内容正文:
8.1 牛顿第一定律 分层练习题
【核心知识点清单】
1. 牛顿第一定律(惯性定律):一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
2. 惯性的定义:物体保持原来运动状态不变的性质。一切物体都具有惯性,惯性是物体的固有属性,只与质量有关。
3. 力与运动的关系:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
4. 理想实验法:伽利略斜面实验通过“理想化”推理得出运动不需要力来维持。
【易错点提醒】
1. 物体不受力时,将保持“静止或匀速直线运动”,不是一定静止;原来运动则匀速,原来静止则静止。
2. 惯性是性质,不是力;不能说“受到惯性作用”或“惯性力”,只能说“具有惯性”。
3. 惯性大小只与质量有关,与速度、运动状态无关。
【解题技巧点拨】
1. 根据物体受力情况判断运动状态变化:若受平衡力(或不受力),运动状态不变;若受非平衡力,运动状态改变。
2. 解释惯性现象“三步法”:①物体原来处于什么运动状态;②哪个部分受力改变运动状态;③另一部分由于惯性保持原有运动状态。
一、基础层(7题)——覆盖核心概念与简单应用
1.在公园里游玩时,小王同学使用如图所示的无人机拍摄附近的风景。若无人机匀速向上飞行时,所受一切外力全部消失,无人机会( )
A.加速下落 B.匀速下落
C.匀速上升 D.先减速上升再加速下落
【答案】C
【解析】若无人机匀速向上飞行时,根据牛顿第一定律可知,所受一切外力全部消失,无人机会匀速上升。
2.《考工记》中有“马力既竭,轴犹能一取焉”,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,马车受到惯性力的作用
【答案】B
【解析】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力的作用,故D错误。
3.下列实例中属于防止惯性带来的危害是
A.跳远运动员跳远时助跑
B.劳动时,斧头松了,用斧头柄的下端撞击树墩,使斧头被套牢
C.小型汽车驾驶员驾车时必须系好安全带
D.用力拍打刚晒过的被子使灰尘落下
【答案】C
【解析】A、跳远运动员跳远时助跑,即原来运动员是运动的,当其起跳后,由于惯性,会仍然保持运动状态,所以可以取得更好的成绩,是惯性的有利影响,故A错误;
B、锤头松动时,把锤柄的一端在水泥地上撞几下,即该过程中,锤头和锤柄都处于运动状态,当锤柄撞击到地面时运动停止,而锤头由于惯性仍保持运动状态,从而使锤头套紧,是利用惯性的有利影响,故B错误;
C、驾驶员和前排乘客系安全带是为了防止由于惯性而被撞伤,属于防止惯性的不利影响,故C正确;
D、拍打被子时,被子运动,而灰尘由于惯性仍保持原来的静止状态,再由于重力的作用而脱离衣服,是利用惯性的有利影响,故D错误。
4.关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )
A.力是维持物体运动状态的原因
B.不受力的物体,只能保持静止状态
C.牛顿第一定律是凭空想象出来的
D.如果物体不受到力的作用,原来运动的物体将保持原有的速度一直做匀速直线运动
【答案】D
【解析】A、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。物体不受力时,会保持原来的运动状态。错误。
B、不受力的物体,会保持静止状态或匀速直线运动状态,而不是只能保持静止。错误。
C、牛顿第一定律是在大量实验和科学推理的基础上得出的,不是凭空想象的。错误。
D、根据牛顿第一定律,如果物体不受力,原来运动的物体将保持原速度做匀速直线运动,原来静止的物体将保持静止。正确。
5.如图所示现代汽车除了前、后排座位都有安全带外,还安装有安全气囊系统,这主要是为了减轻下列哪种情况出现时可能对人身造成的伤害( )
A.汽车突然启动 B.汽车速度太慢
C.被后方汽车追尾 D.汽车前端发生严重撞击
【答案】D
【解析】当汽车突然急刹车、快速减速或车头遭受剧烈碰撞时,由于惯性作用,车内乘客的身体会继续保持原有的运动状态向前移动。如果没有防护措施,头部和胸部可能会撞击到方向盘、仪表盘等坚硬物体,导致严重受伤。配备安全气囊的车辆在这种情况下会自动触发气囊充气装置。气囊迅速膨胀展开后,能够:增加人体与气囊的接触面积,通过延长缓冲时间来分散冲击力,有效降低单位面积受到的冲击压强,可以显著减轻碰撞对乘员造成的伤害。故D正确,ABC错误;
6.据说牛顿被一个从树上掉落的苹果砸中脑袋,受到启发而发现了万有引力。下列说法正确的是( )
A.苹果从树上掉下是因为受到重力的作用
B.长在树上的苹果不受重力的作用
C.苹果所受重力的施力物体是牛顿
D.若没有重力,成熟的苹果仍会落向地面
【答案】A
【解析】A、苹果从树上掉下,正是因为受到竖直向下的重力作用,改变了它的运动状态。正确。
B、长在树上的苹果同样受到重力,重力是由地球吸引产生的,与苹果是否掉落无关。错误。
C、苹果所受重力的施力物体是地球,而不是牛顿。错误。
