7.7 牛顿第一定律(重难点专练)物理新教材北师大版(北京)八年级全一册
2026-08-10
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摘要:
**基本信息**
以实验探究为基础,构建“阻力影响-定律理解-受力分析-惯性应用”的递进式知识逻辑,强化科学推理与物理观念的融合。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|实验:探究阻力对物体运动的影响|5题(含流体阻力拓展)|控制变量法+科学推理,通过滑行距离分析阻力作用|从实验现象(阻力越小滑行越远)推理得出“运动不需要力维持”,为定律建立实证基础|
|牛顿第一定律的理解及应用|5题(含天宫课堂实例)|直接考查定律内容及理想状态下的运动判断|承接实验结论,明确定律内涵(静止或匀速直线运动),关联不受力时的运动状态|
|运动状态与受力的判断|5题(含平衡态分析)|结合力的性质(弹力、摩擦力)判断运动状态变化|基于定律分析受力与运动的关系,区分平衡态与非平衡态的受力特征|
|惯性的概念及应用|5题(含天舟五号、安全带实例)|生活情境中的惯性现象辨析与应用|深化定律推论,理解惯性是物体固有属性,解释与惯性相关的实际问题|
内容正文:
7.7 牛顿第一定律
题型01 实验:探究阻力对物体运动的应用
题型02 牛顿第一定律的理解及应用
题型03 运动状态与受力的判断
题型04 惯性的概念及应用
▌题型01 实验:探究阻力对物体运动的应用
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,分别滑到铺有毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车滑行的距离。
(1)实验中小车从同一高度滑下的目的是使小车到达水平面时具有相同的___________。
(2)实验现象:小车在毛巾表面滑行的距离最___________(选填“长”或“短”),在木板表面滑行的距离最___________(选填“长”或“短”)。
(3)推理:若水平面绝对光滑且足够长,小车将做___________运动,说明物体的运动___________(选填“需要”或“不需要”)力来维持。
(4)下列事例中,利用物体惯性的是___________(填字母)。
A.驾驶员必须系安全带 B.跳远运动员助跑后起跳 C.汽车行驶中保持车距
【答案】(1)初速度
(2) 短 长
(3) 匀速直线 不需要
(4)B
【详解】(1)控制小车从斜面同一高度由静止释放,根据机械能转化,下滑到水平面时初速度大小相等,控制初始速度相同,只改变水平面阻力。
(2)毛巾接触面最粗糙,阻力最大,小车减速最快,滑行距离短;木板最光滑、阻力最小,滑行距离长。
(3)水平面绝对光滑时小车不受阻力,速度不会减小,将保持原有速度做匀速直线运动;由此推理:力不是维持运动的原因,力是改变物体运动状态的原因,物体运动不需要力维持。
(4)A.系安全带,防止刹车时人由于惯性前倾受伤,防止惯性危害;
B.跳远助跑起跳,利用起跳后人的惯性在空中继续向前,利用惯性;
C.保持车距,防止前车减速时后车因惯性追尾,防止惯性危害。
故选B。
2.物理兴趣小组在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中,让同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,分别通过水平面上的毛巾、棉布、木板表面,最终静止时如图所示。
(1)让小车从同一斜面顶端由静止滑下,是为了使其到达水平面时的__________相同。
(2)实验通过比较__________(选填字母)来反映阻力对物体运动的影响;
A.小车在水平面上滑行的最大距离 B.接触面的粗糙程度
(3)由实验现象可以知道,小车在__________(选填“毛巾”、“棉布”或“木板”)表面上运动时,速度减小得最慢,并据此进一步推理可知:不受阻力作用时,运动的小车将__________。
【答案】(1)速度
(2)A
(3) 木板 做匀速直线运动
【详解】(1)让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,可使小车到达水平面时的速度相同。
(2)小车到达水平面时的速度相同,在水平面上受到阻力的作用最终停止,小车在水平面上滑行的距离越大,说明受到的阻力越小,实验通过比较小车在水平面上滑行的最大距离,来反映阻力对物体运动的影响。
