《第8章 运动和力》2024-2025学年教科版(2024)物理八年级下册
2025-01-20
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内容正文:
《第8章 运动和力》
一.选择题(共10小题)
1.在学习牛顿第一定律的时候,我们做了如图所示实验,下列有关叙述正确的是( )
A.每次实验时,小车可以从斜面上的任何位置开始下滑
B.根据甲、乙、丙的实验现象可以直接得出牛顿第一定律
C.实验表明,小车受到的摩擦力越小,运动的距离越近
D.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
2.如图甲是探究“阻力对物体运动的影响”实验装置。下列与此实验有关的说法正确的是( )
A.若水平面光滑,小车将保持一定速度做匀速直线运动,牛顿第一定律就是由实验直接得出的规律
B.实验中每次让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是使小车到达水平面的速度大小相等
C.由于小车受到惯性,到达水平面后能继续向前运动
D.如图乙所示,小球从A点由静止释放摆动到右侧最高点C时,若小球所受的力全部消失,可判断小球将做匀速直线运动
3.如图所示,探究“阻力对物体运动的影响”实验中,保持同一小车每次从斜面同一高度由静止滑下,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.小车在水平木板上运动过程中只受摩擦力的作用
B.小车在粗糙程度不同的水平木板表面滑行的距离相同
C.水平木板表面越粗糙,该小车在水平木板上运动时所受的摩擦力越大
D.该实验能直接验证当物体受到的阻力为零时,物体将一直做匀速直线运动
4.如图,设想在光滑的水平面上,有一个物体在力F的作用下沿曲线由A向B运动,那么此后物体的运动路线( )
A.是a B.是b C.是c D.无法确定
5.牛顿曾说过:“如果说我比别人看得更远,那是因为我站在巨人的肩膀上”。在物理学史上,通过分析推理得出牛顿第一定律的实验基础之一是( )
A.托里拆利实验 B.伽利略斜面实验
C.马德堡半球实验 D.比萨斜塔实验
6.如图所示,某同学将一把铁锁用绳子悬挂起来,把它拉到自己的鼻子附近( )
A.绳子对铁锁的拉力和铁锁对绳子的拉力是一对平衡力
B.绳子对铁锁的拉力保持不变
C.铁锁的运动状态一定发生改变
D.若绳子突然断开,铁锁将做匀速直线运动
7.赛龙舟是中华民族端午节一项传统民俗活动,下列关于龙舟比赛说法正确的是( )
A.比赛开始前,龙舟静止在水面上,处于非平衡状态
B.比赛过程中,运动员向后划桨,桨会受到水向前的作用力
C.冠军队的龙舟在比赛中受到惯性力的作用,所以更快
D.到达终点时,运动员停止划桨,龙舟的运动状态将不再发生改变
8.如图是小红在水平地面上滑轮滑的情景,下列说法正确的是( )
A.向前滑行时,小红不用力也能保持向前运动是由于其受到了惯性的作用
B.小红滑行时停止用力,最终会停下来,说明物体的运动需要力来维持
C.小红用力向后蹬地会使她向前运动,说明力的作用是相互的
D.向前滑行时,若小红所受的力全部消失,她将处于静止状态
9.端午节是我国传统的节日,每到端午节,全国许多地区都举行龙舟赛。关于龙舟比赛过程中的说法正确的是( )
A.比赛开始后龙舟由静止到运动﹣﹣力能改变物体的形状
B.运动员用桨向后划水使龙舟前进﹣﹣力的作用是相互的
C.龙舟上的运动员看到终点越来越近﹣﹣以起点为参照物
D.龙舟到达终点不能立即停下来﹣﹣受到惯性力的作用
10.关于惯性,下列说法中正确的是( )
A.行驶中的公交车紧急刹车时,乘客身体会向前倾,是由于受到惯性力的作用
B.司机驾车行驶时系上安全带,是为了消除司机的惯性
C.百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来,是由于运动员具有惯性
D.静止的物体没有惯性
二.填空题(共5小题)
11.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,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时 相同。
(2)由图可知,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。
(3)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),那么小车将一直保持 。
(4)由这个实验可以推理得出物理学的基本定律是 。
