内容正文:
第八章 运动和力
第1节 牛顿第一定律
· 导入
骑自行车,自行车形式语段时间后会停下俩,再次蹬踏板,自行车又会继续行驶下去,你认为运动需要力来维持吗?
图8.1-1 骑行
· 知识点对点
一、阻力对物体运动的影响☆
项目
两种观点
物理学家
亚里士多德
伽利略
情景实例
只有不断地给足球施加力,它才会一直运动,不然就会停下来
图8.1-2
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地面的阻力
图8.1-3
观点
物体运动要靠力来维持
力使改变物体运动状态的原因
牛顿第一定律的建立
斜面小车实验→运动的小车受到的阻力越小,小车运动的距离越长→伽利略分析类似实验,提出科学猜想→如果运动的物体受到的阻力为零,它将永远运动下去
→牛顿总结伽利略等人的研究成果→牛顿第一定律
经验、事实→静止的物体如果不受力,物体将一直静止→科学推理
实验2
阻力对物体运动的影响
提出问题
力对物体的运动是否有影响?
猜想与假设
力是改变物体运动状态的原因
设计实验
取一辆小车,让它三次都从斜面上的同一位置由静止滑下,如图所示,通过在木匾表面铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布改变小车受到的阻力大小。比较小车每次滑行的距离(距离越远,反应速度减小越慢)有什么不同
实验器材
小车、斜面、刻度尺、毛巾、棉布、木板
实验步骤
①将毛巾平铺在水平木板上,使小车从斜面适当位置处静止释放,观察小车滑行的距离,做好标记(图甲)。
②取下毛巾,将棉布平铺在水平木板上,让小车从同一斜面同一高度处静止释放,观察小车滑行的距离,做好标记(图乙)。
③取下棉布,让小车从同一斜面同一高度处静止释放,观察小车滑行的距离,做好标记(图丙)。
图8.1-4
实验数据
接触面
小车受到的阻力
小车移动的距离
速度变化快慢
毛巾
大
近
快
棉布
较小
较远
较慢
木板
最小
最远
最慢
实验结论
表面越光滑,小车受到的阻力越小,小车滑行的距离越大,速度减小的越慢
推理
如果表面绝对光滑,小车不受阻力作用,它将以恒定的速度永远运动下去,即做匀速直线运动,由此可以说明伽利略的观点使正确的,即物体的运动不需要力来维持
考点
实验设计与过程
1.使小车从同一高度处由静止自由下滑的目的:使小车到达水平面时的速度相同。
2.改变小车受到阻力大小的方法:在水平长木板上铺不同材料的物体,改变水平接触面的粗糙程度。
3.转换法的应用:通过比较小车在水平面上运动距离的远近来判断小车所受阻力的大小;阻力越小,速度减小得越慢,小车运动的越远
4.控制变量法的应用:控制小车到达水平面的速度相同(方法:使小车从同一高度静止下滑)来改变水平面的粗糙程度。
5.科学推理法的应用:小车运动到水平面面上,若不受阻力,它将做匀速直线运动。
6.小车在水平面上最终停下来的原因:受到阻力作用
7.小车运动到斜面底端继续运动的原因:小车具有惯性。
实验分析与改进
8.若小车运动到水平长木板上,最终冲出了木板,实验改进方法
①更换材料相同,长度更长的木板;
②降低小车在斜面上的高度,重新实验
9.小车从斜面上滑下其能量转化情况:重力势能转化为动能和内能,机械能减小
10.该实验装置还可以探究:
①滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系;
②重力势能与高度的关系;
③动能大小与速度的关系。
· 例题
考点:探究阻力对物体运动的影响
1.(2025春•雁塔区校级期中改)如图所示,是“探究阻力对物体运动的影响”的模拟伽利略斜面实验。
(1)实验时固定斜面,让小车从斜面上 位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面起始位置的速度大小 .(均选填“相同”或“不同”)
(2)实验中是通过改变 来改变小车所受阻力大小的.
(3)实验中的阻力对物体运动的影响是通过 来反映的.
(4)三次实验观察到小车在水平面上的运动情况如图所示.分析实验现象初步得出结论:在其他条件相同时,水平面越光滑,小车受到的阻力越 (选填“大”或“小”),小车通过的距离就越 (选填“远”或“近”),小车运动的速度减小得越 (选填“快”或“慢”).
