内容正文:
第05讲 牛顿第一定律
内容导航——预习三步曲
第一步 学
析教材·学知识:教材精讲精析、全方位预习
练习题·讲典例:教材习题学解题、快速掌握解题方法
练考点·强知识:5大核心考点精准练
第二步 记
串知识·识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步 测
过关测·稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 阻力队物体运动的影响
1.关于“运动的物体需不需要力来维持”的两种观点
(1)自古以来,就有很多人(亚里士多德)认为:要使一个物体持续运动,就必须对它施加力的作用;如果这个力被撤掉,物体就会停止运动。例如要维持滑板车的运动,就必须给它施加力;如果滑板车不受力的作用,就不能运动。
(2)伽利略观点: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。
2.阻力对物体运动的影响
实验装置
实验过程
分别让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在毛巾、棉布和木板上滑行的距离
实验分析
由实验可以看出,运动的小车所受的阻力减小,向前滑行的距离变大。设想一下如果进一步减小小车所受的阻力,它能否滑行更远的距离?
伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果运动的物体受到的阻力为0,速度就不会减小,物体将以恒定不变的速度永远运动下去。
交流与反思
(1)转换法:用小车在水平面上运动距离的大小来反映阻力对物体运动的影响。
(2)控制变量法:控制小车到达水平面时的速度相同(在斜面同一位置由静止释放),只改变水平面的粗糙程度(在木板上铺上不同材料)
(3)科学推理法:根据实验结果推理得出,若水平面绝对光滑且足够长,则小车将在水平面上一直做匀速直线运动。
(4)小车在水平面上最终停下来的原因:受到阻力的作用。
(5)若小车最终冲出了木板,实验改进方法:①更换长度更长的木板;②降低小车在斜面上由静止释放的高度。
知识点2 牛顿第一定律
1.牛顿第一定律的建立过程
(1)伽利略及其斜面实验
伽利略通过斜面小球实验得到的结论:水平表面越光滑,钢球滚动时受到的阻力越小,通过的距离越长,速度减小得越慢。如果运动的物体受到的阻力为 0,速度就不会减小,物体将以恒定不变的速度永远运动下去。
(2)笛卡尔观点
1644 年法国物理学家笛卡儿发展了伽利略关于力与运动关系的结论,强调了惯性运动的直线性。他的观点:运动中的物体如果没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向。
(3)英国著名物理学家牛顿在伽利略等科学家研究的基础上,总结伽利略等人的研究成果,得出牛顿第一定律。
2.牛顿第一定律
(1)内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。这就是著名的牛顿第一定律。
(2)理解
①“一切物体”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。
②“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。
③“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。
④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
⑤牛顿第一定律说明了力和运动的关系: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,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。
知识点3 惯性
1.惯性:物体这种保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。牛顿第一定律又被称为惯性定律。
2.对惯性的理解
(1)一切物体具有惯性;
(2)惯性是物体的一种属性质,不是力。所以不能说“受到惯性”、“惯性力”,只能说“由于惯性”或“具有惯性”。
(3)惯性的大小与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,物体的运动状态越难改变。与物体是否受力、运动快慢无关。
(4)惯性与牛顿第一定律的区别:惯性是物体本身的一种属性,而牛顿第定律是物体不受力时遵循的运动定律。任何物体在任何情况下都具有惯性,牛顿第一定律只有物体不受力时才成立。
(5)惯性和力的区别
项目
惯性
力
意义
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”,不能说成“惯性力”“受到惯性”“受到惯性作用”等
应说“受到力”“施加力”“在力的作用下”等
3.生活中的惯性现象
(1)如图所示,拨动簧片,把小球与支座之间的金属片弹出时,小球并没有随金属片飞出。原因是金属片被弹出时,上面的小球由于惯性要保持原来的静止状态,所以不会随金属片飞出。
(2)行驶中的汽车突然刹车时,乘客的身体会向前倾;汽车突然开动时,乘客的身体会向后仰。原因是汽车突然刹车时,乘客的脚已随车慢下来,而身体的上部由于惯性要保持原来运动的状态,因此身体会向前倾。同理,汽车突然开动时,乘客的脚已随车开始运动,而身体的上部由于惯性要保持原来静止的状态,因此身体会向后仰。
4.解释惯性现象
一般步骤:(1)明确物体原来的运动状态;
(2)找出物体运动状态改变的部分;
(3)由于惯性保持原来的运动状态;
(4)得出结论。
如锤子的锤头松了,人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上。如图所示
①明确物体原来的运动状态:锤头和锤柄一起向下运动;
②找出物体运动状态改变的部分:锤柄突然停止;
③由于惯性保持原来的运动状态:锤头由于惯性会继续向下运动;
④得出结论:锤头就会牢牢地套在锤柄上了。
教材习题01
同学们在一起讨论运动和力的关系。甲同学认为,一切物体只有受力才能保持匀速直线运动,不受力总是静止的;乙同学认为,一切物体只有受力才能保持静止状态,不受力总是做匀速直线运动。他们的说法对吗?为什么?
解题方法
物体不受力或所受合力为零时保持静止或匀速直线运动。力是改变物体运动状态的原因。
……
【答案】他们的说法都不对。
物体受力后,运动状态要发生变化,不可能保持匀速直线运动状态或静止状态。如果物体没有受力,根据牛顿第一定律,物体总保持静止状态或匀速直线运动状态。换言之,物体不受力时,就可以处于匀速直线运动状态,也可以处于静止状态。
教材习题02
如图所示,用力击打一摞棋子中间的一个,该棋子飞出,而上面的棋子落下。你能解释这是为什么吗?
解题方法
根据惯性来分析:物体原有状态→受力作用的物体的状态→未受该力作用物体的运动状态
……
【答案】击打棋子前,棋子是静止的。击打其中一个棋子后,这一棋子因受击打力而飞出,上面的棋子由于惯性保持原来的静止状态,不会飞出,但因重力的作用而落下。
教材习题03
分析下列现象是怎样利用惯性的?
