摘要:
本讲义聚焦“牛顿第一定律”核心知识点,通过“探究阻力对物体运动的影响”实验(控制变量法,用毛巾、棉布、木板改变阻力,推理不受力时匀速直线运动),引出牛顿第一定律内容(一切物体不受力时总保持静止或匀速直线运动状态),进而阐述惯性概念(物体保持运动状态不变的属性,与质量有关)及应用,构建“实验→定律→惯性”的完整知识链。
该资料以科学探究为核心,实验设计规范(如控制小车初速度、记录运动距离)培养科学思维,10类题型讲练(含实验装置分析、运动状态判断等)结合典型例题与变式训练,分层训练(基础夯实与培优拓展)兼顾不同学生需求。课中助力教师系统授课,课后学生可通过例题解析与分层练习巩固物理观念,提升科学探究能力与问题解决能力。
内容正文:
2025-2026学年人教版(新教材)物理八年级下册同步培优讲义【题型讲练】
课时8.1 牛顿第一定律
【第八章 运动和力】
目标导航 1
核心考点 2
知识点一 探究阻力对物体运动的影响实验 2
知识点二 牛顿第一定律 3
知识点三 惯性现象及其应用 3
题型讲练 3
题型一 探究阻力对物体运动影响的实验装置和实验步骤 3
题型二 总结阻力对物体运动的影响的实验结论 6
题型三 牛顿第一定律的内容及理解 10
题型四 根据牛顿第一定律判断物体的运动状态 11
题型五 判断物体的运动状态是否改变 12
题型六 从受力情况判断运动状态变化 13
题型七 惯性的概念 15
题型八 惯性的大小与哪些因素有关 16
题型九 生活中的惯性现象 17
题型十 惯性的利用及危害防止 19
分层训练 20
【基础夯实 巩固提升】 20
【培优拓展 思维创新】 25
2026年课程标准
物理素养
1、理解牛顿第一定律的内容。
2、掌握阻力对物体运动的影响。
3、理解惯性的概念。
物理观念:知道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。
科学思维:知道一切物体都具有惯性,惯性的大小只与物体的质量有关。
科学探究:通过实验和推理理解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。
科学态度与责任:通过学习牛顿第一定律和惯性的概念,树立自己对科学的世界观和方法论,理解物理规律在日常生活中的应用。
知识点一 探究阻力对物体运动的影响实验
1、实验目的、原理、方法
(1)实验目的:探究阻力对物体运动影响;
(2)实验原理:力是改变物体运动状态的原因;
(3)实验方法:控制变量法。
2、实验器材:斜面、小车、毛巾、棉布、木板、刻度尺。
3、器材作用
(1)斜面:使小车运动。
(2)毛巾、棉布、木板:改接触面对小车的阻力。
(3)刻度尺:测量小车行驶距离。
4、实验步骤
步骤①木板放在水平的桌面上,将斜面放固定在木板的一端,将刻度尺零刻度线与木板一端对齐,紧贴木板并固定好;
步骤②观察木板毛巾与棉布的粗糙程度;
步骤③将毛巾铺在木板上,将小车置于斜面顶端同一位置,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在毛巾上滑动的距离S1;
步骤④将棉布铺在木板上,将小车置于斜面顶端同一位置,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在棉布上滑动的距离S2;
步骤⑤将小车置于斜面顶端,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在木板上滑动的距离S3。
5、实验结论及推理
实验结论:平面越光滑,物体运动的距离越远,速度减小得越慢,所受阻力越小;平面越粗糙,物体运动的距离越近,速度减小得越快,所受阻力越大。
实验推理:运动的物体如果不受外力作用,它将永远匀速直线运动下去。
特别提醒
(1)为保证小车到达水平面时的速度相等,小车每次都必须从同一高度由静止释放。
(2)运动的物体如果不受外力作用,它将永远匀速直线运动下去。牛顿第一定律也称惯性定律就是在此基础上总结出来的。这个定律因为是用科学推理的方法得出,所以不是用实验直接得出的。
知识点二 牛顿第一定律
1.牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
特别提醒
(1)牛顿第一定律是通过分析、概括、推理得出的,不可能用实验直接来验证。
2.物体运动状态变化的判定:物体运动状态的变化包括速度大小的变化和速度方向的变化,两变其一或者都变化,那么运动状态发生变化,两者均不变,那么运动状态不发生改变。
特别提醒
(1)物体由静到动、由动到静、由慢到快、由快到慢都是速度大小的变化。
(2)圆周运动、拐弯运动都是运动方向的变化(物体运动状态如果变化,一定是受力的结果,而且所受力不是平衡力)。
(3)静止或匀速直线运动都是运动状态没有变化(物体运动状态如果不变,或者受平衡力,或者不受任何力)。
3.力与运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,力不是维持物体运动状态的原因。
特别提醒
(1)运动的物体不受力时做匀速直线运动(保持它的运动状态)。
(2)静止的物体不受力时保持静止状态(保持它的静止状态)。
知识点三 惯性现象及其应用
1.惯性:物体保持原来运动状态不变的性质;即运动的物体要保持它的运动状态,静止物体要保持它的静止状态。
特别提醒
(1)一切物体任何时候都具有惯性(静止的物体具有惯性,运动的物体也具有惯性)。
(2)惯性是物体本身的属性,惯性的大小与物体质量大小有关。质量越大,惯性越大;质量越大的物体其运动状态越难改变。惯性的大小与物体的形状、运动状态、位置及受力情况无关。
(3)惯性是一种属性,它不是力。惯性只有大小,没有方向;
题型一 探究阻力对物体运动影响的实验装置和实验步骤
【典型例题】下面是探究“阻力对物体运动的影响”的实验:
(1)为了改变小车受到的阻力,应分别将毛巾、棉布铺在______(填“斜面”“长木板”或“斜面和长木板”)上;
(2)每次实验都让小车从斜面相同高度由静止开始滑下的目的是让小车到达水平面时______相同;
(3)结论:长木板表面越光滑,小车受到的阻力越______,速度减小得越______(填“快”或“慢”);
(4)推理:如果运动的小车受到的阻力为零,它将做______。
【答案】(1)长木板
(2)速度
(3) 小 慢
(4)匀速直线运动
【详解】(1)斜面的目的是让小车在到达斜面底的时候,具备一定的初速度,然后观察其在长木板上运动的距离来判断阻力对物体运动的影响,因此应该将毛巾、棉布铺在长木板上,改变长木板的粗糙程度,从而改变小车受到的阻力。
(2)小车在斜面下滑时做加速运动,每次实验都让小车从斜面相同高度由静止开始滑下的目的是让小车到达水平面时速度相同。
(3)[1][2]在实验中,长木板表面越光滑,对小车的阻力最小,可观察到小车在长木板表面运动的距离越远,这说明小车受到的阻力越小,其速度减小得就越慢。
(4)根据实验中阻力越小,小车速度减小得就越慢,滑行距离就越远,进一步推理可知:如果在水平面上阻力为零,小车速度不会减小,那么小车将一直保持原来的速度做匀速直线运动。
【变式1】如图所示是“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置。器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车。
(1)在实验过程中要让小车从同一斜面的_______由静止开始下滑,使小车进入水平面时具有相同的速度。
(2)实验通过______________来反映阻力对小车运动的影响。
(3)由实验可以看出,小车在____(选填“毛巾”“棉布”或“木板”)表面运动的距离最长,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越_____(选填“快”或“慢”)。
(4)进一步推理,如果水平面足够光滑,小车不受阻力,它将做____运动。
A.新增选项
【答案】(1)同一高度
(2)小车在水平面滑行的距离
(3) 木板 慢
(4)匀速直线
【详解】(1)让小车从斜面同一高度由静止滑下,目的是使小车到达水平面时初速度相同,保证实验的初始条件一致。
(2)毛巾、木板的粗糙程度不同,摩擦力大小不同,因此实验通过小车在水平面滑行的距离来研究阻力对运动的影响。
(3)[1][2]木板表面最光滑,阻力最小,小车速度减小得最慢,运动距离最远;阻力越小,小车速度减小得越慢,运动距离越长。
(4)水平面足够光滑时,小车不受阻力,根据牛顿第一定律,小车将匀速直线运动。
【变式2】小德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)以上操作中存在错误的一次是__________(选填“a”、“b”或“c”);
(2)对比两次正确实验操作能说明:小车受到的阻力越小,速度减小越__________;
(3)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;
(4)为了得出科学结论,三次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:使小车到达水平面时的__________相同;
(5)在此实验基础上通过推理可知观点__________(填字母)是正确的。
A.力是改变物体运动状态的原因 B.力是维持物体运动的原因
【答案】(1)b
(2)慢
(3)匀速直线
(4)速度
(5)A
【详解】(1)实验目的是探究水平面阻力对物体运动的影响,需控制小车到达水平面时的速度相同,从斜面同一位置由静止滑下,且仅改变水平面的粗糙程度。操作b中 “将棉布铺在斜面上”,改变了小车在斜面上的受力,导致小车到达水平面的初速度不同,因此错误的一次是b。
(2)对比甲(毛巾,阻力大)、丙(木板,阻力小)的实验现象,说明阻力越小,小车在水平面上滑行的距离越远,说明速度减小得越慢。
(3)根据实验推理,若水平面阻力为零,小车将不受力的作用,速度不会减小,因此将做匀速直线运动。