(5)进一步推测:若水平面完全光滑且足够长且不计空气阻力,小车将以 (选填“恒定不变”或“均匀改变”)的速度一直运动下去
【解答】答案为:(1)相同;相同;(2)水平面粗糙程度;(3)小车在水平面上的运动距离;(4)小;远;慢;(5)恒定不变
二、牛顿第一定律(Newton’s first law)☆
项目
内容
牛顿第一定律
定义
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。
说明
牛顿第一定律时在实验的基础上,概括、推理得出的,它不可能用实验来直接验证,但从定律经受住了实践的检验,因此,牛顿第一定律时力学基本定律之一
理解
(1)“一切”说明该定律对于所有物体都适用,没有例外,不论固体、液体、还是气体都适用,不是特殊现象。
(2)“没有受到力的作用”是定律成立的条件,有两种情况:一是理想情况,该物体确定没有受到任何力的作用;二是物体所受合力为零,作用效果等效为不受任何力的作用。
(3)“或”指两种状态必居其一,不能同时存在,也就是说,物体若果没有受到力的作用,动者恒动,静者恒静
(4)“总保持”表明物体没有受到力的作用时,只有者两种运动状态,要改变这两种状态,必须受到力的作用
运动状态和力的关系
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。
· 例题
考点:牛顿第一定律的内容
2.(2025春•高陵区校级期中)“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。”这个重要的定律是英国物理学家 牛顿 总结并发展了伽利略等人的研究成果概括出的。为了纪念他,用他的名字命名 力 (填物理量名称)的单位。
【答案】牛顿;力。
【解答】解:牛顿总结并发展了伽利略等人的研究成果,概括出了牛顿第一定律:一切物体在不受力的作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态。
为了纪念他,用他的名字命名为力的单位。
故答案为:牛顿;力。
考点:牛顿第一定律不是实验定律
3.(2025春•炎陵县期末)关于牛顿第一定律的建立,下列说法正确的是( )
A.它是通过日常生活得出的经验
B.它是通过理论推导出来的
C.它是通过实验直接验证的
D.它是通过实验加推理概括出来的
【答案】D
【解答】解:牛顿第一定律的实验条件是“物体不受力的作用”。而在现实生活中,物体不受力的情况是不存在的,可见此实验条件无法实现;故实验结论无法由日常经验得出,更不能由实验得出;牛顿第一定律的结论是在大量经验事实的基础上,通过科学的推理而得出的。
故选:D。
考点:牛顿第一定律的应用
4.(2025•连云港模拟)正在空中竖直上升的篮球,如果所受的外力突然全部消失,它将( )
A.静止
B.加速下落
C.匀速上升
D.先减速上升,后加速下落
【答案】C
【解答】解:正在空中竖直上升的篮球,处于运动状态,根据牛顿第一定律可知,如果所受的外力突然全部消失,它将做匀速直线运动,即匀速上升,故C正确;
故选:C。
考点:物体运动状态变化的判断
5.(2025春•同安区校级期中)关于“力与运动”的知识结构图,图中(1)(2)(3)填写正确的是( )
A.不变 改变 直线运动
B.改变 不变 直线运动
C.不变 改变 变速运动
D.改变 不变 变速运动
【答案】A
【解答】解:物体不受力或受平衡力时,运动状态不改变;物体受非平衡力时,运动状态改变;匀速直线运动和变速度直线运动都属于直线运动。
故①处为不变;②处为改变;③处为直线运动。
故选:A。
三、惯性(inertia)☆
项目
内容
情景实例
图8.1-5
图8.1-6
图8.1-7
现象
纸条被抽走了,杯子却留在原地
硬纸片被打飞了,鸡蛋落入装有水的杯中
小车受阻停止了运动,木块却离开了小车
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
硬纸片受到打击力的作用,由静止变为运动,纸片上的鸡蛋不受击打力的作用,保持原来的静止状态,在重力作用下落入杯中
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
结论
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,即物体都由保持原来运动状态不变的性质
定义
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做惯性。因此牛顿第一定律又被称为惯性定律
理解
(1)普遍性:一切物体在任何情况下都有惯性,惯性是物体的一种属性,与物体是否受力,是否运动,运动速度等皆无关。
(2)影响因素:惯性的大小只与质量有关,质量越大,惯性越大。
(3)惯性不是力,是物体的属性,提到惯性,不能说“受到惯性”“惯性作用”或“惯性力”,能说“物体具有惯性”,或“由于惯性”“利用惯性”。
(4)惯性与牛顿第一定律区别
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,牛顿第一定律只有物体不受力时才成立。
惯性现象
定义
物体由于惯性而表现出来的现象叫做惯性现象
利用
拍打衣服尘土,跳远助跑,撞击锤子的锤柄下端使锤头紧套在锤柄上等
图8.1-8 锤头紧套锤柄
防止
交通工具配备刹车系统;汽车司机和乘客配备安全带,保持车距,限制车速,禁止超载等
图8.1-9 安全气囊
辨析
惯性
力
性质不同
物体自身的性质,始终具有;与外界条件无关
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”“利用惯性”,绝对不能说成“惯性力”“受到惯性作用”等
应该说“受到力”“施加力”“在力的作用下”等
· 例题
考点:惯性的概念
