内容正文:
3.4牛顿第一定律
【思维导图】
【知识点全掌握】
一、牛顿第一定律
1. 内容:一切物体在没有受到外力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。牛顿第一定律也叫惯性定律
2. 两个结论:力是改变物体运动状态的原因;物体的运动不需要力来维持
3. 对牛顿第一定律的理解
1) 牛顿第一定律的研究对象是“一切物体”,这里包括运动的物体和静止的物体
2) 牛顿第一定律成立条件是“没有受到外力的作用”,即物体不受外力作用时的运动规律,它描述的是一种理想状态,而实际中不受外力作用的物体是不存在的,当物体受到的外力的合力为零时(受到平衡力的作用),其作用效果跟不受外力作用时相同,因此,我们可以把“没有受到力的作用”推广为“合力为零”
3) 物体在没有受到外力作用的时候,是保持静止状态还是匀速直线运动状态,这要看物体的初始状态,若物体原来是运动的,在没有受到外力作用的时候,将保持匀速直线运动状态
二、惯性
1. 定义:一切物体都有保持原有的速度大小和运动方向的性质,即惯性
2. 惯性是物体本身具有的性质,是物体的固有属性,它不随外界条件及物体的运动状态的的改变而改变,一个物体在任何条件下,在任何状态下都具有惯性
3. 惯性是一种性质,不是力,因此不能理解为“受到惯性作用”
4. 物体的惯性的大小只与物体的质量有关。物体的质量越大,惯性越大,物体的惯性与运动速度等因素无关
5. 惯性和惯性定律的区别
惯性是物体的固有属性,而惯性定律是物体的运动规律,惯性在任何情况下都存在,惯性定律是只有当物体不受外力作用时才遵守的规律
【例题精析】
[例题1] 如图所示,小球静止在弹簧上。在不计空气阻力的情况下,若小球受到的重力突然消失,下列关于小球的运动状态的描述正确的是( )
A.仍保持静止状态
B.做匀速直线运动
C.先做加速直线运动,后做匀速直线运动
D.先做加速直线运动,后做减速直线运动
[例题2] 航天员王亚平在太空授课时,将拴着小球的细线固定在支架上,给小球一个初速度,使其在“天宫一号”内做匀速圆周运动。此过程中( )
A.小球受力平衡
B.小球的速度不变
C.如果将细线剪断,小球将做匀速直线运动
D.细线对小球的拉力为零
[例题3] 北京时间2022年10月31日,搭载空间站梦天实验舱的“长征五号”运载火箭,在我国文昌航天发射场准时点火发射。如图所示,火箭助推器燃料燃烧完后脱离火箭,助推器将( )
A.立即下落 B.静止在空中
C.先下落后上升再下落 D.先上升后下落
[例题4] 如图所示为掷出的实心球的运动轨迹,若当实心球在最高点时所受的外力全部消失,实心球将( )
A.保持静止状态
B.向上做匀速直线运动
C.水平向右做匀速直线运动
D.竖直向下做加速直线运动
[例题5] 某次演练中,直升机悬停于高空,一伞兵(含伞)跳伞后竖直降落,其速度与时间的关系如图所示。下列判断正确的是( )
A.在0~t1内,伞兵受到阻力保持不变
B.在t1~t2内,伞兵受到的重力和其所受的空气阻力相互平衡
C.在t2~t3内,伞兵受到的阻力保持不变
D.在t3~t4时间内,伞兵打开了降落伞,其所受阻力比t1~t2时间内的大
[例题6] 力能改变物体的运动状态,如图是踢足球时,足球运动的路径。下列过程中足球的运动状态没有发生改变的是( )
A.足球飞到最高点时 B.足球从空中下落时
C.在草地上越滚越慢时 D.最后停在地面上时
[例题7] 如图所示,一氢气球吊着一重物以1m/s的速度匀速竖直上升,在上升过程中,吊物体的绳子突然断了,则在绳子断开后,物体将( )
A.立即下落,且速度越来越大
B.先上升一段距离,再下落
C.立即下落,且速度越来越小
D.由于惯性,物体以1m/s的速度匀速上升
[例题8] 如图所示,将系在细线下的小球拉至A点释放,小球将在A、C两点之间往复摆动,下列分析中正确的是( )
A.小球摆至B位置时,如果细线突然断裂,则小球将静止
B.小球摆至B位置时,若一切外力消失,则小球将竖直下落
C.小球摆至C位置时,若细线突然断裂,则小球将竖直下落
D.小球摆至C位置时,若一切外力消失,小球将斜向上做匀速直线运动
[例题9] 如图所示,从车厢顶的A处有一小球自由落下,结果落在底板上的B处,则此时车厢所处的运动状态可能是( )
A.匀速向左运动 B.匀速向右运动
C.向左减速运动 D.向右减速运动
[例题10] 如图所示,在一辆表面光滑的小车上,质量分别为m1,m2的两个小球随车一起做匀速直线运动。假设小车无限长,其它阻力不计。若小车突然停止运动,则两小球( )
A.若m1>m2,则一定相碰
B.若m1<m2,则一定相碰
C.不论m1和m2的大小关系如何,两球一定相碰
D.不论m