位置3．2020年12月3日23時10分，嫦娥五號上升器3000牛頓發(fā)動機工作約6分鐘，成功將攜帶月壤樣品的上升器送入到預(yù)定環(huán)月軌道。點火起飛前，國旗帶上組合體在月面國旗展開，如圖所示。下列說法正確的是（）A．牛頓是基本單位B．題中的23時10分、6分鐘都指時刻C．月壤樣品到達地球后所受重力增大，慣性不變D．國旗帶上組合體在月面國旗展開，國旗會飄揚4．在學(xué)習(xí)了牛頓第一定律后，四位同學(xué)分別列舉實例提出了自己的不同認(rèn)識，你認(rèn)為以下四個選項中幾位同學(xué)的研究結(jié)論正確的是（）A．甲同學(xué)研究從地面豎直向上跳起來的運動。地球繞著地軸自西向東自轉(zhuǎn)，他發(fā)現(xiàn)人總是落回原處，經(jīng)過思考，他認(rèn)為這是因為人在空中滯留的時間太短，如果時間足夠長，人應(yīng)該落在跳起點的西側(cè)B．乙同學(xué)通過觀察資料片，他發(fā)現(xiàn)在軌道上的衛(wèi)星不用火箭施加任何推力就能自行繞地球運轉(zhuǎn)，他認(rèn)為是慣性維持了衛(wèi)星的這種運動C．丙同學(xué)通過觀察發(fā)現(xiàn)，讓一列火車停下來比讓一輛汽車停下來要困難得多，他認(rèn)為根本原因是列車的慣性要比汽車的慣性大D．丁同學(xué)觀看戰(zhàn)爭資料片，研究飛機投彈轟炸，他認(rèn)為若要炸得準(zhǔn)確，關(guān)鍵是當(dāng)飛機飛到目標(biāo)正上方時，準(zhǔn)確將炸彈釋放5．如圖所示，某同學(xué)朝著列車行進方向坐在車廂中，水平桌面上放有一靜止的小球。突然，他發(fā)現(xiàn)小球向后滾動，則可判斷（）A．列車在剎車B．列車在做勻速直線運動C．列車在做加速直線運動D．列車的加速度在增大6．一天下著傾盆大雨，某人乘坐列車時發(fā)現(xiàn)，車廂的雙層玻璃窗內(nèi)積水了。列車進站過程中（箭頭表示列車進站的方向），他發(fā)現(xiàn)水面的形狀如選項圖中的（）A． B．C． D．7．大型油罐車內(nèi)的油在運輸過程中極易發(fā)生涌動（如圖1），為了防止油涌動導(dǎo)致車體重心急劇變化的危害，在油罐車內(nèi)部設(shè)置了一些固定擋板（如圖2）。下列說法錯誤的是（）A．油罐車勻速向左拐彎時，油罐內(nèi)的油將涌動到油罐的右側(cè)B．油罐車在設(shè)置擋板后，減小了油的慣性，使油不容易發(fā)生涌動C．油罐車在勻速前進的過程中突然剎車，擋板可以減弱油向前劇烈涌動D．油罐車在平直道路上勻速前進時，即使沒有擋油板油也幾乎不會涌動8．2018年5月28日，習(xí)近平總書記在中國科學(xué)院第十九次院士大會、中國工程院第十四次院士大會上的講話中，引用了《墨經(jīng)·經(jīng)上》中的名句“力，形之所以奮也”，此名句的意思是指“力是物體由靜止到運動、運動到靜止的原因”。下列說法正確的是（）A．物體的運動需要力來維持B．質(zhì)量恒定的物體，合外力越大加速度越小C．力是改變物體運動狀態(tài)的原因D．物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，物體的合外力一定為零【提升訓(xùn)練】1．在谷物的收割和脫粒過程中，小石子、草屑等雜物很容易和谷物混在一起。另外，谷有癟粒，為了將它們分離，農(nóng)民常用一種叫作“風(fēng)谷”的農(nóng)具分選，如圖所示，它的分選原理是（）A．小石子質(zhì)量大，飛得最遠 B．草屑和癟粒質(zhì)量小，飛得最遠C．草屑和癟粒的慣性最大，飛得最近 D．空氣阻力作用使它們速度變化快慢不同2．如圖所示，一個劈形物體M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在劈形物體上表面上放一光滑小球m，劈形物體從靜止開始釋放，則小球在碰到斜面前的運動軌跡是（）A．沿斜面向下的直線 B．豎直向下的直線C．無規(guī)則直線 D．拋物線3．如圖所示，將一玻璃瓶裝水后密閉，并平放在水平桌面上，在瓶的中部有一小氣泡處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)用力突然將瓶子向前推動，使其在桌面上向前運動一段后停止，可看到氣泡相對瓶子的運動情況是（）A．向前B．向后C．先向前，再向后，最終回到原來位置D．先向后，再向前，最終回到原來位置4．下面是摘自，上個世紀(jì)美國報紙上的一篇文章：阿波羅登月火箭在脫離地球飛向月球的過程中，宇航員通過無線電與在家中上小學(xué)的兒子湯姆通話。宇航員：“湯姆，我們現(xiàn)在已關(guān)閉了火箭上所有的發(fā)動機