第1节牛顿第一定律高一物理自学讲练资料

高一物理同步自学讲练资料——新教材第四章?牛顿第肯定律?【学习任务】1、通过对力与运动关系熟悉简史的回忆，知道抱负试验的科学推理方法及其意义。2、理解牛顿第肯定律的内容和意义，知道它是规律推理的结果，解释生活中的有关现象3、通过生活实例理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的唯一量度．【学问梳理】学问点一：应用惯性的相对性分析空气中固体的运动【学问思维方法技巧】空气中的铁球和乒乓球的惯性都比对应的等效“空气球〞的惯性大。学问点二：应用惯性的相对性分析空气中液体的运动【学问思维方法技巧】空气中的液体的惯性都比对应的等效“空气球〞的惯性大。学问点三：应用惯性的相对性分析液体中铁球和木球的运动【学问思维方法技巧】悬挂在水中的乒乓球的惯性没有对应的等效“水球〞的惯性大。【典例3拔尖题】(多项选择)如图，圆柱形玻璃容器内装满液体静置于水平面上，容器中有a、b、c三个不同材质的物块，物块a、c均对容器壁有压力，物块b悬浮于容器内的液体中，忽视a、c与容器壁间的摩擦．现给容器施加一个水平向右的恒力，使容器向右做匀加速度直线运动．以下说法正确的选项是()A.三个物块将保持图中位置不变，与容器一起向右加速运动B.物块a将相对于容器向左运动，最终与容器右侧壁相互挤压C.物块b将相对于容器保持静止，与容器一起做匀加速运动D.物块c将相对于容器向右运动，最终与容器右侧壁相互挤压【典例3拔尖题】【答案】CD【解析】由题意可知，c浮在上面对上壁有压力，可知c排开水的质量大于本身的质量，同理b排开水的质量等于本身的质量，a排开水的质量小于本身的质量；那么当容器向右加速运动时，由牛顿第肯定律可知，物块a将相对于容器向左运动，最终与容器左侧壁相互挤压；物块b将相对于容器保持静止，与容器一起做匀加速运动；物块c因相等体积的水将向左运动，那么导致c将相对于容器向右运动，最终与容器右侧壁相互挤压(可将c想象为一个小气泡)．应选C、D.题型四：伽利略抱负试验的理解【反应练习】(1)伽利略的抱负试验是永久无法做到的。___(2)伽利略的抱负试验说明白力是维持物体运动的缘由。___(3)由牛顿第肯定律可知，做加速直线运动的物体所受外力全部消逝时，物体马上静止。___(4)物体从竖直向上运动的气球上掉落后，马上向下运动。___(5)速度越大，物体的惯性越大。___(6)受力越大，物体的惯性越大。___【反应答案】√×××××【详解】(1)[1]摩擦力是不行能不存在的，伽利略的抱负试验是永久无法做到的，故说法正确；(2)[2]伽利略的抱负试验说明白力不是维持物体运动的缘由，故这个说法错误；(3)[3]当物体所受外力全部消逝时，物体不受任何外力的作用，由牛顿第肯定律可知，物体将保持原来的速度做匀速直线运动，故这个说法错误；(4)[4]物体从竖直向上运动的气球上掉落后，由于惯性，连续向上运动，故这个说法错误；(5)[5]物体的惯性只跟质量有关，与速度无关，故这个说法错误；(6)[6]物体的惯性只跟质量有关，与受力无关，故这个说法错误。【认知提升】重点学问1：抱负试验的魅力1.历史上关于力与运动的关系的熟悉代表人物对力和运动关系的看法讨论方法局限性必需有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就会停下来，即力是维持物体运动的缘由基于生活阅历得来亚里士多徳没有对观看到的物理现象进行深化的分析.只看到对物体施加的推力，而未考虑到运动的物体之所以会停下，是由于受到摩擦阻力等作用假如没有摩擦阻力，运动的物体将保持某个速度始终运动下去，即力不是维持物体运动的缘由(抱负试验)试验+规律推理伽利略抱负斜面试验的试验事实、设计思路、科学推论这一思维过程，虽不同于科学实脸.但仍能解释力与运动的关系假如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始终线运动，既不停下来，也不偏离原来的方向数学演绎法笛卡儿强调了伽利略没有明确表述的惯性运动的直线性维持运动需要力吗？