课时8.1 牛顿第一定律 惯性--【帮课堂】2024-2025学年八年级物理下册同步学与练（ 教科版2024）

第八章 力 课时8.1 牛顿第一定律 惯性 2022年课程标准 物理素养 2.2.5 通过实验和科学推理，认识牛顿第一定律。能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。 物理观念：知道牛顿第一定律的内容，理解影响惯性大小的因素。 科学思维：通过实验和科学推理，认识牛顿第一定律。 科学探究：了解伽利略在探究“阻力对物体运动的影响”时运动的思维方法，体会科学推论在科学研究中的应用。 科学态度与责任：通过生活经验和大量事实认识惯性，培养学生对科学的认识，激发学生的创新精神。 知识点1：牛顿第一定律 1. 两种观点 物理学家 亚里士多德 伽利略 生活现象 拉小车，小车走，不拉小车，它就停下来 小车开始运动是因为受到拉力，不拉之后停下来时因为收到阻力 只有不断地给是球施加力，它才会一直运动，不然就会停下来 足球开始运动是因为受到人踢球的力，最后在地面停下来是因为受到她面的阻力 观点 如果要使一个物体持续运动就必须对它施加力的作用，如果这个力被撤销，物体就会停止运动。也就是“物体运动要靠力来维持” 物体的运动并不需要力来维持，运动的物体之所以会停下来，是因为受到了阻力，即力是改变物体运动状态的原因 2.实验探究：阻力对物体运动的影响 实验猜想 阻力可能是使物体运动速度减小的原因 实验设计 取一辆小车，让它三次都从斜面的同一高度由静止滑下。第一次，在水平面上铺毛巾，第二次在水面上铺棉布，第三次让小车在水平模板上滑行。水平面的表面状况反映物体所受到的阻力大小，比较小车每次滑行的距离有什么不同。 实验器材 小车、斜面、棉布、木板、毛巾、刻度尺等 实验过程 （1）在水平面上铺上表面最粗糙的毛巾，让小车从斜面上适当位置由静止滑下，观察小车在毛巾表面上运动的距离； （2）撤去毛巾，铺上表面较粗糙的棉布，让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在棉布表面上运动的距离； （3）撤去棉布，铺上较为光滑的木板，让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在木板表面上运动的距离。 实验记录 接触面 小车受到阻力大小 小车运动的距离 小车速度减小的情况 毛巾表面 较大 较近 很快 棉布表面 较小 较远 较快 木板表面 最小 最远 较慢 实验结论 小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，小车运动的距离越远。 归纳总结 如果运动的物体受到的阻力为零，速度就不会减小，物体将以恒定不变的速度永远运动下去。由此可以说明伽利略的说法是正确的即物体的运动不需要力来维持 （1）控制变量法 实验中让小车从斜面上同一位置（顶端）由静止滑下，控制了小车到达水平面时的速度相同，只改变水平面的粗糙程度（即阻力大小），研究阻力对运动状态的影响。 （2）理想实验法（或科学推理法） 我们周围的物体表面没有绝对光滑的，物体都要受到力的作用。因此物体受到阻力为零的情况是不存在的，物体受到阻力为零时的运动状态就不能用实验直接验证，只能根据实验现象作进一步推测。但这个结论是以实验为基础，通过分析事实，再进一步推理得出的，所以是有科学依据的，这种方法称为“理想实验法也叫做“科学推理法”。“真空不能传声”也运用了这种研究方法。 3. 牛顿第一定律 （1）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）对牛顿第一定律的理解 一切 “一切”说明该定律对所有物体都是普遍适用的，没有特例，不论固体、液体，还是气体都适用 没有受到力的作用 “没有受到力的作用”是指定律成立的条件，“没有受到力的作用”包含两层意思：一是该物体确实没有受到任何外力的作用，这是一种理想化的情况，实际上，不受任何外力作用的物体是不存在的；二是该物体所受力的合力为零，它的作用效果可以等效为不受任何外力作用时的作用效果 总 “总”指的是总是这样，没有例外 或 “或”指两种状态必居其一，不能同时存在。也就是说，物体如果没有受到力的作用，原来静止的物体仍保持静止状态，而原来运动的物体将保持原来的速度大小和方向继续做匀速直线运动 （3）运动状态和力的关系 力是改变物体运动状态的原因，若不受力，则运动状态不改变；反之，如果物体的运动状态发生了改变则物体一定受到了力的作用。 （4）有关牛顿第一定律的两个易误问题 ①由牛顿第一定律可知，一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，说明物体的运动不需要力来维持，原来运动的物体，不受任何力的作用时，将保持匀速直线运动状态，原来静止的物体将保持静止。因此我们应当切记“力是改变物体运动状态的原因” ②牛顿第一定律不是实验定律，而是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括出来的。由该定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验，因此它已经成为公认的物理学基本定律之一。 无外力作用时，物体将保持静止状态或匀速直线运动状态而物体究竟保持什么状态，则由它原来的运动状态决定。原来静止的物体在不受力时将保持静止，原来运动的物体在不受力时将保持原来的速度大小和运动方向做匀速直线运动。可简记为“静者恒静，动者恒动” 【例1】下列叙述中不符合物理史实的是（　　） A．亚里士多德认为要维持物体的运动，就必须给它施加一定的力，不受力而能够一直运动的物体是不存在的 B．意大利物理学家伽利略通过理想实验发现：运动物体如果不受其他力的作用，将会继续保持同样的速度沿直线“永恒”运动下去 C．牛顿是英国著名的物理学家和数学家，他发现了万有引力定律和光的色散，总结了牛顿运动三定律，奠定了经典物理学的基础 D．牛顿总结了伽利略等人的研究成果，并通过大量实验证明了牛顿第一定律 【例2】疫情过后，大家更加注重锻炼身体，篮球便是很多青少年喜欢的其中一项运动。篮球从地面弹起向上运动时，如果它所受的一切外力同时消失，那么它将（　　） A．立刻停在空中 B．立刻向下加速运动 C．向上做匀速直线运动 D．先减速上升，后加速下降 知识点2：惯性 1. 现象探究：惯性现象 项目 猛然敲击下方的象棋 迅速击打硬纸片 小车突然停止了运动 实例 实验现象 纸条被抽走了，杯子却留在原地 硬纸片被打飞了，鸡蛋落人了装有水的杯中 小车受阻停止了运动，木块却离开了小车 现象分析 纸条受到拉力作用，由静止变为运动，杯子不受拉力的作用保持原来的静止状态，留在了原地 硬纸片受到击打力的作用，由静止变为运动，纸片上的鸡蛋不受击打力作用，保持原来的静止状态，在重力作用下落人杯中 木块不受阻力的作用，保持原来向前的运动状态，滑离了小车 归纳总结 原来处于静止状态的物体，具有保持静止状态的性质；原来处于运动状态的物体，具有保持运动状态的性质，即物体都有保持原来运动状态不变的性质 2.惯性：一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，我们把这种性质叫做惯性，也就是静止的物体有保持静止的性质，运动的物体有保持运动的性质。 3.对惯性的四点认识 （1）惯性的普遍性：一切物体在任何情况下都具有惯性。 （2）惯性大小的决定因素 惯性的大小是由物体的质量决定的，质量越大，惯性越大，而与物体的形状、运动状态、所处位置、受力情况等外界因素无关。 （3）惯性与牛顿第一定律的区别 ①惯性是物体本身的一种属性，而牛顿第一定律是物体不受力时遵循的运动定律。 ②任何物体在任何情况下都具有惯性，牛顿第-定律只有物体不受力时才成立。 （4）惯性与力的区别 项目 惯性 力 性质不同 惯性是物体自身的性质，始终具有；与外界条件无关 力是物体对物体的作用，物体间有相互作用时才有，一个物体不会产生力 要素不同 惯性只有大小，大小与质量有关 力不仅有大小，还有方向和作用点 效果不同 保持物体运动状态不变 改变物体的运动状态 表述不同 应说“由于惯性”、“具有惯性”，绝不能说成“惯性力”、“受到惯性”、“受到惯性的作用” 应说“受到力”、“施加力”、“在力的作用下”等 惯性记忆口诀 物体有惯性，惯性物属性，无论动与静，大小质量定。 4. 惯性现象 （1）概念：物体由于具有惯性而表现出来的现象叫做惯性现象。 （2）惯性的利用 生活中利用惯性可带来很多方便，例如：锤头松了，把锤柄在石头上憧击几下就可套紧锤头；跳远时助跑可以跳得更远；拍打衣服除掉上面的灰尘；洗手后用力用等，都是利用了物体具有惯性。 （3）惯性的危害及防止 惯性有时会给人们带来危害，需要防范。如骑车太快容易发生事故，车速太快、车距太近容易发生交通事故，车辆在急速转弯时容易翻车等。为此，交通部门制定了相关规定，如要求小型客车的乘客必须系安全带，防止汽车突然刹车时，人由于惯性向前运动而造成伤害，车辆行驶中要保持车距，限制车速，禁止超载等。 【例3】匀速上升的气球下面悬挂着一个小石块，当细线突然断了以后，石块的运动状态是（　　） A．减速上升一段距离后加速下降 B．匀速上升一段距离后加速下降 C．继续匀速上升 D．立即加速下降 问题一：牛顿第一定律的内容及理解 解法通则 【典例1】关于牛顿第一定律，下列叙述正确的是（　　） A．物体总保持匀速直线运动或静止状态 B．一切物体在没有受到外力作用时总保持匀速直线运动状态和静止状态 C．一切物体在没有受到外力作用时总保持匀速直线运动状态或静止状态 D．一切物体在受到外力作用时一定 不会保持匀速直线运动状态或静止状态 【变式1-1】关于力与运动的关系，下列说法正确的是（　　） A．物体受到力的作用时，运动状态一定会发生改变 B．物体不受力的作用时，一定处于静止状态 C．物体运动状态发生改变时，一定受到力的作用 D．物体静止时，一定不受力的作用 【变式1-2】下列关于运动和力的说法错误的是（　　） A．物体运动状态改变一定受到力的作用 B．力是维持物体运动状态的原因 C．力是改变物体运动状态的原因 D．运动的物体不一定受力的作用 问题二：根据牛顿第一定律判断物体的运动状态 【典例2】一个氢气球下用细线悬挂一个重物匀速上升，不计空气阻力，若细线突然断裂时，会出现的现象，可能正确的是（    ） A．氢气球将保持原来的速度继续匀速上升 B．重物立即加速下落 C．重物将先上升后下落 D．重物保持原速度一直上升 【变式2-1】根据实验推论判断，当悬挂小球的单摆运动到右侧最高点时，假设小球受到的力全部消失，小球处于怎样的运动状态？下列选项中正确的是（　　） A．做匀速圆周运动 B．做匀速直线运动 C．继续来回摆动 D．保持静止状态 【变式2-2】实心球是体育中考的测试项目之一、小华用力扔实心球，如图所示是实心球离手后在空中的运动轨迹（不考虑空气阻力的影响），飞行过程中受到 个力的作用。由于受到 的作用，它会落到地面上。在Q点时如果所受的外力全部消失，实心球将 （静止/沿a方向运动/沿b方向运动/沿c方向运动）。 问题三：惯性 【角度1】惯性的概念及理解 【典例3】2022年2月6日，中国女足以3比2逆转韩国队取胜，获得亚洲杯冠军。如图所示是女足队员王霜踢球时的情景，下列说法正确的是（　　） A．踢出去的足球继续滚动，是因为足球还受到脚对它的作用力 B．踢出去的足球继续滚动，是因为受到了惯性力的作用 C．滚动的足球最终停下来，说明运动需要力来维持 D．踢球时，脚对球施加的力大小相等，其作用效果不一定相同 【变式3-1】在无风的篮球馆内竖直向上抛出篮球，当球上升到最高点的瞬间，不计空气阻力，它受到的力有（　　） A．不受力 B．只有重力 C．重力和惯性力 D．重力和手的推力 【变式3-2】如图所示，用力击打一摞棋子中下面的某一个时，该棋子飞出而上面的棋子直接落下，下列说法正确的是（　　） A．上面的棋子落了下来，是因为惯性 B．击打靠近下面的棋子效果更好 C．上面的棋子没有飞出是因为没有受到摩擦力 D．该棋子飞出利用了该棋子的惯性 【角度2】惯性大小的影响因素 【典例4】如图是学生中的流行玩具——指尖陀螺。飞叶一般采用密度大的金属制作，目的是通过增大质量的方法来增大飞叶的 。小李同学在玩耍时不小心被指尖陀螺打到感觉到疼，这说明物体间力的作用是 的。 【变式4-1】舰载机在航母上降落时必须适时放下舰钩，钩住甲板上的拦阻索，达到强行减速的目的，这个过程中，舰钩对拦阻索的拉力 （选填“大于”“等于”或“小于”）拦阻索对舰钩的拉力．舰载机的惯性 ，舰载机上飞行员的惯性 ．（后两空均选填“变大”“不变”或“变小”）． 【变式4-1】2024年4月25日，神舟十八号飞船搭载长征二号F遥十八运载火箭直冲云霄，在火箭加速上升的过程中，飞船的惯性 （选填“增大”、“不变”或“减小”），飞船与空间站成功对接后，以空间站为参照物，神舟十八号飞船是 的（选填“运动”或“静止”）。 【角度3】生活中的惯性现象 【典例5】如图所示，小球和小车先一起在水平桌面上做匀速直线运动，一段时间后，相机先后拍下了甲、乙两图片，拍照过程中小车可能（   ） A．向西减速 B．向西加速 C．向东减速 D．向东加速 【变式5-1】如图所示，飞机要在飞行中向目标处空投救灾物品，空投位置会在 （选填“A”“B”或“C”）点处。救灾物品在空中加速下落的过程中，其惯性将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【变式5-2】物理老师演示了一个实验，如图所示，将一细棒从苹果中间穿过，初始时细棒竖直，苹果由于 静止，然后用铁锤敲击棒的上端，在敲击的过程中，看到苹果相对于细棒向 运动。 【角度4】惯性的利用及危害防止 【典例6】乘客乘坐汽车时系好安全带，可以防止 （选填“快速启动”或“紧急刹车”）时，由于 （选填“汽车”“乘客”或“安全带”）的惯性而受到伤害。 【变式6-1】乘客乘坐汽车时系好安全带，可以防止 （选填“快速启动”或“紧急刹车”）时，由于 （选填“汽车”“乘客”或“安全带”）的惯性而受到伤害. 【变式6-1】下列事例中，属于防止惯性的不利影响的是（　　） A．跳远运动员起跳前助跑 B．拍打衣服时，灰尘脱离衣服 C．汽车驾驶员驾车时必须系安全带 D．洗完手后用力甩几下，手上的水就被甩干了 问题四：探究阻力对物体的运动影响 【典例7】理想实验是研究物理规律的一种重要的思想方法，它能深刻地揭示物理规律的本质。如图1所示，是伽利略著名的斜面理想实验，实验设想的步骤有：    (1)如图1所示，把两个斜面对接，让小球由静止开始从左侧斜面上高为h处滚下，如果没有摩擦，小球将达到右侧斜面 （选填“相同”或“不同”）高度的地方； (2)如图1所示，不断减小右侧斜面的倾角，直到使它成为水平面，小球因不可能达到原来的高度h，就要沿着水平面以 （选填“恒定”或“变化”）的速度持续运动下去； (3)在研究“阻力对物体运动的影响”的实验中（如图2所示），让同一小车从斜面上相同的高度由静止滚下，在粗糙程度不同的平面上运动，小车在水平方向上受阻力的大小可通过小车的 表现出来； (4)当要研究某个物理量与多个因素的关系时，一般要采用 法。例如：在探究摩擦力与什么因素有关的实验中（如图所示），要研究摩擦力的大小与压力大小关系，就要多次改变 ，同时保持接触面的 不变。 【变式7-1】图甲所示是“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置。 （1）小车在同一斜面同一位置由静止释放，是为了让小车在这些物体表面开始运动的 相同； （2）实验过程中，应将“毛巾”填写在表格中 （选填“①”或“②”）位置；③的位置应该填写 ； 序号 表面材料 ③ ④ 1 ① 2 棉布 3 ② （3）根据实验现象推理：如果小车受到的阻力越来越小，直到变为零，小车将 ，这一步所用方法和下列 选项的方法相同； A．探究平面镜成像规律时，用棋子代替棋子的像 B．如果将瓶内抽成真空，将听不到铃声 C．探究摩擦力大小与压力大小的关系时，控制接触面粗糙程度相同 D．用光线来研究光的直线传播 （4）根据力与运动的关系，如图乙所示你认为正确的观点是 。 A．小明　　B．小华　　C．都正确　　D．都不正确 【基础强化】 1．发现日月星辰的运转与苹果下落等有着某些相似，经过长时间的探索，建立了著名的万有引力定律，被誉为“经典力学奠基人”的物理学家是（　　） A．伽利略 B．牛顿 C．爱因斯坦 D．杨振宁 2．下列关于力的说法正确的是（　　） A．力是维持物体运动的原因 B．质量越大，惯性越大 C．形状规则、质量分布均匀的物体质量在物体的几何中心 D．用弹簧测力计不能测出物体所受的重力 3．如图所示，用力击打一摞棋子中间的一个，如果在该棋子飞出时，一切力全部消失，则该棋子上方的棋子会（　　） A．落在原位置的下方 B．跟被击打的棋子一同飞出 C．会向上飞走 D．会悬停在空中静止 4．如图所示是一名中学生在体育测试时投掷实心球的情景，下列说法正确的是（　　） A．在空中上升过程中，实心球做的是匀速直线运动 B．在空中下降过程中，实心球运动速度越来越慢 C．在地上滚动最终停下来，说明力能改变物体的运动状态 D．