1、2013-2014 学年高中物理 第三章 牛顿运动定律同步导学 教科版必修 11.一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。2由牛顿第一定律可知，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。3我们把物体本身要保持运动状态不变的性质，叫惯性。4惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性。质量是物体惯性大小的量度。自 学 教 材 1亚里士多德的观点亚里士多德把地面上的运动分为天然运动和受迫运动两类，他认为天然运动不需要力的维持，如气、火等轻的东西向上运动，重的东西向下运动；受迫运动需要力的维持，如拉动水平面上的桌子和推动桌子上的书，有外力推它，才能运动，外力
2、消失，受迫运动也就停止。2伽利略的观点在地面上运动的物体之所以会停下来，是因为摩擦力的缘故。重 点 诠 释 1亚里士多德的观点对人们的影响一方面由于亚里士多德多方面的成就和影响导致人们对他的迷信，另一方面他对运动的看法符合人们的日常直觉，使此后的 2 000 年内人们都认为他的观点是正确的。2伽利略对运动和力的关系的研究(1)理想实验：如图 311 所示，让小球沿一个斜面从静止状态开始滚下，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，减小右斜面的倾角，小球在这个斜面上仍达到同一高度，但这时它要滚得远些，继续减小右斜面的倾角，球达到同一高度时就会运动的更远。于是他想到：若将右斜面
3、放平，小球将会永远运动下去。图 311(2)实验结论：力不是维持物体运动的原因。1伽利略的理想斜面实验说明( )A可以不必具体做实验，只通过抽象分析就能得出结论B亚里士多德的运动和力的关系是错误的C力是维持物体运动的原因D力是改变物体运动状态的原因解析：伽利略的理想实验是在实验的基础上进行逻辑推理的一种思维活动，仍由实验做基础，证明了物体的运动不需要力来维持，同时也证明了亚里士多德的运动和力的关系是错误的。而伽利略的理想实验没有说明“力是改变物体运动状态的原因” ，故 A、C、D 错误。答案：B自 学 教 材 1牛顿第一定律的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
4、种状态为止。2惯性的概念物体本身要保持运动状态不变的性质。要 点 精 析 1对牛顿第一定律的理解(1)明确了惯性的概念：定律的前半句话“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态” ，揭示了物体所具有的一个重要的属性惯性，即物体有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性。因此牛顿第一定律又叫惯性定律。(2)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状态为止” ，实际上是力的定义，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。(3)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
5、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，当物体所受合外力为零时，其效果跟不受外力的作用相同。因此，我们可以把“不受外力作用”理解为“合外力为零” 。(4)牛顿第一定律不是实验定律，它是在理想实验的基础上总结出来的。2对惯性的理解(1)惯性是物体本身的固有属性，一切物体都有惯性。(2)物体的惯性是由物体的质量决定的，质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，物体的惯性越大，若物体的质量不改变，则物体的惯性也不改变。(3)惯性的表现形式：物体在不受外力或所受合外力为零的情况，惯性表现为保持原来的运动状态不变，即原来静止的物体保持静止，原来运动的物体以原来的速度继续运动下去。物体受到外力
6、作用时，惯性表现为改变运动状态的难易程度。物体的质量越大，惯性越大，运动状态越难改变；物体的质量越小，惯性越小，运动状态越易改变。(4)惯性不是力，惯性是物体保持原来运动状态的性质，是物体本身的属性，而力是物体对物体的相互作用。2关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是( )A由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止状态或匀速直线运动状态B牛顿第一定律只是反映惯性大小的，因此也叫惯性定律C牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律，物体在不受力时才有惯性D牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因，又揭示了运动状态改变的原因解析：当物体受到的合外力为零时，物体才处于静止状态或匀速直