(1)通过拍打衣服清除衣服上面的浮灰。
(2)标枪运动员为取得好成绩,掷标枪前需要助跑。
解题方法
根据惯性来分析:物体原有状态→受力作用的物体的状态→未受该力作用物体的运动状态
……
【答案】(1)拍打衣服前,浮灰在衣服上是静止的。拍打衣服后,衣服因受力改变运动状态而振动,浮灰由于惯性,还要保持原来的静止状态。所以浮灰与衣服分离,即通过拍打衣服,清除了上面的浮灰。
(2)标枪运动员携带标枪助跑,目的是要标枪能在出手前具有一定的速度,从而利用标枪自身的惯性,使他在空中继续前进。
教材习题04
在一列匀速直线行驶的列车内,一位同学相对于车厢竖直向上跳起,他是否会落在车厢内原来的起跳点?说出你的理由。
解题方法
根据惯性来分析:物体原有状态→受力作用的物体的状态→未受该力作用物体的运动状态
……
【答案】会落在车厢内原来的起跳点。
原因是,起跳前该同学与车一起向前运动,起跳以后,由于惯性他还要保持原来的运动状态与车一起向前运动,所以落下后还会落在车厢内原来的起跳点。
教材习题05
在雨雪天等恶劣天气条件下,路面湿滑,车辆的制动距离会增加。为了防止因惯性导致的交通事故,驾驶员应减速慢行,保持安全距离,以便在紧急情况下有足够的时间和距离来刹车。
解题方法
惯性的危害和防范。因为惯性,车辆制动后还会滑行一段距离,雨雪天气车辆所受阻力减小,速度减小变慢,滑行距离变远。
……
【答案】在雨雪天等恶劣天气条件下,路面湿滑,车辆的制动距离会增加。为了防止因惯性导致的交通事故,驾驶员应减速慢行,保持安全距离,以便在紧急情况下有足够的时间和距离来刹车。
考点一 阻力对物体运动的影响
1.(24-25八年级下·山东德州·月考)关于“阻力对物体运动的影响”问题,某学习小组进行了如下探究实验:依次将毛巾、棉布分别铺在水平木板上,让小车分别从斜面顶端由静止自由滑下,观察小车在水平面上滑行的最大距离,三种情况下的运动如图所示。
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止自由滑下,目的是使小车在水平面上开始滑行时获得的速度大小 (选填“相等”或“不相等”),实验中的“阻力”是指小车受到的 。
(2)分析图中运动情况可知:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,说明小车受到的阻力越大,速度减小得越 (选填“快”或“慢”)。
(3)牛顿在伽利略等人的研究基础上,概括出牛顿第一定律:一切物体总保持 状态或 状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(4)通过该实验可以 (填字母)
A.说明物体的运动需要力来维持 B.说明力是改变物体运动状态的原因
C.直接得出牛顿第一定律
【答案】(1) 相等 摩擦力
(2)快
(3) 匀速直线运动 静止
(4)B
【详解】(1)[1]让小车从斜面顶端由静止自由滑下,是为了控制小车到达水平面时的速度相等,这是控制变量法的应用
[2]实验中的“阻力”是指小车在水平面上运动时受到的摩擦力。
(2)小车在毛巾表面上滑行的距离最短,说明阻力越大,小车速度减小得越快。
(3)[1][2]牛顿第一定律的内容为: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。
(4)物体的运动不需要力来维持,A选项错误;
实验中阻力改变了小车的运动状态,说明力是改变物体运动状态的原因,B选项正确;
牛顿第一定律是在实验基础上经过科学推理得出的,不能直接由实验得出,C选项错误。
2.(24-25八年级下·吉林长春·期中)小明利用如图所示的装置,探究阻力对物体运动的影响,进行了如下操作:
(1)调试实验装置时,小明将小车从斜面顶端由静止滑下,如图甲所示,小车在木板上滑行时滑出右端掉落下去。为了让小车不滑出木板,下列做法不可行的是___________(填字母)。
A.换一个更长的木板
B.增大斜面的倾斜程度
C.降低小车从斜面滑下的高度
(2)从实验现象可得出,运动的小车受到的阻力 (选填“增大”或“减小”)时,向前滑行的距离变小。
(3)从实验现象推理可知,若运动的小车受到的阻力为零,则小车将保持 状态。牛顿在此基础上总结得出的牛顿第一定律 (选填“能”或“不能”)直接由实验得出。
(4)小明在荡秋千时,若运动到最高点后受到的力全部消失,他将处于 状态。
【答案】(1)B
(2)增大
(3) 匀速直线运动 不能
(4)静止
【详解】(1)将小车从斜面上顶端滑下,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;故不可行的方法是增大斜面的倾角。故AC不符合题意;B符合题意。
故选B。
(2)从毛巾到棉布再到木板,接触面粗糙程度减小,阻力减小,小车滑行距离变远;反之,阻力增大时,滑行距离变小。
(3)[1]若阻力为零,小车不受力,将保持匀速直线运动状态。
[2]牛顿第一定律是在实验基础上推理得出的,不能直接由实验得出。
(4)小明在秋千最高点时速度为零,若此时力全部消失,根据牛顿第一定律,他将保持静止状态。
考点二 对牛顿第一定律的理解
8.(24-25八年级下·河南安阳·月考)下列有关牛顿第一定律的叙述正确的是( )
A.牛顿第一定律是直接由实验得出的
B.牛顿第一定律是没有事实依据凭空想象的
C.牛顿第一定律是牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出来的一条重要规律
D.牛顿第一定律认为静止的物体没有惯性
【答案】C
【详解】A.牛顿第一定律是在实验的基础上,通过科学推理得出的,并非直接由实验得出,故A错误;
B.牛顿第一定律有实验基础(如伽利略的斜面实验),不是凭空想象的,故B错误;
C.牛顿第一定律是牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出来的一条重要规律, 内容为,一切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,故C正确;
D.惯性是物体的固有属性,一切物体都有惯性,与物体的运动状态无关,静止的物体也有惯性,故D错误。
故选 C。
9.(24-25八年级下·贵州贵阳·月考)1687年,英国科学家牛顿在其巨著《自然哲学的数学原理》里,提出了三大运动定律和万有引力定律,牛顿第一运动定律就是其中的一条运动定律。关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A.力是维持物体运动的原因
B.牛顿第一定律是可以通过实验来证明的
C.物体受到力的作用,它的运动状态一定改变
D.当物体不受任何力的作用时,它将处于静止状态或匀速直线运动状态
【答案】D
【详解】A.牛顿第一定律表明,力不是维持运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,故A错误;
B.牛顿第一定律描述的是“不受力时物体的运动状态”。但在现实中,完全不受力的物体是不存在的(总有摩擦、空气阻力等)。所以该定律是在实验基础上进行理想化推理得出的,不能通过直接实验证明,故B错误;
C.牛顿第一定律表明,如果物体受的是平衡力(合力为零),比如静止在桌上的书,受重力和支持力,但运动状态不变。只有当物体所受合力不为零时,运动状态才会改变,故C错误;
D.牛顿第一定律表明,一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态,故D正确。
故选D。
15.(24-25八年级下·河南周口·月考)(多选)下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是( )
A.牛顿第一定律掲示了:力是改变物体运动状态的原因
B.正在运动的物体,不一定受到力的作用
