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1、第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律1牛顿第一定律牛顿第一定律一、理想一、理想实验的魅力的魅力1伽利略斜面实验伽利略斜面实验：小球沿斜面由：小球沿斜面由_滚下，再下，再滚上另一斜面，如不上另一斜面，如不计摩擦将摩擦将滚到到_处，放低后一斜面，仍达到同一，放低后一斜面，仍达到同一高度，但要高度，但要滚得得_若放平后一斜面，若放平后一斜面，球将球将_滚下去下去静止静止原来高度原来高度远远些些永永远远2伽利略通伽利略通过“理想理想实验”和科学推理，得出和科学推理，得出的的结论是：力不是是：力不是_物体运物体运动的原因，而的原因，而恰恰是恰恰是_物体运物体运动的原因的原因3法国科学家笛卡法国科学家笛卡
2、尔补充和完善了伽利略的充和完善了伽利略的观点，他提出：除非物体点，他提出：除非物体_的作用，的作用，物体将永物体将永远保持其保持其_或运或运动状状态，永，永远不不会使自己沿曲会使自己沿曲线运运动，而只保持在，而只保持在_上运上运动4物体运物体运动状状态的改的改变，是指物体，是指物体_发生了改生了改变维维持持改改变变受到外力受到外力静止静止直直线线速度的速度的大小和方向大小和方向二、牛二、牛顿物理学的基石物理学的基石惯性定律性定律1牛顿第一定律牛顿第一定律：一切物体：一切物体总保持保持_或或_，除非作用，除非作用在它上面的力迫使它在它上面的力迫使它_，这就是牛就是牛顿第一定律，又叫做第一定律，又
3、叫做惯性定律性定律匀速匀速直直线线运运动动状状态态静止状静止状态态改改变这变这种状种状态态【特别提醒特别提醒】牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证的产物，不可能用实验直接验证2惯性：物体具有的性：物体具有的_的性的性质叫做叫做惯性性三、三、惯性与性与质量量1惯性表性表现为改改变物体运物体运动状状态的的_2质量大的物体，运量大的物体，运动状状态_，我，我们说它它惯性大；性大；质量小的物体的运量小的物体的运动状状态_，我我们说它它惯性小性小_是物体是物体惯性大小的唯一性大小的唯一量度量度3质量是量是_，只有大小，没有方向，只有
4、大小，没有方向单位是位是_，符号是，符号是_.保持原来匀速直保持原来匀速直线线运运动动状状态态或静止状或静止状态态难难易程度易程度难难改改变变容易改容易改变变质质量量标标量量千克千克kg一、一、对牛牛顿第一定律的理解第一定律的理解1明确了明确了惯性的概念性的概念定律的前半句定律的前半句话“一切物体一切物体总保持匀速直保持匀速直线运运动状状态或静止状或静止状态”，揭示了物体所具有的一个重要的属性，揭示了物体所具有的一个重要的属性惯性，即物体性，即物体保持匀速直保持匀速直线运运动状状态或静止状或静止状态的性的性质，牛，牛顿第一定律指出第一定律指出一切物体在任何情况下都具有一切物体在任何情况下都具有
5、惯性因此牛性因此牛顿第一定律又叫第一定律又叫惯性定律性定律2揭示了力和运揭示了力和运动的关系的关系定律的后半句定律的后半句话“除非作用在它上面的力迫使它改除非作用在它上面的力迫使它改变这种状种状态”，实质上是揭示了力和运上是揭示了力和运动的关系，即力是改的关系，即力是改变物体运物体运动状状态的原因，而的原因，而不是不是维持物体运持物体运动的原因的原因3反映了物体不受外力反映了物体不受外力时的运的运动状状态匀速直匀速直线运运动或静止或静止(即原来运即原来运动的保持其速度不的保持其速度不变，原来静止的保，原来静止的保持静止持静止)不受外力作用的物体是不存在的，但物体所受外力的合力不受外力作用的物体
6、是不存在的，但物体所受外力的合力为零与不受外力在效果上是等效的，零与不受外力在效果上是等效的，这就使牛就使牛顿第一定律具有了第一定律具有了实际意意义【特别提醒特别提醒】(1)物体之所以运动，并不是因为受到了力的作用，物体之所以运动，并不是因为受到了力的作用，力的作用是改变物体的运动状态，而不是维持物体运动的原因，力的作用是改变物体的运动状态，而不是维持物体运动的原因，惯性才是维持物体运动的原因惯性才是维持物体运动的原因(2)牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律，也无法用实验牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律，也无法用实验验证，它是牛顿以伽利略的理想实验为基础，总结前人的研究成验证，它