D、如果没有重力,成熟的苹果会保持静止或匀速直线运动状态,不会落向地面。错误。
7.关于运动和力,下列说法正确的是( )
A.“风吹草动”说明力是维持物体运动状态的原因
B.物体运动状态改变时一定受到力的作用
C.投篮时,篮球离手后继续飞向篮筐是因为篮球受到惯性力的作用
D.正在水平面上滚动的小球,如果它受到的外力同时消失,那么它将会慢慢停下来
【答案】B
【解析】A.“风吹草动”说明力是改变物体运动状态的原因,故A错误;
B.力是改变物体运动状态的原因,物体运动状态改变时一定受到力的作用,故B正确;
C.篮球离手后继续飞向篮筐是因为篮球具有惯性,惯性不是力,不能说“受到惯性力”,故C错误;
D.外力同时消失时,小球将保持消失瞬间的速度做匀速直线运动,不会慢慢停下,故D错误。
二、提升层(18题)——知识综合运用与实验分析
8.下列四幅图选自中国古代科技著作《天工开物》,对图中场景解释正确的是( )
A.“场中打稻”中将稻粒从稻秆上摔打下来是因为稻粒具有惯性
B.“透火焙干”中把湿纸贴在墙上焙干利用了湿纸受到的重力
C.“水转筒车”中竹筒匀速转动时运动状态没有发生改变
D.“炒蒸油料”中油料随锅铲而动,说明力是维持物体运动的原因
【答案】A
【解析】A、打稻时,稻秆受力快速运动,稻粒由于惯性保持原来静止状态,从而与稻秆分离,故A正确。
B、湿纸焙干是水分汽化(蒸发),和重力无关,故B错误。
C、竹筒匀速转动时,运动方向不断变化,运动状态改变,故C错误。
D、油料随锅铲而动,说明力可以改变物体的运动状态;力不是维持物体运动的原因,故D错误。
故选:A。
9.第33届巴黎奥运会网球女子单打决赛中,中国选手郑钦文2比0战胜克罗地亚选手维基奇夺得金牌,是该项目首位中国奥运金牌得主。关于网球比赛时的情景,下列说法正确的是
A.击出的网球会继续向前运动是因为网球受到惯性的作用
B.击球时,球越来越快,惯性不变
C.不计空气阻力,球飞出后,受到重力和推力
D.网球飞行到最高点时,不受重力的作用
【答案】B
【解析】A.惯性是物体本身固有的属性,不能描述为“受到惯性的作用”,正确表述是网球由于具有惯性继续向前运动,故A错误;
B.惯性大小只和物体的质量有关,与速度无关;击球过程中网球质量不变,因此惯性不变,故B正确;
C.球飞出后,球拍已经和球脱离接触,不再对球施加推力,不计空气阻力时,球飞出后只受重力,故C错误;
D.地球附近的所有物体都受重力作用,网球飞行到最高点时仍然受到重力,故D错误。
10.如图,在体育课上小彬正在投掷实心球,他努力将球向前上方抛出,球沿弧线运动后落地,假如球运动到最高点受到的外力突然全部消失,实心球将会( )
A.水平匀速直线运动 B.静止不动
C.仍沿弧线落回地面 D.竖直向下匀速直线运动
【答案】A
【解析】实心球运动到最高点时,竖直方向的速度为0,水平方向的速度不为0,即实心球处于运动状态,此时所有外力突然消失,根据牛顿第一定律知,实心球将会沿水平方向做匀速直线运动。
11.中国高铁快捷平稳、安全舒适。如图所示,一枚硬币稳稳地站立在高速行驶的高铁列车的窗台上,以下与该现象有关的说法中正确的是( )
A.硬币此时相对于铁路是静止的
B.硬币此时没有惯性
C.若硬币倒向列车前进的方向,说明列车突然减速
D.若硬币倒下,说明硬币受到惯性力
【答案】C
【解析】A、硬币此时和铁路的运动状态不同,所以相对于铁路是运动的,故A错误;
B、任何物体都具有惯性,故B错误;
C、列车突然减速 ,硬币由于惯性,继续保持较大速度前进,所以和列车产生了相对运动,倒向列车前进的方向,惯性不是力,故C正确;D错误。
12.物理知识渗透于我们的生活,下列关于惯性的说法中正确的是( )
A.原本静止的汽车突然向前开动,车内的乘客在惯性作用下会向后仰
B.跳远前助跑,是为了通过增大速度来增大惯性
C.乘车要系安全带是为了减小惯性来保护自己
D.人不小心踩到沙堆里,通过跺脚清除鞋上的浮沙是利用了沙子的惯性
【答案】D
【解析】A、原本静止的汽车突然向前开动,车内的乘客在惯性的作用下会向后倾,惯性不是力,不能说在惯性作用下,故A错误;
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,惯性与速度无关,故B错误;
C、惯性的大小只与质量有关,系安全带是为了减小惯性带来的伤害,不能减小惯性,故C错误;
D、人不小心踩到沙堆里,通过跺脚清除鞋上的浮沙是利用了沙子的惯性,当鞋子运动状态改变时,沙子由于惯性保持原来的运动状态,从而脱离鞋子,故D正确。
13.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
【答案】A
【解析】A、根据相互作用力可知,脚对地面有力的作用,地面对脚也有力的作用,故A正确;
B、 乒乓球弹回过程中 ,受到非平衡力,所以运动状态发生改变,故B错误;
C、在地面上的物体均受到重力作用,故C错误;
D、惯性和速度无关,和质量有关,故D错误。
14.在日常生活中,惯性现象无处不在。以下是关于惯性的一些场景,其中说法正确的是( )