C.牛顿第一定律是直接由实验得到的
D.如果物体没有受到力的作用,它只能保持静止状态
【答案】AB
【详解】A.根据牛顿第一定律可知,力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因,故A正确;
B.根据牛顿第一定律,运动的物体不受力时,保持匀速直线运动状态,故正在运动的物体可能不受力,故B正确;
C.牛顿第一定律是牛顿在前人的大量经验事实的基础上,通过科学推理概括得出的;由于牛顿第一定律描述了物体不受力时的运动情况,而绝对不受力是不存在的,所以无法用实验直接证明,故C错误;
D.一切物体在不受力时,总保持静止或匀速直线运动状态,不止静止,也可能匀速直线运动,故D错误。
故选AB。
考点三 根据牛顿第一定律判断物体的运动状态
3.(2025·河南平顶山·二模)意大利科学家伽利略是伟大的物理学先驱,某次他参加比萨大教堂的活动,发现教堂穹顶上的吊灯被风吹得不停地摆动,他通过探究得出了摆的等时性原理。如图所示是吊灯简图,若吊灯摆到最高点时,外力突然消失,其运动状态将会是: ;其原因是 。
【答案】 静止 见解析
【详解】[1][2]吊灯摆到最高点时,速度为0,根据牛顿第一定律,若此时外力突然消失,则吊灯将保持静止状态不变。
4.(24-25八年级下·江西吉安·月考)“踢沙包”是孩子们非常喜爱的游戏,将一个沙包从同一高度以相同速度分别沿竖直向上和斜向上踢出,其运动轨迹如图所示。若到达最高处时沙包所受的力突然全部消失,甲将 ,乙将 (均选填“保持静止状态”或“匀速直线运动”)。
【答案】 保持静止状态 匀速直线运动
【详解】[1]由图可知,甲是沿竖直方向向上抛,当到达最高点时,沙包的速度为零,若此时沙包所受的力突然全部消失,根据牛顿第一定律可知,沙包将保持静止状态。
[2]乙沙包是斜向上抛出,当到达最高点时,沙包在竖直方向上的速度为零,但在水平方向上仍有一定的速度,若此时沙包所受的力全部消失,根据牛顿第一定律可知,沙包将保持外力消失前的速度,沿水平方向一直做匀速直线运动。
10.(2025·山西·一模)神舟巡宇,再探天河。2024年10月30日,我国神舟十九号载人飞船成功发射,随箭体上升的助推器与箭体分离后,助推器相对于地面的运动状态是( )
A.立即向下运动 B.保持静止状态 C.一直匀速上升 D.先上升后下降
【答案】D
【详解】助推器与箭体分离后,由于惯性,助推器仍保持原运动状态会继续上升,由于受到竖直向下的重力作用,最终会向下运动,所以助推器相对于地面的运动状态是先上升后下降。
故选D。
14.(24-25八年级下·安徽阜阳·期中)2024年5月3日,搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭成功发射,如果嫦娥六号探测器环绕月球飞行时所受的外力突然全部消失,那么它将( )
A.继续绕月球飞行 B.静止在空中
C.做匀速直线运动 D.向月球飞行,最后掉在月球上
【答案】C
【详解】根据牛顿第一定律,一切物体在不受外力时,将保持匀速直线运动状态或静止状态,如果嫦娥六号探测器环绕月球飞行时所受的外力突然全部消失,嫦娥六号探测器将会保持外力消失一瞬间的速度和方向不变,即沿原方向做匀速直线运动,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
考点四 对惯性的理解
5.(24-25八年级下·河南安阳·月考)冬季奥运会上运动员将冰壶推出后,由于冰壶具有 仍能继续向前运动。冰壶的速度逐渐减小的过程中,冰壶的惯性大小 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 惯性 不变
【详解】[1][2]冰壶被推出后,由于物体具有保持原来运动状态不变的性质,这样的性质就是惯性,故仍能继续向前运动;由于惯性的大小只与物体的质量有关,冰壶在运动过程中,质量不变,所以惯性大小不变。
11.(24-25八年级下·吉林长春·期中)中国高铁以惊人的速度和广度一再刷新我国的“高铁版图”和纪录,让越来越多的人享受到高铁带来的方便。下列高铁涉及的惯性知识正确的是( )
A.高铁静止时不具有惯性
B.高铁减速行驶时,高铁的惯性减小
C.高铁关闭动力设备后因受到惯性而继续运动
D.高铁加速行驶时,高铁的惯性不变
【答案】D
【详解】A.惯性是物体的固有属性,一切物体在任何状态下都有惯性,高铁静止时也具有惯性,故A错误;
B.惯性的大小只与物体的质量有关,高铁减速行驶时质量不变,惯性不变,故B错误;
C.惯性不是力,不能说 “受到惯性”,高铁关闭动力设备后因具有惯性而继续运动,故C错误;
D.惯性大小与质量有关,高铁加速时质量不变,惯性不变,故D正确。
故选D。
12.(24-25八年级下·湖北宜昌·期中)周末,小强和爷爷乘车到庐山风景区去游玩。下列有关惯性的说法正确的是( )
A.小强和爷爷都系上安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性
B.汽车紧急刹车时,小强向前倾,是由于受到惯性力的作用
C.驾驶员踩刹车后,汽车仍向前滑行了一段距离,是由于汽车具有惯性
D.高速公路严禁超速,是因为汽车速度越大,惯性越大
【答案】C
【详解】A.小强和爷爷都系上安全带,是为了在汽车行驶中减少由于惯性带来的伤害,但安全带并不能减小惯性本身,故A错误;
B.汽车紧急刹车时,小强向前倾是由于惯性,但惯性不是力,不能说受到惯性力的作用,故B错误;
C.驾驶员踩刹车后,汽车仍向前滑行一段距离,是因为汽车具有惯性,要保持向前的运动状态,故C正确;
D.高速公路严禁超速是因为速度越大,制动距离越长,容易发生交通事故,但惯性大小与速度无关,故D错误。
故选C。
13.(24-25八年级下·吉林长春·月考)下列关于惯性的说法,正确的是( )
A.静止在草坪上的足球没有惯性
B.运动员起跑时用力蹬地,是为了增大惯性提高成绩
C.行驶中的公交车刹车时,站立的乘客身体会前倾,是由于人受到惯性的作用
D.投球后球在空中继续飞行是因为球具有惯性
【答案】D
【详解】A.惯性是物体的固有属性,一切物体在任何状态下都有惯性,静止的足球也有惯性,故A错误;
B.惯性大小只与质量有关,运动员起跑时用力蹬地是为了利用力的相互作用获得更大的速度,不能增大惯性,故B错误;
C.乘客身体前倾是因为人具有惯性,要保持原来的运动状态,惯性不是力,不能说“受到惯性的作用”,故C错误;
D.投球后球在空中继续飞行,是因为球具有惯性,要保持原来的运动状态,故D正确。
故选D。
考点五 生活中的惯性现象
6.(2025·河南安阳·一模)如图所示,两端开口的玻璃管下端套有扎紧的气球,球中装有适量的水,并处于竖直静止状态。若手握玻璃管突然向下运动时,你认为气球会突然 (选填“变大”“变小”或“不变”),理由是 。
【答案】 变小 水具有惯性,要保持原来的静止状态,从而进入玻璃管中
【详解】[1][2]物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性。球中装有适量的水,处于竖直静止状态,若手握管子突然向下运动时,水具有惯性,要保持原来的静止状态,从而进入玻璃管,因此气球会突然变小。
7.(2025·河南·模拟预测)中国科技馆有如图所示的展品,小火车模型在平直轨道上匀速向左行驶,当火车将要从“∩”形框架的下方通过时,突然从火车顶部的小孔中竖直向上弹出一小球,则当火车顶部的小孔通过“∩”形框架后,不计空气阻力,小球将落到 (填“小孔前”“小孔后”或“小孔中”),简述你的理由: 。
【答案】 小孔中 见详解
【详解】[1][2]相对于地面,小球在竖直方向上做竖直上抛运动,小球原来随着火车匀速运动,被抛出后,由于惯性,小球在水平方向上保持与火车相同的速度,所以不计空气阻力,小球将落在原来的小孔中。
