1 第1节 牛顿第一定律
1．力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运
动状态的原因。
2．一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。
3．一切物体都具有保持原来匀速直线运动状态或
静止状态的性质，叫惯性。
4．质量是物体惯性大小的唯一量度。
一、从亚里士多德到伽利略
1．亚里士多德的观点：地上的运动分为两类
(1)天然运动：无须外力的帮助、自身就能实现，如气、火等轻的东西向上运动，重的东西向下运动。
(2)受迫运动：必须依靠外力的不断作用才能维持，外力消失，受迫运动就会停止，如拉小车，推桌子。
2．伽利略的研究
(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。
二、牛顿第一定律 惯性
1．牛顿第一定律 2 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．惯性与质量
(1)惯性
物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态不变的性质，任何物体都具有惯性。
(2)惯性的量度
质量是惯性大小的唯一量度。
1．自主思考——判一判
(1)伽利略理想斜面实验是不科学的假想实验。(×)
(2)理想实验所得到的结论是不可靠的。(×)
(3)伽利略的“理想实验＋科学推论”的方法是一种科学方法。(√)
(4)物体的运动并不需要力来维持，要改变物体的运动状态，却必须有力的作用。(√)
(5)物体的速度越大，惯性越大。(×)
(6)物体受力越大，惯性越大。(×)
2．合作探究——议一议
(1)日常生活中，我们有这样的经验：马拉车，车就前进，停止用力，车就停下来。是否有力作用在物体上物体才能运动呢？马不拉车时，车为什么会停下来呢？
1 牛顿 三定律
牛顿第一定律
一切物体在没有受到力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态
牛顿第一运动定律（Newton's first law of motion）表明，除非有外力施加，物体的运动速度不会改变。根据这定律，假设没有任何外力施加或所施加的外力之和为零，则运动中物体总保持匀速直线运动状态，静止物体总保持静止状态。物体所显示出的维持运动状态不变的这性质称为惯性。所以，这定律又称为惯性定律。
中文名称
牛顿第一运动定律
外文名称
Newton's First law of Motion
提出者 牛顿
应用学科 物理
别名 惯性定律
适用领域范围 力和运动状态的关系
牛顿第一定律表明，一切物体在没有受到力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。换句话说，假若施加于物体的合外力为零，则物体
的运动速度为常数。根据这定律，静止的物体会保持静止，除非有合外力施加于这物体。运动中的物体不会改变其速度，除非有合外力施加于这物体。注意到速度是个矢量，物体运动速度的大小与方向都不会改变。
英国著名物理学家牛顿在伽利略等科学家研究的基础上，对大量的实验事实进行深入探究，总结出一条定律：一切物体在不受外力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态后人称之为牛顿第一定律。在高中课本是这样描述的：一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态（因为不受力的物体是不存在的）。
当描述物体运动时，只有相对于特定的物体、观察者或者时空坐标，才能确实显示出其物理行为。这些特定的标识称为参考系。假若选择了不适当的参考系，则相关的运动定律可能会比较复杂，在惯性参考系中，力学定律会展现出最简单的形式。从惯性参考系观察，任何呈2 匀速直线运动的参考系，也都是惯性参考系，否则是“非惯性参考系”。换句话说，牛顿定律满足伽利略不变性，即在所有惯性参考系里，牛顿定律都保持不变。
重难点强化练（三） 牛顿运动定律的综合应用
1．(多选)(2015·江苏高考)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图1所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力(
)
图1
A．t＝2 s时最大 B．t＝2 s时最小
C．t＝8.5 s时最大 D．t＝8.5 s时最小
解析：选AD 人受重力mg和支持力N的作用，由牛顿第二定律得N－mg＝ma。由牛顿第三定律得人对地板的压力N′＝N＝mg＋ma。当t＝2 s时a有最大值，N′最大；当t＝8.5 s时，a有最小值，N′最小，选项A、D正确。
2．如图2所示，两车厢的质量相同，其中一个车厢内有一人拉动绳子使两车厢相互靠近。若不计绳子质量及车厢与轨道间的摩擦，下列对于哪个车厢里有人的判断正确的是(
)
图2
A．绳子的拉力较大的那一端车厢里有人
B．先开始运动的车厢里有人
C．后到达两车中点的车厢里有人
D．不去称量质量无法确定哪个车厢有人
解析：选C 根据牛顿第三定律，两车之间的拉力大小相等，故A错误；有拉力后，两车同时受到拉力，同时开始运动，故B错误；两车之间的拉力大小相等，根据牛顿第二定律，总质量大，加速度小，由x＝12at2，相同时间内位移小，后到达中点，即后到达两车中点的车厢里有人，故C正确；无需称质量，可用C项办法确定哪个车厢有人，故D错误。
3．(多选)如图3(a)所示，倾角为θ的光滑斜面固定在水平地面上，一物体在水平推力F的作用下沿斜面向上运动，逐渐增大F，物体的加速度随之改变，其加速度a随F变化的图像如图(b)所示。取g＝10 m/s2，根据图(b)中所提供的信息可以计算出( )
图3
A．sin θ＝0.6 B．sin θ＝0.5
C．物体的质量为2.5 kg D．物体的质量为2.0 kg
解析：选AD 对物体受力分析，受推力、重力、支持力，如图所示，
x方向：Fcos θ－mgsin θ＝ma，从图像中取两个点(30 N,6 m/s2)，(0 N，－6 m/s2)代入解得m＝2 kg，sin θ＝0.6，选项A、D正确。
6 超重与失重
[目标定位] 1.知道超重、失重和完全失重现象，会根据条件判断超重、失重现象. 2.能够运用牛顿运动定律分析超重和失重现象．
1．超重
(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力的现象．
(2)产生条件：物体具有竖直向上的加速度．
2．失重(完全失重)
(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力的现象．
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象叫完全失重．
(2)产生条件：物体具有竖直向下的加速度．(a＝g时，对应完全失重)
1．想一想：
有人说：“在很高的山顶上，物体所受的重力要小于它在平地上所受的重力，这种现象也是失重！”这种说法正确吗？
答案 不正确，这不是失重．失重的本质是重力不变，而“视重”增大或减小．在很高的山上，物体所受的重力减小，是由于地球对它的吸引力减小了．
2．想一想：
自由落体运动的物体是处于失重还是超重状态呢？
答案 完全失重 自由下落的物体只受到重力作用，对支持物或悬挂物的拉力为零.
一、对超重和失重的理解
1．实重：物体实际所受的重力．物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化．
2．视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力，此时弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重．
3．判断物体超重与失重的方法
(1)从受力的角度判断：
①超重：物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力．
②失重：物体所受向上的拉力(或支持力)小于重力．
(2)从加速度的角度判断：
①当物体的加速度方向向上(或加速度有竖直向上的分量)时，处于超重状态．
②当物体的加速度方向向下(或加速度有竖直向下的分量)时，处于失重状态．
注意：物体处于超重还是失重状态，只取决于加速度的方向，与物体的运动方向无关．
例1 关于超重和失重，下列说法正确的是( )
A．物体处于超重时，物体一定在上升
