高中物理人教版 (2019)必修 第一册1 牛顿第一定律学案及答案

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册1 牛顿第一定律学案及答案，共12页。学案主要包含了牛顿第一定律的概念等内容，欢迎下载使用。

知识梳理▼
伽利略的理想实验
1、力与运动的不同认识
①亚里士多德通过对大量的物体下落的观察，直接得出结论：物体越重，下落越快；所用的方法：观察+直觉．观点：必须有力作用在物体上，物体才能运动。
②伽利略的观点：力不是维持物体运动的原因.
③笛卡尔观点：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，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。
2、伽利略斜面实验
①在轨道的一边释放一颗钢珠，如果忽略摩擦力带来的影响，我们发现钢珠从左边滚下后，再从右边的斜面滚上，钢珠将上升到与左边释放高度相同的点;
②若将右边的倾斜角减小，钢珠还是上升到原来的高度，但通过的路程比原来更长;
③假设右边的轨道为水平，钢珠想要达到原来的高度，但是钢珠无法达到原来的高度，钢珠将永远运动下去。
结论：力不是维持物体运动的原因.
二、牛顿第一定律的概念
1、内容：一切物体总保持 或 ，直到有外力迫使它改变这种状态．
2、说明：
(1)物体因为有 ，故能保持原来的运动状态，如果没有力，它将永远保持此状态；
(2)因为有力，故改变物体的运动状态．力是 ，质量是维持物体运动状态的原因；
(3)物体的运动状态由速度来标定，速度不变，物体运动状态不变；
(4)物体运动状态变化，也可说成运动速度变化，即产生加速度．
3、使用范围：宏观世界中低速运动的物体，在惯性参考系中才适用．
4、对牛顿第一定律的理解
(1)牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律，它是牛顿以伽利略的理想实验为基础，在总结前人的研究成果之上，加之丰富的想而推理得出的一条理想条件下的规律；
(2)牛顿第一定律成立的条件是物体不受任何外力的作用，是理想条件下物体所遵从的规律．在实验情况下，物体所受合外力为零与物体不受任何外力作用是等效的．
(3)牛顿第一定律的意义在于它揭示了一切物体都具有的一种基本属性--惯性，还揭示了力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，而不是产生运动的原因，也不是维持物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因．
经典例题▼
物体运动状态的变化：
物体的运动状态即物体运动的快慢及运动的方向，是用速度来描述的，故物体运动状态的变化有以下三种情况：
(1)速度方向不变，只有大小改变；
(2)速度大小不变，只有方向改变；
(3)速度大小和方向都改变．
【例】 1、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、关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是（ ）
A．牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上总结出来的
B．不受力作用的物体是不存在的，故牛顿第一定律的建立毫无意义
C．牛顿第一定律表明，物体只有在不受外力作用时才具有惯性
D．牛顿第一定律表明，物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性
3、以下说法中正确的是（ ）
A．牛顿第一定律揭示了一切物体都具有惯性
B．速度大的物体惯性大，速度小的物体惯性小
C．力是维持物体运动的原因
D．做曲线运动的质点，若将所有外力都撤去，则该质点因惯性仍可做曲线运动
4、[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，下列叙述正确的是( )
A．小车匀速向左运动 B．小车可能突然向左加速
C．小车可能突然向左减速 D．小车可能突然向右减速
二、惯性
1、定义：物体保持原来的 或 的性质叫做惯性．牛顿第一定律又叫惯性定律．
2、惯性的量度： 是物体惯性大小的唯一量度．质量大的物体所具有的惯性大，质量小的物体所具有的惯性小．
3、惯性的性质：①一切物体都具有惯性，其本质是任何物体都有惯性．
②惯性与运动状态无关：不论物体处于怎样的运动状态，惯性总是存在的．当物体本来静止时，它一直“想”保持这种静止状态．当物体运动时，它一直“想”以那一时刻的速度做匀速直线运动．
4、惯性的表现形式：①当物体不受外力或所受合外力为零时，惯性表现为保持原来的运动状态不变；②当物体受到外力作用时，惯性表现为改变运动状态的难易程度，物体惯性越大，它的运动状态越难改变．
经典例题▼
惯性大小的判定方法：
惯性是物体的固有属性，与物体的运动情况及受力情况无关，质量是惯性大小的唯一量度．
关于惯性观点的辨析：
错误观点1：物体惯性的大小与物体的受力情况、运动情况、所处位置有关．
错误观点2：惯性是一种力．
错误观点3：惯性就是惯性定律．
错误观点4：物体的速度越大．物体的惯性越大．
【例】 1、关于物体的惯性，下列说法中正确的是（ ）
A．运动速度大的物体不能很快地停下来，是因为物体速度越大，惯性也越大
B．静止的火车启动时，速度变化慢，是因为静止的物体惯性大的缘故
C．乒乓球可以被快速抽杀，是因为乒乓球惯性小
D．在宇宙飞船中的物体不存在惯性
2、物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质称为惯性．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．运动员跑得越快惯性越大
C．宇宙飞船在太空中也有惯性 D．汽车在刹车时才有惯性
3、下列关于惯性的说法中，正确的是 ( )
A.汽车刹车时，乘客的身子会向前倾斜，是因为汽车有惯性
B.做匀速直线运动的物体和静止的物体没有惯性
C.物体的惯性只有在物体速度改变时才表现出来
D.物体都具有惯性，与物体是否运动无关，与物体速度是否变化也无关
4、某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，一只手拿着球筒的中部，另一只手用力击打羽毛球筒的上端，则( )
A.此同学无法取出羽毛球