6.(2025•和平区校级开学)如图,水平匀速直线运动的飞机投弹,不计空气阻力,地面上人看到的情形是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解答】解:
飞机沿水平方向匀速直线运动时,每投下一炮弹,炮弹由于惯性,会保持原来的运动状态不变,继续向前飞行,三炮弹在下落过程中,都是以原来的速度向前运动,同时它们在地球引力的作用下,向下做自由落体运动,故三炮弹下落时,在竖直方向上呈上下排列,所以只有B符合题意。
故选:B。
考点:惯性与力的区别
7.(2025春•米易县期中)子弹脱离枪膛后,能继续在空中飞行,是因为( )
A.子弹受火药的推力 B.子弹具有惯性
C.子弹受重力作用 D.子弹受惯性力作用
【答案】B
【解答】解:扣动扳机后,子弹受火药的推力获得了速度,脱离枪膛后,由于惯性保持一定的速度而在空中飞行,故B正确。
故选:B。
考点:惯性的普遍性
8.(2024秋•上海期末)下列几种关于惯性的说法中正确的是( )
A.只有在物体所受的合外力为零时,物体才有惯性
B.物体在各种运动状态下都有惯性
C.物体在粗糙地面上没有滑行,所以没有惯性
D.当物体受到外力作用后,物体不能维持原来的运动状态,所以惯性就发生了变化
【答案】B
【解答】解:AB、一切物体在任何情况下都有惯性,故A不正确,B正确;
C、惯性只与物体的质量有关,与物体的运动状态无关,故C错误;
D、惯性是一切物体都有保持原来运动状态的性质,只与质量有关;力是改变物体运动状态的原因,在力的作用下物体运动状态改变,惯性并不发生变化,故D错误。
故选:B。
考点:惯性大小的影响因素
9.(2025•深圳校级三模)《考工记》中有“马力既竭,转犹能一取焉”,意思是马对车不施加拉力了,车还能继续向前运动,这是关于惯性的最早记述。关于马车的惯性,下列说法正确的是( )
A.马的拉力改变时,马车的惯性改变
B.车无论是否受力,马车都具有惯性
C.马车运动的越快,马车的惯性越大
D.撤去拉力后,马车受到惯性的作用
【答案】B
【解答】解:AC、惯性的大小只与物体的质量有关,马的拉力改变时,或马车运动变快,马车的惯性大小都不变,故AC错误;
B、一切物体都有惯性,车无论是否受力,马车都具有惯性,故B正确;
D、撤去拉力后,马车仍具有惯性,但不能说是受到惯性的作用,故D错误。
故选:B。
考点:惯性的利用
10.(2025春•天山区校级期中)如图所示,迅速向下撞击锤子的木柄,锤头能套紧在木柄上,是由于( )
A.木柄具有惯性 B.锤头具有惯性
C.锤头重力增大 D.锤头受到向下的压力
【答案】B
【解答】解:锤头与锤柄原来都向下运动,锤柄撞在硬物上受到阻力作用,改变了它的运动状态,就停止了运动,锤头由于惯性仍保持原来运动状态,继续向下运动,这样锤头就紧套在锤柄上了,故ACD错误,B正确。
故选:B。
考点:惯性的危害
11.(2025春•横州市期中)下列事例中,为了防止惯性带来危害的是( )
A.拍打衣服清除衣服上的浮灰
B.跳远时要先助跑
C.洗手后甩干手上的水滴
D.乘车要系安全带
【答案】D
【解答】解:A、拍打衣服时,衣服运动,灰尘由于惯性还保持原来的静止状态,因此会从衣服上脱落,是属于利用惯性,故A不符合题意;
B、跳远运动员起跳前助跑使人获得了很大的速度,起跳后由于惯性,人在空中仍然保持原来的运动状态,属于利用惯性,故B不符合题意;
C、洗手后用力甩干,手运动,手上的水滴由于惯性还保持原来的静止状态,因此会从手上脱落,是属于利用惯性,故C不符合题意;
D、司机驾车时和车一起运动,当车突然刹车时,司机由于惯性还要保持原来的运动状态,如果没有使用安全带会由于惯性使自己的头部撞在方向盘上,所以驾驶员必须使用安全带,此现象属于对惯性危害的防范,故D符合题意。
故选:D。
考点:运用惯性判断物体的运动
12.(2025春•深圳期中)下列有关力与运动关系的说法中错误的是( )
A.头球攻门,说明力可以改变物体的运动状态
B.用力将弓拉弯,说明力可以改变物体的形状
C.人用力推车,车未动,是因为推力小于阻力
D.百米冲刺后很难停下,是因为运动员具有惯性
【答案】C
【解答】解:A.头球攻门,球在力的作用下运动方向发生了改变,说明力可以改变物体的运动状态,故A正确;
B.用力将弓拉弯,弓在力的作用下形状改变,说明力可以改变物体的形状,故B正确;
C.人用力推车,车未动,车处于平衡状态,此时推力与阻力是一对平衡力,大小相等,故C错误,符合题意;
D.百米冲刺后很难停下,是因为运动员具有惯性,保持原来的运动状态,故D正确。
故选:C。
· 方法总结
转换法
把无法直接测量的阻力对运动的影响转换为可直接比较小车的运动距离运用了转换法。
控制变量法
实验中让小车从斜面上同一位置由静止滑下,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运用了控制变量法
科学推理法
(理想实验法)
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,只能是以实验为基础,分析事实,进一步推理得出结论,这种研究方法称为科学推理法,也叫理想实验法。真空不能传声也运用了这种研究方法
· 易错
×
√
1误认为静止的物体没有惯性,运动的物体具有惯性
实际是惯性是物体的一种属性,一切物体在任何状态下都具有惯性
2误认为物体运动时的惯性比静止时的惯性大,即物体的速度越大,惯性越大
实际是惯性的大小只与质量有关,质量大的物体惯性大,与物体是否运动,速度大小等无关
3误认为一切物体都受到惯性作用
实际是惯性不是力,不能说成“惯性力”“受到惯性作用”,可以说“具有惯性”“由于惯性”“利用惯性”
· 例题
考点:惯性的普遍性
1.(2025春•准格尔旗期末)关于惯性的理解和现象解释,以下说法正确的是( )
A.高速飞行的子弹具有惯性,穿入木头静止后惯性消失