故选A。
(3)让小车分别在毛巾、棉布、木板表面运动,由图知,小车在木板上运动的距离最长,即在木板表面速度减小得最慢;由实验进一步推理得出:若运动的小车不受阻力,速度不会减小、将运动到无穷远,即将做匀速直线运动。
3.小明用如图甲、乙、丙所示的装置探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)让小车从同一斜面顶端由静止滑下,是为了使其到达水平面时的________相同。
(2)实验发现,水平面越光滑,小车滑行的距离越远,速度减小得越________。进一步推理:如果水平面绝对光滑,小车将会做________运动。这里用到的物理方法是:________。
(3)小明接着用如图丁所示的装置探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”。用弹簧测力计a沿水平方向拉着物块A分别在毛巾、棉布、木板表面做匀速直线运动,发现弹簧测力计示数不同,说明滑动摩擦力的大小与________有关。
(4)小红发现,实验中很难控制物块A做匀速直线运动,于是她对实验做了改进,如图戊所示。将物块A放在长木板B上,拉动长木板B,则图中弹簧测力计________(选填“a”或“b”)的示数表示A、B间滑动摩擦力的大小;小红改用力传感器测量实验中A、B间摩擦力的大小,力传感器记录的拉力与时间的关系图像如图己所示,则A、B间滑动摩擦力的大小为________N。
【答案】(1)速度
(2) 慢 匀速直线 实验推理法/理想实验法
(3)接触面的粗糙程度
(4) a 1.0
【详解】(1)让小车从同一斜面顶端由静止滑下,是为了保证小车到达水平面时的速度相同,只改变水平面的粗糙程度,这是控制变量法的应用。
(2)由实验现象可知,水平面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得就越慢,滑行距离越远。
在此实验事实基础上推理可知,若水平面绝对光滑,小车不受任何阻力,它的速度将不会改变,会一直做匀速直线运动。这个无法直接通过实验实现、在实验基础上推理得出结论的方法是实验推理法,也叫理想实验法。
(3)三次实验中物块对接触面的压力不变,仅改变了接触面的粗糙程度,弹簧测力计示数不同,滑动摩擦力不同,因此该实验探究的是滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
(4)改进装置后,物块A始终相对于地面静止,水平方向上A受到的弹簧测力计a的拉力和B对A的滑动摩擦力是一对平衡力,因此弹簧测力计a的示数等于A、B间滑动摩擦力的大小。
拉动木板B的过程中,当A和B发生相对滑动后,滑动摩擦力大小只和压力、接触面粗糙程度有关,不会随拉力变化,从图像可知稳定后的力大小为1.0N,即滑动摩擦力为1.0N。
4.阅读下列短文,回答问题。
日常生活中存在这样的现象:飞机、轮船、汽车等交通工具运行时,受到空气阻力;人在水中游泳、船在水中行驶时,受到水的阻力;百米赛跑时,奔跑得越快,我们感到风的阻力越大,这是什么原因呢?
查阅相关资料得知:物体在流体中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体受到的阻力较小。物体从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,下落一段距离后,当阻力增大到与重力相等时,将以某一速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验,测量数据见下表:(g取10N/kg)
小球编号
1
2
3
小球质量
2
5
45
小球半径
5
5
15
小球的收尾速度
16
40
40
(1)1号小球达到收尾速度时空气阻力为________N。
(2)半径相同的小球,质量________(选填“大”或“小”)的收尾速度大。
(3)对于3号小球,当速度为时,空气阻力________(选填“大于”“等于”或“小于”)重力。
(4)轿车的外形常做成________,目的是减小空气阻力,在座位的靠背上安装“头枕”,可防止轿车被________(选填“前面”或“后面”)的车撞击时对乘者的伤害。
【答案】(1)0.02
(2)大
(3)小于
(4) 流线型 后面
