高一物理必修一第11讲 牛顿第一定律中档版 教师版讲义Word下载.docx

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他还认为，这应该成为一个原理，它是整个人类自然观的基石。

2．牛顿第一定律

⑴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。

⑵意义：

①澄清了力的概念：

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。

②指出了力和运动的定性关系：

不受外力作用的物体，将保持匀速直线运动状态或静止状态。

③揭示了一切物体固有的属性——惯性。

典例精讲

【例2.1】

（2019•亭湖区校级学业考试）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

【分析】牛顿第一定律给出了物体不受力作用时的运动规律，同时也说明了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；

牛顿第一定律是牛顿在前人实验的基础上，根据逻辑推理得出的，是以实验为基础，但又不是完全通过实验得出．

【解答】解：

A、牛顿第一定律是牛顿在伽利略等前人实验的基础上，根据逻辑推理得出的，是以实验为基础，但又不是完全通过实验得出，故A正确；

B、虽然在地球上不受力作用的物体是不存在的，但牛顿第一定律给出了物体不受力作用时的运动规律，是牛顿第二定律的基础，也为科学的发展奠定了基础，故B错误；

C、D、牛顿第一定律表明物体具有保持原来速度不变的性质，即惯性，惯性的大小与物体的受力情况和运动情况均无关，故C错误，D也错误；

故选：

A。

【例2.2】

（2018秋•长汀县校级期中）下列关于牛顿第一定律的说法正确的是（　　）

A．牛顿第一定律可以通过实验直接验证

B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因

C．牛顿第一定律说明物体做何种运动与其受力无关

D．牛顿第一定律说明物体的运动需要力来维持

【分析】牛顿第一定律是在实验的基础上推理概括得出的规律，它告诉我们物体在不受力的作用时保持静止状态或物体做匀速直线运动状态。

A、牛顿第一定律是牛顿在伽利略等前人实验的基础上，根据逻辑推理得出的，是以实验为基础，但又不是完全通过实验得出，故A错误；

BD、牛顿第一定律说明物体的运动不需要力来维持，力是改变运动状态的原因，故B正确，D错误；

C、牛顿第一定律指出物体在不受力或合力为零时运动与其受力无关，保持原来的运动状态；

若合力不为0，则运动状态改变，运动与受力有关，故C错误；

B。

【例2.3】

（2016春•张家界期末）由牛顿第一定律可知（　　）

A．力是维持物体运动的原因

B．物体只有在不受外力作用时才具有惯性

C．静止或匀速直线运动的物体，一定不受任何外力作用

D．物体做变速运动时，必定有外力作用

一切物体都具有惯性，惯性是物体本身的一种基本属性，其大小只与质量有关，质量越大、惯性越大；

惯性的大小和物体是否运动、是否受力以及运动的快慢是没有任何关系的．

A、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；

故A错误；

B、物体的惯性与物体是否受力以及物体的运动状态都无关，只与物体的质量有关。

故B错误；

C、静止或匀速直线运动的物体，可能不受任何外力作用，有可能受到外力的作用，但外力的和等于0．故C错误；

D、力是改变物体运动状态的原因，物体做变速运动时，必定有外力作用。

故D正确。

D。

【例2.4】

（2017秋•洛阳期末）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

【分析】牛顿第一定律是在实验的基础上通过推理概括得而出的规律，即物体在不受力的作用时，总保持静止状态或物体做匀速直线运动状态。

A、牛顿第一定律说明一切物体都具有保持速度不变的性质，故又叫惯性定律，故A正确；

B、牛顿第一定律是在实验的基础上进一步的推理概括出来的科学理论，而不是直接通过实验得出的，故B错误；

C、牛顿第一定律揭示了一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性，故C正确；

D、牛顿第一定律告诉我们，一切物体都有保持原来速度不变的性质，力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因，故D正确。

