第15讲 牛顿第一定律（预习）-【寒假自学课】2025年八年级物理寒假提升精品讲义（苏科版2024）

第15讲 牛顿第一定律 模块一 思维导图串知识 模块二 基础知识全梳理（吃透教材） 模块三 教材习题学解题 模块四 核心考点精准练（3大考点） 模块五 小试牛刀过关测 1.了解斜面小车实验中具体操作要求和操作目的。 2.知道牛顿第一定律，并解读定律内容。 3.能用惯性解释日常生产生活的现象。 1.影响物体运动距离的因素 现象： （1）相同速度物体，水平面越粗糙，即受到的阻力越大，物体运动距离越短。 （2）在相同水平面上，即受到的阻力相同，物体运动速度越大，物体运动距离越长。 归纳总结： 影响物体在水平面运动距离的因素： 一是物体所受阻力大小；二是物体运动速度的大小。 特别注意：结合日常生活中的现象加以理解，例如：足球以不同速度在水泥地面上滚动，速度越大，足球滚动越远；以相同的速度在水泥地面和草坪上滚动，足球在水泥地面上滚动更远。 2.阻力对物体运动影响的实验设计 控制变量：研究阻力对物体运动影响，必须控制物体在水平面上运动速度。 实验方法： （1）利用斜面来控制物体的速度。 让小车从斜面的同一高度下滑，使小车刚到达水平面 时的速度相同。 （2）改变水平面的粗糙程度，改变小车所受阻力。 （3）让小车在毛巾、棉布、木板等表面运动，逐渐减小接触面的粗糙程度，即逐渐减小阻力，比较小车的运动距离。 实验现象： 小车从斜面的同一高度下滑，即小车以速度相同在毛巾、棉布、木板等表面运动，小车所受 阻力越小，运动的距离越长。也就是小车速度减小得越慢。 实验推论： 运动的小车不受阻力将一直运动下去，也就是小车的速度保持不变，即保持匀速直线运动。 例题：小亮利用如图所示的装置，探究在水平面上阻力对物体运动的影响。 （1）小亮在调试实验装置时，将小车从斜面顶端静止释放，发现小车一直滑出水平木板右端而掉落下去。为不让小车滑出木板，他应采取的措施是 　 　；（说出一条即可） （2）调试成功后，小亮进行实验，他每次均将小车放在斜面的同一位置，然后轻轻推动使小车滑下，他操作时的错误是 　 　； （3）实验中需要小车每次从同一斜面的同一高度静止释放，目的是使小车到达斜面底端时的 　 　相同； （4）小亮多次实验分析论证得出：小车受到的阻力越小，速度减小得越 　 　，运动得越远。并进一步推测：若水平面完全光滑且足够长，小车将一直做 　 　，表明物体的运动 　 　（选填“需要”或“不需要”）力来维持； （5）小亮思考了一个问题：当自己荡秋千运动到右侧最高点时，假设受到的力全部消失，自己将处于怎样的运动状态呢？你认为下列选项中正确的是 　 　（图中的黑点表示小亮）。 点拨：（1）为让小车不滑出木板，可以增加木板的长度或减小小车的速度，据此分析； （2）实验中，应让小车自由滑下，不能再施加额外的推力； （3）探究“阻力对物体运动影响”的实验时，要控制小车到达水平面时速度相等，据此分析答题； （4）根据实验现象可知：水平面越光滑，阻力越小，小车运动的距离越远，速度减小得越慢；根据实验事实，进行合理的推理，即可得出正确结论；力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因； （5）荡秋千时，到达最高点时处于瞬间静止状态；根据牛顿第一定律，物体不受力，将保持原来的静止状态或匀速直线运动状态。 解答：（1）将小车从斜面顶端滑下，小车滑出水平木板右端而掉落，说明小车到达水平面的动能较大，速度较大，通过的路程比较大，所以为让小车不滑出木板，可以换一个更长的木板；或者将小车从高度较低处滑下，或者可以减小斜面的倾角，从而减小小车到达水平面的动能，减小小车在水平面的速度，减小小车通过的路程； （2）实验时，应使小车从同一高度由静止自由滑下，而不能去推动小车，因此，“轻轻推动使小车滑下”的做法是错误的； （3）实验中需要小车每次从同一斜面的同一高度静止释放，目的是使小车到达斜面底端时的速度相同； （4）实验中通过对比小车滑行的距离发现：接触面越光滑，受到的阻力越小，小车运动的距离越远，速度减小得越慢，进一步推理可知，如果运动物体不受力时，小车会在水平面上做匀速直线运动，由此可知物体的运动不需要力来维持； （5）当荡到最高点时，此时处于瞬间静止状态，若此时所有的力均消失，根据牛顿第一定律可知，他将保持静止状态不变，故D符合题意。 特别注意：物体不受力是一种理想状态，自然界中不存在不受力的物体。 3.牛顿第一定律辨析 定律内容：一切物体，在没有受到力的作用时，总保持静止或匀速直线运动状态。 适用范围：一切物体，即适用于固体、液体和气体。 定律条件：没有受到力的作用，即物体不受任何力的作用。 定律呈现：总，即总是、始终。 运动规律：保持静止或运动直线运动状态，物体究竟处于何种状态决定于不受力作用的瞬间物体是否运动。物体是静止的，它就保持静止状态；物体是运动的，它就保持匀速直线运动状态。 归纳总结： 条件：当物体不受力作用时； 规律： （1） 原来静止的物体，将保持静止； （2）原来运动的物体，不论物体做什么运动，当力消失时，物体将保持不受力的瞬间，物体的运动方向和速度，做匀速直线运动。 地球上任何物体都受重力，没有不受力物体，牛顿第一定律不能直接由实验得出，它是在实验基础上，加以科学推理得出的。 特别注意：牛顿第一定律描述的是不受外力作用物体的运动规律，即不受力作用物体的运动状态保持不变。 4.惯性概念 概念：原来静止的物体具有保持静止状态的性质，原来运动的物体具有保持运动状态的性质，即物体具有保持运动状态不变的性质，物理学上将物体具有的这种性质称为惯性。 适用：所有物体都具有惯性。不论物体是否运动、是否受力，物体都具有惯性。 归纳总结： 惯性是物体固有的一种性质，物体惯性的大小与运动速度、受力大小无关，惯性大小与物体的质量有关，质量大的物体惯性大。 特别注意：自然界中一切物体都有惯性。 5.惯性现象解释 要点：（1）明确研究对象及其关联物体； （2）弄清研究对象及其关联物体原来的运动状态和后来的运动状态； （3）研究对象或关联物体运动状态改变的原因（受到某个力的作用），或运动状态不变的原因（由于惯性）。 例题：用锤子敲击插有苹果的筷子顶部，观察到苹果向上运动，如何解释。 点拨：研究对象是苹果，与苹果关联的是筷子，苹果和筷子原来运动状态都是静止的，锤子敲击筷子，筷子会由静止变成运动，苹果由于惯性仍保持静止，造成苹果相对于筷子向上运动。 解答： 筷子和苹果原来是静止的，筷子由于受到木棒的打击力，由静止变为向下运动，而苹果由于惯性，仍然保持静止，所以苹果相对于筷子就向上移动了。 特别注意：惯性是物体所固有，因此不能讲物体“受到惯性”，惯性是物体的一种性质，因此不能讲“由于惯性作用”，解释惯性现象时，只需说明物体具有惯性或由于惯性即可。 教材习题01 子弹从枪膛射出后，虽然不再受到推力的作用，但让能向前运动，这是为什么? 解题方法 由于物体具有惯性，要保持原来的运动状态不变。 【答案】被射出的子弹具有一定速度，由于子弹具有惯性，让要保持原有的速度不变， 所以会继续向前运动。 教材习题02 如图8-13所示，公交车将要启动时，乘客常会听到“车辆起步，请站稳扶好”的语言提示。请你解释其中的道理？ 解题方法 由于物体具有惯性，要保持运动状态不变。当车辆起步时，车辆的运动状态发生改变，而人要保持原来的运动状态，从而容易摔跤。 【答案】车辆起步时，人具有惯性，仍要保持原来的静止状态，车辆与人的脚之间存在相对运动趋势，从而使人的脚受到向前的摩擦力，使人的脚与车辆一起向前运动。而人的身体仍要保持静止状态，容易摔倒。若人抓好扶手，车辆启动时，扶手对人施加一个力，使人随车辆一起运动，而不会摔倒。 教材习题03 如图 8-14 所示，飞机在飞行中投放救援物资。若投放时飞机恰好在目标位置正上方，物资能落到目标位置吗?应该怎样投放才能使物资恰好落到目标位置? 解题方法 物体具有惯性，物资离开飞机时水平方向上具有一定的速度。物资离开飞机后在水平方向仍会继续向前，若在目标位置的证上方投掷，物资不会落到目标位置。应提前投掷方能将物资投到目标位置。 【答案】若投放时飞机恰好在目标位置正上方，物资不能落到目标位置。应到达目标前提前投掷，才能使物资恰好落到目标位置。 考点一 物体运动状态变化的判断 1．下列现象中物体的运动状态发生变化的是（　　） A．沿平直轨道匀速行驶的火车 B．匀速上升的电梯 C．人造地球卫星绕地心匀速转动 D．静止在树上的苹果 2．下述现象中，物体运动状态没有发生改变的是（　　） A．火车启动时，从静止变为运动 B．