7、线运动状态，A 项错；牛顿第一定律定性揭示了力和运动的关系，故 B 项错；只要有质量的物体就有惯性，C 项错。故只有 D 项正确。答案：D例 1 关于伽利略的理想斜面实验，以下说法正确的是( )A伽利略的理想实验是假想的，是没有科学依据的B伽利略的理想实验是在可靠事实的基础上进行抽象思维而创造出来的一种科学推理方法，是科学研究中的一种重要方法C伽利略的理想实验有力地否定了亚里士多德的观点D现在，伽利略的斜面实验已不再是理想实验，是可以做出的实验了思路点拨 伽利略的理想斜面实验虽然无法实现，但其科学推理的方法及得出的结论都是正确的。解析 伽利略的理想实验是在可靠事实的基础上进行抽象思维而创造出来
8、的一种科学推理方法，是科学研究中的一种重要方法，它否定了力是维持物体运动原因的观点；因为永远也无法将摩擦力完全消除，所以这个实验是永远无法实现的，只能是理想实验，故选项 B、C 正确。答案 BC借题发挥理想实验是一种以可靠的事实为依据，忽略次要因素，并把实验的情况合理外推到一种理想状态，从而揭示自然现象本质的假想实验。1伽利略的理想实验说明了( )A要物体运动必须有力的作用，没有力的作用，物体将静止B要物体静止必须有力的作用，没有力的作用，物体就运动C物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态D物体不受外力作用时，一定处于静止状态解析：伽利略的理想实验证明了物体的运动不需要力来
9、维持，A、B 错；物体不受外力作用时，总保持静止或匀速直线运动状态，所以 C 对、D 错。答案：C例 2 关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是( )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思路点拨 求解该题应把握以下三点：(1)牛顿第一定律的实验基础是伽利略理想斜面实验。(2)力与物体运动的关系。(3)惯性是牛顿第一定律揭示出的物体的一种性质。解析 牛顿第一定律强调了物体在不受力的情况下的运动规律，也说明了在受力时运动状态的改变，但自然界中不受力的物体是不存在的，故 A 错误；惯性是物体保持原来运动状态不变的一
10、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，故 C 错误；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，B、D 正确。答案 BD借题发挥关于牛顿第一定律的问题要注意(1)力是改变物体运动状态的原因是指合外力不为零时，物体运动状态发生改变。但力与速度的大小、方向之间没有必然的关系。(2)物体不受力或物体所受合外力为零时，物体运动状态不发生改变。2下列说法正确的是( )A静止的物体或匀速直线运动的物体一定不受外力作用B当物体的速度等于零时，物体一定处于平衡状态C当物体的运动状态改变时，物体一定受到外力作用D物体运动的方向一定是物体所
11、受合外力的方向解析：静止的物体或匀速直线运动的物体可以是不受外力作用的物体，也可以是受合外力为零的物体，故选项 A 错误；物体的瞬时速度为零，不能说物体处于静止状态，也不能说物体处于平衡状态，因为速度为零而加速度不为零时，物体受到了不为零的合外力作用，并没有处于平衡状态，选项 B 错误；当物体的运动状态变化时，一定受到了力的作用，但合外力方向不一定与运动方向相同，故选项 C 正确，D 错误。答案：C例 3 关于惯性，下列说法中正确的是( )A物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性B速度越大的物体惯性越大C已知月球上的重力加速度是地球上的 1/6，故一个物体从地球移到月球惯性减小为1/6D质量越
12、大的物体惯性越大思路点拨 解答本题应注意以下两点：(1)惯性是物体的固有属性。(2)质量是物体惯性大小的量度。解析 惯性是物体的固有属性，惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的运动状态和所处的位置无关，故 A、B、C 错，D 对。答案 D借题发挥(1)一切物体均有惯性。(2)惯性大小由物体的质量唯一确定，与物体运动状态无关。3下列关于惯性的说法中正确的是( )A在地上滚动的小球越滚越慢，是小球受到的阻力克服了小球惯性的原因B只有运动的物体才有惯性C只有不受外力的物体才有惯性D一切物体在任何情况下都有惯性解析：小球的速度越来越慢是因为受到阻力作用，阻力改变了物体的速度，但不能改变物体的惯性；静止