停止运动后，具有的惯性将会立即消失 5．2024年5月28日，神舟十八号航天员叶光富、李聪、李广苏经过约8.5小时密切配合，圆满完成首次出舱活动。如图所示是李广苏正在出舱口的画面。下列说法正确的是（　　） A．出舱时以舱门为参照物，李广苏是静止的 B．出舱时需要系安全绳，是为了减小李广苏的惯性 C．李广苏出舱时不用继续用力也会向前运动，是因为受到了惯性的作用 D．李广苏出舱时若所有外力都消失，李广苏将做匀速直线运动 6．2024年2月16日，在卡塔尔多哈举行的世界游泳锦标赛游泳项目男子200米蛙泳决赛中，中国游泳运动员董志豪夺得冠军。下列有关说法正确的是（    ） A．董志豪向后蹬水，不会受到向前的力 B．董志豪在比赛中平均速度最快 C．董志豪游得越快，惯性越大 D．董志豪在游泳时，要不断用力说明运动需要力来维持 7．乒乓球被称为中国的“国球”，深受同学们喜欢。关于乒乓球运动中蕴含的力学知识，下列说法正确的是（　　） A．乒乓球在空中飞行时受到了向前的推力 B．乒乓球的质量小，所以容易被快速抽杀 C．空中飞行的乒乓球，如果所受的力全部消失，它将立即停止 D．球拍击球时，只能改变乒乓球的运动方向 8．北京时间8月1日，东京奥运会田径比赛男子100米半决赛中，苏炳添发挥出色，跑出9秒83的成绩一举打破亚洲纪录。他在小组中排名第一，成功进入决赛。下列描述错误的是（    ） A．苏炳添听到发令枪声是通过空气传入人耳 B．起跑时，苏炳添用力向后蹬起跑器，起跑器反过来给他一个向前的作用力 C．苏炳添在赛道上，速度越快，惯性越大 D．苏炳添冲过终点，由于惯性不能立即停下来 9．如图所示，是端午节赛龙舟时的情景，当运动员向后划桨时，龙舟就向前行进，说明力能改变物体的 ，当运动员停止划桨后，龙舟还能继续前进一段距离，这是因为龙舟具有 。 10．子弹离开枪口后仍能高速向前飞行，这是由于子弹具有 ，但速度会逐渐减少，最终会落到地面上来，这是由于子弹受到 和 作用的结果。 11．汽车刹车后，还能继续向前运动，这是因为小车具有 ；但汽车运动一段距离后又会停下，这是因为它受到 作用的原因。 【能力培优】 12．如图所示是我国运动员在北京冬奥会上参加冰壶比赛时的情景。冰壶被掷出后，会沿水平冰面滑行得越来越慢，关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．掷出后的冰壶继续向前滑动，这个过程中一直受到手的推力 B．掷出后的冰壶运动过程中受到的摩擦力越来越大 C．冰壶在水平冰面滑行的过程中，冰壶所受的合力不为零 D．冰壶在水平冰面滑行的过程中，冰壶的运动状态不变 13．如图所示的投壶是中国古代士大夫宴饮时的一种投掷游戏，也是一种礼仪。游戏时，需把箭投向壶里，投中多的为胜。在投壶中（不计空气阻力），下列说法正确的是（   ） A．在空中飞行的箭受到重力和手对箭的作用力 B．掷出的箭能在空中飞行是由于受到惯性作用 C．空中飞行的箭所受重力的方向为竖直向下 D．若飞行的箭所受外力消失，箭将静止在空中 14．（多选）如图甲为某同学“探究阻力对物体运动的影响”实验装置。实验中该同学先后三次将同一小车放在同一斜面上的同一高度，然后分别用不同的力推了一下小车，使其沿斜面向下运动，逐渐减小水平面的粗糙程度，观察小车运动的距离，从而得出力和运动的关系。关于该实验下列说法正确的是（　　） A．实验中分别用不同的力推了一下小车，使其沿斜面向下运动，这是错误操作 B．小车在毛巾表面上滑行的距离最短，在木板上滑行的距离最远，这是实验结论 C．平面越光滑，小车运动的距离越远，这是实验结论 D．实验结论就是牛顿第一定律 15．如图是实心球离开手后在空中的运动轨迹不考虑空气阻力的影响，实心球离开手后能继续向前运动是由于实心球具有 。当实心球运动到最高点Q时，所受的外力全部消失，实心球将 （选填“静止”、“沿a方向运动”、“沿b方向运动”或“沿c方向运动”）。 16．如图所示，将小球从a点由静止释放后经过最低点c后到达最高点b过程中。则小球在c点时受力 （选填“平衡”或“不平衡”）；当小球到达最高点b时，若绳子突然断裂，则小球将沿路线 （选填“①”“②”或“③”）运动。 17．如图所示，（a）主要表示力能使物体发生 。汽车运动时驾驶员相对于座位是 的，（b）是汽车刹车时的状态，刹车时汽车的惯性将 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。 18．《动物世界》节目里有这样一个画面，一只大老虎在追赶一只小羚羊，它们的速度非常接近。羚羊突然一个急转弯，而老虎却转不过弯来。请你用物理知识解释羚羊容易转弯而老虎不易转弯的原因。 19．阅读下面的新闻报道，其中出现了一处科学性错误，请指出错误的字句并改正：遇险情急刹车乘客受伤，本报讯今天清晨6:30，本市2路公共汽车在行驶途中遇险情，司机紧急刹车，有三名坐在后排的乘客由于突然失去惯性向前急冲而受伤。 20．阅读短文，回答下列问题； 汽车安全带 汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置，如图甲。 安全带结构一般由软带、卷带装置等部分组成，软带做得很宽，汽车正常行驶时，卷带装置中的卷收器借助弹簧，如图乙，使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛。 当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，安全带能在人尚未移动时拉紧软带，将乘员紧紧地绑在座椅上，起缓冲保护作用。待冲击力峰值过去时，适当放松安全带，避免因拉力过大造成二次伤害，同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴，使软带固定在某一个位置上，有效保护乘员的安全。 （1）安全带主要作用是防止 时对驾乘人员造成伤害； （2）紧急制动时，安全带将急速前倾的驾乘人员拉回来，说明力可以改变物体的 ； （3）下列说法正确的是 ： A．汽车突然拐弯时，安全带能自由伸缩 B．为了安全，安全带要尽可能系得松一些 C．用手快速拉安全带，安全带不能被拉动 D．汽车突然启动时，安全带能对人起保护作用 （4）拉伸安全带，卷收器弹簧的弹力将 （变大/变小/不变）； （5）发生碰撞时，安全带对人的拉力随时间变化的图象是 。 21．阅读短文，回答问题 万有引力 牛顿发现的万有引力定律是17世纪自然科学最伟大的成果之一。如图所示，任意两个物体间都有通过连心线方向上相互吸引的力，这种力叫万有引力，其计算公式为，其中F表示两个物体之间的引力，k表示万有引力常量，数值上近似，表示物体1的质量，表示物体2的质量，r表示两个物体中心之间的距离。 生活中常见的物体之间的万有引力极其微小，我们察觉不到它，可以不子考虑，但是天体系统中，由于天体的质量很大，万有引力就起着决定性的作用。在天体中质量还算很小的地球，对其他物体的万有引力已经具有巨大的影响，它把人类、大气和所有地面物体束缚在地球上，它使月球和人造地球卫星绕地球旋转而不离去。 (1)宇航员在太空中时，他们与地球之间 （选填“存在”或“不存在”）引力。 (2)下列现象的成因，与万有引力无关的是（    ） A．火箭升空 B．雨滴下落 C．抛出的实心球落回地面 D．地球绕太阳运动而不能飞离太阳 (3)同一物体在不同星球上的重力是不同的；在地球上的重力大于在月球上的重力，造成这种不同的最主要的原因是（    ） A．地球上有大量的水而月球上没有 B．地球与月球的构成成分不同 C．地球总质量大于月球的总质量 D．地球有大气层而月球没有 (4)根据材料判断，图（a）中A球对B球的吸引力 图（b）中A球对B球的吸引力（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第八章 力 课时8.1 牛顿第一定律 惯性 2022年课程标准 物理素养 2.2.5 通过实验和科学推理，认识牛顿第一定律。能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。 物理观念：知道牛顿第一定律的内容，理解影响惯性大小的因素。 科学思维：通过实验和科学推理，认识牛顿第一定律。 科学探究：了解伽利略在探究“阻力对物体运动的影响”时运动的思维方法，体会科学推论在科学研究中的应用。 科学态度与责任：通过生活经验和大量事实认识惯性，培养学生对科学的认识，激发学生的创新精神。 知识点1：牛顿第一定律 1. 