内容正文:
2025-2026学年苏科版八年级物理下
《第八章力与运动第二节牛顿第一定律》精品讲义
一.学习目标
(
1.
能准确描述牛顿第一定律的内容,理解
“
惯性
”
的概念,能区分
“
力是改变物体运动状态的原因
”
而非
“
维持运动的原因
”
。
2.
经历
“
阻力对物体运动的影响
”
的实验推理过程,掌握科学推理法的应用;能运用惯性知识解释生活中的常见现象。
3.
通过实验探究阻力对物体运动的影响,学会控制变量法的操作,分析不同表面上物体运动距离的变化规律。
4.
养成严谨的科学探究态度,认识到物理规律是在大量实验基础上总结得出的,体会物理知识与日常生活的紧密联系。
)
二.重点难点
(
(
一
)
重点
1.
牛顿第一定律的内容及适用条件。
2.
惯性的定义,利用惯性解释现象。
(
二
)
难点
1.
对牛顿第一定律的理解:深刻理解
“
不受力
”
是一种理想状态,明确力是改变物体运动状态的原因。
2.
惯性现象的解释:规范描述惯性现象的逻辑步骤(确定研究对象
→
分析物体原来状态
→
某一物体/部分受力改变状态
→
另一物体/部分由于惯性保持原来状态
→
出现的现象)。
3.
区分
“
惯性
”
与
“
力
”
,理解惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都具有惯性。
)
三.思维导图
四.课前预习
1.两千多年前,古希腊学者______认为:如果要使一个物体持续运动,就必须对它施加力的作用;如果这个力被撤销,物体就会停止运动。
2.伽利略通过实验分析得出: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______。
3.牛顿第一定律的内容是:一切物体在______的时候,总保持______状态或______状态。
4.我们把物体保持______或______的性质叫做惯性。
5.惯性的大小只与物体的______有关,______越大,惯性越大。
6.子弹从枪口射出后,能在空中继续飞行,是因为子弹具有______;子弹最终落向地面,是因为子弹受到了______的作用。
五.课堂探秘
你赞成小明和小华的观点吗?如果他们的观点是正确的,那么踢出去的足球,脚已不再对它施力,为什么它还会继续运动? 足球最终会停下来,这又是为什么?
一.牛顿第一定律
怎样才能揭开运动与力的关系之谜?
让我们从观察阻力对物体运动的影响开始。
(一)探究阻力对物体运动的影响
想一想:
如何用图示的装置探究阻力对物体运动的影响?
做一做
1.将棉布铺在水平木板上,让小车信息快递从斜面上点A处滑下,记下小车停在棉布上的位置。
小车从斜面上同一高度滑下,到达斜面底端时的速度相同。
2.移开棉布,让小车从斜面上点A处滑下,记下小车停在木板上的位置。
3.将玻璃板放在水平木板上,让小车从斜面上点A处滑下,记下小车停在玻璃板上的位置。4.将实验情况填入下表。
实验序号
水平面的材料
小车所受阻力的情况
小车在水平面上运动的距离
①
棉布
较大
较短
②
木板
较小
较长
③
玻璃板
最小
最长
(
【
知识梳理
】
1
. 阻力对物体运动影响的探究实验
(
1
)
实验目的:探究阻力大小对物体运动距离(运动状态)的影响。
(
2
)
实验方法:控制变量法 + 科学推理法。
控制变量:让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的初速度相同。改变变量:改变水平面的粗糙程度,从而改变小车受到的阻力大小(如毛巾、棉布、木板)。
(
3
)
实验现象:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车滑行的距离越远,速度减小得越慢。
) (
(
4
)
科学推理:如果水平面绝对光滑,小车不受阻力,小车将以恒定的速度永远做匀速直线运动。
2. 实验结论(中考核心)
物体的运动不需要力来维持,运动的物体之所以会停下来,是因为受到了阻力的作用。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。
【
知识点睛
】
1.控制变量法的关键:必须保证小车到达水平面时的初速度一致,否则无法比较阻力对运动的影响。
2.阻力的影响本质:阻力越大,物体速度减小得越快,运动距离越短;阻力越小,速度减小得越慢,运动距离越长。
3.科学推理法的应用:当无法实现
“
绝对光滑
”
的理想环境时,通过实验现象结合逻辑推理得出结论,这是物理研究中重要的方法(如真空不能传声实验也采用此方法)。
4.易错点提醒:
(
1
)
小车滑到水平面后,由于惯性会继续向前运动,而非立刻停止;
(
2
)
阻力是使小车速度减小的直接原因,与小车的运动方向相反。
【
命题方向
】
1.实验操作的判断:如
“
如何让小车到达水平面初速度相同
”“
不同接触面的选择目的
”
。
2.实验现象分析:根据小车滑行距离的变化,总结阻力与运动距离的关系。
3.科学推理结论:推理
“
不受阻力时物体的运动状态
”
,理解牛顿第一定律的推导基础。
4.生活现象关联:用实验结论解释生活中物体运动后停下的现象(如推车、踢球后物体停下)。
)
【精讲1】在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,分别在毛巾、棉布、木板表面上运动,记录小车滑行的距离如下表。下列说法正确的是( )
A. 小车在毛巾表面滑行的距离最远,因为阻力最大
B. 小车在木板表面滑行的距离最近,因为阻力最小
C. 实验表明,阻力越小,小车速度减小得越慢,滑行距离越远
D. 该实验直接证明了牛顿第一定律的正确性
【精讲2】关于“阻力对运动的影响”实验,下列操作目的与结论对应错误的是( )
A. 让小车从同一高度滑下——使小车到达水平面时初速度相同
B. 选用不同粗糙程度的接触面——改变小车受到的阻力大小
C. 观察小车滑行距离——判断阻力对小车运动的影响程度
D. 小车滑行最终停下——说明力是维持物体运动的原因
【精讲3】利用如图所示的装置,探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)让小车从同一高度由静止滑下,目的是为了控制小车每次滑到水平面时的 相同。
(2)实验通过观察 (选填字母)来反映阻力对物体运动的影响。
A.小车滑行的距离 B.接触面的粗糙程度
(3)由实验可以知道,小车在 (选填“棉布”或“木板”)表面上运动时,速度减小得慢。
(4)下列对此实验的分析或推理正确的是 。
A.实验中运动的小车会停下来,说明运动要靠力来维持
B.如果小车在水平面运动时不受阻力,它就不会停下来
(5)实验完成后,同学们在一起讨论运动和力的关系,其中观点正确的是 。
A.物体受力,运动状态一定改变 B.物体不受力,一定会保持静止
C.物体运动,一定受到力的作用 D.物体运动状态改变,一定受力
(
【
解题方法点拨
】
1.实验题解题步骤:
(
1
)
先找控制变量:确认
“
同一小车、同一斜面、同一高度
”
是为了保证初速度相同;
(
2
)
再分析变量变化:不同粗糙程度的接触面对应阻力大小的变化;
(
3
)
结合现象总结规律:阻力越小,滑行距离越远,速度减小越慢;
(
4
)
推理理想情况:绝对光滑时,小车匀速直线运动,明确牛顿第一定律的推导逻辑。
2.易错选项规避:
(
1
)
避开
“
力维持运动
”
的错误表述,牢记
“
力改变运动状态
”
;
(
2
)
区分
“
实验现象
”
与
“
推理结论
”
,实验不能直接得出牛顿第一定律,需推理。
)
【跟踪练1】在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,下列说法不符合实验要求的是( )
A. 实验时应让小车在不同水平面上滑行的距离尽可能长
B. 每次实验都要让小车从斜面上的同一位置由静止滑下
C. 实验中,小车的运动距离可以通过刻度尺测量
D. 可以用木块代替小车进行该实验,效果相同
【跟踪练2】根据“阻力对物体运动的影响”实验推理,若一个物体在运动过程中不受任何外力作用,该物体将( )
A. 立刻停止运动 B. 做匀速直线运动
C. 慢慢减速直至停下 D. 先运动一段距离后停下
【跟踪练3】初二年级的物理兴趣小组在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,完成了如图所示的实验,下列有关这个实验的说法正确的是( )
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实验现象可以直接得出牛顿第一定律
D.小车在水平面上运动时,小车受到的重力和支持力是一对平衡力
【跟踪练4】同学们利用如图所示的装置“推断物体不受力时的运动情况”,让小车自斜面某一高度从静止开始滑下、小车从同一高度滑下后,在不同物体表面上运动的距离如图所示。
(1)每次都让同一小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下,滑到不同的水平面上,最终静止,则在毛巾表面运动过程中的速度变化量 (选填“大于”、“等于”或“小于”)在玻璃表面运动过程中的速度变化量;
(2)由图示可知,小车在玻璃表面运动的距离最 (选填“远”或“近”),这说明小车在玻璃表面运动速度减小的最 (选填“快”或“慢”);
(3)根据这个实验推理:若水平面绝对光滑(即小车不受任何阻力作用),那么运动的小车将一直保持 ,由此得出物体运动 力来维持(选填“需要”或“不需要”)。
(二)牛顿第一定律
【议一议】
1.小车在水平面上运动的距离与它所受的阻力有什么关系?
2.试想,假如小车在光滑水平面上运动,即不受阻力,小车将会怎样运动?
牛顿在伽利略等科学家研究的基础上,进一步深化和总结,得出结论:一切物体都保持静止状态或匀速直线运动状态,除非有力迫使它改变这种运动状态。这个结论称为牛顿第一定律。
(
【
知识梳理
】
1.
牛顿第一定律形成史
(
1
)
亚里士多德:错误认为
“
力是维持物体运动的原因
”
。
(
2
)
伽利略:斜面理想实验推理
——
阻力越小,物体运动越远;若不受阻力,物体将永远匀速直线运动。
(
3
)
笛卡尔:补充完善
——
不受力时,物体保持匀速直线运动或静止。
(
4
)
牛顿:1687年《自然哲学的数学原理》总结前人成果,正式提出牛顿第一定律。
2.
牛顿第一定律内容
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。
3
、定律理解(中考核心)
(
1
)
适用对象:一切物体(固体、液体、气体)。
(
2
)
成立条件:不受力(理想情况,现实中为合力为零)。
(
3
)
运动规律:静者恒静,动者恒动(原来静止
→
保持静止;原来运动
→
匀速直线运动)。
(
4
)
力与运动关系:力不是维持运动的原因,力是改变物体运动状态的原因。
(
4
)
得出方法:实验+科学推理(理想实验法),不能直接用实验验证。
【
知识点睛
】
1.牛顿第一定律又叫惯性定律。
2.运动状态改变:速度大小变、运动方向变、二者都变。
3.不受力
→
运动状态不变;受力
→
运动状态可能改变。
【
中考命题方向
】
1.定律内容、条件、理解(单选必考)。
2.不受力时运动状态判断(静止/匀速直线)。
3.力与运动关系辨析(纠正
“
力维持运动
”
错误)。
4.科学推理法识别。
)
【精讲1】关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A. 由实验直接得出 B. 只适用于运动的物体
C. 说明力是维持运动的原因 D. 是实验基础上推理得出的规律
【精讲2】竖直上抛的小球到达最高点时速度为0,若此时所有外力消失,小球将( )
A. 匀速直线上升 B. 静止 C. 匀速直线下落 D. 左右摆动
【精讲3】关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是凭空想象出来的
B.物体只要运动,就一定受到力的作用
C.不受力的物体,只能保持静止状态
D.运动着的物体不受力时将做匀速直线运动
(
【
解题方法点拨
】
1.判初始状态:先看物体原来静止还是运动。
2.套定律:不受力
→
静者恒静、动者恒动。
3.辨关系:力改变运动状态,不维持运动。
4.记方法:实验+推理,非直接实验结论。
)
【跟踪练1】下列现象说明力可以改变物体运动状态的是( )
A.用力捏橡皮泥,橡皮泥变形 B.用力压弹簧,弹簧缩短
C.守门员接住足球,足球由运动变静止 D.用力拉弓,弓弯曲
【跟踪练2】在光滑水平面上匀速直线运动的小车,若撤去所有拉力和阻力,小车将( )
A. 慢慢停下 B. 保持匀速直线运动 C. 加速运动 D. 先加速后减速
【跟踪练3】牛顿第一定律揭示了力与运动的关系,下列说法正确的是( )
A. 没有力,物体就不会运动 B. 力是维持物体运动的原因
C. 没有力,运动物体永远匀速直线运动 D. 物体受力,运动状态一定改变
【跟踪练4】以下关于牛顿第一定律的说法中正确的是( )
A.牛顿第一定律是人们对日常生活经验的总结
B.牛顿第一定律是通过理论推导得出,并通过实验验证得到的
C.牛顿第一定律是以实验为基础,通过推理总结出来的
D.牛顿第一定律说明改变物体的运动不需要力
二.惯性现象
牛顿第一定律揭示了任何物体都有保持静止或匀速直线运动状态的性质,这种性质称为惯性(inertia)。因此,牛顿第一定律又称惯性定律。
由牛顿第一定律可知,任何物体都有惯性。日常生活中的很多现象都与物体的惯性有关。
【活动】观察并解释惯性现象
1.如图所示,桌面上放有一摞棋子,用尺沿水平方向快速击打最下面的棋子。你观察到什么现象?如何解释这种现象?
2.如图a所示,在小车上放一个木块,然后突然快速拉动小车,你观察到什么现象?如图b所示,小车以较大的速度向前运动,当碰到障碍物时,你观察到什么现象?
(
【
知识梳理
】
1. 定义
:
物体保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质。
2. 核心要点
(
1
)
普遍性:一切物体(固体、液体、气体)在任何情况下(无论受力还是不受力)都具有惯性。
(
2
)
唯一性:惯性的大小只与物体的质量有关。质量越大,惯性越大;质量越小,惯性越小。
(
3
)
非力属性:惯性是物体的固有属性,不是力。不能说
“
受到惯性作用
”
,只能说
“
由于惯性
”“
具有惯性
”
。
3. 惯性与质量的关系
(
1
)
质量是惯性大小的唯一量度。
(
2
)
举例:大卡车比小汽车难刹车,因为大卡车质量大,惯性大,运动状态难改变。
【
知识点睛
】
1.生活中的惯性现象:拍打衣服除尘、跳远助跑、司机系安全带。
2.惯性的利与弊:
(
1
)
利用:投篮、泼水、投掷标枪。
(
2
)
防止危害:汽车安全带、安全气囊、保持车距。
3.解释惯性现象的
“
三步法
”
:
(
1
)
确定研究对象,明确其原来的运动状态(静止或运动)。
(
2
)
分析哪一个物体(或物体的哪一部分)受力作用,运动状态发生改变。
(
3
)
研究对象由于惯性,要保持原来的运动状态,从而出现相应现象。
【
中考命题方向
】
1.惯性概念辨析:判断关于惯性的说法是否正确(如
“
速度大惯性大
”“
受力大惯性大
”
等错误说法)。
2.惯性现象解释:结合生活实例(如汽车刹车、运动员冲刺、锤子套柄),用惯性知识进行解释。
3.惯性的利用与防止:选择题形式,判断哪些措施是利用惯性,哪些是防止惯性带来的危害。
4.