7、是牛顿以伽利略的理想实验为基础，总结前人的研究成果，加以丰富的想象而推理得出的一条理想条件下的规律果，加以丰富的想象而推理得出的一条理想条件下的规律以下各种以下各种说法中正确的是法中正确的是()A牛牛顿第一定律反映了物体不受外力作用第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运物体的运动规律律B不受外力作用不受外力作用时，物体的运，物体的运动状状态保持不保持不变是由于物体具有是由于物体具有惯性性C在水平地面上滑在水平地面上滑动的木的木块最最终要停下来，是由于没有外力要停下来，是由于没有外力维持木持木块运运动的的结果果D物体运物体运动状状态发生生变化化时，物体必定受到外力的作用，物体必定受到外力的作用
8、解析：解析：牛顿第一定律描述的是一种理想的情况牛顿第一定律描述的是一种理想的情况物体不受任何物体不受任何外力作用时，将保持静止状态或匀速直线运动状态，所以外力作用时，将保持静止状态或匀速直线运动状态，所以A正确；正确；物体的运动并不需要力来维持，而是由物体本身所固有的一种属性物体的运动并不需要力来维持，而是由物体本身所固有的一种属性惯性来维持的，力是改变物体运动状态的原因，所以惯性来维持的，力是改变物体运动状态的原因，所以B、D正正确；确；C中木块最终要停下来的原因是：木块在运动过程中，受到各中木块最终要停下来的原因是：木块在运动过程中，受到各种摩擦阻力的作用，即木块受到外力的合力不为零所导致
9、的，所以种摩擦阻力的作用，即木块受到外力的合力不为零所导致的，所以C错误错误答案：答案：ABD二、二、对惯性概念的理解及性概念的理解及应用用1惯性与性与质量的关系量的关系(1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性性(2)惯性与物体受力情况，运性与物体受力情况，运动情况及地理位置均无关情况及地理位置均无关(3)质量是物体量是物体惯性大小的唯一量度，性大小的唯一量度，质量越大，量越大，惯性越大性越大2惯性与力的关系性与力的关系(1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此，因此说“物体物体受到了受到了惯性作用性作用”、“产
10、生了生了惯性性”、“受到受到惯性力性力”等都是等都是错误的的(2)力是改力是改变物体运物体运动状状态的原因，的原因，惯性是性是维持物体运持物体运动状状态的的原因原因惯性越大，运性越大，运动状状态越越难改改变3惯性与速度的关系性与速度的关系(1)速度是表示物体运速度是表示物体运动快慢的物理量，快慢的物理量，惯性是物体本身固有的性性是物体本身固有的性质(2)一切物体都有一切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大小均无关性，和物体是否有速度及速度的大小均无关4惯性的表性的表现(1)在不受力的情况下，在不受力的情况下，惯性表性表现为保持原有状保持原有状态的本的本领，有，有“惰惰性性”的意思的意思(2
11、)在受力的情况下，在受力的情况下，惯性表性表现为运运动状状态改改变的的难易程度，易程度，质量量越大，越大，惯性越大，运性越大，运动状状态越越难改改变【特别提醒特别提醒】(1)一切物体，在任何情况下都具有惯性，即物一切物体，在任何情况下都具有惯性，即物体具有惯性是不需要条件的体具有惯性是不需要条件的(2)比较惯性大小，只看质量大小，质量大则惯性大比较惯性大小，只看质量大小，质量大则惯性大在匀速前在匀速前进的磁的磁悬浮列浮列车里，小明将一小球放在水平桌面上相里，小明将一小球放在水平桌面上相对桌面静止关于小球运桌面静止关于小球运动与列与列车的运的运动，下列，下列说法正确的是法正确的是()A如果小球向
