人教版物理必修一重难点考点解析41牛顿第一定律.docx
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人教版物理必修一重难点考点解析41牛顿第一定律
1．牛顿第一定律
知识纲要导引
核心素养目标
（1）明确惯性概念，知道惯性是物体的固有属性．
（2）理解牛顿第一定律的内容和意义，知道亚里士多德的观点．
（3）知道伽利略理想实验及推理方法．
（4）了解生活中的惯性现象，并解释常见的惯性现象.
知识点一 理想实验的魅力
1．历史回顾：
代表人物
基本观点（对力和运动关系的认识）
亚里士多德
必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就处于静止状态
伽利略
如果没有摩擦阻力，水平面上运动的物体将保持这个速度一直运动下去，因此力不是维持物体运动的原因
笛卡儿
如果运动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
2.伽利略的斜面实验：
（1）将两个对称的斜面末端平滑地对接在一起．让小球沿一个斜面从静止滚下来．小球将滚上另一个斜面．
（2）（推论）如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度．
（3）（推论）减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来释放时的高度．
（4）（推论）继续减小第二个斜面的倾角，最后变成水平面，小球将沿水平面永远运动下去．
（5）（结论）物体在水平面上做匀速运动时并不需要外力来维持．
（1）物理学史的“经典”错误：
“最博学的人”亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”．
（2）现代物理学的创始人——伽利略：
提出了新的研究方法（理想斜面实验）．
知识点二 牛顿物理学的基石——惯性定律
1．牛顿第一定律的内容：
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态．
注意：
牛顿第一定律是由理想实验加以科学推理得到的，不是实验定律，但是由它得出的结论，都经历了广泛、严谨的事实检验．
2．惯性：
物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质．牛顿第一定律又叫惯性定律．
3．意义：
两个确定.
确定惯性概念
任何物体无论处于什么状态，都具有惯性
确定力与运动的关系
力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动的原因
思考1
参加作战任务的战斗机却要抛掉副油箱（如图）以减小质量，这是为什么呢？
你能解释一下吗？
提示：
战斗机在执行战斗任务时，为了使自己便于调节，灵活运动，就要抛掉副油箱以减小惯性．
知识点三 惯性与质量
1．惯性的特点：
普遍性
惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性
无关性
惯性与物体受力情况、运动情况及地理位置均无关
唯一性
质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大
2.惯性的表现形式：
（1）不受力时，惯性表现为“保持”“原来的”运动状态，有“惰性”的含义．
（2）受力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度，质量越大，惯性越大，运动状态越难以改变．
思考2
公路上奔驰的汽车，速度越大，刹车后停下来所用的时间越长，这些说明速度越大惯性越大吗？
提示：
质量是惯性大小的惟一量度，质量越大，运动状态越难改变．
由v
＝2ax知，刹车位移和初速度的二次方成正比，汽车速度越大，刹车位移越长，但是汽车质量不变，惯性是不变的.
核心一 理想斜面实验及力与运动的关系
例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：
一旦物体具有某一速度，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，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
【解析】 A错：
亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动．B对：
由伽利略理想斜面实验知，B对．C对：
由笛卡儿观点知，C对．D对：
由惯性定律知，D对．
【答案】 BCD
伽利略理想实验的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特的方法，在实验的基础上，进行理想化推理（也叫合理外推）．它标志着物理学的真正开端．
训练1 意大利科学家伽利略在研究运动和力的关系时，提出了著名的斜面实验，其中应用的物理思想方法属于（ ）
A．等效替代 B．实验归纳 C．理想实验 D．控制变量
解析：
意大利科学家伽利略设想了一个斜面实验：
将两个斜面对接起来，当小球沿一个斜面滚下，会滚上第二斜面，如果摩擦力越小，在第二斜面上滚上的高度越大，设想没有摩擦力，小球会达到相等的高度，将第二斜面放平，小球将永远运动下去．这里伽利略应用的物理思想方法属于理想实验，选项C正确．
答案：
C
核心二 牛顿第一定律的理解及其应用
1．牛顿第一定律的意义
（1）揭示了一切物体都具有的一个重要属性——惯性．
（2）揭示了物体在不受力或合外力为零时的运动状态——静止或匀速直线运动状态．
（3）揭示了力的含义——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．
（4）全面揭示了运动既有外因——外力，也有内因——惯性，外因改变物体的运动状态，内因维持物体的运动状态，改变中有维持.