(5)对于“力与运动的关系”的问题,下列说法中正确的是
A.力是维持物体运动状态的原因;B.力是改变物体运动状态的原因;
C.只有在力的作用下物体才能运动;D.只要有力作用在物体上,物体的运动状态就一定改变。
12.如图所示,在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中。
(1)需将小车从斜面的同一位置由静止释放,以保证小车到达水平面时的 相同。
(2)让小车先后在铺有棉布、木板和玻璃板的水平面上滑行,最后所停的位置分别如图中的小旗1、2、3所示。由此可知,小车受到的阻力越小 ;我们可以通过小车所受阻力减小时其运动路程变化的趋势,推理出阻力减小到零时,运动的小车将 。
13.2022年3月23日,“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲。航天员翟志刚、王亚平、叶光富相互配合,在太空微重力环境下演示了一系列实验(微重力状态下,物体重力可以忽略不计),王亚平将冰墩墩用手抛向叶光富,不计空气阻力 运动(选填“匀速直线”或“变速曲线”)。
14.一切物体在不受外力作用时,总保持 或者 ,这就是著名的牛顿第一定律。
15.在匀速航行的航母上,以v0速度斜向上抛出一个小球,小球达到最高点时突然不受任何外力,小球将 (选填“保持静止”、“水平方向做匀速直线运动”、“斜向上做匀速直线运动”);若小球以v0速度水平抛出,如图所示,当阳光竖直照射时1,小球落地前,影子A1在甲板的运动是 (不计空气阻力)。
三.解答题(共5小题)
16.如图1所示是小明探究“运动和力的关系”的实验装置,让物体从斜面同一高度自由滑下进入粗糙程度不同的水平面,观察记录小车在粗糙程度不同的水平面上运动的距离大小。下表是小明组的同学们记录的实验数据。
接触面
小车受到摩擦力大小
(大、较大、小)
小车运动的
距离s/cm
毛巾
大
9
棉布
较大
21
玻璃
小
39
(1)分析实验数据可知:平面越光滑,小车受到的摩擦力越 ,小车运动的距离就越 。
(2)进一步推理,如果运动的小车受到的摩擦力减小到零,或者说运动的物体如果不受力 状态;同理,静止的物体如果不受力 状态。
(3)综合以上分析,进而“抽象概括”出牛顿第一定律﹣﹣一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。现实生活中,也能保持静止状态或匀速直线运动状态,这与牛顿第一定律 (选填“矛盾”或“不矛盾”).如图2所示,跳伞运动员在空中可以沿直线匀速下降,原因是 。
17.伽利略等科学家曾做如图所示的实验,让小车从同一高处滑下,观察、比较小车沿不同平面的运动情况。
(1)实验时让小车从斜面上同一高度处滑下,目的是使小车到达平面时具有相同的 ;
(2)从实验可以看出:平面越光滑,小车受到的阻力越 ,运动的距离越 ,速度减少得越 ,进一步推理可以得到:如果表面光滑到一点阻力也没有,小车将保持 状态永远运动下去。这说明力 (填“是”或“不是”)维持物体运动状态的原因,而 (填“是”或“不是”)改变物体运动状态的原因。
18.在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,在水平桌面上铺上粗糙程度不同的物体(如毛巾、棉布、木板等),让小车自斜面顶端静止开始滑下。观察同一小车从同一高度滑下后
(1)每次都让小车从同一个斜面的 (填“相同”或“不相同”)位置由静止开始滑下,是为了使小车在滑到斜面底端时具有相同的 。
(2)该实验中采用的方法是 ,变量是 。
(3)比较图中小车在不同表面滑行的最大距离,可以得出:在初速度相同的条件下,水平面越光滑 ,小车运动的越 。
(4)在此实验的基础上进行合理的推理,可以得到:运动物体不受外力时,它将 。
19.分别让小车从斜面的同一高度滑下,滑到铺有粗糙程度不同的毛巾、棉布、木板的平面上,小车在不同的平面上运动的距离如图所示。下面是四位学生归纳的实验结论,请在他的结论后面打“√”,如果你不同意某人的结论
小张说:摩擦力越小,小车的速度减缓就越慢。
小李说:若平面非常光滑,小车将永远运动下去。
小王说:小车受到力的作用就运动,不受力的作用就不运动。
小赵说:运动的物体不受力作用时,将保持匀速直线运动。 。
20.在探究物体物体的运动规律,做了如下实验,取一小车,这样做的目的是为了在水平面上使小车具有 。由于每次水平面的表面不同(木板、棉布、毛巾),小车最终在水平面上静止,小车在棉布表面上要比在毛巾面上前进的距离 些,要比在木板面上前进的距离 些,这是由于小车在不同的表面上受到的摩擦力不同而形成的。由此可得,小车运动时受到的 越小,小车前进的距离就会 ;这样推想下去,如果小车运动时不受外力作用,就会以原来的速度永远运动下去。因而牛顿第一定律是在 的基础上通过科学推理得到的。