【详解】(1)由题可知,当阻力增大到与重力相等时,将以某一速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。这意味着当小球达到收尾速度时,它在竖直方向上受到的空气阻力f和重力G是一对平衡力,大小相等,即 。从表格中可得,1号小球的质量
所以
(2)表格可知,1号小球和2号小球的小球半径均为 ,1号小球的质量是2g,其收尾速度是16m/s。2号小球的质量是5 g,其收尾速度是40 m/s 。对比发现,在半径相同的情况下,质量较大的2号小球具有较大的收尾速度。
(3)根据题意,物体下落时速度越大,受到的阻力越大。当速度达到收尾速度(40 m/s )时,阻力等于重力。现在3号小球的速度是20 m/s ,这个速度小于它的收尾速度40 m/s 。说明此时小球还在加速下落的过程中,阻力还没有增大到与重力相等的程度,即空气阻力小于重力。
(4)[1]由题可知,阻力大小跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫作流线型)的物体受到的阻力较小,所以为了减小行驶时的空气阻力,轿车的外形通常被设计成流线型。
[2]当轿车被后面的车撞击时,轿车会突然向前加速。此时,车内乘员的身体由于座椅的推动随车一起向前运动,而头部由于惯性仍保持原来的静止状态,会相对身体向后仰。安装在座位靠背上的头枕可以及时托住乘员的头部,防止颈椎受伤。
5.小明在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,进行了如下探究:依次让小车分别从同一斜面滑下,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)实验时每次均让小车从斜面上的__________(选填“相同”或“不同”)高度由静止滑下,目的是使小车到达水平面时__________。
(2)实验中通过改变__________来改变小车受到的阻力大小,为了突显阻力大小对物体运动的影响进而推出物体不受力时的运动情况,应让小车在水平面上受到的阻力__________(选填“先大后小”或“先小后大”)。
(3)小车在毛巾表面滑行的距离最短,在平板玻璃表面滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越__________,运动的距离越远;进一步推理:如果运动的物体不受阻力时,它将做__________。
【答案】(1) 相同 初速度相同
(2) 接触面的粗糙程度 先大后小
(3) 慢 匀速直线运动
【详解】(1)本实验采用控制变量法,每次让小车从斜面同一高度由静止滑下,是为了让小车到达水平面时具有相同的初速度,保证只有阻力这个变量不同。
(2)实验中通过给水平面铺上粗糙程度不同的材料(毛巾、木板、玻璃)来改变阻力大小;实验按照阻力从大到小(毛巾→木板→玻璃)的顺序进行,即让阻力先大后小,方便观察滑行距离的变化规律,进而推理。
(3)实验现象说明:小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,运动距离越远;进一步科学推理可得:如果运动的物体不受阻力,它的速度不会减小,将保持匀速直线运动一直运动下去。
▌题型02 牛顿第一定律的理解及应用
6.我们已经学了牛顿第一定律,它的内容是:一切物体总保持静止状态或___________运动状态,直到有___________迫使它改变这种状态为止。
【答案】 匀速直线 外力
【详解】牛顿第一定律明确表述一切物体在不受外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有外力作用迫使物体改变这种状态为止。
7.下列有关运动和力的说法中,正确的是( )
A.牛顿第一定律是实验直接得出的结论
B.物体受到一对平衡力作用,它一定是静止的
C.物体是静止的,它一定不受力,或是受到平衡力
D.物体运动的速度越大,则需要越大的力来维持运动
【答案】C
【详解】A. 牛顿第一定律是在大量实验基础上通过科学推理得出的,无法通过实验直接验证,故A错误;
B. 物体受平衡力作用时,运动状态保持不变,可能静止也可能做匀速直线运动,故B错误;
C. 物体静止时运动状态不变,根据力与运动的关系可知,其要么不受力,要么受平衡力,故C正确;
D. 力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力维持,故D错误。
故选C。
8.关于力和运动的关系,下列说法中正确的是( )
A.惯性是改变物体运动状态的原因
B.在平衡力的作用下,物体一定做匀速直线运动