你肯定有过这样的生活阅历：在平地上骑自行车的时候,即使不踩踏板，车也会前进一段距离，但由于没有连续用力，它最终还是要停下来.但物体的运动并不需要力来维持，运动之所以会停下来，是由于受到了摩擦阻力。2.伽利略的抱负斜面试验(1)事实:AB、BC是两个对接的斜面，让小球从M斜面上某高度处由静止滚下。小球将滚上BC斜面，所到达的高度略低于在AB上释放时的高度。〔2〕推理1：假如斜面光滑，小球将上升到原来择放时的高度.推理2：减小右侧斜面的倾角(如BD、BE)，小球在这个斜面上仍将到达同一高度，但这时它要运动得远些。推理3：连续减小右侧斜面的倾角，最终变成水平面(如BF)，小球无法到达释放时的高度，将以恒定的速率永久运动下去。〔3〕结论:物体的运动不需要力来维持。3.伽利略的思想方法与意义伽利略用“试验+规律推理〞的方法推翻了亚里士多德的观点，揭示了力不是维持物体运动的缘由，确立了物理试验在讨论中的根底地位，在自然科学的理论讨论中的重要地位，但也有局限性。抱负试验的魅力〔1〕谈“抱负〞：①接触面不行能肯定光滑；②水平面不行能做得无限长.〔2〕谈“试验"：理论试验,非真实的科学试验。〔3〕谈“魅力〞：伽利略"抱负试验〞的卓越之处不是试验本身，而是试验所使用的独特方法，在试验事实的根底上，进行合理外推。重点学问2：牛顿第肯定律(惯性定律)1.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转变这种状态。牛顿第肯定律说明，物体具有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质,我们把这共性质称为惯性.牛顿第肯定律也叫惯性定律。〔1〕对牛顿第肯定律中“除非作用在它上面的力迫使它转变这种状态〞的理解，这句话揭示了运动和力的关系，订正了“力是维持物体运动的缘由〞的错误观点，明确指出了力是转变物体运动状态的缘由，进而说明白力是产生加速度的缘由。〔2〕物体的运动状态转变，即物体的速度发生转变.运动状态变化有以下三种状况：①速度方向不变，大小转变;②速度大小不变，方向转变;③速度大小和方向均转变。2.成立条件牛顿第肯定律只适用于惯性系。在有些参考系中，不受力的物体会保持静止状态或匀速直线运动的状态，这样的参考系叫作惯性参考系，简称惯性系。例如，讨论地面上的物体时，一般把地面看成惯性系，相对地面静止或做匀速直线运动的参考系，也可以看成惯性系。惯性系与非惯性系火车沿平直轨道匀速运动时，可将火车看成惯性系来讨论火车内其他物体的运动。以加速运动的火车为参考系，原来静止在火车内光滑水平桌面上的物体会相对火车向后做加速运动，但物体在水平方向上并没有受力，因此牛顿第肯定律并不成立，这样的参考系称为非惯性系。重点学问3：惯性与质量1.惯性物体这种保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。惯性是牛顿第肯定律的表现方式，“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态〞揭示了物体的一个固有属性惯性，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。牛顿第肯定律指出一切物体在任何状况下都具有惯性。2.惯性的详细表现形式物体的惯性总是以保持“原状〞或对抗“转变〞两种形式表现出来。(1)当物体不受外力或者所受合外力为零时，惯性表现为保持原来的运动状态不变：原来静止的物体保持静止，原来运动的物体保持原来的速度连续运动。例如，冰壶在冰面运动时，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变。(2)当物体受到外力作用时，惯性表现为转变物体运动状态的难易程度,物体的惯性越大，它的运动状态越难转变。例如，静止的篮球比静止的汽车更简单运动起来。