参考答案与试题解析
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
C
B
B
C
B
C
B
C
一.选择题(共10小题)
1.在学习牛顿第一定律的时候,我们做了如图所示实验,下列有关叙述正确的是( )
A.每次实验时,小车可以从斜面上的任何位置开始下滑
B.根据甲、乙、丙的实验现象可以直接得出牛顿第一定律
C.实验表明,小车受到的摩擦力越小,运动的距离越近
D.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
【分析】实验中要求从同一点滑下,是为了保证小车到达水平面时有相同的速度,从而看出在不同材料上的滑行的距离。而这三种材料我们非常熟悉,从而比较出受阻力的不同,然后我们可以猜想如果没有任何阻力的话,物体的速度将不会改变。
【解答】解:A、实验中,目地是为了让小车每次到达水平面时的速度都相同,故A错误;
B、接触面越光滑,小车的速度减小得慢,小车将做匀速直线运动,故B错误;
C、实验表明:小车在木板表面运动的距离最远,运动的距离越远;
D、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。
故选:D。
【点评】本题是探究阻力对物体运动的影响实验,要掌握实验的现象及结论,在此基础上经过推理可得牛顿第一定律的内容,解此类问题一定要注意思考实验的意义。
2.如图甲是探究“阻力对物体运动的影响”实验装置。下列与此实验有关的说法正确的是( )
A.若水平面光滑,小车将保持一定速度做匀速直线运动,牛顿第一定律就是由实验直接得出的规律
B.实验中每次让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是使小车到达水平面的速度大小相等
C.由于小车受到惯性,到达水平面后能继续向前运动
D.如图乙所示,小球从A点由静止释放摆动到右侧最高点C时,若小球所受的力全部消失,可判断小球将做匀速直线运动
【分析】(1)牛顿第一定律不能用实验证明;
(2)根据控制变量法,在实验过程中,该同学让小车从斜面的同一位置静止释放,这一操作的目的是控制小车下滑到水平面的速度相同;
(3)惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,不是一种力;
(4)根据牛顿第一定律回答。
【解答】解:A、若水平面光滑,牛顿第一定律是在实验基础之上,不能直接得出的规律;
B、由控制变量法,故B正确;
C、惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,不能说物体受到了惯性;
D、如图乙所示,小球速度为0,根据牛顿第一定律,故D错误。
故选:B。
【点评】本题探究阻力对物体运动的影响,考查控制变量法和推理法及牛顿第一定律的运用。
3.如图所示,探究“阻力对物体运动的影响”实验中,保持同一小车每次从斜面同一高度由静止滑下,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.小车在水平木板上运动过程中只受摩擦力的作用
B.小车在粗糙程度不同的水平木板表面滑行的距离相同
C.水平木板表面越粗糙,该小车在水平木板上运动时所受的摩擦力越大
D.该实验能直接验证当物体受到的阻力为零时,物体将一直做匀速直线运动
【分析】(1)对物体进行受力分析,力的作用效果是改变物体的形状或改变物体的运动状态;
(2)影响摩擦力大小的因素有压力大小和接触面的粗糙程度;
(3)牛顿第一定律是在实验的基础上,进一步推理得出的。
【解答】解:A、小车在水平木板上运动过程中在水平方向上只受摩擦力的作用,故A错误;
B、小车在粗糙程度不同的水平木板表面滑行,故小车运动的距离会不同;
C、影响摩擦力大小的因素有压力大小和接触面的粗糙程度,摩擦力越大;
D、阻力为零实际上并不存在,摩擦力越小,进一步推理得出不受摩擦力,故D错误;
故选:C。
【点评】注意此实验是在实验的基础上进一步推理得出实验结论,用的方法是控制变量法和实验推理法。
4.如图,设想在光滑的水平面上,有一个物体在力F的作用下沿曲线由A向B运动,那么此后物体的运动路线( )
A.是a B.是b C.是c D.无法确定