惯性与质量的关系:通过实例分析惯性大小的决定因素。
)
【精讲1】关于惯性,下列说法正确的是( )
A.物体在静止时才有惯性
B. 物体在运动时才有惯性
C.物体在任何情况下都有惯性
D. 物体受力时才有惯性
【精讲2】下列实例中,属于利用惯性的是( )
A.汽车驾驶员要系安全带
B. 司机开车时要系安全带
C.跳远运动员起跳前要助跑
D. 汽车在进站前要提前关闭发动机
【精讲3】以下关于惯性的说法正确的是( )
A.操场上的足球越滚越慢,足球的惯性越来越小
B.由牛顿第一定律可知物体只有不受力时才具有惯性
C.足球被踢出后,在空中受到惯性作用继续向前运动
D.鸭子上岸后振动翅膀将水抖落是惯性的利用
(
【
解题方法点拨
】
1.概念判断技巧:牢记
“
一切物体、任何情况、只与质量有关
”
三个核心点,快速排除错误选项。
2.现象解释步骤:
(
1
)
先定
“
原状态
”
(静止或运动)。
(
2
)
再找
“
变状态
”
(哪个物体或部分受力改变了运动)。
(
3
)
最后说
“
因惯性
”
(研究对象保持原状态,导致现象)。
3.利用与防止区分:目的是
“
让物体保持原运动状态或改变原运动状态
”
,利用则为助力,防止则为避免伤害。
)
【跟踪练1】下列关于惯性的说法中,正确的是( )
A. 物体只有在不受力时才有惯性 B. 物体只有在运动时才有惯性
C. 物体的质量越大,惯性越大 D. 物体的速度越大,惯性越大
【跟踪练2】汽车在平直的公路上匀速行驶,站在车上的乘客突然向前倾倒,这说明汽车此时正在( )
A. 突然加速 B. 突然减速 C. 突然左转 D. 突然右转
【跟踪练3】下列实例中,属于防止惯性带来危害的是( )
A. 洗衣机脱水桶高速旋转把衣服上的水甩掉
B. 运动员投掷铅球时,铅球出手后继续向前运动
C. 汽车刹车时,站在车上的人会向前倾倒
D. 汽车行驶时,司机和乘客要系安全带
【跟踪练4】骑自行车下坡的过程中,其惯性( )
A.不变 B.先变小后变大 C.变大 D.先变大后变小
六.基础过关
(一).选择题
1.如图是探究阻力对运动物体的影响的实验装置.下列说法错误的是( )
A. 每次实验时,应使小车从同一高度由静止开始滑下
B. 每次实验时,应保持水平桌面的粗糙程度相同
C. 水平表面越粗糙,小车的速度减小得越快
D. 实验表明,一切物体都有保持原有运动状态不变的特性
2.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.做匀速直线运动 C. 继续来回摆动 D.做匀速圆周运动
3.公交驾驶员进行驾驶技能比赛时,可通过“一杯水”来考验驾驶员的行车技术.将一杯水静置在公交车的置物台上(如图),司机突然刹车时,杯中水可能发生的情况是( )
A. 仍保持水平 B. 将向前溢出 C. 将向后溢出 D. 会溢出,但不能确定溢出方向
4.水平飞行的飞机在目标的正上方空投一个木箱(如图),则木箱落地时的位置
A. 在目标处 B. 在目标的前方 C. 在目标的后方 D. 无法确定
5. 图为小车载着木块向右运动过程中发生的现象,下列判断正确的是
A. 都是在小车突然停止时发生
B. 都是在小车突然起动时发生
C. 图甲所示的现象是小车在运动中突然停止或突然加速时发生
D. 图乙所示的现象是小车在运动中突然停止或突然减速时发生
6. 一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面,桌面上的A处有一小球。若车厢中的旅客突然发现小球沿图(俯视图)中的虚线从A点运动到B点。则由此可以判断列车的运行情况是 ( )
A. 减速行驶,向北转弯 B. 加速行驶,向南转弯
C. 减速行驶,向南转弯 D. 加速行驶,向北转弯
7. 打篮球是大家喜爱的体育运动.向空中斜抛出去的篮球运动轨迹如图所示,不考虑空气阻力的影响,下列说法中正确的是( )
A. 篮球能继续运动,是因为受到力的作用 B. 篮球落向地面是由于篮球具有惯性
C. 篮球若不受重力,将失去惯性 D. 篮球受到重力作用,运动状态发生改变
8. 科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段,在研究和解决问题的过程中,不仅需要相应的知识,还要注意运用科学方法.理想实验有时更能深刻地反映自然规律.关于力和运动的关系伽利略设想了一个思想实验,如图所示.以下为他的设想步骤:
①减小第二个斜面的倾角,小球在这斜面上仍然要达到原来的高度;
②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;
③如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度;
④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做持续的匀速直线运动.
上述理想实验的设想步骤按正确的顺序排列是( )
A. ②③①④ B. ②①④③ C. ③②①④ D. ①②③④
9. 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,能减小因突然减速对司机造成的伤害
B. 有了头枕,能减小因撞上前车对司机造成的伤害
C. 系上安全带,能减小因后车撞击对司机造成的伤害
D. 系上安全带,能减小因紧急刹车对司机造成的伤害
10. 图中不属于惯性现象的是( )
A. 不蹬地滑板车继续前行 B. 紧固锤头
C. 安全气囊 D. 撑杆跳运动员上升过程
11. 有一架飞机沿水平方向向左做匀速直线运动,每隔1 s从飞机上投掷一包救灾物资.当有三包救灾物资落下且未落至地面时,若不计空气的阻力影响,则这三包救灾物资在空中运动的正确位置排列是
A. B. C. D.
12. 图示为在一块倾角不变的固定木板上,一小球由静止开始沿着木板自由滚下.则小球离开木板后,其运动的轨迹可能是( )
A. 沿曲线① B. 沿直线② C. 沿曲线③ D. 沿直线④
(二).填空题
13.2026年人形机器人马拉松赛事中,机器人在水平赛道匀速前进时,若不受外力作用,它将保持______状态;力不是______物体运动的原因,而是______物体运动状态的原因。
14.2026年我国深空探测器在太空关闭动力后,若忽略一切外力,探测器将做______运动;牛顿第一定律又叫______定律;该定律是在实验基础上经______得出的。
15.“船行碧波上,人在画中游”,若小船不受力,会保持匀速直线运动;原来静止的物体不受力将保持______;一切物体都有保持______不变的性质,这一性质叫______。
16.在探究阻力对物体运动的影响实验中,水平面越光滑,小车滑行越远;若阻力为零,小车将______;牛顿第一定律描述的是______(选填“理想”或“实际”)状态;物体运动状态改变一定受到______。
17.如图所示,用钢尺快速击打支架上的棋子,下方棋子飞出,而上方棋子由于______会落在支架上;这一现象说明力可以______物体的运动状态;一切物体都有保持原来______不变的性质,这就是惯性。
18. 在一辆水平向右行驶的汽车车厢里其顶壁上挂着一个小球(空气阻力不计)。当出现了如图所示的情景时,汽车在做________(选填“加速”、“匀速”或“减速”)运动。此时汽车受到的牵引力________(选填“大于”、“小于”或“等于”)汽车受到的阻力,此时绳子对球的拉力和球受到的重力________(选填“是”或“不是”)一对平衡力。
19.2026年我国空间站开展如图所示的惯性模拟实验:旋转平台上的宇航员将储气罐向右侧喷气,平台会因反作用力向左转动;若平台突然停止转动,平台上的小物块会因______继续沿切线方向运动;这说明力是______物体运动状态的原因;牛顿第一定律揭示了物体在不受力时总保持______或匀速直线运动状态。
20.如图甲所示,木块与小车一起做匀速直线运动,当小车的运动状态发生变化时,木块的状态如图乙所示。把木块换成盛有水的烧杯,重复上述过程,烧杯中水面的状态分别如图丙和丁所示。由图甲、乙或图丙、丁可知:小车运动状态变化的可能情况是 或 (请将两种可能的情况填写完整)。木块和水具有 的性质。
(三).解答题
21. 小娟进行探究“阻力对物体运动的影响”实验(如图)。
(1)小娟实验前设计记录实验情况的表格如下表,请将其中所差两项内容a、b补充完整___________。
次数
水平面材料
a:___________
b:___________
1
毛巾
2
棉布
3
木板
(2)小娟的操作步骤(如图所示)如下:
①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。
②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。
③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。
小平的操作步骤中存在错误的是步骤___________(选填“①”、“②”或“③”)。
(3)纠正错误后,进行多次实验。实验过程中小车到达水平面后还能够继续向前运动是由于___________,小车最终停下来是由于受到了___________作用。
(4)对牛顿第一定律的理解,下列说法不正确的是___________
A.物体受到力的作用时,也能静止 B.物体不受力的作用时,也能运动
C.物体受到力的作用,运动状态一定改变 D.物体运动状态改变,一定受到力的作用。
22.两千多年前,亚里士多德认为:力是维持物体运动的原因。下面我们就通过实验和科学家的研究历程来判断这个观点是否正确。
(1)使小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在毛巾表面上移动的距离。再分别换用棉布和木板表面进行两次实验,实验现象如图1所示。
①每次都使小车从斜面顶端由静止滑下,目的是使小车每次到达水平面时______相同。
②根据实验现象可以得出:小车受到的阻力越小,运动的距离______。
(2)十六世纪末,伽利略已通过类似实验和推理得出结论:如果运动的物体没有阻力的影响,它将在水平面上一直运动下去。因此,物体运动______(选填“需要”或“不需要”)力来维持。图2是伽利略的实验和推理示意图,属于推理的是______(选填“甲”或“乙”)。
(3)后来,笛卡尔进一步完善了伽利略的观点:如果运动的物体不受力的作用,它将以同一速度沿直线运动。十七世纪初,牛顿在他们研究的基础上,提出了“牛顿第一定律”,相对于“牛顿第一定律”,笛卡尔的观点有什么不足?______。
(4)上述实验及科学家研究成果给予我们的启示是______。(将正确说法前的字母填写在横线上)
A.科学定律都可以通过实验直接得出 B.科学推理是科学研究的方法之一
C.大多数人认同的观点就是正确的观点 D.普通人观点可以质疑,科学家观点不可以质疑
23.在探究“阻力对物体运动的影响”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,如图甲,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)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是:使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小 (选填“相等”或“不相等”);
(2)实验中发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”);
(3)推理:本实验中,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做 ;
(4)在此基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出牛顿第一定律,请问;牛顿第一定律在当时 (选填“能”或“不能”)直接由实验得出,理由是: ;
(5)通过上面的探究后,小明再想考虑如下的问题,如图乙,摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时;如果摆球所受的力忽然全部消失,则摆球将 (选填“往回摆”“静止”或“做匀速直线运动”)。
24.小涛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、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)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_____,速度减小的越 ________ 。
(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______________。
(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:使小车从斜面上同一位置到达底端水平面时_____________。
(5)在水平面滑行的小车受到的重力和小车对水平面的压力__(“是”或“不是”)一对平衡力。
(6)上述探究实验中用到的研究方法有科学推理和_______________。
25.阅读短文,回答问题.
失重
“天宫课堂”第四课开课.宇航员用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,分别使重物处于静止和匀速下降状态.再让其加速下降,同学们发现,重物在静止和匀速下降时,弹簧测力计的示数相同,即等于物体所受的重力;而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小,好像物体的重力突然间减小了,宇航员解释说:“这在物理学上称为失重现象.失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象.如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯地面压力就小于人受到的重力”,小灰在老师指导下到电梯内做失重实验.她将一个体重秤放在电梯水平地面上,然后站上秤台,在电梯向下运动的过程中,她记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数随时间的变化图像如图甲所示.已知小灰的实际质量为60 kg,g取10 N/kg.
(1)根据图甲分析,小灰在__________1(填“0~t1”“t1~t2”或“t2~10 s”)段时间内处于失重状态.
(2)在(1)的时间段内,小灰所受支持力为_________N,合力为______N.
(3)分析图甲可知,在t2~10 s时间段内小灰对秤台压力___(填“>”“<”或“=”)她的重力.
(4)若下降中体重秤示数为零,即说明他对体重秤压力F为零,我们称这种现象为完全失重.如果物体所受合力的大小与物体质量关系为F合=ma,其中物理量a称为加速度,小灰在电梯里所受合力大小为F合=G-F,当小灰完全失重时加速度a=_______.
(5)如图乙所示,在2022年3月23日下午空间站里,宇航员完成了太空抛物实验.实验中,王亚平把冰墩墩正对着叶光富手的方向顺手一推,只见冰墩墩稳稳地沿着她原来抛出去的方向,一路飘到了同伴叶光富的手里.冰墩墩在空间站微重力环境中,受到的重力作用几乎可以忽略,在空间站坐标系下,离开人手后冰墩墩不受外力作用,它在空中飞行做匀速直线运动,这个小实验验证了__________定律的正确性,也说明物体的运动________(填“需要”或“不需要”)力来维持.