12、前如果小球向前滚动，则磁磁悬浮列浮列车在加速前在加速前进B如果小球向后如果小球向后滚动，则磁磁悬浮列浮列车在加速前在加速前进C磁磁悬浮列浮列车急刹急刹车时，小球向前，小球向前滚动D磁磁悬浮列浮列车急刹急刹车时，小球向后，小球向后滚动解析：解析：如果磁悬浮列车减速，磁悬浮列车运动的速度变小了，而如果磁悬浮列车减速，磁悬浮列车运动的速度变小了，而小球因为有惯性，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反之，当磁悬浮列车加
13、速时，磁悬浮列车运动的速度变大了，前滚反之，当磁悬浮列车加速时，磁悬浮列车运动的速度变大了，而小球因为有惯性，要保持原来的匀速直线运动状态，所以小球运而小球因为有惯性，要保持原来的匀速直线运动状态，所以小球运动的速度要小于磁悬浮列车运动的速度，即小球要相对磁悬浮列车动的速度要小于磁悬浮列车运动的速度，即小球要相对磁悬浮列车向后滚由以上分析可知，选项向后滚由以上分析可知，选项B、C正确正确答案：答案：BC思考与讨论思考与讨论从牛从牛顿第一定律我第一定律我们得知，物体都要保持它得知，物体都要保持它们原来的匀速直原来的匀速直线运运动或静止的状或静止的状态，或者，或者说，它，它们都具有抵抗运都具有抵抗
14、运动状状态变化的化的“本本领”但是但是这种种“本本质”的大小是不一的大小是不一样的的物体抵抗运物体抵抗运动状状态变化的化的“本本领”，与什么因素有关？，与什么因素有关？请大家大家通通过实例例进行分析行分析点拨：点拨：惯性是物体的固有属性，不管物体处于什么状态，也惯性是物体的固有属性，不管物体处于什么状态，也不管物体是否受力以及受什么样的力，一个物体的惯性是不变不管物体是否受力以及受什么样的力，一个物体的惯性是不变的，与速度的大小没有关系任何物体都具有这样的本领，物的，与速度的大小没有关系任何物体都具有这样的本领，物体的这种本领也不尽相同，这种本领的大小仅由物体的质量决体的这种本领也不尽相同，这
15、种本领的大小仅由物体的质量决定比如，车床等一些机械，它们的质量很大，目的是使惯性定比如，车床等一些机械，它们的质量很大，目的是使惯性增大，运动状态不易改变，另外两个物体总是质量小的运动状增大，运动状态不易改变，另外两个物体总是质量小的运动状态改变起来更容易些态改变起来更容易些.解析：解析：当物体速度增大时，运动状态发生了变化，而力是改当物体速度增大时，运动状态发生了变化，而力是改变运动状态的原因，故物体必受外力作用，变运动状态的原因，故物体必受外力作用，A项正确；物体向项正确；物体向某个方向运动，可以不在此方向上受力的作用，故某个方向运动，可以不在此方向上受力的作用，故B项错误；当项错误；当物
16、体的速度大小不变时，其速度方向可能发生变化，即运动状物体的速度大小不变时，其速度方向可能发生变化，即运动状态可能变化，合外力不一定为零，故态可能变化，合外力不一定为零，故C项错误；物体处于平衡项错误；物体处于平衡状态时，所受合外力为零，并不是物体不受外力作用，故状态时，所受合外力为零，并不是物体不受外力作用，故D项项错误错误答案：答案：A【反思总结反思总结】(1)速度是描述物体运动状态的一个物理量，它速度是描述物体运动状态的一个物理量，它是矢量，既有大小又有方向是矢量，既有大小又有方向(2)当物体的速度大小和方向都保持不变时，则这个物体的运当物体的速度大小和方向都保持不变时，则这个物体的运动状
17、态保持不变动状态保持不变当物体的速度发生变化时，则这个物体的运动状态发生了变当物体的速度发生变化时，则这个物体的运动状态发生了变化物体的运动状态变化有以下三种情况：化物体的运动状态变化有以下三种情况：a速度的方向不变，只有大小改变；速度的方向不变，只有大小改变；b速度的大小不变，只有方向改变；速度的大小不变，只有方向改变；c速度的大小和方向都发生改变速度的大小和方向都发生改变只要运动状态发生变化，必然受到力的作用只要运动状态发生变化，必然受到力的作用【跟踪发散跟踪发散】11：关于力和运：关于力和运动的关系，下列的关系，下列说法正确的法正确的是是()A物体受力才会运物体受力才会运动B力使物体的运