【分析】根据牛顿第一定律,一切物体在不受外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。本题中,物体在外力作用下沿一定的方向运动着,当这个力突然消失时,物体将保持这一瞬间的方向和速度不变,即做匀速直线运动,再结合图来做出判断。
【解答】解:因为水平面光滑,故物体不受摩擦力的作用,物体在水平方向上不再受力,它将保持原来的速度和方向不变,分析图中的情形可知,a,不符合时间要求,符合题意。
故选:B。
【点评】对物体在撤去外力的一瞬间进行运动状态的分析是正确做出判断的关键,同时,本题中还应注意光滑的水平面是指不受摩擦力的理解情况,因此,物体在水平方向上可以认为是不受力的。
5.牛顿曾说过:“如果说我比别人看得更远,那是因为我站在巨人的肩膀上”。在物理学史上,通过分析推理得出牛顿第一定律的实验基础之一是( )
A.托里拆利实验 B.伽利略斜面实验
C.马德堡半球实验 D.比萨斜塔实验
【分析】根据物理学史,和对牛顿第一定律由来的了解解决此题。
【解答】解:牛顿第一定律是在伽利略斜面实验的基础上,经大量经验事实。托里拆利实验;比萨斜塔实验是关于自由落体的。
故选:B。
【点评】这就要求学生在学习物理知识的同时,更多了解物理常识。
6.如图所示,某同学将一把铁锁用绳子悬挂起来,把它拉到自己的鼻子附近( )
A.绳子对铁锁的拉力和铁锁对绳子的拉力是一对平衡力
B.绳子对铁锁的拉力保持不变
C.铁锁的运动状态一定发生改变
D.若绳子突然断开,铁锁将做匀速直线运动
【分析】(1)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上;相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上;
(2)由于运动状态在改变,所以绳子对铁锁的拉力也在改变;
(3)运动状态发生变化是指速度大小或运动方向发生变化;
(4)绳子突然断开,分析此时铁锁受到的力,若铁锁受到平衡力的作用,则可能做匀速直线运动,若受到非平衡力的作用,则不可能做匀速直线运动。
【解答】解:A.摆动过程中、方向相反,作用在两个物体上,而是一对相互作用力;
B.在摆动过程中,即变速运动),则绳子对铁锁的拉力是不断变化的;
C.摆动过程中,铁锁的速度和运动方向时刻在变,故C正确;
D.摆动过程中若绳子突然断开,受力不平衡,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了平衡力和相互作用力的区分、运动状态是否改变的判断,以及力与运动的关系,涉及的知识点较多,但难度不大。
7.赛龙舟是中华民族端午节一项传统民俗活动,下列关于龙舟比赛说法正确的是( )
A.比赛开始前,龙舟静止在水面上,处于非平衡状态
B.比赛过程中,运动员向后划桨,桨会受到水向前的作用力
C.冠军队的龙舟在比赛中受到惯性力的作用,所以更快
D.到达终点时,运动员停止划桨,龙舟的运动状态将不再发生改变
【分析】(1)物体在几个力的作用下,保持静止或匀速直线运动状态,这几个力就是相互平衡的;
(2)物体间力的作用是相互的;
(3)物体保持运动状态不变的性质叫惯性,惯性是一种性质,不是力;
(4)力可以使物体发生形变或运动状态。
【解答】解:A.比赛开始前,处于平衡状态,故A错误;
B.比赛过程中,根据力的作用是相互的,故B正确;
C.惯性是物体固有的属性,不能说受到惯性力的作用;
D.到达终点时,龙舟由于受到了阻力,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查的是平衡状态的判断;知道物体间力的作用是相互的;知道运动状态的改变和惯性。
8.如图是小红在水平地面上滑轮滑的情景,下列说法正确的是( )
A.向前滑行时,小红不用力也能保持向前运动是由于其受到了惯性的作用
B.小红滑行时停止用力,最终会停下来,说明物体的运动需要力来维持
C.小红用力向后蹬地会使她向前运动,说明力的作用是相互的
D.向前滑行时,若小红所受的力全部消失,她将处于静止状态
【分析】(1)惯性是指一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,惯性的大小只与物体的质量有关;
(2)力可以改变物体的运动状态;
(3)物体间力的作用是相互的;
(4)一切物体在不受力时,总保持静止或匀速直线运动状态。
【解答】解:A.向前滑行时,是由于具有惯性,而不是力,故A错误;
B.小红在滑行时停止用力,是因为受到阻力作用,故B错误;
C.小红用力向后蹬地,地面同时也对人施加一个向前的力,故C正确。