在地面上滚动的小球，速度逐渐变小 C．重物被吊车沿直线向上匀速吊起 D．汽车在盘山公路上匀速行驶 3．2024年1月17日，火箭将“天舟七号”货运飞船成功送入预定轨道，使之与空间站完成对接，形成组合体，绕地球运行。下列说法中正确的是（　　） A．加速升空时，“天舟七号”受平衡力作用 B．对接成功后，天平可以在空间站正常使用 C．组合体绕地运行时，其运动状态发生改变 D．“天舟七号”从地面运到太空，所受重力不变 考点二 探究阻力对物体运动的影响 4．实验小组在探究“阻力对物体运动的影响”时完成了如图所示的实验，有关这个实验下列说法正确的是（　　） A．实验中应把小车从斜面的不同高度由静止释放 B．图中三次实验小车都会停下来，说明物体的运动需要力来维持 C．由图中小车在三个表面上的运动情况可以直接得出牛顿第一定律 D．如果在平面上小车受到的阻力为零，小车将做匀速运动 5．小明利用如图所示的装置，探究在水平面上阻力对物体运动的影响，进行如下操作： a.如图甲，将毛巾铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。 b.如图乙，取下毛巾，将棉布铺在斜面和木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。 c.如图丙，取下棉布，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。请针对以上操作回答下列问题。 （1）以上操作中错误的一次是 　 　（选填“a”、“b”或“c”）。 （2）实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑，这样做的目的是：使小车从斜面上同一位置到达底端水平面时 　 　。 （3）实验中改变小车所受阻力大小，是通过改变 　 　来实现的。对比两次正确实验操作能说明：小车受到的阻力越小，通过的距离越 　 　。 （4）纠正错误后，多次实验进行分析，并进一步推测：在水平面上滑行的小车，如果受到的阻力为零，它将做 　 　运动，实验表明物体的运动 　 　（填“需要”或“不需要”）力来维持，这样的实验方法叫做 　 　。 （5）在大量类似实验基础上，牛顿概括出了著名的牛顿第一定律。在实际生活中有着广泛的应用，一架运输机参加某次抗震救灾时，在沿水平向右做匀速直线运动的过程中，相同时间先后从飞机上静止释放三个相同的物资。若不计空气阻力，且地面水平。那么，在地面上看，能正确表示物资着地位置的图示（丁）组合是 　 　。 A.① B.② C.③ 考点三 牛顿第一定律及其应用 6．用手捏着一支粉笔静止于空中，现将手松开，假设在手松开的同时，粉笔所受的一切外力同时消失，则（　　） A．粉笔将静止于原来位置 B．粉笔将竖直向上运动 C．粉笔将竖直向下运动 D．粉笔将沿水平方向运动 7．如图所示，当篮球飞行到空中最高点A点时，若它所受的一切外力消失了，则篮球的运动轨迹是（　　） A．1 B．2 C．3 D．4 8．如图所示，摆球从A点由静止释放，经过最低点B，摆向另一侧的最高点C，在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球到达B点的瞬间，若受到的力全部消失，小球将保持静止状态 B．小球到达B点的瞬间，若剪断悬线，小球将沿竖直方向加速下落 C．小球到达C点的瞬间，若受到的力全部消失，小球将保持静止状态 D．小球到达C点的瞬间，若受到的力全部消失，小球将沿竖直方向加速下落 9．如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体甲与乙放在表面光滑且足够长的木板上，随木板一起以水平向右的相同速度沿同一直线做匀速直线运动，当木板突然停止时，以下说法正确的是（　　） A．若m1＞m2，甲将与乙发生碰撞 B．若m1＜m2，甲将与乙发生碰撞 C．它们始终不会碰撞 D．只有当m1＝m2，甲与乙才不会碰撞 10．体育课上，小明进行抛铅球运动，铅球轨迹如图所示。抛出的铅球由于 　 　会继续运动，由于受到 　 作用最终将落至地面。若小球上升到最高点时受到的力全部消失，小球将 　 　（掉下来/停在空中/匀速直线运动）。 11．如图，将小球竖直向上抛出，小球在A、B、C三点的速度分别为υA＝4m/s、υB＝2m/s、υC＝0．如果小球在经过B处时，重力突然消失，则小球将做　 　运动，速度大小为　 　；若小球在C处时，重力突然消失，则小球将　 　。（不考虑空气阻力） 考点三 惯性及其大小 12．关于惯性，下列四个现象的说明正确的是（　　） A．苹果从树上加速落下，说明苹果有惯性 B．.拍打刚晒过的被子，灰尘脱落，说明被子有惯性 C．.射出枪膛的子弹，仍能在空中飞行，说明子弹有惯性 D．.汽车紧急刹车时，车上的人会向前倾，说明车有惯性 13．如图所示是小明踢足球的情景，不计空气阻力，下列分析正确的是（　　） A．脚踢球时，感觉脚疼是因为球对脚的作用力大于脚对球的作用力 B．球在空中飞行时所受力的施力物体是地球 C．脚踢球时，球不会发生形变 D．球离开脚后能继续向前运动是因为受到惯性力的作用 14．关于惯性，下列说法中正确的是（　　） A．物体静止时有惯性，运动时没有惯性 B．物体保持静止或匀速直线运动状态时才有惯性 C．物体受力作用时才有惯性 D．物体的惯性与运动状态或是否受力无关 15．学习了惯性知识后，小明有了如下认识。其中下列说法正确的是（　　） A．物体运动时的惯性比静止时的惯性大 B．任何物体在任何情况下都有惯性 C．自由下落的物体没有惯性 D．地球上的物体都有惯性，在太空行走的宇航员没有惯性 16．2020年6月1日起，公安部交管局在全国开展“一盔一带”安全守护行动，要求骑摩托车和电动自行车必须戴头盔，开车必须系安全带。戴头盔、系安全带能保护人的生命安全，其原因是在遇到交通事故时（　　） A．戴头盔能防止人头受到惯性作用导致受伤 B．开车时绑安全带能防止人体由于惯性而受到撞击 C．戴头盔能减小人头部的惯性，从而减小撞击力的大小 D．绑安全带能减小人体的惯性，从而减小撞击力的大小 考点三 惯性的利用与防范 17．生活中，惯性现象既有利也有弊。以下属于利用惯性“利”的一面的是（　　） ①跳远运动员快速助跑以提高成绩 ②赛车在转弯时滑出赛道 ③箭离开弓弦后，能飞行相当远的距离 ④汽车紧急刹车，车上的人会向前倾 A．①② B．①③ C．②③ D．②④ 18．下列做法中，属于防止惯性带来危害的是（　　） A．行车时要保持车距 B．跳远时要快速助跑 C．拍打衣服除去灰尘 D．将盆中的水泼出去 19．下列事例中，由于惯性带来不利影响的是（　　） A．锤头松了，把锤柄在石头上磕几下 B．紧急刹车时，车厢里的人和物体会向前冲 C．泼水时，盆留在手中，水由于惯性飞了出去 D．比赛跳远时，助跑的速度越快跳得就越远 20．下列交通安全提示语，不是为了防止惯性带来危害的是（　　） A．珍爱生命，远离酒驾 B．车辆起步，站稳扶好 21．如果锤头的手柄松了，人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套，这是利用了 　 　（选填“锤头”或“锤柄”）的惯性；低速行驶的汽车，一旦被追尾，这时 　 　对人体起到保护作用（选填“安全带”或“头枕”或“安全气囊”）。 一．选择题（共15小题） 1．下列科学家中，对“牛顿第一定律”的建立做出巨大贡献的是（　　） A．焦耳 B． 伽利略 C．欧姆 D．法拉第 2．下列给出的现象中，物体运动状态没有发生改变的是（　　） A．熟透的苹果从树上落下来 B．汽车匀速转弯 C．人造卫星绕地球匀速转动 D．小孩沿直滑梯匀速下滑 3．如图所示，物体运动状态发生改变的是（　　） A．弯道上沿曲线滑行的运动 B．吊在天花板下静止的电灯 C．路上匀速行驶的小汽车 D．空中匀速下落的降落伞 4．用绳子拴住一个小球使它在光滑的水平面上做圆周运动，当绳子突然断裂后小球将（　　） A．保持原来的圆周运动 B．小球运动速度减小，但保持直线 C．保持断绳时的快慢和方向做匀速直线运动 D．以上三种情况都有可能 5．在学习牛顿第一定律的时候，我们按顺序做了如图所示实验。下列有关叙述正确的是（　　） A．第二次实验，小车滑出了棉布的外面，学生将小车从斜面低一点的高度滑下重新实验 B．实验中运动的小车会停下来，说明力能改变物体的运动状态 C．实验表明，小车受到的摩擦力越小，运动的距离越近 D．根据甲、乙、丙的实验现象可以直接得出牛顿第一定律 6．