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第四章 運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系
高中物理必修第一冊(cè)人教版
第1節(jié) 牛頓第一定律
知識(shí)點(diǎn)1 伽利略理想實(shí)驗(yàn)
1．亞里士多德的觀點(diǎn)：必須有力作用在物體上，物體才能__________；沒有力的作用，物體就要________．即力是維持物體__________的原因．
運(yùn)動(dòng)　
靜止　
運(yùn)動(dòng)　
知識(shí)點(diǎn)1 伽利略理想實(shí)驗(yàn)
2．伽利略的觀點(diǎn)
(1)理想實(shí)驗(yàn)：讓小球沿第一個(gè)斜面從靜止?fàn)顟B(tài)開始向下運(yùn)動(dòng)，然后沖上第二個(gè)斜面，如果沒有摩擦，小球上升的高度與釋放時(shí)的高度________．減小第二個(gè)斜面的傾角，小球滾動(dòng)的距離______．
科學(xué)推論：當(dāng)將第二個(gè)斜面放平時(shí)，小球?qū)?huì)_______________．
(2)結(jié)論：力不是________物體運(yùn)動(dòng)的原因．
3．笛卡兒的觀點(diǎn)：如果運(yùn)動(dòng)中的物體沒有受到____的作用，它將繼續(xù)以__________沿同一直線運(yùn)動(dòng)，既不停下來也不偏離原來的方向．
相同　
增大　
永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去　
維持 　
力　
同一速度 　
圖4-1-1
例1-1 理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)更能深刻地反映自然規(guī)律。伽利略設(shè)想了一
個(gè)理想實(shí)驗(yàn),如圖4-1-1所示，步驟如下：
①減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在斜面上仍然要達(dá)到原來的高度；
②對(duì)接兩個(gè)斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另
一個(gè)斜面；
③如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫艜r(shí)的高度；
④繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，最后使它變成水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻
速直線運(yùn)動(dòng)。
基礎(chǔ)過關(guān)
（1）請(qǐng)將上述理想實(shí)驗(yàn)的步驟按照正確的順序排列:__________（填寫序號(hào)即可）。
②③①④
（2）在上述步驟中，有的屬于可靠的事實(shí)，有的則是理想化的推論。
屬于可靠事實(shí)的步驟是____;
屬于理想化推論的步驟是________。
②
①③④
【解析】伽利略的理想實(shí)驗(yàn)是在可靠事實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的推理，將實(shí)驗(yàn)理想化，
得到正確的結(jié)論。②是可靠事實(shí)，因此放在第一步，③①是假設(shè)無摩擦的推論，最
后推導(dǎo)出④。
1．伽利略理想實(shí)驗(yàn)的方法和意義
科學(xué) 推理 的方法 實(shí)驗(yàn)事實(shí)：兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面
推理1：如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨?br/>推理2：減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上仍要達(dá)到原來的高度
推理3：繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球沿水平面永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因
意義 伽利略在理想實(shí)驗(yàn)中所應(yīng)用的科學(xué)推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，它標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端，使人類對(duì)自然的認(rèn)識(shí)由經(jīng)驗(yàn)型轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)理論型．伽利略對(duì)科學(xué)的貢獻(xiàn)就在于推翻直覺的觀點(diǎn)而用新的觀點(diǎn)代替它
2．物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化
當(dāng)物體的速度發(fā)生變化時(shí)，則這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化．物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化有以下三種情況：
(1)速度的方向不變，只有大小改變．
(2)速度的大小不變，只有方向改變．
(3)速度的大小和方向都發(fā)生改變．
知識(shí)點(diǎn)2 牛頓第一定律
一切物體總保持______________狀態(tài)或________狀態(tài)，除非作用在它上面的力____________這種狀態(tài)．牛頓第一定律又叫__________．
勻速直線運(yùn)動(dòng)　
靜止　
迫使它改變　
慣性定律　
例2-2 關(guān)于牛頓第一定律，下列說法正確的是( )
C
A.牛頓第一定律是從實(shí)驗(yàn)中直接得出的結(jié)論
B.牛頓第一定律表明，物體的速度越大，慣性越大
C.牛頓第一定律表明，力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因
D.如果物體不受力或者所受合外力為零，物體一定處于靜止?fàn)顟B(tài)
