資源簡介

1．牛頓第一定律
[學習目標]
1．了解伽利略關于運動和力的關系的認識，體會伽利略的研究方法。
2．能準確敘述牛頓第一定律的內容，并用來解釋生活中的常見問題。
3．知道慣性的概念，知道質量是物體慣性大小的量度。
　理想實驗的魅力
【鏈接教材】　如圖所示是教材中現代人利用頻閃照相記錄的小球在斜面上的運動情境，該實驗說明了什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【知識梳理】　
1．亞里士多德的觀點：必須__________，物體才能運動；沒有力的作用，物體就要__________。
2．伽利略的理想實驗
(1)斜面實驗：如圖甲所示，讓一個小球沿斜面從靜止狀態開始運動，小球將“沖”上另一個斜面，如果沒有摩擦，小球將到達__________。如果斜面的傾角減小(如圖乙所示)，小球仍將到達原來的__________，但是運動的距離__________。當斜面最終變為水平面時(如圖丙所示)，小球要到達原有高度將__________。
(2)推理結論：力__________(選填“是”或“不是”)維持物體運動的原因。
3．笛卡兒的觀點：如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續以__________沿__________運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向。
【思考討論】　伽利略理想斜面實驗如圖所示，小球沿斜面由靜止滾下，再滾上另一斜面。
問題1　在實際生活中，小球滾上另一斜面的最大高度等于h嗎？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　設想斜面是光滑的，若減小第二個斜面的傾角，小球還能滾到另一斜面高h處嗎？與沒減小斜面的傾角時相比，小球滾到另一斜面高h處通過的路程如何變化？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題3　設想第二個斜面變成光滑的水平面，這時小球試圖滾上另一斜面的相同高度，但永遠達不到。這時小球的運動能停下來嗎？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【知識歸納】　
1．“理想實驗”揭示了力不是維持物體運動的原因，物體的運動不需要力來維持。
2．“理想實驗”是一種思維活動，是人們在抽象思維中設想出來的，而實際上無法做到的實驗。
3．“理想實驗”是一種以可靠的事實為依據，忽略次要因素，并把實驗的情況合理外推到理想狀態，從而揭示自然現象本質的假想實驗。所以說伽利略理想實驗方法是科學的，結論是可靠的。
【典例1】　(對斜面實驗的理解)(多選)下列關于伽利略的理想實驗的敘述正確的是(　　)
A．這個實驗是憑空想象的
B．這個實驗雖然是想象的，但它得出的結論是可靠的
C．理想實驗是一種科學方法
D．理想實驗是一個純思維實驗，其正確性應該再接受實驗驗證
[聽課記錄]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　牛頓第一定律
1．牛頓第一定律的內容：一切物體總保持__________狀態或__________狀態，除非作用在它上面的力__________這種狀態。
2．慣性
(1)物體保持原來__________狀態或__________狀態的性質叫作慣性。牛頓第一定律也被叫作__________定律。
(2)慣性是物體的__________屬性，一切物體都具有慣性。
【思考討論】　2024年11月2日，2024年泛大陸冰壺錦標賽在加拿大拉科姆收官，中國男子冰壺隊首次奪得冠軍。冰壺比賽過程中，運動員在冰壺前面擦掃冰面，可以使表面冰層融化，形成一層薄薄的水膜，而水膜的阻力比冰面要小，所以冰壺可以滑行得更遠。
問題1　比賽中的冰壺為什么會停下來？這說明了什么問題？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　試猜想：如果冰壺不受外力作用將處于什么狀態？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【知識歸納】　
1．運動狀態變化的三種情況