七.知识清单
1.在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,让小车从斜面的______高度由静止滑下,目的是使小车到达水平面时具有______的初速度;水平面越光滑,小车受到的阻力越______,滑行的距离越远。
2.上述实验中,若小车受到的阻力为零,它将做______运动;该实验采用了______法,在实验事实基础上进行科学推理得出结论。
3.牛顿第一定律的内容是:一切物体在______的作用时,总保持______状态或______状态。
4.牛顿第一定律揭示了______与运动的关系,它______(选填“能”或“不能”)用实验直接验证,因为不受力的物体在现实中不存在。
5.牛顿第一定律又叫______定律,它否定了“力是______物体运动的原因”这一错误观点,明确了力是______物体运动状态的原因。
6.惯性是指一切物体都有保持原来______不变的性质;惯性是物体的一种______,与物体是否受力、是否运动______(选填“有关”或“无关”)。
7.惯性的大小只与物体的______有关,越大,惯性越大,物体的运动状态越(选填“容易”或“难”)改变。
8.如图所示的惯性实验中,用钢尺快速击打下方棋子,下方棋子受力飞出,而上方棋子由于_____保持原来的_____状态,最终落在支架上;这一现象说明力可以______物体的运动状态。
9.汽车紧急刹车时,乘客会向______(选填“前”或“后”)倾倒,这是因为乘客具有______;汽车匀速行驶时,牵引力与阻力______,运动状态保持不变。
10.在匀速转动的圆盘实验中,若圆盘与物块间的摩擦力突然消失,物块将因______沿______方向做匀速直线运动;这印证了牛顿第一定律,即物体不受力时运动状态______。
11.跳远运动员起跳前要助跑,是利用______使起跳后能继续向前运动,从而提高成绩;助跑速度越大,起跳后由于惯性保持的______越大,运动距离越远。
12.拍打衣服可以除去灰尘,是因为衣服受力运动,而灰尘由于______保持原来的______状态,从而与衣服分离;这一现象说明______是维持物体运动状态的原因。
13.2026年我国深空探测器在太空关闭动力后,若忽略一切外力,探测器将做______运动;这一现象直接体现了______定律,也说明惯性是物体的______属性。
14.静止在桌面上的茶杯,若所有外力同时消失,它将保持______状态;正在匀速直线行驶的汽车,若所有外力同时消失,它将保持______状态;这都符合______定律的内容。
15.惯性现象有利有弊:跳远助跑、拍打灰尘是利用______;汽车限速、系安全带是为了防止______带来的危害;惯性的大小只由______决定。
八.强化提优
(一)选择题
1. 如图,在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中( )
A. 小车在斜面上所受的重力的方向与斜面垂直
B. 下滑过程中,小车运动状态不变
C. 在同样条件下,水平面对小车的阻力越大,小车前进得越远
D. 小车滑到水平面上,由于惯性,会继续前进一段距离
2. 伽利略的理想实验将可靠的事实和理论结合起来,如图是伽利略的理想实验让小球从斜面AO上某处静止释放,沿斜面滚下,经O点滚上斜面OB。有关他的理想实验程序内容如下:
(1)减少第二个斜面OB的倾角,小球在这个斜面上仍能达到原来的高度,但这时它要运动的远些;(2)两个对接的斜面中,使静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;
(3)如果没有摩擦,小球上升到释放的高度;(4)继续减少斜面OB的倾角,小球到达同一的高度时就会离得更远,最后使斜面OB处于水平位置,小球沿水平面做持续的匀速直线运动;有关理想实验程序先后顺序排列的正确选项是( )
A. 事实(2)→事实(1)→推论(3)→推论(4)
B. 事实(2)→推论(1)→推论(3)→推论(4)
C. 事实(2)→推论(3)→推论(1)→推论(4)
D. 事实(2)→事实(1)→推论(4)→推论(3)
3. 公交车上安装有拉环,避免乘客由于车突然启动或刹车摔倒。如图是水平向右匀速运动公交车内一名乘客没有抓住拉环的示意图。如果在急刹车时,该乘客摔倒方向和拉环摆动方向的示意图应是( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,教室里悬挂电灯处于静止状态,如果它受到的所有的外力突然全部消失,它将( )
A. 加速下落 B. 匀速下落 C. 减速下落 D. 保持静止
5. 如图所示,船在海上匀速航行,小明同学在甲板中央竖直向上跳起,则小明下落时( )
A. 可能从船后落水 B. 落在起跳点后 C. 落在起跳点前 D. 仍落在起跳点
6. 运输机参加抗震救灾,在沿水平向右作匀速直线运动过程中,间隔相同时间从飞机上静止释放四个相同的物资。下图能正确表示物资着地位置的是(地面水平,空气阻力不计)( )
A. B.C. D.
7. 如图所示,在一辆表面光滑的小车上,放有质量分别为m1 、m2的两个小球,随车一起做匀速直线运动。当车突然停止运动,则两小球(设车无限长,其它阻力不计)( )
A. 一定相碰 B. 一定不相碰 C. 若m1 < m2, 则一定相碰 D. 若m1 > m2,则一定不相碰
8. 如图是足球运动员踢足球时的情景,下列说法错误的是
A. 足球在空中继续运动是由于惯性
B. 脚踢球才使球飞起来,说明力是维持物体运动的原因
C. 脚踢球时,既改变球的形状,又改变了球的运动状态
D. 脚踢球时,球也对脚施加了一个力
9.如图所示,小球沿弧形斜槽从 A 点运动到水平轨道的 B 点时,如果小球受到的外力突然全部消失,那么小球的运动状态将是( )
A. 匀速直线运动 B. 立即停止运动 C. 速度越来越快 D. 速度越来越慢
10.小明得到一个玩具吹镖(由一个细长筒和金属镖头组成),想试着用它去射地上的目标.他把重为G的小镖头以一定速度正对着目标A点吹出,如图.忽略镖头运动时所受的空气阻力,下列关于镖头能否射中A点的预测中,正确的是( )
A. 一定能够射中A点 B. 一定射在A点左侧
C. 一定射在A点右侧 D. 控制速度大小,以上都有可能
11. 如图所示,在汽车中的悬线上挂一个小球m,当汽车运动时,悬线将与竖直方向成某一固定角度,若在汽车底板上还有一个相对于汽车静止的物体M,则关于汽车的运动情况和物体M的受力情况分析正确的是( )
A. 汽车一定向右做加速运动
B. 汽车一定向左做加速运动
C. M除受到重力、底板的支持力作用外,还一定受到向右的摩擦力作用
D. M除受到重力、底板的支持力作用外,还可能受到向左的摩擦力作用
12.关于以下几个力学现象,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,某同学站在体重计上,她受到的重力和支持力是一对相互作用力
B. 乙图中,地球是球形的,地球上的人们受到的重力方向是指向地心的
C. 丙图中,用一根细线拴一块橡皮,使橡皮绕手做匀速圆周运动,橡皮的运动状态没有发生变化
D. 丁图中,小球并没有随弹出的金属片飞出,因为小球不具有惯性
(二)填空题
13.2026款智能汽车紧急刹车时,乘客因______向前倾;汽车匀速行驶时牵引力与阻力______;物体不受力时,运动状态______。
14.古人“推舟于陆”难行,说明力改变运动状态;一切物体在没有受到力的作用时,总保持______或______状态;牛顿第一定律揭示了______与运动的关系。
15.立定跳远起跳后,人由于惯性继续向前运动;若在空中所有外力消失,人将做______;惯性大小只与物体的______有关;力是改变物体______的原因。
16.2026年6G试验卫星在轨运行,若外力全部消失,卫星将______;静止的卫星不受力会保持______;牛顿第一定律不能用______直接验证。
17.用洗衣机给湿衣服脱水时,是利用 (选填“衣服”或“水”)具有惯性;货车超载时货车的惯性 (选填“变大”、“不变”或“变小”);请写出一个减小惯性危害的事例,
18.3月23日下午空间站“天宫课堂”,宇航员完成了太空抛物实验。实验中,只见王亚平把冰墩墩正对着叶光富手的方向顺手一推,只见冰墩墩稳稳地沿着原来抛出去的方向,一路飘到了同伴叶光富的手里。冰墩墩离开手后能继续运动是由于它具有 。如图,冰墩墩在太空中处于失重状态,在空中不受力的作用,它在空中飞行做 运动;这个小实验直接验证了 定律。
19.交通事故发生“追尾”,汽车B刹车后由于 仍撞到汽车A;此时对汽车B中的司机起保护作用的是 (选“安全气囊”或“汽车头枕”)。而 (选“安全气囊”或“汽车头枕”)是为了防止后方追尾时造成伤害。
20.如图(1)所示,用力打击一摞棋子中间的一个,该棋子由静止开始沿水平方向飞出,由于该棋子在竖直方向受有重力作用,该棋子的运动轨迹将是 (填“直”或“曲”)线;运输液体货物的槽车,液体内部有气泡,如图(2),当刹车时,气泡将向 (选填“车头”或“车尾”),其原因是等体积的情况下,运动 (选填“气泡”或“液体”)的惯性更大。
(三)解答题
21. 用如图所示的实验装置研究运动和力的关系.
(1)每次都让小车从同一个斜面的同一位置由静止开始下滑,是为了使小车在斜面底部时具有相同的____ 。
(2)三次实验中,小车在水平面上受到的摩擦力大小不同,这说明小车受到摩擦力的大小与接触面的____有关。
(3)比较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,小车受到的摩擦力越_______,小车运动的距离越______。
(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,总保持______状态或_______________状态.这就是著名的牛顿第一定律牛顿第一定律。
22.人类对“运动和力的关系”的认识经历了一个曲折漫长的探索过程.
(1)古希腊哲学家亚里士多德认为: . 这一根据生活经验和事物表象得出的错误观点被人们沿用了近2000年.
(2)17世纪,伽利略通过理想斜面实验,正确地揭示了“运动和力的关系”.如图所示,伽利略的斜面实验有如下步骤:
①减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度.
②有两个对接的斜面,让小球沿一个斜面从静止滚下,小球将滚上另一个斜面.
③如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度.
④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成为水平面,小球将沿水平面以恒定的速度持续运动下去.
上述步骤中,有的属于可靠事实,有的则是科学推论,将这些事实和推论进行分类排序,以下正确的是( ).
A.事实②→事实①→推论③→推论④ B.事实②→推论①→推论③→推论④
C.事实②→推论①→推论④→推论③ D.事实②→推论③→推论①→推论④
(3)伽利略得出:运动物体如果不受其他物体的作用,将会 ,伽利略由此开创了实验和推理相结合的科学研究方法.
23.如图所示,在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,小明同学让小车自斜面上某位置滑下,分别观察小车从斜面上滑下后,在粗糙程度不同的水平面上运动的距离,同时用旗子标记小车在平面上停止后所处的位置。根据实验情形回答下面的问题:
(1)为了使小车到达水平面时的速度相同,下列要求正确的是 ;
A.斜面必须光滑 B.小车必须从斜面上同一位置由静止滑下
C.斜面倾斜程度可以不同 D.小车必须从斜面上不同位置由静止滑下
(2)小明完成实验后记录现象如图甲、乙、丙所示,他对实验现象进行了以下逻辑分析:
①小车到达水平面后不能立即停下来,是因为小车具有 ,小车最终在水平面上停下来,是因为 ;
②小车在甲、乙、丙三种情况下滑行时,受阻力最大的是 ,这是根据 (滑行距离/粗糙程度)判断的;
(3)由上述实验推测,若小车在水平面上所受的阻力为零,它将做 (匀速/变速)直线运动。
24.利用如图所示的装置,探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)让小车从同一高度由静止滑下,目的是为了控制小车每次滑到水平面时的 相同;
(2)实验通过观察______(选填字母)来反映阻力对物体运动的影响;
A.小车滑行的距离 B.接触面的粗糙程度
(3)由实验可以知道,小车在 (选填“毛巾”“棉布”或“木板”)表面上运动时受到摩擦力(即阻力)小,速度减小得慢;
(4)下列对此实验的分析或推理正确的是______;
A.实验中运动的小车会停下来,说明运动要靠力来维持
B.如果小车在水平面运动时不受阻力,它就不会停下来
(5)上述实验除了用到实验推理的方法外,还用到了转换法和 法;
(6)下雨天气路面湿滑,阻力较小,结合该实验结论,开车时应 才能保证行驶安全(写出一个合理答案即可)。
25.古希腊学者亚里士多德曾给出这样一个结论:物体的运动要靠力来维持。因为这个结论在地球上不能用实验来直接验证,直到一千多年后,才有伽俐略等人对他的结论表示怀疑,并用实验来间接说明。
【设计实验】如下图所示,让小车从斜面的同一高度由静止滑下,观察、比较小车沿不同的平面运动的情况。
(1)实验时让小车从斜面的同一高度滑下。其目的是让小车在粗糙程度不同的平面上开始运动时获得相同的 。
(2)一般人的思维都局限在直接比较小车在不同平面上运动的距离不同,但科学家们却能发现,物体运动的平面越光滑,相同情况下物体受到的 越小,物体运动的距离越长,并由此推理出进一步的结论:运动的物体如果不受外力作用,它将 。
【得出结论】著名的牛顿第一定律就是在此基础上总结出来的。这个定律告诉我们:力不是
物体运动状态的原因,而是 物体运动状态的原因。
【交流评估】
(3)牛顿第一定律是在实验的基础上进行推理论证。以下研究问题的方法与此相同的是 (填字母)。
A.用刻度尺测量长度时,进行多次测量 B.探究声音能否在真空中传播
(4)同学们进行实验时,小车在粗糙程度不同的平面上运动时每次都滑出平面,无法比较物体运动距离的大小。在器材不变的情况下,请你为他们改进一下实验。你的做法是 。
26.阅读短文,回答问题。
科技与竞技交融——2025世界人形机器人运动会中的力与运动奥秘
2025年8月,全球首个以人形机器人为参赛主体的综合性体育盛会“2025世界人形机器人运动会”在国家速滑馆“冰丝带”盛大启幕,来自16个国家的280支队伍围绕26个赛项展开激烈比拼 。其中,人形机器人半程马拉松、百米竞速、体操表演等项目成为焦点,充分展现了机器人在运动控制、环境感知等领域的前沿成果。在百米竞速赛道上,天工ultra机器人以稳健的步伐匀速前进,精准避开障碍;体操表演中,松延动力机器人完成标准广播体操动作,后空翻后平稳落地;足球5V5对抗赛里,机器人球员将足球踢出后,足球依然能向前飞行一段距离。
这些精彩表现的背后,蕴含着深刻的物理原理。机器人在匀速运动时,受到的牵引力与阻力相互平衡;当所有外力突然消失时,机器人的运动状态将遵循特定规律。而足球被踢出后能继续飞行,体操机器人后空翻时能保持一定姿态,都与物体的固有性质密切相关。这场科技盛宴不仅是技术的比拼,更是物理规律的生动演绎,让人们直观感受到力与运动的奇妙联系。
(1)天工ultra机器人在百米竞速中匀速前进时,若所有外力突然消失,它将______,这一现象遵循______定律。
(2)足球5V5对抗赛中,机器人将足球踢出后,足球仍能向前飞行,原因是( )
A. 足球受到向前的推力 B. 足球具有惯性
C. 足球受到重力作用 D. 足球受到空气浮力
(3)松延动力机器人完成后空翻动作时,其惯性的大小与( )有关
A. 运动速度 B. 运动方向 C. 机器人质量 D. 空翻高度
(4)机器人在匀速运动时,牵引力与阻力的关系是______,此时机器人的运动状态______改变。
(5)下列关于机器人运动的说法正确的是( )
A. 机器人减速时,运动状态不改变 B. 机器人的运动需要力来维持
C. 力是改变机器人运动状态的原因 D. 机器人不受力时一定静止
(
1
)
学科网(北京)股份有限公司
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2025-2026学年苏科版八年级物理下
《第八章力与运动第二节牛顿第一定律》精品讲义
一.学习目标
(
1.
能准确描述牛顿第一定律的内容,理解
“
惯性
”
的概念,能区分
“
力是改变物体运动状态的原因
”
而非
“
维持运动的原因
”
。
2.
经历
“
阻力对物体运动的影响
”
的实验推理过程,掌握科学推理法的应用;能运用惯性知识解释生活中的常见现象。
3.
通过实验探究阻力对物体运动的影响,学会控制变量法的操作,分析不同表面上物体运动距离的变化规律。
4.
养成严谨的科学探究态度,认识到物理规律是在大量实验基础上总结得出的,体会物理知识与日常生活的紧密联系。
)
二.重点难点
(
(
一
)
重点
1.
牛顿第一定律的内容及适用条件。
2.
惯性的定义,利用惯性解释现象。
(
二
)
难点
1.
对牛顿第一定律的理解:深刻理解
“
不受力
”
是一种理想状态,明确力是改变物体运动状态的原因。
2.
惯性现象的解释:规范描述惯性现象的逻辑步骤(确定研究对象
→
分析物体原来状态
→
某一物体/部分受力改变状态
→
另一物体/部分由于惯性保持原来状态
→
出现的现象)。
3.