A.周末大扫除时,小敏拍打沾满灰尘的窗帘,灰尘纷纷掉落。这是因为拍打使窗帘运动,而灰尘由于惯性保持原来的静止状态,从而与窗帘分离并在重力的作用下掉落
B.锤子的锤头变松后,人们常用撞击锤柄的方法使其套紧,是因为撞击时锤头有惯性而锤柄没有惯性
C.汽车突然刹车时,乘客向前倾,这是因为乘客上半身受到向前的惯性作用
D.射击体验馆里,高速射出的子弹击中墙板后停留在墙板中,此时子弹的速度变为零,其惯性也随之消失
【答案】A
【解析】A.拍打窗帘的过程中,窗帘受力后发生运动,而灰尘由于惯性会保持原本的静止状态,因此会和窗帘分离开,最终在重力作用下下落,故A正确;
B.惯性是物体本身固有的性质,一切物体在任何情况下都具有惯性,因此撞击过程中锤头和锤柄都具有惯性,故B错误;
C.汽车突然刹车时,乘客的下半身随汽车减速,而上半身由于惯性保持原来的运动状态,因此身体会向前倾倒;需要注意惯性是物体的性质,不是力,不能表述为“受到惯性作用”,故C错误;
D.惯性只和物体的质量有关,和运动状态无关,一切物体在任何情况下都具有惯性,即使子弹速度变为零,惯性也不会消失,故D错误。
15.踢足球是广大青少年喜爱的运动,如下图是小明踢球时的情形,下列说法正确的是(不计空气阻力)( )
A.踢球时,是因为脚对球的力大于球对脚的力,所以球飞了出去
B.球在空中运动的过程中,是因为仍受到脚的力的作用
C.踢出去的球运动到最高点时,若所有外力都消失,球将保持静止状态
D.踢出去的球在空中运动的过程中,只受到了重力的作用
【答案】D
【解析】A.脚对球施加力的同时,球对脚也施加力的作用,这两个力是相互作用力,力的大小相等,故A错误;
BD.球在空中运动的过程中,不再受到脚的力的作用,只受到了重力的作用,故B错误,D正确;
C.踢出去的球运动到最高点时,在水平方向仍然运动,所以若所有外力都突然消失,球将沿水平方向做匀速直线运动,故C错误;
16.一未装满水的透明容器放在做直线运动的列车的水平桌面上,如果水面情形如图所示,列车的运动状态可能是( )
A.列车向左匀速运动 B.列车向右匀速运动
C.列车向左运动时突然刹车 D.列车向右运动时突然刹车
【答案】D
【解析】A、B、列车匀速运动时,容器里的水会保持水平状态,不会出现图中的倾斜。错误。
C、列车向左运动时突然刹车,水会由于惯性继续向左运动,导致水面左高右低,与图中右高左低的现象不符。错误。
D、列车向右运动时突然刹车,水会由于惯性继续向右运动,从而导致容器右侧水面升高,与图中的现象一致。正确。
17.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。下列说法正确的是( )
A.击打前,最下面一枚棋子所受重力和支持力是平衡的
B.被击打棋子飞出,说明物体的运动需要力来维持
C.被击打的棋子飞出去的瞬间,上面的棋子几乎不动是因为这些棋子具有惯性
D.飞出去的棋子由于惯性最终落到地面
【答案】C
【解析】A、击打前,最下面一枚棋子受到的力不只是自身重力和支持力,还包括上面所有棋子的压力,所以受力不平衡。错误。
B、被击打棋子飞出,是因为力改变了它的运动状态,而不是力在维持运动。物体的运动不需要力来维持。错误。
C、被击打的棋子飞出去的瞬间,上面的棋子由于具有惯性,要保持原来的静止状态,所以几乎不动,之后在重力作用下落下。正确。
D、飞出去的棋子最终落到地面,是因为受到重力的作用,而不是因为惯性。惯性只是让它保持原来的运动状态。错误。
18.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
【答案】B
【解析】A、 根据力的作用是相互的原理,发球时,球拍对球有力的作用,同时球对球拍也有力的作用,所以A选项错误。
B、 击球时,球拍发生形变,为了恢复原状,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,B选项正确。
C、 击球后,乒乓球在空中飞行时,不再受到球拍向前的推力,它是由于惯性继续向前运动,所以C选项错误。
D、 空中飞行的乒乓球,如果所受的力全部消失,它将保持飞行的速度匀速飞行,故D错误;
19.各种自然现象之间的联系是科学家们关心的问题,下列关于力与运动的关系说法正确的是( )
A.图甲:不再推动的秋千最终会停下来,这是因为秋千没有惯性
B.图乙:若水平面光滑,小车将做匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持
C.图丙:若跳远运动员达到最高点时所受外力全部消失,运动员将保持静止
D.图丁:若竖直上升的篮球达到最高点时所受外力全部消失,篮球将竖直下落
【答案】B
【解析】 A.不再推动的秋千最终会停下来,是因为秋千受到阻力的作用,而不是因为秋千没有惯性,故A错误;
B.根据牛顿第一定律,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。若水平面光滑,小车不受摩擦力等外力,将做匀速直线运动,这说明物体的运动不需要力来维持,故B正确;
C.跳远运动员达到最高点时,具有水平方向的速度。若此时所受外力全部消失,根据牛顿第一定律,运动员将保持此时的运动状态,即沿水平方向做匀速直线运动,而不是保持静止,故C错误;