B.汽车驾驶员和前排乘客系安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性
C.行驶中的公交车紧急刹车时,乘客会向前倾,是由于受到惯性的作用
D.用力拍打刚晒过的被子,灰尘离开被子,是由于灰尘具有惯性
【解答】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、汽车驾驶员和前排乘客系安全带,是为了减小惯性带来的伤害,不是减小惯性,故B错误;
C、惯性是物体的一种性质,只可以说由于惯性,具有惯性,不可以说受到惯性作用,故C错误;
D、用力拍打刚晒过的被子时,被子由于受到手的作用力由静止变为运动,而被子上的灰尘由于惯性要保持原来的静止状态,灰尘和被子就会分离,故D正确。
故选:D。
考点:惯性大小的影响因素
2.(2025春•天津月考)下列关于惯性的说法正确的是( )
A.高速行驶的火车不容易停下来,说明速度越大惯性越大
B.羽毛球容易被扣杀是因为它的惯性小
C.跳高运动员助跑起跳是为了增大惯性
D.宇宙飞船在太空中运行时没有惯性
【解答】解:
A、火车的质量大,其惯性也大,所以不易停下来,但惯性的大小与物体的速度无关,故A错误;
B、羽毛球质量小,惯性小,所以容易改变其运动状态,故B正确;
C、跳高运动员助跑起跳是为了利用惯性,从而会跳的更高,而惯性大小不变,故C错误;
D、一切物体都有惯性,宇宙飞船在太空中运行时也有惯性,故D错误。
故选:B。
考点:惯性与力的区别
3.(2025•衡阳模拟) 2025年2月7日至2月14日,亚洲冬季运动会在哈尔滨举行,如图是运动员在女子自由式滑雪比赛时的情景。下列说法中正确的是( )
A.她运动到最高点时速度为零
B.她运动到最低点时惯性为零
C.她运动的整个过程都受到惯性力的作用
D.她运动的整个过程都受到重力的作用
【解答】解:A、运动员自由式滑雪运动到最高点时在竖直方向上速度为零,但在水平方向上速度不为零,故A错误。
B、惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,不是力,任何物体在任何时候都有惯性,所以她运动到最低点时惯性不会为零,故BC错误。
D、她运动的整个过程都受到地球的吸引力,即受到重力的作用,故D正确。
故选:D。
· 中考真题
考点:探究阻力对物体运动的影响
1.(2024•青岛)小明用如图甲所示的实验装置,研究物体从斜面上滑下过程中速度的变化。
(1)实验中使斜面保持较小的坡度,是为了便于测量 时间 。
(2)AC段距离为80cm,B为AC中点,测得小车从A点运动到B点的时间为1.4s,从A点运动到C点的时间为2.0s,根据以上数据可以判断vAB < vBC。
(3)为使测量更准确、数据更直观,用位置传感器进行实验,得到的v﹣t图象与图乙中 C 相似。
(4)撤掉金属片,让小车从A点自由滑下,发现小车在水平木板上滑行一段距离停止,说明力可以改变物体的 运动状态 。在木板上铺上薄玻璃板,让小车仍从A点自由滑下,发现小车在玻璃面上滑行距离更 远 。由此推理:若小车运动时不受阻力,它将做 匀速直线 运动。
【解答】解:(1)在实验中,应使斜面的倾角适当小一些,这样做的目的是方便测量时间;
(2)由题可知,小车在BC段运动的路程为sAC=40.0cm,
小车在BC段运动的时间为tBC=tAC﹣tAB=2s﹣1.4s=0.6s,
小车在AB段运动的平均速度,
小车在BC段运动的平均速度,
故vAB<vBC;
(3)小车在斜面上做加速运动,可以判断图象C为其v﹣t图象;故选:C。
(4)小车在水平木板上滑行一段距离停止,运动状态发生了变化,说明力可以改变物体的运动状态。接触面越光滑,小车运动时受到的阻力越小,故小车在玻璃面上滑行距离更远;本实验中,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,物体速度不会减小,它将做匀速直线运动;
故答案为:(1)时间;(2)<;(3)C;(4)运动状态;远;匀速直线运动。
考点:牛顿第一定律的内容
2.(2023•贵州)在中国空间站的“天宫课堂”上,航天员王亚平和叶光富做了太空抛物实验,冰墩墩被王亚平轻轻一推,便几乎沿直线匀速飘向叶光富,下列哪一定律能解释此运动现象( )
A.光的反射定律 B.牛顿第一定律
C.欧姆定律 D.焦耳定律
【解答】解:冰墩墩被推出后,由于冰墩墩在太空中处于失重状态,在空中不受力的作用,所以冰墩墩会沿着原来的方向做匀速直线运动,能解释此运动现象的是牛顿第一定律。
故选:B。
考点:牛顿第一定律的应用
3.(2025•南京)乒乓球运动中蕴含着许多力学知识,下列说法正确的是( )
A.发球时,球拍对球有力的作用,球对球拍没有力的作用
B.击球时,乒乓球受到的弹力是由球拍的形变产生的
C.击球后,乒乓球在空中飞行时,受到了向前的推力
D.空中飞行的乒乓球,如果所受的力全部消失,它将立即静止
【解答】解:A、根据力的作用是相互的,当发球时球拍对球有力的作用,同时球对球拍也会产生一个反作用力,故A错误。
B、弹力是由于物体发生弹性形变而产生的,击球时,球拍发生弹性形变,会对乒乓球产生弹力,所以乒乓球受到的弹力是由球拍的形变产生的,故B正确。
C、击球后,乒乓球在空中飞行是由于惯性,此时乒乓球不再受到球拍向前的推力,其只受到重力和空气阻力的作用,故C错误。
D、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。空中飞行的乒乓球处于运动状态,若所受的力全部消失,它将保持原来的速度和方向做匀速直线运动,故D错误。
故选:B。
考点:物体运动状态变化的判断
4.(2025•淄博)2025年4月24日,搭载“神舟二十号”载人飞船的“长征二号F遥二十”运载火箭发射升空。载人飞船与中国空间站成功对接后,两个航天员乘组在“天宫”会师。下列说法正确的是( )
