專題一 牛頓第一定律的理解和應用

專題一牛頓第一定律的理解和應用第一頁，共十七頁，2022年，8月28日關于牛頓第一定律的理解1．牛頓第一定律不像其它定律那樣是由實驗直接總結出來的，它是牛頓以伽利略的理想實驗為基礎，總結前人的研究成果，加之豐富的想象而提出來的。2．牛頓第一定律描述的是物體不受外力時的運動情況。物體不受外力是該定律的條件,物體保持勻速直線運動或靜止狀態(tài)是結果.3．牛頓第一定律是獨立的一條規(guī)律，不能簡單看成是牛頓第二定律的特例。

4．牛頓第一定律的意義⑴指出力不是維持物體運動的原因；⑵指出一切物體都有慣性；⑶指出力是改變物體運動狀態(tài)的原因，即產(chǎn)生加速度的原因；⑷提出了慣性參考系的概念。第二頁，共十七頁，2022年，8月28日二、慣性及對慣性的理解慣性是一切物體的固有屬性，與物體是否受到外力、物體是否運動均沒有關系，質量才是慣性大小的唯一量度。誤區(qū)之一：運動的物體有慣性，靜止的物體沒有慣性誤區(qū)之二：運動速度大的物體慣性大慣性有兩種表現(xiàn)形式

慣性的大小表現(xiàn)為物體運動狀態(tài)改變的難易程度，在受到了相同阻力的情況下，速度（大?。┎煌|量相同的物體，在相同的時間內速度減小量是相同的，這就說明質量相同的物體，它們改變運動狀態(tài)的難易程度——慣性是相同的，與它們的速度無關。第三頁，共十七頁，2022年，8月28日誤區(qū)之四：重力越小，慣性越??；物體處于失重狀態(tài)時，慣性消失誤區(qū)之五：慣性是一種特殊的力誤區(qū)之三：“慣性”就是“慣性定律”而慣性是物體本身固有的一種屬性，它跟物體受不受外力無關。慣性定律是物體在某個特定的環(huán)境（不受外力）下具有慣性的表現(xiàn)；地面附近的物體所受重力大小與其質量大小成正比，物體的重力越大慣性越大。如果把物體放在月球上，它所受的重力是地球上的1/6，但是質量不變。在地球上和月球上速度相同質量相同的物體，在受到了相同阻力的情況下，會同時停下來，這就說明兩個質量相同的物體，不管在地球上，還是月球上，它們改變運動狀態(tài)的難易程度——慣性是相同的，

