3.4 牛顿第一定律（解析版）

3.4牛顿第一定律知识点一、牛顿第一定律内容：一切物体在没有受到外力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。牛顿第一定律也叫惯性定律两个结论：力是改变物体运动状态的原因；物体的运动不需要力来维持对牛顿第一定律的理解牛顿第一定律的研究对象是“一切物体”，这里包括运动的物体和静止的物体牛顿第一定律成立条件是“没有受到外力的作用”，即物体不受外力作用时的运动规律，它描述的是一种理想状态，而实际中不受外力作用的物体是不存在的，当物体受到的外力的合力为零时（受到平衡力的作用），其作用效果跟不受外力作用时相同，因此，我们可以把“没有受到力的作用”推广为“合力为零”物体在没有受到外力作用的时候，是保持静止状态还是匀速直线运动状态，这要看物体的初始状态，若物体原来是运动的，在没有受到外力作用的时候，将保持匀速直线运动状态知识点二、惯性定义：一切物体都有保持原有的速度大小和运动方向的性质，即惯性惯性是物体本身具有的性质，是物体的固有属性，它不随外界条件及物体的运动状态的的改变而改变，一个物体在任何条件下，在任何状态下都具有惯性惯性是一种性质，不是力，因此不能理解为“受到惯性作用”物体的惯性的大小只与物体的质量有关。物体的质量越大，惯性越大，物体的惯性与运动速度等因素无关惯性和惯性定律的区别惯性是物体的固有属性，而惯性定律是物体的运动规律，惯性在任何情况下都存在，惯性定律是只有当物体不受外力作用时才遵守的规律（2023•杭州）小金用脚将足球踢出，足球在地面上运动了一段距离后停下。下列分析错误的是（）A．踢球时脚也受到球的作用力，是因为力的作用是相互的 B．球离脚后能在地面上继续运动，是因为球具有惯性 C．球运动越来越慢最后停下来，是因为球受到阻力的作用 D．球在运动过程中，如果一切外力突然消失，球将立即静止【解答】解：A、踢球时脚也受到球的作用力，是因为力的作用是相互的，故A正确；B、球离脚后能在地面上继续运动，是因为球具有惯性，故B正确；C、球运动越来越慢最后停下来，是因为球受到阻力的作用，故C正确；D、球在运动过程中，如果一切外力突然消失，球将做匀速直线运动，故D错误。故选：D。（2023春•金华期末）向空中斜抛出去的篮球运动轨迹如图所示，若不考虑空气阻力的影响，则对篮球在空中运动过程中的相关描述不正确的是（）A．只受到重力的作用 B．运动形式为曲线运动 C．最高点时速度不为零 D．同时受到重力和手的推力的作用【解答】解：AD、不计空气阻力，篮球在空中只受重力，不再受到手的推力，故A正确、D错误；B、篮球在空中运动形式为曲线运动，故B正确；C、篮球在最高点时，仍具有水平方向的速度，因此，速度不为零，故C正确。故选：D。（2023春•下城区校级月考）关于物体的惯性，下列说法正确的是（）A．足球在静止时没有惯性，运动时才具有惯性 B．跳高运动员起跳前要助跑，是为了获得惯性 C．赛车在高速行驶时不容易停下来，是由于速度越来越大惯性越大 D．百米赛跑运动员到达终点不能立即停下来，是因为运动员具有惯性【解答】解：A、一切物体在任何情况下都有惯性，所以此项是错误的；B、跳高运动员起跳前要助跑，是利用惯性使自己跳的更远，并且一切物体在任何时候都有惯性，所以此选项说法错误；C、惯性的大小只与物体的质量有关，与速度等因素无关，赛车的质量没有改变，所以惯性不变，选项说法错误；D、百米赛跑运动员到达终点不能立即停下来，是因为运动员具有惯性，还要保持原来的运动状态，故此选项是正确的。故选：D。（2023春•金东区期末）关于牛顿第一定律和惯性，下列说法正确的是（）A．牛顿第一定律是通过实验直接得出的 B．一切物体都具有保持原来运动状态的性质 C．牛顿第一定律说明物体的运动需要力来维持 D．高速行车时司乘人员系安全带是为了减小惯性【解答】解：A、牛顿第一定律是在实验和事实的基础上，通过科学推理得出的，故A错误；B、一切物体都具有保持原来运动状态的性质，叫惯性，故B正确；C、牛顿第一定律说明物体的运动不需要力来维持，故C错误；D、高速行车时司乘人员系安全带是为了防止惯性带来伤害，但不能减小惯性，故D错误。故选：B。（2023春•长兴县月考）对生活中一些惯性现象的解释：①水平公路上行驶的汽车关闭发动机后还能继续行驶一段距离。