两种观点 物理学家 亚里士多德 伽利略 生活现象 拉小车，小车走，不拉小车，它就停下来 小车开始运动是因为受到拉力，不拉之后停下来时因为收到阻力 只有不断地给是球施加力，它才会一直运动，不然就会停下来 足球开始运动是因为受到人踢球的力，最后在地面停下来是因为受到她面的阻力 观点 如果要使一个物体持续运动就必须对它施加力的作用，如果这个力被撤销，物体就会停止运动。也就是“物体运动要靠力来维持” 物体的运动并不需要力来维持，运动的物体之所以会停下来，是因为受到了阻力，即力是改变物体运动状态的原因 2.实验探究：阻力对物体运动的影响 实验猜想 阻力可能是使物体运动速度减小的原因 实验设计 取一辆小车，让它三次都从斜面的同一高度由静止滑下。第一次，在水平面上铺毛巾，第二次在水面上铺棉布，第三次让小车在水平模板上滑行。水平面的表面状况反映物体所受到的阻力大小，比较小车每次滑行的距离有什么不同。 实验器材 小车、斜面、棉布、木板、毛巾、刻度尺等 实验过程 （1）在水平面上铺上表面最粗糙的毛巾，让小车从斜面上适当位置由静止滑下，观察小车在毛巾表面上运动的距离； （2）撤去毛巾，铺上表面较粗糙的棉布，让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在棉布表面上运动的距离； （3）撤去棉布，铺上较为光滑的木板，让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在木板表面上运动的距离。 实验记录 接触面 小车受到阻力大小 小车运动的距离 小车速度减小的情况 毛巾表面 较大 较近 很快 棉布表面 较小 较远 较快 木板表面 最小 最远 较慢 实验结论 小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，小车运动的距离越远。 归纳总结 如果运动的物体受到的阻力为零，速度就不会减小，物体将以恒定不变的速度永远运动下去。由此可以说明伽利略的说法是正确的即物体的运动不需要力来维持 （1）控制变量法 实验中让小车从斜面上同一位置（顶端）由静止滑下，控制了小车到达水平面时的速度相同，只改变水平面的粗糙程度（即阻力大小），研究阻力对运动状态的影响。 （2）理想实验法（或科学推理法） 我们周围的物体表面没有绝对光滑的，物体都要受到力的作用。因此物体受到阻力为零的情况是不存在的，物体受到阻力为零时的运动状态就不能用实验直接验证，只能根据实验现象作进一步推测。但这个结论是以实验为基础，通过分析事实，再进一步推理得出的，所以是有科学依据的，这种方法称为“理想实验法也叫做“科学推理法”。“真空不能传声”也运用了这种研究方法。 3. 牛顿第一定律 （1）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）对牛顿第一定律的理解 一切 “一切”说明该定律对所有物体都是普遍适用的，没有特例，不论固体、液体，还是气体都适用 没有受到力的作用 “没有受到力的作用”是指定律成立的条件，“没有受到力的作用”包含两层意思：一是该物体确实没有受到任何外力的作用，这是一种理想化的情况，实际上，不受任何外力作用的物体是不存在的；二是该物体所受力的合力为零，它的作用效果可以等效为不受任何外力作用时的作用效果 总 “总”指的是总是这样，没有例外 或 “或”指两种状态必居其一，不能同时存在。也就是说，物体如果没有受到力的作用，原来静止的物体仍保持静止状态，而原来运动的物体将保持原来的速度大小和方向继续做匀速直线运动 （3）运动状态和力的关系 力是改变物体运动状态的原因，若不受力，则运动状态不改变；反之，如果物体的运动状态发生了改变则物体一定受到了力的作用。 （4）有关牛顿第一定律的两个易误问题 ①由牛顿第一定律可知，一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，说明物体的运动不需要力来维持，原来运动的物体，不受任何力的作用时，将保持匀速直线运动状态，原来静止的物体将保持静止。因此我们应当切记“力是改变物体运动状态的原因” ②牛顿第一定律不是实验定律，而是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括出来的。由该定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验，因此它已经成为公认的物理学基本定律之一。 无外力作用时，物体将保持静止状态或匀速直线运动状态而物体究竟保持什么状态，则由它原来的运动状态决定。原来静止的物体在不受力时将保持静止，原来运动的物体在不受力时将保持原来的速度大小和运动方向做匀速直线运动。可简记为“静者恒静，动者恒动” 【例1】下列叙述中不符合物理史实的是（　　） A．亚里士多德认为要维持物体的运动，就必须给它施加一定的力，不受力而能够一直运动的物体是不存在的 B．意大利物理学家伽利略通过理想实验发现：运动物体如果不受其他力的作用，将会继续保持同样的速度沿直线“永恒”运动下去 C．牛顿是英国著名的物理学家和数学家，他发现了万有引力定律和光的色散，总结了牛顿运动三定律，奠定了经典物理学的基础 D．牛顿总结了伽利略等人的研究成果，并通过大量实验证明了牛顿第一定律 【答案】D 【详解】古希腊的哲学家亚里士多德提出“运动需要力来维持”，后来意大利物理学家伽利略通过理想实验发现“运动不需要力来维持”，牛顿作为英国著名的物理学家和数学家，在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理而概括出牛顿第一定律，但是我们周围的物体，都要受到力的作用，因此不可能用实验来直接验证牛顿第一定律。此外，牛顿提出了万有引力定律，揭示了物体间引力的普遍性和规律性；牛顿进行了关于光的实验和研究，发现了光的色散现象，证明了白光是由各种颜色的光组成的；牛顿总结了牛顿运动三定律，阐释了牛顿力学的完整体系，阐述了经典力学中基本的运动规律，奠定了经典物理学的基础。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【例2】疫情过后，大家更加注重锻炼身体，篮球便是很多青少年喜欢的其中一项运动。篮球从地面弹起向上运动时，如果它所受的一切外力同时消失，那么它将（　　） A．立刻停在空中 B．立刻向下加速运动 C．向上做匀速直线运动 D．先减速上升，后加速下降 【答案】C 【详解】根据牛顿第一定律可知，物体不受外力作用时，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，速度的大小和方向都不改变；由于篮球从地面弹起向上运动时，是运动状态，所以当外力突然消失，篮球仍然保持原来的运动状态，故保持原来的速度做匀速直线运动，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 知识点2：惯性 1. 现象探究：惯性现象 项目 猛然敲击下方的象棋 迅速击打硬纸片 小车突然停止了运动 实例 实验现象 纸条被抽走了，杯子却留在原地 硬纸片被打飞了，鸡蛋落人了装有水的杯中 小车受阻停止了运动，木块却离开了小车 现象分析 纸条受到拉力作用，由静止变为运动，杯子不受拉力的作用保持原来的静止状态，留在了原地 硬纸片受到击打力的作用，由静止变为运动，纸片上的鸡蛋不受击打力作用，保持原来的静止状态，在重力作用下落人杯中 木块不受阻力的作用，保持原来向前的运动状态，滑离了小车 归纳总结 原来处于静止状态的物体，具有保持静止状态的性质；原来处于运动状态的物体，具有保持运动状态的性质，即物体都有保持原来运动状态不变的性质 2.惯性：一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，我们把这种性质叫做惯性，也就是静止的物体有保持静止的性质，运动的物体有保持运动的性质。 3.对惯性的四点认识 （1）惯性的普遍性：一切物体在任何情况下都具有惯性。 （2）惯性大小的决定因素 惯性的大小是由物体的质量决定的，质量越大，惯性越大，而与物体的形状、运动状态、所处位置、受力情况等外界因素无关。 （3）惯性与牛顿第一定律的区别 ①惯性是物体本身的一种属性，而牛顿第一定律是物体不受力时遵循的运动定律。 ②任何物体在任何情况下都具有惯性，牛顿第-定律只有物体不受力时才成立。 （4）惯性与力的区别 项目 惯性 力 性质不同 惯性是物体自身的性质，始终具有；与外界条件无关 力是物体对物体的作用，物体间有相互作用时才有，一个物体不会产生力 要素不同 惯性只有大小，大小与质量有关 力不仅有大小，还有方向和作用点 效果不同 保持物体运动状态不变 改变物体的运动状态 表述不同 应说“由于惯性”、“具有惯性”，绝不能说成“惯性力”、“受到惯性”、“受到惯性的作用” 应说“受到力”、“施加力”、“在力的作用下”等 惯性记忆口诀 物体有惯性，惯性物属性，无论动与静，大小质量定。 