D.向前滑行时,若小红所受的力全部消失,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了平衡状态的辨别、惯性现象、牛顿第一定律等,属于基础题。
9.端午节是我国传统的节日,每到端午节,全国许多地区都举行龙舟赛。关于龙舟比赛过程中的说法正确的是( )
A.比赛开始后龙舟由静止到运动﹣﹣力能改变物体的形状
B.运动员用桨向后划水使龙舟前进﹣﹣力的作用是相互的
C.龙舟上的运动员看到终点越来越近﹣﹣以起点为参照物
D.龙舟到达终点不能立即停下来﹣﹣受到惯性力的作用
【分析】(1)力的作用效果有两个:一是改变物体的形状,二是改变物体的运动状态;
(2)力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的;
(3)研究物体的运动情况时,首先要选取一个物体作为标准,这个被选作标准的物体叫做参照物,研究对象的运动情况是怎样的,就看它与参照物的相对位置是否变化;
(4)物体具有保持原来运动状态不变的性质叫做惯性,惯性是物体的固有属性,任何物体都具有惯性。
【解答】解:
A、比赛开始龙舟由静止到运动,说明力能改变物体的运动状态;
B、运动员用桨向后划水,由于物体间力的作用是相互的,故B正确;
C、龙舟上的运动员看到终点越来越近,故C错误;
D、龙舟到达终点不能立即停下来,还要保持原来向前的运动状态,故D错误。
故选:B。
【点评】本题借助龙舟比赛考查了力学的基础知识,学生容易在惯性的理解上出错较多,记住“惯性”是一种性质,而不是一种力。
10.关于惯性,下列说法中正确的是( )
A.行驶中的公交车紧急刹车时,乘客身体会向前倾,是由于受到惯性力的作用
B.司机驾车行驶时系上安全带,是为了消除司机的惯性
C.百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来,是由于运动员具有惯性
D.静止的物体没有惯性
【分析】物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性,任何物体都有惯性,惯性大小只与物体的质量有关,与是否运动、是否受力、做什么运动都没有关系。
【解答】解:A、行驶中的公交车紧急刹车时,是由于乘客具有惯性,不能说受到惯性力的作用;
B、司机驾车行驶时系上安全带,不能消除惯性;
C、百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来,故C正确;
D、运动的物体有惯性,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查对惯性的理解,正确理解惯性的概念是解答此题的关键,我们要注意联系实际,用所学惯性知识解决身边的物理问题。
二.填空题(共5小题)
11.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,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时 速度 相同。
(2)由图可知,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。
(3)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),那么小车将一直保持 匀速直线运动 。
(4)由这个实验可以推理得出物理学的基本定律是 牛顿第一定律 。
(5)对于“力与运动的关系”的问题,下列说法中正确的是 B
A.力是维持物体运动状态的原因;B.力是改变物体运动状态的原因;
C.只有在力的作用下物体才能运动;D.只要有力作用在物体上,物体的运动状态就一定改变。
【分析】(1)小车在斜面顶端时具有重力势能,小车运动到斜面底端,此过程中重力势能转化为动能,从重力势能和动能大小的影响因素判断重力势能和动能的大小,判断小车到达斜面底端速度的大小。
(2)实验过程中,小车受到的阻力越小,速度改变的越小,小车在斜面上运动距离越长。
(3)小车在光滑的水平面上,不受阻力的作用,小车的运动状态将不变。
(4)牛顿第一定律是在斜面小车实验的基础上进行科学推理得到的。
(5)维持物体的运动不需要力,需要物体的惯性;
力是改变物体运动状态的原因;
物体的运动可以不需要力,有力作用在物体上,物体不一定运动;
【解答】解:(1)小车在同一高度,小车的质量和高度相同;小车下滑到斜面底端,小车的动能相同,小车的速度相同,是为了让小车在这些物体表面开始运动时速度相同。
(2)小车在玻璃上受到阻力小,速度改变的小。
(3)若水平物体表面绝对光滑(即小车不受任何阻力作用),小车的运动状态将保持不变。