是因为汽车具有惯性；②跳远运动员助跑起跳，是为了增大惯性；③小汽车配置安全气囊，可以减小惯性带来的危害；④抛出去的实心球还会在空中运动一段时间，是因为实心球受到惯性力的作用。以上四种说法中正确的是（）A．只有①② B．只有①③ C．只有②③ D．只有①④【解答】解：①水平公路上行驶的汽车关闭发动机后还能继续行驶一段距离。是因为汽车具有惯性；故正确；②跳远运动员要助跑一段距离获得一定的速度后起跳，起跳后由于惯性继续运动，提高了运动员的成绩，能利用惯性知识解释，而不是增大惯性，故错误；③小汽车配置安全气囊，可以减少惯性带来的危害；故正确。④抛出去的实心球还会在空中运动一段时间，是因为实心球具有惯性，惯性不是力，故错误。故选：B。（2023春•杭州月考）如图是足球运动员踢足球时的情景，下列说法正确的是（）A．球被脚踢出去，说明只有球才受到力的作用 B．脚踢球使球飞出去，说明力是物体运动的原因 C．足球在空中飞行过程中，运动状态一定发生改变 D．空中飞行的足球，若它所受的力全部消失，它一定沿水平方向做匀速直线运动【解答】解：A、由于力的作用是相互的，球被脚踢出去的同时，脚受到球的反作用力。此选项错误；B、脚踢球，使球飞出去，说明力可以改变物体的运动状态。此选项错误；C、足球在空中运动过程中，受到竖直向下的重力与空气的阻力，这两个力不是平衡力，所以足球的运动状态一定发生改变。此选项正确；D、空中飞行的足球，若它所受的力全部消失，它将保持原来的运动状态，沿原来的方向做匀速直线运动。此选项错误。故选：C。（2023春•柯桥区期末）滑板是一项很“酷”的运动。当小科以速度v冲到斜坡的图中位置时，若外力全部消失，则小科与滑板将（）A．在最高点停下来 B．斜向上匀速直线运动 C．沿斜坡自由滑下来 D．水平方向匀速直线运动【解答】解：当小科以速度v冲到斜坡的图中位置时（还没有到斜坡顶端），若外力全部消失，根据牛顿第一定律可知，他将保持这一瞬间的运动状态不变，即小科与滑板将斜向上做匀速直线运动。故选：B。（2023春•浦江县校级月考）（1）如图乙，将瓶子静止平放在桌面上，用水平力突然向右推动瓶子，会看到瓶中原有的一个气泡瞬间向右（选填“左”或“右”）运动。（2）小浦用矿泉水瓶做实验。如图甲，他用水平力推动底部时，瓶子沿桌面平稳地移动：他用相同的水平力推瓶盖时，瓶子翻了，验证的是力的作用效果与力的作用点有关。【解答】解：（1）瓶子静止平放在桌面上，当用水平力突然向右推动瓶子时，瓶内的液体由于惯性，要保持原来的静止状态不动，从而把气泡挤向前方，即气泡向右运动；（2）用手推动竖放在桌子上的矿泉水瓶的底部，可以使瓶子向前移动，而用同样的力去推动竖放在桌子的瓶子的顶部，瓶子会向前倒，该现象说明：力的作用点不同，力的作用效果不同，这表明力的作用效果跟力的作用点有关。故答案为：（1）右；（2）作用点。（2023春•杭州月考）（1）如图甲所示，上表面水平且光滑的小车上有A、B两个物体，两物体与小车以相同的速度一起向右匀速运动，B在A的正前方，B的质量小于A的质量，假设小车的上表面足够长，不计空气阻力，小车遇到障碍物突然停止后，A、B两物体不会（填“会”或“不会”）相撞，原因是AB继续保持原运动状态。（选填“AB继续保持原运动状态”、“A的惯性比B大则速度比B更大”）（2）图乙中绳子悬挂的电灯处于静止状态，假如绳子突然断裂，则电灯将加速向下运动（选填“加速向下运动”“匀速向下运动”或“静止”）。（3）图丙是运动会的铅球赛场上，一位同学将铅球奋力掷出的情景。若铅球飞行至最高点时一切外力消失，那么接下来铂球运动轨迹是a（选填a、b或c）。【解答】解：（1）A、B物块和小车一起做匀速直线运动，并且两物体和小车具有共同的速度，当小车遇到障碍物突然停止后，由于物体在光滑接触面上，因此两物体由于惯性，还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动，因此两个物体间的距离不变，一定不会相碰；（2）图乙中绳子悬挂的电灯处于静止状态，假如绳子突然断裂，则电灯将在重力的作用下，做加速向下运动；（3）若铅球飞行至最高点时一切外力消失，根据牛顿第一定律可知，此时铅球会保持原来的运动状态不变，即以外力消失时的速度和方向做匀速直线运动，即运动轨迹是a。故答案为：（1）不会；AB继续保持原运动状态；（2）加速向下运动；（3）a。