C.只有在力的作用下物体才能运动
D.有力作用在物体上,物体的运动状态不一定改变
【答案】D
【详解】A.力才是改变物体运动状态的原因,惯性是物体保持原有运动状态不变的性质,故A错误;
B.物体受平衡力作用时,合力为零,运动状态保持不变:若物体原本静止,就会保持静止,只有原本运动的物体才会保持匀速直线运动,故B错误;
C.根据牛顿第一定律,不受力的物体也可以保持匀速直线运动,运动不需要力维持,故C错误;
D.如果作用在物体上的是平衡力,物体合力为零,运动状态不会改变;只有非平衡力才会改变物体的运动状态,故D正确。
故选D。
9.王亚平在“天宫课堂”时为同学们演示了太空抛物实验,她将冰墩墩正对着叶光富的手抛出后,在太空微重力环境下,几乎可认为不受到任何外力的作用,冰墩墩将由于自身具有的______,保持______状态,展示了______定律所描述的现象。
【答案】
惯性
匀速直线运动
牛顿第一
【详解】惯性是物体保持自身原有运动状态不变的固有属性,冰墩墩在几乎不受外力的情况下,正是依靠自身的惯性维持运动状态。
根据牛顿第一定律,当物体不受外力作用时,原本处于运动状态的物体将保持匀速直线运动状态,冰墩墩被抛出后处于运动状态,不受外力时会保持匀速直线运动状态;该实验呈现的物体不受外力时运动状态不变的现象,正是牛顿第一定律所描述的内容。
10.小明把一个重为6N的足球竖直抛向空中,若足球在运动过程中,受到的空气阻力始终为1N,则足球竖直向下运动时,受到的合力为________N,方向为__________;当足球向竖直向上运动到达最高点时,若其所受的外力突然全部消失,则它将保持________________(选填“静止”或“匀速直线运动”)状态。
【答案】
5
竖直向下
静止
【详解】足球向下运动时,受竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力,合力大小为
合力方向与较大的重力方向一致,即竖直向下。
足球到达最高点时速度为0,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,因此它会保持静止状态。
▌题型03 运动状态与受力的判断
11.下列关于力的说法中正确的是( )
①茶杯对桌面的压力是由于茶杯发生形变而产生的
②两个物体直接接触且发生弹性形变时才会产生弹力
③弹簧测力计在测量时,只可以竖直拉,不可以倾斜着拉
④弹性限度内,弹簧的长度越长,产生的拉力越大
⑤用桨向后划水,船就会向前运动,说明物体间力的作用是相互的
⑥从力的性质来看,重力、拉力、压力、支持力都属于弹力
⑦踢出去的足球最终会停下来,是因为运动需要力来维持
A.④⑤⑦ B.①③④⑥ C.②③⑥⑦ D.①②⑤
【答案】D
【详解】①茶杯对桌面的压力属于弹力,弹力由施力物体的形变产生,该压力的施力物体是茶杯,因此是茶杯发生形变产生的,故①正确;
②弹力产生的条件是两个物体直接接触且发生弹性形变,故②正确;
③弹簧测力计测量时,只要拉力方向与弹簧轴线方向一致,倾斜拉也可正常测量,并非只能竖直拉,故③错误;
④弹性限度内,弹簧的拉力大小与伸长量成正比,而非与弹簧的总长度成正比,故④错误;
⑤用桨向后划水,水对桨施加向前的反作用力,使船向前运动,体现了物体间力的作用是相互的,故⑤正确;
⑥重力是由于地球的吸引产生的,不属于弹力,拉力、压力、支持力属于弹力,故⑥错误;
⑦踢出去的足球最终停下,是因为受到阻力作用,力是改变物体运动状态的原因,而非维持运动的原因,故⑦错误。
故ABC错误,D正确。
故选D。
12.下列给出的现象中,物体运动状态没有发生改变的是( )
A.熟透的苹果从树上落下来 B.汽车匀速转弯
C.人造卫星绕地球匀速转动 D.静止在桌面上的小车
【答案】D
【详解】A.熟透的苹果下落时速度逐渐增大,速度大小改变,运动状态改变,故A不符合题意;
B.汽车匀速转弯时,速度大小不变,但运动方向改变,运动状态改变,故B不符合题意;
C.人造卫星绕地球匀速转动时,速度大小不变,但运动方向不断变化,运动状态改变,故C不符合题意;
D.静止在桌面上的小车保持静止,运动状态没有发生改变,故D符合题意。
故选D。
13.湖南省足球联赛(湘超)火遍三湘大地。足球被踢出后,先在空中飞行,后落入草坪直至静止。下列说法正确的是( )
A.踢出去的足球能在空中继续飞行,是因为受到惯性的作用
B.若飞行中的足球所受的力全部消失,球将立即停止运动
C.在草坪上滚动的足球最终停下来,说明运动需要力来维持
D.球对草坪的压力与草坪对球的支持力是一对相互作用力