(1)速度的方向不變，只有大小改變。(物體做直線運動)
(2)速度的大小不變，只有方向改變。(物體做勻速圓周運動)
(3)速度的大小和方向同時發生改變。(物體做曲線運動)
2．對牛頓第一定律的理解
(1)揭示了力和運動的關系
①力是改變物體運動狀態的原因(或者說力是使物體產生加速度的原因)，而不是維持物體運動狀態的原因。
②物體不受外力時的運動狀態：勻速直線運動狀態或靜止狀態。
(2)揭示了一切物體都具有慣性。因此牛頓第一定律也叫慣性定律。
【典例2】　(對牛頓第一定律的理解)(多選)關于牛頓第一定律，下列說法正確的是(　　)
A．不受力作用的物體是不存在的，故牛頓第一定律的建立毫無意義
B．牛頓第一定律是從實驗現象歸納總結出來的
C．慣性定律與慣性的實質是相同的
D．牛頓第一定律說明物體的運動不需要力來維持
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【典例3】　(牛頓第一定律的應用)如圖所示，在一輛表面光滑且足夠長的小車上，有質量為m1和m2的兩個小球(m1>m2)，兩個小球隨車一起運動，當車突然停止運動時，若不考慮其他阻力，則兩個小球(　　)
A．一定相碰 B．一定不相碰
C．不一定相碰 D．無法確定
[思路點撥]　(1)小車表面光滑且不考慮其他阻力，說明小球在水平方向上不受力的作用。
(2)兩小球隨車一起運動說明兩小球速度相同。
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　力和運動的關系
(1)力的作用效果是使物體發生形變或運動狀態發生改變，而運動狀態的改變就意味著物體的速度發生了改變，物體具有加速度，因此力是使物體產生加速度的原因。
(2)力是改變物體運動狀態的原因，因此物體運動狀態發生改變時必定受到不為零的外力作用。
　慣性與質量
1．描述物體慣性的物理量是它的__________。__________大的物體慣性大。
2．質量：只有__________，沒有__________，是__________。在國際單位制中，質量的單位是__________，符號為kg。
【思考討論】　如圖甲所示，公交車上站著的乘客身體突然向后傾倒；如圖乙所示，公交車內站著的乘客身體突然向前傾倒。
甲　　　　　　　　乙
問題1　什么情況下會出現圖甲的現象？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　什么情況下會出現圖乙的現象？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題3　公交車的速度越大，剎車時上述現象越明顯，這能說明速度越大慣性越大嗎？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【知識歸納】　
1．對慣性的理解
(1)慣性是物體保持原來運動狀態的一種性質，是物體維持運動狀態的原因。
(2)一切物體都具有慣性，慣性是物體的固有屬性。
2．慣性的表現形式
(1)物體不受力時，慣性表現為保持原來的運動狀態。
(2)物體受力且合力不為零時，物體仍然具有慣性，此時慣性表現為物體運動狀態改變的難易程度，慣性越大，物體運動狀態越難改變。
3．四個關系
(1)慣性與質量的關系：質量是物體慣性大小的唯一量度，質量越大，慣性越大。
(2)慣性與力的關系：慣性不是力，而是物體本身固有的一種性質，慣性大小與物體的受力情況無關。
(3)慣性與速度：一切物體都有慣性，慣性大小與物體是否有速度及速度的大小無關。
(4)慣性與慣性定律：慣性是物體具有的一種固有屬性，慣性定律是物體不受外力時所遵循的一條規律，屬性不同于規律。慣性定律揭示了物體的慣性。
【典例4】　(對慣性的理解)關于“慣性”的說法，正確的是(　　)
A．物體的速度越大，慣性越大
B．物體的速度發生改變，慣性也隨之改變
C．質量為1 kg的物體在地球上的慣性比在月球上大
D．不同質量的物體，慣性的大小不一樣
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【典例5】　(應用慣性解釋現象)情境甲：一名行人走路時踩到香蕉皮而摔倒；情境乙：一名騎行的人因自行車前輪突然陷入一較深的水坑而倒地。下面是從物理的角度去解釋這兩種情境，其中正確的是(　　)