4. 惯性现象 （1）概念：物体由于具有惯性而表现出来的现象叫做惯性现象。 （2）惯性的利用 生活中利用惯性可带来很多方便，例如：锤头松了，把锤柄在石头上憧击几下就可套紧锤头；跳远时助跑可以跳得更远；拍打衣服除掉上面的灰尘；洗手后用力用等，都是利用了物体具有惯性。 （3）惯性的危害及防止 惯性有时会给人们带来危害，需要防范。如骑车太快容易发生事故，车速太快、车距太近容易发生交通事故，车辆在急速转弯时容易翻车等。为此，交通部门制定了相关规定，如要求小型客车的乘客必须系安全带，防止汽车突然刹车时，人由于惯性向前运动而造成伤害，车辆行驶中要保持车距，限制车速，禁止超载等。 【例3】匀速上升的气球下面悬挂着一个小石块，当细线突然断了以后，石块的运动状态是（　　） A．减速上升一段距离后加速下降 B．匀速上升一段距离后加速下降 C．继续匀速上升 D．立即加速下降 【答案】A 【详解】绳子断开前，小石块和气球一起匀速向上运动，细线断开时小石块由于惯性将保持原来的速度继续向上运动；由于小石块受到向下的重力作用，重力方向与速度方向相反，故小石块将向上做减速运动；当速度减到零后，小石块在重力的作用下将向下做加速运动，故小石块的运动状态应是：减速上升一段距离后加速下降，故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 问题一：牛顿第一定律的内容及理解 解法通则 【典例1】关于牛顿第一定律，下列叙述正确的是（　　） A．物体总保持匀速直线运动或静止状态 B．一切物体在没有受到外力作用时总保持匀速直线运动状态和静止状态 C．一切物体在没有受到外力作用时总保持匀速直线运动状态或静止状态 D．一切物体在受到外力作用时一定 不会保持匀速直线运动状态或静止状态 【答案】C 【详解】一切物体在不受外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，即原来静止的将保持静止状态，原来运动的将保持匀速直线运动状态，物体不可能同时保持静止状态和匀速直线运动状态。物体受平衡力作用时仍保持匀速直线运动状态或静止状态，故C正确，ABD错误。 故选C。 【变式1-1】关于力与运动的关系，下列说法正确的是（　　） A．物体受到力的作用时，运动状态一定会发生改变 B．物体不受力的作用时，一定处于静止状态 C．物体运动状态发生改变时，一定受到力的作用 D．物体静止时，一定不受力的作用 【答案】C 【详解】A．物体受到力的作用时，可能运动状态发生改变，或形状发生改变，受到平衡力的作用时，运动状态不变。故A错误； B．物体不受力的作用时，属于平衡状态，处于静止或匀速直线运动，故B错误； C．物体运动状态发生改变时，即力的作用效果已经出现，则说明物体一定受到力的作用，故C正确； D．物体静止时，根据牛顿一定律可能不受力或受平衡力，故D错误。 故选C。 【变式1-2】下列关于运动和力的说法错误的是（　　） A．物体运动状态改变一定受到力的作用 B．力是维持物体运动状态的原因 C．力是改变物体运动状态的原因 D．运动的物体不一定受力的作用 【答案】B 【详解】ABC．力是改变物体运动状态的原因，物体运动状态改变一定受到力的作用，故AC正确，不符合题意，B错误，符合题意； D．运动的物体不一定受力的作用，如做匀速直线运动的物体，故D正确，不符合题意。 故选B。 问题二：根据牛顿第一定律判断物体的运动状态 【典例2】一个氢气球下用细线悬挂一个重物匀速上升，不计空气阻力，若细线突然断裂时，会出现的现象，可能正确的是（    ） A．氢气球将保持原来的速度继续匀速上升 B．重物立即加速下落 C．重物将先上升后下落 D．重物保持原速度一直上升 【答案】C 【详解】重物原来随气球匀速上升，受到拉力和重力作用，当细绳断裂后，由于惯性物体会继续向上运动，但物体此时只受重力作用，方向竖直向下，因此重物在重力作用下会落下来，故C正确，ABD错误。 故选C。 【变式2-1】根据实验推论判断，当悬挂小球的单摆运动到右侧最高点时，假设小球受到的力全部消失，小球处于怎样的运动状态？下列选项中正确的是（　　） A．做匀速圆周运动 B．做匀速直线运动 C．继续来回摆动 D．保持静止状态 【答案】D 【详解】当悬挂小球的单摆运动到右侧最高点时，速度为0，假设小球受到的力全部消失，根据牛顿第一定律可知，小球将保持外力消失时的状态，保持静止状态，故D正确，ABC错误。 故选D。 【变式2-2】实心球是体育中考的测试项目之一、小华用力扔实心球，如图所示是实心球离手后在空中的运动轨迹（不考虑空气阻力的影响），飞行过程中受到 个力的作用。由于受到 的作用，它会落到地面上。在Q点时如果所受的外力全部消失，实心球将 （静止/沿a方向运动/沿b方向运动/沿c方向运动）。 【答案】 1 重力 沿a方向运动 【详解】[1]实心球离手后在空中的运动时，若不计空气阻力，则它只受到重力作用，所以，飞行过程中它受到1个力的作用。 [2]由于受到竖直向下的重力的作用，改变了它的运动状态，所以，它会落到地面上。 [3]在Q点时，实心球具有水平方向的速度，如果所受的外力全部消失，实心球将沿a方向运动。 问题三：惯性 【角度1】惯性的概念及理解 【典例3】2022年2月6日，中国女足以3比2逆转韩国队取胜，获得亚洲杯冠军。如图所示是女足队员王霜踢球时的情景，下列说法正确的是（　　） A．踢出去的足球继续滚动，是因为足球还受到脚对它的作用力 B．踢出去的足球继续滚动，是因为受到了惯性力的作用 C．滚动的足球最终停下来，说明运动需要力来维持 D．踢球时，脚对球施加的力大小相等，其作用效果不一定相同 【答案】D 【详解】A．踢出去的足球继续滚动，是由于惯性，此时脚对它没有作用力，故A错误； B．惯性是一种性质，不是力，不能说惯性的作用，故B错误； C．滚动的足球最终停下来，是由于阻力的作用，说明力改变物体的运动状态，不能说明运动需要力来维持，故C错误； D．踢球时，脚对球施加的力大小相等，若作用点与力的方向不同，其作用效果可能不相同，故D正确。 故选D。 【变式3-1】在无风的篮球馆内竖直向上抛出篮球，当球上升到最高点的瞬间，不计空气阻力，它受到的力有（　　） A．不受力 B．只有重力 C．重力和惯性力 D．重力和手的推力 【答案】B 【详解】在没有风的室内竖直向上抛出篮球，球升至最高点静止的瞬间，由于地面附近的一切物体都会受到重力作用，所以在最高点时，球会受到重力，球已离开手，不受到推力，惯性是物体自身具有的保持运动状态不变的性质，不能说物体受到惯性力，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【变式3-2】如图所示，用力击打一摞棋子中下面的某一个时，该棋子飞出而上面的棋子直接落下，下列说法正确的是（　　） A．上面的棋子落了下来，是因为惯性 B．击打靠近下面的棋子效果更好 C．上面的棋子没有飞出是因为没有受到摩擦力 D．该棋子飞出利用了该棋子的惯性 【答案】B 【详解】A．上面的棋子落了下来，是因为受到竖直向下的重力，故A错误； B．击打下面的棋子，上面的棋子由于惯性不会飞出，再由于重力落下来，这样可达到实验效果，故B正确； C．上面的棋子没有飞出是因为具有惯性，仍会保持原来的静止状态，故C错误； D．该棋子飞出是因为受到力的作用，故D错误。 故选B。 【角度2】惯性大小的影响因素 【典例4】如图是学生中的流行玩具——指尖陀螺。飞叶一般采用密度大的金属制作，目的是通过增大质量的方法来增大飞叶的 。小李同学在玩耍时不小心被指尖陀螺打到感觉到疼，这说明物体间力的作用是 的。 【答案】 惯性 相互 【详解】[1]因为惯性大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，所以为了提高飞叶工作时的稳定性，通过增大质量来增大飞叶的惯性。 [2]小李同学玩耍陀螺时手感觉到疼，陀螺对手也施加了力，说明了物体间力的作用是相互的。 【变式4-1】舰载机在航母上降落时必须适时放下舰钩，钩住甲板上的拦阻索，达到强行减速的目的，这个过程中，舰钩对拦阻索的拉力 （选填“大于”“等于”或“小于”）拦阻索对舰钩的拉力．舰载机的惯性 ，舰载机上飞行员的惯性 ．（后两空均选填“变大”“不变”或“变小”）． 