(4)小车到达水平面时的速度与从斜面由静止下滑的高度有关,因此每次从斜面上同一位置由静止自由下滑,目的是使小车到达水平面时的速度相同。
(5)实验表明,阻力(力)改变了小车的运动状态(速度大小),因此力是改变物体运动状态的原因;而“力是维持物体运动的原因” 是错误观点,物体不受力时也能匀速直线运动。故A正确,B错误。
故选A。
题型二 总结阻力对物体运动的影响的实验结论
【典型例题】如图所示是探究“阻力对物体运动的影响”实验,实验中让小车从斜面同一高度由静止滑下,观察和比较小车在不同表面滑行的距离。
(1)实验时,将毛巾和棉布铺在_______(选填“斜面”“水平木板”或“斜面和水平木板”)上。
(2)实验中,“小车在水平面上滑行的距离”表示_______(填字母)。
A.无任何意义 B.阻力对小车运动的影响情况
(3)从实验现象可推理,若水平面绝对光滑,运动的小车将在水平面上_______;该实验说明力是_______(选填“改变”或“维持”)物体运动状态的原因。
【答案】(1)水平木板
(2)B
(3) 做匀速直线运动 改变
【详解】(1)实验中,要控制小车进入水平面的速度相同,应使小车从相同斜面的相同高度自由滑下,所以不能将毛巾和棉布铺在斜面上;实验中,要研究不同的阻力对小车运动的影响,所以,要把毛巾和棉布铺在水平木板上来改变小车在水平面上受到的阻力大小。
(2)小车下滑到水平面的速度相同,小车通过的距离越长,说明阻力对运动的影响越大,故在本实验中,“小车在水平面上滑行的距离”反映的是阻力对小车运动的影响情况。
(3)[1][2]木板表面最光滑,小车运动时受到的阻力最小,小车在木板表面上通过的距离最长,速度减小得最慢,从实验现象可推理,若水平面绝对光滑,运动的小车的速度不会变小,将在水平面上做匀速直线运动,物体的运动不需要力去维持,这说明力是改变物体运动状态的原因。
【变式1】同学们分组进行了“探究阻力对物体运动的影响”实验,如图所示。
(1)实验中每次都使同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的___________。
(2)小车在水平面上运动时所受的合力___________(选填“水平向左”或“水平向右”)
(3)按照图中顺序记录的内容如下表。
表1
接触面材料
小车受阻力情况
小车在水平面运动的距离s/cm
毛巾
大
23.2
棉布
较大
45.3
木板
小
97.5
分析表中内容,可得:在其他条件相同时,小车受到的阻力越小,运动的距离越___________;进一步推理:不受阻力作用时,运动的小车将做___________。
(4)牛顿第一定律的得出是建立在___________(填字母)。
A.日常生活经验的基础上 B.科学家猜想的基础上
C.直接实验结果的基础上 D.实验和科学推理相结合的基础上。
【答案】(1)速度/初速度
(2)水平向左
(3) 远/长 匀速直线运动
(4)D
【详解】(1)探究阻力对物体运动的影响实验时,应控制速度相同,改变接触面粗糙程度,所以实验中每次都使同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的速度。
(2)小车在水平面上运动时,受到水平向左的摩擦力(阻力),因为小车向右运动,摩擦力阻碍其运动,所以合力方向与摩擦力方向相同,即水平向左。
(3)[1]分析表中内容,在其他条件相同时,可知接触面越光滑,小车受阻力越小,小车在水平面运动的距离越远。
[2]小车不受阻力作用时,没有外力改变其运动状态,运动的小车将做匀速直线运动。
(4)牛顿第一定律不是直接由实验得出的,而是在实验的基础上,通过科学推理不受阻力时的运动情况得出的。
故选D。
【变式2】在探究“阻力对物体运动的影响”时,让同一小车从同一固定斜面的顶端下滑到底端,使小车以相同的速度分别在水平的毛巾表面、水平的棉布表面和木板表面上运动,小车滑行的距离如图所示。
(1)实验时固定斜面,并让小车从斜面上同一位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的______相同;可观察到小车在木板表面运动的距离最长,说明小车受到的阻力越______,速度减小得越______;
(2)本实验中的“阻力”主要是指小车在 受到的阻力;(选填序号)
A.斜面上时
B.水平面上时
C.斜面上和水平面上时
(3)在每次实验中,可以观察到:小车到达水平面后会继续向前运动一段距离,最终停下来。本实验现象能直接说明 (选填序号);
A.牛顿第一定律
B.物体的运动需要力来维持
C.力可以改变物体的运动状态
(4)若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,是否需要重做本实验以获取可靠的证据?答:(选填“需要”或“不需要”)______。
【答案】(1) 速度 小 慢
(2)B
(3)C
(4)不需要
【详解】(1)[1]小车在斜面下滑时做加速运动,实验时固定斜面,并让小车从斜面上同一位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的速度相同。
[2][3]小车在木板表面运动时受到的阻力最小,运动的距离最长,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。
(2)实验中让小车从相同的斜面滑下后在不同水平表面运动,比如毛巾、棉布、木板等,不同表面的粗糙程度不同,对小车产生的阻力不同,所以本实验中的“阻力”主要是指小车在水平面上时受到的阻力。
故选B。
(3)AB.由实验现象可知,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,运动的距离越远,据此推理可知:若不受阻力,小车将做匀速直线运动。根据此推理得出的结论可知物体的运动不需要力来维持,牛顿第一定律就是在此实验的基础上经过推理得到的,故AB不符合题意;
C.可以观察到,小车到达水平面后会继续向前运动一段距离,最终停下来,这是因为小车受到了阻力的作用,说明力可以改变物体的运动状态。故C符合题意。
故选C。
(4)若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,还是可以说明小车在木板表面受到的阻力最小,运动状态改变的最慢,小车运动的距离最远,对实验结果没有影响,所以不需要重做本实验。
题型三 牛顿第一定律的内容及理解
【典型例题】著名的牛顿第一定律是在实验的基础上,通过分析、推理得出的。该定律具体表述为:一切物体总保持_______状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。牛顿第一定律又叫做______定律。
【答案】 静止 惯性
【详解】[1][2]牛顿第一定律的内容:一切物体在不受力或所受合外力为零时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。牛顿第一定律指出了力与运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因,指出了一切物体都具有惯性,所以又叫做惯性定律。
【变式1】对牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )
A.运动的物体一定受到力的作用 B.物体的运动状态改变,一定是受到了力的作用
C.牛顿第一定律可通过实验现象直接得出结论 D.物体不受力的作用时,运动状态可能改变
【答案】B
【详解】A.根据牛顿第一定律可知,物体不受力时也可能保持匀速直线运动状态,则运动的物体不一定受到力的作用,故A错误;
B.力是改变物体运动状态的原因,则物体的运动状态改变,一定是受到了力的作用,故B正确;
C.牛顿第一定律是在大量的经验事实基础上,通过推理抽象概括出来的,并不能通过实验现象直接得出,故C错误;
D.因为力是改变物体运动状态的原因,故物体不受力的作用时,其运动状态一定不变,故D错误。
故选B。
【变式2】下列关于力与运动的说法中,正确的是( )
A.物体不受力,一定静止
B.物体不受力,一定运动
C.物体受到力的作用,一定运动
D.物体运动状态发生改变,一定受到了力的作用
【答案】D
【详解】AB.由牛顿第一定律可知,当物体不受外力时,将保持静止状态或匀速直线运动状态,故AB错误;
C.物体受到力的作用不一定运动,比如静止在桌面上的书本受重力与支持力,受到力的作用却不运动,故C错误;
D.根据牛顿第一定律可知,力是改变物体运动状态的原因,运动状态改变一定受到了非平衡力作用,即一定受到力的作用,故D正确。
故选D。
题型四 根据牛顿第一定律判断物体的运动状态
【典型例题】踢毽子起源于汉代,高承《事物纪原》记:“今时小儿以铅锡为钱,装以鸡羽,呼为毽子,三四成群走踢”,下列关于踢毽子说法正确的是( )
A.“以铅锡为钱”是为了降低毽子的重心
B.踢出的毽子仍向上继续飞行,是因为受到惯性的作用
C.若毽子上升到最高点时所受外力全部消失,毽子将向上运动
D.不继续踢,飞出的毽子会落到地面,说明物体的运动需要力维持
【答案】A
【详解】A.铅锡作为底部材料可降低毽子重心,增强稳定性,故A正确;
B.惯性是物体的固有属性,不是一种力,不能说“受到惯性的作用”,故B错误;
C.毽子上升到最高点时,竖直方向速度为零。根据牛顿第一定律,若所受外力全部消失,毽子将不会向上运动,故C错误;
D.毽子落地是因为受到重力作用,力是改变物体运动状态的原因,而非维持物体运动的原因,故D错误。
故选 A。
【变式1】我国的宇航员已经实现了出舱作业,太空漫步。假如你是在茫茫太空中工作的宇航员,在你面前有一大块与你相对静止的太空巨石,你用力向前将它推开……请你展开想象,你将会怎样?__________;被推出去的大石块会做__________运动。
【答案】 向后运动 匀速直线
【详解】[1]面前有一大块与你相对静止的太空巨石,人用力向前将它推开,人会受到巨石的反作用力,故人会向后运动。
[2] 根据牛顿第一定律可知,在太空中,可近似认为巨石不受外力作用,当用力向前将石头推开,当你推它的力消失后,由于惯性,石块将做匀速直线运动。