A．情境甲中踩了香蕉皮摔倒是因為人的慣性變小了
B．情境乙中人和車摔倒是由雨天路面太滑造成的
C．踩香蕉皮摔倒是由下半身速度大于上半身的速度造成的
D．自行車行駛速度越大，其慣性越大，所以造成人車倒地現象
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1．我國古代典籍中記錄了很多物理現象和規律，體現了古人對自然的思考探索。根據所學知識分析，下列說法正確的是(　　)
A．“力，刑(形)之所以奮也”，力使物體的運動狀態發生了改變，說明力是改變物體運動狀態的原因
B．“強弩之末，勢不能穿魯縞也”，說明弓箭的慣性隨速度減小而減小
C．“勸登馬力，馬力既竭，辀猶能一取焉”，說明力是維持物體運動的原因，沒有力，物體就會停止運動
D．“有烏獲之勁而不得人助，不能自舉”，意思是力氣很大的人也不能把自己舉起來，說明一對相互作用力的效果可以相互抵消
2．下列事例中，利用了物體的慣性的是(　　)
A．①② B．③④
C．①④ D．②③
3．下列關于牛頓第一定律和慣性的說法，正確的是(　　)
A．牛頓第一定律是通過實驗直接獲得的
B．伽利略指出力是維持物體運動狀態的原因
C．物體速度越大，慣性越大
D．斜向上拋出的小球，盡管速度大小和方向都改變了，但慣性不變
4．(多選)高鐵在某段水平軌道上勻速行駛，假設高鐵上固定著盛滿水的水杯。若突然發現水杯中的水向右灑出，如圖所示，則關于高鐵在此種情況下的運動，下列描述正確的是(　　)
A．高鐵勻速向左運動
B．高鐵可能突然向左加速運動
C．高鐵可能突然向左減速運動
D．高鐵可能突然向右減速運動
回歸本節知識，完成以下問題：
1．亞里士多德關于力與運動的觀點是什么？
2．伽利略關于力與運動的觀點是什么？
3．牛頓第一定律的深刻含義有哪些？
4．物體慣性大小的量度是什么？
8/81．牛頓第一定律
[學習目標]
1．了解伽利略關于運動和力的關系的認識，體會伽利略的研究方法。
2．能準確敘述牛頓第一定律的內容，并用來解釋生活中的常見問題。
3．知道慣性的概念，知道質量是物體慣性大小的量度。
[教用·問題初探]——通過讓學生回答問題來了解預習教材的情況
問題1　伽利略關于力與運動的關系的觀點是什么？
問題2　牛頓第一定律的內容揭示了什么？
問題3　慣性的大小與物體的運動狀態有關嗎？
　理想實驗的魅力
【鏈接教材】　如圖所示是教材中現代人利用頻閃照相記錄的小球在斜面上的運動情境，該實驗說明了什么？
提示：說明了力不是維持物體運動的原因。
【知識梳理】　
1．亞里士多德的觀點：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．伽利略的理想實驗
(1)斜面實驗：如圖甲所示，讓一個小球沿斜面從靜止狀態開始運動，小球將“沖”上另一個斜面，如果沒有摩擦，小球將到達原來的高度。如果斜面的傾角減小(如圖乙所示)，小球仍將到達原來的高度，但是運動的距離更長。當斜面最終變為水平面時(如圖丙所示)，小球要到達原有高度將永遠運動下去。
(2)推理結論：力不是(選填“是”或“不是”)維持物體運動的原因。
3．笛卡兒的觀點：如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續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。
【思考討論】　伽利略理想斜面實驗如圖所示，小球沿斜面由靜止滾下，再滾上另一斜面。
問題1　在實際生活中，小球滾上另一斜面的最大高度等于h嗎？
提示：不等于。滾上另一斜面的最大高度小于h。
問題2　設想斜面是光滑的，若減小第二個斜面的傾角，小球還能滾到另一斜面高h處嗎？與沒減小斜面的傾角時相比，小球滾到另一斜面高h處通過的路程如何變化？
提示：能，通過的路程變大。
問題3　設想第二個斜面變成光滑的水平面，這時小球試圖滾上另一斜面的相同高度，但永遠達不到。這時小球的運動能停下來嗎？
提示：不能，小球將永遠運動下去。
【知識歸納】　
1．“理想實驗”揭示了力不是維持物體運動的原因，物體的運動不需要力來維持。
2．“理想實驗”是一種思維活動，是人們在抽象思維中設想出來的，而實際上無法做到的實驗。