D.竖直上升的篮球达到最高点时,速度为零。若此时所受外力全部消失,根据牛顿第一定律,篮球将保持静止状态,而不是竖直下落,故D错误。
20.如图所示,汽车上配有安全带和头枕,司机和乘客都必须系好安全带。当向前行驶的汽车分别出现突然加速、紧急刹车两种状况时,对乘车人员起主要保护作用的分别是( )
A.头枕、头枕 B.安全带、安全带
C.安全带、头枕 D.头枕、安全带
【答案】D
【解析】乘车人员具有惯性,突然加速时,人有向后的运动趋势,头枕可以减轻人员突然向后造成的危害;紧急刹车时人会保持向前的运动状态,安全带防止人突然前倾,故D正确
21.如图所示装置叫作单摆,细线一端固定于M点,另一端拴一小球,小球由A点静止释放后,将在A、B两点之间往复运动(不计空气阻力),如果小球运动到B点时,受到的力全部消失,小球将( )
A.保持静止 B.竖直落下去
C.向上漂起来 D.沿水平方向做匀速直线运动
【答案】A
【解析】当小球运动到B点时,速度恰好为零,若此时小球受到的所有力都消失,根据牛顿第一定律,物体不受外力作用时,原来静止的物体将永远保持静止状态,因此小球会保持静止状态,故A正确,B、C、D错误。
22.如图是运动员向空中抛出实心球到实心球落地而停止运动的场景,箭头表示实心球运动方向。下列说法正确的是( )
A.在a点若所有外力全部消失实心球将立即静止
B.在c点若所有外力全部消失实心球将立即沿竖直方向下落到地面
C.在d点若所有外力全部消失实心球将水平向右作匀速直线运动
D.在e点实心球静止是因为它不受力的作用
【答案】C
【解析】在a点时,物体处于运动状态,若所有外力全部消失实心球将沿箭头方向做匀速直线运动,故A答案错误;在c点若所有外力全部消失实心球将沿箭头方向做匀速直线运动,故B答案错误;在d点若所有外力全部消失实心球将沿箭头方向做匀速直线运动,而箭头方向正是水平方向,故C答案正确;在e点实心球静止是因为它受平衡力的作用,重力和支持力是一对平衡力。故D答案错误。
三、拓展层(5题)——实验探究与综合应用
23.一杯水放在列车内的水平桌面上,如果水平面突然发生了如图所示的变化,则这列车的运动状态可能发生的变化是( )
①列车突然向左启动; ②列车突然向右启动;
③列车向右运动时突然刹车; ④列车向左运动时突然刹车
A.①或② B.①或③ C.②或③ D.②或④
【答案】C
【解析】①列车突然向右启动,水杯由于受到摩擦力会随列车一起向右运动,而水杯中的水由于惯性还将保持原来的静止状态,此时水面会向左倾斜,故该选项不符合题意;
②列车突然向左运动,水杯由于受到摩擦力会随列车一起向左运动,而水杯中的水由于惯性还将保持原来的静止状态,此时水面会向右倾斜,故该选项符合题意;
③列车突然向右刹车,水杯由于受到摩擦力会随列车一起向右减速运动,而水杯中的水由于惯性还将保持原来的速度运动,此时水面会向右倾斜,故该选项符合题意;
④列车突然向左刹车,水杯由于受到摩擦力会随列车一起向左减速运动,而水杯中的水由于惯性还将保持原来的速度运动,此时水面会向左倾斜,故该选项不符合题意;故答案为:C。
24.运输机参加抗震救灾,在沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中,间隔相同时间从飞机上由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( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】飞机和物资沿水平向右做匀速直线运动时,从飞机上释放4个相同的物资,物体由于惯性,保持原来的运动状态不变,继续以原来的速度向前飞行,4个物体在下落过程中,都是以原来的速度向前运动,因此落到地面上后间隔的距离也相等,故C符合题意,ABD错误
25.(多选)我国女排是弘扬“团结协作,顽强拼搏、永不言弃”精神的一面旗帜。下列关于排球运动的说法正确的是( )
A.发球后,球运动,说明力是改变物体运动状态的原因
B.排球在落地后还能继续滚动,是因为受到了惯性的作用
C.击打排球时手感到疼,因为物体间力的作用是相互的
D.垫出排球在上升,以排球为参照物,运动员是静止的
【答案】A,C
【解析】A.发球时,球由静止变成运动状态,说明力是改变物体运动状态的原因,故A正确;
B.惯性是物体的一种固有属性,而不是力的作用,故B错误;
C.击打排球时手给排球一个力,排球会给手施加一个力,所以手感到疼,说明力的作用是相互的,故C正确;
D.垫出排球在上升,运动员相对排球的位置是变化的,则以排球为参照物,是运动的,故D错误。
26.如图所示,向右匀速运动的运输液体的槽车,液体上有气泡,当车突然刹车时,气泡将向 运动,其原因是 具有较大惯性。
【答案】左;液体
【解析】 第1空,第2空,槽车原来向右匀速运动,当车突然刹车时,车的速度迅速减小。液体的质量远大于气泡的质量,因此液体的惯性远大于气泡的惯性。
液体由于惯性大,气泡左侧液体会继续保持原来的向右运动趋势,因此会向槽车的 前方(右侧)挤压。气泡被液体挤压,就会向相反的方向运动,也就是向左运动。