16.(2025·黑龙江牡丹江·二模)小明在课前为同学们展示小实验“会爬杆的苹果”:用小刀将苹果对半切开,将竹筷从半个苹果中间穿入。竖直提起竹筷,苹果不会从竹筷上滑下。用铁锤敲击竹筷顶端,随着一次次的敲击,位于竹筷底端的苹果很快“爬”到了竹筷的中上部。请用物理知识解释所发生的现象。
【答案】见解析
【详解】竖直提起竹筷,苹果不会从竹筷上滑下,是因为苹果受到竹筷的摩擦力与重力二力平衡,用铁锤敲击竹筷顶端,竹筷受到铁锤的力的作用,力可以改变物体的运动状态使竹筷迅速向下运动,而半个苹果由于具有惯性会保持原来静止的状态,苹果相对于竹筷向上运动,所以在一次次敲击下,苹果能很快“爬”到了竹筷的中上部。
17.(2025·福建厦门·二模)勤洗手是良好的卫生习惯,请用所学物理知识解释以下两种让手更快变干的方法。
(1)双手朝着洗手池用力甩掉水珠。
(2)将手放在感应式干手器的风口处,利用热风吹干水珠。
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【详解】(1)用力向下甩手时,手和水珠一起向下运动,手突然停止运动,水珠由于惯性,保持原来向下的运动状态,与手分离。
(2)干手器吹出的热风可以提高水珠的温度,加快了水珠表面上方的空气流动速度,从而加快水珠的蒸发。
1.认识阻力对物体运动的影响,总结、概括出牛顿第一定律的。
2.知道一切物体都具有惯性,惯性是物体固有的属性。
3.能够运用惯性知识解释生活和自然中的相关现象。
1.(24-25八年级下·江西九江·期中)生活中惯性现象无处不在,以下几种事例,其中属于利用惯性的是 ,属于防止惯性带来的危害的是 ①大货车比小汽车多许多个轮胎;②司机为节省燃油,在汽车进站时,提前关闭油门;③骑电动车需要戴头盔;④锤头松了,把锤柄的一端在物体上撞击几下;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。
【答案】 ②④⑤ ③⑥
【详解】[1][2]①大货车比小汽车多许多个轮胎,是为了增大受力面积,减小压强。
②司机为节省燃油,在汽车进站时,提前关闭油门,利用了汽车的惯性。
③骑电动车需要戴头盔,是因为在交通事故中,由于惯性,人体往往因头部先撞击地面或硬物而受重伤,而头盔能通过外壳分散冲击力、内部缓冲层吸收能量,显著减轻伤害,属于防止惯性带来的危害。
④锤头松了,把锤柄的一端在物体上撞击几下,利用了锤头的惯性。
⑤跳远运动员都是跑一段距离才起跳,是利用惯性,这样可以跳得更远。
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,防止乘客由于惯性,向前倾倒,这是为了防止惯性带来的危害。
则其中属于利用惯性的是②④⑤。属于防止惯性带来的危害的是③⑥。
2.(24-25八年级下·河南新乡·期末)在静止的小车上表面粗糙水平放置一个密封的装有水的瓶子,瓶内有一个小气泡,如图所示,当小车突然向左运动时,瓶内的小气泡相对于瓶子 选填“向左运动”“向右运动”或“保持静止”,理由是: 。
【答案】 向左运动 见解析
【解析】【小题1】[1][2]一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性,惯性的大小只与物体的质量有关。由图中可知,当小车突然向左运动时,由于水的质量大、惯性大,仍保持原来的静止状态,所以水相对于瓶子向右运动,而小气泡的质量小、惯性小,被挤向左边,即小气泡相对于瓶子向左运动。
3.(24-25八年级下·甘肃兰州·期中)如图所示,小佳同学在竖直平面内用细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,不计摩擦,小球可在A、B两点间来回摆动。当小球运动到B点时,则小球将 ;当小球运动到B点时,如果一切外力都消失,则小球将 。(两空均填“在B点保持静止”、“沿BD方向运动”、“沿BE方向运动”或“沿BF方向运动”)
【答案】 沿BF方向运动 在B点保持静止
【详解】[1]由图知,当小球摆到B点时,小球速度恰好为零,此时若细线恰好断开,则小球只受重力作用而竖直下落,所以,将沿BF方向运动。
[2]小球摆到点B时,速度为零,因此当外力消失的一瞬间,小球将保持原来的状态,即在B点保持静止。
4.(24-25八年级下·江苏南通·月考)如图甲所示,某公路发生一起交通事故,是同向行驶的两辆汽车发生了“追尾”。汽车B刹车后由于 仍撞到了汽车A,此时对汽车A中的司机起保护作用的是 (“安全气囊”或“汽车头枕”)。如图乙所示,有个内壁绝对光滑的大碗放在水平桌面上,一个重为5N的钢球从A点由静止释放(不计空气阻力),如果钢球到达碗内右边与A等高的B点时所有外力消失了,则钢球会 (选填“竖直落下”、“保持静止”或“竖直向上飞出”)。
【答案】 惯性 汽车头枕 保持静止
【详解】[1][2]刹车后,由于汽车B具有惯性,并不能立即停下来,会继续向前滑行一段距离,从而与汽车A发生追尾事故;事故发生瞬间,由于碰撞,汽车A的速度会变大,而司机具有惯性,会继续保持之前的运动状态,使司机向后仰,此时汽车头枕就会对司机起到保护作用,防止损伤颈椎。
[3]大碗的内壁绝对光滑,则钢球在碗内运动时不受摩擦力,钢球运动到达碗内右边与A等高的B点时,竖直方向上的速度为0,此时所有外力消失了,根据牛顿第一定律可知,钢球将保持静止状态。
5.(24-25八年级下·江苏宿迁·期中)在一辆水平向左行驶的汽车车厢里其顶壁上用细线挂着一个小球(不计空气阻力),当出现了如图所示的情景时,汽车正在做 (填“加速”、“匀速”、“减速”)运动,汽车受到的牵引力 (填“大于”、“小于”或“等于”)汽车受到的阻力,小球受到 个力的作用。
【答案】 加速 大于 2
【详解】[1]当汽车的运动状态发生改变时,小球由于惯性会保持原来的运动状态。图中小球向后偏,说明小球由于惯性要保持原来较慢的速度,汽车的速度变快了,所以汽车正在做加速运动。
[2]力是改变物体运动状态的原因,当物体做加速运动时,牵引力大于阻力;汽车做加速运动,根据力与运动的关系可知,此时汽车受到的牵引力大于汽车受到的阻力。
[3]对小球进行受力分析,小球受到竖直向下的重力和沿绳子方向斜向上的拉力,共2个力的作用。
6.(24-25八年级下·广东梅州·期中)在体育课上,一名同学用力将铅球推出,铅球的运动轨迹如图中虚线所示。铅球到达最高点时,若所受的外力全部消失,铅球将( )
A.失去惯性 B.做匀速直线运动
C.立即下落 D.保持静止
【答案】B
【详解】铅球到达最高点时水平方向有速度,根据牛顿第一定律,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。外力消失时,将做匀速直线运动。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.(24-25八年级下·贵州黔东南·月考)不计空气阻力,从水平匀速飞行的飞机上向地面空投一个物资箱,飞行员观察被投下物资箱的运动轨迹是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】不计空气阻力,根据牛顿第一定律可知,物资箱离开飞机后,在水平方向上做匀速直线运动,又因飞机在做匀速直线运动,物资箱和飞机以及飞机上的飞行员速度相同,所以以飞行员为参照物时,飞行员观察到这个物体始终在飞机的正下方,运动轨迹为直线运动,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
8.(24-25八年级下·四川内江·期中)关于广安市中考体育测试场上出现的运动场景,下列分析正确的是( )
A.小聪进行1000m测试通过终点时不能立即停下来,是因为受到惯性的作用
B.小明进行乒乓球测试时,乒乓球撞击墙面被弹回,说明力的作用是相互的
C.小敏踢出去的足球在草地上滚动一段距离会停下来,是因为足球未受到力的作用
