1　牛顿第一定律
1．下列有关奥运比赛项目的现象中，不能用惯性知识解释的是(　　)
A．射到球门框架上的足球被反弹
B．跳远运动员起跳前要助跑一段距离
C．射击比赛中，子弹离开枪膛后继续向前运动
D．百米赛跑运动员到达终点时，不能马上停下来
【答案】A
精彩回眸
2．正在行驶的汽车关闭发动机后，由于________仍然向前运动，但汽车的速度将________(填“变大”、“变小”或“不变”)，这是由于汽车受到__________的缘故．
【答案】惯性　变小　摩擦阻力
一、理想实验的魅力
新知梳理
运动
静止
维持
改变
受到外力
静止
曲线
直线
二、牛顿物理学的基石——惯性定律
1．牛顿第一定律：一切物体总保持__________________或____________，除非作用在它上面的力迫使它______________．这就是牛顿第一定律，又叫做惯性定律．
【特别提醒】牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证．
匀速直线运动状态
静止状态
改变这种状态
2．惯性：物体具有的__________________________状态或__________的性质叫惯性．
3．物体运动状态的改变，是指物体___________________发生了改变．
保持原来匀速直线运动
静止状态
速度的大小或方向
三、惯性与质量
1．惯性表现为改变物体运动状态的__________．
2．质量大的物体，运动状态________，我们说它惯性大；质量小的物体的运动状态__________，我们说它惯性小．______是物体惯性大小的唯一量度．
3．质量是______，只有大小，没有方向．单位是______，符号是______．
难易程度
难改变
容易改变
质量
标量
千克
kg
(1)实验再现
如图4－1－1甲所示，让小球沿一个斜面由静止滚下，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．
伽利略的理想实验过程是怎样的？
如果第二个斜面倾斜角度减小，如图4－1－1乙所示，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程．继续减小第二个斜面的倾斜角度，如图4－1－1丙所示，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而将沿水平面以恒定的速度持续运动下去．
(2)实验推导结论：水平面上的物体，一旦具有某一速度假设没有摩擦，物体将保持这个速度永远运动下去，即物体的运动不需要力来维持．
(3)思想方法与意义
①伽利略用“实验”＋“科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点．
伽利略的理想斜面实验虽然是想象中的实验，但这个实验反映了一种物理思想，它是建立在可靠的事实基础之上的．以事实为依据，以抽象为指导，抓住主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示了自然规律．
②第一次确立了物理实验在物理学中的地位．
③初步揭示了力和运动的关系即力不是维持物体运动的原因，而恰恰是改变物体运动状态即改变速度的原因．
1．(双选)关于伽利略的理想实验的叙述中正确的是(　　)
A．这个实验是凭空想象的
B．这个实验虽然是想象的，但它得出的结论是可靠的
C．理想实验是一种科学方法
D．理想实验是一个纯思维实验，其正确性应接受实践的检验
【答案】BC
1．明确惯性的概念
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属性——惯性，即物体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．
牛顿第一定律明确了哪些问题？
2．确定力的定义
定律的后半句话“直到有外力迫使它改变这种运动状态为止”，实际上是对力的定义，即力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动状态的原因．
3．确定了力的含义
纠正了力是维持物体运动的原因的错误观点，明确了力是改变物体运动状态的原因．牛顿第一定律指出物体不受外力作用时的运动规律，所描述的物体不受外力的状态是一种理想化的状态，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，其效果跟不受外力作用相同，因此，可以把“不受外力作用”理解为“合外力为零”．物体在某方向上不受外力或在某方向上受平衡力作用时，该方向上保持静止或匀速直线运动状态的情况是普遍存在的．
2．关于牛顿第一定律的下列说法中，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．物体的运动需要力来维持
【答案】B
1．惯性与质量的关系
(1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．
(2)惯性与物体受力情况，运动情况及地理位置均无关．
(3)质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大．
惯性的大小由谁决定的？它与物体的受力、运动速度有关吗？
2．惯性与力的关系
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，运动状态越易改变；惯性越大，运动状态越难改变．
3．惯性与速度的关系
(1)速度是表示物体运动快慢的物理量，惯性是物体本身固有的性质．
