5.1 牛顿第一运动定律-2021-2022学年高一物理精讲精练(2019鲁科版必修第一册)(解析版)
5.1 牛顿第一运动定律
考点精讲
考点 1:对牛顿第一定律的理解
1.明确了惯性概念
定律的前半部分内容“一切物体总保持静止或匀速直线运动状态”,揭示了所有物体普遍具有的一种
属性——惯性,即物体保持静止状态或匀速直线运动状态,是本质属性,不需要条件.一切物体在任何情
况下都具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质.因此,牛顿第一定律又叫惯性定律.
2.明确了力的作用效果
定律的后半部分内容“除非有外力迫使它改变这种状态”,说明了力的作用效果可以改变物体的运动
状态.定律中明确指出力可以改变物体的运动状态.
3.揭示了力和运动的关系
牛顿第一定律指出物体不受外力时的运动规律,定律描述的只是一种理想状态,而实际中物体不受外
力作用的情况是不存在的,当物体所受到的合外力为零时,其效果跟不受外力的作用效果相同.力与运动
的关系:运动不需要力维持,但运动状态的改变离不开力的作用.
【例 1】 下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是( )
A.牛顿第一定律是实验定律
B.牛顿第一定律只是提出了惯性的概念
C.牛顿第一定律提出了当物体受到的合外力为零时,物体将处于静止状态
D.牛顿第一定律既提出了物体不受外力作用时的运动规律,又提出了力是改变物体运动状态的原因
【分析】 解答本题时应注意以下三点:
(1)牛顿第一定律和惯性的区别.
(2)力和运动的关系.
(3)力和运动状态变化的关系.
【解析】D 牛顿第一定律不是实验定律,A错误;牛顿第一定律提出了惯性的概念,同时又指出了
物体运动状态改变的原因,B错误;牛顿第一定律提出了物体不受外力作用时,物体将处于静止状态或匀
速直线运动状态,所以 C错误;综上所述,选项 D是正确的.
【技巧与方法】
牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时的状态——总保持匀速直线运动或静止状态,同时揭示了力
和运动的关系——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 .分析此类问题时要注意牛顿
第一定律与惯性的区别.
【针对训练】
1.根据牛顿第一定律,下列说法中正确的是( )
A.人只有在静止的车厢内,竖直向上高高跳起后,才会落到车厢原来的位置
B.人在沿直线匀速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方
C.人在沿直线加速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方
D.人在沿直线减速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方
【解析】C 依据牛顿第一定律可知,人竖直跳起离开车厢瞬间,人与车在水平方向上的速度相同.
如果车子静止或做匀速直线运动,则人都将落回原地;如果车加速前进,则在相同时间内人的水平位移比
车子的水平位移小,故人会落在起跳点的后方;反之,如果车子减速前进,则在相同时间内人的水平位移
将比车子的水平水平位移大,故人会落在起跳点的前方,故 C正确.
2.如图所示,一个劈形物体 M放在固定的粗糙斜面上,劈形物体上表面水平,在劈形物体的上表面
上放一光滑的小球 m,劈形物体沿斜面从静止开始下滑,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )
A.沿斜面向下的直线
B.竖直向下的直线
C.无规则曲线,其轨迹无法确定
D.抛物线
【解析】B 小球光滑,因此在水平方向上不受力,由牛顿第一定律可知,水平方向的运动状态不变 ,
总是处于静止状态;当劈形物体沿斜面下滑时,小球将竖直向下运动,直到碰到斜面以前,一直竖直向下
运动.因此,小球在碰到斜面前的运动轨迹是竖直向下的直线,故 B正确.
考点 2:对惯性的理解和应用
1.惯性现象的“一只”“二有”“三区别”
(1)“一只”:惯性的大小只跟物体的质量有关.
(2)“二有”:惯性是一切物体固有的属性;物体在任何情况下都有惯性.
(3)“三区别”:惯性与第一定律的区别;惯性与力的区别;惯性与速度的区别.
2.惯性与力的关系
(1)惯性不是力,而是物体本身固有的一种性质,因此说“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”
“受到惯性力”等都是错误的.
(2)力是改变物体运动状态的原因,惯性是维持物体运动状态的原因.力越大,运动状态改变越快;
惯性越大,运动状态越难改变.
(3)惯性与物体的受力情况无关.
3.惯性与速度的关系
(1)惯性与运动状态无关,不论物体是处于怎样的运动状态,惯性总是存在的,当物体静止时,它
一直“想”保持这种静止状态;当物体运动时,它一直“想”以那一时刻的速度做匀速直线运动.
(2)一切物体都有惯性,和物体是否有速度及速度的大小均无关.
4.惯性的“两表现”
(1)不受外力的条件下,惯性表现出“保持”“原来的”运动状态.
(2)在受力条件下,惯性表现出运动状态改变的难易程度,质量越大,惯性越大,运动状态越难改
变.
【例 2】 如图所示是一种汽车安全带控制装置示意图.当汽车处于静止或匀速直线运动时,刹车摆
锤竖直悬挂,锁棒水平,棘轮可以自由转动,安全带能被拉动.当汽车突然刹车时,摆锤由于惯性绕轴摆
动,使得锁棒锁定棘轮的转动,安全带不能被拉动.若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置,汽车的可能运
动方向和运动状态是( )
A.向右行驶、匀速直线运动
B.向左行驶、匀速直线运动
C.向右行驶、突然刹车
D.向左行驶、突然刹车
【解析】C 若汽车做匀速直线运动,则摆锤不会从实线位置摆到虚线位置,故 A、B均错误;由图
可知摆锤向右摆动,可知摆锤具有水平向左的加速度,故汽车加速度向左,汽车可能向左加速或向右减速,
故C正确,D错误.
【技巧与方法】
利用惯性解释现象的方法
1. 明确研究的物体原来处于怎样的运动状态.
2. 当外力作用在该物体的某一部分(或外力作用在与该物体有关联的其他物体上)时,这一部分的运动
状态的变化情况.
3. 该物体由于惯性保持怎样的运动状态,判断最后会出现什么现象.
【针对训练】
3.(多选)在匀速前进的磁悬浮列车里,小明将一小球放在水平桌面上,且小球相对桌面静止.关于小
球与列车的运动,下列说法正确的是( )
A.若小球向前滚动,则磁悬浮列车在加速前进
B.若小球向后滚动,则磁悬浮列车在加速前进
C.磁悬浮列车急刹车时,小球向前滚动
D.磁悬浮列车急刹车时,小球向后滚动
【解析】BC 列车加(减)速时,小球由于惯性保持原来的运动状态不变,相对于车向后(前)滚动,故
B、C正确.
4.下列现象中不能用惯性知识解释的是 ( )
A.跳远运动员的助跑速度越大,跳远成绩往往越好
B.用力将物体抛出去,物体最终要落回到地面上
C.子弹离开枪口后,仍能继续高速向前飞行
D.古代打仗时,使用绊马索能把敌方飞奔的马绊倒
【解析】B 跳远运动员助跑后跳起,由于惯性仍保持向前的运动状态,故速度越大,向前冲出的距
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