25 牛顿第一定律、惯性、力与运动的关系、探究阻力对运动的影响-2023年初中物理自主招生讲义

初中物理自主招生讲义25 牛顿第一定律、惯性、力与运动的关系、探究阻力对运动的影响 一．牛顿第一定律的概念（共3小题） 【知识点的认识】 （1）牛顿第一定律的内容：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态． （2）由牛顿第一定律可知，物体的运动是不需要力来维持的即力不是维持物体运动的原因，此外，要改变物体的运动状态，就必须对物体施加力的作用，即力是改变物体运动状态的原因． （3）牛顿第一定律不是实验定律，而是通过分析实验，再进一步概括、推理得出的并经受住了实践的检验． 【命题方向】 （1）根据牛顿第一定律出题：例如教室里静止的吊灯当它不受任何外力时将保持的状态？ （2）与一对平衡力结合出题：一个物体在不受力或受平衡力原来物体的运动状态将会怎样变？ 例1：小雨同学通过绳子拉着一石块在水平桌面上做匀速圆周运动，假设它受到的力全都消失，则该石块将（　　） A．做匀速直线运动 B．继续做匀速圆周运动 C．落到地面上 D．立即停止运动 例2：一个物体在一对平衡力的作用下，沿光滑水平面做匀速直线运动，当这对平衡力突然消失，则物体将（　　） A．立即停止运动 B．运动速度越来越快 C．速度减慢，最后停止 D．仍做匀速直线运动 【解题方法点拨】 应注意从以下四个方面理解牛顿第一定律：（1）“一切”是说定律对所有物体普遍适用． （2）“没有受到力的作用”是指定律成立的条件，包含两层意思：一是理想情况，即物体确实没有受到任何外力作用；二是物体所受各力的合力为零． （3）“总”指的是总这样，没有例外． （4）“或”即两种状态居其一，不能同时存在．定律表明：物体不受力时，原来静止的物体将永远保持静止状态，原来运动的物体将永远做匀速直线运动．考虑问题也应从这两方面来考虑，首先判断物体原来的运动状态，然后再根据牛顿第一定律来解答． 一．牛顿第一定律的概念（共3小题） 1．牛顿第一定律告诉我们：一切物体在　 　时，总保持静止或匀速直线运动状态。利用如图所示的实验装置，能否直接得到该定律？答：　 　。 2．在光滑的水平面上有一物体向右匀速运动，当它受到一个沿水平方向向右的力的作用时，物体的速度将　 　（填“增加”“减小”或“不变”）；当撤去此力后，物体将作　 　运动（填“曲线”“减速直线”或“匀速直线”）。 3．牛顿曾研究过这样一个问题：他发现人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面，于是牛顿提出了一个“大炮”的设想，如图是他画的“大炮”草图﹣﹣在地球的一座高山上架起一只水平大炮，以不同的速度将炮弹平射出去，射出速度越大，炮弹落地点就离山脚越远。他推想：当射出速度足够大时，炮弹将会如何运动呢？牛顿通过科学的推理得出了一个重要的结论。这就是著名的“牛顿大炮”的故事，故事中牛顿实际也用到了理想实验的研究方法。（1）研究中牛顿基于的可靠事实是 　 　。 （2）根据以上资料和牛顿的“大炮”草图，推测牛顿当年的重要结论是 　 　。 （3）如今，牛顿当年的推测已变成了现实，人们应用他的推论，利用现代科技制成了 　 　。 二．探究阻力对物体运动的影响（共4小题） 【知识点的认识】 设计实验：取一辆小车，使它三次都在斜面上的同一高度处从静止开始沿斜面运动到水平面上．每次水平面表面的粗糙程度都不同，第一次在水平面上铺毛巾，第二次换成棉布，第三次去掉所铺棉布，比较小车每次在水平面上的运动情况有什么不同． 实验现象：按以上设计进行实验，实验现象如图所示，并将实验的结果填在下表中． 接触面 小车受到阻力的大小 小车运动的距离 毛巾 最大 最短 棉布 较大 较短 木板 最小 最长 现象分析：小车分别滑过毛巾、棉布、木板表面时，由于毛巾表面最粗糙，阻力最大，使小车很快就停下来，运动的距离最短；而木板表面最光滑，阻力最小，小车运动的距离最长．通过小车在不同表面运动的距离不同，说明小车受到的阻力越小，速度改变越慢，小车越不容易停下来． 实验结论：平面越光滑，小车运动的距离越大，这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢． 实验推理：如果水平面表面绝对光滑，小车受到的阻力为0，速度不会减小，小车将以恒定不变的速度运动下去． 【命题方向】 本实验探究的问题，实验探究过程中用到的物理学方法：控制变量法、推理法等是命题方向． 典例：在探究“力对物体运动的影响”的实验中，在水平桌面上分别铺上分别粗糙程度不同的毛巾、棉布、玻璃，让小车自斜面顶端从静止开始滑下，小车从同一高度滑下后，在不同物体表面上运动的距离如图所示． （1）实验时小车每次都从斜面顶端滚下，是为了让小车在这些物体表面开始运动的 　 　相同． （2）由图示可知，小车在玻璃上运动的距离最 　 　，这说明小车受到的阻力越