本题选错误的，故选：

B

【例2.5】

（2014秋•琼中县校级期末）关于牛顿第一定律的下列说法中，正确的是（　　）

A．牛顿第一定律是实验定律

C．惯性定律与惯性的实质是相同的

D．物体的运动不需要力来维持

【分析】牛顿第一定律是在实验的基础上推理概括得出的规律；

即物体在不受力的作用时，总保持静止状态或物体做匀速直线运动状态．

A、牛顿第一定律是在实验的基础上进一步的推理概括出来的科学理论，而不是直接通过实验得出的；

故该选项说法错误；

B、由牛顿第一定律可知，当物体不受力或受平衡力时，物体将处于静止状态或匀速直线运动状态，因此力是改变物体运动状态的原因；

故该选项说法正确；

C、惯性是由惯性定律（牛顿第一运动定律）所推导出来的物体本身所具有的一种性质，它们的含义并不是完全相同的，故该选项错误；

D、由牛顿第一定律可得，力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因；

故该选项说法正确。

BD。

【例2.6】

（2015春•胶州市期末）关于运动状态与所受外力的关系，下面说法中正确的是（　　）

A．物体受到恒定的外力作用时，它的运动转态不一定发生改变

B．物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态要发生改变

C．物体受到的合力为零时，它一定处于静止状态或者匀速直线运动状态

D．物体的运动方向与它所受的合力的方向一定相同

【分析】力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。

物体受到的合力为零时，它不一定处于静止状态。

物体的运动方向不一定与它所受的合力的方向相同。

物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态一定发生变化。

AB、物体受到不为零的合力作用时，加速度不为零，其运动状态一定发生变化。

故A错误，B正确；

C、物体受到的合力为零时，它不一定处于静止状态，也可能处于匀速直线运动状态。

故C正确；

D、物体的运动方向不一定与它所受的合力的方向相同，比如平抛运动、匀速圆周运动物体的运动方向与合力方向都不同。

故D错误。

BC。

3．惯性

⑴牛顿第一定律表明，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，我们把这个性质叫做惯性。

⑵如图甲所示，将弹簧压缩后用细绳拴住置于静置的两车之间，剪断细绳后，我们可以观察到质量较大的黑车几乎不动，质量较小的白车很短的时间内获得较大速度弹出（如图乙所示，白车已弹出屏幕范围）。

说明质量较大的物体运动状态较难改变，质量较小的物体运动状态较易改变。

图甲

图乙

大量实验表明：

惯性是物体的固有属性：

一切物体都具有惯性。

惯性与物体的受力情况及运动状态无关只与物体本身有关。

惯性大小的量度是质量。

【例3.1】

（2019春•海陵区校级月考）关于惯性，下列说法中正确的是（　　）

A．静止的物体可能没有惯性

B．速度越大的物体惯性越大

C．同一物体在地球上不同地点惯性不同

D．一切物体都有惯性，惯性的大小只与质量有关

【分析】惯性是物体的固有属性，它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质，惯性大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。

任何物体在任何情况下都有惯性，惯性只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。

与物体的运动状态，是否受力、运动速度大小都无关，同一物体在地球上不同地点惯性相同。

故A、B、C错误，D正确。

【例3.2】

（2016•铜仁市校级模拟）如图所示，一只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

【分析】当容器随小车突然向右运动时，铁球由于惯性要保持原来状态，故相对小车向左运动；

当容器随小车突然向右运动时，容器中的水也有惯性，故也有相对小车向左运动的趋势，水的密度大于整个乒乓球的密度，故把乒乓球挤向右，故乒乓球故相对小车向右运动。

因为小车突然向右运动时，由于惯性，铁球和乒乓球都有向左运动趋势，但由于与同体积的“水球”相比铁球的质量大，惯性大，铁球的运动状态难改变，即速度变化慢，而同体积的水球的运动状态容易改变，即速度变化快，而且水和车一起加速运动，所以小车加速运动时，铁球相对于小车向左运动，同理由于与同体积的“水球”相比乒乓球的质量小，惯性小，乒乓球向右运动。

【例3.3】

（2017春•无极县校级期中）如图所示，体积相同的小铁球（如图中黑色球所示）和小塑料球（如图中白色球所示）分别用细线系于两个带盖的盛水的瓶子中，当两瓶和车一起加速向右运动时，会发生的现象最接近图中的哪一种情景（　　）