区分
“
惯性
”
与
“
力
”
,理解惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都具有惯性。
)
三.思维导图
四.课前预习
1.两千多年前,古希腊学者______认为:如果要使一个物体持续运动,就必须对它施加力的作用;如果这个力被撤销,物体就会停止运动。
2.伽利略通过实验分析得出: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______。
3.牛顿第一定律的内容是:一切物体在______的时候,总保持______状态或______状态。
4.我们把物体保持______或______的性质叫做惯性。
5.惯性的大小只与物体的______有关,______越大,惯性越大。
6.子弹从枪口射出后,能在空中继续飞行,是因为子弹具有______;子弹最终落向地面,是因为子弹受到了______的作用。
【答案】 1.亚里士多德 2.阻力 3.没有受到力的作用;静止;匀速直线运动 4.静止;匀速直线运动 5.质量;质量 6.惯性;重力
五.课堂探秘
你赞成小明和小华的观点吗?如果他们的观点是正确的,那么踢出去的足球,脚已不再对它施力,为什么它还会继续运动? 足球最终会停下来,这又是为什么?
【解析】先明确小明和小华的观点(结合常见的错误认知推测:他们可能认为“力是维持物体运动的原因”),不赞成他们的观点。(1)足球继续运动的原因:踢出去的足球,脚不再对它施力,但足球具有惯性,会保持原来的运动状态,所以能继续向前运动。(2)足球最终停下的原因:足球在运动过程中会受到阻力(空气阻力、地面摩擦力)的作用,阻力改变了足球的运动状态,使它的速度逐渐减小,最终停下来。
一.牛顿第一定律
怎样才能揭开运动与力的关系之谜?
让我们从观察阻力对物体运动的影响开始。
(一)探究阻力对物体运动的影响
想一想:
如何用图示的装置探究阻力对物体运动的影响?
【解析】让同一小车从同一斜面同一高度由静止滑下,在水平面依次铺毛巾、棉布、木板,观察小车滑行距离,通过改变接触面粗糙程度改变阻力,进而探究阻力对物体运动的影响。
做一做
1.将棉布铺在水平木板上,让小车信息快递从斜面上点A处滑下,记下小车停在棉布上的位置。
小车从斜面上同一高度滑下,到达斜面底端时的速度相同。
2.移开棉布,让小车从斜面上点A处滑下,记下小车停在木板上的位置。
3.将玻璃板放在水平木板上,让小车从斜面上点A处滑下,记下小车停在玻璃板上的位置。4.将实验情况填入下表。
实验序号
水平面的材料
小车所受阻力的情况
小车在水平面上运动的距离
①
棉布
较大
较短
②
木板
较小
较长
③
玻璃板
最小
最长
【解析】实验原理与结论
(1)控制变量:让小车从斜面同一高度滑下,目的是使小车到达水平面时的初速度相同。
(2)实验现象:水平面越光滑(阻力越小),小车滑行的距离越远,速度减小得越慢。
(3)科学推理:如果水平面绝对光滑(小车不受阻力),小车将保持匀速直线运动状态。
(
【
知识梳理
】
1
. 阻力对物体运动影响的探究实验
(
1
)
实验目的:探究阻力大小对物体运动距离(运动状态)的影响。
(
2
)
实验方法:控制变量法 + 科学推理法。
控制变量:让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的初速度相同。改变变量:改变水平面的粗糙程度,从而改变小车受到的阻力大小(如毛巾、棉布、木板)。
(
3
)
实验现象:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车滑行的距离越远,速度减小得越慢。
(
4
)
科学推理:如果水平面绝对光滑,小车不受阻力,小车将以恒定的速度永远做匀速直线运动。
2. 实验结论(中考核心)
物体的运动不需要力来维持,运动的物体之所以会停下来,是因为受到了阻力的作用。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。
【
知识点睛
】
1.控制变量法的关键:必须保证小车到达水平面时的初速度一致,否则无法比较阻力对运动的影响。
2.阻力的影响本质:阻力越大,物体速度减小得越快,运动距离越短;阻力越小,速度减小得越慢,运动距离越长。
3.科学推理法的应用:当无法实现
“
绝对光滑
”
的理想环境时,通过实验现象结合逻辑推理得出结论,这是物理研究中重要的方法(如真空不能传声实验也采用此方法)。
4.易错点提醒:
(
1
)
小车滑到水平面后,由于惯性会继续向前运动,而非立刻停止;
(
2
)
阻力是使小车速度减小的直接原因,与小车的运动方向相反。
【
命题方向
】
1.实验操作的判断:如
“
如何让小车到达水平面初速度相同
”“
不同接触面的选择目的
”
。
2.实验现象分析:根据小车滑行距离的变化,总结阻力与运动距离的关系。
3.科学推理结论:推理
“
不受阻力时物体的运动状态
”
,理解牛顿第一定律的推导基础。
4.生活现象关联:用实验结论解释生活中物体运动后停下的现象(如推车、踢球后物体停下)。
)
【精讲1】在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,分别在毛巾、棉布、木板表面上运动,记录小车滑行的距离如下表。下列说法正确的是( )
A. 小车在毛巾表面滑行的距离最远,因为阻力最大
B. 小车在木板表面滑行的距离最近,因为阻力最小
C. 实验表明,阻力越小,小车速度减小得越慢,滑行距离越远
D. 该实验直接证明了牛顿第一定律的正确性
【答案】:C
【解析】:A错误:毛巾表面最粗糙,阻力最大,小车滑行距离最近;B错误:木板表面最光滑,阻力最小,小车滑行距离最远;C正确:实验现象显示,接触面越光滑(阻力越小),小车滑行距离越远,速度减小越慢; D错误:牛顿第一定律是在实验基础上通过科学推理得出的,无法直接用实验验证。
【精讲2】关于“阻力对运动的影响”实验,下列操作目的与结论对应错误的是( )
A. 让小车从同一高度滑下——使小车到达水平面时初速度相同
B. 选用不同粗糙程度的接触面——改变小车受到的阻力大小
C. 观察小车滑行距离——判断阻力对小车运动的影响程度
D. 小车滑行最终停下——说明力是维持物体运动的原因
【答案】:D
【解析】:A、B、C操作目的与对应结论均正确;D错误:小车滑行最终停下,是因为受到阻力作用,阻力改变了小车的运动状态,而非力维持运动,力是改变运动状态的原因。
【精讲3】利用如图所示的装置,探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)让小车从同一高度由静止滑下,目的是为了控制小车每次滑到水平面时的 相同。
(2)实验通过观察 (选填字母)来反映阻力对物体运动的影响。
A.小车滑行的距离 B.接触面的粗糙程度
(3)由实验可以知道,小车在 (选填“棉布”或“木板”)表面上运动时,速度减小得慢。
(4)下列对此实验的分析或推理正确的是 。
A.实验中运动的小车会停下来,说明运动要靠力来维持
B.如果小车在水平面运动时不受阻力,它就不会停下来
(5)实验完成后,同学们在一起讨论运动和力的关系,其中观点正确的是 。
A.物体受力,运动状态一定改变 B.物体不受力,一定会保持静止
C.物体运动,一定受到力的作用 D.物体运动状态改变,一定受力
【答案】(1)速度;(2)A;(3)木板;(4)B;(5)D。
【解析】(1)根据控制变量法,让小车从同一高度滑下,目的是为了控制小车每次滑到水平面时的速度相同;(2)实验中通过观察小车滑行的距离来反映阻力对物体运动的影响,故A正确;(3)表面越光滑,小车速度减小的越慢,故小车在木板上运动时,速度减小的慢;(4)根据牛顿第一定律的内容,即物体不受力时将保持匀速直线运动状态或静止状态,故如果小车在水平面运动时不受阻力,它就不会停下来正确,故B正确;(5)A、物体受力平衡时,可以保持静止状态,故A错误;B、根据牛顿第一定律,物体不受力,会保持静止或匀速直线运动,不一定静止,故B错误;C、根据牛顿第一定律,物体不受力的作用,也可以做匀速直线运动,故C错误;D、物体受力不平衡时,运动状态改变,故D正确。
(
【
解题方法点拨
】
1.实验题解题步骤:
(
1
)
先找控制变量:确认
“
同一小车、同一斜面、同一高度
”
是为了保证初速度相同;
(
2
)
再分析变量变化:不同粗糙程度的接触面对应阻力大小的变化;
(
3
)
结合现象总结规律:阻力越小,滑行距离越远,速度减小越慢;
(
4
)
推理理想情况:绝对光滑时,小车匀速直线运动,明确牛顿第一定律的推导逻辑。
2.易错选项规避:
(
1
)
避开
“
力维持运动
”
的错误表述,牢记
“
力改变运动状态
”
;
(
2
)
区分
“
实验现象
”
与
“
推理结论
”
,实验不能直接得出牛顿第一定律,需推理。
)
【跟踪练1】在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,下列说法不符合实验要求的是( )
A. 实验时应让小车在不同水平面上滑行的距离尽可能长
B. 每次实验都要让小车从斜面上的同一位置由静止滑下
C. 实验中,小车的运动距离可以通过刻度尺测量
D. 可以用木块代替小车进行该实验,效果相同
【答案】:D
【解析】:A、B、C均符合实验要求;D错误:木块与接触面的摩擦形式、运动稳定性与小车不同,无法替代小车完成实验,会导致实验结果不准确。
【跟踪练2】根据“阻力对物体运动的影响”实验推理,若一个物体在运动过程中不受任何外力作用,该物体将( )
A. 立刻停止运动 B. 做匀速直线运动
C. 慢慢减速直至停下 D. 先运动一段距离后停下
【答案】:B
【解析】:实验推理得出,当物体不受阻力(外力)时,运动的物体将以恒定速度永远做匀速直线运动,故选B。
【跟踪练3】初二年级的物理兴趣小组在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,完成了如图所示的实验,下列有关这个实验的说法正确的是( )
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实验现象可以直接得出牛顿第一定律
D.小车在水平面上运动时,小车受到的重力和支持力是一对平衡力
【答案】D
【解析】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、小车在水平面上运动时,小车受到的重力和支持力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在同一物体上,是一对平衡力,故D正确。
【跟踪练4】同学们利用如图所示的装置“推断物体不受力时的运动情况”,让小车自斜面某一高度从静止开始滑下、小车从同一高度滑下后,在不同物体表面上运动的距离如图所示。
(1)每次都让同一小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下,滑到不同的水平面上,最终静止,则在毛巾表面运动过程中的速度变化量 (选填“大于”、“等于”或“小于”)在玻璃表面运动过程中的速度变化量;
(2)由图示可知,小车在玻璃表面运动的距离最 (选填“远”或“近”),这说明小车在玻璃表面运动速度减小的最 (选填“快”或“慢”);
(3)根据这个实验推理:若水平面绝对光滑(即小车不受任何阻力作用),那么运动的小车将一直保持 ,由此得出物体运动 力来维持(选填“需要”或“不需要”)。
【答案】(1)等于;(2)远;慢;(3)匀速直线运动;不需要。
【解析】(1)由题意可知,小车从斜面上同一高度处滑下,所以小车到达毛巾表面和木板表面的水平面时的速度相等,而且小车最后在毛巾表面和木板表面上都会停下来;所以小车在毛巾表面运动过程中的速度变化量等于在木板表面运动过程中的速度变化量。(2)由于图可知,在玻璃板上小车滑行的距离最远,小车在玻璃板上受阻力最小,可知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,那么运动的小车将一直保持匀速直线运动,同时也能说明物体运动不需要力来维持。
(二)牛顿第一定律
【议一议】
1.小车在水平面上运动的距离与它所受的阻力有什么关系?
【解析】小车在水平面上运动时,所受阻力越小,速度减小得越慢,运动的距离就越远;反之,阻力越大,速度减小得越快,运动的距离就越近。这个结论是通过实验观察得出的:在同一斜面同一高度释放小车,保证小车到达水平面的初速度相同,改变水平面的粗糙程度(如毛巾、棉布、木板),阻力越小,小车滑行的距离越远。
2.试想,假如小车在光滑水平面上运动,即不受阻力,小车将会怎样运动?
【解析】假如小车在光滑水平面上运动(不受阻力),根据牛顿第一定律,小车将保持原来的运动状态:若小车原本是运动的,它会以恒定的速度匀速直线运动下去;若小车原本是静止的,它会保持静止状态。这是因为不受外力时,物体的运动状态不会改变,即“静者恒静,动者恒动”。
牛顿在伽利略等科学家研究的基础上,进一步深化和总结,得出结论:一切物体都保持静止状态或匀速直线运动状态,除非有力迫使它改变这种运动状态。这个结论称为牛顿第一定律。
(
【
知识梳理
】
1.
牛顿第一定律形成史
(
1
)
亚里士多德:错误认为
“
力是维持物体运动的原因
”
。
(
2
)
伽利略:斜面理想实验推理
——
阻力越小,物体运动越远;若不受阻力,物体将永远匀速直线运动。
(
3
)
笛卡尔:补充完善
——
不受力时,物体保持匀速直线运动或静止。
(
4
)
牛顿:1687年《自然哲学的数学原理》总结前人成果,正式提出牛顿第一定律。
2.