D.小捷在跳绳测试中,如果起跳后所受的力消失,小捷将静止在空中
【答案】B
【详解】A.小聪进行1000m测试通过终点时不能立即停下来,是因为小聪具有惯性,惯性不是力,不能说受到力的作用,故A错误;
B.小明进行乒乓球测试时,因力的作用是相互的,乒乓球撞击墙面的同时也受到墙面对其的反作用力,因此被弹回,故B正确;
C.小敏踢出去的足球在草地上滚动一段距离会停下来,是因为足球受到草地对其的阻力的作用,故C错误;
D.小捷在跳绳测试中,如果起跳后所受的力消失,根据牛顿第一定律,小捷将做匀速直线运动,故D错误。
故选B。
9.(2025九年级下·山西·专题练习)如图所示,在光滑的车厢地板上,放着甲、乙两个小球随车厢一起向右做匀速直线运动,小球的质量m甲<m乙,当车厢突然减速,在小球未撞击车厢壁前,下列描述正确的是( )
A.甲、乙两球相对车厢向右运动,两球间距离不变
B.甲、乙两球相对车厢向右运动,两球间距离减小
C.甲、乙两球相对车厢向左运动,两球间距离不变
D.甲、乙两球相对车厢向左运动,两球间距离增大
【答案】A
【详解】A.车厢突然减速时,甲、乙两球因惯性保持原来的匀速直线运动速度。以车厢为参考系,两球相对车厢向右运动;又因为车厢地板光滑,两球水平方向不受力,会保持原有速度匀速运动,因此两球间距离不变,故A正确;
B.两球因惯性保持原速度,相对车厢向右运动,但由于它们速度相同,间距不会减小,故B错误;
C.当车厢突然减速时,甲、乙两球由于惯性会保持原来的匀速直线运动速度。车厢速度减小,以车厢为参考系,两球应相对车厢向右运动,而非向左运动;且两球速度不变,间距也不会改变,故 C项错误;
D.首先,两球相对车厢的运动方向是向右,不是向左;其次,两球在光滑地板上水平方向不受力,会保持原有速度匀速运动,间距不会增大,故D错误。
故选A。
10.(24-25八年级下·安徽合肥·期中)一只羽毛球卡在了羽毛球筒的中部,为了将其取出,小华左手轻拿球筒,另一只手用力击打羽毛球筒。若要使球从球筒上端出来,应该沿______方向击打和利用了______的惯性。下面匹配正确的是( )
A.F1,球筒 B.F1,球
C.F2,球筒 D.F2,球
【答案】B
【详解】若要使球从球筒上端出来,沿F1的方向向下击打球筒,球筒突然受力向下运动,而球由于惯性保持静止状态,这样球和球筒就发生了相对运动,以筒为参照物,球向上运动。反复击打,球就能从筒的上端出来。这是利用了球的惯性。故B正确,ACD错误。
故选B。
11.(24-25八年级下·江苏南通·月考)如图甲,水平面上一辆向右行驶的小车里用可伸缩的轻质弹簧固定一个光滑小球,弹簧的原长为l0,一段时间里发现弹簧的长度随时间的变化如图乙,则下列说法错误的是( )
A.AB段小车做匀速运动 B.BC段小车做加速运动
C.CE段小车做减速运动 D.EF段小车做减速运动
【答案】D
【详解】A.小球在AB段时,从图乙可知弹簧的长度不变,说明小车处于匀速运动状态,故A正确,不符合题意;
B.小球在BC段时,从图乙可知弹簧的长度减小,小球由于惯性要保持原来的运动状态,说明小车做加速运动,故B正确,不符合题意;
C.小球在CE段时,从图乙可知弹簧的长度逐渐增大,说明小车做减速运动,由于小球具有惯性,要保持原来较快的速度行驶,因此与小球相连的弹簧长度将变长,故C正确,不符合题意;
D.小球在EF段时,从乙图可以看出弹簧的长度在减小,小球由于惯性要保持原来的运动状态,说明小车在加速,故D错误,符合题意。
故选D。
12.(25-26九年级上·陕西·开学考试)某同学探究阻力对物体运动的影响,具体步骤如下:
A.如图甲所示,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.如图乙所示,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.如图丙所示,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。
(1)以上操作中错误的一次是 (选填“A”、“B”或“C”);
(2)如图丁所示的是小车在不同水平面上运动时速度与时间的关系图像,其中表示小车在毛巾表面上运动的是图线 (选填“a”、“b”或“c”);
(3)根据实验结果可以得出:水平面越光滑,小车运动的路程越长,小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”);
(4)在光滑水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,请在图丁中画出此时小车的速度-时间图像;
(5)小车到达水平面后因为小车具有 会继续向前运动,小车最终停下来是因为受到 的作用。
【答案】(1)B
(2)
(3)慢
(4)
(5) 惯性 阻力
【详解】(1)在探究阻力对物体运动的影响实验中,要保证小车到达水平面时的初速度相同,应只改变水平面的粗糙程度,而B步骤中将棉布铺在斜面和木板上,改变了小车在斜面上的运动情况,导致小车到达水平面时的初速度不同,所以操作错误的一次是B。
(2)在三种接触面中,毛巾表面最粗糙,对小车的阻力最大。阻力越大,小车速度减小得越快。观察图丁中的速度-时间图像,图线c速度减小的最快,所以表示小车在毛巾表面上运动的是图线c。
(3)从实验中可以看到,随着水平面逐渐变光滑,小车受到的阻力变小,运动的路程变长。再结合速度-时间图像进行分析,阻力越小,小车速度减小得越慢,小车运动的距离越远。
(4)依据牛顿第一定律,当物体不受力或者所受合力为零时,物体将保持静止或者匀速直线运动状态。在光滑水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,那么小车就会做匀速直线运动,其速度大小不会改变。所以应画出一条平行于时间轴的直线,从起始速度开始(也就是小车刚到达光滑水平面时的速度),图像如下:
(5)[1][2]一切物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态不变的性质,这种性质叫惯性。小车到达水平面后,因为小车具有惯性,会保持原来的运动状态继续向前运动。而小车最终停下来,是因为在水平方向上受到了阻力的作用,阻力改变了小车的运动状态。
13.(24-25八年级下·山东·期中)牛顿在探究“阻力对物体运动的影响”实验后,揭开了物体运动的规律,从而得出了“牛顿第一定律”。实验小组的同学利用如图1所示的装置进行探究。
(1)为使小车每次到达水平面时的速度相等,每次都要让小车从斜面上的 位置由静止开始自由下滑;
(2)分别选用毛巾、棉布和木板进行实验,目的是通过改变 从而改变小车在水平面运动时受到的摩擦阻力;实验过程中,应将毛巾、棉布平整地铺在 段(选填“”“”或“”);
(3)由于受到阻力作用,小车在水平面上做减速运动,运动到点时速度为。若此时所受外力突然消失,小车到达点速度为,则两者的大小关系是 (选填“>”“=”或“<”);
(4)伽利略在400多年前的研究思想一直闪耀着理性的光辉。伽利略曾经观测到,钟摆来回摆动的高度是相同的,如图2甲。他设想了这样一个实验:在左边一个固定的斜坡上滚下一个球,球又滚上右边不同坡度的斜坡,如果球没有受到摩擦阻力的作用,他认为这个球在右边任何坡度的斜坡上滚到的高度都与起始高度一样,好像这个球“记住”了起始高度。经过进一步思考,伽利略推断,如果右边的斜坡变成平坦,球将会一直匀速滚动下去,如图2乙。
请回答:
①像科学家那样“进一步思考”:图2丙是伽利略想象的每隔相同时间在右边不同坡度的斜坡上球的位置,他认为当斜坡倾角变小时,小球速度减小变慢。于是他大胆推测:当斜坡变成光滑而平坦时,小球将 运动。这种研究方法是在客观实验基础上进行科学推理;
②伽利略认为,球匀速滚动是球的“自然运动”状态,“自然运动”是球所具有的属性。在我们今天看来,球的这种属性称为 。