18、力使物体的运动状状态发生改生改变C停止用力，运停止用力，运动的物体就会停止的物体就会停止D力是使物体保持静止或匀速直力是使物体保持静止或匀速直线运运动状状态的原因的原因解析：解析：由牛顿第一定律可知，力的作用不是使物体产生运动，由牛顿第一定律可知，力的作用不是使物体产生运动，而是使物体的运动状态改变物体如果原来的状态是运动的，不而是使物体的运动状态改变物体如果原来的状态是运动的，不受力仍将永远运动下去，即物体的运动不需要力来维持，因此受力仍将永远运动下去，即物体的运动不需要力来维持，因此A、C是错误的物体保持静止或匀速直线运动状态，是物体不受力是错误的物体保持静止或匀速直线运动状态，是物体不受
19、力时的运动规律，并不是力作用的结果，因此时的运动规律，并不是力作用的结果，因此D是错误的答案是是错误的答案是B.答案：答案：BC在同在同样大小的力作用下，运大小的力作用下，运动状状态越越难改改变的物体，其的物体，其惯性一定越大性一定越大D在在长直水平直水平轨道上匀速运道上匀速运动的火的火车上，上，门窗窗紧闭的的车厢内内有一人向上跳起后，有一人向上跳起后，发现落回原落回原处，这是因是因为人跳起后，人跳起后，车继续向前运向前运动，人落下后必定向后偏些，但因，人落下后必定向后偏些，但因时间太短，偏后距太短，偏后距离太小，不明离太小，不明显而已而已解析：解析：物体的惯性大小由质量惟一确定，与物体的速度
20、无关，物体的惯性大小由质量惟一确定，与物体的速度无关，A错误；一切物体均有惯性，不论物体处于加速、减速还是匀速错误；一切物体均有惯性，不论物体处于加速、减速还是匀速状态，状态，B错误；同样大小的力作用于物体，状态越难改变，说明错误；同样大小的力作用于物体，状态越难改变，说明物体保持原来状态的本领越大，惯性也越大，所以物体保持原来状态的本领越大，惯性也越大，所以C正确；人向正确；人向上跳起后，人在水平方向不受外力作用，由于惯性，人在水平上跳起后，人在水平方向不受外力作用，由于惯性，人在水平方向的速度不变，与车速相同，因此仍落在车上原处，方向的速度不变，与车速相同，因此仍落在车上原处，D错误错误答
21、案：答案：C【跟踪发散跟踪发散】21：一天，下着：一天，下着倾盆大雨某人乘坐列盆大雨某人乘坐列车时发现，车厢的双的双层玻璃窗内玻璃窗内积水了，列水了，列车进站站过程中，他程中，他发现水面的形状如下水面的形状如下图中的中的()解析：解析：列车进站时刹车，速度减小，而水由于惯性仍要保持列车进站时刹车，速度减小，而水由于惯性仍要保持原来较大的速度，所以水向前涌，液面形状和选项原来较大的速度，所以水向前涌，液面形状和选项C一致一致答案：答案：C1伽利略的斜面伽利略的斜面实验证明了明了()A要物体运要物体运动必必须有力作用，没有力作用的物体将静止有力作用，没有力作用的物体将静止B要物体静止必要物体静止必
22、须有力作用，没有力作用的物体就运有力作用，没有力作用的物体就运动C物体不受外力作用物体不受外力作用时，一定，一定处于静止状于静止状态D物体不受外力作用物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直保持原来的匀速直线运运动状状态或静或静止状止状态解析：解析：伽利略的斜面实验证明了力不是维持物体运动的原因，伽利略的斜面实验证明了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动的原因，如果物体不受外力作用，将保持原而是改变物体运动的原因，如果物体不受外力作用，将保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，故只有来的匀速直线运动状态或静止状态，故只有D项正确项正确答案：答案：D2在力学理在力学理论建立的建立的过程中，有程
23、中，有许多多伟大的科学家作出了大的科学家作出了贡献关献关于科学家和他于科学家和他们的的贡献，下列献，下列说法正确的是法正确的是()A伽利略伽利略认为力不是力不是维持物体运持物体运动的原因的原因B亚里士多德里士多德认为物体的运物体的运动不需要力来不需要力来维持持C牛牛顿最早指出力不是最早指出力不是维持物体运持物体运动的原因的原因D笛卡儿笛卡儿对牛牛顿第一定律的建立作出了第一定律的建立作出了贡献献解析：解析：伽利略认为力不是维持物体运动的原因，而是改变物伽利略认为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，选项体运动状态的原因，选项A正确；在历史上，亚里士多德认为正确；在历史上，亚里士多