A.火箭升空过程中,以载人飞船为参照物,航天员是静止的
B.火箭箭体使用了密度大、熔点低的新材料
C.航天员携带的物品进入“天宫”后质量变小
D.中国空间站绕地球飞行过程中运动状态不变
【解答】解:A、在火箭升空过程中,航天员随载人飞船一起运动,以载人飞船为参照物,航天员与载人飞船之间的位置没有发生改变,所以航天员是静止的,故A正确。
B、火箭箭体需要在升空过程中承受高温和减轻自身重量,密度大的材料会增加火箭的重量,不利于升空;熔点低的材料在火箭升空过程中产生的高温下容易熔化,影响火箭的安全,所以火箭箭体应使用密度小、熔点高的新材料,故B错误。
C、航天员携带的物品进入“天宫”,只是位置发生了变化,所含物质的多少并没有改变,所以质量不变,故C错误。
D、中国空间站绕地球飞行过程中,其运动方向不断发生变化,所以运动状态是改变的,故D错误。
故选:A。
考点:惯性的概念
5.(2025•徐州)如图所示,有两个相同的钢质小球A和B,分别用细线悬挂起来。将A拉起后释放,A向下摆动撞击B,A静止下来,B开始摆动。B回摆后撞击A,B静止下来,A开始摆动。几位同学观察这个过程,进行了以下归纳,其中正确的是( )
A.原来静止的小球被撞击而运动,说明力是物体运动的原因
B.原来运动的小球被阻挡而静止,说明力是物体静止的原因
C.碰撞使运动的小球静止,使静止的小球运动,说明力是改变物体运动状态的原因
D.两个小球循环往复摆动,说明物体具有惯性,可以一直这样运动下去
【解答】解:AB、力是改变物体运动状态的原因,力不是使物体运动或静止的原因,故AB错误;
C、碰撞使运动的小球静止,使静止的小球运动,说明力是改变物体运动状态的原因,故C正确;
D、两个小球循环往复摆动,是由于动能和重力势能在不断转化和转移,故D错误。
故选:C。
考点:惯性与力的区别
6.(2024•遂宁)为深化体教融合发展,促进青少年健康成长,2024年4月29日,四川省学生(青少年)田径冠军赛在遂宁市安居区隆重举行,比赛现场精彩纷呈。关于运动会中涉及的物理知识说法正确的是( )
A.现场观众的呐喊声是由声带振动产生的
B.现场加油助威声“震耳欲聋”是指声音的音调高
C.运动员加速冲刺时运动状态没有发生改变
D.运动员手中掷出的铅球在空中能继续运动是由于受到惯性力的作用
【解答】解:A、声音是由物体振动产生的,人们的呐喊声是由于声带振动产生的,声音的传播需要介质,现场的观众能够听到呐喊声,是通过空气传入人耳的,故A正确;
B、震耳欲聋的声音响是指声音的响度大,故B错误;
C、运动员加速冲刺时,运动的速度发生了变化,所以运动状态不断改变,故C错误;
D、掷出去的铅球能继续向前运动,是由于铅球具有惯性要保持原来的运动状态,而不能说受到惯性的作用,故D错误。
故选:A。
考点:惯性的普遍性
7.(2023•广西)如图,在抛绣球的过程中,下列说法正确的是( )
A.拿在手中的绣球具有惯性
B.抛离手后的绣球没有惯性
C.下落的绣球速度越来越小
D.离手的绣球速度保持不变
【解答】解:
AB、任何物体在任何情况下都有惯性,故A正确,B错误;
CD、绣球离手后上升过程中,速度变小,下落过程中速度越来越大,故CD错误。
故选:A。
考点:惯性大小的影响因素
8.(2025•陕西)为了增强学生体质,促进身心健康发展,学校开展了形式多样的体育运动。对下列各项运动中所涉及的物理知识分析正确的是( )
A.如图﹣1,脚蹬地的同时,地也对脚施加了力的作用
B.如图﹣2,乒乓球弹回过程中,运动状态保持不变
C.如图﹣3,毽子上升过程中,不受重力作用
D.如图﹣4,排球下降过程中,惯性越来越大
【解答】解:A.如图﹣1所示,脚用力去蹬地,此时对地有压力的作用,同时由于物体间力的作用是相互的,地面对脚也施加了一个支持力的作用,故A正确;
B.如图﹣2,乒乓球弹回过程中,运动方向发生改变,运动状态发生改变,故B错误;
C.如图﹣3所示,毽子上升的过程受到重力作用,故C错误;
D.如图﹣4所示,惯性大小只跟物体的质量大小有关,排球下落过程中,质量不变,惯性大小不变,故D错误;
故选:A。
考点:惯性的危害
9.(2025•四川)下列生活场景中,属于防止惯性造成危害的是( )
A.开车前系好安全带
B.纸飞机在空中飞行
C.跳远起跳前助跑
D.撞击锤柄套牢锤头
【解答】解:A、开车前系好安全带是为了防止车突然减速或刹车时人由于惯性带来的危害,故A符合题意;
BCD、纸飞机在空中飞行、跳远起跳前助跑、撞击锤柄套牢锤头都是利用惯性,故BCD不符合题意。
故选:A。
考点:运用惯性判断物体的运动
10.(2025•福建)《考工记》记载:“马力既竭,辀犹能一取焉。”展现出古人观察到马已停止用力,车还能前进一段距离。车继续前进的主要原因是其( )
A.具有惯性 B.受到推力
C.受力平衡 D.受到摩擦力
【解答】解:马停止用力,车就不再受到向前拉力作用,由于车的惯性,所以车仍能继续前进一段距离才停下来,故A正确,BCD错误。
故选:A。
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$第八章 运动和力 第1节 牛顿第一定律 导入 骑自行车,自行车形式语段时间后会停下俩,再次蹬踏板,自行车又会继续行驶下去,你认为运动需要力来维持吗? 图8.1-1 骑行 知识点对点 一、阻力对物体运动的影响 项目 两种观点 物理学家 亚里士多德 伽利略 情景实例 只有不断地给足球施加力,它才会一直运动,不然就会停下来 图8.1-2 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地面的阻力 图8.1-3 观点 物体运动要靠力来维持 力使改变物体运动状态的原因 牛顿第一定律的建立 斜面小车实验 运动的小车受到的阻力越小,小车运动的距离越长 伽利略分析类似实验,提出科学猜想 如果运动的物体受到的阻力为零,它将永远运动下去 牛顿总结伽利略等人的研究成果 牛顿第一定律 经验、事实 静止的物体如果不受力,物体将一直静止 科学推理 实验2 阻力对物体运动的影响 提出问题 力对物体的运动是否有影响? 