慣性是物體本身固有的一種屬性，力是物體之間的相互作用。第四頁，共十七頁，2022年，8月28日三、運動狀態(tài)的改變即物體受到的合外力決定了物體的加速度的大小，而加速度的大小決定了單位時間內速度的變化量，而與物體當時的速度無關。運動狀態(tài)改變含義：是指速度的改變．(速度改變包括速度的大小、方向有其中之一發(fā)生改變或兩者都發(fā)生改變的情況)．力加速度速度指出力是改變物體運動狀態(tài)的原因，即產(chǎn)生加速度的原因；力和運動的關系第五頁，共十七頁，2022年，8月28日1.（2007海南物理1）16世紀末，伽利略用實驗和推理，推翻了已在歐洲流行了近兩千年的亞里士多德關于力和運動的理論，開啟了物理學發(fā)展的新紀元.在以下說法中，與亞里士多德觀點相反的是（）A、四匹馬拉的車比兩匹馬拉的車跑得快；這說明，物體受的力越大，速度就越大B、一個運動的物體，如果不再受力了，它總會逐漸停下來；這說明，靜止狀態(tài)才是物體長時間不受力時的“自然狀態(tài)”C、兩物體從同一高度自由下落，較重的物體下落較快D、一個物體維持勻速直線運動，不需要力解析：亞里士多德的多數(shù)結論來自觀察.當時并沒有考慮到摩擦力的作用，所以許多結論都是錯誤的.根據(jù)我們現(xiàn)在所學的內容，力是改變物體運動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運動狀態(tài)的原因.所以ABC都是他的觀點，而D不是.D警示：在分析時，由于看前面的例子而易選擇ABC中的一個.在分析時應該看后面的說明.第六頁，共十七頁，2022年，8月28日2.（2006年廣東卷1）下列對運動的認識不正確的是（）A．物體的自亞里士多德認為然狀態(tài)是靜止的，只有當它受到力的作用才會運動B.伽利略認為力不是維持物體運動的原因C.牛頓認為力的真正效應總是改變物體的速度，而不僅僅使其運動D.伽利略根據(jù)理想實驗推出，如果沒有摩擦，在水平面上的物體，一旦具有每個速度，將保持這個速度繼續(xù)運動下去A解析：亞里士多德認為沒有力作用在物體上，物體就不會運動。伽利略認為力不是維持物體運動的原因，伽利略根據(jù)理想實驗推論出，如果沒有摩擦，在水平面上的物體，一旦具有某一個速度，將保持這個速度繼續(xù)運動下去。牛頓認為力是改變物體運動狀態(tài)的原因，并不是使物體運動的原因。故答案為A。備考提示：本題涉及對運動的認識過程，考查對基本理論的認識程度，屬于容易題。第七頁，共十七頁，2022年，8月28日3.（2003上海理綜卷50）理想實驗有時更能深刻地反映自然規(guī)律，伽利略設想了一個理想實驗，其中有一個是實驗事實，其余是推論．①減小第二個斜面的傾角，小球在這斜面上仍然要達到原來的高度；②兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球將滾上另一個斜面；③如果沒有摩擦，小球將上升到原來釋放的高度；④繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持續(xù)的勻速運動．請將上述理想實驗的設想步驟按照正確的順序排列②③①④在上述的設想步驟中，有的屬于可靠的事實，有的則是理想化的推論．下列關于事實和推論的分類正確的是（）A、①是事實，②③④是推論B、②是事實，①③④是推論C、③是事實，①②④是推論D、④是事實，①②③是推論B第八頁，共十七頁，2022年，8月28日正確理解慣性和平衡狀態(tài)4.下面說法正確的是（）A．靜止或做勻速直線運動的物體一定不受外力的作用B．物體的速度為零時一定處于平衡狀態(tài)C．物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化時，一定受到外力的作用D．物體的位移方向一定與所受合力方向一致解析：A．物體不受外力時一定處于靜止或勻速運動狀態(tài)，但處于這些狀態(tài)時不一定不受外力作用，所以A錯，B．物體是否處于平衡狀態(tài)是看其受力是否為零，而不是看它的速度是否為零，如振動物體離平衡位置最遠時速度為零，此時恢復力不為零，它就不處于平衡狀態(tài)，所以B錯，D．如平拋運動就不是這種情況，力與位移方向不一致，所以D錯．C第九頁，共十七頁，2022年，8月28日5.（2008廣東卷1）伽利略在著名的斜面實驗中，讓小球分別沿傾角不同、阻力很小的斜面從靜止開始滾下，他通過實驗觀察和邏輯推理，得到的正確結論有（）A．傾角一定時，小球在斜面上的位移與時間成正比B．傾角一定時，小球在斜面上的速度與時間成正比C．斜面長度一定時，小球從頂端滾到底端時的速度與傾角無關D．斜面長度一定時，小球從頂端滾到底端所需的時間與傾角無關解析：傾角一定時，小球在斜面上的位移與時間的平方成正比，在斜面上的速度與時間成正比，故選項A錯誤，選項B正確。斜面長度一定時，小球從頂端滾到底端時的速度與傾角有關，從頂端滾到底端所需時間與傾角有關，故選項C、D錯誤。B第十頁，共十七頁，2022年，8月28日6.請用自己所學習的物理知識解釋“船大調頭難”這句俗語的道理．解析：“船大”，指船的質量大，“調頭難”指改變速度方向難，“船大調頭難”說明質量大的物體慣性大，要改變其運動狀態(tài)需要的力大．根據(jù)牛頓第二定律，兩個質量不同的物體受到同樣的合外力作用，質量大的加速度小，在相同時間內速度變化小，運動狀態(tài)難改變，說明物體保持原來運動狀態(tài)的性質強，其慣性大。實踐是檢驗真理的唯一標準，質量是慣性大小的唯一量度．第十一頁，共十七頁，2022年，8月28日7.（