(4)斜面小车实验得出的结论是小车受到阻力越小,小车的速度改变的越小,在此基础上进行推理得到,小车将进行匀速直线运动。
(5)A.惯性是维持物体运动的原因。选项错误。
B.改变物体的运动状态一定要有力作用。选项正确。
C.在理想状态下物体不受任何力的作用时。所以只有在力的作用下物体才能运动说法错误。
D.平衡力作用在物体上物体的运动状态不变,物体的运动状态改变,物体的运动状态就一定改变说法错误。
故答案为:(1)速度;(2)小;(4)牛顿第一定律。
【点评】由于重力势能和动能的转化知识滞后,导致学生不明白其中的真正原因,只能是在复习阶段才能让学生明白小车从同一高度滑下的原因。
12.如图所示,在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中。
(1)需将小车从斜面的同一位置由静止释放,以保证小车到达水平面时的 速度 相同。
(2)让小车先后在铺有棉布、木板和玻璃板的水平面上滑行,最后所停的位置分别如图中的小旗1、2、3所示。由此可知,小车受到的阻力越小 越远 ;我们可以通过小车所受阻力减小时其运动路程变化的趋势,推理出阻力减小到零时,运动的小车将 匀速直线运动 。
【分析】(1)该实验应使小车运动到斜面底端时的速度相等,比较小车运动的距离才有意义,所以要控制小车每次都从斜面上同一位置释放;
(2)小车停下来的原因是小车受到了摩擦阻力,实验中通过改变接触面的粗糙程度来改变阻力的大小,阻力越小,小车运动的距离越远;推理出阻力为零时小车的运动情况。
【解答】解:
(1)实验中每次均让小车从斜面的同一位置由静止释,是为了使小车运动到斜面底端时的速度相等;
(2)让小车先后在铺有锦布、木板和玻璃板的水平面上滑行,由实验知:接触面越光滑,小车运动的距离就越远,速度减小得越慢,小车的运动状态将不会改变。
故答案为:(1)速度;(2)越远。
【点评】本题是探究阻力对物体运动的影响实验,要掌握实验的现象及结论,知道在此基础上经过推理可得牛顿第一定律的内容,解此类问题一定要注意思考实验的意义,并能根据所学的其他物理知识分析解决本实验中相关的实验现象。
13.2022年3月23日,“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲。航天员翟志刚、王亚平、叶光富相互配合,在太空微重力环境下演示了一系列实验(微重力状态下,物体重力可以忽略不计),王亚平将冰墩墩用手抛向叶光富,不计空气阻力 匀速直线 运动(选填“匀速直线”或“变速曲线”)。
【分析】物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:王亚平将冰墩墩用手抛向叶光富,不计空气阻力。
故答案为:匀速直线。
【点评】深入理解牛顿第一定律的内容,可解答此题。
14.一切物体在不受外力作用时,总保持 静止状态 或者 匀速直线运动状态 ,这就是著名的牛顿第一定律。
【分析】牛顿第一定律是牛顿在总结伽利略等科学家实验研究成果的基础上,经过科学推理得出的,其核心内容揭示了力与运动的关系,即物体在不受外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:牛顿第一定律的内容是:一切物体在不受外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,即维持物体运动不需要力。
故答案为:静止状态;匀速直线运动状态。
【点评】牛顿第一定律的内容是我们必须熟记的,但仅仅熟记还远远不够,我们还应知道其得出的过程是在实验的基础上,通过科学推理得出的。并能通过对牛顿第一定律的认识,深刻理解运动和力的关系。
15.在匀速航行的航母上,以v0速度斜向上抛出一个小球,小球达到最高点时突然不受任何外力,小球将 水平方向做匀速直线运动 (选填“保持静止”、“水平方向做匀速直线运动”、“斜向上做匀速直线运动”);若小球以v0速度水平抛出,如图所示,当阳光竖直照射时1,小球落地前,影子A1在甲板的运动是 匀速运动 (不计空气阻力)。
【分析】(1)根据牛顿第一定律可知,当物体不受任何外力的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态,在力消失的一瞬间,原来运动的物体将做匀速直线运动,原来静止的物体将永远静止下去;
(2)小球在竖直方向的下落速度越来越快,但在水平方向做匀速运动,据此分析。
【解答】解:(1)斜向上抛出一个小球,小球运动到最高点时,由牛顿第一运动定律可知,所以小球达到最高点时突然不受任何外力;
