6.1牛顿第一定律

【例3】以下说法中正确的是（
） Ａ.运动得越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，其惯性越大 的缘故 Ｂ.物体匀速运动时，存在惯性，物体做变速运动时，不存在惯性 Ｃ.同一物体，放在赤道上比放于两极时惯性小 Ｄ.物体的惯性只与物体的质量有关，与其他因素无关
【解析】质量是惯性大小的唯一量度，质量越大，物体的惯性就越大。汽车的 质量一定，其惯性大小就一定，与汽车运动的速度无关。运动状态改变的难易 程度是指用相同大小的力作用于不同物体上，在相同的时间内，速度改变越大 的，运动状态越容易改变，其惯性越小，故Ａ选项错误。 惯性是物体的固有属性，不论物体是否运动、做什么样的运动、是否受到 力，都具有惯性，故Ｂ选项错误。 尽管同一物体在赤道上时重力比在两极上小，但是，同一物体的质量是一 定的，因而惯性也是一定的，故Ｃ选项错误。本题正确选项为Ｄ。源自学点1力与运动状态
⑴亚里士多德的观点：
有外力的作用才有速度，要维持物体的运动速度就需要外力。即：力是维持物体运动 的原因。
⑵伽利略的理想斜面实验 ① 理想实验：
如图6-1-1（甲）所示，让小球沿一个斜面 从静止滚下，小球将滚上另一个斜面，如果没 有摩擦，小球将上升到原来的高度。 如果第二个斜面倾斜角度小，如图6-1-1 （乙），小球在这个斜面上达到原来的高度就 图6-1-1 要通过更长的路程，继续减小第二个斜面的倾斜角度，如图（丙），使它最终成为水平面， 小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定的速度持续运动下去。 ② 伽利略的思想方法： 伽利略用“实验＋科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点。 ③伽利略的理想斜面实验虽然是想象中的实验，但这个实验却反映了一种物理思想，它 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。
⑴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 使它改变这种状态为止。
⑵如何正确理解牛顿第一定律?
对牛顿第一定律应从以下两个方面来理解： ①确定了力的含义：定律的后半句话“直到有外力迫使它改变这 种运动状态为止”，实际上是对力的定义，即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，这一点要切实理解。 ②定性揭示了力和运动的关系：牛顿第一定律指出物体不受外力 作用时的运动规律，它描述的只是一种理想状态，而实际不受外力作 用的物体是不存在的，当物体所受合外力为零时，其效果跟不受外力 的作用相同。但是，我们不能把“不受外力作用”理解为“合外力为 零”。
（3）物体运动状态的改变有以下三种情况：
①速度方向不变，只有大小改变； ②速度大小不变，只有方向改变； ③速度大小和方向都改变。
【例1】抽象思维和科学方法是我们认识世界的基本手段。在研究和解决问题过程中，不仅需要相 应的知识，还要注意运用科学方法。理想实验有时更能深刻地反映自然规律。伽利略设想了 一个理想实验如图6-1-2所示，其中有一个是实验事实，其余是推论。 ①减小第二个斜面的倾角，小球在此斜面上仍然要达到原来的高度 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，小球要沿水平面 图6-1-2 做持续的匀速运动 ②③①④ 请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列_____________（只要填写序号即可）。在 上 述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论。下列关于事实和推论的 分类正确的是（ B ） Ａ.①是事实，②③④是推论 B. ②是事实，①③④是推论 C. ③是事实，①②④是推论 D. ④是事实，①②③是推论
Ｄ
【评析】惯性是物体试图保持原来运动状态不变的性质，惯性是物体的固有属性， 不论物体处于什么位置、做何种运动、受力情况如何，都具有惯性，惯性大小与 质量有关，与其他因素无关。质量大的惯性大。
3
一天，下着倾盆大雨，某人乘坐列车时发现， 车厢的双层玻璃窗内积水。列车进站过程中 （箭头表示列车进站的方向），他发现水面的 形状是如图所示中的（ C ）
⑶质量是物体惯性大小的唯一量度。
①惯性的具体表现形式有两种： a.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。 b.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。 ②把相同的力作用在不同的物体上，物体产生的加速度一般是不同的。质量大的物 体产生的加速度小，质量小的物体产生的加速度大，加速度越大，说明物体的运动状态 越容易改变，也即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质越弱。显然，质量小的 物体所具有的惯性小，反之，质量大的物体所具有的惯性大，因此可以用物体的质量来 量度物体的惯性。而且质量的大小与物体所处的运动状态、物体所受外力等情况无关。 因此，惯性是物体的固有属性，惯性的大小仅决定于物体质量的大小，有些同学认为物 体的惯性与速度有关，速度越大，惯性越大，这种看法是错误的。 注意：惯性的大小与物体运动的速度无关，与物体是否受力无关，仅与物体的质量 有关，所以，质量是物体惯性大小的唯一量度。