27.阅读短文,回答文后问题。
汽车安全带
汽车的速度很快,一旦发生碰撞,车身停止运动,而乘客身体由于惯性会继续向前运动,在车内与车身撞击,严重时可能把挡风玻璃撞碎而向前飞出车外。为防止撞车时发生类似的伤害,公安部门要求小型客车的驾驶员和前排乘客必须使用安全带,以便发生交通事故时,安全带对人体起到缓冲的作用,防止出现二次伤害。在高档轿车上,除了前后排座位都有安全带外,还安装着安全气囊系统,一旦发生严重撞击,气囊会自动充气弹出,使人不致撞到车身上。
(1)如图甲所示,刹车时,人会向 倾倒,是由于人具有 要保持原来的运动状态不变。这个过程中安全带被拉长,安全带受到的拉力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)如图乙所示,人体模型与气囊撞击时,模型受到力的作用,同时 也受到作用力,理由是 。
(3)发生交通事故时,安全带将急速前倾的驾乘人员拉住,防止出现 。
(4)下列说法正确的是____。
A.汽车突然拐弯时,安全带能自由伸缩
B.为了安全,安全带要尽可能系得松一些
C.用手快速拉安全带,安全带不能被拉动
D.汽车突然启动时,安全带能对人起保护作用
(5)为了提醒司机朋友在雨天注意行车安全,在高速公路旁设置了警示牌,请你为警示牌写一句安全标语: 。
【答案】(1)前;惯性;变大
(2)气囊;物体间力的作用是相互的
(3)二次伤害
(4)C
(5)雨天路滑,减速慢行
【解析】(1)如图甲所示,紧急刹车时,人由于惯性保持原来的运动状态,会向前倾倒。这个过程中安全带被拉长,安全带形变变大,受到的拉力变大;
(2)物体间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体,人体模型与气囊撞击时,模型受到力的作用,同时气囊也受到作用力;
(3)紧急刹车时,人会向前倾倒,是因为人要保持原来的运动状态不变,这个过程中安全带被拉长,安全带受到的拉力变大,安全带对人体起到缓冲的作用,防止出现二次伤害;
(4)A.为了安全起见,汽车突然拐弯时,安全带不能自由伸缩,故A错误;
B.为了安全,安全带要尽可能系得紧一些,故B错误;
C.用手快速拉安全带,安全带会被锁住,不能被拉动,故C正确;
D.汽车突然启动时,车上人员由于惯性,相对汽车向后运动,此时安全带不能对人起保护作用,故D错误。
故选:C。
(5)雨天路滑,汽车行驶的过程中不易停下,高速公路旁设置的警示牌的安全标语可以为雨天路滑,减速慢行。
28.在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,让小车每次从斜面顶端处由静止自由滑下,改变水平面的粗糙程度,测量小车在水平面上滑行的距离,结果记录在下表中。
接触面
毛巾
棉布
木板
小车受到阻力的大小
大
较大
小
小车运动的距离s/cm
18.30
26.83
(1)实验时,将棉布铺在 (选填“斜面”、“水平木板”或“斜面和水平木板”)上,让小车从斜面顶端处由静止自由滑下,观察小车滑行的距离。
(2)每次实验均让小车从斜面顶端由静止自由下滑,目的是使小车在水平面上开始滑行时获得的速度大小 (选填“相等”或“不相等”),这种探究物理学问题的方法叫 法。
(3)实验是通过观察小车在水平面上运动的距离来判断阻力对物体运动的影响的,这种研究问题的方法叫 法。
(4)第三次实验,小车在水平木板上滑行,最终停下来的位置如图所示,请读出小车在木板上滑行的距离并填写在上表中相应空格处 。分析表中内容可知:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,前进的距离就越 。若小车在木板表面运动时冲出了木板, (选填“需要”或“不需要”)换用更长的木板重做本次实验。
(5)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果运动的物体受到的阻力为 ,速度就不会减小,物体将以恒定不变的速度永远运动下去。
【答案】(1)水平木板
(2)相等;控制变量
(3)转换
(4)32.20;大;不需要
(5)0
【解析】(1)棉布应铺在水平木板上,目的是改变水平面的粗糙程度,从而改变小车受到的阻力。
(2)每次让小车从斜面顶端由静止滑下,是为了使小车在水平面上开始滑行时的速度相等。
这种控制初始条件相同的研究方法叫控制变量法。
(3)通过观察小车在水平面上运动的距离来判断阻力的影响,这种将不易直接测量的量转换为易测量的量的方法,叫转换法。
(4)小车在木板上滑行的距离为32.20cm(由刻度尺读数可得)。
分析表格可知:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,前进的距离就越大。
若小车冲出木板,不需要换用更长的木板,因为我们可以通过现有数据推理出规律,所以不需要。
(5)伽利略推测:如果运动的物体受到的阻力为0(不受阻力),速度就不会减小,物体将以恒定不变的速度永远运动下去。这是牛顿第一定律的实验推理基础。