猜想与假设 力是改变物体运动状态的原因 设计实验 取一辆小车,让它三次都从斜面上的同一位置由静止滑下,如图所示,通过在木匾表面铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布改变小车受到的阻力大小。比较小车每次滑行的距离(距离越远,反应速度减小越慢)有什么不同 实验器材 小车、斜面、刻度尺、毛巾、棉布、木板 实验步骤 ①将毛巾平铺在水平木板上,使小车从斜面适当位置处静止释放,观察小车滑行的距离,做好标记(图甲)。 ②取下毛巾,将棉布平铺在水平木板上,让小车从同一斜面同一高度处静止释放,观察小车滑行的距离,做好标记(图乙)。 ③取下棉布,让小车从同一斜面同一高度处静止释放,观察小车滑行的距离,做好标记(图丙)。 图8.1-4 实验数据 接触面 小车受到的阻力 小车移动的距离 速度变化快慢 毛巾 大 近 快 棉布 较小 较远 较慢 木板 最小 最远 最慢 实验结论 表面越光滑,小车受到的阻力越小,小车滑行的距离越大,速度减小的越慢 推理 如果表面绝对光滑,小车不受阻力作用,它将以恒定的速度永远运动下去,即做匀速直线运动,由此可以说明伽利略的观点使正确的,即物体的运动不需要力来维持 考点 实验设计与过程 1.使小车从同一高度处由静止自由下滑的目的:使小车到达水平面时的速度相同。 2.改变小车受到阻力大小的方法:在水平长木板上铺不同材料的物体,改变水平接触面的粗糙程度。 3.转换法的应用:通过比较小车在水平面上运动距离的远近来判断小车所受阻力的大小;阻力越小,速度减小得越慢,小车运动的越远 4.控制变量法的应用:控制小车到达水平面的速度相同(方法:使小车从同一高度静止下滑)来改变水平面的粗糙程度。 5.科学推理法的应用:小车运动到水平面面上,若不受阻力,它将做匀速直线运动。 6.小车在水平面上最终停下来的原因:受到阻力作用 7.小车运动到斜面底端继续运动的原因:小车具有惯性。 实验分析与改进 8.若小车运动到水平长木板上,最终冲出了木板,实验改进方法 ①更换材料相同,长度更长的木板; ②降低小车在斜面上的高度,重新实验 9.小车从斜面上滑下其能量转化情况:重力势能转化为动能和内能,机械能减小 10.该实验装置还可以探究: ①滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系; ②重力势能与高度的关系; ③动能大小与速度的关系。 例题 考点:探究阻力对物体运动的影响 1.(2025春•雁塔区校级期中改)如图所示,是“探究阻力对物体运动的影响”的模拟伽利略斜面实验。 (1)实验时固定斜面,让小车从斜面上 位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面起始位置的速度大小 .(均选填“相同”或“不同”) (2)实验中是通过改变 来改变小车所受阻力大小的. (3)实验中的阻力对物体运动的影响是通过 来反映的. (4)三次实验观察到小车在水平面上的运动情况如图所示.分析实验现象初步得出结论:在其他条件相同时,水平面越光滑,小车受到的阻力越 (选填“大”或“小”),小车通过的距离就越 (选填“远”或“近”),小车运动的速度减小得越 (选填“快”或“慢”). (5)进一步推测:若水平面完全光滑且足够长且不计空气阻力,小车将以 (选填“恒定不变”或“均匀改变”)的速度一直运动下去 二、牛顿第一定律(Newton’s first law) 项目 内容 牛顿第一定律 定义 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。 说明 牛顿第一定律时在实验的基础上,概括、推理得出的,它不可能用实验来直接验证,但从定律经受住了实践的检验,因此,牛顿第一定律时力学基本定律之一 理解 (1)“一切”说明该定律对于所有物体都适用,没有例外,不论固体、液体、还是气体都适用,不是特殊现象。 (2)“没有受到力的作用”是定律成立的条件,有两种情况:一是理想情况,该物体确定没有受到任何力的作用;二是物体所受合力为零,作用效果等效为不受任何力的作用。 (3)“或”指两种状态必居其一,不能同时存在,也就是说,物体若果没有受到力的作用,动者恒动,静者恒静 (4)“总保持”表明物体没有受到力的作用时,只有者两种运动状态,要改变这两种状态,必须受到力的作用 运动状态和力的关系 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。 例题 考点:牛顿第一定律的内容 2.(2025春•高陵区校级期中)“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。”这个重要的定律是英国物理学家 总结并发展了伽利略等人的研究成果概括出的。为了纪念他,用他的名字命名 (填物理量名称)的单位。 考点:牛顿第一定律不是实验定律 3.(2025春•炎陵县期末)关于牛顿第一定律的建立,下列说法正确的是( ) A.它是通过日常生活得出的经验 B.它是通过理论推导出来的 C.它是通过实验直接验证的 D.它是通过实验加推理概括出来的 考点:牛顿第一定律的应用 4.(2025•连云港模拟)正在空中竖直上升的篮球,如果所受的外力突然全部消失,它将( ) A.静止 B.加速下落 C.匀速上升 D.先减速上升,后加速下落 考点:物体运动状态变化的判断 5.(2025春•同安区校级期中)关于“力与运动”的知识结构图,图中(1)(2)(3)填写正确的是( ) A.不变 改变 直线运动 B.改变 不变 直线运动 C.不变 改变 变速运动 D.