3．“理想實驗”是一種以可靠的事實為依據，忽略次要因素，并把實驗的情況合理外推到理想狀態，從而揭示自然現象本質的假想實驗。所以說伽利略理想實驗方法是科學的，結論是可靠的。
【典例1】　(對斜面實驗的理解)(多選)下列關于伽利略的理想實驗的敘述正確的是(　　)
A．這個實驗是憑空想象的
B．這個實驗雖然是想象的，但它得出的結論是可靠的
C．理想實驗是一種科學方法
D．理想實驗是一個純思維實驗，其正確性應該再接受實驗驗證
BC　[伽利略的理想實驗是在實驗基礎上假想的，A錯誤；伽利略的理想實驗雖然是假想的，但是是在實驗基礎上，抓住主要因素，忽略次要因素，合理推理得到的，它得出的結論是可靠的，B正確；理想實驗是一種科學方法，C正確；理想實驗是一種以可靠的事實為依據，忽略次要因素，并把實驗的情況合理外推到理想狀態，從而揭示自然現象本質的假想實驗，不能用實驗驗證，D錯誤。]
　牛頓第一定律
1．牛頓第一定律的內容：一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態。
2．慣性
(1)物體保持原來勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質叫作慣性。牛頓第一定律也被叫作慣性定律。
(2)慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性。
【思考討論】　2024年11月2日，2024年泛大陸冰壺錦標賽在加拿大拉科姆收官，中國男子冰壺隊首次奪得冠軍。冰壺比賽過程中，運動員在冰壺前面擦掃冰面，可以使表面冰層融化，形成一層薄薄的水膜，而水膜的阻力比冰面要小，所以冰壺可以滑行得更遠。
問題1　比賽中的冰壺為什么會停下來？這說明了什么問題？
提示：冰壺停下來是因為受到了冰面的摩擦力的作用；說明力是改變物體運動狀態的原因。
問題2　試猜想：如果冰壺不受外力作用將處于什么狀態？
提示：若冰壺原來靜止，則不受外力作用時，仍然保持靜止；若冰壺原來運動，則不受外力作用時，將保持勻速直線運動狀態。
【知識歸納】　
1．運動狀態變化的三種情況
(1)速度的方向不變，只有大小改變。(物體做直線運動)
(2)速度的大小不變，只有方向改變。(物體做勻速圓周運動)
(3)速度的大小和方向同時發生改變。(物體做曲線運動)
2．對牛頓第一定律的理解
(1)揭示了力和運動的關系
①力是改變物體運動狀態的原因(或者說力是使物體產生加速度的原因)，而不是維持物體運動狀態的原因。
②物體不受外力時的運動狀態：勻速直線運動狀態或靜止狀態。
(2)揭示了一切物體都具有慣性。因此牛頓第一定律也叫慣性定律。
【典例2】　(對牛頓第一定律的理解)(多選)關于牛頓第一定律，下列說法正確的是(　　)
A．不受力作用的物體是不存在的，故牛頓第一定律的建立毫無意義
B．牛頓第一定律是從實驗現象歸納總結出來的
C．慣性定律與慣性的實質是相同的
D．牛頓第一定律說明物體的運動不需要力來維持
BD　[雖然不受力作用的物體是不存在的，但牛頓第一定律給出了物體不受力時的運動規律，是整個牛頓力學的基礎，是有意義的，故A錯誤；牛頓第一定律是牛頓在伽利略等前人實驗的基礎上，根據邏輯推理得出的，是以實驗為基礎，但又不是完全通過實驗得出的，故B正確；牛頓第一定律又叫慣性定律，牛頓第一定律是物體遵循的規律，而慣性是物體的性質，實質是不相同的，C錯誤；牛頓第一定律說明物體的運動不需要力來維持，D正確。]
【典例3】　(牛頓第一定律的應用)如圖所示，在一輛表面光滑且足夠長的小車上，有質量為m1和m2的兩個小球(m1>m2)，兩個小球隨車一起運動，當車突然停止運動時，若不考慮其他阻力，則兩個小球(　　)
A．一定相碰 B．一定不相碰
C．不一定相碰 D．無法確定
[思路點撥]　(1)小車表面光滑且不考慮其他阻力，說明小球在水平方向上不受力的作用。
(2)兩小球隨車一起運動說明兩小球速度相同。
B　[小車表面光滑，因此兩小球在水平方向上沒有受到外力的作用。原來兩個小球與小車具有相同的速度，當車突然停止運動時，由于慣性，兩個小球的速度不變，所以不會相碰，故B正確。]
　力和運動的關系
(1)力的作用效果是使物體發生形變或運動狀態發生改變，而運動狀態的改變就意味著物體的速度發生了改變，物體具有加速度，因此力是使物體產生加速度的原因。
(2)力是改變物體運動狀態的原因，因此物體運動狀態發生改變時必定受到不為零的外力作用。