牛顿第一定律内容
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。
3
、定律理解(中考核心)
(
1
)
适用对象:一切物体(固体、液体、气体)。
(
2
)
成立条件:不受力(理想情况,现实中为合力为零)。
(
3
)
运动规律:静者恒静,动者恒动(原来静止
→
保持静止;原来运动
→
匀速直线运动)。
(
4
)
力与运动关系:力不是维持运动的原因,力是改变物体运动状态的原因。
(
4
)
得出方法:实验+科学推理(理想实验法),不能直接用实验验证。
【
知识点睛
】
1.牛顿第一定律又叫惯性定律。
2.运动状态改变:速度大小变、运动方向变、二者都变。
3.不受力
→
运动状态不变;受力
→
运动状态可能改变。
【
中考命题方向
】
1.定律内容、条件、理解(单选必考)。
2.不受力时运动状态判断(静止/匀速直线)。
3.力与运动关系辨析(纠正
“
力维持运动
”
错误)。
4.科学推理法识别。
)
【精讲1】关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A. 由实验直接得出 B. 只适用于运动的物体
C. 说明力是维持运动的原因 D. 是实验基础上推理得出的规律
【答案】:D
【解析】:A错误,不受力是理想条件,无法直接实验;B错误,适用于一切物体;C错误,力是改变运动状态的原因;D正确,符合定律得出方法。
【精讲2】竖直上抛的小球到达最高点时速度为0,若此时所有外力消失,小球将( )
A. 匀速直线上升 B. 静止 C. 匀速直线下落 D. 左右摆动
【答案】:B
【解析】:最高点速度为0,外力消失,由牛顿第一定律,原来静止的物体保持静止。
【精讲3】关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是凭空想象出来的
B.物体只要运动,就一定受到力的作用
C.不受力的物体,只能保持静止状态
D.运动着的物体不受力时将做匀速直线运动
【答案】D
【解析】A、牛顿第一定律是在实验的基础上经过科学的推理得出的,不能用实验直接验证,但它不是凭空想象出来的,经受了实践的检验,故A错误;B、物体运动时,可能受平衡力,也可能不受力,故B错误;C、由牛顿第一定律可知,不受力的物体,可能保持静止状态,也可能保持匀速直线运动状态,故C错误;D、由牛顿第一定律可知,运动着的物体不受力时将做匀速直线运动,故D正确。
(
【
解题方法点拨
】
1.判初始状态:先看物体原来静止还是运动。
2.套定律:不受力
→
静者恒静、动者恒动。
3.辨关系:力改变运动状态,不维持运动。
4.记方法:实验+推理,非直接实验结论。
)
【跟踪练1】下列现象说明力可以改变物体运动状态的是( )
A.用力捏橡皮泥,橡皮泥变形
B.用力压弹簧,弹簧缩短
C.守门员接住足球,足球由运动变静止
D.用力拉弓,弓弯曲
【答案】:C
【解析】:A、B、D是力改变形状;C是力改变运动状态(运动→静止)。
【跟踪练2】在光滑水平面上匀速直线运动的小车,若撤去所有拉力和阻力,小车将( )
A. 慢慢停下 B. 保持匀速直线运动 C. 加速运动 D. 先加速后减速
【答案】:B
【解析】:原来匀速直线运动,不受力,保持匀速直线运动。
【跟踪练3】牛顿第一定律揭示了力与运动的关系,下列说法正确的是( )
A. 没有力,物体就不会运动 B. 力是维持物体运动的原因
C. 没有力,运动物体永远匀速直线运动 D. 物体受力,运动状态一定改变
【答案】:C
【解析】:A错误,运动不需要力维持;B错误;C正确;D错误,受平衡力时运动状态不变。
【跟踪练4】以下关于牛顿第一定律的说法中正确的是( )
A.牛顿第一定律是人们对日常生活经验的总结
B.牛顿第一定律是通过理论推导得出,并通过实验验证得到的
C.牛顿第一定律是以实验为基础,通过推理总结出来的
D.牛顿第一定律说明改变物体的运动不需要力
【答案】C
【解析】A、牛顿第一定律不仅仅是人们对日常生活经验的总结,而是在实验和经验的基础上进一步概括推理得出的结论,故A错误;B、牛顿第一定律是在实验和经验的基础上,通过理论推导得出的,但它无法通过实验来验证,故B错误;C、牛顿第一定律是以实验为基础,通过科学推理总结出来的,故C正确;D、牛顿第一定律说明维持物体运动不需要力,但改变物体的运动状态必须要有力,故D错误。
二.惯性现象
牛顿第一定律揭示了任何物体都有保持静止或匀速直线运动状态的性质,这种性质称为惯性(inertia)。因此,牛顿第一定律又称惯性定律。
由牛顿第一定律可知,任何物体都有惯性。日常生活中的很多现象都与物体的惯性有关。
【活动】观察并解释惯性现象
1.如图所示,桌面上放有一摞棋子,用尺沿水平方向快速击打最下面的棋子。你观察到什么现象?如何解释这种现象?
【解析】现象:最下面的棋子被快速击飞,上面的棋子会竖直下落,落在原来的位置。解释:上面的棋子原本处于静止状态,当最下面的棋子被快速击打时,它会因为受力而改变运动状态,飞出去。上面的棋子由于惯性,要保持原来的静止状态,在重力作用下就会竖直下落。
2.如图a所示,在小车上放一个木块,然后突然快速拉动小车,你观察到什么现象?如图b所示,小车以较大的速度向前运动,当碰到障碍物时,你观察到什么现象?
【解析】图a(突然快速拉动小车)现象:木块会向后倾倒。解释:木块和小车原本都处于静止状态,当小车被快速拉动时,小车的底部随小车向前运动。木块的上部由于惯性,要保持原来的静止状态,所以木块会向后倾倒。
图b(小车运动碰到障碍物)现象:木块会向前倾倒。解释:木块和小车原本一起向前运动,当小车碰到障碍物时,小车的底部突然停止运动。木块的上部由于惯性,要保持原来的向前运动状态,所以木块会向前倾倒。
(
【
知识梳理
】
1. 定义
:
物体保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质。
2. 核心要点
(
1
)
普遍性:一切物体(固体、液体、气体)在任何情况下(无论受力还是不受力)都具有惯性。
(
2
)
唯一性:惯性的大小只与物体的质量有关。质量越大,惯性越大;质量越小,惯性越小。
(
3
)
非力属性:惯性是物体的固有属性,不是力。不能说
“
受到惯性作用
”
,只能说
“
由于惯性
”“
具有惯性
”
。
3. 惯性与质量的关系
(
1
)
质量是惯性大小的唯一量度。
(
2
)
举例:大卡车比小汽车难刹车,因为大卡车质量大,惯性大,运动状态难改变。
【
知识点睛
】
1.生活中的惯性现象:拍打衣服除尘、跳远助跑、司机系安全带。
2.惯性的利与弊:
(
1
)
利用:投篮、泼水、投掷标枪。
(
2
)
防止危害:汽车安全带、安全气囊、保持车距。
3.解释惯性现象的
“
三步法
”
:
(
1
)
确定研究对象,明确其原来的运动状态(静止或运动)。
(
2
)
分析哪一个物体(或物体的哪一部分)受力作用,运动状态发生改变。
(
3
)
研究对象由于惯性,要保持原来的运动状态,从而出现相应现象。
【
中考命题方向
】
1.惯性概念辨析:判断关于惯性的说法是否正确(如
“
速度大惯性大
”“
受力大惯性大
”
等错误说法)。
2.惯性现象解释:结合生活实例(如汽车刹车、运动员冲刺、锤子套柄),用惯性知识进行解释。
3.惯性的利用与防止:选择题形式,判断哪些措施是利用惯性,哪些是防止惯性带来的危害。
4.
惯性与质量的关系:通过实例分析惯性大小的决定因素。
)
【精讲1】关于惯性,下列说法正确的是( )
A. 物体在静止时才有惯性 B. 物体在运动时才有惯性
C. 物体在任何情况下都有惯性 D. 物体受力时才有惯性
【答案】:C
【解析】:惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都具有惯性,与物体的运动状态和是否受力无关。故A、B、D错误,C正确。
【精讲2】下列实例中,属于利用惯性的是( )
A. 汽车驾驶员要系安全带 B. 司机开车时要系安全带
C. 跳远运动员起跳前要助跑 D. 汽车在进站前要提前关闭发动机
【答案】:C
【解析】:A、B选项是为了防止汽车紧急刹车时,人由于惯性向前倾倒而带来的危害,属于防止惯性;C选项助跑是利用惯性使运动员跳得更远,属于利用惯性;D选项关闭发动机后汽车滑行,是利用惯性,但不如C选项典型。故正确答案为C。
【精讲3】以下关于惯性的说法正确的是( )
A.操场上的足球越滚越慢,足球的惯性越来越小
B.由牛顿第一定律可知物体只有不受力时才具有惯性
C.足球被踢出后,在空中受到惯性作用继续向前运动
D.鸭子上岸后振动翅膀将水抖落是惯性的利用
【答案】D
【解析】A、操场上的足球在滚动过程中质量不变,所以足球的惯性不变,故A错误;B、惯性它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质,一切物体任何情况下都具有惯性,故B错误;C、足球被踢出后,由于惯性在空中继续向前运动,惯性是物体的一种性质,不能说“受到惯性作用”,故故C错误;D、鸭子上岸后振动翅膀将水抖落,是由于水具有惯性,保持原来运动状态,最终从鸭子身上掉下来,故D正确。
(
【
解题方法点拨
】
1.概念判断技巧:牢记
“
一切物体、任何情况、只与质量有关
”
三个核心点,快速排除错误选项。
2.现象解释步骤:
(
1
)
先定
“
原状态
”
(静止或运动)。
(
2
)
再找
“
变状态
”
(哪个物体或部分受力改变了运动)。
(
3
)
最后说
“
因惯性
”
(研究对象保持原状态,导致现象)。
3.利用与防止区分:目的是
“
让物体保持原运动状态或改变原运动状态
”
,利用则为助力,防止则为避免伤害。
)
【跟踪练1】下列关于惯性的说法中,正确的是( )
A. 物体只有在不受力时才有惯性 B. 物体只有在运动时才有惯性
C. 物体的质量越大,惯性越大 D. 物体的速度越大,惯性越大
【答案】:C
【解析】:惯性是物体的固有属性,一切物体都有惯性,与受力情况和运动状态无关,故A、B错误;惯性的大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,与速度无关,故C正确,D错误。
【跟踪练2】汽车在平直的公路上匀速行驶,站在车上的乘客突然向前倾倒,这说明汽车此时正在( )
A. 突然加速 B. 突然减速 C. 突然左转 D. 突然右转
【答案】:B
【解析】:乘客原来和汽车一起匀速向前运动,当汽车突然减速时,汽车的底部随汽车一起减速,而乘客的上部由于惯性,要保持原来的向前运动状态,所以会向前倾倒。故正确答案为B。
【跟踪练3】下列实例中,属于防止惯性带来危害的是( )
A. 洗衣机脱水桶高速旋转把衣服上的水甩掉
B. 运动员投掷铅球时,铅球出手后继续向前运动
C. 汽车刹车时,站在车上的人会向前倾倒
D. 汽车行驶时,司机和乘客要系安全带
【答案】:D
【解析】:A、B选项是利用惯性;C选项是惯性带来的现象,不是防止措施;D选项系安全带是为了防止汽车紧急刹车时,人由于惯性向前撞击车身而受伤,属于防止惯性带来的危害。故正确答案为D。
【跟踪练4】骑自行车下坡的过程中,其惯性( )
A.不变 B.先变小后变大 C.变大 D.先变大后变小
【答案】A
【解析】惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟运动速度没有关系,骑自行车下坡时,自行车的质量不变,惯性大小不变。故选:A。
六.基础过关
(一).选择题
1.如图是探究阻力对运动物体的影响的实验装置.下列说法错误的是( )
A. 每次实验时,应使小车从同一高度由静止开始滑下
B. 每次实验时,应保持水平桌面的粗糙程度相同
C. 水平表面越粗糙,小车的速度减小得越快
D. 实验表明,一切物体都有保持原有运动状态不变的特性
【答案】B
【解析】A.探究阻力对运动物体的影响的实验时,每次实验时,应使小车从同一高度从静止开始滑下,以保证小车到达水平面时的速度相等,故A正确;B.每次实验时,应改变水平接触面的粗糙程度,从而改变摩擦力的大小,研究运动距离与摩擦力的关系,故B错误;C.水平表面越粗糙,小车的速度减小得越快,运动的距离越近,故C正确;D. 实验表明,一切物体都有保持原有运动状态的特性,即惯性,经过合理推理可得,没有摩擦力时物体会保持匀速直线运动,故D正确.选D.
2.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.做匀速直线运动 C. 继续来回摆动 D.做匀速圆周运动
【答案】A
【解析】当秋千运动到最高点时,人和秋千在这一瞬间是静止的,所以当此时外力全部消失时,人和秋千都会保持静止的状态不再改变。故选A。
3.公交驾驶员进行驾驶技能比赛时,可通过“一杯水”来考验驾驶员的行车技术.将一杯水静置在公交车的置物台上(如图),司机突然刹车时,杯中水可能发生的情况是( )
A. 仍保持水平 B. 将向前溢出 C. 将向后溢出 D. 会溢出,但不能确定溢出方向
【答案】B
【解析】水与汽车一起向前运动,当司机紧急刹车时,由于惯性,水还要保持原来的运动状态,从而向前运动且溢出,故选B.
4.水平飞行的飞机在目标的正上方空投一个木箱(如图),则木箱落地时的位置
A. 在目标处 B. 在目标的前方 C. 在目标的后方 D. 无法确定
【答案】B
【解析】水平飞行的飞机在目标的正上方空投一个木箱,原来木箱处于运动状态,当离开飞机后由于惯性仍保持原来的运动状态,所以木箱在下落的同时还会继续向前运动,故木箱会落到目标的前方。故选B。
5. 图为小车载着木块向右运动过程中发生的现象,下列判断正确的是
A. 都是在小车突然停止时发生
B. 都是在小车突然起动时发生
C. 图甲所示的现象是小车在运动中突然停止或突然加速时发生
D. 图乙所示的现象是小车在运动中突然停止或突然减速时发生
【答案】D
【解析】甲图:木块与小车一起运动,当小车突然加速或启动时,下端受摩擦力随车加速,木块上端仍保持原来的静止或低速状态,使得木块向后倾倒;乙图:木块与小车一起运动,当小车突然减速或停止时,下端受摩擦力随车减速,木块上端仍保持原来的运动状态,使得木块向前倾倒.综上分析可知,选项ABC错误,D正确.
6. 一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面,桌面上的A处有一小球。若车厢中的旅客突然发现小球沿图(俯视图)中的虚线从A点运动到B点。则由此可以判断列车的运行情况是 ( )
A. 减速行驶,向北转弯 B. 加速行驶,向南转弯
C. 减速行驶,向南转弯 D. 加速行驶,向北转弯
【答案】C
【解析】小球与水平面间的摩擦可以不计,所以小球在水平面内不受力作用,始终与列车一起向前做匀速直线运动,发现小球沿如图(俯视图)中的虚线从A点运动到B点。知列车和桌子的速度慢下来,小球要保持以前的速度继续运行,所以会向前运动。出现如图的曲线,是因为桌子跟着列车向南拐弯,而小球要保持匀速直线运动。故选C。
7. 打篮球是大家喜爱的体育运动.向空中斜抛出去的篮球运动轨迹如图所示,不考虑空气阻力的影响,下列说法中正确的是( )
A. 篮球能继续运动,是因为受到力的作用 B. 篮球落向地面是由于篮球具有惯性
C. 篮球若不受重力,将失去惯性 D. 篮球受到重力作用,运动状态发生改变
【答案】D
【解析】A选项篮球能继续运动,是因为篮球具有惯性保持原来的运动状态;B选项篮球最终落向地面是由于受到重力的作用;C选项一切物体在任何情况下都有惯性;D选项速度大小的改变、运动方向的改变都是运动状态的改变,重力使篮球的运动方向发生了改变.
8. 科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段,在研究和解决问题的过程中,不仅需要相应的知识,还要注意运用科学方法.理想实验有时更能深刻地反映自然规律.关于力和运动的关系伽利略设想了一个思想实验,如图所示.以下为他的设想步骤:
①减小第二个斜面的倾角,小球在这斜面上仍然要达到原来的高度;
②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;
③如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度;
④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做持续的匀速直线运动.