改变 不变 变速运动 三、惯性(inertia) 项目 内容 情景实例 图8.1-5 图8.1-6 图8.1-7 现象 纸条被抽走了,杯子却留在原地 硬纸片被打飞了,鸡蛋落入装有水的杯中 小车受阻停止了运动,木块却离开了小车 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 硬纸片受到打击力的作用,由静止变为运动,纸片上的鸡蛋不受击打力的作用,保持原来的静止状态,在重力作用下落入杯中 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 结论 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,即物体都由保持原来运动状态不变的性质 定义 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做惯性。因此牛顿第一定律又被称为惯性定律 理解 (1)普遍性:一切物体在任何情况下都有惯性,惯性是物体的一种属性,与物体是否受力,是否运动,运动速度等皆无关。 (2)影响因素:惯性的大小只与质量有关,质量越大,惯性越大。 (3)惯性不是力,是物体的属性,提到惯性,不能说“受到惯性”“惯性作用”或“惯性力”,能说“物体具有惯性”,或“由于惯性”“利用惯性”。 (4)惯性与牛顿第一定律区别 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,牛顿第一定律只有物体不受力时才成立。 惯性现象 定义 物体由于惯性而表现出来的现象叫做惯性现象 利用 拍打衣服尘土,跳远助跑,撞击锤子的锤柄下端使锤头紧套在锤柄上等 图8.1-8 锤头紧套锤柄 防止 交通工具配备刹车系统;汽车司机和乘客配备安全带,保持车距,限制车速,禁止超载等 图8.1-9 安全气囊 辨析 惯性 力 性质不同 物体自身的性质,始终具有;与外界条件无关 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”“利用惯性”,绝对不能说成“惯性力”“受到惯性作用”等 应该说“受到力”“施加力”“在力的作用下”等 例题 考点:惯性的概念 6.(2025•和平区校级开学)如图,水平匀速直线运动的飞机投弹,不计空气阻力,地面上人看到的情形是( ) A. B. C. D. 考点:惯性与力的区别 7.(2025春•米易县期中)子弹脱离枪膛后,能继续在空中飞行,是因为( ) A.子弹受火药的推力 B.子弹具有惯性 C.子弹受重力作用 D.子弹受惯性力作用 考点:惯性的普遍性 8.(2024秋•上海期末)下列几种关于惯性的说法中正确的是( ) A.只有在物体所受的合外力为零时,物体才有惯性 B.物体在各种运动状态下都有惯性 C.物体在粗糙地面上没有滑行,所以没有惯性 D.当物体受到外力作用后,物体不能维持原来的运动状态,所以惯性就发生了变化 考点:惯性大小的影响因素 9.(2025•深圳校级三模)《考工记》中有“马力既竭,转犹能一取焉”,意思是马对车不施加拉力了,车还能继续向前运动,这是关于惯性的最早记述。关于马车的惯性,下列说法正确的是( ) A.马的拉力改变时,马车的惯性改变 B.车无论是否受力,马车都具有惯性 C.马车运动的越快,马车的惯性越大 D.撤去拉力后,马车受到惯性的作用 考点:惯性的利用 10.(2025春•天山区校级期中)如图所示,迅速向下撞击锤子的木柄,锤头能套紧在木柄上,是由于( ) A.木柄具有惯性 B.锤头具有惯性 C.锤头重力增大 D.锤头受到向下的压力 考点:惯性的危害 11.(2025春•横州市期中)下列事例中,为了防止惯性带来危害的是( ) A.拍打衣服清除衣服上的浮灰 B.跳远时要先助跑 C.洗手后甩干手上的水滴 D.乘车要系安全带 考点:运用惯性判断物体的运动 12.(2025春•深圳期中)下列有关力与运动关系的说法中错误的是( ) A.头球攻门,说明力可以改变物体的运动状态 B.用力将弓拉弯,说明力可以改变物体的形状 C.人用力推车,车未动,是因为推力小于阻力 D.百米冲刺后很难停下,是因为运动员具有惯性 方法总结 转换法 把无法直接测量的阻力对运动的影响转换为可直接比较小车的运动距离运用了转换法。 控制变量法 实验中让小车从斜面上同一位置由静止滑下,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运用了控制变量法 科学推理法 (理想实验法) 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,只能是以实验为基础,分析事实,进一步推理得出结论,这种研究方法称为科学推理法,也叫理想实验法。真空不能传声也运用了这种研究方法 易错 √ 1误认为静止的物体没有惯性,运动的物体具有惯性 实际是惯性是物体的一种属性,一切物体在任何状态下都具有惯性 2误认为物体运动时的惯性比静止时的惯性大,即物体的速度越大,惯性越大 实际是惯性的大小只与质量有关,质量大的物体惯性大,与物体是否运动,速度大小等无关 3误认为一切物体都受到惯性作用 实际是惯性不是力,不能说成“惯性力”“受到惯性作用”,可以说“具有惯性”“由于惯性”“利用惯性” 例题 考点:惯性的普遍性 1.(2025春•准格尔旗期末)关于惯性的理解和现象解释,以下说法正确的是( ) A.高速飞行的子弹具有惯性,穿入木头静止后惯性消失 B.汽车驾驶员和前排乘客系安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性 C.行驶中的公交车紧急刹车时,乘客会向前倾,是由于受到惯性的作用 D.用力拍打刚晒过的被子,灰尘离开被子,是由于灰尘具有惯性 考点:惯性大小的影响因素 2.(2025春•天津月考)下列关于惯性的说法正确的是( ) A.高速行驶的火车不容易停下来,说明速度越大惯性越大 B.