　慣性與質量
1．描述物體慣性的物理量是它的質量。質量大的物體慣性大。
2．質量：只有大小，沒有方向，是標量。在國際單位制中，質量的單位是千克，符號為kg。
【思考討論】　如圖甲所示，公交車上站著的乘客身體突然向后傾倒；如圖乙所示，公交車內站著的乘客身體突然向前傾倒。
甲　　　　　　　　乙
問題1　什么情況下會出現圖甲的現象？
提示：公交車快速啟動或突然加速時，乘客會向后傾倒。
問題2　什么情況下會出現圖乙的現象？
提示：公交車急剎車時，乘客會向前傾倒。
問題3　公交車的速度越大，剎車時上述現象越明顯，這能說明速度越大慣性越大嗎？
提示：不能，物體慣性的大小與物體的速度無關。
【知識歸納】　
1．對慣性的理解
(1)慣性是物體保持原來運動狀態的一種性質，是物體維持運動狀態的原因。
(2)一切物體都具有慣性，慣性是物體的固有屬性。
2．慣性的表現形式
(1)物體不受力時，慣性表現為保持原來的運動狀態。
(2)物體受力且合力不為零時，物體仍然具有慣性，此時慣性表現為物體運動狀態改變的難易程度，慣性越大，物體運動狀態越難改變。
3．四個關系
(1)慣性與質量的關系：質量是物體慣性大小的唯一量度，質量越大，慣性越大。
(2)慣性與力的關系：慣性不是力，而是物體本身固有的一種性質，慣性大小與物體的受力情況無關。
(3)慣性與速度：一切物體都有慣性，慣性大小與物體是否有速度及速度的大小無關。
(4)慣性與慣性定律：慣性是物體具有的一種固有屬性，慣性定律是物體不受外力時所遵循的一條規律，屬性不同于規律。慣性定律揭示了物體的慣性。
【典例4】　(對慣性的理解)關于“慣性”的說法，正確的是(　　)
A．物體的速度越大，慣性越大
B．物體的速度發生改變，慣性也隨之改變
C．質量為1 kg的物體在地球上的慣性比在月球上大
D．不同質量的物體，慣性的大小不一樣
D　[慣性是物體的固有屬性，只與物體的質量有關，與物體的速度無關，故A、B錯誤；質量為1 kg的物體在地球上的慣性等于在月球上的慣性，故C錯誤；不同質量的物體，慣性的大小不一樣，故D正確。]
【典例5】　(應用慣性解釋現象)情境甲：一名行人走路時踩到香蕉皮而摔倒；情境乙：一名騎行的人因自行車前輪突然陷入一較深的水坑而倒地。下面是從物理的角度去解釋這兩種情境，其中正確的是(　　)
A．情境甲中踩了香蕉皮摔倒是因為人的慣性變小了
B．情境乙中人和車摔倒是由雨天路面太滑造成的
C．踩香蕉皮摔倒是由下半身速度大于上半身的速度造成的
D．自行車行駛速度越大，其慣性越大，所以造成人車倒地現象
C　[情境甲中踩了香蕉皮摔倒是因為人的腳受到的摩擦力突然變小，腳不能立刻停下來，腳向前滑，由于慣性，上半身還要保持原來的運動狀態，從而使得人下半身速度大于上半身的速度，所以人會向后傾倒，而不是因為人慣性變小了，故A錯誤，C正確；情境乙中人和車摔倒是因為車的前輪陷入水坑后前輪立刻停止運動，但人與車的后半部分由于慣性仍保持原來的運動狀態，因此人和車將向前傾倒，而不是由雨天路面太滑造成的，故B錯誤；慣性只與物體的質量有關，與速度大小無關，故D錯誤。]
【教用·備選例題】
【典例1】　關于牛頓第一定律，下列說法正確的是(　　)
A．牛頓第一定律是在伽利略“理想實驗”的基礎上總結出來的
B．不受力作用的物體是不存在的，故牛頓第一定律的建立毫無意義
C．牛頓第一定律表明，力是維持物體運動的原因
D．物體不受力的作用一定處于靜止狀態
A　[牛頓第一定律是在伽利略“理想實驗”的基礎上總結出來的，故A正確；不受力作用的物體是不存在的，牛頓第一定律也適用于合力為零的物體，故B錯誤；牛頓第一定律表明，力是改變物體運動狀態的原因，故C錯誤；物體不受力的作用也可能處于勻速直線運動狀態，故D錯誤。]
【典例2】　我國《道路交通安全法》中規定：各種小型車輛前排乘坐的人(包括司機)系好安全帶。這是因為(　　)
A．系好安全帶可以減小人的慣性
B．系好安全帶可以減小車的慣性
C．系好安全帶是為了增大人與座椅間的摩擦力
D．系好安全帶可以減小因人的慣性而造成的傷害
D　[質量是物體慣性大小的唯一量度，系好安全帶不可以改變人和車的慣性，故A、B錯誤；安全帶系在人的身上，對人有一定的作用力，可以改變人的運動狀態，所以系好安全帶可以減小因人的慣性而造成的傷害，故C錯誤，D正確。]