(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．惯性的表现
(1)在不受力的情况下，惯性表现为保持原有状态的本领，有“惰性”的意思．
(2)在受力的情况下，惯性表现为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．
【特别提醒】(1)一切物体，在任何情况下都具有惯性，即物体具有惯性是不需要条件的．
(2)比较惯性大小，只看质量大小，质量大则惯性大．
3．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．物体的惯性是指物体不受外力的作用时仍保持原来直线运动状态或静止状态的性质
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．惯性是物体的属性，与运动状态和是否受力无关
【答案】D
如图4－1－2所示，在一辆表面光滑足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)，两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(　　)
A．一定相碰
B．一定不相碰
C．不一定相碰
D．无法确定
力和运动状态的关系
解析：因小车表面光滑，因此球在水平方向上没有受到外力作用，原来两球与小车有相同的速度，当车突然停止时，没有任何力使小球改变运动，故两小球的速度不变，所以不会相碰．
答案：B
反思领悟：当物体不受外力，或所受合外力为零时，物体都将保持原来的速度运动，这是物体具有惯性的原因．
关于惯性的大小，下面说法中正确的是(　　)
A．两个质量相同的物体，速度大的物体惯性大
B．两个质量相同的物体，不论速度大小，它们的惯性的大小一定相同
C．同一个物体，静止时的惯性比运动时的惯性大
D．同一个物体，在月球上的惯性比在地球上的惯性小
【答案】B
【解释】质量是物体惯性大小的唯一量度，两个质量相同的物体，惯性就相同，与速度无关．故A错误，B正确．同一个物体，质量不变，静止时与运动时惯性相同，在月球上和地球上惯性相同，故CD错误．.
【例2】 伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元．在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是(　　)
A．四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快，这说明，物体受的力越大，速度就越大
B．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”
对牛顿第一定律的理解及应用
C．两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快
D．一个物体维持匀速直线运动，不需要受力
解析：

答案：D
反思领悟：牛顿第一定律说明的是物体不受外力时的运动规律．即保持静止状态或匀速直线运动状态，同时揭示了力与运动的关系．
(双选)关于牛顿第一定律的下列说法中，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．力是改变惯性的原因
D．物体在任何情况下都具有惯性
【答案】BD
【例3】 关于物体的惯性以下说法中正确的是(　　)
A．物体的运动速度越大，物体越难停下来，说明运动速度大的物体惯性大
B．汽车突然减速时，车上的人向前倾，拐弯时人会往外甩，而汽车匀速前进时，车上的人感觉平稳，说明突然减速和转弯时有惯性，匀速运动时没有惯性
对惯性现象的分析
C．在同样大小的力作用下，运动状态越难改变的物体，其惯性一定越大
D．在长直水平轨道上匀速运动的火车上，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起后，发现落回原处，这是因为人跳起后，车继续向前运动，人落下后必定向后偏些，但因时间太短，偏后距离太小，不明显而已
解析：物体的惯性大小由质量唯一确定，与物体的速度无关，A错误；一切物体均有惯性，不论物体处于加速、减速还是匀速状态，B错误；同样大小的力作用于物体上，状态越难改变，说明物体保持原来状态的本领越大，惯性也越大，所以C正确；人向上跳起后，人在水平方向不受外力作用，由于惯性，人在水平方向的速度不变，与车速相同，因此仍落在车上原处，D错误．
答案：C
反思领悟：惯性是物体“想”保持原有运动状态不变的内部因素，而力是改变物体运动状态的外部因素．
一天，下着倾盆大雨．某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了，列车进站过程中，他发现水面的形状如下图中的(　　)
【答案】C
【解释】火车进站过程为减速前进，水由于惯性要保持原来速度，而双层玻璃在不断减速，故水会前进，以双层玻璃为参考系，就相当于水前进了；故选C.
运动状态“改变难易、改变快慢”由谁决定
运动状态改变的难易是物体惯性大小的表现，是由物体的质量决定的．运动状态改变的快慢即为速度变化的快慢，是由加速度的大小决定的．运动状态改变的多少即为速度变化量的大小，是由运动加速度和所经时间共同决定的，即Δv＝a·Δt.
创新拓展
【例4】 惯性较大的物体必然会导致物体(　　)
A．运动状态的改变较难
B．运动状态的改变慢
C．运动状态的改变量较小
D．运动的速度比较大
答案：A
反思领悟：辨析此题的技巧在于以下两点：(1)要明确物体的运动状态“改变难易”“改变多少”“改变快慢”的物理意义；(2)惯性是物体固有的、内在的属性，外在表现在运动状态改变的难易程度上，其本质仍然由质量的大小决定．