【变式2】匀速上升的物体,若它所受的一切外力都同时消失,该物体将保持_______(选填“静止状态”或“向上匀速直线运动”或“向下匀速直线运动”)。
【答案】向上匀速直线运动
【详解】物体原来处于匀速上升的运动状态,根据牛顿第一定律,一切外力消失时,运动的物体将保持原来的速度做匀速直线运动。
题型五 判断物体的运动状态是否改变
【典型例题】下列给出的现象中,物体运动状态没有发生改变的是( )
A.小孩沿直滑梯匀速下滑 B.小球在桌面做匀速圆周运动
C.圆珠笔从桌上掉下来 D.地球绕太阳转动
【答案】A
【详解】A.小孩在下滑过程中,速度的大小始终保持不变,且是沿着直滑梯下滑,即运动方向也保持不变。 由于速度大小和运动方向都没有发生改变,所以小孩的运动状态没有改变,故A符合题意;
B.小球在做匀速圆周运动时,虽然速度的大小保持不变,但是其运动方向在不断地改变(始终沿着圆周的切线方向)。 因为运动方向发生了改变,所以小球的运动状态发生了改变,故B不符合题意;
C.圆珠笔从桌上掉下来的过程中,受到重力的作用,速度会越来越快,即速度的大小在不断增大。 由于速度大小发生了改变,所以圆珠笔的运动状态发生了改变,故C不符合题意;
D.地球绕太阳转动时,做的是近似圆周运动,虽然地球运动的速度大小基本不变,但它的运动方向在不断地改变(始终沿着公转轨道的切线方向)。 因为运动方向发生了改变,所以地球的运动状态发生了改变,故D不符合题意。
故选A。
【变式1】下列给出的现象中,物体运动状态没有发生改变的是( )
A.苹果从树上落下 B.汽车匀速转弯
C.厢式电梯匀速上升 D.人造卫星绕地球匀速转动
【答案】C
【详解】A.苹果从树上落下,速度越来越快,运动状态发生了改变,故A不符合题意;
B.汽车匀速转弯,运动方向发生了改变,运动状态发生了改变,故B不符合题意;
C.厢式电梯匀速上升,运动的方向和速度均不变,则运动状态没有发生改变,故C符合题意;
D.人造卫星绕地球匀速转动,运动方向发生了改变,运动状态发生了改变,故D不符合题意。
故选C。
【变式2】星期天,小强和同学们一起在足球场上踢足球。如图所示,踢出去的足球之所以能在 空中继续飞行,是因为足球具有 ___;踢出的“香蕉球”可以说明力的作用效果与力的方向和_____有关;当足球运动到最高点时,它受 _______作用(选填“平衡力”或“非平衡力”);若足球在最高点时所受到的力全部消失,球将 ________(选填“沿水平方向做匀速直线运动”“保持静止状态”“沿竖直方向匀速下落”或“向右下方做匀速直线运动”)。
【答案】 惯性 作用点 非平衡力 沿水平方向做匀速直线运动
【详解】[1]被踢出去的足球,由于具有惯性,仍能保持原来的运动状态,所以能在空中继续飞行。
[2]踢出的“香蕉球”是因为作用在球上的力的方向和作用点不同,改变了球的运动轨迹,可以说明力的作用效果与力的方向和作用点有关。
[3]足球在运动的全过程中,其速度和方向都在发生变化,故足球运动到最高点时,它受非平衡力。
[4]由于足球在最高点时在水平方向上仍有一定的速度,故此时若足球所受到的力全部消失,球将沿水平方向做匀速直线运动。
题型六 从受力情况判断运动状态变化
【典型例题】如图所示,小车同时受到水平推力F1和水平拉力F2的作用,大小分别为100N和80N,使小车做匀速直线运动,则小车受到的合力是_____N;若此时水平方向所受的力同时消失,则小车运动情况是____________。
【答案】 0 以原来速度沿水平方向做匀速直线运动
【详解】[1]由题意知,小车在做匀速直线运动,处于平衡状态,因此受到的合力为0。
[2]根据牛顿第一定律可知,如果小车受到水平方向的力同时消失,小车的运动状态将不再改变,所以小车将以原来速度沿水平方向做匀速直线运动。
【变式1】蹦极运动中人只受到两个力的作用(不计空气阻力)。利用弹性绳捆住人的脚,从高处P跳下,人到a处时刚好拉直弹性绳,人继续向下运动到最低点c后又返回向上运动,如此反复,最终停在b位置。下列情况分析正确的是( )
A.P→a段,人加速运动,所受合力不断变大
B.a→b段,人减速运动,所受合力不断变小
C.c→b段,人减速运动,弹性绳的形变不断变小
D.P→c段,人在b点时速度最大
【答案】D
【详解】A.P→a段,弹性绳未伸直,人只受重力的作用,重力的方向与运动方向相同,因此人加速运动;该过程中,合力等于重力,大小不变,故A错误;
B.a→b段,弹性绳开始伸长,弹力逐渐增大,但此时弹力小于重力,合力方向向下,且合力不断变小(弹力增大)。因为合力与运动方向相同,人加速运动,不是减速。故B错误;
C.c→b段,弹力大于重力,合力方向向上,人做减速运动。同时弹性绳的形变(伸长量)不断变大(到c点时形变最大)。故C错误;
D.P→c段,在b点时,弹力等于重力(根据最终停在b位置得知),合力为0,此时速度达到最大(之前加速,之后减速)。故D正确。
故选D。
【变式2】如图甲所示,物体M静止在电梯底部,其上表面通过轻质弹簧与电梯顶部相连。M对电梯底部的压力用F表示,忽略M和电梯的形变,0~t1内电梯静止,弹簧处于伸长状态;t1时刻后电梯由静止开始沿竖直方向运动。0~t4内,F随时间t变化的图像如图乙所示,则( )
A.t1~t2内,电梯可能向上运动
B.t2~t3内,电梯静止
C.t3~t4内,电梯一定做加速运动
D.t1~t4内,弹簧对M的拉力不变
【答案】D
【详解】A.物体M静止在电梯底部,弹簧处于伸长状态,0~t1内,电梯静止,物体也处于静止,受力平衡,则物体受到重力G、地面的支持力F和弹簧的拉力T,由于压力与支持力是相互作用力,大小是相等的,则有G=F2+T
当t1~t2内,压力变为小于F2的F1,弹力和重力不变,此时G>F1+T
则物体受力不平衡,由静止变为运动,速度变大了,则运动方向与较大的力方向相同,说明电梯是向下加速运动的,故A不符合题意;
B.t2~t3内,压力恢复到静止时的大小,说明受力平衡,因而是匀速下降,故B不符合题意;
C.t3~t4内,压力F3大于F2,此时G<F3+T
可知电梯向下做减速运动,故C不符合题意;
D.由于忽略M和电梯的形变,因而弹簧的长度始终不变,形变大小不变,因而弹簧的弹力保持不变,t1~t4内,弹簧对M的拉力不变,故D符合题意。
故选D。
题型七 惯性的概念
【典型例题】锤子的锤头松动了,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。这主要是利用_______(选填“锤头”或“锤柄”)的惯性,使锤头和锤柄套牢。
【答案】锤头
【详解】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的运动状态,继续向下运动,这样锤头就紧套在锤柄上了。
【变式1】如图所示,是小慧同学掷实心球的场景,图中虚线表示球的运动轨迹,球从a点上升到最高点b后下落到地面c点,然后继续运动到d点停止。忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A.球从a点上升到b点,小球的惯性越来越小
B.球在b点,若外力突然消失,小球将处于静止
C.球从b点到c点,球的合力等于竖直向下的重力
D.球从c点到d点,说明力是维持物体运动的原因
【答案】C
【详解】A.惯性是物体的固有属性,只与物体的质量有关。球从a点上升到b点,质量不变,所以惯性大小不变,故A错误。
B.球在b点时,仍有水平方向的速度。根据牛顿第一定律,一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态,若外力突然消失,小球将沿水平方向做匀速直线运动,故B错误。
C.忽略空气阻力,球从b点到c点,只受到竖直向下的重力作用,所以球的合力等于竖直向下的重力,故C正确。
D.球从c点到d点,是因为受到地面摩擦力的作用,速度逐渐减小直至停止,说明力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因,故D错误。
故选C。
【变式2】小聪将一张纸折成纸飞机,接着将其掷出,如图所示。将纸折成纸飞机的过程说明力可以改变物体的________。纸飞机离开手后能继续向前运动,是因为纸飞机具有________。
【答案】 形状 惯性
【详解】[1]将纸折成纸飞机的过程中,纸的形状发生了改变,说明力可以改变物体的形状。
[2]纸飞机离开手后,由于具有惯性(物体保持原来运动状态的性质),会继续保持原来的运动状态向前运动。
题型八 惯性的大小与哪些因素有关
【典型例题】一个质量为500g的货物,随“天舟一号”货运飞船升入太空。与发射前相比较,该货物的惯性______(选填“变大”“变小”或“不变”);战斗机在空中战斗前总要将副油箱甩掉,以此减小质量,从而使惯性______(选填“减小”或“增大”)。
【答案】 不变 减小
【详解】[1]物体的惯性和物体的质量有关,“天舟一号”货运飞船升入太空,与发射前相比较,该货物的质量不变,惯性不变。
[2]进入战斗状态前战斗机丢掉副油箱后,质量变小,惯性减小,使运动状态容易改变。
【变式1】某杂志报道了《火车为何频频出轨》的一篇文章,文章叙述:“高速行驶是近半年来火车出轨的主要原因。现在世界各国都在实施火车提速的计划,火车的速度越大,惯性也就越大。火车提速后,由于惯性的影响,必将面临类似出轨的安全问题⋯⋯”。请从物理学的角度,指出这段文字中的科学性错误并说出判断依据。错误之处:_______;判断依据:_______。
【答案】 火车的速度越大,惯性也就越大 惯性的大小只与物体质量的大小有关
【详解】[1][2]文字中的科学性错误之处为:火车的速度越大,惯性也就越大。判断依据为:惯性是物体的固有属性,惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的运动速度大小无关。
【变式2】下列几种关于惯性的说法中正确的是( )
A.物体在各种运动状态下都具有惯性
B.抛出后的物体继续向前,是因为惯性的作用
C.物体的运动速度越大,运动状态越不容易改变
D.当物体受到力作用不能维持原来的运动状态时,惯性的大小就会发生变化
【答案】A