A．

B．

C．

D．

当容器随小车突然向右运动时，容器中的水也有惯性，故也有相对小车向左运动的趋势，水的密度大于整个塑料球的密度，故塑料球故相对小车向右运动．

由于系统加速度向右，而水具有惯性，只会出现如题图A、B所示的水面。

同样体积的铁球、水、塑料球中，铁球的惯性最大，塑料球的惯性最小，因而两球的相对位置如图B所示，故B正确。

【例3.4】

（2016•广西学业考试）关于力、运动状态及惯性，下列说法正确的是（　　）

B．力是改变物体运动状态的原因

C．物体的质量越大，惯性越大

D．物体的速度越大，惯性越大

【分析】力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因；

惯性是物体的固有属性，物体惯性的大小与物体的运动状态无关，只与其质量大小有关，质量越大，惯性越大．

A、B、根据伽利略理想斜面实验研究结果得知：

力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，故A错误，B正确。

C、D质量是物体惯性大小的唯一量度，与速度无关，物体的质量越大，惯性越大，故C正确，D错误。

【例3.5】

（2017•历下区校级学业考试）关于惯性，下列表述正确的有（　　）

A．物体的速度越大，惯性越大

B．物体的质量越大，惯性越大

C．静止的物体也有惯性

D．惯性是物体的固有属性

【分析】惯性定律的内容是：

一切物体都有保持原来运动状态的性质，即任何物体在任何情况下都有惯性，惯性大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大．根据惯性定律的内容进行分析．

惯性是物体的固有属性，任何物体在任何情况下都有惯性，惯性大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，与速度无关，因此A错误，BCD正确。

BCD。

【例3.6】

（2016•广东学业考试）关于惯性，下列说法正确的是（　　）

A．汽车的质量越大，惯性也越大

B．物体惯性大小与物体的运动状态有关

C．人向前奔跑时被绊，由于惯性向前摔倒

D．物体沿光滑斜面下滑，由于惯性物体的速度不断增大

一切物体都有保持原来运动状态的性质，即任何物体在任何情况下都有惯性；

根据惯性定律的内容进行分析．

A、质量是惯性大小的量度，所以汽车的质量越大，惯性越大。

故A正确；

B、惯性的大小与物体的运动状态无关。

C、人向前奔跑时被绊，由于惯性身体将继续向前运动，所以向前摔倒。

D、物体沿光滑斜面下滑，由于物体的速度不断增大是由于外力做功的原因，与惯性无关。

AC。

【例3.7】

（2017•西城区学业考试）同学们到中国科技馆参观，看到了一个有趣的科学实验：

如图所示，一辆小火车在平直轨道上匀速行驶，当火车将要从“∩”形框架的下方通过时，突然从火车顶部的小孔中向上弹出一小球，该小球越过框架后，又与通过框架的火车相遇，并恰好落回原来的孔中．下列说法中正确的是（　　）

A．相对于地面，小球运动的轨迹是直线

B．相对于地面，小球运动的轨迹是曲线

C．小球能落回小孔是因为小球在空中运动的过程中受到水平向前的力

D．小球能落回小孔是因为小球具有惯性，在水平方向保持与火车相同的速度

【分析】相对于地面，小球做的是竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀速运动，能落回小孔是因为小球具有惯性，在水平方向保持与火车相同的速度．

A、相对于地面，小球竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀速运动，轨迹是曲线，A错误B正确

C、能落回小孔是因为小球具有惯性，在水平方向保持与火车相同的速度，故C错误D正确

4．惯性系

在火车车厢内有一个水平的光滑桌面，桌上有一个小球。

如果火车停在水平的铁轨上，小球能够静止在桌面上，能够保持它的静止状态不变。

这是符合牛顿第一定律的。

如果火车突然向前开动，以加速运动的车厢为参考系，牛顿第一定律并不成立。

在有些参考系中，不受力的物体会保持静止或匀速直线运动状态，这样的参考系叫做惯性参考系，简称惯性系。

以加速运动的火车为参考系，牛顿第一定律并不成立，这样的参考系叫做非惯性系。

5．物体运动状态的改变

速度是描述物体运动状态的物理量，如果物体速度的大小或方向改变了，我们就说它的运动状态改变了。

6．力是物体产生加速度的原因

力是改变物体运动状态（即速度）的原因，而物体的速度发生变化说明必然存在加速度，因此，力是使物体产生加速度的原因。