(2)不计空气阻力,小球在水平方向的速度不变,所以小球落地前1在甲板的运动是匀速运动。
故答案为:水平方向做匀速直线运动;减速运动。
【点评】本题以航母为题考查了利用惯性和牛顿第一定律来分析相关现象,综合性很强,有一定难度。
三.解答题(共5小题)
16.如图1所示是小明探究“运动和力的关系”的实验装置,让物体从斜面同一高度自由滑下进入粗糙程度不同的水平面,观察记录小车在粗糙程度不同的水平面上运动的距离大小。下表是小明组的同学们记录的实验数据。
接触面
小车受到摩擦力大小
(大、较大、小)
小车运动的
距离s/cm
毛巾
大
9
棉布
较大
21
玻璃
小
39
(1)分析实验数据可知:平面越光滑,小车受到的摩擦力越 小 ,小车运动的距离就越 大 。
(2)进一步推理,如果运动的小车受到的摩擦力减小到零,或者说运动的物体如果不受力 匀速直线运动 状态;同理,静止的物体如果不受力 静止 状态。
(3)综合以上分析,进而“抽象概括”出牛顿第一定律﹣﹣一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。现实生活中,也能保持静止状态或匀速直线运动状态,这与牛顿第一定律 不矛盾 (选填“矛盾”或“不矛盾”).如图2所示,跳伞运动员在空中可以沿直线匀速下降,原因是 运动员受到平衡力作用 。
【分析】(1)滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关,接触面越来越光滑,摩擦力越来越小,运动状态改变的越来越小,运动的越远。
(2)在理想状况小,没有摩擦力,运动状态将不会改变,永远保持同一速度,同一方向运动下去。
静止的物体在没有受到力的作用时,保持原来的静止状态。
(3)现实生活中不受力的物体是不存在的,现实生活中,物体受到平衡力的作用时,物体也保持原来的静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:
(1)由斜面滑块实验得,平面越光滑,滑块运动的距离越大。
(2)进一步推理,如果运动的滑块受到的摩擦力减小到零,一直运动下去,物体将处于匀速直线运动状态,静止的物体如果不受力。
(3)物体受到平衡力时,物体的运动状态也保持不变。
如图乙所示,跳伞运动员在空中可以沿直线匀速下降,受到平衡力作用。
故答案为:(1)小;大;(2)匀速直线运动;(3)不矛盾。
【点评】牛顿第一定律不能用实验直接验证,是在实验的基础上经过科学的推理得到的。物体受平衡力时和不受力时,都遵循牛顿第一定律。
17.伽利略等科学家曾做如图所示的实验,让小车从同一高处滑下,观察、比较小车沿不同平面的运动情况。
(1)实验时让小车从斜面上同一高度处滑下,目的是使小车到达平面时具有相同的 初速度 ;
(2)从实验可以看出:平面越光滑,小车受到的阻力越 小 ,运动的距离越 远 ,速度减少得越 慢 ,进一步推理可以得到:如果表面光滑到一点阻力也没有,小车将保持 匀速直线 状态永远运动下去。这说明力 不是 (填“是”或“不是”)维持物体运动状态的原因,而 是 (填“是”或“不是”)改变物体运动状态的原因。
【分析】在探究阻力对物体运动的影响时,为使小车在水平面上运动时具有相同的初速度,应让同一小车从同一斜面的同一高度滑下;且水平面越光滑,阻力越小,小车运动得越远;若平面绝对光滑,小车将永远不停地运动下去。
【解答】解:
(1)实验时让同一小车从同一斜面的同一高度滑下,其目的是在平面上运动时具有相同的初速度;
(2)小车在水平面的初速度相同,平面越光滑,小车前进的距离就越远;
若平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,小车做匀速直线运动,而是改变物体运动状态的原因。
故答案为:(1)初速度;(2)小;远;慢;不是;是。
【点评】此题是探究阻力对物体运动的影响实验,考查了控制变量法的应用,掌握控制小车初速度相同的方法,同时考查了对实验现象的掌握和推理的得出,此实验也是牛顿第一定律得出的基础。
18.在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,在水平桌面上铺上粗糙程度不同的物体(如毛巾、棉布、木板等),让小车自斜面顶端静止开始滑下。观察同一小车从同一高度滑下后
(1)每次都让小车从同一个斜面的 相同 (填“相同”或“不相同”)位置由静止开始滑下,是为了使小车在滑到斜面底端时具有相同的 到达水平面时的初始速度相同 。
(2)该实验中采用的方法是 控制变量法 ,变量是 接触面的粗糙程度 。