基礎(chǔ)過關(guān)
【解析】列表解析·直觀解疑惑
選項(xiàng) 分析 正誤
A 牛頓第一定律是牛頓在前人實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)邏輯推理得出的。
B 慣性是物體固有的屬性，只與物體的質(zhì)量有關(guān)，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 無關(guān)。（參見知識(shí)點(diǎn)3）
C 力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。 √
D 物體在不受力或所受合力為零的情況下始終處于靜止或勻速直線運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)。
知識(shí)點(diǎn)3 慣性與質(zhì)量
1．慣性：物體保持原來________________狀態(tài)或_______狀態(tài)的性質(zhì)．
2．慣性的量度：________是物體慣性大小的唯一量度．
勻速直線運(yùn)動(dòng)　
靜止 　
質(zhì)量 　
例3-3 ［魯科版教材習(xí)題］對(duì)一些生活中的現(xiàn)象,某同學(xué)試圖從慣性角度加以分析。
其中正確的是( )
D
A.“強(qiáng)弩之末,勢(shì)不能穿魯縞”,是因?yàn)閺?qiáng)弩的慣性減小了
B.汽車超速行駛易引發(fā)交通事故,是因?yàn)樗俣却蟮钠噾T性大
C.車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)適當(dāng)減速,是為了減小車輛的慣性,使行駛更安全
D.貨運(yùn)列車在有些車站加掛車廂,這會(huì)增大它的慣性
【解析】質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，只要物體質(zhì)量不變，無論它的速度如何
改變，物體的慣性都不變。
基礎(chǔ)過關(guān)
【學(xué)會(huì)了嗎│變式題】
圖4-1-3
1.(2024·四川成都石室中學(xué)期中)如圖4-1-3所示，一盛水的容器固
定在一個(gè)小車上，在容器中分別懸掛和拴住一只鐵球和一只乒乓
球。容器中的水和鐵球、乒乓球都處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)容器隨小車
突然向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，以小車為參考系，兩球的運(yùn)動(dòng)情況是( )
A
A.鐵球向左，乒乓球向右 B.鐵球向右，乒乓球向左
C.鐵球和乒乓球都向左 D.鐵球和乒乓球都向右
【解析】因?yàn)樾≤囃蝗幌蛴疫\(yùn)動(dòng)，鐵球和乒乓球都有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，但由于與同
體積的“水球”相比，鐵球質(zhì)量大，慣性大，鐵球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難改變，即速度變化慢，
而同體積的“水球”的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)比鐵球容易改變，即速度變化快，所以小車突然向右
運(yùn)動(dòng)時(shí)，鐵球相對(duì)小車向左運(yùn)動(dòng)。同理，由于乒乓球與同體積的“水球”相比，質(zhì)量
小，慣性小，乒乓球相對(duì)小車向右運(yùn)動(dòng)。選項(xiàng)A正確。
1．慣性與質(zhì)量
(1)慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性．
(2)質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，質(zhì)量越大，慣性越大．
2．慣性與力
(1)慣性不是力，而是物體本身固有的一種性質(zhì)，始終具有且與外界條件無關(guān)；力只有在物體間相互作用時(shí)才有，離開了物體就無所謂力．因此說“物體受到了慣性作用”“產(chǎn)生了慣性”“受到慣性力”等都是錯(cuò)誤的．
(2)力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，慣性是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因．對(duì)同一物體，力越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越易改變；慣性越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變．
(3)慣性與物體的受力情況無關(guān)．慣性與力的對(duì)比如下：
比較 慣性 力
物理 意義 物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì) 物體間的相互作用
存在 條件 是物體本身的固有屬性，始終具有，與外界條件無關(guān) 力只有在物體間發(fā)生相互作用時(shí)才有
量度 有大小(無具體數(shù)值，也無單位)，無方向 有大小、方向、作用點(diǎn)及單位
3．慣性與速度
(1)速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，慣性是物體本身固有的屬性．
(2)一切物體都具有慣性，和物體是否有速度及速度的大小無關(guān)．
素養(yǎng)點(diǎn)評(píng)：本探究通過慣性的理解培養(yǎng)物理觀念素養(yǎng)．
題型1 對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的理解
例4 關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，下列說法正確的是( )
C
A.物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)其合外力不為零
B.物體只要運(yùn)動(dòng)就需要力的作用
C.力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因
D.力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因
