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第34讲 牛顿第一定律和惯性
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课
标
精
析
例1 如图所示,一个小球被竖直抛向空中,上升过程中经过A点到达最高点B点。如果小球到达A点处时,所受的力突然全部消失,它将( C )
A.立即静止在空中A点
B.继续向上运动一段,最后静止在B点处
C.以到达A点时的速度匀速直线向上运动通过B点
D.继续向上运动一段,到达B点处后匀速直线向下运动
例2 小秋为探究“运动与力的关系”,设计了斜面实验,如图所示。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)为了使小车滑到水平面时的初速度相同,实验时应让小车从同一斜面的__同一位置(或同一高度)__滑下,这种研究问题的方法是__控制变量__(填“微小量放大”“模型”或“控制变量”)法。
(2)比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离就越__远__(填“远”或“近”),说明小车运动的速度改变得越__慢__(填“快”或“慢”)。
(3)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果水平面光滑,小车在运动时不受阻力,则小车将在水平面上做__匀速直线运动__。说明运动的物体__不需要__(填“需要”或“不需要”)力来维持。
(4)牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律,该定律__C__(填字母)。
A.能用实验直接验证
B.不能用实验直接验证,所以不能确定这个定律是否正确
C.是在大量经验事实的基础上,通过进一步推理概括得出的
例3 “牛顿第一定律”的形成,经历了伽利略、笛卡儿和牛顿等科学家不断完善的过程。
(1)伽利略经过下图所示的实验和推理得出结论:如果没有摩擦阻力和空气阻力的影响,在水平面上运动的物体将会一直运动下去。结合伽利略的结论写出图中各实验和推理的先后顺序__CAB__(用字母表示)。
A B C
(2)笛卡儿在伽利略观点的基础上进一步完善:如果运动物体不受到任何力的作用,它将继续以原来的速度沿直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向。牛顿在他们研究的基础上提出了“牛顿第一定律”,相对于“牛顿第一定律”,笛卡儿的观点有什么不足?答:__没有涉及静止物体的运动规律__。
(3)下列结论的得出,与得出“牛顿第一定律”的研究方法相同的是__B__(填字母)。
A.欧姆定律
B.真空不能传声
C.并联电路的电流特点
例4 在天宫课堂中,王亚平做了太空抛物实验,她将冰墩墩沿水平方向抛出,冰墩墩做匀速直线运动。小红同学观察后,在操场的草坪上以同样的方式抛出一个小球,小球的运动轨迹如图所示。
(1)王亚平老师将冰墩墩抛出后,冰墩墩 __有__(填“有”或“没有”)惯性,冰墩墩做匀速直线运动,说明牛顿第一定律是__正确__(填“正确”或“不正确”)的。
(2)小红抛出小球后,发现小球做__曲线__(填“直线”或“曲线”)运动,此时小球受力 __不是__(填“是”或“不是”)平衡的。
变式题 有一小球从圆弧轨道的左侧A点滑至右侧B点时,速度方向如图所示。若小球刚过B点,所受一切外力都消失,则小球的运动轨迹是( B )
A.a B.b C.c D.d
例5 在一艘做匀速直线运动的游轮上,某同学朝各个方向用相同的力进行立定跳远,则关于该同学起跳方向与跳得远近的关系,下列说法中正确的是( D )
A.与游轮运动方向一致时跳得最远
B.与游轮运动方向相反时跳得最远
C.与游轮运动方向一致时跳得最近
D.朝各个方向都跳得一样远
例6 2020·杭州惯性是物体的一种性质,下列说法正确的是( D )
A.物体运动状态改变时才有惯性
B.物体速度越大惯性也越大
C.静止或匀速运动的物体没有惯性
D.物体受力或不受力时都具有惯性
变式1 用一张A4纸折出的纸飞机,飞行距离的世界纪录为 69.14 m,相当于20层楼高。选手采用斜向上抛射的方式,若不考虑空气阻力的影响,纸飞机( B )
A.抛射至最高点的过程中,机械能总量始终在增加
B.从最高点下落过程中,重力势能转化为动能
C.抛射后继续飞行,是受惯性作用
D.落地后静止,不再具有惯性
变式2 2020年6月1日起,公安部交管部门在全国开展“一盔一带”安全守护行动,要求骑电动车等必须戴头盔(外部材料坚硬,内部材料松软),开车必须系安全带。戴头盔、系安全带能保护人的生命安全。下列分析正确的是( D )
A.发生碰撞时,头盔可增大头部的受力面积,从而增大压强
B.发生碰撞时,头盔可减小头部的惯性,从而减小撞击力
C.系安全带可减小人体的惯性,避免出现安全事故
D.系安全带可防止汽车紧急刹车时由于惯性导致的伤害
例7 某次军事演习中,一架沿水平方向匀速飞行的飞机上间隔相同时间投下