B.羽毛球会从筒的下端出来
C.羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来
D.该同学是在利用羽毛球的惯性
基础过关▼
1、(多选)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.下列说法中符合历史事实的是( )
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：运动必具有一定的速度，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，物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
2、下面关于惯性的说法中，正确的是（ ）
A.运动速度大的物体比速度小的物体难以停下来，所以运动速度大的物体具有较大的惯性
B.物体受的力越大，要它停下来就越困难，所以物体受的推力越大，则惯性越大
C.物体的质量越大，惯性越大
D.物体的体积越大，惯性越大
3、我们已经学习了牛顿运动定律及其应用，则下列说法中正确的是（ ）
A.两个人掰手腕时，甲掰赢了乙，是因为甲手对乙手的作用力大于乙手对甲手的作用力
B.速度方向可能与加速度方向不在一条直线上，但加速度方向总是与合外力的方向相同
C.在地面上滑行的物体之所以能停下来，是因为没有外力来维持它的运动状态
D.不受力作用的物体是不存在的，故牛顿第一定律的建立毫无意义
4、关于以下两个斜面实验的说法中正确的是（ ）
A.牛顿使用图甲斜面进行实验，得出自由落体运动的规律
B.伽利略使用图甲斜面进行实验，得出自由落体运动的规律
C.牛顿使用图乙斜面进行实验，得出力不是维持物体运动的原因
D.伽利略使用图乙斜面进行实验，得出自由落体运动的规律
5、下列关于惯性的说法正确的是（ ）
A.电动车速度越大，刹车后越难停下来，表明物体的速度越大，惯性越大
B.电动车转弯时要通过控制适当的速度和角度，来调控人和车的惯性
C.佩戴安全带可有效减小驾乘人员的惯性，避免严重交通事故伤害
D.超载运行的大货车不容易停下来是因为其质量大、惯性大
6、如图所示，蹦床是一项运动员利用蹦床反弹表现杂技技巧的竞技运动，它属于体操运动的一种，蹦床有“空中芭蕾”之称．下列关于蹦床运动中各阶段的物理知识的分析，正确的是（ ）
A.运动员从蹦床上跳起是由于床面对人的支持力大于人对床面的压力
B.运动员离开蹦床后继续向上运动是由于惯性
C.运动员能下落说明力是维持物体运动的原因
D.运动员下落到床面静止后就没有惯性
7、一乘客在行驶的火车车厢里用细绳吊一小球，用以判断火车运动的情况，并可得到如下结论：
（1）若小球在竖直方向保持静止，表明火车正在做________运动；
（2）若在竖直方向保持静止的小球突然向后摆，表明火车正在做________运动；
（3）若在竖直方向保持静止的小球突然向前摆，表明火车正在做________运动；
能力提升▼
1、下列说法正确的是( )
A.划船时桨向后推水，水就向前推桨，因为水推桨的力大于桨推水的力，船才被推着前进
B.完全失重的物体将不受到重力，所以此刻一切由重力引起的现象都将消失
C.人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，将落在起跳点的后方
D.物体的运动与外界的推、拉等行为相联系，如果不再推、拉，原来的运动将停下来，这说明必须有力作用，物体才能运动
2、[多选]伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是( )
A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性
B．没有力作用，物体只能处于静止状态
C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性
D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动
3、亚里士多德认为：有力作用在物体上，物体才能运动，力是维持物体运动的原因，伽利略为反驳亚里士多德的观点，设计如图所示的实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，进入右侧水平面向前运动，水平面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿水平面运动的最远位置依次为1、2、3，根据三次实验结果的对比，可得到的最直接的结论是（ ）
A.如果小球水平方向上不受力，它将一直运动下去
B.如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变
C.力是使物体产生加速度的原因
D.小球质量一定时，受到的力越大，它的加速度越大
3、一碗水置于火车车厢内的水平桌面上．当火车向右做匀减速运动时，水面形状接近于图（ ）
A. B. C. D.
4、如图所示，一容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂一只铁球和一只乒乓球，容器中铁球和乒乓球都处于静止状态，当容器随小车突然向右运动时，两球的运动情况是(以小车为参考系)( )
A．铁球向左，乒乓球向右 B．铁球向右，乒乓球向左
C．铁球和乒乓球都向左 D．铁球和乒乓球都向右
5、如图所示，一盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球。容器中的水和铁球、乒乓球都处于静止状态。当容器随小车突然向右运动时，两球的运动状况是(以小车为参考系)( )
A．铁球向左，乒乓球向右 B．铁球向右，乒乓球向左
C．铁球和乒乓球都向左 D．铁球和乒乓球都向右
6、如图所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)，两个小球随车一起运动，当车突然停止运动时，若不考虑其他阻力，则两个小球（ ）
A.一定不相碰 B.不一定相碰 C.一定相碰 D.无法确定
7、如图所示，在一辆上表面水平的小车上，有质量分别为M、m（M>m）的两个球，随车一起沿水平地面向右做匀速直线运动．当车突然停止时，不考虑空气阻力，设车足够长，则（ ）
A.大球惯性大，会追上小球发生碰撞
B.两球不会发生碰撞，是因为大球受到较大摩擦力的缘故
C.只要两球是同种材料构成，就不会发生碰撞
D.两球可能发生碰撞，也可能不碰撞