1.惯性与惯性定律的本质相同吗？
惯性与惯性定律的本质是不同的。 惯性是物体具有的一种固有属性，惯性定律是 一种运动规律，属性不同于规律，这是它们的区别。 惯性定律揭示了物体的惯性，正因为物体有惯性， 物体的运动不需要力来维持，这是它们的联系。
2.有的同学认为“惯性就是力”，这种说法正确吗？
这种说法是错误的，惯性不是力，惯性与力毫无关系，二 者有着本质的区别。 （１）从概念比较 “惯性”是物体保持匀速直线运动或静止状态的性质，是物 体能维持运动的原因。而“力”是物体与物体之间的相互作用， 力是迫使物体改变运动状态的原因。 （２）从意义比较 任何物体都具有惯性，而物质无处不在，惯性也就无处不 有，一切物体均具有惯性，我们所处的世界是惯性的世界。 因此，力是物体与物体之间的相互作用，是迫使物体改变 运动状态的原因，也是使物体产生加速度的原因。
名师伴你行
第6章
力与运动
学案1
牛顿第一定律
如同“重的物体比轻的物体下落的快”这 个观点一，“力是维持物体运动的原因”这个 观点在物理学发展史上存在了很多年，主要 原因是这两个问题与实际生活联系很密切， 而生活中在证明这两个问题时阻力往往无法 忽略，所以造成了研究的困难，我们学习了 这一节课以及前面对自由落体问题的研究方 法，沿着大师们的足迹，寻找一条研究这一 类问题的正确方法，自己学完之后总结一下， 看自己在学习过程中学到了什么样的知识， 更重要的是学习到了什么样的研究问题的方 法，自己对研究这一类问题有没有独到的见解。 动力学的奠基者是英国科学家牛顿(Isaac Newton,1643—1727)。他在 1687年出版的《自然哲学的数学原理》中提出了三条运动定律,后人把它们总称 为牛顿运动定律(Newton laws of motion),它们是整个动力学的基础。
【例2】关于牛顿第一定律的说法中,正确的是( B D ) A.牛顿第一定律是实验定律 B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因 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 【解析】牛顿第一定律是物体在理想条件下的运动规律，反 映的是物体在不受力的情况下所遵守的运动规律，而自然界 中不受力的物体是不存在的，故Ａ是错误的；惯性是物体保 持原来运动状态不变的一种性质，惯性定律（即牛顿第一定 律）则反映物体在一定条件下的运动规律，显然Ｃ不正确； 由牛顿第一定律可知，物体的运动不需要力来维持，但要改 变物体的运动状态则必须有力的作用。故B、D正确。 【评析】处理这类问题，关键在于把握牛顿第一定律的内 涵和外延，明确力不是维持物体运动状态的原因，而是改 变物体运动状态的原因。
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【解析】根据对伽利略理想斜面实验的理解合理顺序应该是②③①④。通 过伽利略的实验可知②是事实，而①③④是理想化的推论，因为在任何地 面的环境中，物体间总是有摩擦的，假设没有摩擦是一种科学的理想状态， 是不能实现的，故Ａ、Ｃ、Ｄ均错误，Ｂ正确。
【评析】理解伽利略理想实验的内容及其推理过程是处理此类问题的关键。
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下列关于力和运动的说法中正确的是（ B、C） Ａ.如果物体运动，它一定受到力的作用 Ｂ.力是使物体做变速运动的原因 Ｃ.力是使物体产生加速度的原因 Ｄ.力只能改变速度的大小
学点3 物体的惯性
⑴概念：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。 ⑵理解：
①惯性是物体的固有属性：一切物体都具有惯性。 世界是由物质组成的，而任何物质都有一定的惯性，因为物质无处不在，所以惯性 也无处不在，我们的世界是一个惯性的世界。 ②惯性与物体的受力情况及运动状态无关。 与物体所处的地理位置、温度等均无关，只与物体的质量有关。 ③惯性不是力，惯性是物体具有的保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，而力 是物体对物体的作用，力是改变物体运动状态的原因，二者在概念上有着本质的区别。
1 伽利略的“理想斜面”实验证明了（ D ） A.要让物体运动必须施加力的作用，没有力的 作用时物体将静止 B.要使物体静止必须有力的作用，没有力的作 用物体将运动 C.物体不受外力的作用时，一定处于静止状态 D.物体不受外力的作用时，总保持原来的匀速 直线运动状态或静止状态
学点2
牛顿第一运动定律