【详解】A.惯性是物体的固有属性,一切物体在各种运动状态下都有惯性,故A正确;
B.惯性是物体的故有属性,不是作用,可以说具有惯性,不能说惯性作用,故B错误;
C.惯性的大小只与质量有关,与速度无关,质量越大,惯性越大,运动状态越不容易改变,故C错误;
D.惯性的大小只与质量有关,只有质量改变时,惯性的大小才会发生变化,质量不变,惯性大小不变,故D错误。
故选A。
题型九 生活中的惯性现象
【典型例题】如图是中国古代科技著作《天工开物》中“场中打稻”的场景,通过摔打的方法能将稻粒从稻秆上打落下来,是因为______(填“稻粒”或“稻秆”)具有惯性;摔打下来的稻粒落到地面是由于受到______的作用。
【答案】 稻粒 重力
【详解】[1]打稻时,稻秆受力停止运动,而稻粒由于具有惯性,要保持原来的运动状态,从而从稻秆上脱落。
[2]稻粒下落是因为受到竖直向下的重力作用,重力改变了稻粒的运动状态,使其落向地面。
【变式1】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。
【变式2】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。
题型十 惯性的利用及危害防止
【典型例题】如图所示,汽车上有一种安全装置“头枕”,对司乘人员起保护作用。关于头枕,下列说法中正确的是( )
A.能减小汽车的惯性,减小事故对人体的伤害
B.能减小司机的惯性,减小事故对人体的伤害
C.能减小因汽车紧急刹车对人体造成的伤害
D.能减小因汽车后方追尾对人体造成的伤害
【答案】D
【详解】AB.惯性是物体本身的一种属性,与物体的质量有关,由于小汽车和司机的质量不变,所以小汽车和司机的惯性不变,故AB错误;
C.当汽车紧急刹车时,人由于惯性会向前倾,安全带主要是防止汽车紧急刹车时对人体造成伤害,而头枕对此不起作用,故C错误;
D.当汽车后方追尾时,汽车突然加速,司乘人员由于惯性会向后仰,头枕能起到支撑和缓冲的作用,减小因汽车后方追尾对人体造成的伤害,故D正确。
故选D。
【变式1】如图所示,下列有关惯性的说法正确的是( )
A.图甲中汽车正在向右做加速运动
B.图乙中离开手的箭矢由于受到惯性而继续运动
C.图丙中猛击筷子上端,苹果往上运动是利用了苹果的惯性
D.图丁中安全带和安全气囊可以减小惯性从而保证驾驶人的安全
【答案】C
【详解】A.由图甲可知,乘客向汽车前进方向倾倒,说明汽车突然减速,故A错误;
B.离开手的箭矢有速度,因为有惯性所以继续向前运动,而不是受到惯性的作用,故B错误;
C.猛击筷子上端,苹果由于惯性仍保持原来的静止状态,所以就会出现苹果慢慢向上“走”的现象,故C正确;
D.安全带和安全气囊,主要是防止快速行驶的汽车发生碰撞时,人由于惯性向前运动而带来的危害,惯性大小不变,故D错误。
故选C。
【变式2】如图是某路段发生了一起两小车追尾相撞事故。两车都受损的原因是力的作用是_______的。对前车A中的司机起保护作用的是_______(选填“安全带”或“头枕”)。
【答案】 相互 头枕
【解析】[1]当后车B追尾前车A时,B对A施加一个向前的撞击力,同时A也对B施加一个大小相等、方向相反的反作用力。正因为这两个力是相互的,所以两辆车都会受到冲击而受损。所以,两车都受损的根本原因是:力的作用是相互的。
[2]在追尾事故中,前车A突然被撞击,车身会向前加速(即突然向前运动),但司机的身体由于惯性,会保持原来的静止或慢速状态,导致身体向后仰。此时,司机的头部会向后甩动,容易造成颈椎损伤。头枕的作用就是在这种情况下支撑头部,防止其过度后仰,从而起到保护作用。而安全带主要是在急刹车或正面碰撞时,防止人向前冲出,不是用于追尾时的后仰保护。
【基础夯实 巩固提升】
1.水平匀速直线运动的飞机投弹,不计空气阻力,地面上的人看到的情形是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】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,三颗炮弹在下落过程中,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,故三颗炮弹下落时,在竖直方向上呈上下排列,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.如图所示,是小军同学掷实心球的场景,图中虚线表示球的运动轨迹,下列说法正确的是( )
A.球从点上升到点,是因为受到惯性作用
B.球从点下落到点,运动状态不断改变
C.球最终到点停止,说明物体运动需要力来维持
D.球运动到点时,若所受外力突然消失,球保持静止
【答案】B
【详解】A.惯性是一种性质,不是力,所以不能说受到惯性作用,故A错误;
B.球从b点下落到c点过程中,运动的速度大小与方向不断改变,运动状态不断改变,故B正确;
C.球最终到d点停止,是因为阻力的作用,说明力可以改变物体的运动状态,不能说明物体运动需要力来维持,故C错误;
D.球运动到b点时仍具有水平方向的速度,根据牛顿第一定律,若所受外力突然消失,球将做匀速直线运动,故D错误。
故选B。
3.足球是青少年热爱的一项运动。关于足球比赛中的现象,下列说法正确的是( )
A.踢出去的足球在空中飞行时,仍受到踢力作用
B.踢出去的足球在空中飞行,是由于它具有惯性
C.足球在草地上越滚越慢,是由于它没有受到力的作用
D.足球在草地上越滚越慢的过程,它的运动状态不变
【答案】B
【详解】A.踢出去的足球在空中飞行时,只受重力和空气阻力作用,踢力仅在脚与球接触时存在,脱离接触后不再受踢力,故A错误;
B.踢出去的足球在空中飞行,是由于惯性使其保持原有运动状态,故B正确;
CD.足球在草地上越滚越慢,是由于受到草地摩擦力和空气阻力作用,速度减小,运动状态(指速度大小和方向)发生改变,故CD错误。
故选B。
4.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,棋子飞出说明力改变物体的______,上面的棋子具有______且受到重力的作用而落下。
【答案】 运动状态 惯性
【详解】[1][2]受到击打的棋子原本静止,被击打后飞出,运动状态发生改变,因此说明力可以改变物体的运动状态。 上方棋子由于具有惯性,会保持原来的静止状态留在原处,最终在重力作用下下落。
5.下车后,小明发现汽车坐垫上沾了很多灰尘,妈妈将坐垫拿起拍了拍,坐垫上的灰尘就震落了,这是因为灰尘原来在坐垫上处于__________状态,用力拍坐垫时,坐垫由于受到力的作用开始运动,而灰尘由于具有__________保持原来的状态,因此灰尘会脱离坐垫。
【答案】 静止 惯性
【详解】[1][2]灰尘原来在坐垫上处于“静止”状态,拍打坐垫时,坐垫由于受到力的作用开始运动,而灰尘由于具有惯性保持静止,所以脱离了坐垫。
6.当汽车突然加速或刹车时,车内的人由于具有_______容易受到伤害。如图所示,汽车被追尾时人会_______倾倒(选填“向前”或“向后”);_______(选填“头枕”或“安全带”)可以减小刹车时给人带来的伤害。
【答案】 惯性 向后 安全带
【详解】[1]当汽车突然加速或刹车时,车内的人由于具有惯性容易受到伤害。 这是因为惯性是物体保持原来运动状态的性质,汽车的运动状态突然改变时,人的身体会因为惯性,想要保持原来的运动状态,从而出现前倾或后仰的情况,容易受到伤害。
[2]汽车被追尾时,相当于汽车突然加速,由于人具有惯性,要保持原来的运动状态不变,故身体会后倾。
[3]汽车刹车时,会突然减速,由于人具有惯性,要保持原来的运动状态不变,身体会前倾,此时安全带可以阻止人身体前倾,减小刹车给人带来的伤害。
7.如图所示,拨动簧片击打金属片,小球没有随金属片离开,而是落在支座上,是因为小球具有_______,小球落在支座上,是因为小球受到_______力的作用。
【答案】 惯性 重
【详解】[1]金属片受到外力,改变运动状态,由静止变为运动飞出去,小球具有惯性,保持原来的运动状态不变,没有随金属片飞出;
[2]小球受重力作用,向下运动,落到支座上。
8.在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,让小车由静止开始沿斜面滑下,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)实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑,其目的是使小车到达斜面底端的_____相同;
(2)实验中改变小车所受阻力大小是通过改变__________来实现的,对比三次实验可知:小车受到的阻力越小,通过的距离越___;
(3)多次实验并进行分析,可进一步推测:在水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,它将做_____运动,这表明物体的运动______(选填“需要”或“不需要”)力来维持。
【答案】(1)速度
(2) 水平面的粗糙程度 远
(3) 匀速直线 不需要
【详解】(1)同一小车从斜面不同高度滑下时,达到水平面的初速度不同。实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑,其目的是使小车到达斜面底端的速度相同。
(2)[1]实验中,使用同一小车,小车对水平面的压力相同;由于小车与毛巾、棉布以及木板的接触面粗糙程度不同,小车所受的阻力不同,可知,实验中改变小车所受阻力大小是通过改变水平面的粗糙程度来实现的。
[2]对比三次实验,小车在毛巾表面上受到的阻力最大,小车在毛巾表面通过的距离最短;小车在木板表面上受到的阻力最小,小车在木板表面通过的距离最长;由此可知,小车受到的阻力越小,通过的距离越远。
(3)[1][2]在水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,水平方向上没有力改变小车的运动状态,小车将保持一定的速度一直运动下去,即它将做匀速直线运动,这表明物体的运动不需要力来维持。