牛顿第一定律是（　　） A．直接用实验得出的 B．直接根据日常生活、生产经验总结出来的 C．由科学家猜想出来的 D．以客观事实为基础，经过科学的推理得出的 7．小丽同学通过探究学习，思考了一个问题：当自己荡秋千运动到右端最高点时，如果自己受到的力全部消失，自己将会处于怎样的运动状态呢？她做出了以下猜想（如图所示），你认为其中正确的是（图中的黑点表示小丽同学）（　　） A．保持静止状态 B．继续来回摆动 C．做匀速直线运动 D．做匀速圆周运动 8．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 9．关于生活中的一些惯性现象，下列解释正确的是（　　） A．高速飞行的子弹具有惯性，穿入木头静止后惯性消失 B．跳远运动员助跑起跳，是为了增大惯性 C．小汽车配置安全气囊，可以减小惯性 D．锤子的木柄在硬地上撞击几下，就能套紧锤头，是利用了惯性 10．下列关于惯性的说法正确的是 （　　） A．航天员在空间站会失去惯性 B．利用惯性可将衣服上的灰尘拍掉 C．驾驶员系安全带是为了减小惯性 D．高速行驶的火车不容易停下来，说明速度越大惯性越大 11．汽车最基本的安全装置是头枕和安全带，如图所示，以下说法正确的是（　　） A．有了头枕，能减小因后车撞击对司机造成的伤害 B．系上安全带，能减小因后车撞击对司机造成的伤害 C．有了头枕，能减小因撞上前车对司机造成的伤害 D．系上安全带，能减小人在撞车时受到的惯性 12．如图所示，当铁锤的锤头松动时，握住铁锤的木柄迅速向下撞击坚硬的地面，锤头会紧紧地套在木柄上。这是因为木柄撞击地面时（　　） A．锤头由静止变为运动，木柄由于惯性仍要继续向下运动 B．锤头由运动变为静止，木柄由于惯性仍要保持静止状态 C．木柄由静止变为运动，锤头由于惯性仍要保持静止状态 D．木柄由运动变为静止，锤头由于惯性仍要继续向下运动 13．下列给出了几种事例，其中利用惯性的是（　　） ①苹果受重力从树上掉下； ②司机为节省燃油，在汽车进站时，提前关闭油门； ③锤头松了，把锤柄的一端在物体上撞击几下； ④绕地球做圆周运动的人造卫星； ⑤跳远运动员都是跑一段距离才起跳； ⑥公共汽车的乘务员，时常提醒乘客扶住车的扶手，待车停稳后再下车。 A．②③⑤ B．①②③⑤ C．②③⑤⑥ D．③④⑤⑥ 14．平直公路上有一辆公交车，图甲是车内拉环正面的示意图。图乙、丙、丁是该车内观察到的同一拉环在不同时刻侧面的情景，车头在拉环的右方，以下判断正确的是（　　） A．乙图中，车此时一定处于静止状态 B．丙图中，拉环此时所受重力与吊绳对它的拉力是一对平衡力 C．丁图中，车此时可能在刹车礼让行人 D．乙图中拉环没有惯性，丙、丁图中拉环有惯性 15．如图所示，在汽车中悬线上挂一个小球m，当汽车在水平方向运动时，悬线将与竖直方向始终成某一固定角度，若在汽车底板上还有一个跟其相对静止的物体M，则下列说法正确的是（　　） A．汽车向右做匀速直线运动 B．小球m受平衡力作用 C．物体M受非平衡力作用 D．小球m具有惯性，物体M不具有惯性 二．填空题（共4小题） 16．2023年冰壶世青赛于3月4日在德国落下帷幕，中国队历史上首次冰壶世青赛冠军。如图所示，冰壶离手后，会继续向前运动，说明物体的运动 　 　（选填“需要”或“不需要”）力来维持；冰壶运动过程中若所有力全部消失，则冰壶将 　 　（选填“静止”或“匀速直线运动”）。 17．在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中，在水平桌面上分别铺上粗糙程度不同的毛巾、棉布、玻璃，让小车从斜面顶端释放，小车在不同物体表面上运动的距离如图所示。让小车从斜面顶端释放目的是让小车在这些物体表面上开始运动时 　 　相同。由图现象可知，小车在玻璃上运动的距离最长，这说明小车受到的阻力越 　 　，速度减小得越慢，由此实验可推知：若水平物体表面绝对光滑（即小车不受任何阻力作用），那么小车将一直做 　 　。 18．如图1所示，盛有水的烧杯随小车一起水平向右做 　 　（选填“匀速”、“加速”或“减速”）运动；若此时小车突然刹车减速，烧杯中的水面应是图 　 　（选填“2”或“3”）的形状，作出上述判断的依据是 　 　（选填“水”或“烧杯”）具有惯性。 19．物理课上，同学们用螺丝刀、150g的西红柿和羊角锤来做实验。如图甲所示，先将螺丝刀下端插入西红柿并紧密接触，螺丝刀就能竖直提起西红柿，使西红柿不下落的力的大小是 　 　N，力的方向 　 　，用羊角锤竖直向下敲击螺丝刀上端，西红柿的位置就会上移，如图甲、乙所示，原因是西红柿具有 　 　。（g取10N/kg） 三．实验探究题（共3小题） 20．小明用力向上抛出一小石块： （1）若小石块竖直向上运动，石块到达最高点时处于　 　（平衡/非平衡）状态，假如石块到达最高点时受到的力都消失，则小石块将　 　。 （2）若小石块斜着向上运动，假如石块到达最高点时受到的力都消失，则小石块将　 　，判断的理论依据是　 　。 21．人类在探索物质世界的规律时，总要经历不断纠错、发展、完善的漫长过程。如在探索“运动和力的关系”时，三位科学家提出过最具代表性的观点，如表所示。 科学家 提出的观点 牛顿 A、归纳、概括、总结出惯性定律 伽利略 B、物体的运动状态不需要力维持 亚里士多德 C、力是维持物体运动状态的原因 （1）对三位科学家提出的观点，请按时间先、后进行排序：　 　（填字母序号）； （2）伽利略的观点是通过理想实验科学推理得出的。他的设想是：如图所示，小球从第一个斜面AB上滑下并能滑上第二个斜面BC的等高处； （a）该设想成立的条件是 　 　（选填字母） A．小球的质量足够大 B．斜面的倾角α足够大 C．斜面完全是光滑的 （b）在上述条件下逐渐减小倾角α直至水平，则小球在水平面上将 　 　。 22．在探究阻力对物体运动的影响实验中，让同一辆小车从同一斜面的同一高度由静止开始下滑，小车在三种不同水平面上运动一段距离后分别停留在如图所示的位置。 （1）根据实验结果可以得出，平面越光滑，小车运动路程越长，木块受到的阻力越小，速度减小得越　 　（选填“快”或者“慢”）。 （2）进一步推理可以得出：如果水平面绝对光滑，小车将做　 　运动，由此可知物体的运动　 　（填“需要”或“不需要”）力来维持。 （3）下列实验中用到以上研究方法的是：　 　 A．用真空罩和闹钟探究声音的传播需要介质 B．用U形管两端的液面高度差反映液体内部压强大小 C．用弹簧测力计测量物体在水平方向滑动摩擦力的大小 D．探究浮力大小与什么因素有关 （4）另一组同学在探究“阻力对物体运动的影响”实验时，发现运动的小车在棉布和木板上都冲出了水平板面，在原装置不变的情况下你建议他们怎样改进？答：　 　。 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第15讲 牛顿第一定律 模块一 思维导图串知识 模块二 基础知识全梳理（吃透教材） 模块三 教材习题学解题 模块四 核心考点精准练（3大考点） 模块五 小试牛刀过关测 1.了解斜面小车实验中具体操作要求和操作目的。 2.知道牛顿第一定律，并解读定律内容。 3.能用惯性解释日常生产生活的现象。 1.影响物体运动距离的因素 现象： （1）相同速度物体，水平面越粗糙，即受到的阻力越大，物体运动距离越短。 （2）在相同水平面上，即受到的阻力相同，物体运动速度越大，物体运动距离越长。 归纳总结： 影响物体在水平面运动距离的因素： 一是物体所受阻力大小；二是物体运动速度的大小。 特别注意：结合日常生活中的现象加以理解，例如：足球以不同速度在水泥地面上滚动，速度越大，足球滚动越远；以相同的速度在水泥地面和草坪上滚动，足球在水泥地面上滚动更远。 2.阻力对物体运动影响的实验设计 控制变量：研究阻力对物体运动影响，必须控制物体在水平面上运动速度。 实验方法： （1）利用斜面来控制物体的速度。 让小车从斜面的同一高度下滑，使小车刚到达水平面 时的速度相同。 （2）改变水平面的粗糙程度，改变小车所受阻力。 （3）让小车在毛巾、棉布、木板等表面运动，逐渐减小接触面的粗糙程度，即逐渐减小阻力，比较小车的运动距离。 实验现象： 小车从斜面的同一高度下滑，即小车以速度相同在毛巾、棉布、木板等表面运动，小车所受 阻力越小，运动的距离越长。也就是小车速度减小得越慢。 实验推论： 运动的小车不受阻力将一直运动下去，也就是小车的速度保持不变，即保持匀速直线运动。 例题：小亮利用如图所示的装置，探究在水平面上阻力对物体运动的影响。 （1）小亮在调试实验装置时，将小车从斜面顶端静止释放，发现小车一直滑出水平木板右端而掉落下去。为不让小车滑出木板，他应采取的措施是 　 　；（说出一条即可） （2）调试成功后，小亮进行实验，他每次均将小车放在斜面的同一位置，然后轻轻推动使小车滑下，他操作时的错误是 　 　； （3）实验中需要小车每次从同一斜面的同一高度静止释放，目的是使小车到达斜面底端时的 　 　相同； （4）小亮多次实验分析论证得出：小车受到的阻力越小，速度减小得越 　 　，运动得越远。并进一步推测：若水平面完全光滑且足够长，小车将一直做 　 　，表明物体的运动 　 　（选填“需要”或“不需要”）力来维持； （5）小亮思考了一个问题：当自己荡秋千运动到右侧最高点时，假设受到的力全部消失，自己将处于怎样的运动状态呢？你认为下列选项中正确的是 　 　（图中的黑点表示小亮）。 点拨：（1）为让小车不滑出木板，可以增加木板的长度或减小小车的速度，据此分析； （2）实验中，应让小车自由滑下，不能再施加额外的推力； （3）探究“阻力对物体运动影响”的实验时，要控制小车到达水平面时速度相等，据此分析答题； （4）根据实验现象可知：水平面越光滑，阻力越小，小车运动的距离越远，速度减小得越慢；根据实验事实，进行合理的推理，即可得出正确结论；力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因； （5）荡秋千时，到达最高点时处于瞬间静止状态；根据牛顿第一定律，物体不受力，将保持原来的静止状态或匀速直线运动状态。 解答：（1）将小车从斜面顶端滑下，小车滑出水平木板右端而掉落，说明小车到达水平面的动能较大，速度较大，通过的路程比较大，所以为让小车不滑出木板，可以换一个更长的木板；或者将小车从高度较低处滑下，或者可以减小斜面的倾角，从而减小小车到达水平面的动能，减小小车在水平面的速度，减小小车通过的路程； （2）实验时，应使小车从同一高度由静止自由滑下，而不能去推动小车，因此，“轻轻推动使小车滑下”的做法是错误的； （3）实验中需要小车每次从同一斜面的同一高度静止释放，目的是使小车到达斜面底端时的速度相同； （4）实验中通过对比小车滑行的距离发现：接触面越光滑，受到的阻力越小，小车运动的距离越远，速度减小得越慢，进一步推理可知，如果运动物体不受力时，小车会在水平面上做匀速直线运动，由此可知物体的运动不需要力来维持； （5）当荡到最高点时，此时处于瞬间静止状态，若此时所有的力均消失，根据牛顿第一定律可知，他将保持静止状态不变，故D符合题意。 特别注意：物体不受力是一种理想状态，自然界中不存在不受力的物体。 3.牛顿第一定律辨析 定律内容：一切物体，在没有受到力的作用时，总保持静止或匀速直线运动状态。 适用范围：一切物体，即适用于固体、液体和气体。 定律条件：没有受到力的作用，即物体不受任何力的作用。 定律呈现：总，即总是、始终。 运动规律：保持静止或运动直线运动状态，物体究竟处于何种状态决定于不受力作用的瞬间物体是否运动。物体是静止的，它就保持静止状态；物体是运动的，它就保持匀速直线运动状态。 归纳总结： 条件：当物体不受力作用时； 规律： （1） 原来静止的物体，将保持静止； （2）原来运动的物体，不论物体做什么运动，当力消失时，物体将保持不受力的瞬间，物体的运动方向和速度，做匀速直线运动。 地球上任何物体都受重力，没有不受力物体，牛顿第一定律不能直接由实验得出，它是在实验基础上，加以科学推理得出的。 特别注意：牛顿第一定律描述的是不受外力作用物体的运动规律，即不受力作用物体的运动状态保持不变。 4.惯性概念 概念：原来静止的物体具有保持静止状态的性质，原来运动的物体具有保持运动状态的性质，即物体具有保持运动状态不变的性质，物理学上将物体具有的这种性质称为惯性。 适用：所有物体都具有惯性。不论物体是否运动、是否受力，物体都具有惯性。 归纳总结： 惯性是物体固有的一种性质，物体惯性的大小与运动速度、受力大小无关，惯性大小与物体的质量有关，质量大的物体惯性大。 特别注意：自然界中一切物体都有惯性。 5.惯性现象解释 要点：（1）明确研究对象及其关联物体； （2）弄清研究对象及其关联物体原来的运动状态和后来的运动状态； （3）研究对象或关联物体运动状态改变的原因（受到某个力的作用），或运动状态不变的原因（由于惯性）。 例题：用锤子敲击插有苹果的筷子顶部，观察到苹果向上运动，如何解释。 点拨：研究对象是苹果，与苹果关联的是筷子，苹果和筷子原来运动状态都是静止的，锤子敲击筷子，筷子会由静止变成运动，苹果由于惯性仍保持静止，造成苹果相对于筷子向上运动。 解答： 筷子和苹果原来是静止的，筷子由于受到木棒的打击力，由静止变为向下运动，而苹果由于惯性，仍然保持静止，所以苹果相对于筷子就向上移动了。 特别注意：惯性是物体所固有，因此不能讲物体“受到惯性”，惯性是物体的一种性质，因此不能讲“由于惯性作用”，解释惯性现象时，只需说明物体具有惯性或由于惯性即可。 教材习题01 子弹从枪膛射出后，虽然不再受到推力的作用，但让能向前运动，这是为什么? 解题方法 由于物体具有惯性，要保持原来的运动状态不变。 【答案】被射出的子弹具有一定速度，由于子弹具有惯性，让要保持原有的速度不变， 所以会继续向前运动。 教材习题02 如图8-13所示，公交车将要启动时，乘客常会听到“车辆起步，请站稳扶好”的语言提示。请你解释其中的道理？ 解题方法 由于物体具有惯性，要保持运动状态不变。当车辆起步时，车辆的运动状态发生改变，而人要保持原来的运动状态，从而容易摔跤。 【答案】车辆起步时，人具有惯性，仍要保持原来的静止状态，车辆与人的脚之间存在相对运动趋势，从而使人的脚受到向前的摩擦力，使人的脚与车辆一起向前运动。而人的身体仍要保持静止状态，容易摔倒。若人抓好扶手，车辆启动时，扶手对人施加一个力，使人随车辆一起运动，而不会摔倒。 教材习题03 如图 8-14 所示，飞机在飞行中投放救援物资。若投放时飞机恰好在目标位置正上方，物资能落到目标位置吗?应该怎样投放才能使物资恰好落到目标位置? 解题方法 物体具有惯性，物资离开飞机时水平方向上具有一定的速度。物资离开飞机后在水平方向仍会继续向前，若在目标位置的证上方投掷，物资不会落到目标位置。应提前投掷方能将物资投到目标位置。 【答案】若投放时飞机恰好在目标位置正上方，物资不能落到目标位置。应到达目标前提前投掷，才能使物资恰好落到目标位置。 考点一 物体运动状态变化的判断 1．下列现象中物体的运动状态发生变化的是（　　） A．沿平直轨道匀速行驶的火车 B．匀速上升的电梯 C．人造地球卫星绕地心匀速转动 D．静止在树上的苹果 【答案】C 【解析】解：A、沿平直轨道匀速行驶的火车，速度大小和方向都不变，运动状态不发生变化，故A不符合题意； B、匀速上升的电梯，速度大小和方向都不变，运动状态不发生变化，故B不符合题意； C、人造地球卫星绕地心匀速转动，运动方向时刻改变，即运动状态发生变化，故C符合题意； D、静上在树上的苹果，运动状态不发生变化，故D不符合题意。 故选：C。 2．下述现象中，物体运动状态没有发生改变的是（　　） A．火车启动时，从静止变为运动 B．在地面上滚动的小球，速度逐渐变小 C．重物被吊车沿直线向上匀速吊起 D．汽车在盘山公路上匀速行驶 【答案】C 【解析】解：A、火车启动时，从静止变为运动，即运动状态发生了改变，故不符合题意； B、在地面上滚动的小球，速度逐渐变小，即运动状态发生了改变，故不符合题意； C、重物被吊车沿直线向上匀速吊起，其运动速度和方向都没有改变，故即运动状态没有改变，故符合题意； D、汽车在盘山公路上匀速行驶，其运动方向发生了改变，故运动状态发生了改变，故不符合题意； 故选：C。 3．2024年1月17日，火箭将“天舟七号”货运飞船成功送入预定轨道，使之与空间站完成对接，形成组合体，绕地球运行。下列说法中正确的是（　　） A．加速升空时，“天舟七号”受平衡力作用 B．对接成功后，天平可以在空间站正常使用 C．组合体绕地运行时，其运动状态发生改变 D．“天舟七号”从地面运到太空，所受重力不变 【答案】C 【解析】解：A、加速升空时，“天舟七号”处于非平衡状态，受非平衡力作用，故A错误； B、天平在测量物体质量时，利用了物体对砝码盘的压力，而太空中物体处于“失重”状态，不能对砝码盘产生压力，所以天平不能在太空中使用，故B错误； C、组合体绕地运行时，其运动方向不断改变，所以运动状态发生改变，故C正确； D、在太空中，物体处于“失重”状态，“天舟七号”从地面运到太空，所受重力变小，故D错误。 