【答案】D
【详解】A.惯性是物体本身的一种属性,不是力,不能表述为“受到惯性的作用”,故A错误;
B.运动的物体不受外力时,将保持匀速直线运动。飞行中的足球运动中受力全部消失,会沿当前飞行方向匀速直线运动,故B错误;
C.草坪上足球最终停下,是因为受到地面的阻力,说明力是改变物体运动状态的原因,故C错误;
D.球对草坪的压力与草坪对球的支持力,施力物体和受力物体互逆,是一对相互作用力,故D正确。
故选D。
14.放在光滑水平面上的物体,在水平方向的两个平衡力作用下处于静止状态,若其中一个力逐渐减小到零后,又逐渐恢复到原值,则该物体的运动是( )
A.速度先增大,后减小 B.速度一直增大,直到某个定值
C.速度一直增大 D.先加速,后减速到零
【答案】B
【详解】水平面光滑,无摩擦力,初始两个水平力是平衡力,物体静止,故二力大小相等,方向相反;设二力为F1、F2,初始,合力为 0。
力F1从原值减小到 0 ,合力,合力方向与F2同向,F合不断变大, 物体从静止开始,沿F2方向加速。
力F1从 0 恢复到原值,合力,F合不断变小,合力仍与F2同向, 物体依然沿F2方向加速。
直到,合力回到 0,速度不再增大,保持恒定。
故B符合题意,ACD不符合题意;
故选 B。
15.关于力与运动的关系,下列说法正确的是( )
A.物体不受力时,一定保持静止状态
B.物体受到力的作用时,运动状态一定改变
C.物体的运动状态改变时,一定受到力的作用
D.物体保持静止状态时,一定不受力的作用
【答案】C
【详解】A.根据牛顿第一定律,物体不受力时,会保持静止状态或匀速直线运动状态,并非一定静止。故A错误;
B.物体受平衡力作用时,合力为零,运动状态保持不变,只有受非平衡力时运动状态才改变,故B错误;
C.力是改变物体运动状态的原因,运动状态发生改变,物体一定受到非平衡力的作用,故C正确;
D.物体静止时,可能不受力,也可能受到一对或多对平衡力,故D错误。
故选C。
▌题型04 惯性的概念及应用
16.天舟五号货运飞船成功与空间站组合体完成对接,与在地面相比,飞船上某件货物的惯性____________;飞船对接后,在绕地轨道上正常运行,此时其____________(填“是”或“不是”)平衡状态。
【答案】
不变
不是
【详解】惯性的大小仅由物体的质量决定,货物在飞船上的质量与在地面时相比没有改变,因此其惯性不变。
平衡状态指物体处于静止或匀速直线运动的状态,飞船绕地轨道运行时,运动方向持续变化,运动状态发生改变,所以此时飞船不是平衡状态。
17.下列四幅图中,对于惯性的描述正确的是( )
A.图甲,拨动簧片,小球与支座间的金属片弹出时小球没有飞出,说明小球没有惯性
B.图乙,锤头松了,常用撞击锤柄下端的方法,利用锤头的惯性使其紧套在锤柄上
C.图丙,佩戴汽车的安全带是为了防止汽车突然加速给人体造成伤害
D.图丁,用力击打一摞棋子中间的一个,上面的棋子由于惯性作用而下落
【答案】B
【详解】A.一切物体在任何情况下都具有惯性,拨动簧片,把小球与支座之间的金属片弹出时,小球并没有随金属片飞出,是由于惯性,小球保持原来的静止状态,故A错误;
B.锤头松了,撞击锤柄下端时,锤柄停止运动,锤头由于惯性保持原来的运动状态继续向下运动,从而紧套在锤柄上,这是利用惯性,故B正确;
C.汽车安全带是为了防止汽车紧急刹车(减速)时,人由于惯性向前冲而造成的伤害,故C错误;
D.击打中间的棋子,上面的棋子由于惯性保持原来的静止状态,在重力作用下下落,惯性不是力,“惯性作用”的说法错误,故D错误。
故选B。
18.如图所示,无人机下方用绳子悬挂一个重物,不考虑空气阻力,则无人机在空中( )
A.悬停时,重物受到的重力与重物对绳子的拉力是一对平衡力
B.加速上升时,重物具有的惯性越来越大
C.加速下降时,重物受到非平衡力的作用
D.水平匀速飞行时,悬挂重物的绳子会偏离竖直方向
【答案】C
【详解】A.一对平衡力必须作用在同一个物体上。“重物受到的重力”作用在重物上。“重物对绳子的拉力”作用在绳子上。这两个力作用在不同的物体上,因此不可能是平衡力,故A不符合题意;
B.惯性是物体保持其原有运动状态的性质,其大小只与物体的质量有关。质量越大,惯性越大。在加速上升过程中,重物的质量不变,所以其惯性大小也不变,故B不符合题意;
C.根据牛顿第一定律,物体只有在受到非平衡力作用时,其运动状态才会发生改变(即产生加速度)。题目中重物“加速下降”,说明其速度在变化。因此,它必然受到非平衡力的作用,故C符合题意;