1．我國古代典籍中記錄了很多物理現象和規律，體現了古人對自然的思考探索。根據所學知識分析，下列說法正確的是(　　)
A．“力，刑(形)之所以奮也”，力使物體的運動狀態發生了改變，說明力是改變物體運動狀態的原因
B．“強弩之末，勢不能穿魯縞也”，說明弓箭的慣性隨速度減小而減小
C．“勸登馬力，馬力既竭，辀猶能一取焉”，說明力是維持物體運動的原因，沒有力，物體就會停止運動
D．“有烏獲之勁而不得人助，不能自舉”，意思是力氣很大的人也不能把自己舉起來，說明一對相互作用力的效果可以相互抵消
A　[力是改變物體運動狀態的原因，故A正確；物體的慣性只與質量有關，與速度無關，故B錯誤；力不是維持物體運動的原因，故C錯誤；相互作用力不是作用在同一個物體上的，作用效果不會抵消，故D錯誤。]
2．下列事例中，利用了物體的慣性的是(　　)
A．①② B．③④
C．①④ D．②③
C　[②中打開降落傘是為了增大運動員受到的阻力，③中輪胎制成不平整的花紋是為了增大輪胎與地面的摩擦力，①④中是利用了慣性，故C正確。]
3．下列關于牛頓第一定律和慣性的說法，正確的是(　　)
A．牛頓第一定律是通過實驗直接獲得的
B．伽利略指出力是維持物體運動狀態的原因
C．物體速度越大，慣性越大
D．斜向上拋出的小球，盡管速度大小和方向都改變了，但慣性不變
D　[牛頓第一定律描述的狀態是一種理想狀態，它是利用邏輯思維進行分析的產物，不可能通過實驗直接獲得，故A錯誤；伽利略指出力是改變物體運動狀態的原因，故B錯誤；慣性與速度無關，只與質量有關，質量越大，慣性越大，故C錯誤；斜向上拋出的小球，盡管速度大小和方向都改變了，但慣性不變，因為慣性與速度無關，只與物體的質量有關，質量不變，慣性就不變，故D正確。]
4．(多選)高鐵在某段水平軌道上勻速行駛，假設高鐵上固定著盛滿水的水杯。若突然發現水杯中的水向右灑出，如圖所示，則關于高鐵在此種情況下的運動，下列描述正確的是(　　)
A．高鐵勻速向左運動
B．高鐵可能突然向左加速運動
C．高鐵可能突然向左減速運動
D．高鐵可能突然向右減速運動
BD　[如果高鐵正在向左勻速運動，突然加速，則水杯中的水由于慣性仍保持原有的速度，就會向右灑出，故B正確；如果高鐵正向右勻速運動，突然減速，則水杯中的水由于慣性仍保持原來的速度，就會向右灑出，故D正確。]
回歸本節知識，完成以下問題：
1．亞里士多德關于力與運動的觀點是什么？
提示：必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力作用，物體就靜止在某個地方。
2．伽利略關于力與運動的觀點是什么？
提示：力不是維持物體運動的原因。
3．牛頓第一定律的深刻含義有哪些？
提示：(1)明確了慣性的概念。
(2)揭示了力與運動的關系。
(3)反映了物體不受外力時的運動狀態。
4．物體慣性大小的量度是什么？
提示：質量。
課時分層作業(十四)
?題組一　理想實驗的魅力
1．在物理學的發展過程中，許多物理學家的研究推動了人類文明的進程。在對以下幾位物理學家所做的貢獻的敘述中，正確的是(　　)
A．亞里士多德認為較重物體與較輕物體下落得一樣快
B．伽利略通過理想斜面實驗得出物體的運動不需要力維持
C．笛卡兒認為如果物體受到力的作用，它將繼續以同一速度沿同一方向運動下去
D．牛頓認為力不僅可以維持物體的運動，而且可以改變物體的運動狀態
B　[亞里士多德認為重的物體下落得快，輕的物體下落得慢，A錯誤；伽利略通過理想斜面實驗得出力不是維持物體運動狀態的原因，B正確；笛卡兒認為如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續以同一速度沿同一直線運動，C錯誤；牛頓認為力不是維持物體運動狀態的原因，而是改變物體運動狀態的原因，D錯誤。]
2．伽利略在研究力和運動的關系時，如圖所示，讓小球從左側固定斜面上滾下，滾上右側傾角可以改變的斜面，傾角逐漸減小至零。伽利略設計這個實驗的目的是說明(　　)
A．運動不需要力來維持
B．如果物體不受到力，就不會運動
C．運動的小球具有慣性
D．如果沒有摩擦，小球將運動到與釋放時相同的高度
A　[伽利略的理想斜面實驗證明了：運動不需要力來維持，物體不受外力作用時，總保持原來的勻速直線運動狀態或靜止狀態，故B、C、D錯誤，A正確。]
?題組二　牛頓第一定律
3．下列說法正確的是(　　)