上述理想实验的设想步骤按正确的顺序排列是( )
A. ②③①④ B. ②①④③ C. ③②①④ D. ①②③④
【答案】A
【解析】伽利略的观点是在实验事实的基础上,经过推理概括得出结论,第一步是实验事实,即②;小球滚到右侧斜面的高度与小球自由放手的位置接近,摩擦越小越接近,得出推理,如果无摩擦,小球上升的高度与自由放手位置相同,即第二步是③;继续推理,在无摩擦的情况下如果改变右侧斜面的倾斜程度,减小倾角,仍能使小球上升的高度与自由放手的位置相同,即第三步是①;继续大胆推理,在无摩擦的情况下,右侧斜面继续减小倾角为0,即水平,则小球永远运动,即第四步是④.按照这样的思维程序排列顺序.故顺序为:②③①④。
故选A。
9. 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,能减小因突然减速对司机造成的伤害
B. 有了头枕,能减小因撞上前车对司机造成的伤害
C. 系上安全带,能减小因后车撞击对司机造成的伤害
D. 系上安全带,能减小因紧急刹车对司机造成的伤害
【答案】D
【解析】AB.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AB错误;CD.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,故C错误、D正确;故选D。
10. 图中不属于惯性现象的是( )
A. 不蹬地滑板车继续前行 B. 紧固锤头
C. 安全气囊 D. 撑杆跳运动员上升过程
【答案】D
【解析】A.不再蹬地滑板车继续前行,是因为滑板车具有惯性,仍要保持原来的运动状态,属于惯性现象,故A不符合题意;B.撞击中,锤头和锤柄一块运动,锤柄受力静止,而锤头由于惯性还要继续运动,与锤柄结合的更结实,属于惯性现象,故B不符合题意;C.当汽车的前部遇到撞击时,汽车迅速减速,而人由于惯性会前倾,安全气囊可对人起到保护作用,属于惯性现象,故C不符合题意;D.撑杆跳运动员上升过程是受到杆的弹力,是弹性势能转化为人的动能和重力势能,不是惯性现象,故D符合题意。故选D。
11. 有一架飞机沿水平方向向左做匀速直线运动,每隔1 s从飞机上投掷一包救灾物资.当有三包救灾物资落下且未落至地面时,若不计空气的阻力影响,则这三包救灾物资在空中运动的正确位置排列是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】已知飞机沿水平方向向左做匀速直线运动,每隔1 s从飞机上投掷一包救灾物资,救灾物资由于惯性,保持原来的运动状态不变,继续向前飞行,所以这三包救灾物资在下落过程中,都是以原来的速度向前运动,三包救灾物资由于受重力作用,同时向下做自由落体运动,因此三包救灾物资下落时,在同一铅垂线上,故A正确,选项BCD错误.答案为A.
12. 图示为在一块倾角不变的固定木板上,一小球由静止开始沿着木板自由滚下.则小球离开木板后,其运动的轨迹可能是( )
A. 沿曲线① B. 沿直线② C. 沿曲线③ D. 沿直线④
【答案】C
【解析】如图所示为在一块倾角不变的固定木板上,一小球由静止开始沿着木板自由滚下,小球离开木板后,若不受任何力时,将沿②永远做匀速直线运动.而实际情况是小球会受到重力的作用,所以运动状态不断变化,会沿曲线③运动,故C正确为答案.
(二).填空题
13.2026年人形机器人马拉松赛事中,机器人在水平赛道匀速前进时,若不受外力作用,它将保持______状态;力不是______物体运动的原因,而是______物体运动状态的原因。
【答案】:匀速直线运动;维持;改变
【解析】:由牛顿第一定律,物体不受力将保持原有运动状态;力是改变运动状态的原因,不是维持原因。
14.2026年我国深空探测器在太空关闭动力后,若忽略一切外力,探测器将做______运动;牛顿第一定律又叫______定律;该定律是在实验基础上经______得出的。
【答案】:匀速直线;惯性;科学推理
【解析】:不受外力做匀速直线运动;牛顿第一定律又称惯性定律,靠实验+科学推理得出。
15.“船行碧波上,人在画中游”,若小船不受力,会保持匀速直线运动;原来静止的物体不受力将保持______;一切物体都有保持______不变的性质,这一性质叫______。
【答案】:静止;运动状态;惯性
【解析】:静止物体不受力保持静止;惯性是保持运动状态不变的性质。
16.在探究阻力对物体运动的影响实验中,水平面越光滑,小车滑行越远;若阻力为零,小车将______;牛顿第一定律描述的是______(选填“理想”或“实际”)状态;物体运动状态改变一定受到______。
【答案】:匀速直线运动;理想;力
【解析】:无阻力做匀速直线运动;不受力是理想模型;受力才会改变运动状态。
17.如图所示,用钢尺快速击打支架上的棋子,下方棋子飞出,而上方棋子由于______会落在支架上;这一现象说明力可以______物体的运动状态;一切物体都有保持原来______不变的性质,这就是惯性。
【答案】:惯性;改变;运动状态
【解析】:上方棋子原本静止,下方棋子受力飞出后,上方棋子因惯性保持静止状态,最终落在支架上;力使下方棋子由静止变为运动,说明力可以改变物体的运动状态;惯性是物体保持原有运动状态不变的性质。
18. 在一辆水平向右行驶的汽车车厢里其顶壁上挂着一个小球(空气阻力不计)。当出现了如图所示的情景时,汽车在做________(选填“加速”、“匀速”或“减速”)运动。此时汽车受到的牵引力________(选填“大于”、“小于”或“等于”)汽车受到的阻力,此时绳子对球的拉力和球受到的重力________(选填“是”或“不是”)一对平衡力。
【答案】 加速 大于 不是
【解析】如图所示,小球的速度落后于小车的速度,是因为小车突然加速,小球由于惯性保持原来的运动状态,故小球落后于小车。由于小汽车加速运动,说明合力是向右的,可判断出牵引力大于阻力。绳子对球的拉力和球受到的重力都不在同一条直线上,故不是平衡力。
19.2026年我国空间站开展如图所示的惯性模拟实验:旋转平台上的宇航员将储气罐向右侧喷气,平台会因反作用力向左转动;若平台突然停止转动,平台上的小物块会因______继续沿切线方向运动;这说明力是______物体运动状态的原因;牛顿第一定律揭示了物体在不受力时总保持______或匀速直线运动状态。
【答案】:惯性;改变;静止
【解析】:物块原本随平台转动,平台停止后,物块因惯性保持原有运动状态继续运动;力使平台由运动变为静止,说明力可以改变物体的运动状态;根据牛顿第一定律,物体不受力时保持静止或匀速直线运动状态。
20.如图甲所示,木块与小车一起做匀速直线运动,当小车的运动状态发生变化时,木块的状态如图乙所示。把木块换成盛有水的烧杯,重复上述过程,烧杯中水面的状态分别如图丙和丁所示。由图甲、乙或图丙、丁可知:小车运动状态变化的可能情况是 或 (请将两种可能的情况填写完整)。木块和水具有 的性质。
【答案】向右减速运动 向左加速运动 保持原来运动状态不变
【详解】最初木块与小车一起做匀速直线运动,当小车向右做减速运动时,木块下端受摩擦力作用随着车减速,木块上端仍保持原来的运动状态,使得木块向右倾倒;当小车向左做加速运动时,木块下端受摩擦力作用随着车加速,木块上端仍保持原来的运动状态,使得木块向右倾倒。最初烧杯与小车一起做匀速直线运动,当小车向右减速时,烧杯受摩擦力作用随着车减速,烧杯内的水仍保持原来的运动状态,使得水向右倾;当小车向左加速时,烧杯受摩擦力作用随着车加速,烧杯内的水仍保持原来的运动状态,使得水向右倾。由上述实验可知,木块和水都具有保持原来运动状态不变的性质。
(三).解答题
21. 小娟进行探究“阻力对物体运动的影响”实验(如图)。
(1)小娟实验前设计记录实验情况的表格如下表,请将其中所差两项内容a、b补充完整___________。
次数
水平面材料
a:___________
b:___________
1
毛巾
2
棉布
3
木板
(2)小娟的操作步骤(如图所示)如下:
①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。
②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。
③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。
小平的操作步骤中存在错误的是步骤___________(选填“①”、“②”或“③”)。
(3)纠正错误后,进行多次实验。实验过程中小车到达水平面后还能够继续向前运动是由于___________,小车最终停下来是由于受到了___________作用。
(4)对牛顿第一定律的理解,下列说法不正确的是___________
A.物体受到力的作用时,也能静止 B.物体不受力的作用时,也能运动
C.物体受到力的作用,运动状态一定改变 D.物体运动状态改变,一定受到力的作用。
【答案】 (1)小车受到的阻力;小车运动的路程 (2) ② (3)惯性 阻力 (4)C
【解析】(1)进行探究“阻力对物体运动的影响”实验,应包括阻力的大小,以及运动距离的大小。(2)步骤②中。将棉布铺在斜面和木板上,是错误的,因为要保证小车从斜面滑下时的速度相同,斜面上是不能铺上棉布的。(3)惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,所以实验过程中小车到达水平面后还能够继续向前运动是由于惯性。小车最终停下来是由于受到了阻力的作用,即力是改变物体运动状态的原因。(4)A.物体受到力的作用时,也能静止,只要合力为0,故A正确,不符合题意;B.物体不受力的作用时,也能运动,即不受力的作用时会保持匀速直线运动状态,故B正确,不符合题意;C.物体受到力的作用,运动状态不一定改变,如受到平衡力的作用时,运动状态不变,故C错误,符合题意;
D.力是改变物体运动状态的原因,所以物体运动状态改变,一定受到力的作用,故D正确,不符合题意。故选C。
22.两千多年前,亚里士多德认为:力是维持物体运动的原因。下面我们就通过实验和科学家的研究历程来判断这个观点是否正确。
(1)使小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在毛巾表面上移动的距离。再分别换用棉布和木板表面进行两次实验,实验现象如图1所示。
①每次都使小车从斜面顶端由静止滑下,目的是使小车每次到达水平面时______相同。
②根据实验现象可以得出:小车受到的阻力越小,运动的距离______。
(2)十六世纪末,伽利略已通过类似实验和推理得出结论:如果运动的物体没有阻力的影响,它将在水平面上一直运动下去。因此,物体运动______(选填“需要”或“不需要”)力来维持。图2是伽利略的实验和推理示意图,属于推理的是______(选填“甲”或“乙”)。
(3)后来,笛卡尔进一步完善了伽利略的观点:如果运动的物体不受力的作用,它将以同一速度沿直线运动。十七世纪初,牛顿在他们研究的基础上,提出了“牛顿第一定律”,相对于“牛顿第一定律”,笛卡尔的观点有什么不足?______。
(4)上述实验及科学家研究成果给予我们的启示是______。(将正确说法前的字母填写在横线上)
A.科学定律都可以通过实验直接得出 B.科学推理是科学研究的方法之一
C.大多数人认同的观点就是正确的观点 D.普通人观点可以质疑,科学家观点不可以质疑
【答案】(1)①初速度;②远;(2)不需要;甲;(3)牛顿第一定律的内容是一切物体在没有
【解析】(1)①为了使小车滑到水平面时的初速度相同,实验时应让小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,这种研究问题的方法是控制变量法;②小车受到的阻力越小,小车滑行的距离越远;(2)如果运动的物体没有阻力的影响,它将在水平面上一直运动下去。说明物体运动不需要力来维持。图2是伽利略的实验示意图,图1是伽利略的推理示意图;
(3)牛顿第一定律的内容是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,而笛卡尔的观点中,只涉及到了物体做匀速直线运动的情况,没有提及静止物体的运动规律,所以这是他的观点的不足之处;(4)牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律,该定律是在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理概括得出的,即科学推理也是科学研究的方法之一。
23.在探究“阻力对物体运动的影响”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,如图甲,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)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是:使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小 (选填“相等”或“不相等”);
(2)实验中发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”);
(3)推理:本实验中,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做 ;
(4)在此基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出牛顿第一定律,请问;牛顿第一定律在当时 (选填“能”或“不能”)直接由实验得出,理由是: ;
(5)通过上面的探究后,小明再想考虑如下的问题,如图乙,摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时;如果摆球所受的力忽然全部消失,则摆球将 (选填“往回摆”“静止”或“做匀速直线运动”)。
【答案】(1)相等 (2)慢 (3)匀速直线运动 (4)不能 事实上物体不可能存在不受力的情况 (5)静止
【解析】(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。所以,每次都从斜面上同一位置释放,使小车运动到斜面底端时的速度相等。(2)表面越光滑,阻力就越小,小车运动的距离就越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。(3)假如小车受到的阻力为零,即小车不受力,小车的运动状态将不会改变,做匀速直线运动。(4)由上分析可知,事实上物体不可能存在不受力的情况,牛顿第一定律是在实验的基础上,通过推理得出的,不是用实验直接得出的。(5)当摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时,此时小球的动能全部转化为重力势能,速度为零,若不受任何外力,将保持静止状态不变。
24.小涛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、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)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_____,速度减小的越 ________ 。
(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______________。
(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:使小车从斜面上同一位置到达底端水平面时_____________。
(5)在水平面滑行的小车受到的重力和小车对水平面的压力__(“是”或“不是”)一对平衡力。
(6)上述探究实验中用到的研究方法有科学推理和_______________。
【答案】(1)b(2)长;慢(3)匀速直线(4)初速度相同(5)不是(6)控制变量法
【解析】(1)实验的变量是水平面的粗糙程度,需保证小车到达水平面的初速度相同,因此应让小车从同一斜面的同一高度滑下,步骤b中把棉布铺在斜面上,改变了小车下滑的阻力,会使初速度不同,所以错误的是b。(2)阻力越小,小车运动状态改变越慢,运动的距离越长,速度减小得越慢。(3)根据实验推理,若物体不受阻力,将保持原有运动状态,做匀速直线运动。(4)让小车从斜面同一位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的初速度相同,这是控制变量法的应用。(5)小车在水平面上受到的重力竖直向下,支持力竖直向上,这两个力是一对平衡力;但小车受到的重力和小车对水平面的压力,受力物体不同(重力受力物体是小车,压力受力物体是水平面),因此不是一对平衡力。(6)实验中控制小车初速度相同,用到控制变量法;通过实验现象推理不受力时的运动状态,用到理想实验法(科学推理法),题目中已给出“科学推理”,因此填控制变量法。
25.阅读短文,回答问题.
失重
“天宫课堂”第四课开课.宇航员用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,分别使重物处于静止和匀速下降状态.再让其加速下降,同学们发现,重物在静止和匀速下降时,弹簧测力计的示数相同,即等于物体所受的重力;而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小,好像物体的重力突然间减小了,宇航员解释说:“这在物理学上称为失重现象.失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象.如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯地面压力就小于人受到的重力”,小灰在老师指导下到电梯内做失重实验.她将一个体重秤放在电梯水平地面上,然后站上秤台,在电梯向下运动的过程中,她记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数随时间的变化图像如图甲所示.已知小灰的实际质量为60 kg,g取10 N/kg.
(1)根据图甲分析,小灰在__________1(填“0~t1”“t1~t2”或“t2~10 s”)段时间内处于失重状态.
(2)在(1)的时间段内,小灰所受支持力为_________N,合力为______N.
(3)分析图甲可知,在t2~10 s时间段内小灰对秤台压力___(填“>”“<”或“=”)她的重力.
(4)若下降中体重秤示数为零,即说明他对体重秤压力F为零,我们称这种现象为完全失重.如果物体所受合力的大小与物体质量关系为F合=ma,其中物理量a称为加速度,小灰在电梯里所受合力大小为F合=G-F,当小灰完全失重时加速度a=_______.