D.当无人机水平匀速飞行时,重物也随之做水平方向的匀速直线运动。不考虑空气阻力,重物受到竖直向下的重力 和绳子的拉力,它们是一对平衡力,而水平方向不受力,根据力与运动的关系可知,绳子必须保持竖直,故D不符合题意。
故选 C。
19.关于力与运动的关系,下列说法正确的是( )
A.物体不受力,一定静止
B.物体受力,运动状态一定改变
C.运动的物体不受力,将做匀速直线运动
D.物体速度越大,惯性越大
【答案】C
【详解】A.根据牛顿第一定律,物体不受力时,可能处于静止状态,也可能处于匀速直线运动状态,故A错误;
B.当物体受到平衡力作用时,其运动状态保持不变,所以物体受力,运动状态不一定改变,故B错误;
C.依据牛顿第一定律,运动的物体不受力,将保持原来的运动状态做匀速直线运动,故C正确;
D.惯性是物体的固有属性,只与物体的质量有关,与速度大小无关,故D错误。
故选C。
20.交通安全法规定,坐在小汽车上的驾驶员和乘客都应系上安全带,这主要是为了减小________(选填“快速启动”或“紧急刹车”)时对人身造成的伤害;汽车猛然加速时,乘客会向后倒去,会给椅背向后的压力,人会有“推背感”。“推背感”产生的主要原因是________(选填“人”或“座椅”)具有惯性。
【答案】 紧急刹车 人
【详解】当汽车紧急刹车时,车速突然降低,驾驶员和乘客的身体由于惯性会保持原来的运动状态继续向前运动,容易向前冲出造成伤害,安全带可以限制身体前倾,减小这种伤害;而快速启动时人向后仰,靠背即可承接,不需要安全带发挥此作用。
汽车猛然加速时,车速突然变快,人的下半身随汽车同步加速,上半身由于人自身的惯性,保持原来较慢的运动状态,因此会向后倾倒挤压椅背,产生推背感,所以推背感的产生是因为人具有惯性。
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7.7 牛顿第一定律
题型01 实验:探究阻力对物体运动的应用
题型02 牛顿第一定律的理解及应用
题型03 运动状态与受力的判断
题型04 惯性的概念及应用
▌题型01 实验:探究阻力对物体运动的应用
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,分别滑到铺有毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车滑行的距离。
(1)实验中小车从同一高度滑下的目的是使小车到达水平面时具有相同的___________。
(2)实验现象:小车在毛巾表面滑行的距离最___________(选填“长”或“短”),在木板表面滑行的距离最___________(选填“长”或“短”)。
(3)推理:若水平面绝对光滑且足够长,小车将做___________运动,说明物体的运动___________(选填“需要”或“不需要”)力来维持。
(4)下列事例中,利用物体惯性的是___________(填字母)。
A.驾驶员必须系安全带 B.跳远运动员助跑后起跳 C.汽车行驶中保持车距
2.物理兴趣小组在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中,让同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,分别通过水平面上的毛巾、棉布、木板表面,最终静止时如图所示。
(1)让小车从同一斜面顶端由静止滑下,是为了使其到达水平面时的__________相同。
(2)实验通过比较__________(选填字母)来反映阻力对物体运动的影响;
A.小车在水平面上滑行的最大距离 B.接触面的粗糙程度
(3)由实验现象可以知道,小车在__________(选填“毛巾”、“棉布”或“木板”)表面上运动时,速度减小得最慢,并据此进一步推理可知:不受阻力作用时,运动的小车将__________。
3.小明用如图甲、乙、丙所示的装置探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)让小车从同一斜面顶端由静止滑下,是为了使其到达水平面时的________相同。
(2)实验发现,水平面越光滑,小车滑行的距离越远,速度减小得越________。进一步推理:如果水平面绝对光滑,小车将会做________运动。这里用到的物理方法是:________。
(3)小明接着用如图丁所示的装置探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”。用弹簧测力计a沿水平方向拉着物块A分别在毛巾、棉布、木板表面做匀速直线运动,发现弹簧测力计示数不同,说明滑动摩擦力的大小与________有关。