【答案】(1)相同
(2) 水平面的粗糙程度 BC
(3)=
(4) 匀速直线 惯性
【详解】(1)小车在斜面下滑时做加速运动,为使小车每次到达水平面时的速度相等,每次都要让小车从斜面上的相同位置由静止开始自由下滑。
(2)[1][2]要探究的是阻力对物体运动的影响,因此,应控制小车在到达水平面时的初速度相同,只改变小车在水平面运动时所受阻力的大小,即只改变水平面的粗糙程度,这就是分别选用毛巾、棉布和木板进行实验的目的。实验中,应让小车在不同的水平面上滑动,所以应将毛巾、棉布平整地铺在BC段。
(3)当小车运动到D点时速度为v1,若此时小车所受外力突然消失,小车将做匀速直线运动,所以小车到达D、两点速度相同。
(4)[1]由图中伽利略的实验过程可知,当斜坡倾角变小时,小球的速度减小得更慢。于是他大胆推测,当斜坡变成光滑而平坦时,球的速度不再变小,球将做匀速直线运动;此时用到了科学推理法,是在客观实验基础上进行科学推理。
[2]一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性。伽利略所说的球的“自然运动”其实是球具有的属性,这就是惯性。
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第05讲 牛顿第一定律
内容导航——预习三步曲
第一步 学
析教材·学知识:教材精讲精析、全方位预习
练习题·讲典例:教材习题学解题、快速掌握解题方法
练考点·强知识:5大核心考点精准练
第二步 记
串知识·识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步 测
过关测·稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 阻力队物体运动的影响
1.关于“运动的物体需不需要力来维持”的两种观点
(1)自古以来,就有很多人(亚里士多德)认为:要使一个物体持续运动,就必须对它施加力的作用;如果这个力被撤掉,物体就会停止运动。例如要维持滑板车的运动,就必须给它施加力;如果滑板车不受力的作用,就不能运动。
(2)伽利略观点:物体的运动并 力来维持,运动的物体之所以会停下来,是因为受到了阻力。
2.阻力对物体运动的影响
实验装置
实验过程
分别让小车从斜面顶端由 滑下,观察小车在毛巾、棉布和木板上滑行的距离
实验分析
由实验可以看出,运动的小车所受的阻力减小,向前滑行的距离变大。设想一下如果进一步减小小车所受的阻力,它能否滑行更远的距离?
伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果运动的物体受到的阻力为0,速度就不会 ,物体将以 的速度永远运动下去。
交流与反思
(1)转换法:用小车在水平面上运动距离的大小来反映阻力对物体运动的影响。
(2)控制变量法:控制小车到达水平面时的速度相同(在斜面同一位置由静止释放),只改变水平面的粗糙程度(在木板上铺上不同材料)
(3)科学推理法:根据实验结果推理得出,若水平面绝对光滑且足够长,则小车将在水平面上一直做匀速直线运动。
(4)小车在水平面上最终停下来的原因:受到阻力的作用。
(5)若小车最终冲出了木板,实验改进方法:①更换长度更长的木板;②降低小车在斜面上由静止释放的高度。
知识点2 牛顿第一定律
1.牛顿第一定律的建立过程
(1)伽利略及其斜面实验
伽利略通过斜面小球实验得到的结论:水平表面越光滑,钢球滚动时受到的阻力越小,通过的距离越长,速度减小得越慢。如果运动的物体受到的阻力为 0,速度就不会减小,物体将以恒定不变的速度永远运动下去。
(2)笛卡尔观点
1644 年法国物理学家笛卡儿发展了伽利略关于力与运动关系的结论,强调了惯性运动的直线性。他的观点:运动中的物体如果没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向。
(3)英国著名物理学家牛顿在伽利略等科学家研究的基础上,总结伽利略等人的研究成果,得出牛顿第一定律。
2.牛顿第一定律
(1)内容:一切物体总保持 运动状态或 状态,除非作用在它上面的 迫使它改变这种状态。这就是著名的牛顿第一定律。
(2)理解
①“一切物体”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。
②“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。
③“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。
④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,通过进步的 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
⑤牛顿第一定律说明了力和运动的关系:力 维持物体运动的原因,而是改变物体 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。
知识点3 惯性
1.惯性:物体这种保持原来 运动状态或 状态的性质叫作惯性。牛顿第一定律又被称为惯性定律。
2.对惯性的理解
(1)一切物体具有惯性;
(2)惯性是物体的一种属性质,不是力。所以不能说“受到惯性”、“惯性力”,只能说“由于惯性”或“具有惯性”。
(3)惯性的大小与物体的 有关, 越大,惯性越 ,物体的运动状态越难改变。与物体是否受力、运动快慢无关。
(4)惯性与牛顿第一定律的区别:惯性是物体本身的一种属性,而牛顿第定律是物体不受力时遵循的运动定律。任何物体在任何情况下都具有惯性,牛顿第一定律只有物体不受力时才成立。
(5)惯性和力的区别
项目
惯性
力
意义
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”,不能说成“惯性力”“受到惯性”“受到惯性作用”等
应说“受到力”“施加力”“在力的作用下”等
3.生活中的惯性现象
(1)如图所示,拨动簧片,把小球与支座之间的金属片弹出时,小球并没有随金属片飞出。原因是金属片被弹出时,上面的小球由于惯性要保持原来的静止状态,所以不会随金属片飞出。
(2)行驶中的汽车突然刹车时,乘客的身体会向前倾;汽车突然开动时,乘客的身体会向后仰。原因是汽车突然刹车时,乘客的脚已随车慢下来,而身体的上部由于惯性要保持原来运动的状态,因此身体会向前倾。同理,汽车突然开动时,乘客的脚已随车开始运动,而身体的上部由于惯性要保持原来静止的状态,因此身体会向后仰。
4.解释惯性现象
一般步骤:(1)明确物体原来的运动状态;
(2)找出物体运动状态改变的部分;
(3)由于惯性保持原来的运动状态;
(4)得出结论。
如锤子的锤头松了,人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上。如图所示
①明确物体原来的运动状态:锤头和锤柄一起向下运动;
②找出物体运动状态改变的部分:锤柄突然停止;
③由于惯性保持原来的运动状态:锤头由于惯性会继续向下运动;
④得出结论:锤头就会牢牢地套在锤柄上了。
教材习题01
同学们在一起讨论运动和力的关系。甲同学认为,一切物体只有受力才能保持匀速直线运动,不受力总是静止的;乙同学认为,一切物体只有受力才能保持静止状态,不受力总是做匀速直线运动。他们的说法对吗?为什么?
解题方法
物体不受力或所受合力为零时保持静止或匀速直线运动。力是改变物体运动状态的原因。
……
【答案】
教材习题02
如图所示,用力击打一摞棋子中间的一个,该棋子飞出,而上面的棋子落下。你能解释这是为什么吗?
解题方法
根据惯性来分析:物体原有状态→受力作用的物体的状态→未受该力作用物体的运动状态
……
【答案】
教材习题03
分析下列现象是怎样利用惯性的?