3.惯性的量度(1)质量是物体惯性大小的唯一量度，等价于转变物体运动状态的难易程度。质量越大，惯性越大;惯性越大，运动状态越难转变。(2)惯性与物体的运动状态、受力状况、所处位置等其他因素均无关。例如，同样一辆汽车,停在车库时与在高速大路上行驶时，运动状态、受力状况及所处位置均发生了变化，但质量不变，惯性就不变。对惯性的理解〔1〕惯性与力无关:惯性不是力，不能说“物体受到惯性作用〞“产生了惯性〞“受到惯性力〞“克服惯性〞等.〔2〕惯性与速度无关:惯性的大小只由物体的质量打算，与其他因素无关.切勿认为物体的速度越大，惯性越大，也不要认为运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性。〔3〕惯性不同于惯性定律:惯性是物体本身具有的属性，无条件;惯性定律是一条规律，揭示了物体不受外力时的运动状态，“不受外力〞是先决条件。〔4〕“力〞与“惯性〞的不同力是转变物体运动状态的缘由，即力越大,运动状态越易转变；惯性是维持物体运动状态的缘由，即惯性越大,运动状态越难转变。【精准练习】一、单项选择题1．〔2023春·湖北恩施·高一校联考期中〕2022年2月20日，北京冬奥会圆满结束。中国代表团斩获15枚奖牌，位居奖牌榜第三位，以谷爱凌、苏翊鸣为代表的优秀运发动更是在各自工程上为国争光，取得了历史性突破。以下关于某些冬奥会竞赛工程的说法正确的选项是〔〕A．在把戏滑冰竞赛中讨论运发动的转体动作时，可以把运发动看成质点B．在钢架雪车工程中，雪车最高时速能到达140km/h，140km/h指的是平均速率C．在跳台滑雪竞赛中，讨论运发动的飞行轨迹不行以把运发动看成质点D．冰壶竞赛中，冰壶脱手后向前连续运动是由于惯性2．〔2023春·甘肃白银·高一校考期中〕关于惯性以下说法正确的选项是〔〕A．人被石块绊倒，是由于上半身有惯性，下半身失去惯性B．紧急刹车时的汽车不能马上停下来，是由于惯性的原因C．踢出去的足球速度在不断变化，惯性大小也在不断变化D．汽车匀速行驶，乘客不会前倾后仰，说明匀速时惯性小3．〔2023秋·高一课时练习〕一只盛水的杯子放在桌子边缘的纸条上，当抽动纸条时，发生的现象是〔〕A．快速抽动纸条时，纸条被抽出，而杯子留在原处B．渐渐抽动纸条时，纸条被抽出，而杯子留在原处C．快速抽动纸条时，杯子随纸条一起运动D．无论是快速还是渐渐抽动纸条，杯子都随纸条一起运动4．〔2023秋·高一单元测试〕以下利用惯性或防止惯性带来危害的实例中，属于防止惯性带来危害的是〔〕A．运发动跳远时，要奋力助跑B．弓箭手拉弓射箭时，离弦的箭会连续飞行C．驾驶员驾车行驶时，发觉前方有障碍物要提前刹车D．飞机飞行中空投物品时，要在到达空投目标上方前投下5．〔2023春·湖南·高一校联考阶段练习〕打桩机由桩锤、桩架以及附属设备等组成，桩锤按运动的动力来源可分为落锤、汽锤、柴油锤、液压锤等。蒸汽锤打桩机的示意图如下图，利用高压蒸汽将锤头上举，让锤头从距离桩头h处开头自由下落，然后靠锤头的自重向下冲击桩头，使桩沉入地下，重力加速度大小为g，不计空气阻力，以下说法正确的选项是〔〕A．锤头与桩头的撞击力越大，锤头的惯性越大B．桩头在泥土中向下运动，加速度方向始终向下C．锤头自由下落的平均速度大小为D．锤头对桩头的作用力大于桩头对锤头的作用力二、多项选择题6．〔2023秋·云南玉溪·高一统考期末〕牛顿第肯定律指出一切物体都具有惯性。从惯性角度对以下现象的解释正确的选项是〔〕A．2022年10月12日“天宫课堂〞第三课的毛细效应试验中，细管中的液面不断上升，速度比地面上同样的演示快得多，这是由于空间站处于失重状态，液体的惯性很小B．“强弩之末，势不能穿鲁缟〞，弩箭的速度减小后惯性减小了，所以“不能穿鲁缟〞C．货车超载后惯性增大，不简单刹车，很危急D．羽毛球和网球相比，羽毛球惯性小，更简单转变运动状态三、解答题7．〔2023秋·高一课时练习〕佳琪同学在乘坐公交车时，遭受了如下图的状况。报纸对此事进行了相关报道。