（2023春•衢江区期末）如图甲是小科用三根铜管制成的简易风铃，其中位于中间的B管挂有重物。（1）小科发现有风时，A管比B管更容易发生晃动，这是因为质量越大，惯性越大，运动状态越难以改变。（2）铜管晃动后，相互碰撞能发出声音，用手捏紧铜管，发声也就停止，这说明声音是由于物体的振动产生的。（3）如图乙，小科把风铃挂在车上，当车辆向前启动时，风铃将向后运动（选填“前”或“后”）。【解答】解：如图甲是小科用三根铜管制成的简易风铃，其中位于中间的B管挂有重物。（1）因为B的质量比A大，惯性较大，运动状态不易改变，因而A管比B管更容易发生晃动；（2）铜管晃动后，相互碰撞能发出声音，用手捏紧铜管，振动停止，发声也就停止，这说明声音是由于物体的振动产生的。（3）如图乙，小科把风铃挂在车上，当车辆向前启动时，风铃由于惯性保持原来的运动状态，因而向后运动。故答案为：（1）质量越大，惯性越大，运动状态越难以改变；（2）声音是由于物体的振动产生的；（3）后。（2023春•吴兴区期末）无人机以高分辨率高速摄像机、轻型摄像头、超声波传感器等设备获取信息，广泛应用在航拍、交通等领域。某型无人机整机质量2kg，摄像机拍摄速度1000帧/秒，在普通飞行模式下的噪音为60分贝左右。（1）无人机在上升时，如果以B参照物，无人机是静止的。A.地面B.摄像头C.汽车（2）“在普通飞行模式下的噪音为60分贝左右”描述的是声音的响度（选填“音调”、“响度”或“音色”）。（3）无人机在上升的过程中速度加快，其惯性不变（选填“增大”、“减小”或“不变”）。【解答】解：（1）无人机在上升时，相对于地面、汽车的位置发生了改变，是运动的；相对于自身的摄像头，位置没有发生改变，是静止的，故选：B；（2）“在普通飞行模式下的噪音为60分贝左右”描述的是声音的响度；（3）惯性的大小只与物体的质量有关，无人机在上升的过程中速度加快，其惯性不变。故答案为：（1）B；（2）响度；（3）不变。（2023春•浦江县校级月考）如图所示，水平公路上向前行驶的汽车中，有一竖直悬挂的小球突然向后摆，以下说法正确的是（）A．汽车一定在向前加速运动 B．汽车有可能在向前做匀速运动 C．汽车有可能在向前减速运动 D．小球此时惯性比静止时要大【解答】解：ABC、竖直悬挂的小球开始随车一起向前运动，当汽车突然加速运动时，竖直悬挂的小球由于惯性仍保持原来的运动状态，所以会向后倾，故A正确、BC错误；D、小球此时的质量和其静止时的质量相等，所以小球此时惯性和静止时一样大，故D错误。故选：A。（2023秋•镇海区校级期中）如图所示，光滑水平面上的小车在拉力F的作用下运动，在拉力逐渐减小的过程中，小车的速度将（）A．逐渐减小 B．逐渐增大 C．保持不变 D．先减小，后增大【解答】解：因为光滑水平面没有摩擦力，所以当此物体持续受到一个沿水平向右的力的作用时，物体的速度将增大；拉力逐渐减小，加速度减小，但是物体受到的合力仍向右与速度方向相同，所以小车的速度会继续增大。故B正确。故选：B。（2023春•义乌市校级月考）如图所示，若小球向右摆动到最高点时，绳子断裂，此后小球的运动情况是（忽略空气阻力）（）A．加速直线下落 B．匀速直线上升 C．匀速直线斜向上运动 D．沿水平方向向右做匀速直线运动【解答】解：若小球向右摆动到最高点时，绳子断裂，忽略空气阻力，小球此时只受重力的作用，而重力的方向竖直向下，所以小球将加速直线下落。故选：A。（2023春•椒江区校级期中）下列与惯性有关的生活现象中，为了防止物体惯性带来危害的是（）A．锤头松了，将锤柄向下撞击地面，锤头紧套在锤柄上 B．洗过手后，用力向下甩手，可以甩掉手面上的水珠 C．汽车行驶时，驾驶员需佩戴安全带 D．跳远运动员为了跳得更远，在起跳前总要助跑一段距离【解答】解：A、锤头松了，将锤柄向下撞击地面时，锤柄静止，锤头由于惯性还要保持原来的运动状态，结果就可以使锤头套紧在锤柄上，这是利用惯性，与题意不符；B、洗过手后，用力向下甩手，手在外力作用下静止，水由于惯性继续运动，故可以甩掉手面上的水珠，这是利用了惯性，与题意不符；C、系安全带是为了防止紧急刹车时，车在阻力作用下停止运动，而司机或乘客由于惯性继续向前运动而被撞伤，这是防止惯性带来的危害；D、助跑的目的是让运动员在起跳前有一个较大的速度，起跳时，人由于惯性还要保持他起跳前的速度，从而能跳的更远，这是利用了惯性，与题意不符。