(1)通过拍打衣服清除衣服上面的浮灰。
(2)标枪运动员为取得好成绩,掷标枪前需要助跑。
解题方法
根据惯性来分析:物体原有状态→受力作用的物体的状态→未受该力作用物体的运动状态
……
【答案】
教材习题04
在一列匀速直线行驶的列车内,一位同学相对于车厢竖直向上跳起,他是否会落在车厢内原来的起跳点?说出你的理由。
解题方法
根据惯性来分析:物体原有状态→受力作用的物体的状态→未受该力作用物体的运动状态
……
【答案】
教材习题05
在雨雪天等恶劣天气条件下,路面湿滑,车辆的制动距离会增加。为了防止因惯性导致的交通事故,驾驶员应减速慢行,保持安全距离,以便在紧急情况下有足够的时间和距离来刹车。
解题方法
惯性的危害和防范。因为惯性,车辆制动后还会滑行一段距离,雨雪天气车辆所受阻力减小,速度减小变慢,滑行距离变远。
……
【答案】
考点一 阻力对物体运动的影响
1.(24-25八年级下·山东德州·月考)关于“阻力对物体运动的影响”问题,某学习小组进行了如下探究实验:依次将毛巾、棉布分别铺在水平木板上,让小车分别从斜面顶端由静止自由滑下,观察小车在水平面上滑行的最大距离,三种情况下的运动如图所示。
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止自由滑下,目的是使小车在水平面上开始滑行时获得的速度大小 (选填“相等”或“不相等”),实验中的“阻力”是指小车受到的 。
(2)分析图中运动情况可知:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,说明小车受到的阻力越大,速度减小得越 (选填“快”或“慢”)。
(3)牛顿在伽利略等人的研究基础上,概括出牛顿第一定律:一切物体总保持 状态或 状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(4)通过该实验可以 (填字母)
A.说明物体的运动需要力来维持 B.说明力是改变物体运动状态的原因
C.直接得出牛顿第一定律
2.(24-25八年级下·吉林长春·期中)小明利用如图所示的装置,探究阻力对物体运动的影响,进行了如下操作:
(1)调试实验装置时,小明将小车从斜面顶端由静止滑下,如图甲所示,小车在木板上滑行时滑出右端掉落下去。为了让小车不滑出木板,下列做法不可行的是___________(填字母)。
A.换一个更长的木板
B.增大斜面的倾斜程度
C.降低小车从斜面滑下的高度
(2)从实验现象可得出,运动的小车受到的阻力 (选填“增大”或“减小”)时,向前滑行的距离变小。
(3)从实验现象推理可知,若运动的小车受到的阻力为零,则小车将保持 状态。牛顿在此基础上总结得出的牛顿第一定律 (选填“能”或“不能”)直接由实验得出。
(4)小明在荡秋千时,若运动到最高点后受到的力全部消失,他将处于 状态。
考点二 对牛顿第一定律的理解
8.(24-25八年级下·河南安阳·月考)下列有关牛顿第一定律的叙述正确的是( )
A.牛顿第一定律是直接由实验得出的
B.牛顿第一定律是没有事实依据凭空想象的
C.牛顿第一定律是牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出来的一条重要规律
D.牛顿第一定律认为静止的物体没有惯性
9.(24-25八年级下·贵州贵阳·月考)1687年,英国科学家牛顿在其巨著《自然哲学的数学原理》里,提出了三大运动定律和万有引力定律,牛顿第一运动定律就是其中的一条运动定律。关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A.力是维持物体运动的原因
B.牛顿第一定律是可以通过实验来证明的
C.物体受到力的作用,它的运动状态一定改变
D.当物体不受任何力的作用时,它将处于静止状态或匀速直线运动状态
15.(24-25八年级下·河南周口·月考)(多选)下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是( )
A.牛顿第一定律掲示了:力是改变物体运动状态的原因
B.正在运动的物体,不一定受到力的作用
C.牛顿第一定律是直接由实验得到的
D.如果物体没有受到力的作用,它只能保持静止状态
考点三 根据牛顿第一定律判断物体的运动状态
3.(2025·河南平顶山·二模)意大利科学家伽利略是伟大的物理学先驱,某次他参加比萨大教堂的活动,发现教堂穹顶上的吊灯被风吹得不停地摆动,他通过探究得出了摆的等时性原理。如图所示是吊灯简图,若吊灯摆到最高点时,外力突然消失,其运动状态将会是: ;其原因是 。
4.(24-25八年级下·江西吉安·月考)“踢沙包”是孩子们非常喜爱的游戏,将一个沙包从同一高度以相同速度分别沿竖直向上和斜向上踢出,其运动轨迹如图所示。若到达最高处时沙包所受的力突然全部消失,甲将 ,乙将 (均选填“保持静止状态”或“匀速直线运动”)。
10.(2025·山西·一模)神舟巡宇,再探天河。2024年10月30日,我国神舟十九号载人飞船成功发射,随箭体上升的助推器与箭体分离后,助推器相对于地面的运动状态是( )
A.立即向下运动 B.保持静止状态 C.一直匀速上升 D.先上升后下降
14.(24-25八年级下·安徽阜阳·期中)2024年5月3日,搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭成功发射,如果嫦娥六号探测器环绕月球飞行时所受的外力突然全部消失,那么它将( )
A.继续绕月球飞行 B.静止在空中
C.做匀速直线运动 D.向月球飞行,最后掉在月球上
考点四 对惯性的理解
5.(24-25八年级下·河南安阳·月考)冬季奥运会上运动员将冰壶推出后,由于冰壶具有 仍能继续向前运动。冰壶的速度逐渐减小的过程中,冰壶的惯性大小 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
11.(24-25八年级下·吉林长春·期中)中国高铁以惊人的速度和广度一再刷新我国的“高铁版图”和纪录,让越来越多的人享受到高铁带来的方便。下列高铁涉及的惯性知识正确的是( )
A.高铁静止时不具有惯性
B.高铁减速行驶时,高铁的惯性减小
C.高铁关闭动力设备后因受到惯性而继续运动
D.高铁加速行驶时,高铁的惯性不变
12.(24-25八年级下·湖北宜昌·期中)周末,小强和爷爷乘车到庐山风景区去游玩。下列有关惯性的说法正确的是( )
A.小强和爷爷都系上安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性
B.汽车紧急刹车时,小强向前倾,是由于受到惯性力的作用
C.驾驶员踩刹车后,汽车仍向前滑行了一段距离,是由于汽车具有惯性
D.高速公路严禁超速,是因为汽车速度越大,惯性越大
13.(24-25八年级下·吉林长春·月考)下列关于惯性的说法,正确的是( )
A.静止在草坪上的足球没有惯性
B.运动员起跑时用力蹬地,是为了增大惯性提高成绩
C.行驶中的公交车刹车时,站立的乘客身体会前倾,是由于人受到惯性的作用
D.投球后球在空中继续飞行是因为球具有惯性
考点五 生活中的惯性现象
6.(2025·河南安阳·一模)如图所示,两端开口的玻璃管下端套有扎紧的气球,球中装有适量的水,并处于竖直静止状态。若手握玻璃管突然向下运动时,你认为气球会突然 (选填“变大”“变小”或“不变”),理由是 。
7.(2025·河南·模拟预测)中国科技馆有如图所示的展品,小火车模型在平直轨道上匀速向左行驶,当火车将要从“∩”形框架的下方通过时,突然从火车顶部的小孔中竖直向上弹出一小球,则当火车顶部的小孔通过“∩”形框架后,不计空气阻力,小球将落到 (填“小孔前”“小孔后”或“小孔中”),简述你的理由: 。