【答案】 等于 不变 不变 【解析】略 【变式4-1】2024年4月25日，神舟十八号飞船搭载长征二号F遥十八运载火箭直冲云霄，在火箭加速上升的过程中，飞船的惯性 （选填“增大”、“不变”或“减小”），飞船与空间站成功对接后，以空间站为参照物，神舟十八号飞船是 的（选填“运动”或“静止”）。 【答案】 不变 静止 【详解】[1]惯性大小只与质量有关，在火箭加速上升的过程中，飞船的质量不变，惯性大小不变。 [2]飞船与空间站成功对接后，以空间站为参照物，神舟十八号飞船的位置不变，是静止的。 【角度3】生活中的惯性现象 【典例5】如图所示，小球和小车先一起在水平桌面上做匀速直线运动，一段时间后，相机先后拍下了甲、乙两图片，拍照过程中小车可能（   ） A．向西减速 B．向西加速 C．向东减速 D．向东加速 【答案】C 【详解】由图知，以灯泡为参照物，甲、乙两图比较，小车是靠近灯泡的，所以小车向东运动；甲图中小球位于小车的左侧，乙图中小球位于小车的右侧，已知小车向东运动，而小球一段时间内从小车左侧运动到了小车右侧，可能原因是小车突然减速，小球由于惯性仍然以原来的速度向前运动造成的。综合分析可知，小车可能向东做减速运动。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【变式5-1】如图所示，飞机要在飞行中向目标处空投救灾物品，空投位置会在 （选填“A”“B”或“C”）点处。救灾物品在空中加速下落的过程中，其惯性将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 A 不变 【详解】[1]飞机空投救灾物品时，由于惯性，救灾物品在下落过程中，会向前运动一段距离，故应在接近目标的上方提前投掷物品，故在图中的A处投放。 [2]惯性与质量有关，救灾物品在空中加速下落的过程中，质量不变，其惯性将不变。 【变式5-2】物理老师演示了一个实验，如图所示，将一细棒从苹果中间穿过，初始时细棒竖直，苹果由于 静止，然后用铁锤敲击棒的上端，在敲击的过程中，看到苹果相对于细棒向 运动。 【答案】 惯性 上 【详解】[1]将一细棒从苹果中间穿过，初始时细棒竖直，苹果由于惯性保持原来静止的状态不变。 [2]由于在铁锤敲击棒的上端时，棒急速下降，因此苹果相对棒向上运动。 【角度4】惯性的利用及危害防止 【典例6】乘客乘坐汽车时系好安全带，可以防止 （选填“快速启动”或“紧急刹车”）时，由于 （选填“汽车”“乘客”或“安全带”）的惯性而受到伤害。 【答案】 紧急刹车 乘客 【详解】[1][2]汽车速度很快，急刹车时，车身停止运动，而乘客身体由于惯性会继续向前运动，在车内与车身撞击，为防止发生类似伤害，安全带可以对人体起到缓冲作用。 【变式6-1】乘客乘坐汽车时系好安全带，可以防止 （选填“快速启动”或“紧急刹车”）时，由于 （选填“汽车”“乘客”或“安全带”）的惯性而受到伤害. 【答案】 紧急刹车 乘客 【解析】略 【变式6-1】下列事例中，属于防止惯性的不利影响的是（　　） A．跳远运动员起跳前助跑 B．拍打衣服时，灰尘脱离衣服 C．汽车驾驶员驾车时必须系安全带 D．洗完手后用力甩几下，手上的水就被甩干了 【答案】C 【详解】A．跳远运动员跳远时助跑，是利用惯性的作用以取得更好的成绩，是惯性的有利影响，故A不符合题意； B．拍打衣服时，灰尘由于惯性作用保持原来的静止状态，从而脱离衣服，是利用惯性的有利影响，故B不符合题意； C．驾驶员系安全带是为了防止由于惯性而被撞伤，属于防止惯性的不利影响，故C符合题意； D．洗完手后用力甩几下，手上的水由于惯性作用保持原来的静止状态，从而脱离手，是利用惯性的有利影响，故D不符合题意。 故选C。 问题四：探究阻力对物体的运动影响 【典例7】理想实验是研究物理规律的一种重要的思想方法，它能深刻地揭示物理规律的本质。如图1所示，是伽利略著名的斜面理想实验，实验设想的步骤有：    (1)如图1所示，把两个斜面对接，让小球由静止开始从左侧斜面上高为h处滚下，如果没有摩擦，小球将达到右侧斜面 （选填“相同”或“不同”）高度的地方； (2)如图1所示，不断减小右侧斜面的倾角，直到使它成为水平面，小球因不可能达到原来的高度h，就要沿着水平面以 （选填“恒定”或“变化”）的速度持续运动下去； (3)在研究“阻力对物体运动的影响”的实验中（如图2所示），让同一小车从斜面上相同的高度由静止滚下，在粗糙程度不同的平面上运动，小车在水平方向上受阻力的大小可通过小车的 表现出来； (4)当要研究某个物理量与多个因素的关系时，一般要采用 法。例如：在探究摩擦力与什么因素有关的实验中（如图所示），要研究摩擦力的大小与压力大小关系，就要多次改变 ，同时保持接触面的 不变。 【答案】(1)相同 (2)恒定 (3)移动的距离 (4) 控制变量 压力的大小 粗糙程度 【详解】（1）小球从左侧滚下，由于没有摩擦，则机械能守恒，所以小球能滚到右侧相同高度的地方。 （2）不断减小右侧斜面的倾角，小球总是能达到相同高度的地方，直到使它成为水平面，因为小球不可能再达到原来的高度h，所以小球就要沿着水平面以恒定的速度一直运动下去。 （3）让同一小车从斜面上相同的高度由静止滚下，在粗糙程度不同的平面上运动，由于不同的表面阻力不同，则小车运动的距离也不同，所以小车在水平方向上所受阻力的大小可通过小车移动的距离表现出来；距离越远，小车所示阻力越小。 （4）[1]研究某个量受多个因素影响的实验时，应该采用控制变量法来研究。 [2][3]研究摩擦力大小与压力大小关系的实验中，需要控制接触面的粗糙程度相同，多次改变压力大小来进行多次实验。 【变式7-1】图甲所示是“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置。 （1）小车在同一斜面同一位置由静止释放，是为了让小车在这些物体表面开始运动的 相同； （2）实验过程中，应将“毛巾”填写在表格中 （选填“①”或“②”）位置；③的位置应该填写 ； 序号 表面材料 ③ ④ 1 ① 2 棉布 3 ② （3）根据实验现象推理：如果小车受到的阻力越来越小，直到变为零，小车将 ，这一步所用方法和下列 选项的方法相同； A．探究平面镜成像规律时，用棋子代替棋子的像 B．如果将瓶内抽成真空，将听不到铃声 C．探究摩擦力大小与压力大小的关系时，控制接触面粗糙程度相同 D．用光线来研究光的直线传播 （4）根据力与运动的关系，如图乙所示你认为正确的观点是 。 A．小明　　B．小华　　C．都正确　　D．都不正确 【答案】 速度 ① 阻力大小 做匀速直线运动 B D 【详解】（1）[1]让小车从同一斜面的相同高度自由释放，是为了保证在表面上的速度相同。 （2）[2][3]实验过程中，应将“毛巾”填写在表格中①位置；③的位置应该填写阻力大小。 （3）[4][5]根据实验现象推理：如果小车受到的阻力越来越小，直到变为零，小车将做匀速直线运动，这一步采用的方法是实验加科学推理，和下列B选项的方法相同； A．探究平面镜成像规律时，用棋子 B 代替棋子 A 的像，采用的是等效法，故A不符合题意； B．如果将瓶内抽成真空，将听不到铃声，采用的是实验加科学推理，故B符合题意； C．探究摩擦力大小与压力大小的关系时，控制接触面粗糙程度相同，采用的是控制变量法，故C不符合题意； D．用光线来研究光的直线传播，采用的是模型法，故D不符合题意。 故选B。 （4）[6]力是改变物体运动状态的原因，力不是使物体运动的原因，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【基础强化】 1．发现日月星辰的运转与苹果下落等有着某些相似，经过长时间的探索，建立了著名的万有引力定律，被誉为“经典力学奠基人”的物理学家是（　　） A．伽利略 B．牛顿 C．爱因斯坦 D．杨振宁 【答案】B 【详解】牛顿是《自然哲学的数学原理》名著的作者，他在实验时发现白光可以分解成不同颜色的光，他发现日月星辰的运转与苹果下落等有着某些相似之处，经过猜想和长时间的探索，他发现了万有引力，被称为“经典力学奠基人”。伽利略研究了力与运动的关系，研究了单摆的等时性等，对“牛顿第一定律”的建立做出巨大贡献；爱因斯坦提出了相对论；杨振宁在统计力学领域具有很大的成就，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 2．下列关于力的说法正确的是（　　） A．力是维持物体运动的原因 B．质量越大，惯性越大 C．形状规则、质量分布均匀的物体质量在物体的几何中心 D．用弹簧测力计不能测出物体所受的重力 【答案】B 【详解】A．根据伽利略理想实验可知，物体的运动不需要力的维持，故A错误； B．惯性大小只与质量有关，质量越大，惯性越大，故B正确； C．