故选：C。 考点二 探究阻力对物体运动的影响 4．实验小组在探究“阻力对物体运动的影响”时完成了如图所示的实验，有关这个实验下列说法正确的是（　　） A．实验中应把小车从斜面的不同高度由静止释放 B．图中三次实验小车都会停下来，说明物体的运动需要力来维持 C．由图中小车在三个表面上的运动情况可以直接得出牛顿第一定律 D．如果在平面上小车受到的阻力为零，小车将做匀速运动 【答案】D 【解析】解：A、根据控制变量法，实验中应把小车从斜面的同一高度由静止释放，目的是控制小车下滑到水平面的速度相同，故A错误； B、图中三次实验小车都会停下来，是因为小车在水平方向上受到阻力的作用，说明力是改变物体运动状态的原因，故B错误； C、小车在木板表面上受到的阻力最小，通过的距离最长，据此推理，若小车在水平方向下不受力的作用，通过的距离无限长，即做匀速直线运动，牛顿第一定律是在上面三个实验的基础上推理归纳概括出来的，故C错误； D、如果在平面上小车受到的阻力为零，小车的速度不会变小，可以一直运动下去，小车将做匀速直线运动，故D正确。 故选：D。 5．小明利用如图所示的装置，探究在水平面上阻力对物体运动的影响，进行如下操作： a.如图甲，将毛巾铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。 b.如图乙，取下毛巾，将棉布铺在斜面和木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。 c.如图丙，取下棉布，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。请针对以上操作回答下列问题。 （1）以上操作中错误的一次是 　b　（选填“a”、“b”或“c”）。 （2）实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑，这样做的目的是：使小车从斜面上同一位置到达底端水平面时 　初速度相同　。 （3）实验中改变小车所受阻力大小，是通过改变 　接触面的粗糙程度　来实现的。对比两次正确实验操作能说明：小车受到的阻力越小，通过的距离越 　远　。 （4）纠正错误后，多次实验进行分析，并进一步推测：在水平面上滑行的小车，如果受到的阻力为零，它将做 　匀速直线　运动，实验表明物体的运动 　不需要　（填“需要”或“不需要”）力来维持，这样的实验方法叫做 　实验推理法　。 （5）在大量类似实验基础上，牛顿概括出了著名的牛顿第一定律。在实际生活中有着广泛的应用，一架运输机参加某次抗震救灾时，在沿水平向右做匀速直线运动的过程中，相同时间先后从飞机上静止释放三个相同的物资。若不计空气阻力，且地面水平。那么，在地面上看，能正确表示物资着地位置的图示（丁）组合是 　C　。 A.① B.② C.③ 【答案】（1）b；（2）初速度相同；（3）接触面的粗糙程度；远；（4）匀速直线；不需要；实验推理法；（5）C。 【解析】解：（1）（2）为了使小车到达水平面时的速度相等，应让小车从相同斜面的同一高度由静止开始下滑；则b步骤错误，因为在斜面上铺上棉布改变了接触面的粗糙程度，就不能保持初速度相同了，不符合控制变量法的要求； （3）在做“斜面小车实验”时，给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体，目的是探究阻力对物体运动的影响，由毛巾表面到棉布再到木板，接触面的粗糙程度减小，小车受到的阻力也减小；水平面越光滑，小车运动的距离越远，由图示可知，木板的表面最光滑，则小车在木板表面受到阻力最小，运动的距离最长，运用了转换法； （4）由实验可知，平面越光滑，小车受到的阻力越小，运动距离越远，速度减小得越慢，由此进行推理得出小车运动时不受摩擦力的作用，将保持匀速直线运动；这样的实验方法叫做实验推理法； 实验表明力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因，即物体的运动不需要力来维持； （5）若不计空气阻力且地面水平，飞机沿水平向右做匀速直线运动时，从飞机上释放三个相同的物资，物体由于惯性，保持原来的运动状态不变，继续向前飞行，三个物体在下落过程中，都是以原来的速度向前运动，三个物体下落间隔的时间相同，因此落到地面上后间隔的距离也相等，所以③正确。 故答案为：（1）b；（2）初速度相同；（3）接触面的粗糙程度；远；（4）匀速直线；不需要；实验推理法；（5）C。 考点三 牛顿第一定律及其应用 6．用手捏着一支粉笔静止于空中，现将手松开，假设在手松开的同时，粉笔所受的一切外力同时消失，则（　　） A．粉笔将静止于原来位置 B．粉笔将竖直向上运动 C．粉笔将竖直向下运动 D．粉笔将沿水平方向运动 【答案】A 【解析】解：根据牛顿第一定律我们知道，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。因为粉笔原来是静止的，而松开手的同时，一切外力又同时消失，所以粉笔仍然保持原来的静止状态，故选项A正确。 故选：A。 7．如图所示，当篮球飞行到空中最高点A点时，若它所受的一切外力消失了，则篮球的运动轨迹是（　　） A．1 B．2 C．3 D．4 【答案】A 【解析】解：当篮球飞到空中最高点A时，在水平方向上有一定的速度，若它受到的一切外力同时消失，则篮球将沿原来方向做匀速直线运动，即沿1的方向做匀速直线运动。 故选：A。 8．如图所示，摆球从A点由静止释放，经过最低点B，摆向另一侧的最高点C，在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球到达B点的瞬间，若受到的力全部消失，小球将保持静止状态 B．小球到达B点的瞬间，若剪断悬线，小球将沿竖直方向加速下落 C．小球到达C点的瞬间，若受到的力全部消失，小球将保持静止状态 D．小球到达C点的瞬间，若受到的力全部消失，小球将沿竖直方向加速下落 【答案】C 【解析】解：A．当小球摆至B位置时，若受到的力全部消失，小球由于惯性，将沿水平方向做匀速直线运动，故A错误； B．当小球摆至B位置时，如果剪短细线，小球由于惯性继续向前运动，同时在重力作用下做抛物线运动，故B错误； CD．当小球到达C位置时，若受到的力全部消失，小球由于惯性，将保持静止，故C正确，D错误。 故选：C。 9．如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体甲与乙放在表面光滑且足够长的木板上，随木板一起以水平向右的相同速度沿同一直线做匀速直线运动，当木板突然停止时，以下说法正确的是（　　） A．若m1＞m2，甲将与乙发生碰撞 B．若m1＜m2，甲将与乙发生碰撞 C．它们始终不会碰撞 D．只有当m1＝m2，甲与乙才不会碰撞 【答案】C 【解析】解：木板停止前，甲、乙物块和木板一起做匀速直线运动，并且两物块和木板具有共同的速度， 木板突然停止，两物体做匀速直线运动，间距保持不变，始终不会碰撞碰，故ABD错误，C正确。 故选：C。 10．体育课上，小明进行抛铅球运动，铅球轨迹如图所示。抛出的铅球由于 　惯性　会继续运动，由于受到 　重力　作用最终将落至地面。若小球上升到最高点时受到的力全部消失，小球将 　匀速直线运动　（掉下来/停在空中/匀速直线运动）。 【答案】惯性；重力；匀速直线运动。 【解析】解：由图可知，铅球斜着抛出，由于小球原来处于运动状态，抛出后小球由于惯性会继续向上运动一段距离； 小球在运动的过程中，由于受到竖直向下的重力，速度逐渐变小，最终将下落； 由于小球在最高点处于非平衡状态，具有水平速度，所以若此时受到的力全部消失，小球将做匀速直线运动。 故答案为：惯性；重力；匀速直线运动。 11．如图，将小球竖直向上抛出，小球在A、B、C三点的速度分别为υA＝4m/s、υB＝2m/s、υC＝0．如果小球在经过B处时，重力突然消失，则小球将做　匀速直线　运动，速度大小为　2m/s　；若小球在C处时，重力突然消失，则小球将　保持静止状态　。（不考虑空气阻力） 【答案】匀速直线，2m/s，保持静止状态 【解析】解：根据牛顿第一定律我们知道，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。抛出去的小球，不计空气阻力，小球只受重力作用，当小球在B点时，小球的速度大小为2m/s，而重力突然消失，则小球不受任何外力作用，所以小球将以2m/s的速度做匀速直线运动；而小球在C处的速度为0，当重力突然消失后，小球还保持原来的状态即静止状态。 