(5)如图乙所示,在2022年3月23日下午空间站里,宇航员完成了太空抛物实验.实验中,王亚平把冰墩墩正对着叶光富手的方向顺手一推,只见冰墩墩稳稳地沿着她原来抛出去的方向,一路飘到了同伴叶光富的手里.冰墩墩在空间站微重力环境中,受到的重力作用几乎可以忽略,在空间站坐标系下,离开人手后冰墩墩不受外力作用,它在空中飞行做匀速直线运动,这个小实验验证了__________定律的正确性,也说明物体的运动________(填“需要”或“不需要”)力来维持.
【答案】(1)0~t1(2)600 N;150 N.(3)>(4)10 N/kg(5)牛顿第一;不需要.
【解析】:(1)0~t1时间内体重秤显示数据明显小于重力,因而处于失重状态.(2)0~t1时间内体重秤的示数为45 kg,压力等于显示示数的重力,小灰对秤台的压力:F′=G′=m′g=45 kg×10 N/kg=450 N,支持力与压力大小相等,故为450 N,重力G=mg=60 kg×10 N/kg=600 N;合力为F合=G-F′=600 N-450 N=150 N.(3)根据图甲可知,在t2~10 s时间段内,体重秤的示数大于他的实际质量60 kg,小灰处于超重状态,他对秤台的压力大于他的重力.(4)完全失重时,他对体重秤的压力F=0;此时他受到的合力:F合=G-F=G-0=G,根据F合=G=ma=mg可知,小灰完全失重时加速度为a=g=10 N/kg.(5)冰墩墩被推出后,处于运动状态,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,这个实验直接证明了牛顿第一定律,也说明了物体的运动不需要力来维持.
七.知识清单
1.在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,让小车从斜面的______高度由静止滑下,目的是使小车到达水平面时具有______的初速度;水平面越光滑,小车受到的阻力越______,滑行的距离越远。
2.上述实验中,若小车受到的阻力为零,它将做______运动;该实验采用了______法,在实验事实基础上进行科学推理得出结论。
3.牛顿第一定律的内容是:一切物体在______的作用时,总保持______状态或______状态。
4.牛顿第一定律揭示了______与运动的关系,它______(选填“能”或“不能”)用实验直接验证,因为不受力的物体在现实中不存在。
5.牛顿第一定律又叫______定律,它否定了“力是______物体运动的原因”这一错误观点,明确了力是______物体运动状态的原因。
6.惯性是指一切物体都有保持原来______不变的性质;惯性是物体的一种______,与物体是否受力、是否运动______(选填“有关”或“无关”)。
7.惯性的大小只与物体的______有关,越大,惯性越大,物体的运动状态越(选填“容易”或“难”)改变。
8.如图所示的惯性实验中,用钢尺快速击打下方棋子,下方棋子受力飞出,而上方棋子由于_____保持原来的_____状态,最终落在支架上;这一现象说明力可以______物体的运动状态。
9.汽车紧急刹车时,乘客会向______(选填“前”或“后”)倾倒,这是因为乘客具有______;汽车匀速行驶时,牵引力与阻力______,运动状态保持不变。
10.在匀速转动的圆盘实验中,若圆盘与物块间的摩擦力突然消失,物块将因______沿______方向做匀速直线运动;这印证了牛顿第一定律,即物体不受力时运动状态______。
11.跳远运动员起跳前要助跑,是利用______使起跳后能继续向前运动,从而提高成绩;助跑速度越大,起跳后由于惯性保持的______越大,运动距离越远。
12.拍打衣服可以除去灰尘,是因为衣服受力运动,而灰尘由于______保持原来的______状态,从而与衣服分离;这一现象说明______是维持物体运动状态的原因。
13.2026年我国深空探测器在太空关闭动力后,若忽略一切外力,探测器将做______运动;这一现象直接体现了______定律,也说明惯性是物体的______属性。
14.静止在桌面上的茶杯,若所有外力同时消失,它将保持______状态;正在匀速直线行驶的汽车,若所有外力同时消失,它将保持______状态;这都符合______定律的内容。
15.惯性现象有利有弊:跳远助跑、拍打灰尘是利用______;汽车限速、系安全带是为了防止______带来的危害;惯性的大小只由______决定。
【答案】1.同一;相同;小 2.匀速直线;科学推理(或理想实验) 3.没有受到力;静止;匀速直线运动 4.力;不能 5.惯性;维持;改变 6.运动状态;固有属性;无关 7.质量;质量;难 8.惯性;静止;改变 9.前;惯性;平衡(或大小相等、方向相反、作用在同一直线上) 10.惯性;切线(或原运动);不变 11.惯性;运动速度(或运动状态) 12.惯性;静止;惯性 13.匀速直线;牛顿第一(或惯性);固有 14.静止;匀速直线运动;牛顿第一(或惯性) 15.惯性;惯性;质量
八.强化提优
(一)选择题
1. 如图,在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中( )
A. 小车在斜面上所受的重力的方向与斜面垂直
B. 下滑过程中,小车运动状态不变
C. 在同样条件下,水平面对小车的阻力越大,小车前进得越远
D. 小车滑到水平面上,由于惯性,会继续前进一段距离
【答案】D
【解析】A.重力的方向总是竖直向下的,故A错误;B.下滑过程中,小车速度一直在变化,故运动状态不断在变化,故B错误;C.在同样条件下,水平面对小车的阻力越大,速度减小得越快,小车前进距离越近,故B错误;D.小车能在水平面上继续滑行一段距离,是由于小车具有惯性,故D正确。故选D。
2. 伽利略的理想实验将可靠的事实和理论结合起来,如图是伽利略的理想实验让小球从斜面AO上某处静止释放,沿斜面滚下,经O点滚上斜面OB。有关他的理想实验程序内容如下:
(1)减少第二个斜面OB的倾角,小球在这个斜面上仍能达到原来的高度,但这时它要运动的远些;(2)两个对接的斜面中,使静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;
(3)如果没有摩擦,小球上升到释放的高度;(4)继续减少斜面OB的倾角,小球到达同一的高度时就会离得更远,最后使斜面OB处于水平位置,小球沿水平面做持续的匀速直线运动;有关理想实验程序先后顺序排列的正确选项是( )
A. 事实(2)→事实(1)→推论(3)→推论(4)
B. 事实(2)→推论(1)→推论(3)→推论(4)
C. 事实(2)→推论(3)→推论(1)→推论(4)
D. 事实(2)→事实(1)→推论(4)→推论(3)
【答案】C
【解析】根据实验事实(2)得出实验结果:如果没有摩擦,小球将上升到释放时高度;即(3),进一步假设若减小第二个斜面的倾角,小球在这斜面上仍然要达到原来的高度,即得出(1);继续减小角度,最后使它成水平面,小球将沿水平面做持续匀速运动,即(4)。在现实生活中我们看到,如果小球从一端滚下,一定会滚到另一侧,故(2)是事实;综上分析知,故ABD错误,C正确。故选C。
3. 公交车上安装有拉环,避免乘客由于车突然启动或刹车摔倒。如图是水平向右匀速运动公交车内一名乘客没有抓住拉环的示意图。如果在急刹车时,该乘客摔倒方向和拉环摆动方向的示意图应是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】人、车、拉环一起向右做匀速直线运动,紧急刹车,车的速度减小,拉环的上部与人的下部随车一起速度减小,由于惯性,拉环要保持原来的运动状态继续前进,拉环向前摆动,人由于惯性,身体要向前倾倒,由图示可知,A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
4. 如图所示,教室里悬挂电灯处于静止状态,如果它受到的所有的外力突然全部消失,它将( )
A. 加速下落 B. 匀速下落 C. 减速下落 D. 保持静止
【答案】D
【解析】教室里悬挂的电灯处于静止状态,如果它受到的所有的外力突然全部消失,根据牛顿第一定律可知,电灯的运动状态将不做任何改变,即仍保持静止状态.故选D.
5. 如图所示,船在海上匀速航行,小明同学在甲板中央竖直向上跳起,则小明下落时( )
A. 可能从船后落水 B. 落在起跳点后 C. 落在起跳点前 D. 仍落在起跳点
【答案】D
【解析】由题意可知,原来小明随轮船一起做匀速直线运动.当小明竖直向上跳起后,由于小明具有惯性,他在水平方向上仍保持原来的速度不变,在空中继续向前运动.所以等他落到甲板上后,他和轮船在水平方向上通过了相同的距离,仍落在起跳点上.
6. 运输机参加抗震救灾,在沿水平向右作匀速直线运动过程中,间隔相同时间从飞机上静止释放四个相同的物资。下图能正确表示物资着地位置的是(地面水平,空气阻力不计)( )
A. B.C. D.
【答案】A
【解析】飞机沿水平向右作匀速直线运动过程中,间隔相同时间从飞机上静止释放四个相同的物资,空气阻力不计,物资由于惯性,保持与飞机相同的速度继续向前飞行,因此在水平方向速度相等,在重力的作用下向下落,因此落地时水平方向间隔的距离相等,且最先落地的是最早释放的物质,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
7. 如图所示,在一辆表面光滑的小车上,放有质量分别为m1 、m2的两个小球,随车一起做匀速直线运动。当车突然停止运动,则两小球(设车无限长,其它阻力不计)( )
A. 一定相碰 B. 一定不相碰 C. 若m1 < m2, 则一定相碰 D. 若m1 > m2,则一定不相碰
【答案】B
【解析】车停止前,两个小球和小车一起做匀速直线运动,并且两个小球和小车具有共同的速度,当小车突然停止时,由于小球在光滑接触面上,因此两个小球由于惯性,还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动,由于两球的速度相同,相等时间内通过的路程相等,因此两个小球间的距离不变,一定不会相碰,故选B。
8. 如图是足球运动员踢足球时的情景,下列说法错误的是
A. 足球在空中继续运动是由于惯性
B. 脚踢球才使球飞起来,说明力是维持物体运动的原因
C. 脚踢球时,既改变球的形状,又改变了球的运动状态
D. 脚踢球时,球也对脚施加了一个力
【答案】B
【解析】A.脚踢球,使球飞出去,球由于惯性在空中继续运动,故A正确,不符合题意.
B.脚踢球才使球飞起来,说明力可以改变物体的运动状态,故B错误,符合题意为答案.
C.力的作用效果是改变物体的形状和改变运动状态,因此脚踢球时,既改变球的形状,又改变了球的运动状态,故C正确,不符合题意.D.由于力的作用是相互的,脚踢球时,脚对球施加力的同时足球对脚也施加了一个力,故D正确,不符合题意.
9.如图所示,小球沿弧形斜槽从 A 点运动到水平轨道的 B 点时,如果小球受到的外力突然全部消失,那么小球的运动状态将是( )
A. 匀速直线运动 B. 立即停止运动 C. 速度越来越快 D. 速度越来越慢
【答案】A
【解析】由牛顿第一运动定律可知,物体不受外力时将保持原来的运动状态不变,因此小球沿弧形斜槽从A点运动到水平轨道的B点时,如果小球受到的外力突然全部消失,则小球的运动状态不会改变,即小球将做匀速直线运动;
10.小明得到一个玩具吹镖(由一个细长筒和金属镖头组成),想试着用它去射地上的目标.他把重为G的小镖头以一定速度正对着目标A点吹出,如图.忽略镖头运动时所受的空气阻力,下列关于镖头能否射中A点的预测中,正确的是( )
A. 一定能够射中A点 B. 一定射在A点左侧
C. 一定射在A点右侧 D. 控制速度大小,以上都有可能
【答案】C
【解析】小镖头以一定速度正对着目标A点吹出后,镖头由于惯性继续朝A运动,此过程中,忽略镖头运动时所受的空气阻力,镖头只受到重力这一个力的作用(非平衡力),所以镖头还会沿重力方向向下运动,故镖头做斜向下的曲线运动,由此可知镖头会落在A的右侧。
故选C。
11. 如图所示,在汽车中的悬线上挂一个小球m,当汽车运动时,悬线将与竖直方向成某一固定角度,若在汽车底板上还有一个相对于汽车静止的物体M,则关于汽车的运动情况和物体M的受力情况分析正确的是( )
A. 汽车一定向右做加速运动
B. 汽车一定向左做加速运动
C. M除受到重力、底板的支持力作用外,还一定受到向右的摩擦力作用
D. M除受到重力、底板的支持力作用外,还可能受到向左的摩擦力作用
【答案】C
【解析】AB.以小球为研究对象,小球向左运动,由于小球具有惯性,所以汽车有两种可能,即可能向右做加速运动,也可能向左做减速运动,故AB错误,符合题意;CD.据上面的分析可知,木块M相对于汽车有向左运动趋势,此时木块M会受到一个向右的摩擦力,故M除受到重力、底板的支持力作用外,还一定受到向右的摩擦力作用,故C正确,不符合题意,D错误,符合题意。故选C.
