人教版 (2019)必修 第一册牛顿第一定律优秀导学案及答案

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题型1 伽利略的理想斜面实验
【典例1】图（a）、（b）是伽利略的两个斜面实验，开创了科学实验和逻辑推理相结合的科学研究方法。下列说法正确的是（ ）

A．图（a）中的斜面需要光滑
B．图（a）中通过研究小球在斜面上的运动，推理出自由落体运动规律
C．图（b）中的斜面没有摩擦，小球上升到等高的位置是真实的实验结果
D．图（b）实验推翻了力是维持物体运动状态的原因，并得出了牛顿第一定律
【变式1】理想实验是依据逻辑推理把实际实验理想化，从而揭示现象本质的一种研究方法。为了说明运动和力的关系、伽利略设计了如图所示的斜面实验。下列说法正确的是（ ）
A．“球沿斜面向下运动时，速度增大；向上运动时，速度减小”，这是逻辑推理
B．“右侧斜面最终变为水平面时，小球将永远运动下去”，这是实际实验现象
C．“小球沿右侧斜面向上运动时，斜面倾角减小，小球在斜面上运动的距离更长”，这是实际实验现象
D．“小球沿右侧斜面向上运动时，如果没有摩擦，小球将到达原来的高度”，这是实际实验现象
【变式2】伽利略创造性的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展。关于伽利略的理想斜面实验，下列说法正确的是（ ）
A．该实验完全是理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础
B．如果斜面粗糙，不论右侧斜面倾角如何，小球也都将上升到与释放点等高的位置
C．该实验说明了物体的运动不需要力来维持
D．该实验证明了力是维持物体运动的原因
【变式3】关于图片中涉及到的实验和物理思想方法，说法错误的是（ ）
A．图甲，作用在水桶上的两个力的效果与一个力的效果相同，体现了等效替代的思想方法
B．图乙，伽利略利用图中的实验，结合逻辑推理，验证了力是维持物体运动的原因
C．图丙，借助激光笔及平面镜观察桌面的形变，该实验运用了微小放大的思想方法
D．图丁，通过把物体匀变速直线运动的v﹣t图像分成小段，来求一段时间内的位移，运用了微元求和的
题型2 牛顿第一定律的内容与应用
【典例1】关于牛顿第一定律，下面说法中正确的是（ ）
A．牛顿第一定律反映了物体受外力作用时物体的运动规律
B．牛顿第一定律就是惯性
C．不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性
D．运动状态发生变化时，物体可能不受到外力的作用
【变式1】下列说法中与物理学史实不符的是（ ）
A．亚里士多德认为力是维持物体运动的原因
B．牛顿通过多次实验发现力不是维持物体运动的原因
C．惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都有惯性
D．牛顿第一定律是在已有实验基础上进行合理外推而来的，属于理想实验，是不能直接用实验来验证的
【变式2】牛顿运动定律包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律，由牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。教科书中这样表述牛顿第一定律：“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。”其中物体的“运动状态”用下面哪个物理量表示（ ）
A．加速度B．速度C．位移D．受力
【变式3】牛顿第一定律又称惯性定律，该定律明确揭示了惯性的存在．下列关于惯性的说法正确的是（ ）
A．静止的物体惯性大
B．速度大的物体惯性大
C．飞船舱内的物体处于失重状态，因而此物体没有惯性
D．任何物体都有惯性，惯性的大小由物体的质量量度
题型3 惯性与质量
【典例1】下列关于惯性的说法中正确的是（ ）
A．在地面上滚动的小球越滚越慢，是由于小球受到的阻力克服了小球的惯性
B．只有运动的物体才有惯性
C．只有不受外力的物体才有惯性
D．一切物体在任何情况下都有惯性
【变式1】下列关于惯性说法正确的是（ ）
A．物体只有静止或匀速直线运动时才有惯性
B．物体只有受外力作用时才有惯性
C．物体原来以10m/s的速度运动，后来速度增加到30m/s，则其惯性增大了
D．物体质量越大，惯性越大
【变式2】某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿着球筒的中部，另一只手用力击打羽毛球筒的下端，则（ ）
A．此同学无法取出羽毛球
B．该同学是在利用羽毛球筒的惯性取出羽毛球
C．羽毛球筒向上运动过程中，因为羽毛球受到向上的摩擦力所以会从上端出来
D．羽毛球会从筒的下端出来
【变式3】若喷泉中的一条锦鲤随泉水竖直加速上浮，则关于锦鲤上浮的过程，下列说法正确的是（ ）
A．锦鲤的惯性增大
B．锦鲤的惯性减小
C．锦鲤所受泉水的作用力大于它所受的重力
D．锦鲤所受泉水的作用力小于它所受的重力
题型4 牛顿第二定律的简单应用
【典例1】下列说法不正确的是（ ）
A．力是使物体产生加速度的原因，所以先有作用力，然后才有加速度
B．要使物体获得较大的加速度，除了增大作用力外，还要使物体的质量尽可能小
C．加速度的方向与物体所受合外力的方向相同，也与物体速度变化的方向相同
D．物体同时受到几个力的作用，则物体的加速度等于各个力单独作用时产生的加速度的矢量和