故答案为：匀速直线，2m/s，保持静止状态。 考点三 惯性及其大小 12．关于惯性，下列四个现象的说明正确的是（　　） A．苹果从树上加速落下，说明苹果有惯性 B．.拍打刚晒过的被子，灰尘脱落，说明被子有惯性 C．.射出枪膛的子弹，仍能在空中飞行，说明子弹有惯性 D．.汽车紧急刹车时，车上的人会向前倾，说明车有惯性 【答案】C 【解析】解：A、苹果从树上加速落下，是因为苹果受到重力的结果，故A错误； B、用手拍打刚晒过的被子上的灰尘，被子运动，灰尘由于惯性保持原来的静止状态，在重力作用下掉在地上，说明灰尘有惯性，故B错误； C、射出枪膛的子弹，仍能在空中飞行，是因为子弹具有惯性，仍保持原来的运动状态，故C正确； D、乘客站在静止的汽车上，当汽车紧急刹车时，乘客的脚随车一起紧急减速，而身体由于惯性仍会保持原来的静止状态，所以会向前倾，说明人具有惯性，故D错误。 故选：C。 13．如图所示是小明踢足球的情景，不计空气阻力，下列分析正确的是（　　） A．脚踢球时，感觉脚疼是因为球对脚的作用力大于脚对球的作用力 B．球在空中飞行时所受力的施力物体是地球 C．脚踢球时，球不会发生形变 D．球离开脚后能继续向前运动是因为受到惯性力的作用 【答案】B 【解析】解：A、物体间力的作用是相互的，物体间的相互作用力大小相等，脚踢球时，球对脚的力与脚对球的力是一对相互作用力，大小相等。故A错误； B、不计空气阻力，球在空中飞行时只受到重力作用，故所受力的施力物体是地球，故B正确； C、力可以改变物体的形状，踢球时，球会发生形变，故C错误； D、球离开脚后能继续向前运动是因为足球具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性力的作用，故D错误。 故选：B。 14．关于惯性，下列说法中正确的是（　　） A．物体静止时有惯性，运动时没有惯性 B．物体保持静止或匀速直线运动状态时才有惯性 C．物体受力作用时才有惯性 D．物体的惯性与运动状态或是否受力无关 【答案】D 【解析】解：因为任何物体在任何情况下都有惯性，因此A、B、C选项错误，D选项正确。 故选：D。 15．学习了惯性知识后，小明有了如下认识。其中下列说法正确的是（　　） A．物体运动时的惯性比静止时的惯性大 B．任何物体在任何情况下都有惯性 C．自由下落的物体没有惯性 D．地球上的物体都有惯性，在太空行走的宇航员没有惯性 【答案】B 【解析】解：A、惯性大小只与物体的质量有关，而与其他因素无关，所以此选项是错误的； B、任何物体在任何情况下都有惯性，所以此选项是正确的； C、任何物体在任何情况下都有惯性，那么就不存在没有惯性的物体，所以此选项是错误的； D、不存在没有惯性的物体，所以此选项是错误的； 故选：B。 16．2020年6月1日起，公安部交管局在全国开展“一盔一带”安全守护行动，要求骑摩托车和电动自行车必须戴头盔，开车必须系安全带。戴头盔、系安全带能保护人的生命安全，其原因是在遇到交通事故时（　　） A．戴头盔能防止人头受到惯性作用导致受伤 B．开车时绑安全带能防止人体由于惯性而受到撞击 C．戴头盔能减小人头部的惯性，从而减小撞击力的大小 D．绑安全带能减小人体的惯性，从而减小撞击力的大小 【答案】B 【解析】解：A、头盔的作用是在人的头部受到撞击时，通过增大受力面积减小对头部的压强，对驾驶员起一个保护作用；惯性不是力，不能用“惯性作用描述”，故A错误； B、汽车在紧急刹车时，人由于惯性会继续保持原来的运动状态向前运动，容易撞上挡风玻璃受到撞击，造成伤害，所以要系安全带，故B正确； CD、惯性大小只与质量有关，质量不变，惯性不变，所以头盔和安全带不能减小惯性，故CD错误。 故选：B。 考点三 惯性的利用与防范 17．生活中，惯性现象既有利也有弊。以下属于利用惯性“利”的一面的是（　　） ①跳远运动员快速助跑以提高成绩 ②赛车在转弯时滑出赛道 ③箭离开弓弦后，能飞行相当远的距离 ④汽车紧急刹车，车上的人会向前倾 A．①② B．①③ C．②③ D．②④ 【答案】B 【解析】解：①跳远运动员助跑是为了起跳前使自己获得更高的速度，起跳后，人由于惯性会跳的更远； ②赛车在转弯时滑出赛道，是因为赛车由于惯性要保持原来向前的运动状态，是惯性带来的危害； ③箭离开弓弦后，不再受到向前的动力，但由于惯性能继续飞行相当远的距离，利用了惯性； ④汽车突然刹车时，人的脚由于受到车的摩擦力不再前进，而人的上身由于惯性还要保持原来的高速运动，会向前倾倒，造成事故，是惯性带来的危害； 综上分析可知，属于利用惯性“利”的一面的是①③，故B正确。 故选：B。 18．下列做法中，属于防止惯性带来危害的是（　　） A．行车时要保持车距 B．跳远时要快速助跑 C．拍打衣服除去灰尘 D．将盆中的水泼出去 【答案】A 【解析】解： A、行车时要保持车距防止遇到紧急情况，车由于惯性仍要保持原来的运动状态，不能马上停下来，易发生追尾事故，是防止惯性带来的危害，故A符合题意； B、助跑的目的是让运动员在起跳前有一个较大的速度，起跳时，人由于惯性还要保持他起跳前的速度，从而能跳的更远，这是利用了惯性，故B不合题意； C、拍打衣服前，衣服和灰尘一起静止，当拍打时，衣服运动，灰尘由于惯性还要保持原来的静止状态，所以灰尘从衣服上掉下来，是利用惯性，故C不合题意； D、将盆中的水泼出去，水不再受到力的作用，但由于惯性，仍要保持原来的运动状态，从而将水泼出，是利用惯性，故D不合题意。 故选：A。 19．下列事例中，由于惯性带来不利影响的是（　　） A．锤头松了，把锤柄在石头上磕几下 B．紧急刹车时，车厢里的人和物体会向前冲 C．泼水时，盆留在手中，水由于惯性飞了出去 D．比赛跳远时，助跑的速度越快跳得就越远 【答案】B 【解析】解： A、锤头松动时，撞击锤柄是为了利用惯性的有利影响，从而使锤头套紧，故A不符合题意； B、紧急刹车时，车厢里的人和物体由于惯性会保持原来的运动状态，会向前冲，是惯性带来的不利影响，故B符合题意； C、泼水时，盆留在手中，水由于惯性飞了出去，是利用了惯性，故C不符合题意； D、比赛跳远时，助跑的速度越快跳得就越远，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D不符合题意。 故选：B。 20．下列交通安全提示语，不是为了防止惯性带来危害的是（　　） A．珍爱生命，远离酒驾 B．车辆起步，站稳扶好 C．学校路段，减速慢行 D．保持车距，安全行驶 【答案】A 【解析】解：A、人喝酒后反应就会迟钝，驾车时容易造成事故，与惯性无关，故A符合题意； B、公交车启动时，人由于惯性会向后倾倒，所以提醒乘客“站稳扶好”，防止惯性带来危害，故B不合题意； C、学校路段，减速慢行实防止惯性带来危害，故C不合题意； D、汽车行驶过程如果紧急刹车，汽车由于惯性会继续运动，所以要保持一定车距，防止惯性带来危害，故D不合题意； 故选：A。 21．如果锤头的手柄松了，人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套，这是利用了 　锤头　（选填“锤头”或“锤柄”）的惯性；低速行驶的汽车，一旦被追尾，这时 　头枕　对人体起到保护作用（选填“安全带”或“头枕”或“安全气囊”）。 【答案】锤头；头枕 【解析】解： 撞击锤柄的下端时，锤柄受到阻力作用而停止运动，锤头由于具有惯性，会继续向下运动，就紧套在锤柄上了，该方法利用了锤头的惯性； 低速行驶的汽车，一旦被追尾，该汽车中的人由于惯性会向后倒，此时压力都集中在人体脆弱的颈部和头部，而汽车头枕则对此起缓冲作用，保护人体头部。 故答案为：锤头；头枕。 一．选择题（共15小题） 1．下列科学家中，对“牛顿第一定律”的建立做出巨大贡献的是（　　） A．焦耳 B． 伽利略 C．欧姆 D．法拉第 【答案】B 【解析】解：根据所学知识，焦耳总结发现了焦耳定律，欧姆发现了欧姆定律，而法拉第发现了电磁感应现象，都不属于力学范畴，只有伽利略、笛卡尔的实验为牛顿第一定律的得出奠定了基础。故ACD错误，B正确。 故选：B。 2．下列给出的现象中，物体运动状态没有发生改变的是（　　） A．熟透的苹果从树上落下来 B．汽车匀速转弯 C．人造卫星绕地球匀速转动 D．小孩沿直滑梯匀速下滑 【答案】D 【解析】解：A、熟透的苹果从树上落下来，苹果受到重力作用，重力不断改变苹果的运动速度，速度逐渐变大，运动状态不断变化。不符合题意。 