12.关于以下几个力学现象,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,某同学站在体重计上,她受到的重力和支持力是一对相互作用力
B. 乙图中,地球是球形的,地球上的人们受到的重力方向是指向地心的
C. 丙图中,用一根细线拴一块橡皮,使橡皮绕手做匀速圆周运动,橡皮的运动状态没有发生变化
D. 丁图中,小球并没有随弹出的金属片飞出,因为小球不具有惯性
【答案】B
【解析】解:A、某同学站在体重计上,她受到的重力和支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一平衡力,故A错误;B、地球上物体由于地球的吸引而受到的力叫重力,重力的方向是竖直向下的,由于地球是球形的,地球上的人们受到的重力方向是指向地心的,故B正确;C、橡皮绕手做匀速圆周运动,橡皮的运动方向不断发生变化,所以其运动状态不断改变,故C错误;D、小球原来静止,金属片被弹出,小球由于惯性保持原来的静止状态,所以没有飞出,故D错误。故选:B。
(二)填空题
13.2026款智能汽车紧急刹车时,乘客因______向前倾;汽车匀速行驶时牵引力与阻力______;物体不受力时,运动状态______。
【答案】:惯性;平衡;不变
【解析】:前倾是惯性现象;匀速时受力平衡;不受力运动状态不变。
14.古人“推舟于陆”难行,说明力改变运动状态;一切物体在没有受到力的作用时,总保持______或______状态;牛顿第一定律揭示了______与运动的关系。
【答案】:静止;匀速直线运动;力
【解析】:牛顿第一定律核心表述,明确力与运动的关系。
15.立定跳远起跳后,人由于惯性继续向前运动;若在空中所有外力消失,人将做______;惯性大小只与物体的______有关;力是改变物体______的原因。
【答案】:匀速直线运动;质量;运动状态
【解析】:不受力做匀速直线运动;惯性只由质量决定;力改变运动状态。
16.2026年6G试验卫星在轨运行,若外力全部消失,卫星将______;静止的卫星不受力会保持______;牛顿第一定律不能用______直接验证。
【答案】:匀速直线运动;静止;实验
【解析】:卫星不受力保持匀速直线运动;静止物体不受力仍静止;该定律靠推理,无法直接实验验证。
17.用洗衣机给湿衣服脱水时,是利用 (选填“衣服”或“水”)具有惯性;货车超载时货车的惯性 (选填“变大”、“不变”或“变小”);请写出一个减小惯性危害的事例,
【答案】水 变大 汽车安全带可以减小惯性带来的危害
【解析】洗衣机中衣服脱水时,水与衣服高速转动,衣服被滚桶挡住,而水由于惯性保持原来的运动状态,离开了衣服。故洗衣机中衣服脱水时,是利用水具有惯性。惯性大小与质量有关,货车超载时火车质量变大,惯性变大。急停时,由于人有惯性要保持原来的运动状态,向前运动,安全带可以阻止人向前运动,减少由此带来的危害。
18.3月23日下午空间站“天宫课堂”,宇航员完成了太空抛物实验。实验中,只见王亚平把冰墩墩正对着叶光富手的方向顺手一推,只见冰墩墩稳稳地沿着原来抛出去的方向,一路飘到了同伴叶光富的手里。冰墩墩离开手后能继续运动是由于它具有 。如图,冰墩墩在太空中处于失重状态,在空中不受力的作用,它在空中飞行做 运动;这个小实验直接验证了 定律。
【答案】惯性 匀速直线 牛顿第一
【解析】冰墩墩原来与手一起运动,离开手后,由于惯性,继续运动。冰墩墩不受力,不会改变运动状态。故离开手后运动的冰墩墩做匀速直线运动。这个实验证明:运动的物体,如果不受力,会保持匀速直线运动——这是牛顿第一定律的内容。同时,不受力的冰墩墩,还能在空中做匀速直线运动,这说明运动不需要力来维持。
19.交通事故发生“追尾”,汽车B刹车后由于 仍撞到汽车A;此时对汽车B中的司机起保护作用的是 (选“安全气囊”或“汽车头枕”)。而 (选“安全气囊”或“汽车头枕”)是为了防止后方追尾时造成伤害。
【答案】惯性;安全气囊;汽车头枕
【解析】交通事故发生“追尾”,汽车B刹车后由于惯性 仍撞到汽车A , 此时对汽车B中的司机起保护作用的是 安全气囊,汽车头枕是 为了防止后方追尾时造成伤害。
综上第1空为惯性;第2空为安全气囊;第3空为汽车头枕
20.如图(1)所示,用力打击一摞棋子中间的一个,该棋子由静止开始沿水平方向飞出,由于该棋子在竖直方向受有重力作用,该棋子的运动轨迹将是 (填“直”或“曲”)线;运输液体货物的槽车,液体内部有气泡,如图(2),当刹车时,气泡将向 (选填“车头”或“车尾”),其原因是等体积的情况下,运动 (选填“气泡”或“液体”)的惯性更大。
【答案】曲;车头;液体
【解析】棋子由静止开始水平飞出后,在竖直方向受到重力作用,重力会改变棋子的运动状态,使其运动轨迹发生弯曲,因此运动轨迹是曲线。当刹车时,车的速度突然减小,液体由于惯性会保持原来的运动状态向车头方向运动,进而推动气泡向车头方向移动。惯性的大小与物体的质量有关,等体积的情况下,液体的质量远大于气泡的质量,因此液体的惯性更大。
(三)解答题
21. 用如图所示的实验装置研究运动和力的关系.
(1)每次都让小车从同一个斜面的同一位置由静止开始下滑,是为了使小车在斜面底部时具有相同的____ 。
(2)三次实验中,小车在水平面上受到的摩擦力大小不同,这说明小车受到摩擦力的大小与接触面的____有关。
(3)比较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,小车受到的摩擦力越_______,小车运动的距离越______。
(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,总保持______状态或_______________状态.这就是著名的牛顿第一定律牛顿第一定律。
【答案】 (1)初速度 (2)粗糙程度 (3)小 远 (4)静止 匀速直线运动
【解析】(1)用同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下是为了使小车到达水平面时小车的初速度相同。(2)在这三次实验中,第一次实验小车在毛巾表面上运动的距离最短,这表明小车在毛巾表面上受到的摩擦力最大,毛巾表面要比棉布表面和木板表面粗糙,说明小车受到摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。(3)由图示实验可知:水平面越光滑,小车受到的摩擦力越小,小车的距离越远,小车速度变化越慢。(4)从实验可以得出,小车受到的阻力越小,小车滑行的距离越远;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,总保持静止状态或匀速直线运动状态,这就是著名的牛顿第一定律。
22.人类对“运动和力的关系”的认识经历了一个曲折漫长的探索过程.
(1)古希腊哲学家亚里士多德认为: . 这一根据生活经验和事物表象得出的错误观点被人们沿用了近2000年.
(2)17世纪,伽利略通过理想斜面实验,正确地揭示了“运动和力的关系”.如图所示,伽利略的斜面实验有如下步骤:
①减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度.
②有两个对接的斜面,让小球沿一个斜面从静止滚下,小球将滚上另一个斜面.
③如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度.
④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成为水平面,小球将沿水平面以恒定的速度持续运动下去.
上述步骤中,有的属于可靠事实,有的则是科学推论,将这些事实和推论进行分类排序,以下正确的是( ).
A.事实②→事实①→推论③→推论④ B.事实②→推论①→推论③→推论④
C.事实②→推论①→推论④→推论③ D.事实②→推论③→推论①→推论④
(3)伽利略得出:运动物体如果不受其他物体的作用,将会 ,伽利略由此开创了实验和推理相结合的科学研究方法.
【答案】(1)力是维持物体运动的原因(2)D(3)保持匀速直线运动状态
【解析】(1)古希腊哲学家亚里士多德根据生活经验和事物表象,得出力是维持物体运动的原因的观点,这一错误观点被沿用了近2000年。(2)伽利略的斜面实验中,事实是能直接观察到的现象,即②有两个对接的斜面,让小球沿一个斜面从静止滚下,小球将滚上另一个斜面;①减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。科学推论是在事实基础上通过推理得出的结论,即③如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度;④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球将沿水平面以恒定的速度持续运动下去。因此正确排序为事实②→事实①→推论③→推论④,选D。(3)伽利略通过实验推理得出:运动物体如果不受其他物体的作用,将会保持匀速直线运动状态,这为牛顿第一定律的得出奠定了基础。
23.如图所示,在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,小明同学让小车自斜面上某位置滑下,分别观察小车从斜面上滑下后,在粗糙程度不同的水平面上运动的距离,同时用旗子标记小车在平面上停止后所处的位置。根据实验情形回答下面的问题:
(1)为了使小车到达水平面时的速度相同,下列要求正确的是 ;
A.斜面必须光滑 B.小车必须从斜面上同一位置由静止滑下
C.斜面倾斜程度可以不同 D.小车必须从斜面上不同位置由静止滑下
(2)小明完成实验后记录现象如图甲、乙、丙所示,他对实验现象进行了以下逻辑分析:
①小车到达水平面后不能立即停下来,是因为小车具有 ,小车最终在水平面上停下来,是因为 ;
②小车在甲、乙、丙三种情况下滑行时,受阻力最大的是 ,这是根据 (滑行距离/粗糙程度)判断的;
(3)由上述实验推测,若小车在水平面上所受的阻力为零,它将做 (匀速/变速)直线运动。
【答案】(1)B;(2)①惯性;受到摩擦力的作用;②甲;滑行距离;(3)匀速。
【解析】(1)实验中每次让小车从斜面上同一位置由静止开始自由下滑,是为了使小车到达水平面时具有相同的初速度,故B正确;(2)①小车到达水平面后,小车由于惯性还会继续向前运动,不能立即停止;小车最终在水平面上停下来,是因为受到摩擦力的作用;
②由图知小车在毛巾表面滑行的距离最小,受到的阻力最大;(3)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,若小车在水平面上所受的阻力为零,它的运动速度就不会变化,即它将做匀速直线运动。
24.利用如图所示的装置,探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)让小车从同一高度由静止滑下,目的是为了控制小车每次滑到水平面时的 相同;
(2)实验通过观察______(选填字母)来反映阻力对物体运动的影响;
A.小车滑行的距离 B.接触面的粗糙程度
(3)由实验可以知道,小车在 (选填“毛巾”“棉布”或“木板”)表面上运动时受到摩擦力(即阻力)小,速度减小得慢;
(4)下列对此实验的分析或推理正确的是______;
A.实验中运动的小车会停下来,说明运动要靠力来维持
B.如果小车在水平面运动时不受阻力,它就不会停下来
(5)上述实验除了用到实验推理的方法外,还用到了转换法和 法;
(6)下雨天气路面湿滑,阻力较小,结合该实验结论,开车时应 才能保证行驶安全(写出一个合理答案即可)。
【答案】(1)速度(2)A(3)木板(4)B(5)控制变量(6)保持车距
【解析】(1)根据控制变量法,要控制小车到达水平面时的速度相同,所以实验时让小车从同一高度由静止滑下。(2)阻力对物体运动的影响不易观察,实验时通过比较小车在水平面上移动的距离来反映阻力对物体运动的影响,采用了转换法。故选A。(3)由图可知,木板表面最光滑,小车受到的阻力最小,小车运动状态改变得最慢,所以小车在木板表面运动得最远。(4)A.实验中运动的小车会停下来,是因为小车受到阻力的作用,说明力的改变物体运动状态的原因,故A错误;B.如果小车在水平面运动时不受阻力,则它的运动状态将不会发生改变,即它就不会停下来,故B正确。故选B。(5)实验控制小车达到水平面上的初速度相同,采用同一小车,压力大小相同,所以还采用了控制变量法。(6)下雨天气路面湿滑,阻力较小,刹车时,车运动状态改变的较慢,车从刹车到停下来经过的路程较远,所以开车时应增大与前车的车距才能保证行驶安全。
25.古希腊学者亚里士多德曾给出这样一个结论:物体的运动要靠力来维持。因为这个结论在地球上不能用实验来直接验证,直到一千多年后,才有伽俐略等人对他的结论表示怀疑,并用实验来间接说明。
【设计实验】如下图所示,让小车从斜面的同一高度由静止滑下,观察、比较小车沿不同的平面运动的情况。
(1)实验时让小车从斜面的同一高度滑下。其目的是让小车在粗糙程度不同的平面上开始运动时获得相同的 。
(2)一般人的思维都局限在直接比较小车在不同平面上运动的距离不同,但科学家们却能发现,物体运动的平面越光滑,相同情况下物体受到的 越小,物体运动的距离越长,并由此推理出进一步的结论:运动的物体如果不受外力作用,它将 。
【得出结论】著名的牛顿第一定律就是在此基础上总结出来的。这个定律告诉我们:力不是
物体运动状态的原因,而是 物体运动状态的原因。
【交流评估】
(3)牛顿第一定律是在实验的基础上进行推理论证。以下研究问题的方法与此相同的是 (填字母)。
A.用刻度尺测量长度时,进行多次测量 B.探究声音能否在真空中传播
(4)同学们进行实验时,小车在粗糙程度不同的平面上运动时每次都滑出平面,无法比较物体运动距离的大小。在器材不变的情况下,请你为他们改进一下实验。你的做法是 。
【答案】 【设计实验】(1)速度 (2)阻力 做匀速直线运动 (3)维持 改变 【交流评估】 (4)B 减小斜面的坡度
【解析】 (1)同一小车从同一斜面同一位置由静止开始下滑的目的是使小车到达斜面时的初始速度相同。(2)表面越光滑,小车所受到的摩擦力越小,进一步推想可知,当物体不受外力时,运动状态将不会改变,做匀速直线运动。【得出结论】根据牛顿第一定律可知,力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因。(3)A. 测量长度时多次测量是为了求平均值以减小误差,故A不符合题意;B. 真空闹铃实验中由于无法完全达到真空条件,是根据听到的闹铃声逐渐减小进一步推论得出的结论,则也使用了理想实验法,故B符合题意。故选B。(4)将斜面的坡度减小可以使小车到达斜面的初始速度减小,使滑动的距离变小。
26.阅读短文,回答问题。
科技与竞技交融——2025世界人形机器人运动会中的力与运动奥秘
2025年8月,全球首个以人形机器人为参赛主体的综合性体育盛会“2025世界人形机器人运动会”在国家速滑馆“冰丝带”盛大启幕,来自16个国家的280支队伍围绕26个赛项展开激烈比拼 。其中,人形机器人半程马拉松、百米竞速、体操表演等项目成为焦点,充分展现了机器人在运动控制、环境感知等领域的前沿成果。在百米竞速赛道上,天工ultra机器人以稳健的步伐匀速前进,精准避开障碍;体操表演中,松延动力机器人完成标准广播体操动作,后空翻后平稳落地;足球5V5对抗赛里,机器人球员将足球踢出后,足球依然能向前飞行一段距离。
这些精彩表现的背后,蕴含着深刻的物理原理。机器人在匀速运动时,受到的牵引力与阻力相互平衡;当所有外力突然消失时,机器人的运动状态将遵循特定规律。而足球被踢出后能继续飞行,体操机器人后空翻时能保持一定姿态,都与物体的固有性质密切相关。这场科技盛宴不仅是技术的比拼,更是物理规律的生动演绎,让人们直观感受到力与运动的奇妙联系。
(1)天工ultra机器人在百米竞速中匀速前进时,若所有外力突然消失,它将______,这一现象遵循______定律。
(2)足球5V5对抗赛中,机器人将足球踢出后,足球仍能向前飞行,原因是( )
A. 足球受到向前的推力 B. 足球具有惯性
C. 足球受到重力作用 D. 足球受到空气浮力
(3)松延动力机器人完成后空翻动作时,其惯性的大小与( )有关
A. 运动速度 B. 运动方向 C. 机器人质量 D. 空翻高度
(4)机器人在匀速运动时,牵引力与阻力的关系是______,此时机器人的运动状态______改变。
(5)下列关于机器人运动的说法正确的是( )
A. 机器人减速时,运动状态不改变 B. 机器人的运动需要力来维持
C. 力是改变机器人运动状态的原因 D. 机器人不受力时一定静止
【答案】(1)沿原方向做匀速直线运动;牛顿第一 (2)B (3)C(4)相互平衡(大小相等、方向相反);不 (5)C
【解析】(1)根据牛顿第一定律,物体不受外力时将保持原来的运动状态。机器人原本匀速前进,外力消失后会沿原方向做匀速直线运动,这是牛顿第一定律的直接应用。(2)足球被踢出后,不再受到机器人的推力,A错误;重力和空气浮力会影响足球的运动轨迹,但不是继续向前飞行的原因,C、D错误;足球因具有惯性,要保持原来的运动状态,所以能继续向前飞行,B正确。(3)惯性是物体的固有属性,其大小只与物体的质量有关,与运动速度、方向、高度等因素无关,故选C。(4)机器人匀速运动时,处于平衡状态,牵引力与阻力大小相等、方向相反,相互平衡;平衡状态下物体的运动状态(速度大小和方向)不发生改变。(5)机器人减速时,速度大小改变,运动状态发生改变,A错误;根据牛顿第一定律,物体的运动不需要力来维持,B错误;力是改变物体运动状态的原因,C正确;机器人不受力时,可能静止,也可能做匀速直线运动,D错误。
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