(3)比较图中小车在不同表面滑行的最大距离,可以得出:在初速度相同的条件下,水平面越光滑 小 ,小车运动的越 远 。
(4)在此实验的基础上进行合理的推理,可以得到:运动物体不受外力时,它将 保持做匀速直线运动 。
【分析】(1)小车从斜面上会自由下滑,在不同的高度,下滑到斜面底端的速度就不相同,根据这个关系则可得出每次应该让小车在什么位置由静止开始向下滑;
(2)实验过程是:控制小车运动的速度不变,改变接触面的粗糙程度,来探究接触面的粗糙程度对物体运动的影响;
(3)水平面越光滑,对小车的摩擦力越小,则小车运动得越远。
(4)当小车滑下时是运动的,小车如果不受摩擦力,小车将做匀速直线运动。
【解答】解:(1)小车从同一斜面的同一位置由静止滑下,这样小车到达底面的速度才会相同;
(2)该实验中采用的方法是控制变量法,变量是接触面的粗糙程度;
(3)由图可知,毛巾、木板依次越来越光滑,从小车前进的距离来看,水平面越光滑,小车运动的越远;
(4)运动物体不受外力时,将不停地做匀速直线运动。
故答案为:
(1)相同;到达水平面时的初始速度相同;
(2)控制变量法;接触面的粗糙程度;
(3)小;远;
(4)保持做匀速直线运动。
【点评】在探究阻力对物体运动的影响实验中,所用到的实验方法除控制变量法外,还有科学推理法,也被称为理想实验法。表面的绝对光滑只是一种理想状态,无法在现实中达到,只能是在实验现象的基础上,再加上科学推理来得出结论。
19.分别让小车从斜面的同一高度滑下,滑到铺有粗糙程度不同的毛巾、棉布、木板的平面上,小车在不同的平面上运动的距离如图所示。下面是四位学生归纳的实验结论,请在他的结论后面打“√”,如果你不同意某人的结论
小张说:摩擦力越小,小车的速度减缓就越慢。 √
小李说:若平面非常光滑,小车将永远运动下去。 √
小王说:小车受到力的作用就运动,不受力的作用就不运动。 ×
小赵说:运动的物体不受力作用时,将保持匀速直线运动。 √ 。
【分析】这个实验是探究阻力对物体运动的影响。让小车从斜面的同一高度滑下,则小车在水平面上的初速度相同,观察比较小车在不同表面运动的距离,再加以推理可得结论。
【解答】解:我们观察到的实验现象是,虽然这三次小车的初速度都相同。这说明是阻力在改变物体的运动状态,运动距离越短,运动距离越长,则运动的物体就不会停下来。这说明力是改变物体运动状态的原因。
所以,小张说:摩擦力越小。这种说法正确。
小李说:若平面非常光滑,小车将永远运动下去。
小王说:小车受到力的作用就运动,不受力的作用就不运动。
小赵说:运动的物体不受力作用时,将保持匀速直线运动。
故答案为:√,√,×,√。
【点评】本题考查了牛顿第一定律的斜面小车实验,注意牛顿第一定律不是实验定律,它是在探究阻力对物体运动的实验基础上经过推理得出的。
20.在探究物体物体的运动规律,做了如下实验,取一小车,这样做的目的是为了在水平面上使小车具有 相同的速度 。由于每次水平面的表面不同(木板、棉布、毛巾),小车最终在水平面上静止,小车在棉布表面上要比在毛巾面上前进的距离 远(长) 些,要比在木板面上前进的距离 近(短) 些,这是由于小车在不同的表面上受到的摩擦力不同而形成的。由此可得,小车运动时受到的 摩擦力(阻力) 越小,小车前进的距离就会 越远 ;这样推想下去,如果小车运动时不受外力作用,就会以原来的速度永远运动下去。因而牛顿第一定律是在 实验 的基础上通过科学推理得到的。
【分析】①在进行牛顿第一定律的实验时,我们主要研究的是摩擦阻力对小车运动情况的影响,因此,需控制小车在水平面的速度相等,这样才能得出其不同摩擦阻力下,对小车运动状态的影响。再根据不同表面的摩擦大小,可判断小车前进距离的远近;
②分析实验现象可知,小车受到的阻力越小,其前进的距离会越远,据此进一步做出极端假设,即小车不受外力时,会永远运动下去。这一实验是牛顿第一定律得出的基础,再在此基础上进行科学推理才最终得出了这一著名的定律。
【解答】解:(1)实验中,让同一小车,目的是为了使小车到达水平位置时;
(2)三种表面中木板最光滑,棉布次之,从实验现象可以看出,越粗糙的表面上小车前进的距离越近;
(3)分析其实质可知,小车前进距离的远近受摩擦阻力的影响,小车前进的距离就会越远;
(4)在实验的基础上,通过极端假设和科学推理可以得出小车在不受外力时。
故答案为:相同的速度;远(长);摩擦力(阻力);实验。
【点评】本题主要考查了牛顿第一定律的实验过程和推理过程,这一实验结果的得出方式是我们应该特别注意的,同时,实验中还用到了控制变量的方法,也是我们应该重点学习的。
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