本报讯今日早晨6：30，21路公交车在行驶途中遇险，司机紧急刹车，有三名站在后排的乘客由于突然刹车失去惯性向前急冲而受伤……请你依据所学学问答复以下问题。〔1〕分析此时公交车的运动状态，并解释产生此现象的缘由。〔2〕指出这那么报道中的错误之处。8．〔2023秋·高一课时练习〕2019年3月1日菏泽交警在网上发布了一段视频，这段视频很快就火了，描述的情境是：一辆装有满车钢管的大货车在行驶过程中，司机突然发觉不远处有一限高杆，司机观测汽车不能从杆下平安穿过，但是紧急制动后，可以在到达杆前将汽车停止，司机没有选择实行制动而是选择跳车逃命。〔1〕司机这么选择的缘由是什么？〔2〕假如汽车上所装载的货物质量较小时，司机该如何选择？9．〔2023秋·高一校考课时练习〕一氢气球和负载的总质量为M，氢气球的浮力为F，开头时匀速下降，当它抛出负载后，氢气球改为匀速上升，设氢气球所受的浮力不变，空气阻力的大小也不变，那么被抛出的负载的质量m为多少？10．〔2023秋·高一单元测试〕如下图，让一个小车从同一斜面上滑下，水平面上分别放置毛巾、木板和玻璃板，水平面与斜面平滑连接。认真观看试验现象。〔1〕试验观看到什么现象，说明白什么问题？〔2〕假如没有摩擦力的作用，小车将会怎样运动呢？〔3〕以上试验揭示了力和运动之间是什么关系？四、填空题11．〔2021秋·高一课时练习〕列车在做水平匀减速直线运动时，车厢内某处有人竖直向上跳起，落下时___________；如列车做加速直线运动时，车厢内某处有人竖直向上跳起，落下时___________〔选填“在原处前方〞、“在原处〞或“在原处前方〞〕。12．〔2021秋·高一课时练习〕地球自西向东转，当我们竖直向上跳起以后，我们应落在起跳位置的___________〔选填“东边〞、“西边〞、“原处〞〕。【精准练习参考答案】1．D【详解】A．在把戏滑冰竞赛中讨论运发动的转体动作时，不行以把运发动看成质点，A错误；B．在钢架雪车工程中，雪车最高时速能到达140km/h，140km/h指的是瞬时速率，B错误；C．在跳台滑雪竞赛中，讨论运发动的飞行轨迹可以把运发动看成质点，C错误；D．冰壶竞赛中，冰壶脱手后向前连续运动是由于惯性，D正确。应选D。2．B【详解】A．人被石块绊倒，是由于上半身的惯性要保持向前运动，但下半身并没有失去惯性，故A错误；B．紧急刹车时的汽车不能马上停下来，是由于惯性的原因，故B正确；C．惯性的大小由质量打算，踢出去的足球速度在不断变化，但惯性大小保持不变，故C错误；D．汽车匀速行驶，乘客不会前倾后仰，乘客的质量保持不变，惯性保持不变，故D错误。应选B。3．A【详解】依据题意可知，杯子本身处于静止状态，当突然抽掉纸条时，杯子由于惯性要保持原来的静止状态，所以保持静止不动；渐渐抽动时，由于杯子与纸条摩擦力的作用，转变了杯子的运动状态，所以杯子运动起来。应选A。4．C【详解】A．运发动跳远时，要奋力助跑，是利用人的惯性，故A错误；B．弓箭手拉弓射箭时，离弦的箭会连续飞行是利用箭的惯性，故B错误；C．驾驶员驾车行驶时，发觉前方有障碍物要提前刹车，防止紧急刹车时人由于惯性而连续向前运动，发生交通事故，故C正确；D．飞机空投物品是利用物品具有惯性保持连续向前运动的状态，从而顺当到达目的地，是利用惯性，故D错误。应选C。5．C【详解】A．锤头的惯性只与锤头的质量有关，与撞击力无关，故A错误；B．桩头在泥土中向下运动，减速时加速度方向向上，故B错误；C．锤头自由下落的时间为所以平均速度大小为故C正确；D．由牛顿第三定律可知，锤头对桩头的作用力等于桩头对锤头的作用力，故D错误。应选C。6．CD【详解】惯性是物体的固有属性，只与物体的质量有关。A．细管中的液面不断上升，速度比地面上同样的演示快得多，这是由于空间站处于失重状态，液体的惯性不变。A错误；B．弩箭的速度减小后惯性不变，B错误；C．货车超载后，总质量变大，惯性增大，不简单刹车，很危急，C正确；D．羽毛球和网球相比，羽毛球质量较小，羽毛球惯性小，更简单转变运动状态，D正确。应选CD。7．〔1〕