13、的物体和运动的物体都具有惯性；受外力作用的物体与不受外力作用的物体都有惯性；一切物体都具有惯性，所以只有选项 D 是正确的。答案：D随堂基础巩固1下列关于对运动的认识不符合物理学史实的是( )A亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用时才会运动B伽利略认为力不是维持物体运动的原因C牛顿认为力的真正效果是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动D伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去解析：亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，有力作用在物体上它就运动，没有力作用时它就静止，A 对。伽利略认为力不是维持物体运动的原因，而
14、是改变物体运动状态的原因，他认为水平面上的物体若不受摩擦力，物体会保持原速度做匀速直线运动，B、D 对。牛顿第一定律揭示了力与物体运动的关系，即物体的运动不需要力来维持，力的作用是改变物体的运动状态(速度)，C 错。答案：C2下面关于惯性的说法中，正确的是( )A同一物体运动速度大比速度小时难以停下来，所以物体运动速度大时具有较大的惯性B同一物体受的力越大，停下来就越困难，所以物体受的推力越大，则惯性越大C不同物体比较，体积越大，惯性越大D不同物体比较，质量越大，惯性越大解析：惯性是物体的固有属性，它的大小只由质量大小决定，与其他因素无关，质量越大，惯性越大，A、B、C 错，D 对。答案：D3
15、伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有( )A倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比B倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比C斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关D斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关解析：从伽利略斜面实验中观察和逻辑推理可知物体沿光滑斜面滚下是匀加速直线运动。 a gsin ， x at 2 gsin t 2，位移与时间不成正比，所以 A 错误，12 12v at gsin t，速度与时间成正比，即 B 正确。物体从光滑斜面下滑机械能守恒，斜面长度一定但
16、倾角不同，则到底端时的速度应不同，所以 C 错误。从 x at 122 gsin t 2，可知当斜面长度 x 一定时，时间 t 与倾角 有关，所以 D 错误。12答案：B4由牛顿第一定律可知( )A物体的运动是依靠惯性来维持的B力停止作用后，物体的运动就不能维持C物体做变速运动时，一定有外力作用D力是改变物体惯性的原因解析：物体保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质叫惯性，由于惯性的存在，物体才保持原来的运动状态，A 对。力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，B 错，C 对。惯性是物体的固有属性，力不能改变物体的惯性大小，D 错。答案：AC课时跟踪训练一、选择题(本题共 8
17、小题，每小题 5 分，共 40 分)1关于运动状态与所受外力的关系，下面说法中正确的是( )A物体受到恒定的力作用时，它的运动状态不发生改变B物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态要发生改变C物体受到的合力为零时，它一定处于静止状态D物体的运动方向一定与它所受的合力的方向相同解析：力是改变物体运动状态的原因，只要物体受力(合力不为零)，它的运动状态就一定会改变，A 错，B 对。物体不受力或合力为零，其运动状态一定不变，处于静止或匀速直线运动状态，C 错。物体的运动方向与它所受合力方向可能相同，也可能相反，还可能不在一条直线上，D 错。答案：B2理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠的事
18、实和合理的推论结合起来，可以深刻地揭示自然规律。关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是( )A只要接触面相当光滑，物体在水平面上就能匀速运动下去B这个实验实际上是永远无法做到的C利用气垫导轨，就能使实验成功D虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的实验基础上的解析：理想实验在实际情况下是永远不能实现的，其条件永远是理想化的；即使是路面“相当光滑” ，也不会达到没有摩擦力的程度；利用气垫导轨当然也不能实现“理想”的条件，仍然存在一定的摩擦力，只不过摩擦力很小而已；不过，理想实验是从实践中总结、提炼、加工出来的，是建立在可靠的实验基础之上的，它能够由观察或实验的结果来检验。答案：BD3对于惯性的认识