质地均匀，形状规则的物体的重心在它的几何中心上，也可以在物体外、空心球它们的重心在中间的空心部位上，故C错误； D．使用弹簧测力计可以测出物体所受的重力，故D错误。 故选B。 3．如图所示，用力击打一摞棋子中间的一个，如果在该棋子飞出时，一切力全部消失，则该棋子上方的棋子会（　　） A．落在原位置的下方 B．跟被击打的棋子一同飞出 C．会向上飞走 D．会悬停在空中静止 【答案】D 【详解】在该棋子飞出时，其他棋子由于惯性会保持原来的静止状态不变，如此时全部力消失，则该棋子上方的棋子会静止在空中不会掉下，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选 D。 4．如图所示是一名中学生在体育测试时投掷实心球的情景，下列说法正确的是（　　） A．在空中上升过程中，实心球做的是匀速直线运动 B．在空中下降过程中，实心球运动速度越来越慢 C．在地上滚动最终停下来，说明力能改变物体的运动状态 D．停止运动后，具有的惯性将会立即消失 【答案】C 【详解】A．在空中上升过程中，实心球运动速度和方向都在变化，做的不是匀速直线运动，故A错误； B．在空中下降过程中，实心球运动速度越来越快，故B错误； C．实心球在地上滚动最终停下来，是因为受到摩擦力，说明力能改变物体的运动状态，故C正确； D．惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，不会凭空消失，故D错误。 故选C。 5．2024年5月28日，神舟十八号航天员叶光富、李聪、李广苏经过约8.5小时密切配合，圆满完成首次出舱活动。如图所示是李广苏正在出舱口的画面。下列说法正确的是（　　） A．出舱时以舱门为参照物，李广苏是静止的 B．出舱时需要系安全绳，是为了减小李广苏的惯性 C．李广苏出舱时不用继续用力也会向前运动，是因为受到了惯性的作用 D．李广苏出舱时若所有外力都消失，李广苏将做匀速直线运动 【答案】D 【详解】A．出舱时以舱门为参照物，李广苏是的位置发生改变，李广苏是运动的，故A错误； B．出舱时需要系安全绳，当航天员意外漂离轨道舱时，可拉着绳子返回轨道舱，惯性与质量有关，人的质量不变，惯性不变，故B错误； C．李广苏出舱时不用继续用力也会向前运动，由于李广苏具有惯性，惯性是物体的一种性质，不能说受到惯性的作用，故C错误； D．李广苏出舱时，他是运动的，若所有外力都消失，由牛顿第一定律可知，李广苏将做匀速直线运动，故D正确。 故选 D。 6．2024年2月16日，在卡塔尔多哈举行的世界游泳锦标赛游泳项目男子200米蛙泳决赛中，中国游泳运动员董志豪夺得冠军。下列有关说法正确的是（    ） A．董志豪向后蹬水，不会受到向前的力 B．董志豪在比赛中平均速度最快 C．董志豪游得越快，惯性越大 D．董志豪在游泳时，要不断用力说明运动需要力来维持 【答案】B 【详解】A．董志豪向后蹬水，由于力的作用是相互的，向后蹬水的同时，也会受到水向前的力的作用，故A错误； B．董志豪在比赛中运动路程相同，所用时间最短，由得，董志豪平均速度最快，故B正确； C．董志豪游得越快，质量不变，惯性不变，故C错误； D．力可以改变物体的运动状态，不是维持物体的运动状态的原因，故D错误。 故选B。 7．乒乓球被称为中国的“国球”，深受同学们喜欢。关于乒乓球运动中蕴含的力学知识，下列说法正确的是（　　） A．乒乓球在空中飞行时受到了向前的推力 B．乒乓球的质量小，所以容易被快速抽杀 C．空中飞行的乒乓球，如果所受的力全部消失，它将立即停止 D．球拍击球时，只能改变乒乓球的运动方向 【答案】B 【详解】A．乒乓球在空中飞行时受到重力和阻力作用，没有受到了向前的推力，故A错误； B．乒乓球的质量小，惯性小，运动状态在受力后容易发生改变，所以容易被快速抽杀，故B正确； C．空中飞行的乒乓球，若它所受的力全部消失，它将以原来的速度和方向做匀速直线运动，故C错误； D．球拍击球时，可以改变乒乓球的运动状态，可以改变乒乓球的运动方向，也可以改变乒乓球的速度，故D错误。 故选B。 8．北京时间8月1日，东京奥运会田径比赛男子100米半决赛中，苏炳添发挥出色，跑出9秒83的成绩一举打破亚洲纪录。他在小组中排名第一，成功进入决赛。下列描述错误的是（    ） A．苏炳添听到发令枪声是通过空气传入人耳 B．起跑时，苏炳添用力向后蹬起跑器，起跑器反过来给他一个向前的作用力 C．苏炳添在赛道上，速度越快，惯性越大 D．苏炳添冲过终点，由于惯性不能立即停下来 【答案】C 【详解】A．声音传播需要介质，苏炳添听到发令枪声是通过空气传入人耳，故A正确，不符合题意； B．物体间作用力是相互的，用力向后蹬起跑器，起跑器反过来给他一个向前的作用力，故B正确，不符合题意； CD．惯性是物体的固有属性，其大小与质量有关，与速度无关，苏炳添冲过终点，不能立即停下来，是由于他具有惯性。故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。 故选C。 9．如图所示，是端午节赛龙舟时的情景，当运动员向后划桨时，龙舟就向前行进，说明力能改变物体的 ，当运动员停止划桨后，龙舟还能继续前进一段距离，这是因为龙舟具有 。 【答案】 运动状态 惯性 【详解】[1]龙舟在力的作用下，速度和运动方向发生了改变，说明力能改变物体的运动状态。 [2]物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性。龙舟原来向前运动，停止划水后，由于龙舟具有惯性，仍继续向前运动一段距离。 10．子弹离开枪口后仍能高速向前飞行，这是由于子弹具有 ，但速度会逐渐减少，最终会落到地面上来，这是由于子弹受到 和 作用的结果。 【答案】 惯性 重力 空气阻力 【详解】[1]一切物体都有保持原来运动状态的惯性，子弹离开枪口后，会由于惯性继续前进。 [2][3]子弹的速度逐渐减少，是在飞行时受到空气阻力和重力的作用，重力的方向始终竖直向下，故子弹最终落回地面。 11．汽车刹车后，还能继续向前运动，这是因为小车具有 ；但汽车运动一段距离后又会停下，这是因为它受到 作用的原因。 【答案】 惯性 阻力 【详解】[1]汽车原来是运动的，刹车后由于惯性，仍要保持原来的运动状态，所以会继续向前运动。 [2]刹车提供了一个阻碍汽车继续运动的力，在这个力的作用下，汽车运动状态发生改变，最终停下来。 【能力培优】 12．如图所示是我国运动员在北京冬奥会上参加冰壶比赛时的情景。冰壶被掷出后，会沿水平冰面滑行得越来越慢，关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．掷出后的冰壶继续向前滑动，这个过程中一直受到手的推力 B．掷出后的冰壶运动过程中受到的摩擦力越来越大 C．冰壶在水平冰面滑行的过程中，冰壶所受的合力不为零 D．冰壶在水平冰面滑行的过程中，冰壶的运动状态不变 【答案】C 【详解】A．冰壶被掷出后，不再受到手的推力，因为手与冰壶已经分离，故A错误； B．冰壶在水平冰面上滑行时，对冰面的压力不变，接触面粗糙程度不变，根据影响滑动摩擦力大小的因素可知，其受到的摩擦力也不变，故B错误； CD．冰壶在水平冰面滑行的过程中，速度越来越慢，即运动状态发生改变，根据力是改变物体运动状态的原因可知，冰壶所受的合力不为零，故C正确，D错误。 故选C。 13．如图所示的投壶是中国古代士大夫宴饮时的一种投掷游戏，也是一种礼仪。游戏时，需把箭投向壶里，投中多的为胜。在投壶中（不计空气阻力），下列说法正确的是（   ） A．在空中飞行的箭受到重力和手对箭的作用力 B．掷出的箭能在空中飞行是由于受到惯性作用 C．空中飞行的箭所受重力的方向为竖直向下 D．若飞行的箭所受外力消失，箭将静止在空中 【答案】C 【详解】A．不计空气阻力，在空中飞行的箭只受到重力，故A错误； B．掷出的箭能在空中飞行是由于箭具有惯性要保持原来的运动状态，惯性不是力，不能说“受到惯性作用”，故B错误； C．重力的方向总是竖直向下的，在空中飞行的箭所受重力的方向竖直向下，故C正确； D．若飞行的箭所受外力消失，根据牛顿第一定律，箭将做匀速直线运动，故D错误。 故选C。 14．（多选）如图甲为某同学“探究阻力对物体运动的影响”实验装置。实验中该同学先后三次将同一小车放在同一斜面上的同一高度，然后分别用不同的力推了一下小车，使其沿斜面向下运动，逐渐减小水平面的粗糙程度，观察小车运动的距离，从而得出力和运动的关系。关于该实验下列说法正确的是（　　） A．实验中分别用不同的力推了一下小车，使其沿斜面向下运动，这是错误操作 B．小车在毛巾表面上滑行的距离最短，在木板上滑行的距离最远，这是实验结论 C．