24、德认为力是维持物体运动的原因，他的观点是错误的，选项力是维持物体运动的原因，他的观点是错误的，选项B错误；错误；伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，选项伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，选项C错误；笛错误；笛卡儿补充和完善了伽利略的观点，选项卡儿补充和完善了伽利略的观点，选项D正确正确答案：答案：AD3下列关于牛下列关于牛顿第一定律的第一定律的说法中正确的是法中正确的是()A牛牛顿第一定律是第一定律是实验定律定律B牛牛顿第一定律只是提出了第一定律只是提出了惯性的概念性的概念C牛牛顿第一定律提出了当物体受到的合力第一定律提出了当物体受到的合力为零零时，物体将，物体将处于静于静止状止状态
25、D牛牛顿第一定律既提出了物体不受外力作用第一定律既提出了物体不受外力作用时的运的运动规律，又提律，又提出了力是改出了力是改变物体运物体运动状状态的原因的原因解析：解析：牛顿第一定律不是实验定律，牛顿第一定律不是实验定律，A错；牛顿第一定律提错；牛顿第一定律提出了惯性的概念，同时又指出了物体运动状态改变的原因，出了惯性的概念，同时又指出了物体运动状态改变的原因，B错；牛顿第一定律提出了物体不受外力作用时，物体将处于静错；牛顿第一定律提出了物体不受外力作用时，物体将处于静止状态或匀速直线运动状态，所以止状态或匀速直线运动状态，所以C错；综上所述，错；综上所述，D选项是选项是正确的正确的答案：答案：
26、D4. 惯性性较大的物体必然会大的物体必然会导致物体的致物体的()A运运动状状态的改的改变难B运运动状状态的改的改变慢慢C运运动状状态的改的改变量量较小小 D运运动的速度比的速度比较大大解析：解析： 物体运动状态改变的难与易，是由物体惯性的大小决物体运动状态改变的难与易，是由物体惯性的大小决定的，惯性越大，其运动状态的改变就越难，反之就越容易，定的，惯性越大，其运动状态的改变就越难，反之就越容易，A正确；物体运动状态改变的快慢是由加速度决定的，物体的惯性正确；物体运动状态改变的快慢是由加速度决定的，物体的惯性大小并不能说明加速度的大小，也就不能说其运动状态改变得快大小并不能说明加速度的大小，也
27、就不能说其运动状态改变得快慢，慢，B错误；运动状态的改变量取决于其加速度和时间，错误；运动状态的改变量取决于其加速度和时间，C错误；错误；惯性的大小取决于质量的大小，与速度的大小没有关系，惯性的大小取决于质量的大小，与速度的大小没有关系，D错误错误故正确答案为故正确答案为A.答案：答案：A5(2011唐山市高一期末唐山市高一期末)2009年世界女子冰年世界女子冰壶锦标赛决决赛中，中国中，中国女女队以以8比比6战胜瑞典瑞典队，夺得冠得冠军某同学研究中国女某同学研究中国女队最后一次投最后一次投出冰出冰壶的运的运动，其受力与运，其受力与运动状状态之之间关系的关系的说法中正确的是法中正确的是()A只要
28、冰只要冰壶的运的运动状状态发生生变化，必然受到外力的作用化，必然受到外力的作用B冰冰壶之所以能停下来，是因之所以能停下来，是因为没有外力来没有外力来维持它的运持它的运动状状态C冰冰壶惯性的大小与其运性的大小与其运动速度大小有关速度大小有关D冰冰壶不受外力作用不受外力作用时，其运，其运动速度不断减小速度不断减小解析：解析：物体受不为零的外力作用，运动状态发生变化；反之，物体受不为零的外力作用，运动状态发生变化；反之，运动状态发生变化，一定是受不为零的外力作用，故运动状态发生变化，一定是受不为零的外力作用，故A项对物项对物体运动不需要力来维持，而是由于惯性的原因，冰壶能停下，是体运动不需要力来维持，而是由于惯性的原因，冰壶能停下，是因为受到阻力这一外力的作用，故因为受到阻力这一外力的作用，故B项错、项错、D项错物体惯性的大项错物体惯性的大小与其运动速度大小无关，质量是物体惯性大小的唯一量度，故小与其运动速度大小无关，质量是物体惯性大小的唯一量度，故C项错项错答案：答案：A