2005廣東卷1）一汽車在路面情況相同的公路上直線行駛行駛，下面關于車速、慣性、質量和滑行路程的討論，正確的是（）A．車速越大，它的慣性越大B．質量越大，它的慣性越大C．車速越大，剎車后滑行的路程越長D．車速越大，剎車后滑行的路程越長，所以慣性越大BC解析：質量是物體慣性大小的唯一量度，可知A、D兩項錯誤．剎車時的加速度大小a=μg,滑行路程因為路面相同，即動摩擦因數(shù)μ相同，所以車速v0越大，滑行路程越長，C項正確．慣性是物體本身具有的特性，只與物體的質量有關，與物體運動的速度無關．本題中物體滑行的路程只與物體的初速度有關，與慣性大小無關．第十二頁，共十七頁，2022年，8月28日8．火車在長直水平軌道上勻速行駛，車廂內有一個人向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍落回到車上原處，這是因為（）A．人跳起后，車廂內的空氣給人一個向前的力，這力使他向前運動B．人跳起時，車廂對人一個向前的摩擦力，這力使人向前運動C．人跳起后，車繼續(xù)向前運動，所以人下落后必定向后偏一些，只是由于時間很短，距離太小，不明顯而已D．人跳起后，在水平方向人和車水平速度始終相同D解析：由于人具有慣性，當人向上跳起時仍然保持火車運行的速度，此后人在水平方向不受外力，根據(jù)牛頓第一定律將保持勻速直線運動，人的水平分運動與火車的運動相同，所以人仍會落回原處。受力分析和運動分析是力學解題的基礎和關鍵．第十三頁，共十七頁，2022年，8月28日解一：因為當瓶子從靜止狀態(tài)突然向右加速運動時，瓶中的水由于慣性要保持原有的靜止狀態(tài)，相對瓶來說是向左運動，氣泡也有慣性，但相比水來說質量很小，慣性小可忽略不計，所以氣泡相對水向右移動。同理，當瓶子從向右勻速運動狀態(tài)突然停止時，小氣泡在瓶內將向左運動。9．如圖所示，水平放置的小瓶內裝有水，其中有氣泡，當瓶子從靜止狀態(tài)突然向右加速運動時，小氣泡在瓶內將向何方運動？當瓶子從向右勻速運動狀態(tài)突然停止時，小氣泡在瓶內又將如何運動？解二：設想有一“水泡”，其體積、形狀和“氣泡”相同，當玻璃管向右加速運動時，這塊水就和周圍的水一起向右加速運動，相對于玻璃管不會有相對運動，這塊水所受的外力由周圍的水對它產(chǎn)生.設想將這個“水泡”換成“氣泡”，周圍水對氣泡的作用力不變，氣泡將在該力作用于做加速運動。因為氣泡的質量小于水泡的質量，所以氣泡的加速度大于水泡的加速度，即氣泡相對于玻璃管向右運動。第十四頁，共十七頁，2022年，8月28日10．高為h的車廂在平直軌道上勻減速向右行駛，加速度大小為a，車廂頂部A點處有油滴落到車廂地板上，車廂地板上的O點位于A點的正下方，則油滴落地點必在O點的左方還是右方？離O點的距離為多少？AO··h解：設油滴離開車廂頂部時，車速為v0,油滴由于慣性此時也具有水平速度V0,對地做平拋運動，②③①車廂做勻減速運動聯(lián)立①②③式解出油滴落地點到O點的距離所以油滴落在O點的右方思維發(fā)散1.油滴相對于地面的運動軌跡是什么？2.車廂若加速運動，油滴落點在何處？3．若在A點連續(xù)落下油滴，能落在同一點嗎？第十五頁，共十七頁，2022年，8月28日解析：開始A、B隨木板一起勻速運動，說明A、B所受的合外力為零。當木板停止運動后：若木塊光滑，A、B大水平方向上不受外力的作用，仍以原來的速度做勻速運動，則相互間距離保持不變。若木板粗糙，由于A、B的材料相同，它們與木板的動摩擦因數(shù)相同，其加速度相同，即A、B以相同的初速度和加速度做勻減速運動，所以它們之間的距離仍保持不變。D11．由同種材料制成的物體A和B放在長木板上，隨長木板一起以速度v向右做勻速直線運動，如圖所示,已知mA>mB，某時刻木板停止運動，下列說法正確的是（）A、若木塊光滑，由于A的慣性較大,A、B間距離將增大B、若木板光滑，由于B的慣性較小,A、B間距離將減小C、若木板粗糙，A、B一定會相撞D、不論木板是否光滑,A、B間的相對距離保持不變AB第十六頁，共十七頁，2022年，8月28日12.公共汽車在平直的公路上行駛時，固定于路旁