故答案为:(1)水平木板;(2)相等;控制变量;(3)转换;(4)32.20;大;不需要;(5)0。
29.“牛顿第一定律”的形成,经历了伽利略、笛卡尔和牛顿等科学家不断完善的过程。图示为物理学家伽利略提出的“斜面实验”,实验及设想的步骤如下:
①两个对接的斜面A、B,小球由斜面A静止释放后,在斜面B上所达到的高度与原释放时的高度几乎相等;
②如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度;
③如果没有摩擦,且减小斜面B的倾斜程度,小球若要到达原来的高度将通过更长的路程;
④若再将斜面B变成水平面,小球再也不能达到原来的高度,它将不会停止运动。
(1)伽利略通过此实验揭示了力与运动的关系:力不是 物体运动的原因,而是 物体运动状态的原因。
(2)笛卡尔在伽利略观点之上进一步完善:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将做 运动。牛顿在他们研究的基础上提出了“牛顿第一定律”。相对于“笛卡尔的观点”,“牛顿第一定律”的优点是 。
【答案】(1)维持;改变
(2)匀速直线;补充了静止物体不受力时的运动规律
【解析】(1)、伽利略通过此实验揭示了力与运动的关系:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
(2)、笛卡尔在伽利略观点之上进一步完善:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将做匀速直线运动。牛顿在他们研究的基础上提出了“牛顿第一定律”。相对于“笛卡尔的观点”,“牛顿第一定律”的优点是补充了静止物体不受力时的运动规律。
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$8.1 牛顿第一定律 分层练习题 【核心知识点清单】 1. 牛顿第一定律(惯性定律):一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。 2. 惯性的定义:物体保持原来运动状态不变的性质。一切物体都具有惯性,惯性是物体的固有属性,只与质量有关。 3. 力与运动的关系:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。 4. 理想实验法:伽利略斜面实验通过“理想化”推理得出运动不需要力来维持。 【易错点提醒】 1. 物体不受力时,将保持“静止或匀速直线运动”,不是一定静止;原来运动则匀速,原来静止则静止。 2. 惯性是性质,不是力;不能说“受到惯性作用”或“惯性力”,只能说“具有惯性”。 3. 惯性大小只与质量有关,与速度、运动状态无关。 【解题技巧点拨】 1. 根据物体受力情况判断运动状态变化:若受平衡力(或不受力),运动状态不变;若受非平衡力,运动状态改变。 2. 解释惯性现象“三步法”:①物体原来处于什么运动状态;②哪个部分受力改变运动状态;③另一部分由于惯性保持原有运动状态。 一、基础层(7题)——覆盖核心概念与简单应用 1.在公园里游玩时,小王同学使用如图所示的无人机拍摄附近的风景。若无人机匀速向上飞行时,所受一切外力全部消失,无人机会( ) A.加速下落 B.匀速下落 C.匀速上升 D.先减速上升再加速下落 2.《考工记》中有“马力既竭,轴犹能一取焉”,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,马车受到惯性力的作用 3.下列实例中属于防止惯性带来的危害是 A.跳远运动员跳远时助跑 B.劳动时,斧头松了,用斧头柄的下端撞击树墩,使斧头被套牢 C.小型汽车驾驶员驾车时必须系好安全带 D.用力拍打刚晒过的被子使灰尘落下 4.关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( ) A.力是维持物体运动状态的原因 B.不受力的物体,只能保持静止状态 C.牛顿第一定律是凭空想象出来的 D.如果物体不受到力的作用,原来运动的物体将保持原有的速度一直做匀速直线运动 5.如图所示现代汽车除了前、后排座位都有安全带外,还安装有安全气囊系统,这主要是为了减轻下列哪种情况出现时可能对人身造成的伤害( ) A.汽车突然启动 B.汽车速度太慢 C.被后方汽车追尾 D.汽车前端发生严重撞击 6.据说牛顿被一个从树上掉落的苹果砸中脑袋,受到启发而发现了万有引力。下列说法正确的是( ) A.苹果从树上掉下是因为受到重力的作用 B.长在树上的苹果不受重力的作用 C.苹果所受重力的施力物体是牛顿 D.若没有重力,成熟的苹果仍会落向地面 7.关于运动和力,下列说法正确的是( ) A.“风吹草动”说明力是维持物体运动状态的原因 B.物体运动状态改变时一定受到力的作用 C.投篮时,篮球离手后继续飞向篮筐是因为篮球受到惯性力的作用 D.正在水平面上滚动的小球,如果它受到的外力同时消失,那么它将会慢慢停下来 二、提升层(18题)——知识综合运用与实验分析 8.下列四幅图选自中国古代科技著作《天工开物》,对图中场景解释正确的是( ) A.