4．1 牛顿第一定律 (10分钟，10分) 1．理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠的事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．即使利用气垫导轨，也不能使实验成功 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 【答案】BCD 【解析】理想实验在实际情况下是永远不可能实现的，其条件永远是理想化的，不过，理想实验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，故A错误，BCD正确． 2．如图是伽利略的“理想实验”，根据该实验下列说法正确的是( ) A．该实验为牛顿第二定律的提出提供了有力的实验依据 B．该实验是理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础，故其结果并不可信 C．该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论 D．该实验说明了物体的运动不需要力来维持 【答案】D 【解析】该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据，故A错误．虽然是想象中的实验，但是它建立在可靠的实验基础上，其结果是可信的，故B错误．伽利略由此推翻了亚里士多德的观点，认为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，故C错误．该实验是说明了物体的运动不需要力来维持，故D正确． 3．下述有关惯性的说法中正确的是( ) A．汽车以更高速度行驶时具有更大的惯性 B．物体静止时有惯性，一旦运动起来就失去了惯性 C．质量越小的物体惯性越小 D．物体做匀速直线运动时具有惯性，但合外力不为零时惯性将消失 【答案】C 【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，与物体的运动状态或是否受力无关，物体质量越小，物体的惯性越小，故只有C正确． 4．如图所示，水平的传送带向右以速度v＝2 m/s正常运行，其左右两端A、B间的距离为8 m，一质量为1 kg的物体也向右以2 m/s的速度滑到传送带的A端．若物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5，不计空气阻力，则物体从A端传送到B端所需的时间为( ) A．4 s B．大于4 s C．小于4 s D．因为不能判断摩擦力的方向，所以无法确定 【答案】A 【解析】因物体从A处开始运动的速度与传送带的速度相同，所以物体与传送带之间无相对滑动趋势，物体既不受到滑动摩擦力的作用，也不受到静摩擦力的作用，即物体在水平方向上不受任何外力的作用．由牛顿第一定律可知，物体将保持原来的速度做匀速直线运动，因为A、B间的距离为8 m，所以物体从A运动到B的时间应为4 s，即A项正确． (20分钟，30分) 知识点一
理想实验的魅力
1．关于物体的运动状态下列说法正确的是( ) A．速度大的物体，运动状态难以改变
B．做直线运动的物体，运动状态可能发生变化 C．做曲线运动的物体，运动状态一定会发生变化 D．做自由落体运动的物体，运动状态不发生变化 【答案】BC
【解析】物体运动状态是否改变，要看其速度的大小、方向是否发生变化，故选项BC正确，D错误；物体运动状态会不会变化，取决于是否受外力作用，运动状态改变的难易程度取决于物体的质量，故选项A错误．
2．伽利略理想实验揭示了( ) A．若物体运动，那么它一定受力 B．力不是维持物体运动的原因
C．只有受力才能使物体处于静止状态 D．物体运动是因为受到力的作用 【答案】B
【解析】从伽利略的理想实验中，我们认识到当将斜面倾角减小至零时，因为物体不能上升到原有高度，故在没有力作用时物体将一直运动下去，即物体运动不一定受力，力不是维持物体运动的原因，故选项AD错，B对；在伽利略理想实验中不能说明只有受力才能使物体处于静止状态，故C错．
3．古希腊的哲学家亚里士多德根据人们的传统观点提出：必须有力作用到物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要停下来，这种认识一直持续了两千多年．直到17世纪，伽利略才根据实验指出，在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到了摩擦阻力，如果在一个没有摩擦阻力的水平面上，物体就会保持自己的速度不变．他通过一个想象的理想实验，经过严密的推理，有力地证明了他的观点的正确性，指出了亚里士多德的认识的错误性．
伽利略的理想实验和推理过程如下：如图甲所示，把两个斜面对接起来，让静止的小球沿一个斜面滚下来，小球将滚上另一个斜面．如果没有摩擦，小球将上升到原来静止时的高度．他推论出，如果减小第二个斜面的倾角(图乙)，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度，但是要通过更长的距离．继续减小第二个斜面的倾角，直至最后使它成为水平面(图丙)，小球不可能达到原来的高度，而要沿着水平面以恒定的速度运动下去．
(1)归纳一下，伽利略和亚里士多德关于“运动和力”的关系的根本分歧是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________. (2)伽利略的理想实验和推理过程，要论证他的______________________________的观点．
(3)这个实验只能是理想实验的原因是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 实际做这个实验的困难在于
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. (4)文中的哪一句话的意思最接近牛顿第一定律的内容？请把它摘录出来．
【答案】(1)伽利略：物体不受力也能运动；亚里士多德：物体受力才能运动 (2)如果
没有力作用在物体上，物体能一直运动下去 (3)现实中不受力的物体是不存在的 摩擦阻力不可能小到为零，且没有无限长的平面 (4)如果在一个没有摩擦阻力的水平面上，物体就会保持自己的速度不变
知识点二
牛顿第一定律
4．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或匀速直线运动状态
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
【答案】CD
【解析】牛顿第一定律不是实验定律，A错；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；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正确；综上所述，选项D正确．
5．做自由落体运动的物体，如果下落过程中某时刻重力突然消失，其他阻力不计，物体的运动情况将是( )
A．悬浮在空中不动 B．速度逐渐减小
C．保持一定速度向下做匀速直线运动 D．无法判断 【答案】C
【解析】物体自由下落时，仅受重力作用，重力消失以后，物体将不受力，根据牛顿第一定律的描述，物体将以重力消失瞬间的速度做匀速直线运动，故应选C.
6．火车在平直轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有人向上跳起，发现仍落回原处，这是因为( )
A．人跳起后，车厢内空气给他一个向前的力，带着他随同火车向前运动
B．人跳起的瞬间，车厢地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动
C．人跳起后，车厢继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只是上升时间很短，偏后距离太小，不明显而已
D．人跳起后直至落地，在水平方向人和车始终有相同的速度 【答案】D
【解析】人随火车共同运动，具有向前的速度，当人向上跳起后，由于惯性将保持原水平方向的速度，所以仍落回到车的原处．
7．如果正在运动的物体所受的一切力忽然消失，那么( ) A．物体的运动速度立即减为零
B．物体沿原来的运动方向做匀速直线运动 C．物体保持力消失之前的运动状态不变 D．以上三种情况都有可能 【答案】BC
【解析】根据牛顿第一定律易知BC正确，AD错误． 8.
2024-2024学年高一物理人教版必修1练习：4.1牛顿第一定律 Word版含解析