9.某同学用如图所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响。
(1)两次实验中让同一辆小车从同一斜面同一高度由_________滑下,目的是使小车进入水平面的初速度相同;
(2)由实验可以看出,运动的小车所受的阻力越_________,向前滑行的距离越大。伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果物体受到的阻力为零,速度就不会减小,物体将_________;
(3)两次实验中,小车在水平面上最终都会静止下来,说明力可以改变物体的_________。
【答案】(1)静止
(2) 小 做匀速直线运动
(3)运动状态
【详解】(1)用粗糙程度不同的表面探究阻力对物体运动的影响,必须控制物体在不同表面上运动的初速度相同。让同一小车从同一斜面同一高度静止滑下,可控制小车进入水平面时的初速度相同。
(2)[1]由实验现象可以得出,运动的小车所受阻力越小,向前滑行的距离越大。
[2]据此推测,若物体受到的阻力为零,速度不会减小,物体将以恒定不变的速度永远运动下去,做匀速直线运动。
(3)小车在水平面上最终静止,其运动状态发生改变,说明力可以改变物体的运动状态。
10.在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,设计了如图所示的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)实验时,让小车从同一斜面的______(选填“相同”或“不同”)高度滑下是为了使小车滑到水平面时的______相同;
(2)由图可知:小车受到的阻力越小运动的路程越______。进一步推理可知:若小车运动时所受阻力为零,小车将保持______。
【答案】(1) 相同 速度
(2) 远 匀速直线运动
【详解】(1)[1][2]在本实验中,为了保证小车到达水平面时具有相同的初速度,需要让小车从同一斜面的相同高度由静止滑下,这是控制变量法的应用。因为小车在斜面上滑下时,其重力势能转化为动能,同一小车在相同高度时具有的重力势能相同,滑下时转化成的动能也相同,而质量不变,所以到达水平面时的速度相同。
(2)[1]由图可知,在毛巾表面小车滑行的距离最短,在棉布表面滑行的距离较长,在木板表面滑行的距离最长。而毛巾表面最粗糙,小车受到的阻力最大;木板表面最光滑,小车受到的阻力最小。所以可以得出:小车受到的阻力越小,运动的路程越远。
[2]根据实验现象进行进一步推理:当小车受到的阻力越来越小时,小车运动的路程越来越远。如果小车运动时所受阻力为零,即不受阻力作用,小车将不会停下来,会永远做匀速直线运动,也就是保持匀速直线运动状态。
【培优拓展 思维创新】
1.如图所示,小车运动时烧杯中的水面向右倾,小车运动状态变化的情况是( )
A.一定向右加速 B.一定向左加速 C.可能向右减速 D.可能向左减速
【答案】C
【详解】小车运动时烧杯中的水面向右倾,是因为小车的运动状态发生了变化,而烧杯中的水由于惯性要保持原来的运动状态,可能的情形有两种:小车向右减速或小车向左加速,故选C。
2.如图所示,当斧子与木柄连接不牢固时,通常我们采用撞击木柄下端的方法紧固斧子。小亮用四句话解释了这一过程:①斧子紧固在木柄上;②斧子和木柄以相同的速度向下运动;③斧子由于惯性继续向下运动;④木柄被撞击后由运动变为静止。这四句话最合理的顺序是( )
A.②④③① B.②③④① C.②④①③ D.②①③④
【答案】A
【详解】斧子和木柄首先以相同的速度向下运动,木柄被撞击后由运动变为静止,斧子由于惯性继续向下运动,从而使得斧子紧固在木柄上。这四句话最合理的排列顺序是②④③①,A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.关于运动和力的关系,下列说法中正确的是( )
A.物体运动方向改变时,一定受到了力的作用
B.物体做匀速直线运动时,一定受到了力的作用
C.物体不受任何力时,它就一定处于静止状态
D.必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用物体就会静止下来
【答案】A
【详解】A.力是改变物体运动状态的原因,物体运动方向改变时,运动状态改变,因此一定受到了力的作用,故A正确;
B.物体做匀速直线运动时,可能不受力(如牛顿第一定律描述)或受平衡力,不一定受到了力的作用,故B错误;
C.物体不受任何力时,根据牛顿第一定律,它可能处于静止状态或匀速直线运动状态,不一定处于静止状态,故C错误;
D.根据牛顿第一定律,没有力的作用时,物体可能保持静止或匀速直线运动,不一定静止下来,故D错误。
故选A。
4.如图甲所示,盛有水的烧杯随小车一起水平向右做__________(选填“加速”“减速”或“匀速”)运动,当烧杯中的水面出现图乙所示的状态时,则小车此时正在做__________(选填“加速”“减速”或“匀速”)运动,做出上述判断的根据是__________(选填“水”或“烧杯”)具有惯性。
【答案】 匀速 减速 水
【详解】[1][2][3]图甲中水在烧杯里很平稳,保持相对静止,因此水、烧杯和小车一起向右做匀速直线运动,图乙中水由于惯性保持原来的运动状态,水面向右倾,说明车在减速。
5.如图所示,在两端开口的玻璃管下端套上扎紧的气球,管中装入适量水。手握管子突然竖直向上加速运动时,气球会__________(选填“变大”“变小”或“不变”),产生该现象的原因是____________________。
【答案】 变大 水具有惯性
【详解】[1][2]玻璃管与水处于静止状态,手握管子突然向上运动时,管子与气球一起向上运动,玻璃管中的水由于具有惯性,保持原有的静止状态,水相对气球向下运动,则气球会变大。
6.小明进行单板滑雪U形池训练,当经过右侧地面最高处O点的瞬间(此时速度不为零),若他受到的外力全部消失,则小明的运动轨迹是图中的_____(选填“”“”或“”)。
【答案】
【详解】小明滑至O点瞬间,如果此时他受到的外力全部消失,根据牛顿第一定律可知,小明会保持原来的速度继续竖直向上运动,即沿方向做匀速直线运动,因此运动轨迹为。
7.如图所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,不计摩擦,小球受__________个力,若小球摆到B点时其所受力全部消失,则小球将__________。
【答案】 两 做匀速直线运动
【详解】[1]小球在A点时受到竖直向下的重力和细线对小球的拉力,共两个力。
[2]根据牛顿第一定律,当小球摆到B点时,速度不为0,若所有外力都消失,小球由于惯性要保持原来的运动状态做匀速直线运动。
8.在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,小明在水平桌面上铺上粗糙程度不同的材料,让小车从斜面相同高度由静止滑下,三次实验现象如图甲所示。
(1)让小车从斜面同一高度滑下的目的是:使小车运动到斜面底端时的__________相同。根据实验现象可得出结论小车受到的阻力越小,运动的路程越__________;
(2)若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,则小明__________(选填“仍能”或“不能”)得出实验结论。小红认为只降低小车在木板实验中释放时的高度可对实验进行改进,小红的观点__________(选填“正确”或“错误”);
(3)若让小车从斜面静止滑下后,先后经过毛巾和木板,小车受到的阻力会__________(选填“变小”“不变”或“变大”);
(4)从实验现象可推理,若水平面绝对光滑,运动的小车将在水平面上__________。这说明力是__________(选填“改变”或“维持”)物体运动状态的原因。
【答案】(1) 速度 长
(2) 仍能 错误
(3)变小
(4) 做匀速直线运动 改变
【详解】(1)[1]小车从斜面上由静止滑下时的初始高度越高,进入水平面时的初始速度就越大;让小车从斜面同一高度滑下,目的是使小车运动到斜面底端时的速度相同。
[2]根据实验现象(毛巾→棉布→木板,表面越光滑,阻力越小,小车运动得越远),可得出结论:小车受到的阻力越小,运动的路程越长。
(2)[1]若小车仅在木板上滑行时滑出了右端,小明仍能得出实验结论,因为可以通过对比毛巾、棉布、木板的滑行距离趋势,判断阻力对运动的影响。
[2]小红认为只降低小车在木板实验中释放时的高度,这个观点是错误的,因为实验需要控制小车到达水平面时的速度相同,改变高度会改变速度,不符合控制变量法的要求。
(3)毛巾表面比木板表面更粗糙,毛巾表面对小车的阻力更大,所以小车从毛巾到木板时,受到的阻力会变小。
(4)[1]若水平面绝对光滑,小车不受阻力,运动的小车将在水平面上做匀速直线运动。
[2]实验中小车受摩擦力,运动状态改变,这说明力是改变物体运动状态的原因,而不是维持运动的原因。
9.在物理学中斜面是一个很重要的模型,初中物理的学习中与斜面有关的实验也多次使用。
(1)图甲是利用斜面“测量小车平均速度”的实验。实验的原理是________,实验时应保持斜面的倾斜角_______(选填“较大”或“较小”),这是为了减小测量_______时造成的误差。
(2)图乙是利用斜面探究“阻力对物体运动的影响”实验。
①每次实验都让小车从斜面同一高度由静止滑下,目的是使车滑到水平面的________相同;
②实验时是通过观察_______来反映阻力对物体运动的影响,用到的实验方法是______;
③小车在_______表面上运动时,速度减小得最慢。进一步推理可知,如果小车在水平面运动时不受阻力,它将做______运动。
④对此实验进行分析,可判断小车的运动________(“需要”或“不需要”)力来维持。
【答案】(1) 较小 时间
(2) 速度 小车在水平面上运动的距离 转换法 木板 匀速直线 不需要
【详解】(1)[1]实验中需要测量小车运动的路程和时间,根据速度公式得出小车运动的平均速度,故“测量小车平均速度”实验的原理是。