“场中打稻”中将稻粒从稻秆上摔打下来是因为稻粒具有惯性 B.“透火焙干”中把湿纸贴在墙上焙干利用了湿纸受到的重力 C.“水转筒车”中竹筒匀速转动时运动状态没有发生改变 D.“炒蒸油料”中油料随锅铲而动,说明力是维持物体运动的原因 9.第33届巴黎奥运会网球女子单打决赛中,中国选手郑钦文2比0战胜克罗地亚选手维基奇夺得金牌,是该项目首位中国奥运金牌得主。关于网球比赛时的情景,下列说法正确的是 A.击出的网球会继续向前运动是因为网球受到惯性的作用 B.击球时,球越来越快,惯性不变 C.不计空气阻力,球飞出后,受到重力和推力 D.网球飞行到最高点时,不受重力的作用 10.如图,在体育课上小彬正在投掷实心球,他努力将球向前上方抛出,球沿弧线运动后落地,假如球运动到最高点受到的外力突然全部消失,实心球将会( ) A.水平匀速直线运动 B.静止不动 C.仍沿弧线落回地面 D.竖直向下匀速直线运动 11.中国高铁快捷平稳、安全舒适。如图所示,一枚硬币稳稳地站立在高速行驶的高铁列车的窗台上,以下与该现象有关的说法中正确的是( ) A.硬币此时相对于铁路是静止的 B.硬币此时没有惯性 C.若硬币倒向列车前进的方向,说明列车突然减速 D.若硬币倒下,说明硬币受到惯性力 12.物理知识渗透于我们的生活,下列关于惯性的说法中正确的是( ) A.原本静止的汽车突然向前开动,车内的乘客在惯性作用下会向后仰 B.跳远前助跑,是为了通过增大速度来增大惯性 C.乘车要系安全带是为了减小惯性来保护自己 D.人不小心踩到沙堆里,通过跺脚清除鞋上的浮沙是利用了沙子的惯性 13.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 14.在日常生活中,惯性现象无处不在。以下是关于惯性的一些场景,其中说法正确的是( ) A.周末大扫除时,小敏拍打沾满灰尘的窗帘,灰尘纷纷掉落。这是因为拍打使窗帘运动,而灰尘由于惯性保持原来的静止状态,从而与窗帘分离并在重力的作用下掉落 B.锤子的锤头变松后,人们常用撞击锤柄的方法使其套紧,是因为撞击时锤头有惯性而锤柄没有惯性 C.汽车突然刹车时,乘客向前倾,这是因为乘客上半身受到向前的惯性作用 D.射击体验馆里,高速射出的子弹击中墙板后停留在墙板中,此时子弹的速度变为零,其惯性也随之消失 15.踢足球是广大青少年喜爱的运动,如下图是小明踢球时的情形,下列说法正确的是(不计空气阻力)( ) A.踢球时,是因为脚对球的力大于球对脚的力,所以球飞了出去 B.球在空中运动的过程中,是因为仍受到脚的力的作用 C.踢出去的球运动到最高点时,若所有外力都消失,球将保持静止状态 D.踢出去的球在空中运动的过程中,只受到了重力的作用 16.一未装满水的透明容器放在做直线运动的列车的水平桌面上,如果水面情形如图所示,列车的运动状态可能是( ) A.列车向左匀速运动 B.列车向右匀速运动 C.列车向左运动时突然刹车 D.列车向右运动时突然刹车 17.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。下列说法正确的是( ) A.击打前,最下面一枚棋子所受重力和支持力是平衡的 B.被击打棋子飞出,说明物体的运动需要力来维持 C.被击打的棋子飞出去的瞬间,上面的棋子几乎不动是因为这些棋子具有惯性 D.飞出去的棋子由于惯性最终落到地面 18.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 19.各种自然现象之间的联系是科学家们关心的问题,下列关于力与运动的关系说法正确的是( ) A.图甲:不再推动的秋千最终会停下来,这是因为秋千没有惯性 B.图乙:若水平面光滑,小车将做匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持 C.图丙:若跳远运动员达到最高点时所受外力全部消失,运动员将保持静止 D.图丁:若竖直上升的篮球达到最高点时所受外力全部消失,篮球将竖直下落 20.如图所示,汽车上配有安全带和头枕,司机和乘客都必须系好安全带。当向前行驶的汽车分别出现突然加速、紧急刹车两种状况时,对乘车人员起主要保护作用的分别是( ) A.头枕、头枕 B.安全带、安全带 C.安全带、头枕 D.头枕、安全带 21.如图所示装置叫作单摆,细线一端固定于M点,另一端拴一小球,小球由A点静止释放后,将在A、B两点之间往复运动(不计空气阻力),如果小球运动到B点时,受到的力全部消失,小球将( ) A.保持静止 B.竖直落下去 C.向上漂起来 D.沿水平方向做匀速直线运动 22.如图是运动员向空中抛出实心球到实心球落地而停止运动的场景,箭头表示实心球运动方向。下列说法正确的是( ) A.在a点若所有外力全部消失实心球将立即静止 B.在c点若所有外力全部消失实心球将立即沿竖直方向下落到地面 C.在d点若所有外力全部消失实心球将水平向右作匀速直线运动 D.在e点实心球静止是因为它不受力的作用 三、拓展层(5题)——实验探究与综合应用 23.