故选：C。（2023春•永嘉县校级期中）“牛顿第一定律”的形成，经历了伽利略、笛卡尔和牛顿等科学家不断完善的过程。伽利略经过下图所示的实验和推理得出结论：如果没有摩擦阻力和空气阻力的影响，在水平面上运动的物体将会一直运动下去。结合伽利略的结论，下图中各实验和推理的先后顺序正确的是（）A．丙、乙、甲 B．甲、乙、丙 C．乙、丙、甲 D．丙、甲、乙【解答】解：牛顿第一定律的形成过程采用了逐渐逼近的方法，即先实验再推理；图丙中有空气阻力，图甲中没有空气阻力，所以先是丙再是甲，而图乙中，是推理得出了在无空气阻力和无摩擦的情况下，物体将做匀速直线运动，故正确的顺序应该是丙、甲、乙。故选：D。（2023春•永嘉县校级期中）驾驶员进行驾驶技能比赛时，可通过“一杯水”来考验驾驶员的行车技术。将一杯水静置在公交车的置物台上（如图所示），如果水面突然发生了如图所示的变化，则公交的运动状态可能发生的变化是（）①突然向右启动②突然向左启动③向右运动时突然刹车④向左运动时突然刹车A．①或② B．①或③ C．②或③ D．②或④【解答】解：①列车突然向右启动，水杯由于受到摩擦力会随列车一起向右运动，而水杯中的水由于惯性还将保持原来的静止状态，此时水面会左侧升高，故①不符合实际；②列车突然向左启动，水杯由于受到摩擦力会随列车一起向左运动，而水杯中的水由于惯性还将保持原来的静止状态，此时水面右侧升高，故②符合实际；③向右运动时突然刹车，水杯由于受到摩擦力会随列车一起向右减速运动，而水杯中的水由于惯性还将保持原来的速度运动，此时水面会右侧升高，故③符合实际；④向左运动时突然刹车，水杯由于受到摩擦力会随列车一起向左减速运动，而水杯中的水由于惯性还将保持原来的速度运动，此时水面左侧升高，故④不符合实际；故答案为：②③。故选：C。（2022•温州模拟）如图所示，在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球，将小球拉至A点，使细线处于拉直状态，由静止开始释放小球，不计摩擦，小球可在A、B两点间来回摆动，当小球摆到B点时，细线恰好断开，则小球将（）A．在B点保持静止 B．沿BE方向运动 C．沿BC方向运动 D．沿BD方向运动【解答】解：由于小球被静止释放，不计摩擦，它可在A、B两点间来回摆动。当小球摆到B点时，小球速度恰好为零，此时若细线恰好断开，则小球只受重力作用而竖直下落。所以，将沿BE方向运动。故选：B。（2022春•定海区校级期中）力能改变物体的运动状态，如图是踢足球时，足球运动的路径。下列过程中足球的运动状态没有发生改变的是（）A．足球飞到最高点时 B．足球从空中下落时 C．在草地上越滚越慢时 D．最后停在地面上时【解答】解：A、足球飞到最高点时受重力作用会向下落，运动方向发生改变，故A错误；B、足球从空中下落时，由图可知运动方向发生改变，故B错误；C、在草地上越滚越慢时，速度发生改变，故C错误；D、最后停在地面上时，足球处于静止状态，运动状态不变，故D正确。故选：D。（2022春•武义县期末）某同学为了取出两头均空的羽毛球筒中的羽毛球（如图），一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端，则（）A．该同学无法取出羽毛球 B．击打筒时，筒没有惯性 C．羽毛球会从筒的下端出来 D．该同学利用羽毛球的惯性【解答】解：一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端，羽毛球筒在力的作用下向下运动，而羽毛球由于惯性而保持静止，所以羽毛球会从筒的上端出来，故D正确，ABC错误。故选：D。（2022•诸暨市模拟）在探究“阻力对物体运动的影响”时，使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车。（1）实验时，小车在相同斜面顶端由静止释放，是为了使小车到达水平面时的速度相同。（2）如图，若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端，是否需要重做本实验以获取可靠的证据？答：不需要（选填“需要”或“不需要”）（3）实验最终可得出“阻力越小，运动速度减小得越慢”的结论，支持该结论的证据是