[2][3]实验时保持斜面的倾斜角较小,因为斜面倾角越小,小车速度变化越慢,运动时间就越长,这样便于测量时间,从而减小测量时间时造成的误差。
(2)[1]在“阻力对物体运动的影响”实验中,小车从斜面由静止滑下的初始高度越大,进入水平面时的速度越大,让小车从斜面同一高度由静止滑下,目的是使车滑到水平面的速度相同。
[2][3]通过观察小车在水平面上运动的距离来反映阻力对物体运动的影响,把阻力对物体运动的影响转化为小车滑动距离的长短,用到的实验方法是转换法。
[4][5]木板表面最光滑,对小车的阻力最小,所以小车在木板表面上运动时,速度减小得最慢。根据实验现象进一步推理可知,如果小车在水平面运动时不受阻力,它将保持原来的速度一直运动下去,即做匀速直线运动。
[6]此实验表明力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因,所以小车的运动不需要力来维持。
10.在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布;让小车从斜面顶端由静止滑下,如图所示,观察和比较小车在毛巾表面、棉布表面和木板表面滑行的距离。
(1)实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近,在棉布表面滑行的距离较远,在木板表面滑行的距离最远。推理:如果小车运动时不受阻力,它将做________;
(2)在我们之前的学习中,用到相同的物理方法的实验是_________。
A.探究影响滑动摩擦力大小的因素
B.探究凸透镜成像规律
C.探究真空能否传声
【答案】(1)匀速直线运动
(2)AC
【详解】(1)根据实验现象,小车以相同速度开始在水平面上运动,水平面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,运动得越远,推断如果小车运动时不受阻力,小车的速度不会减小,可以运动到无限远,所以,小车将会在水平面上做匀速直线运动。
(2)该实验采用了控制变量法(控制小车从同一高度滑下,改变接触面粗糙程度)和理想实验法(根据实验现象推理出不受阻力时小车的运动情况)。 选项A中探究影响滑动摩擦力大小的因素实验中,控制压力或接触面粗糙程度其中一个量不变,研究另一个量对滑动摩擦力的影响,采用了控制变量法。选项B中探究凸透镜成像规律实验中主要运用了归纳法。选项C中探究真空能否传声实验中,随着玻璃罩内空气逐渐抽出,听到的声音越来越小,进而推理出真空不能传声,采用了理想实验法。 所以用到相同物理方法的实验是AC。
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$2025-2026学年人教版(新教材)物理八年级下册同步培优讲义【题型讲练】
课时8.1 牛顿第一定律
【第八章 运动和力】
目标导航 1
核心考点 2
知识点一 探究阻力对物体运动的影响实验 2
知识点二 牛顿第一定律 3
知识点三 惯性现象及其应用 3
题型讲练 3
题型一 探究阻力对物体运动影响的实验装置和实验步骤 3
题型二 总结阻力对物体运动的影响的实验结论 5
题型三 牛顿第一定律的内容及理解 7
题型四 根据牛顿第一定律判断物体的运动状态 7
题型五 判断物体的运动状态是否改变 8
题型六 从受力情况判断运动状态变化 8
题型七 惯性的概念 9
题型八 惯性的大小与哪些因素有关 10
题型九 生活中的惯性现象 11
题型十 惯性的利用及危害防止 12
分层训练 13
【基础夯实 巩固提升】 13
【培优拓展 思维创新】 15
2026年课程标准
物理素养
1、理解牛顿第一定律的内容。
2、掌握阻力对物体运动的影响。
3、理解惯性的概念。
物理观念:知道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。
科学思维:知道一切物体都具有惯性,惯性的大小只与物体的质量有关。
科学探究:通过实验和推理理解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。
科学态度与责任:通过学习牛顿第一定律和惯性的概念,树立自己对科学的世界观和方法论,理解物理规律在日常生活中的应用。
知识点一 探究阻力对物体运动的影响实验
1、实验目的、原理、方法
(1)实验目的:探究阻力对物体运动影响;
(2)实验原理:力是改变物体运动状态的原因;
(3)实验方法:控制变量法。
2、实验器材:斜面、小车、毛巾、棉布、木板、刻度尺。
3、器材作用
(1)斜面:使小车运动。
(2)毛巾、棉布、木板:改接触面对小车的阻力。
(3)刻度尺:测量小车行驶距离。
4、实验步骤
步骤①木板放在水平的桌面上,将斜面放固定在木板的一端,将刻度尺零刻度线与木板一端对齐,紧贴木板并固定好;
步骤②观察木板毛巾与棉布的粗糙程度;
步骤③将毛巾铺在木板上,将小车置于斜面顶端同一位置,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在毛巾上滑动的距离S1;
步骤④将棉布铺在木板上,将小车置于斜面顶端同一位置,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在棉布上滑动的距离S2;
步骤⑤将小车置于斜面顶端,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在木板上滑动的距离S3。
5、实验结论及推理
实验结论:平面越光滑,物体运动的距离越远,速度减小得越慢,所受阻力越小;平面越粗糙,物体运动的距离越近,速度减小得越快,所受阻力越大。
实验推理:运动的物体如果不受外力作用,它将永远匀速直线运动下去。
特别提醒
(1)为保证小车到达水平面时的速度相等,小车每次都必须从同一高度由静止释放。
(2)运动的物体如果不受外力作用,它将永远匀速直线运动下去。牛顿第一定律也称惯性定律就是在此基础上总结出来的。这个定律因为是用科学推理的方法得出,所以不是用实验直接得出的。
知识点二 牛顿第一定律
1.牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
特别提醒
(1)牛顿第一定律是通过分析、概括、推理得出的,不可能用实验直接来验证。
2.物体运动状态变化的判定:物体运动状态的变化包括速度大小的变化和速度方向的变化,两变其一或者都变化,那么运动状态发生变化,两者均不变,那么运动状态不发生改变。
特别提醒
(1)物体由静到动、由动到静、由慢到快、由快到慢都是速度大小的变化。
(2)圆周运动、拐弯运动都是运动方向的变化(物体运动状态如果变化,一定是受力的结果,而且所受力不是平衡力)。
(3)静止或匀速直线运动都是运动状态没有变化(物体运动状态如果不变,或者受平衡力,或者不受任何力)。
3.力与运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,力不是维持物体运动状态的原因。
特别提醒
(1)运动的物体不受力时做匀速直线运动(保持它的运动状态)。
(2)静止的物体不受力时保持静止状态(保持它的静止状态)。
知识点三 惯性现象及其应用
1.惯性:物体保持原来运动状态不变的性质;即运动的物体要保持它的运动状态,静止物体要保持它的静止状态。
特别提醒
(1)一切物体任何时候都具有惯性(静止的物体具有惯性,运动的物体也具有惯性)。
(2)惯性是物体本身的属性,惯性的大小与物体质量大小有关。质量越大,惯性越大;质量越大的物体其运动状态越难改变。惯性的大小与物体的形状、运动状态、位置及受力情况无关。
(3)惯性是一种属性,它不是力。惯性只有大小,没有方向;
题型一 探究阻力对物体运动影响的实验装置和实验步骤
【典型例题】下面是探究“阻力对物体运动的影响”的实验:
(1)为了改变小车受到的阻力,应分别将毛巾、棉布铺在______(填“斜面”“长木板”或“斜面和长木板”)上;
(2)每次实验都让小车从斜面相同高度由静止开始滑下的目的是让小车到达水平面时______相同;
(3)结论:长木板表面越光滑,小车受到的阻力越______,速度减小得越______(填“快”或“慢”);
(4)推理:如果运动的小车受到的阻力为零,它将做______。
【变式1】如图所示是“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置。器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车。
(1)在实验过程中要让小车从同一斜面的_______由静止开始下滑,使小车进入水平面时具有相同的速度。
(2)实验通过______________来反映阻力对小车运动的影响。
(3)由实验可以看出,小车在____(选填“毛巾”“棉布”或“木板”)表面运动的距离最长,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越_____(选填“快”或“慢”)。
(4)进一步推理,如果水平面足够光滑,小车不受阻力,它将做____运动。
A.新增选项
【变式2】小德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)以上操作中存在错误的一次是__________(选填“a”、“b”或“c”);
(2)对比两次正确实验操作能说明:小车受到的阻力越小,速度减小越__________;
(3)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;
(4)为了得出科学结论,三次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:使小车到达水平面时的__________相同;
(5)在此实验基础上通过推理可知观点__________(填字母)是正确的。
A.力是改变物体运动状态的原因 B.力是维持物体运动的原因
题型二 总结阻力对物体运动的影响的实验结论
【典型例题】如图所示是探究“阻力对物体运动的影响”实验,实验中让小车从斜面同一高度由静止滑下,观察和比较小车在不同表面滑行的距离。