羽毛球容易被扣杀是因为它的惯性小 C.跳高运动员助跑起跳是为了增大惯性 D.宇宙飞船在太空中运行时没有惯性 考点:惯性与力的区别 3.(2025•衡阳模拟) 2025年2月7日至2月14日,亚洲冬季运动会在哈尔滨举行,如图是运动员在女子自由式滑雪比赛时的情景。下列说法中正确的是( ) A.她运动到最高点时速度为零 B.她运动到最低点时惯性为零 C.她运动的整个过程都受到惯性力的作用 D.她运动的整个过程都受到重力的作用 中考真题 考点:惯性的普遍性 1.(2025春•准格尔旗期末)关于惯性的理解和现象解释,以下说法正确的是( ) A.高速飞行的子弹具有惯性,穿入木头静止后惯性消失 B.汽车驾驶员和前排乘客系安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性 C.行驶中的公交车紧急刹车时,乘客会向前倾,是由于受到惯性的作用 D.用力拍打刚晒过的被子,灰尘离开被子,是由于灰尘具有惯性 考点:惯性大小的影响因素 2.(2025春•天津月考)下列关于惯性的说法正确的是( ) A.高速行驶的火车不容易停下来,说明速度越大惯性越大 B.羽毛球容易被扣杀是因为它的惯性小 C.跳高运动员助跑起跳是为了增大惯性 D.宇宙飞船在太空中运行时没有惯性 考点:惯性与力的区别 3.(2025•衡阳模拟) 2025年2月7日至2月14日,亚洲冬季运动会在哈尔滨举行,如图是运动员在女子自由式滑雪比赛时的情景。下列说法中正确的是( ) A.她运动到最高点时速度为零 B.她运动到最低点时惯性为零 C.她运动的整个过程都受到惯性力的作用 D.她运动的整个过程都受到重力的作用 中考真题 考点:探究阻力对物体运动的影响 1.(2024•青岛)小明用如图甲所示的实验装置,研究物体从斜面上滑下过程中速度的变化。 (1)实验中使斜面保持较小的坡度,是为了便于测量 。 (2)AC段距离为80cm,B为AC中点,测得小车从A点运动到B点的时间为1.4s,从A点运动到C点的时间为2.0s,根据以上数据可以判断vAB vBC。 (3)为使测量更准确、数据更直观,用位置传感器进行实验,得到的v﹣t图象与图乙中 相似。 (4)撤掉金属片,让小车从A点自由滑下,发现小车在水平木板上滑行一段距离停止,说明力可以改变物体的 。在木板上铺上薄玻璃板,让小车仍从A点自由滑下,发现小车在玻璃面上滑行距离更 。由此推理:若小车运动时不受阻力,它将做 运动。 考点:牛顿第一定律的内容 2.(2023•贵州)在中国空间站的“天宫课堂”上,航天员王亚平和叶光富做了太空抛物实验,冰墩墩被王亚平轻轻一推,便几乎沿直线匀速飘向叶光富,下列哪一定律能解释此运动现象( ) A.光的反射定律 B.牛顿第一定律 C.欧姆定律 D.焦耳定律 考点:牛顿第一定律的应用 3.(2025•南京)乒乓球运动中蕴含着许多力学知识,下列说法正确的是( ) A.发球时,球拍对球有力的作用,球对球拍没有力的作用 B.击球时,乒乓球受到的弹力是由球拍的形变产生的 C.击球后,乒乓球在空中飞行时,受到了向前的推力 D.空中飞行的乒乓球,如果所受的力全部消失,它将立即静止 考点:物体运动状态变化的判断 4.(2025•淄博)2025年4月24日,搭载“神舟二十号”载人飞船的“长征二号F遥二十”运载火箭发射升空。载人飞船与中国空间站成功对接后,两个航天员乘组在“天宫”会师。下列说法正确的是( ) A.火箭升空过程中,以载人飞船为参照物,航天员是静止的 B.火箭箭体使用了密度大、熔点低的新材料 C.航天员携带的物品进入“天宫”后质量变小 D.中国空间站绕地球飞行过程中运动状态不变 考点:惯性的概念 5.(2025•徐州)如图所示,有两个相同的钢质小球A和B,分别用细线悬挂起来。将A拉起后释放,A向下摆动撞击B,A静止下来,B开始摆动。B回摆后撞击A,B静止下来,A开始摆动。几位同学观察这个过程,进行了以下归纳,其中正确的是( ) A.原来静止的小球被撞击而运动,说明力是物体运动的原因 B.原来运动的小球被阻挡而静止,说明力是物体静止的原因 C.碰撞使运动的小球静止,使静止的小球运动,说明力是改变物体运动状态的原因 D.两个小球循环往复摆动,说明物体具有惯性,可以一直这样运动下去 考点:惯性与力的区别 6.(2024•遂宁)为深化体教融合发展,促进青少年健康成长,2024年4月29日,四川省学生(青少年)田径冠军赛在遂宁市安居区隆重举行,比赛现场精彩纷呈。关于运动会中涉及的物理知识说法正确的是( ) A.现场观众的呐喊声是由声带振动产生的 B.现场加油助威声“震耳欲聋”是指声音的音调高 C.运动员加速冲刺时运动状态没有发生改变 D.运动员手中掷出的铅球在空中能继续运动是由于受到惯性力的作用 考点:惯性的普遍性 7.(2023•广西)如图,在抛绣球的过程中,下列说法正确的是( ) A.拿在手中的绣球具有惯性 B.抛离手后的绣球没有惯性 C.下落的绣球速度越来越小 D.离手的绣球速度保持不变 考点:惯性大小的影响因素 8.(2025•陕西)为了增强学生体质,促进身心健康发展,学校开展了形式多样的体育运动。对下列各项运动中所涉及的物理知识分析正确的是( ) A.如图﹣1,脚蹬地的同时,地也对脚施加了力的作用 B.如图﹣2,乒乓球弹回过程中,运动状态保持不变 C.如图﹣3,毽子上升过程中,不受重力作用 D.如图﹣4,排球下降过程中,惯性越来越大 考点:惯性的危害 9.(2025•四川)下列生活场景中,属于防止惯性造成危害的是( ) A.开车前系好安全带 B.纸飞机在空中飞行 C.跳远起跳前助跑 D.撞击锤柄套牢锤头 考点:运用惯性判断物体的运动 10.(2025•福建)《考工记》记载:“马力既竭,辀犹能一取焉。”展现出古人观察到马已停止用力,车还能前进一段距离。车继续前进的主要原因是其( ) A.具有惯性 B.受到推力 C.受力平衡 D.受到摩擦力 第 2 页 共 4 页 学科网(北京)股份有限公司 $