一杯水放在列车内的水平桌面上,如果水平面突然发生了如图所示的变化,则这列车的运动状态可能发生的变化是( ) ①列车突然向左启动; ②列车突然向右启动; ③列车向右运动时突然刹车; ④列车向左运动时突然刹车 A.①或② B.①或③ C.②或③ D.②或④ 24.运输机参加抗震救灾,在沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中,间隔相同时间从飞机上由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( ) A. B. C. D. 25.(多选)我国女排是弘扬“团结协作,顽强拼搏、永不言弃”精神的一面旗帜。下列关于排球运动的说法正确的是( ) A.发球后,球运动,说明力是改变物体运动状态的原因 B.排球在落地后还能继续滚动,是因为受到了惯性的作用 C.击打排球时手感到疼,因为物体间力的作用是相互的 D.垫出排球在上升,以排球为参照物,运动员是静止的 D.垫出排球在上升,运动员相对排球的位置是变化的,则以排球为参照物,是运动的,故D错误。 26.如图所示,向右匀速运动的运输液体的槽车,液体上有气泡,当车突然刹车时,气泡将向 运动,其原因是 具有较大惯性。 27.阅读短文,回答文后问题。 汽车安全带 汽车的速度很快,一旦发生碰撞,车身停止运动,而乘客身体由于惯性会继续向前运动,在车内与车身撞击,严重时可能把挡风玻璃撞碎而向前飞出车外。为防止撞车时发生类似的伤害,公安部门要求小型客车的驾驶员和前排乘客必须使用安全带,以便发生交通事故时,安全带对人体起到缓冲的作用,防止出现二次伤害。在高档轿车上,除了前后排座位都有安全带外,还安装着安全气囊系统,一旦发生严重撞击,气囊会自动充气弹出,使人不致撞到车身上。 (1)如图甲所示,刹车时,人会向 倾倒,是由于人具有 要保持原来的运动状态不变。这个过程中安全带被拉长,安全带受到的拉力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。 (2)如图乙所示,人体模型与气囊撞击时,模型受到力的作用,同时 也受到作用力,理由是 。 (3)发生交通事故时,安全带将急速前倾的驾乘人员拉住,防止出现 。 (4)下列说法正确的是_。 A.汽车突然拐弯时,安全带能自由伸缩 B.为了安全,安全带要尽可能系得松一些 C.用手快速拉安全带,安全带不能被拉动 D.汽车突然启动时,安全带能对人起保护作用 (5)为了提醒司机朋友在雨天注意行车安全,在高速公路旁设置了警示牌,请你为警示牌写一句安全标语: 。 28.在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,让小车每次从斜面顶端处由静止自由滑下,改变水平面的粗糙程度,测量小车在水平面上滑行的距离,结果记录在下表中。 接触面 毛巾 棉布 木板 小车受到阻力的大小 大 较大 小 小车运动的距离s/cm 18.30 26.83 (1)实验时,将棉布铺在 (选填“斜面”、“水平木板”或“斜面和水平木板”)上,让小车从斜面顶端处由静止自由滑下,观察小车滑行的距离。 (2)每次实验均让小车从斜面顶端由静止自由下滑,目的是使小车在水平面上开始滑行时获得的速度大小 (选填“相等”或“不相等”),这种探究物理学问题的方法叫 法。 (3)实验是通过观察小车在水平面上运动的距离来判断阻力对物体运动的影响的,这种研究问题的方法叫 法。 (4)第三次实验,小车在水平木板上滑行,最终停下来的位置如图所示,请读出小车在木板上滑行的距离并填写在上表中相应空格处 。分析表中内容可知:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,前进的距离就越 。若小车在木板表面运动时冲出了木板, (选填“需要”或“不需要”)换用更长的木板重做本次实验。 (5)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果运动的物体受到的阻力为 ,速度就不会减小,物体将以恒定不变的速度永远运动下去。 29.“牛顿第一定律”的形成,经历了伽利略、笛卡尔和牛顿等科学家不断完善的过程。图示为物理学家伽利略提出的“斜面实验”,实验及设想的步骤如下: ①两个对接的斜面A、B,小球由斜面A静止释放后,在斜面B上所达到的高度与原释放时的高度几乎相等; ②如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度; ③如果没有摩擦,且减小斜面B的倾斜程度,小球若要到达原来的高度将通过更长的路程; ④若再将斜面B变成水平面,小球再也不能达到原来的高度,它将不会停止运动。 (1)伽利略通过此实验揭示了力与运动的关系:力不是 物体运动的原因,而是 物体运动状态的原因。 (2)笛卡尔在伽利略观点之上进一步完善:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将做 运动。牛顿在他们研究的基础上提出了“牛顿第一定律”。相对于“笛卡尔的观点”,“牛顿第一定律”的优点是 。 第 1 页 共 21 页 学科网(北京)股份有限公司 $