(1)实验时,将毛巾和棉布铺在_______(选填“斜面”“水平木板”或“斜面和水平木板”)上。
(2)实验中,“小车在水平面上滑行的距离”表示_______(填字母)。
A.无任何意义 B.阻力对小车运动的影响情况
(3)从实验现象可推理,若水平面绝对光滑,运动的小车将在水平面上_______;该实验说明力是_______(选填“改变”或“维持”)物体运动状态的原因。
【变式1】同学们分组进行了“探究阻力对物体运动的影响”实验,如图所示。
(1)实验中每次都使同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的___________。
(2)小车在水平面上运动时所受的合力___________(选填“水平向左”或“水平向右”)
(3)按照图中顺序记录的内容如下表。
表1
接触面材料
小车受阻力情况
小车在水平面运动的距离s/cm
毛巾
大
23.2
棉布
较大
45.3
木板
小
97.5
分析表中内容,可得:在其他条件相同时,小车受到的阻力越小,运动的距离越___________;进一步推理:不受阻力作用时,运动的小车将做___________。
(4)牛顿第一定律的得出是建立在___________(填字母)。
A.日常生活经验的基础上 B.科学家猜想的基础上
C.直接实验结果的基础上 D.实验和科学推理相结合的基础上。
【变式2】在探究“阻力对物体运动的影响”时,让同一小车从同一固定斜面的顶端下滑到底端,使小车以相同的速度分别在水平的毛巾表面、水平的棉布表面和木板表面上运动,小车滑行的距离如图所示。
(1)实验时固定斜面,并让小车从斜面上同一位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的______相同;可观察到小车在木板表面运动的距离最长,说明小车受到的阻力越______,速度减小得越______;
(2)本实验中的“阻力”主要是指小车在 受到的阻力;(选填序号)
A.斜面上时
B.水平面上时
C.斜面上和水平面上时
(3)在每次实验中,可以观察到:小车到达水平面后会继续向前运动一段距离,最终停下来。本实验现象能直接说明 (选填序号);
A.牛顿第一定律
B.物体的运动需要力来维持
C.力可以改变物体的运动状态
(4)若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,是否需要重做本实验以获取可靠的证据?答:(选填“需要”或“不需要”)______。
题型三 牛顿第一定律的内容及理解
【典型例题】著名的牛顿第一定律是在实验的基础上,通过分析、推理得出的。该定律具体表述为:一切物体总保持_______状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。牛顿第一定律又叫做______定律。
【变式1】对牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )
A.运动的物体一定受到力的作用 B.物体的运动状态改变,一定是受到了力的作用
C.牛顿第一定律可通过实验现象直接得出结论 D.物体不受力的作用时,运动状态可能改变
【变式2】下列关于力与运动的说法中,正确的是( )
A.物体不受力,一定静止
B.物体不受力,一定运动
C.物体受到力的作用,一定运动
D.物体运动状态发生改变,一定受到了力的作用
题型四 根据牛顿第一定律判断物体的运动状态
【典型例题】踢毽子起源于汉代,高承《事物纪原》记:“今时小儿以铅锡为钱,装以鸡羽,呼为毽子,三四成群走踢”,下列关于踢毽子说法正确的是( )
A.“以铅锡为钱”是为了降低毽子的重心
B.踢出的毽子仍向上继续飞行,是因为受到惯性的作用
C.若毽子上升到最高点时所受外力全部消失,毽子将向上运动
D.不继续踢,飞出的毽子会落到地面,说明物体的运动需要力维持
【变式1】我国的宇航员已经实现了出舱作业,太空漫步。假如你是在茫茫太空中工作的宇航员,在你面前有一大块与你相对静止的太空巨石,你用力向前将它推开……请你展开想象,你将会怎样?__________;被推出去的大石块会做__________运动。
【变式2】匀速上升的物体,若它所受的一切外力都同时消失,该物体将保持_______(选填“静止状态”或“向上匀速直线运动”或“向下匀速直线运动”)。
题型五 判断物体的运动状态是否改变
【典型例题】下列给出的现象中,物体运动状态没有发生改变的是( )
A.小孩沿直滑梯匀速下滑 B.小球在桌面做匀速圆周运动
C.圆珠笔从桌上掉下来 D.地球绕太阳转动
【变式1】下列给出的现象中,物体运动状态没有发生改变的是( )
A.苹果从树上落下 B.汽车匀速转弯
C.厢式电梯匀速上升 D.人造卫星绕地球匀速转动
【变式2】星期天,小强和同学们一起在足球场上踢足球。如图所示,踢出去的足球之所以能在 空中继续飞行,是因为足球具有 ___;踢出的“香蕉球”可以说明力的作用效果与力的方向和_____有关;当足球运动到最高点时,它受 _______作用(选填“平衡力”或“非平衡力”);若足球在最高点时所受到的力全部消失,球将 ________(选填“沿水平方向做匀速直线运动”“保持静止状态”“沿竖直方向匀速下落”或“向右下方做匀速直线运动”)。
题型六 从受力情况判断运动状态变化
【典型例题】如图所示,小车同时受到水平推力F1和水平拉力F2的作用,大小分别为100N和80N,使小车做匀速直线运动,则小车受到的合力是_____N;若此时水平方向所受的力同时消失,则小车运动情况是____________。
【变式1】蹦极运动中人只受到两个力的作用(不计空气阻力)。利用弹性绳捆住人的脚,从高处P跳下,人到a处时刚好拉直弹性绳,人继续向下运动到最低点c后又返回向上运动,如此反复,最终停在b位置。下列情况分析正确的是( )
A.P→a段,人加速运动,所受合力不断变大
B.a→b段,人减速运动,所受合力不断变小
C.c→b段,人减速运动,弹性绳的形变不断变小
D.P→c段,人在b点时速度最大
【变式2】如图甲所示,物体M静止在电梯底部,其上表面通过轻质弹簧与电梯顶部相连。M对电梯底部的压力用F表示,忽略M和电梯的形变,0~t1内电梯静止,弹簧处于伸长状态;t1时刻后电梯由静止开始沿竖直方向运动。0~t4内,F随时间t变化的图像如图乙所示,则( )
A.t1~t2内,电梯可能向上运动
B.t2~t3内,电梯静止
C.t3~t4内,电梯一定做加速运动
D.t1~t4内,弹簧对M的拉力不变
题型七 惯性的概念
【典型例题】锤子的锤头松动了,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。这主要是利用_______(选填“锤头”或“锤柄”)的惯性,使锤头和锤柄套牢。
【变式1】如图所示,是小慧同学掷实心球的场景,图中虚线表示球的运动轨迹,球从a点上升到最高点b后下落到地面c点,然后继续运动到d点停止。忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A.球从a点上升到b点,小球的惯性越来越小
B.球在b点,若外力突然消失,小球将处于静止
C.球从b点到c点,球的合力等于竖直向下的重力
D.球从c点到d点,说明力是维持物体运动的原因
【变式2】小聪将一张纸折成纸飞机,接着将其掷出,如图所示。将纸折成纸飞机的过程说明力可以改变物体的________。纸飞机离开手后能继续向前运动,是因为纸飞机具有________。
题型八 惯性的大小与哪些因素有关
【典型例题】一个质量为500g的货物,随“天舟一号”货运飞船升入太空。与发射前相比较,该货物的惯性______(选填“变大”“变小”或“不变”);战斗机在空中战斗前总要将副油箱甩掉,以此减小质量,从而使惯性______(选填“减小”或“增大”)。
【变式1】某杂志报道了《火车为何频频出轨》的一篇文章,文章叙述:“高速行驶是近半年来火车出轨的主要原因。现在世界各国都在实施火车提速的计划,火车的速度越大,惯性也就越大。火车提速后,由于惯性的影响,必将面临类似出轨的安全问题⋯⋯”。请从物理学的角度,指出这段文字中的科学性错误并说出判断依据。错误之处:_______;判断依据:_______。
【变式2】下列几种关于惯性的说法中正确的是( )
A.物体在各种运动状态下都具有惯性
B.抛出后的物体继续向前,是因为惯性的作用
C.物体的运动速度越大,运动状态越不容易改变
D.当物体受到力作用不能维持原来的运动状态时,惯性的大小就会发生变化
题型九 生活中的惯性现象
【典型例题】如图是中国古代科技著作《天工开物》中“场中打稻”的场景,通过摔打的方法能将稻粒从稻秆上打落下来,是因为______(填“稻粒”或“稻秆”)具有惯性;摔打下来的稻粒落到地面是由于受到______的作用。
【变式1】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___________。
【变式2】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
题型十 惯性的利用及危害防止
【典型例题】如图所示,汽车上有一种安全装置“头枕”,对司乘人员起保护作用。关于头枕,下列说法中正确的是( )
A.能减小汽车的惯性,减小事故对人体的伤害
B.能减小司机的惯性,减小事故对人体的伤害
C.能减小因汽车紧急刹车对人体造成的伤害
D.能减小因汽车后方追尾对人体造成的伤害
【变式1】如图所示,下列有关惯性的说法正确的是( )
A.图甲中汽车正在向右做加速运动
B.图乙中离开手的箭矢由于受到惯性而继续运动
C.图丙中猛击筷子上端,苹果往上运动是利用了苹果的惯性
D.图丁中安全带和安全气囊可以减小惯性从而保证驾驶人的安全
【变式2】如图是某路段发生了一起两小车追尾相撞事故。两车都受损的原因是力的作用是_______的。对前车A中的司机起保护作用的是_______(选填“安全带”或“头枕”)。
【基础夯实 巩固提升】
1.水平匀速直线运动的飞机投弹,不计空气阻力,地面上的人看到的情形是( )