A．牛頓第一定律是科學家憑空想象出來的，沒有實驗依據
B．牛頓第一定律無法用實驗直接驗證，因此是不成立的
C．理想實驗的思維方法與質點概念的建立一樣，都是一種科學抽象的思維方法
D．由牛頓第一定律可知，靜止的物體一定不受外力作用
C　[牛頓第一定律是在理想實驗的基礎上經過合理歸納總結出來的，但無法用實驗來直接驗證，故選項A、B錯誤；理想實驗的思維方法與質點概念的建立相同，都是突出主要因素、忽略次要因素的科學抽象的思維方法，故選項C正確；物體靜止時不受外力或合力為零，故選項D錯誤。]
4．下列說法正確的是(　　)
A．靜止的物體一定不受其他物體的作用
B．物體受力才會運動，當外力停止作用后，物體會慢慢停下來
C．物體不受力的作用時，運動狀態也能改變
D．物體運動狀態發生變化時一定受到外力作用
D　[靜止的物體可能不受其他物體的作用或受到平衡力的作用，故A錯誤；力是改變物體運動狀態的原因，運動中的物體不受力時，仍會保持原來的運動狀態，故B錯誤；由牛頓第一定律可知，物體不受力的作用時，其運動狀態一定不會改變，故C錯誤；力是改變物體運動狀態的原因，物體運動狀態發生改變時一定受到力的作用，故D正確。]
5．(多選)下列物理現象中，可以用牛頓第一定律解釋的是(　　)
A．必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就要靜止下來
B．物體如果向正北方向運動，其受外力方向必須指向正北
C．如果沒有外力作用，運動的物體將繼續以同一速度沿著一條直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向
D．力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態的原因
CD　[一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，直到有外力迫使它改變這種狀態為止，沒有外力作用時，物體可以做勻速直線運動，不一定靜止，故A錯誤；物體向正北方向做勻速直線運動時，可以不受外力，當受向正北方向的力作用時，它向北運動的速度會變大，當受向正南方向的力作用時，它向北運動的速度會減小，但仍可以向正北方向運動，故B錯誤；C、D兩種說法均符合牛頓第一定律，故C、D正確。]
?題組三　慣性與質量
6．春秋時期齊國人的著作《考工記·辀人篇》中有“勸登馬力，馬力既竭，辀猶能一取焉”，意思是馬拉車的時候，馬雖然對車不再施力了，但車還能繼續向前運動一段距離，這一現象說明了車具有慣性，下列關于慣性的說法正確的是(　　)
A．馬對車的力越大，車的慣性越大
B．車的速度越大，慣性越大
C．車的質量越大，慣性越大
D．車的慣性與質量無關
C　[慣性大小的唯一量度是質量，與速度無關，與物體是否受力無關，質量越大慣性越大，故A、B、D錯誤，C正確。]
7．大型油罐車內的油在運輸過程中極易發生涌動(如圖1)，為了防止油涌動導致車體重心急劇變化的危害，在油罐車內部設置了一些固定擋板(如圖2)。則下列說法正確的是(　　)
A．油罐車向前啟動時，由于慣性，油罐內的油將向前涌動
B．油罐車內設置擋板，減小了油罐內的油的慣性
C．油罐車在變速行駛過程中容易涌動，是油罐內的油慣性不斷變化引起的
D．油罐車在平直道路上勻速前進時，即使沒有擋板油也幾乎不會涌動
D　[油罐車向前啟動時，由于慣性，油要保持原來的運動狀態，將向后涌動，故A錯誤；慣性取決于物體的質量，質量不變慣性不變，與其他因素無關，故B、C錯誤；油罐車在平直道路上勻速前進時，由牛頓第一定律可知，即使沒有擋板油也幾乎不會涌動，故D正確。]
8．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，農民常用一種叫作“風谷”的農具分選，如圖所示，對它的分選原理描述錯誤的是(　　)
A．小石子質量大、慣性大，飛得最遠
B．草屑和癟谷粒質量小，飛得最近
C．草屑和癟谷粒的慣性最大，飛得最近
D．空氣阻力作用使它們速度變化快慢不同
C　[小石子、實谷粒、草屑和癟谷粒飛出時初速度基本相同，由于形狀和大小不同，在飛行中受到的空氣阻力的影響不同，所以它們的速度變化快慢不同，故D正確；草屑和癟谷粒的質量小、慣性小，速度變化快，落點近；小石子質量大、慣性大，速度變化慢，落點遠，故A、B正確，C錯誤。]