过 关 验 收

1．关于物理思想、物理方法、物理实验、物理学史，下列说法正确的是（ ）
A．伽利略通过斜面实验加逻辑推理的方法研究了自由落体运动
B．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是假设法
C．在推导匀变速直线运动的位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各个小段的位移相加，这应用了等效替代法
D．根据速度定义式，当Δt很小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了理想模型法
2．伽利略的理想实验（如图所示）是将可靠的事实和理论思维结合起来，更能深刻地反映自然规律，伽利略的斜面实验程序如下：
（1）减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然能达到原来的高度；
（2）两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；
（3）如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；
（4）继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动。
请按程序先后次序排列，并指出它究竟属于可靠的事实还是通过思维过程得到的推论，下列选项正确的是（数字表示上述程序号码）（ ）
A．事实（2）→事实（1）→推论（3）→推论（4）
B．事实（2）→推论（1）→事实（3）→推论（4）
C．事实（2）→推论（3）→推论（1）→推论（4）
D．事实（2）→事实（3）→推论（1）→推论（4）
3．下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中，伽利略对自由落体运动的研究中，猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证
B．图乙中，在观察桌面的微小形变时，运用了极限思维法
C．图丙中，铁块所受重力可以分解为下滑力和对斜面的压力
D．图丁中，伽利略通过理想斜面实验说明力不是维持物体运动状态的原因
4．理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，能更深刻地反映自然规律．下面是伽利略设想的一个理想实验的几个步骤：
①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然能达到原来的高度
②两个斜面对接，让小球沿一个斜面从静止状态开始向下运动，小球将“冲”上另一个斜面
③如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度
④继续减小第二个斜面的倾角，直至水平，小球将沿水平面做持续的匀速运动
这几个步骤正确的排列顺序是（ ）
A．①③②④B．③②①④C．②①④③D．②③①④
5．意大利科学家伽利略在研究物体变速运动规律时，做了著名的“斜面实验”，他测量了铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做的是匀变速直线运动，且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大，于是他对大倾角情况进行了合理的外推，由此得出的结论是（ ）
A．自由落体运动是一种匀变速直线运动
B．重的物体与轻的物体下落一样快
C．物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性
D．力不是维持物体运动的原因
6．2023年5月28日，南非德班世乒赛圆满落幕，中国队包揽五项冠军。如图是混双比赛的情境，比赛涉及的物理知识辨析合理的是（ ）
A．球拍两面贴上胶皮，可减小与球之间的摩擦
B．乒乓球静止时，受到的支持力和重力相互平衡
C．乒乓球沿曲线运动，运动状态没有发生改变
D．球离开拍继续飞行，是由于受到惯性的作用
（多选）7．在刚结束的巴黎奥运会，郑钦文获得女单网球冠军，创造历史性的一刻。如图所示，郑钦文把飞来的网球击打回去，落到了对方场内，则下列说法正确的是（ ）
A．网球和球拍作用时，网球只受到弹力作用
B．球被打飞回去，是因为力是改变物体运动状态的原因
C．若球拍没有击打球，则球会保持原来的运动状态不变
D．球拍对球的弹力，是因为球拍发生弹性形变而产生的
（多选）8．生活中看似平常的现象中，其实隐藏了很多物理知识，物理就在我们身边。下列对于物理现象的理解，正确的是（ ）
A．乒乓球可以快速抽杀，是由于乒乓球的惯性较小
B．高速运动的子弹很难停下来，是因为速度越大，惯性越大
C．足球在地面上运动时会慢慢停下来，是因为物体没受来维持其运动的力
D．真空室中，羽毛和铁球下落会一样快
9．如图是一种汽车安全带控制装置的工作原理示意图。当汽车静止或匀速直线运动时，摆锤竖直悬挂，安全带能被拉动。当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使锁棒锁定棘轮，安全带被锁止。若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车可能的运动方向和运动状态是（ ）
A．向左行驶，匀速直线运动
B．向左行驶，突然刹车