B、汽车匀速转弯，运动方向不断变化，运动状态不断变化。不符合题意。 C、人造卫星绕地球匀速转动，人造卫星沿椭圆轨道运动，运动方向不变变化，运动状态不断变化。不符合题意。 D、小孩沿直滑梯匀速下滑，运动速度和方向都保持不变，运动状态保持不变。符合题意。 故选：D。 3．如图所示，物体运动状态发生改变的是（　　） A．弯道上沿曲线滑行的运动 B．吊在天花板下静止的电灯 C．路上匀速行驶的小汽车 D．空中匀速下落的降落伞 【答案】A 【解析】解：A、弯道上沿曲线滑行的运动员，速度和方向时刻在变，即运动状态发生改变，符合题意； B、吊在天花板下的静止电灯，由于处于静止状态，速度的大小和方向都不变，即运动状态不变，不符合题意； C、路上匀速直线行驶的小车，速度和方向都不变，即运动状态不发生改变，不符合题意； D、空中匀速直线下落的降落伞，速度和方向都不变，即运动状态不发生改变，不符合题意。 故选：A。 4．用绳子拴住一个小球使它在光滑的水平面上做圆周运动，当绳子突然断裂后小球将（　　） A．保持原来的圆周运动 B．小球运动速度减小，但保持直线 C．保持断绳时的快慢和方向做匀速直线运动 D．以上三种情况都有可能 【答案】C 【解析】解：用绳子拴住一个小球使它在光滑的水平面上做圆周运动，小球在水平方向上只受拉力作用；当绳子突然断裂，拉力消失，物体在水平方向上不受任何力的作用，因此小球将保持断绳时的快慢和方向做匀速直线运动。 故选：C。 5．在学习牛顿第一定律的时候，我们按顺序做了如图所示实验。下列有关叙述正确的是（　　） A．第二次实验，小车滑出了棉布的外面，学生将小车从斜面低一点的高度滑下重新实验 B．实验中运动的小车会停下来，说明力能改变物体的运动状态 C．实验表明，小车受到的摩擦力越小，运动的距离越近 D．根据甲、乙、丙的实验现象可以直接得出牛顿第一定律 【答案】B 【解析】解： A、实验中应使小车从斜面的同一点滑下，第二次实验，小车滑出了棉布的外面，不能将小车从斜面低一点的高度滑下重新实验，故A错误； B、实验中运动的小车会停下来，是受到摩擦阻力的作用，说明力能改变物体的运动状态，故B正确； C、实验表明，小车受到的摩擦力越小，运动的距离越远，而不是越近，故C错误； D、根据甲、乙、丙的实验现象不能直接得出牛顿第一定律，必须再经过科学推理才能得出，故D错误。 故选：B。 6．牛顿第一定律是（　　） A．直接用实验得出的 B．直接根据日常生活、生产经验总结出来的 C．由科学家猜想出来的 D．以客观事实为基础，经过科学的推理得出的 【答案】D 【解析】解：牛顿第一定律不能用实验直接验证，也不是科学家凭空猜想出来的，它是在实验的基础上，经过进一步概括、推理得出的。 故选：D。 7．小丽同学通过探究学习，思考了一个问题：当自己荡秋千运动到右端最高点时，如果自己受到的力全部消失，自己将会处于怎样的运动状态呢？她做出了以下猜想（如图所示），你认为其中正确的是（图中的黑点表示小丽同学）（　　） A．保持静止状态 B．继续来回摆动 C．做匀速直线运动 D．做匀速圆周运动 【答案】A 【解析】解：当自己荡秋千运动到右端最高点时，此时重力势能最大，物体速度为零，所以此时处于静止状态，若受到的力全部消失，根据牛顿第一定律可知，仍保持静止。 故选：A。 8．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 【答案】C 【解析】解：图中实心球运动到最高点时，仍然具有水平向右的速度，若此时所受的外力全部消失，由牛顿第一运动定律可知，小球将沿水平向右的方向做匀速直线运动。 故选：C。 9．关于生活中的一些惯性现象，下列解释正确的是（　　） A．高速飞行的子弹具有惯性，穿入木头静止后惯性消失 B．跳远运动员助跑起跳，是为了增大惯性 C．小汽车配置安全气囊，可以减小惯性 D．锤子的木柄在硬地上撞击几下，就能套紧锤头，是利用了惯性 【答案】D 【解析】解：A、一切物体在任何状态下都有惯性，运动的物体有惯性，静止的物体也有惯性，故高速飞行的子弹具有惯性，穿入木头静止后惯性不会消失，故A错误； B、跳远运动员起跳前要助跑，是为了利用人体的惯性，但不能增大惯性，故B错误； C、小汽车配置安全气囊，可以减少急刹车时惯性带来的危害，但不能减小惯性，故C错误； D、锤子的锤柄和锤头一起向下运动，当锤柄撞击地面时，锤头由于惯性要保持原来的运动状态进行向下运动，锤头就紧紧套在锤柄上，这是利用惯性，故D正确。 故选：D。 10．下列关于惯性的说法正确的是 （　　） A．航天员在空间站会失去惯性 B．利用惯性可将衣服上的灰尘拍掉 C．驾驶员系安全带是为了减小惯性 D．高速行驶的火车不容易停下来，说明速度越大惯性越大 【答案】B 【解析】解：A、物体的惯性只与物体的质量有关，与所在位置无关，航天员在空间站也有惯性，故说法错误； B、当拍打衣服时，衣服由静止变为运动，而灰尘由于惯性仍保持原来的静止状态不变，于是从衣服上脱落，故说法正确； C、驾驶员系安全带是为了防止惯性造成伤害，但不能减小惯性，故说法错误； D、高速行驶的火车不容易停下来，说明其质量大，惯性也大，不是因为其速度大。故说法错误。 故选：B。 11．汽车最基本的安全装置是头枕和安全带，如图所示，以下说法正确的是（　　） A．有了头枕，能减小因后车撞击对司机造成的伤害 B．系上安全带，能减小因后车撞击对司机造成的伤害 C．有了头枕，能减小因撞上前车对司机造成的伤害 D．系上安全带，能减小人在撞车时受到的惯性 【答案】A 【解析】解： AC、有了头枕，能减小因汽车突然加速或被后车撞上对司机造成的伤害，故A正确，C错误； BD、系安全带的目的是为了防止在紧急刹车时由于惯性人会向冲可能对人员造成伤害，但不能减小惯性，故BD错误。 故选：A。 12．如图所示，当铁锤的锤头松动时，握住铁锤的木柄迅速向下撞击坚硬的地面，锤头会紧紧地套在木柄上。这是因为木柄撞击地面时（　　） A．锤头由静止变为运动，木柄由于惯性仍要继续向下运动 B．锤头由运动变为静止，木柄由于惯性仍要保持静止状态 C．木柄由静止变为运动，锤头由于惯性仍要保持静止状态 D．木柄由运动变为静止，锤头由于惯性仍要继续向下运动 【答案】D 【解析】解：当铁锤的锤头松动时，握住铁锤的木柄迅速向下撞击坚硬的地面，原来锤头和木柄都处于运动状态，当木柄碰到地面后停止运动，而锤头由于惯性会仍然保持运动状态，故此时锤头能紧紧的套在木柄上，故ABC错误，D正确。 故选：D。 13．下列给出了几种事例，其中利用惯性的是（　　） ①苹果受重力从树上掉下； ②司机为节省燃油，在汽车进站时，提前关闭油门； ③锤头松了，把锤柄的一端在物体上撞击几下； ④绕地球做圆周运动的人造卫星； ⑤跳远运动员都是跑一段距离才起跳； ⑥公共汽车的乘务员，时常提醒乘客扶住车的扶手，待车停稳后再下车。 A．②③⑤ B．①②③⑤ C．②③⑤⑥ D．③④⑤⑥ 【答案】A 【解析】解：①从树上掉下的苹果是由于地球的吸引力； ②司机为节省燃油，在汽车进站时，提前关闭油门，利用了惯性； ③锤头松了，把锤柄的一端在物体上撞击几下撞击时，锤柄停止，锤头由于惯性继续运动而套在锤柄上； ④绕地球做圆周运动的人造卫星与惯性无关； ⑤跳远运动员助跑一段距离才起跳，是利用惯性这样才能跳得更远一些； ⑥公交车司机常提醒乘客扶住扶手，待车停稳后再下车是防止紧急刹车或突然减速时由于惯性造成人身伤害。 综上分析可知，利用惯性的是②③⑤。 故选：A。 14．平直公路上有一辆公交车，图甲是车内拉环正面的示意图。图乙、丙、丁是该车内观察到的同一拉环在不同时刻侧面的情景，车头在拉环的右方，以下判断正确的是（　　） A．乙图中，车此时一定处于静止状态 B．丙图中，拉环此时所受重力与吊绳对它的拉力是一对平衡力 C．丁图中，车此时可能在刹车礼让行人 D．乙图中拉环没有惯性，丙、丁图中拉环有惯性 【答案】C 【解析】解：A.乙图中，吊环受力平衡，车此时处于静止或匀速直线状态，故A错误； B.丙图中，吊环受到的拉力与重力不在同一直线上，受力不平衡，故B错误； C.丁图中，吊环向车头方向摆动，可能是汽车刹车，吊环由于惯性继续运动，故C正确； D.任何物体在任何情况下都有惯性，故D错误。 故选：C。 15．如图所示，在汽车中悬线上挂一个小球m，当汽车在水平方向运动时，悬线将与竖直方向始终成某一固定角度，若在汽车底板上还有一个跟其相对静止的物体M，则下列说法正确的是（　　） A．汽车向右做匀速直线运动 B．小球m受平衡力作用 C．物体M受非平衡力作用 D．