A. B. C. D.
2.如图所示,是小军同学掷实心球的场景,图中虚线表示球的运动轨迹,下列说法正确的是( )
A.球从点上升到点,是因为受到惯性作用
B.球从点下落到点,运动状态不断改变
C.球最终到点停止,说明物体运动需要力来维持
D.球运动到点时,若所受外力突然消失,球保持静止
3.足球是青少年热爱的一项运动。关于足球比赛中的现象,下列说法正确的是( )
A.踢出去的足球在空中飞行时,仍受到踢力作用
B.踢出去的足球在空中飞行,是由于它具有惯性
C.足球在草地上越滚越慢,是由于它没有受到力的作用
D.足球在草地上越滚越慢的过程,它的运动状态不变
4.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,棋子飞出说明力改变物体的______,上面的棋子具有______且受到重力的作用而落下。
5.下车后,小明发现汽车坐垫上沾了很多灰尘,妈妈将坐垫拿起拍了拍,坐垫上的灰尘就震落了,这是因为灰尘原来在坐垫上处于__________状态,用力拍坐垫时,坐垫由于受到力的作用开始运动,而灰尘由于具有__________保持原来的状态,因此灰尘会脱离坐垫。
6.当汽车突然加速或刹车时,车内的人由于具有_______容易受到伤害。如图所示,汽车被追尾时人会_______倾倒(选填“向前”或“向后”);_______(选填“头枕”或“安全带”)可以减小刹车时给人带来的伤害。
7.如图所示,拨动簧片击打金属片,小球没有随金属片离开,而是落在支座上,是因为小球具有_______,小球落在支座上,是因为小球受到_______力的作用。
8.在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,让小车由静止开始沿斜面滑下,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)实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑,其目的是使小车到达斜面底端的_____相同;
(2)实验中改变小车所受阻力大小是通过改变__________来实现的,对比三次实验可知:小车受到的阻力越小,通过的距离越___;
(3)多次实验并进行分析,可进一步推测:在水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,它将做_____运动,这表明物体的运动______(选填“需要”或“不需要”)力来维持。
9.某同学用如图所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响。
(1)两次实验中让同一辆小车从同一斜面同一高度由_________滑下,目的是使小车进入水平面的初速度相同;
(2)由实验可以看出,运动的小车所受的阻力越_________,向前滑行的距离越大。伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果物体受到的阻力为零,速度就不会减小,物体将_________;
(3)两次实验中,小车在水平面上最终都会静止下来,说明力可以改变物体的_________。
10.在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,设计了如图所示的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)实验时,让小车从同一斜面的______(选填“相同”或“不同”)高度滑下是为了使小车滑到水平面时的______相同;
(2)由图可知:小车受到的阻力越小运动的路程越______。进一步推理可知:若小车运动时所受阻力为零,小车将保持______。
【培优拓展 思维创新】
1.如图所示,小车运动时烧杯中的水面向右倾,小车运动状态变化的情况是( )
A.一定向右加速 B.一定向左加速 C.可能向右减速 D.可能向左减速
2.如图所示,当斧子与木柄连接不牢固时,通常我们采用撞击木柄下端的方法紧固斧子。小亮用四句话解释了这一过程:①斧子紧固在木柄上;②斧子和木柄以相同的速度向下运动;③斧子由于惯性继续向下运动;④木柄被撞击后由运动变为静止。这四句话最合理的顺序是( )
A.②④③① B.②③④① C.②④①③ D.②①③④
3.关于运动和力的关系,下列说法中正确的是( )
A.物体运动方向改变时,一定受到了力的作用
B.物体做匀速直线运动时,一定受到了力的作用
C.物体不受任何力时,它就一定处于静止状态
D.必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用物体就会静止下来
4.如图甲所示,盛有水的烧杯随小车一起水平向右做__________(选填“加速”“减速”或“匀速”)运动,当烧杯中的水面出现图乙所示的状态时,则小车此时正在做__________(选填“加速”“减速”或“匀速”)运动,做出上述判断的根据是__________(选填“水”或“烧杯”)具有惯性。
5.如图所示,在两端开口的玻璃管下端套上扎紧的气球,管中装入适量水。手握管子突然竖直向上加速运动时,气球会__________(选填“变大”“变小”或“不变”),产生该现象的原因是____________________。
6.小明进行单板滑雪U形池训练,当经过右侧地面最高处O点的瞬间(此时速度不为零),若他受到的外力全部消失,则小明的运动轨迹是图中的_____(选填“”“”或“”)。
7.如图所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,不计摩擦,小球受__________个力,若小球摆到B点时其所受力全部消失,则小球将__________。
8.在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,小明在水平桌面上铺上粗糙程度不同的材料,让小车从斜面相同高度由静止滑下,三次实验现象如图甲所示。
(1)让小车从斜面同一高度滑下的目的是:使小车运动到斜面底端时的__________相同。根据实验现象可得出结论小车受到的阻力越小,运动的路程越__________;
(2)若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,则小明__________(选填“仍能”或“不能”)得出实验结论。小红认为只降低小车在木板实验中释放时的高度可对实验进行改进,小红的观点__________(选填“正确”或“错误”);
(3)若让小车从斜面静止滑下后,先后经过毛巾和木板,小车受到的阻力会__________(选填“变小”“不变”或“变大”);
(4)从实验现象可推理,若水平面绝对光滑,运动的小车将在水平面上__________。这说明力是__________(选填“改变”或“维持”)物体运动状态的原因。
9.在物理学中斜面是一个很重要的模型,初中物理的学习中与斜面有关的实验也多次使用。
(1)图甲是利用斜面“测量小车平均速度”的实验。实验的原理是________,实验时应保持斜面的倾斜角_______(选填“较大”或“较小”),这是为了减小测量_______时造成的误差。
(2)图乙是利用斜面探究“阻力对物体运动的影响”实验。
①每次实验都让小车从斜面同一高度由静止滑下,目的是使车滑到水平面的________相同;
②实验时是通过观察_______来反映阻力对物体运动的影响,用到的实验方法是______;
③小车在_______表面上运动时,速度减小得最慢。进一步推理可知,如果小车在水平面运动时不受阻力,它将做______运动。
④对此实验进行分析,可判断小车的运动________(“需要”或“不需要”)力来维持。
10.在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布;让小车从斜面顶端由静止滑下,如图所示,观察和比较小车在毛巾表面、棉布表面和木板表面滑行的距离。
(1)实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近,在棉布表面滑行的距离较远,在木板表面滑行的距离最远。推理:如果小车运动时不受阻力,它将做________;
(2)在我们之前的学习中,用到相同的物理方法的实验是_________。
A.探究影响滑动摩擦力大小的因素
B.探究凸透镜成像规律
C.探究真空能否传声
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