C．向右行驶，突然刹车
D．向右行驶，匀速直线运动
10．青岛市第三十六届“市长杯”校园足球联赛于2025年10月11日正式开幕，人民日报、新华社连续两次分别以“最干净的足球”“最纯粹的热爱”为题点赞青岛市“市长杯”校园足球联赛。关于足球的运动。下列说法正确的是（ ）
A．运动员对足球施加的弹力是由足球形变而产生的
B．脚踢足球使足球飞出去，说明力是维持物体运动的原因
C．守门员接住足球的瞬间，足球的惯性为零
D．长期存放的足球其惯性在逐渐减小
11．下列关于四幅图中惯性的描述正确的是（ ）
A．甲图中将锤柄朝下，在地面上磕几下，可以使松动的榔头变紧固，是因为锤柄接触地面后惯性消失
B．乙图中将压在中性笔下方的纸条迅速抽出，中性笔屹立不倒，是因为抽出纸条速度快惯性大
C．丙图中匀速运动的小车上装有弹射管，弹出的钢球（不计空气阻力）由于惯性将仍会落回弹射管
D．丁图中宇航员在空间站中能够“漂浮”起来，是因为在空间站中惯性消失
12．下列生活现象中，利用物体惯性的是（ ）
A．汽车行驶时，司机和乘客都要系好安全带
B．运动员跑到终点后不能立刻停下来
C．锤头松了，把锤柄的一端在硬地上撞击几下，锤头就紧套在锤柄上
D．子弹离开枪膛后仍能继续飞行一段距离
13．如图所示，冰壶在冰面运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变，我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”。这里所指的“本领”是冰壶的惯性，则惯性的大小取决于（ ）
A．冰壶的速度B．冰壶的质量
C．冰壶受到的推力D．冰壶受到的阻力
14．关于力的说法中正确的是（ ）
A．只有相互接触的物体间才有力的作用
B．力可以改变物体的运动状态，但不能使物体发生形变
C．竖直向上抛出的物体，能竖直上升，是因为受到竖直向上升力的作用
D．施力物体同时也是受力物体
15．如图（俯视图）所示，以速度v匀速行驶的列车车厢内有一水平桌面，桌面上的B处有一小球。若车厢中的旅客突然发现小球沿图中虚线由B向A运动。则由此可判断列车（ ）
A．减速行驶，向南转弯B．减速行驶，向北转弯
C．加速行驶，向南转弯D．加速行驶，向北转弯
16．下列关于惯性的说法中，正确的是（ ）
A．人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性
B．百米赛跑到终点时不能立即停下是由于惯性，停下时就没有惯性了
C．物体没有受外力作用时有惯性，受外力作用后惯性被克服了
D．物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关
（多选）17．一辆汽车在高速公路上正常行驶，司机发现前方有事故后，立即刹车制动至停止。则下列说法正确的是（ ）
A．汽车的质量越大惯性就越大
B．汽车的速度越大惯性就越大
C．汽车停止运动后没有惯性
D．汽车运动状态的改变是因为受到力的作用

题型1 伽利略的理想斜面实验
题型2 牛顿第一定律的内容与应用
题型3 惯性与质量
题型4 牛顿第二定律的简单应用
解｜题｜知｜识
（1）亚里士多德认为：必须有力物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在某个地方。
（2）伽利略的理想实验
①斜面实验：让静止的小球从第一个斜面滚下，冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。减小第二个斜面的倾角，原来释放时的小球滚动的距离增大，但所达到的高度相同。当第二个斜面放平，小球将永远运动下去。
②推理结论：力不是维持物体运动的原因。
③实验示意图如下：
（3）笛卡儿的观点：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。
解｜题｜知｜识
1．内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态．
2．说明：
（1）物体因为有质量，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．质量是维持物体运动状态的原因，力是改变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．
解｜题｜知｜识
1．定义：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。牛顿第一定律又叫惯性定律。
2．惯性的量度：惯性的大小与物体运动的速度无关，与物体是否受力无关，仅与质量有关，质量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。
5．加深理解惯性概念的几个方面：
（1）惯性是物体的固有属性之一，物体的惯性与其所在的地理位置、运动状态、时间次序以及是否受力等均无关，任何物体都具有惯性；
（2）惯性大小的量度是质量，与物体运动速度的大小无关，绝不是运动速度大、其惯性就大，运动速度小，其惯性就小；
（3）物体不受外力时，其惯性表现为物体保持静止或匀速直线运动的状态；受外力作用时，其惯性表现为运动状态改变的难易程度不同。
解｜题｜知｜识
牛顿第二定律的表达式是F＝ma，已知物体的受力和质量，可以计算物体的加速度；已知物体的质量和加速度，可以计算物体的合外力；已知物体的合外力和加速度，可以计算物体的质量。