小球m具有惯性，物体M不具有惯性 【答案】C 【解析】解： ABC、以小球为研究对象，小球受到竖直向下的重力、斜向上的拉力的作用，这两个力不在同一条直线上，故小球受到的是非平衡力，这表明汽车做变速运动，则M的运动速度也会发生变化，所以物体M受非平衡力作用，故AB错误，C正确； D、一切物体都具有惯性，小球m和物体M都具有惯性，故D错误。 故选：C。 二．填空题（共4小题） 16．2023年冰壶世青赛于3月4日在德国落下帷幕，中国队历史上首次冰壶世青赛冠军。如图所示，冰壶离手后，会继续向前运动，说明物体的运动 　不需要　（选填“需要”或“不需要”）力来维持；冰壶运动过程中若所有力全部消失，则冰壶将 　匀速直线运动　（选填“静止”或“匀速直线运动”）。 【答案】不需要；匀速直线运动。 【解析】解：冰壶离手后，由于冰壶具有惯性，因此会继续往前运动，说明物体的运动不需要力来维持； 冰壶原来运动，由牛顿第一定律可知，冰壶运动过程中若所有力都消失，冰壶将做匀速直线运动。 故答案为：不需要；匀速直线运动。 17．在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中，在水平桌面上分别铺上粗糙程度不同的毛巾、棉布、玻璃，让小车从斜面顶端释放，小车在不同物体表面上运动的距离如图所示。让小车从斜面顶端释放目的是让小车在这些物体表面上开始运动时 　速度　相同。由图现象可知，小车在玻璃上运动的距离最长，这说明小车受到的阻力越 　小　，速度减小得越慢，由此实验可推知：若水平物体表面绝对光滑（即小车不受任何阻力作用），那么小车将一直做 　匀速直线运动　。 【答案】速度；小；匀速直线运动。 【解析】解：我们让小车从顶端滚下目的是为了让小球每次到达水平面时的速度都相同，便于比较。 明显由图示看出，在玻璃板上小车滑行的距离是最远的，我们知道在玻璃板上小车受阻力最小，速度减小的慢；根据这个实验推理：若水平物体表面绝对光滑（即小车不受任何阻力作用），小车的速度不会减慢，将会做匀速直线运动。 故答案为：速度；小；匀速直线运动。 18．如图1所示，盛有水的烧杯随小车一起水平向右做 　匀速　（选填“匀速”、“加速”或“减速”）运动；若此时小车突然刹车减速，烧杯中的水面应是图 　3　（选填“2”或“3”）的形状，作出上述判断的依据是 　水　（选填“水”或“烧杯”）具有惯性。 【答案】匀速；3；水 【解析】解：如图，原来水在烧杯里很平稳，保持相对静止，因此水、水杯和车一起向右匀速直线运动； 小车突然刹车减速，水由于惯性保持原来的运动状态，水面向右倾，应该是图3的形状； 作出以上判断的依据是水具有惯性，保持原来的运动状态不变，当烧杯运动状态改变时，会出现不同的形状。 故答案为：匀速；3；水。 19．物理课上，同学们用螺丝刀、150g的西红柿和羊角锤来做实验。如图甲所示，先将螺丝刀下端插入西红柿并紧密接触，螺丝刀就能竖直提起西红柿，使西红柿不下落的力的大小是 　1.5　N，力的方向 　竖直向上　，用羊角锤竖直向下敲击螺丝刀上端，西红柿的位置就会上移，如图甲、乙所示，原因是西红柿具有 　惯性　。（g取10N/kg） 【答案】1.5；竖直向上；惯性 【解析】解：将螺丝刀下端插入西红柿并紧密接触，螺丝刀就能竖直提起西红柿，西红柿处于静止状态，竖直方向上受力平衡，受到的竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以f＝G＝mg＝0.15kg×10N/kg＝1.5N； 用羊角锤竖直向下敲击螺丝刀上端，螺丝刀向下移动，西红柿由于具有惯性，仍然保持原来的运动状态，所以西红柿的位置就会上移。 故答案为：1.5；竖直向上；惯性。 三．实验探究题（共3小题） 20．小明用力向上抛出一小石块： （1）若小石块竖直向上运动，石块到达最高点时处于　非平衡　（平衡/非平衡）状态，假如石块到达最高点时受到的力都消失，则小石块将　保持静止　。 （2）若小石块斜着向上运动，假如石块到达最高点时受到的力都消失，则小石块将　沿水平方向做匀速直线运动　，判断的理论依据是　牛顿第一定律　。 【答案】（1）非平衡；保持静止； （2）沿水平方向做匀速直线运动；牛顿第一定律。 【解析】解： （1）若小石块竖直向上运动，石块到达最高点时，只受到重力的作用，所以它受到的力不是平衡力，此时处于非平衡状态。 小石块竖直向上运动，石块到达最高点时速度为零，即处于瞬时静止状态，根据牛顿第一定律可知，假如此时受到的力都消失，则小石块将保持静止。 （2）若小石块斜着向上运动，石块到达最高点时水平方向上的速度不为零，根据牛顿第一定律可知，假如此时受到的力都消失，小石块将沿水平方向做匀速直线运动。 故答案为： （1）非平衡；保持静止； （2）沿水平方向做匀速直线运动；牛顿第一定律。 21．人类在探索物质世界的规律时，总要经历不断纠错、发展、完善的漫长过程。如在探索“运动和力的关系”时，三位科学家提出过最具代表性的观点，如表所示。 科学家 提出的观点 牛顿 A、归纳、概括、总结出惯性定律 伽利略 B、物体的运动状态不需要力维持 亚里士多德 C、力是维持物体运动状态的原因 （1）对三位科学家提出的观点，请按时间先、后进行排序：　CBA　（填字母序号）； （2）伽利略的观点是通过理想实验科学推理得出的。他的设想是：如图所示，小球从第一个斜面AB上滑下并能滑上第二个斜面BC的等高处； （a）该设想成立的条件是 　C　（选填字母） A．小球的质量足够大 B．斜面的倾角α足够大 C．斜面完全是光滑的 （b）在上述条件下逐渐减小倾角α直至水平，则小球在水平面上将 　做匀速直线运动　。 【答案】（1）CBA；（2）（a）C；（b）做匀速直线运动。 【解析】解： （1）对于运动和力的关系，最先提出的是亚里士多德的观点，物体的运动需要力来维持；接下来是伽利略，他认为物体的运动不需要力来维持；最后牛顿总结伽利略等人研究成果，归纳和总结出牛顿第一定律，故顺序为CBA。 （2）（a）如图所示，小球从第一个斜面AB上滑下并能滑上第二个斜面BC的等高处，设想成立的条件是阻力为零，机械能守恒，即斜面完全光滑。故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 （b）倾角α越小，小球运动的距离越长，根据推理，上述条件下逐渐减小倾角直至水平，即倾角为0，小球运动的距离将无限长，即小球在水平面上将做匀速直线运动。 故答案为：（1）CBA；（2）（a）C；（b）做匀速直线运动。 22．在探究阻力对物体运动的影响实验中，让同一辆小车从同一斜面的同一高度由静止开始下滑，小车在三种不同水平面上运动一段距离后分别停留在如图所示的位置。 （1）根据实验结果可以得出，平面越光滑，小车运动路程越长，木块受到的阻力越小，速度减小得越　慢　（选填“快”或者“慢”）。 （2）进一步推理可以得出：如果水平面绝对光滑，小车将做　匀速直线　运动，由此可知物体的运动　不需要　（填“需要”或“不需要”）力来维持。 （3）下列实验中用到以上研究方法的是：　A　 A．用真空罩和闹钟探究声音的传播需要介质 B．用U形管两端的液面高度差反映液体内部压强大小 C．用弹簧测力计测量物体在水平方向滑动摩擦力的大小 D．探究浮力大小与什么因素有关 （4）另一组同学在探究“阻力对物体运动的影响”实验时，发现运动的小车在棉布和木板上都冲出了水平板面，在原装置不变的情况下你建议他们怎样改进？答：　降低小车下滑的高度　。 【答案】（1）慢；（2）匀速直线；不需要；（3）A；（4）降低小车下滑的高度。 【解析】解：（1）由图知，接触面越光滑时，对小车的阻力越小，小车在平面上运动的距离越长，速度减小得越慢； （2）如果水平面绝对光滑，阻力完全消失时，小车在水平方向上不再受到力的作用，速度将不再减小，因此将会做匀速直线运动；由此可知物体的运动不需要力来维持； （3）探究“阻力对物体运动的影响”时采用了实验推理法； A、用真空罩和闹钟探究声音的传播需要介质采用的是实验推理法； B、用U形管两端的液面高度差反映液体内部压强大小，利用了转换法； C、用弹簧测力计测量物体在水平方向滑动摩擦力的大小，利用了转换法； D、探究浮力大小与什么因素有关，采用了控制变量法； 故选A； （4）小车从斜面高处下滑到水平面时，机械能转化为动能，要减小小车运动到水平面时的速度，可降低小车下滑的高度。 故答案为：（1）慢；（2）匀速直线；不需要；（3）A；（4）降低小车下滑的高度。 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$