19、下列说法正确的是( )A惯性是只有物体在匀速运动或静止时才表现出来的性质B物体做减速运动，随着速度的减小，惯性越来越小C物体不受外力作用时保持匀速直线运动状态或静止状态，有惯性；受外力作用时，不能保持匀速直线运动状态或静止状态，因而就无惯性D惯性是物体的固有属性，与运动状态和是否受力无关解析：惯性是物体的固有属性，与运动状态无关，故 A 错；有外力作用时，物体运动状态发生改变，但运动状态的改变不等于物体惯性的改变。 “克服惯性” 、 “惯性消失”等说法均是错误的，不管物体是否受外力作用，其惯性是不能被改变的，故 B、C 错。物体惯性由物体本身决定，与运动状态和是否受力无关，故 D 正确。答案：
20、D4下列说法正确的是( )A掷出的铅球速度不大，所以其惯性很小，可以用手去接B用力打出乒乓球速度很大，因此其惯性很大，不能用手去接C相同的两辆车，速度大的比速度小的难以停下，是因为速度大的车惯性大D相同的两辆车，速度大的比速度小的难以停下，是因为速度大的车状态变化大解析：因为惯性的大小仅由质量来确定，铅球质量很大，其惯性大，尽管速度不大，但是运动状态很难改变，故不能用手接。而乒乓球则与其相反，运动状态容易改变，尽管速度大，也可以用手去接(这一点同学们都有经验)。所以 A、B 是错误的。对于 C、D，相同的两车惯性相同，要让速度大的车停下来，其运动状态变化大，因此较难，故 D 正确。答案：D5就
21、一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是( )A采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，这表明可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性B射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性变小了C货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性D摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到转弯的目的解析：采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，原因是功率变大了，A 错；射出枪膛的子弹在运动相当
22、长一段距离后连一件棉衣也穿不透，原因是子弹的速度变得太小以及子弹与棉衣间的摩擦力较大，但子弹的惯性不变，B 错；摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控保持人和车的平衡，但整体的惯性不变，D 错，只有 C 对。答案：C6根据牛顿第一定律，以下选项中正确的是( )A加速运动的物体没有惯性B物体运动得越快，惯性就越大C力是维持物体运动的原因D物体的运动状态变化时，必受外力作用解析：物体的惯性大小只与其质量大小有关，与它的运动状态无关，A、B 错。物体的运动不需要力来维持，相反力能改变物体的速度，即可以改变物体的运动状态，C 错，D 对。答案：D7.如图 1
23、所示，在一辆表面光滑的足够长的小车上，有质量为 m1和 m2的两个小球( m1m2)，两个小球原来随车一起运动，当车突然停止时，如不考虑其他阻力，则两个小球( ) 图 1A一定相碰 B一定不相碰C不一定相碰 D无法确定解析：原来两小球与车具有相同的速度，车突然停止后，两球在水平方向均不受力，据牛顿第一定律知，两球的速度均不变，即两球仍以原来的速度向前做匀速直线运动，两球间的距离不变，一定不会发生碰撞，故 B 正确。答案：B8.如图 2 所示，一个劈形物体 N，放在固定的斜面 M 上。物体 N 上表面水平，其上放一光滑小球 m。若劈形物体各面均光滑，从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( ) A沿斜面向下的直线 图 2B竖直向下的直线C无规则曲线D抛物线解析：根据牛顿第一定律，小球在水平方向不受外力，所以在水平方向运动状态不变，只能沿竖直方向运动。答案：B二、非选择题(本题共 2 小题，共 20 分)9(10 分)我们知道汽车在刹车的时候，尾灯就会亮，汽车上固定一个仪器，电路如图 3 所示，其中 M 是质量较大的一个金属块，那么当汽车启动和刹车时哪个灯会亮？图 3解析：汽车开始启动时，由于惯性，金属块保持不动，而车向前开动，所以金属块向