9．如圖所示，要將卡在球筒中的羽毛球取出，可以有多種方案，方案一：一手拿著球筒的中部，另一手用力擊打羽毛球筒的上端；方案二：手持球筒，使球與球筒一起下落敲擊水平面，假設球筒與水平面碰后速度立即變為0，下列說法正確的是(　　)
A．方案一利用羽毛球的慣性，使其從球筒上端出來
B．方案一利用球筒的慣性，使羽毛球從下端出來
C．方案二利用羽毛球受到的重力，使其從下端出來
D．方案二中球筒敲擊水平面后速度變為0，其慣性隨之消失
A　[方案一中用力擊打羽毛球筒的上端，球筒向下運動，利用羽毛球的慣性，使其從球筒上端出來，故A正確，B錯誤；方案二中球與球筒一起下落敲擊水平面，球筒與水平面碰后速度立即變為0，利用羽毛球的慣性，使其從下端出來，故C錯誤；慣性是物體本身的屬性，與速度無關，故D錯誤。]
10．如圖所示，一個劈形物體A各面均光滑，放在固定的斜面上，A的上表面水平，在A的上表面上放一光滑的小球B。劈形物體A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．無規則曲線
D．拋物線
B　[小球原來靜止時受重力和支持力作用，其合力為零。當劈形物體A由靜止釋放，A沿斜面下滑，故B也將運動，運動狀態就要發生改變，但由于慣性，小球原來速度為零，而小球又光滑，除豎直方向有力的作用外，其他方向上不受力，故小球只能在豎直方向上運動，在碰到斜面之前，運動軌跡應為一條直線，即豎直向下的直線。故選B。]
11．(多選)在靜止的列車上，有兩個注滿水的容器，容器中分別用細線系著鐵球和乒乓球，在列車啟動的過程中，小球所處狀態表示正確的是(圖中箭頭表示啟動方向)(　　)
A　　　　　B　　　　　C　　　　　D
BD　[因為列車由靜止向右啟動，鐵球、乒乓球和水都有向右運動的趨勢。但是，由于與同體積的“水球”相比，鐵球質量大、慣性大，鐵球的運動狀態難改變，即速度增加慢，而同體積的“水球”的運動狀態容易改變，即速度增加快，而且水和容器一起運動，所以列車啟動時，鐵球相對于容器向左運動。同理，由于乒乓球與同體積的“水球”相比，質量小，慣性小，故乒乓球相對于容器向右運動，故B、D正確。]
12．(源于魯科版教材改編)(多選)如圖所示，重球系于繩DC下端，重球下再系一根同樣的繩BA，下列說法正確的是(　　)
A．在繩的A端緩慢增加拉力，結果CD繩先斷
B．在繩的A端緩慢增加拉力，結果AB繩先斷
C．在繩的A端突然猛一拉，結果AB繩先斷
D．在繩的A端突然猛一拉，結果CD繩先斷
AC　[重球受力如圖所示，在繩的A端緩慢增加拉力，使得重球在足夠的時間發生了微小的位移，以致CD繩的拉力FT2逐漸增大，這個過程進行緩慢，可以認為重球始終處于平衡狀態，即FT2＝FT1＋mg，隨著FT1增大，FT2也增大，且FT2總是大于FT1，所以CD繩先被拉斷，A正確，B錯誤；若在A端突然猛拉，因為重球質量很大，力的作用時間極短，由于慣性，重球向下的位移極小(可以看成運動狀態未來得及改變)，以致CD繩的拉力幾乎未增加，故AB繩先斷，C正確，D錯誤。
]
13．水平儀的主要測量裝置是一個內部封有液體的玻璃管，液體中有一氣泡，水平靜止時，氣泡位于玻璃管中央，如圖甲所示。一輛在水平軌道上行駛的火車車廂內水平放置兩個水平儀，一個沿車頭方向，一個垂直于車頭方向。某時刻，氣泡位置如圖乙所示，則此時關于火車運動的說法可能正確的是(　　)
A．加速行駛，且向左轉彎
B．加速行駛，且向右轉彎
C．減速行駛，且向左轉彎
D．減速行駛，且向右轉彎
B　[由題意可知，水平靜止或勻速直線運動時，氣泡位于玻璃管中央，由題圖乙可以看出：沿車頭方向的水平儀氣泡向車頭方向移動，當火車加速時，氣泡和液體由于慣性不會隨火車立即加速，還會以原來的速度運動，相對火車向后運動，因為氣泡密度小于液體密度，所以氣泡在液體作用下就向前運動，故C、D錯誤；垂直于車頭方向的裝置中氣泡處于右端，因原來火車做直線運動，氣泡位于中心位置，當火車向右轉彎時，氣泡和液體由于慣性不會立即隨火車右轉，還會沿直線運動，所以氣泡和液體就相對火車向左運動，因為氣泡密度小于液體密度，所以氣泡在液體的作用下相對中心位置向右運動，所以此時刻火車應是加速運動且向右轉彎，故A錯誤，B正確。]
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