2.物体运动状态改变的三种情况
（1）速度的方向不变，大小改变．
（2）速度的大小不变，方向改变．
（3）速度的大小和方向同时发生改变．
例2 （多选）下列对牛顿第一定律的理解正确的是（ ）
A．牛顿第一定律反映了物体不受外力的作用时的运动规律
B．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变
C．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是没有外力维持木块运动的结果
D．奔跑的运动员，由于遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态
【解析】 A、B对：
牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的运动规律，总保持匀速直线运动状态或静止状态不变．C错，D对：
牛顿第一定律还揭示了力和运动的关系，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于摩擦力的作用而改变了运动状态；奔跑的运动员，遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用而改变了运动状态．
【答案】 ABD
（1）力是改变物体运动状态的原因；
（2）惯性有维持物体原来运动状态的性质．
训练2 （多选）如图所示，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
解析：
可通过以下表格对各选项逐一分析
选项
过程分析
结论
A
若小球向前滚动，可知小球的速度大于列车的速度，知列车的速度减小
×
B
若小球向后滚动，可知列车的速度大于小球的速度，可知列车的速度增加，做加速运动
√
C
磁悬浮列车急刹车时，小球因为有惯性，要保持原来的匀速直线运动状态，所以小球运动的速度要大于磁悬浮列车运动的速度，即小球要相对磁悬浮列车向前滚
√
D
×
答案：
BC
应用牛顿第一定律解释有关现象时，一要看物体原来的运动状态，二要看物体现在的受力情况．
核心三 惯性的理解及应用
惯性与惯性定律的区别
惯性
惯性定律
基本含义
惯性是物体的一种属性
物体运动的规律
理解要点
①与是否运动无关，与速度大小无关
②与是否受力无关
③与所在位置无关
④只与质量有关
①物体的运动具有“惰性”，“力”是改变这种“惰性”的惟一因素
②惯性越大，物体的运动状态越难改变
与力的关系
①无关
②惯性不是一种特殊的力
强调了“力”的作用效果——改变运动状态（产生加速度）
惯性和力是不一样的，惯性是一种性质，力是一种作用．
例3 关于物体的惯性，下述说法中正确的是（ ）
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
C．乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性小
D．在宇宙飞船中的物体不存在惯性，因此可飘浮起来
【解析】 A、D错：
一切物体都有惯性，惯性大小只与物体的质量有关．惯性是物体本身的一种属性，与外界因素（受力大小及所处环境）无关．B错：
静止的火车启动时，速度变化缓慢，是因为火车质量大，惯性大，而不是因为静止的物体惯性大．C对：
乒乓球可以快速抽杀，是因为其质量小，惯性小，在相同力的作用下，运动状态容易改变．
【答案】 C
训练3 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），两个小球随车一起做匀速直线运动，当车突然停止运动时，若不考虑其他阻力，则两个小球（ ）
A．一定相碰 B．不一定相碰
C．一定不相碰D．无法确定
解析：
车停止前，两个小球和小车一起做匀速直线运动，并且两个小球和小车具有共同的速度，当小车突然停止时，由于小球在光滑接触面上，因此两个小球由于惯性，还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动，由于两球的速度相同，相等时间内通过的距离相等，因此两个小球间的距离不变，一定不会相碰，选项C正确．
答案：
C
方法技巧
利用惯性解释现象的方法
（1）明确研究的物体原来处于怎样的运动状态．
（2）当外力作用在该物体的某一部分（或外力作用在与该物体有关联的其他物体上）时，这一部分的运动状态的变化情况．
（3）该物体由于惯性保持怎样的运动状态，判断最后会出现什么现象.
1．关于伽利略的理想实验，以下说法中正确的是（ ）
A．完全是理想的，没有事实为基础
B．是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映了自然规律
C．没有事实为基础，只是理想推理
D．以上说法都不对
解析：
伽利略的理想实验是建立在可靠的事实基础之上的．以事实为依据，以抽象为指导，抓住主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示了自然规律．
答案：
B
2．交通法规中规定，坐在小汽车前排的司机和乘客都应系上安全带，这主要是为了减轻在下列哪种情况出现时可能对人造成的伤害（ ）
A．车速太快 B．车速太慢
C．紧急刹车D．突然启动
解析：
小汽车车速太快或太慢时，只要速度不发生变化，人就不会向前冲或向后仰，所以不会使人受伤，故选项A、B不符合题意；当紧急刹车时，车停止而人由于惯性向前冲，安全带可以防止人向前冲而受伤，故选项C符合题意；突然启动时，人会向后仰，有靠背支撑，安全带不起作用，故选项D不符合题意．
答案：
C
3．古诗词是我国五千年灿烂文化的精髓，先人在创作时巧妙地借用了许多物理知识，使其作品大放异彩．下列涉及惯性的诗句是（ ）
A．坐地日行八万里，巡天遥看一千河
B．船到江心抛锚迟，悬崖勒马早已晚
C．人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开
D．飞流直下三千尺，疑是银河落九天
答案：
B
4．[2019·洛阳高一检测]关于牛顿第一定律，以下说法错误的是（ ）
A．牛顿第一定律又叫惯性定律
B．牛顿第一定律是牛顿通过大量实验总结出来的实验结论
C．牛顿第一定律说明一切物体都有惯性
D．牛顿第一定律说明力可以改变物体的运动状态
解析：
牛顿第一定律又叫惯性定律，选项A正确；牛顿第一定律是牛顿在伽利略实验的基础上，通过抽象推理总结出来的结论，选项B错误；牛顿第一定律说明一切物体都有惯性，选项C正确；牛顿第一定律说明力可以改变物体的运动状态，选项D正确．
答案：
B
5．牛顿是近代科学的开创者，他一生致力于科学研究，有许多重大发明，为科学事业做出了巨大的贡献，他提出的牛顿运动三定律成为经典力学
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