【解析】物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度為零，其所受合力為零，故A錯(cuò)誤；力是
改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，即力是產(chǎn)生加速度的原因，運(yùn)動(dòng)不需要力來維持，物體
保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫作慣性，故C正確，B、D錯(cuò)誤。
【學(xué)會(huì)了嗎│變式題】
2.下列說法正確的是( )
A
A.物體的速度不斷增大，表示物體必受外力作用
B.物體向著某個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，則在這個(gè)方向上必受力的作用
C.物體的速度大小不變，則其所受的合外力必為零
D.物體處于平衡狀態(tài)，則該物體必不受外力作用
【解析】當(dāng)物體速度增大時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化，而力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原
因，故物體必受外力作用，A正確；若物體向某個(gè)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則在此方
向該物體不受力的作用或所受合外力為零，故B錯(cuò)誤；當(dāng)物體的速度大小不變時(shí)，其
速度方向可能發(fā)生變化，即運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能變化，合外力不一定為零，故C錯(cuò)誤；物體
處于平衡狀態(tài)時(shí)，可能不受外力作用，也可能所受合外力為零，故D錯(cuò)誤。
圖4-1-4
例5 在水平路面上有一輛勻速行駛的小車，車上固定著盛滿水的
碗。若突然發(fā)現(xiàn)碗中的水向右灑出，如圖4-1-4所示，則關(guān)于小車
在此種情況下的運(yùn)動(dòng)，下列描述正確的是( )
D
A.小車一定突然向左加速 B.小車一定突然向右加速
C.小車可能突然向左減速 D.小車可能突然向右減速
題型2 應(yīng)用牛頓第一定律分析問題
【解析】導(dǎo)圖解析·清晰理思路
小車原來的運(yùn)動(dòng)方向未知，分兩種情況進(jìn)行討論。
綜上可知，D正確。
【學(xué)會(huì)了嗎│變式題】
圖4-1-5
3.（多選）在列車的車廂內(nèi)，有一個(gè)自來水龍頭 。第一段時(shí)間內(nèi),水
滴落在水龍頭的正下方點(diǎn)，第二段時(shí)間內(nèi)，水滴落在點(diǎn)的右方 點(diǎn)，
如圖4-1-5所示。那么列車可能的運(yùn)動(dòng)是( )
BC
A.先靜止，后向右做加速運(yùn)動(dòng)
B.先向左做勻速運(yùn)動(dòng)，后做加速運(yùn)動(dòng)
C.先向右做勻速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)
D.先向右做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)
【解析】水滴下落時(shí)，水平方向保持原來的速度，若車靜止或勻速運(yùn)動(dòng)，水滴的水
平位移與車的水平位移相同，則落在B點(diǎn);若車向左加速運(yùn)動(dòng)，則水滴下落時(shí)的水平
速度等于其剛離開水龍頭時(shí)的水平速度,而車的水平速度不斷增大，相同時(shí)間內(nèi)車的
水平位移大，故水滴可能落在A點(diǎn);同理,車向右減速運(yùn)動(dòng),水滴也可能落在A點(diǎn)。故B、
C正確。
例6 關(guān)于物體的慣性，下列說法正確的是( )
A
A.同一物體，不管速度大小如何，慣性大小是不變的
B.力是改變物體慣性的原因
C.物體只有靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)才有慣性
D.受力物體的慣性將隨著所受力的增大而增大
【解析】慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，同一物體，不管速度大小如何，慣性大小是不
變的，選項(xiàng)A正確；力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，物體的慣性只與物體的質(zhì)量有
關(guān)，與速度、力、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等因素?zé)o關(guān)，B、C、D錯(cuò)誤。
題型3 對(duì)慣性概念的理解
【學(xué)會(huì)了嗎│變式題】
4.下列說法正確的是( )
C
A.運(yùn)動(dòng)速度大的物體，不能很快停下來，是因?yàn)樗俣却髸r(shí)，慣性也大
B.靜止的火車啟動(dòng)時(shí)，速度變化慢，是因?yàn)榛疖囲o止時(shí)比運(yùn)動(dòng)時(shí)慣性大
C.乒乓球可以快速抽殺，是因?yàn)槠古仪虻膽T性小
D.物體受到的外力大，則慣性就小；受到的外力小，則慣性就大
【解析】一切物體都具有慣性，慣性大小僅由物體的質(zhì)量決定，與外界因素
（受力與否、受力的大小與個(gè)數(shù)、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及所處環(huán)境）無關(guān)，故D錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)
速度大的物體由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止，速度的改變量大，加速度一定時(shí)，其停下來所需要
的時(shí)間較長，并非速度大，慣性就大，故A錯(cuò)誤；靜止的火車啟動(dòng)時(shí)，速度變化緩
慢，是因?yàn)榛疖囐|(zhì)量大，慣性大，故B錯(cuò)誤；乒乓球可以快速抽殺，是因?yàn)槠滟|(zhì)量很
小，慣性小，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變,故C正確。
謝謝大家

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