16.(2025·黑龙江牡丹江·二模)小明在课前为同学们展示小实验“会爬杆的苹果”:用小刀将苹果对半切开,将竹筷从半个苹果中间穿入。竖直提起竹筷,苹果不会从竹筷上滑下。用铁锤敲击竹筷顶端,随着一次次的敲击,位于竹筷底端的苹果很快“爬”到了竹筷的中上部。请用物理知识解释所发生的现象。
17.(2025·福建厦门·二模)勤洗手是良好的卫生习惯,请用所学物理知识解释以下两种让手更快变干的方法。
(1)双手朝着洗手池用力甩掉水珠。
(2)将手放在感应式干手器的风口处,利用热风吹干水珠。
1.认识阻力对物体运动的影响,总结、概括出牛顿第一定律的。
2.知道一切物体都具有惯性,惯性是物体固有的属性。
3.能够运用惯性知识解释生活和自然中的相关现象。
1.(24-25八年级下·江西九江·期中)生活中惯性现象无处不在,以下几种事例,其中属于利用惯性的是 ,属于防止惯性带来的危害的是 ①大货车比小汽车多许多个轮胎;②司机为节省燃油,在汽车进站时,提前关闭油门;③骑电动车需要戴头盔;④锤头松了,把锤柄的一端在物体上撞击几下;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。
2.(24-25八年级下·河南新乡·期末)在静止的小车上表面粗糙水平放置一个密封的装有水的瓶子,瓶内有一个小气泡,如图所示,当小车突然向左运动时,瓶内的小气泡相对于瓶子 选填“向左运动”“向右运动”或“保持静止”,理由是: 。
3.(24-25八年级下·甘肃兰州·期中)如图所示,小佳同学在竖直平面内用细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,不计摩擦,小球可在A、B两点间来回摆动。当小球运动到B点时,则小球将 ;当小球运动到B点时,如果一切外力都消失,则小球将 。(两空均填“在B点保持静止”、“沿BD方向运动”、“沿BE方向运动”或“沿BF方向运动”)
4.(24-25八年级下·江苏南通·月考)如图甲所示,某公路发生一起交通事故,是同向行驶的两辆汽车发生了“追尾”。汽车B刹车后由于 仍撞到了汽车A,此时对汽车A中的司机起保护作用的是 (“安全气囊”或“汽车头枕”)。如图乙所示,有个内壁绝对光滑的大碗放在水平桌面上,一个重为5N的钢球从A点由静止释放(不计空气阻力),如果钢球到达碗内右边与A等高的B点时所有外力消失了,则钢球会 (选填“竖直落下”、“保持静止”或“竖直向上飞出”)。
5.(24-25八年级下·江苏宿迁·期中)在一辆水平向左行驶的汽车车厢里其顶壁上用细线挂着一个小球(不计空气阻力),当出现了如图所示的情景时,汽车正在做 (填“加速”、“匀速”、“减速”)运动,汽车受到的牵引力 (填“大于”、“小于”或“等于”)汽车受到的阻力,小球受到 个力的作用。
6.(24-25八年级下·广东梅州·期中)在体育课上,一名同学用力将铅球推出,铅球的运动轨迹如图中虚线所示。铅球到达最高点时,若所受的外力全部消失,铅球将( )
A.失去惯性 B.做匀速直线运动
C.立即下落 D.保持静止
7.(24-25八年级下·贵州黔东南·月考)不计空气阻力,从水平匀速飞行的飞机上向地面空投一个物资箱,飞行员观察被投下物资箱的运动轨迹是( )
A. B.
C. D.
8.(24-25八年级下·四川内江·期中)关于广安市中考体育测试场上出现的运动场景,下列分析正确的是( )
A.小聪进行1000m测试通过终点时不能立即停下来,是因为受到惯性的作用
B.小明进行乒乓球测试时,乒乓球撞击墙面被弹回,说明力的作用是相互的
C.小敏踢出去的足球在草地上滚动一段距离会停下来,是因为足球未受到力的作用
D.小捷在跳绳测试中,如果起跳后所受的力消失,小捷将静止在空中
9.(2025九年级下·山西·专题练习)如图所示,在光滑的车厢地板上,放着甲、乙两个小球随车厢一起向右做匀速直线运动,小球的质量m甲<m乙,当车厢突然减速,在小球未撞击车厢壁前,下列描述正确的是( )
A.甲、乙两球相对车厢向右运动,两球间距离不变
B.甲、乙两球相对车厢向右运动,两球间距离减小
C.甲、乙两球相对车厢向左运动,两球间距离不变
D.甲、乙两球相对车厢向左运动,两球间距离增大
10.(24-25八年级下·安徽合肥·期中)一只羽毛球卡在了羽毛球筒的中部,为了将其取出,小华左手轻拿球筒,另一只手用力击打羽毛球筒。若要使球从球筒上端出来,应该沿______方向击打和利用了______的惯性。下面匹配正确的是( )
A.F1,球筒 B.F1,球
C.F2,球筒 D.F2,球
11.(24-25八年级下·江苏南通·月考)如图甲,水平面上一辆向右行驶的小车里用可伸缩的轻质弹簧固定一个光滑小球,弹簧的原长为l0,一段时间里发现弹簧的长度随时间的变化如图乙,则下列说法错误的是( )
A.AB段小车做匀速运动 B.BC段小车做加速运动
C.CE段小车做减速运动 D.EF段小车做减速运动
12.(25-26九年级上·陕西·开学考试)某同学探究阻力对物体运动的影响,具体步骤如下:
A.如图甲所示,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.如图乙所示,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.如图丙所示,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。
(1)以上操作中错误的一次是 (选填“A”、“B”或“C”);
(2)如图丁所示的是小车在不同水平面上运动时速度与时间的关系图像,其中表示小车在毛巾表面上运动的是图线 (选填“a”、“b”或“c”);
(3)根据实验结果可以得出:水平面越光滑,小车运动的路程越长,小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”);
(4)在光滑水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,请在图丁中画出此时小车的速度-时间图像;
(5)小车到达水平面后因为小车具有 会继续向前运动,小车最终停下来是因为受到 的作用。
13.(24-25八年级下·山东·期中)牛顿在探究“阻力对物体运动的影响”实验后,揭开了物体运动的规律,从而得出了“牛顿第一定律”。实验小组的同学利用如图1所示的装置进行探究。
(1)为使小车每次到达水平面时的速度相等,每次都要让小车从斜面上的 位置由静止开始自由下滑;
(2)分别选用毛巾、棉布和木板进行实验,目的是通过改变 从而改变小车在水平面运动时受到的摩擦阻力;实验过程中,应将毛巾、棉布平整地铺在 段(选填“”“”或“”);
(3)由于受到阻力作用,小车在水平面上做减速运动,运动到点时速度为。若此时所受外力突然消失,小车到达点速度为,则两者的大小关系是 (选填“>”“=”或“<”);
(4)伽利略在400多年前的研究思想一直闪耀着理性的光辉。伽利略曾经观测到,钟摆来回摆动的高度是相同的,如图2甲。他设想了这样一个实验:在左边一个固定的斜坡上滚下一个球,球又滚上右边不同坡度的斜坡,如果球没有受到摩擦阻力的作用,他认为这个球在右边任何坡度的斜坡上滚到的高度都与起始高度一样,好像这个球“记住”了起始高度。经过进一步思考,伽利略推断,如果右边的斜坡变成平坦,球将会一直匀速滚动下去,如图2乙。
请回答:
①像科学家那样“进一步思考”:图2丙是伽利略想象的每隔相同时间在右边不同坡度的斜坡上球的位置,他认为当斜坡倾角变小时,小球速度减小变慢。于是他大胆推测:当斜坡变成光滑而平坦时,小球将 运动。这种研究方法是在客观实验基础上进行科学推理;
②伽利略认为,球匀速滚动是球的“自然运动”状态,“自然运动”是球所具有的属性。在我们今天看来,球的这种属性称为 。
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