平面越光滑，小车运动的距离越远，这是实验结论 D．实验结论就是牛顿第一定律 【答案】AC 【详解】A．实验中为了保证小车到达斜面底端的速度相同，应使小车在同一斜面的、同一高度由静止下滑，故A正确； B．由图可知，小车在棉布表面滑行的距离最短，在木板表面滑行的距离最远，故B错误； C．根据实验可得结论为：小车受到的阻力越小，即平面越光滑，运动的距离越远，故C正确； D．牛顿第一定律不是实验定律，是在实验的基础上进行合理推理而来的，为推理定律，故D错误。 故选AC。 15．如图是实心球离开手后在空中的运动轨迹不考虑空气阻力的影响，实心球离开手后能继续向前运动是由于实心球具有 。当实心球运动到最高点Q时，所受的外力全部消失，实心球将 （选填“静止”、“沿a方向运动”、“沿b方向运动”或“沿c方向运动”）。 【答案】 惯性 沿a方向运动 【详解】[1]实心球离开手后能继续向前运动是由于实心球具有惯性，要保持原来的运动状态不变。 [2]当实心球运动到最高点Q时，仍具有水平向右的速度，所以根据牛顿第一定律，若所受的外力全部消失，实心球将沿a方向做匀速直线运动。 16．如图所示，将小球从a点由静止释放后经过最低点c后到达最高点b过程中。则小球在c点时受力 （选填“平衡”或“不平衡”）；当小球到达最高点b时，若绳子突然断裂，则小球将沿路线 （选填“①”“②”或“③”）运动。 【答案】 不平衡 ① 【详解】[1]将小球从a点由静止释放后经过最低点c时，小球运动速度和方向不断发生变化，即小球不是做匀速直线运动，所以小球处于非平衡状态，受力不平衡。 [2]当小球到达最高点b时，若绳子突然断裂，小球在重力的作用下，竖直向下运动，则小球将沿路线①运动。 17．如图所示，（a）主要表示力能使物体发生 。汽车运动时驾驶员相对于座位是 的，（b）是汽车刹车时的状态，刹车时汽车的惯性将 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。 【答案】 形变 静止 不变 【详解】[1]（a）中撑杆在力的作用下弯曲，表示力能使物体发生形变。 [2]汽车运动时驾驶员相对于座位的位置不变，是静止的。 [3]惯性只跟质量有关，刹车时汽车的质量不变，则惯性不变。 18．《动物世界》节目里有这样一个画面，一只大老虎在追赶一只小羚羊，它们的速度非常接近。羚羊突然一个急转弯，而老虎却转不过弯来。请你用物理知识解释羚羊容易转弯而老虎不易转弯的原因。 【答案】见解析 【详解】任何物体都具有惯性，惯性大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。由于羚羊的质量小、惯性小，老虎的质量大、惯性大，所以在老虎与羚羊速度接近时，羚羊的运动状态容易改变，而老虎的运动状态不易改变，因此羚羊容易转弯而老虎不易转弯。 19．阅读下面的新闻报道，其中出现了一处科学性错误，请指出错误的字句并改正：遇险情急刹车乘客受伤，本报讯今天清晨6:30，本市2路公共汽车在行驶途中遇险情，司机紧急刹车，有三名坐在后排的乘客由于突然失去惯性向前急冲而受伤。 【答案】见详解 【详解】因为司机和乘客一起向前运动，当司机紧急刹车时，乘客由于惯性还要保持原来的运动状态而向前冲，从而造成伤害。一切物体都具有惯性，惯性的大小只与质量有关，质量不变惯性不变，因此，突然失去惯性的说法错误。 20．阅读短文，回答下列问题； 汽车安全带 汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置，如图甲。 安全带结构一般由软带、卷带装置等部分组成，软带做得很宽，汽车正常行驶时，卷带装置中的卷收器借助弹簧，如图乙，使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛。 当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，安全带能在人尚未移动时拉紧软带，将乘员紧紧地绑在座椅上，起缓冲保护作用。待冲击力峰值过去时，适当放松安全带，避免因拉力过大造成二次伤害，同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴，使软带固定在某一个位置上，有效保护乘员的安全。 （1）安全带主要作用是防止 时对驾乘人员造成伤害； （2）紧急制动时，安全带将急速前倾的驾乘人员拉回来，说明力可以改变物体的 ； （3）下列说法正确的是 ： A．汽车突然拐弯时，安全带能自由伸缩 B．为了安全，安全带要尽可能系得松一些 C．用手快速拉安全带，安全带不能被拉动 D．汽车突然启动时，安全带能对人起保护作用 （4）拉伸安全带，卷收器弹簧的弹力将 （变大/变小/不变）； （5）发生碰撞时，安全带对人的拉力随时间变化的图象是 。 【答案】 紧急制动 运动方向 C 变大 B 【详解】（1）[1]紧急制动时，安全带将急速前倾的驾乘人员拉回来，起到保护作用。 （2）[2]紧急制动时，安全带将急速前倾的驾乘人员拉回来，说明力可以改变物体的运动方向。 （3）[3]A．为了起到安全作用，汽车突然拐弯时，安全带不能自由伸缩，故A错误； B．为了安全，安全带要尽可能系得紧一些，故B错误； C．用手快速拉安全带，安全带会被锁住不能被拉动，故C正确； D．汽车突然刹车时，安全带能对人起到保护作用；汽车突然启动时，安全带不能对人起保护作用。故D错误。 故选填C。 （4）[4]将安全带拉伸，卷收器弹簧的弹性形变的程度变大，故弹力变大。 （5）[5]由题意知：发生碰撞前安全带对人的拉力较小（不为0），发生碰撞时，汽车紧急制动，人由于惯性会继续向前运动，安全带的拉力增大，待冲击力峰值过去时，适当放松安全带，安全带对人的拉力又会减小（不为0），所以符合要求的图象是B。 21．阅读短文，回答问题 万有引力 牛顿发现的万有引力定律是17世纪自然科学最伟大的成果之一。如图所示，任意两个物体间都有通过连心线方向上相互吸引的力，这种力叫万有引力，其计算公式为，其中F表示两个物体之间的引力，k表示万有引力常量，数值上近似，表示物体1的质量，表示物体2的质量，r表示两个物体中心之间的距离。 生活中常见的物体之间的万有引力极其微小，我们察觉不到它，可以不子考虑，但是天体系统中，由于天体的质量很大，万有引力就起着决定性的作用。在天体中质量还算很小的地球，对其他物体的万有引力已经具有巨大的影响，它把人类、大气和所有地面物体束缚在地球上，它使月球和人造地球卫星绕地球旋转而不离去。 (1)宇航员在太空中时，他们与地球之间 （选填“存在”或“不存在”）引力。 (2)下列现象的成因，与万有引力无关的是（    ） A．火箭升空 B．雨滴下落 C．抛出的实心球落回地面 D．地球绕太阳运动而不能飞离太阳 (3)同一物体在不同星球上的重力是不同的；在地球上的重力大于在月球上的重力，造成这种不同的最主要的原因是（    ） A．地球上有大量的水而月球上没有 B．地球与月球的构成成分不同 C．地球总质量大于月球的总质量 D．地球有大气层而月球没有 (4)根据材料判断，图（a）中A球对B球的吸引力 图（b）中A球对B球的吸引力（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 【答案】(1)存在 (2)A (3)C (4)等于 【详解】（1）阅读材料可知：任意两个物体间都有通过连心线方向上相互吸引的力，宇航员和地球之间存在相互吸引的力。 （2）A．火箭升空是因为物体间力的作用是相互的，故A符合题意； B．雨滴下落是因为雨滴受到地球的万有引力，故B不符合题意； C．抛出的实心球落回地面是因为实心球受到地球的万有引力，故C不符合题意； D．地球绕太阳运动，地球受到太阳的万有引力而不能飞离太阳，故D不符合题意。 故选A。 （3）万有引力的大小与它们质量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比，与两物体的化学组成和其间介质种类无关，所以物体的重力在地球上和月球上不同，是因为地球总质量大于月球总质量，与是否有水、大气以及构成成分没有关系，故选C。 （4）题目中给出该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比，与两物体的化学组成和其间介质种类无关，由图中可以看到AB的质量和距离都没变，所以力的大小也不变，所以图（b）中A球对B球的吸引力等于图（a）中A球对B球的吸引力。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$