(4)小红发现,实验中很难控制物块A做匀速直线运动,于是她对实验做了改进,如图戊所示。将物块A放在长木板B上,拉动长木板B,则图中弹簧测力计________(选填“a”或“b”)的示数表示A、B间滑动摩擦力的大小;小红改用力传感器测量实验中A、B间摩擦力的大小,力传感器记录的拉力与时间的关系图像如图己所示,则A、B间滑动摩擦力的大小为________N。
4.阅读下列短文,回答问题。
日常生活中存在这样的现象:飞机、轮船、汽车等交通工具运行时,受到空气阻力;人在水中游泳、船在水中行驶时,受到水的阻力;百米赛跑时,奔跑得越快,我们感到风的阻力越大,这是什么原因呢?
查阅相关资料得知:物体在流体中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体受到的阻力较小。物体从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,下落一段距离后,当阻力增大到与重力相等时,将以某一速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验,测量数据见下表:(g取10N/kg)
小球编号
1
2
3
小球质量
2
5
45
小球半径
5
5
15
小球的收尾速度
16
40
40
(1)1号小球达到收尾速度时空气阻力为________N。
(2)半径相同的小球,质量________(选填“大”或“小”)的收尾速度大。
(3)对于3号小球,当速度为时,空气阻力________(选填“大于”“等于”或“小于”)重力。
(4)轿车的外形常做成________,目的是减小空气阻力,在座位的靠背上安装“头枕”,可防止轿车被________(选填“前面”或“后面”)的车撞击时对乘者的伤害。
5.小明在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,进行了如下探究:依次让小车分别从同一斜面滑下,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)实验时每次均让小车从斜面上的__________(选填“相同”或“不同”)高度由静止滑下,目的是使小车到达水平面时__________。
(2)实验中通过改变__________来改变小车受到的阻力大小,为了突显阻力大小对物体运动的影响进而推出物体不受力时的运动情况,应让小车在水平面上受到的阻力__________(选填“先大后小”或“先小后大”)。
(3)小车在毛巾表面滑行的距离最短,在平板玻璃表面滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越__________,运动的距离越远;进一步推理:如果运动的物体不受阻力时,它将做__________。
▌题型02 牛顿第一定律的理解及应用
6.我们已经学了牛顿第一定律,它的内容是:一切物体总保持静止状态或___________运动状态,直到有___________迫使它改变这种状态为止。
7.下列有关运动和力的说法中,正确的是( )
A.牛顿第一定律是实验直接得出的结论
B.物体受到一对平衡力作用,它一定是静止的
C.物体是静止的,它一定不受力,或是受到平衡力
D.物体运动的速度越大,则需要越大的力来维持运动
8.关于力和运动的关系,下列说法中正确的是( )
A.惯性是改变物体运动状态的原因
B.在平衡力的作用下,物体一定做匀速直线运动
C.只有在力的作用下物体才能运动
D.有力作用在物体上,物体的运动状态不一定改变
9.王亚平在“天宫课堂”时为同学们演示了太空抛物实验,她将冰墩墩正对着叶光富的手抛出后,在太空微重力环境下,几乎可认为不受到任何外力的作用,冰墩墩将由于自身具有的______,保持______状态,展示了______定律所描述的现象。
10.小明把一个重为6N的足球竖直抛向空中,若足球在运动过程中,受到的空气阻力始终为1N,则足球竖直向下运动时,受到的合力为________N,方向为__________;当足球向竖直向上运动到达最高点时,若其所受的外力突然全部消失,则它将保持________________(选填“静止”或“匀速直线运动”)状态。
▌题型03 运动状态与受力的判断
11.下列关于力的说法中正确的是( )
①茶杯对桌面的压力是由于茶杯发生形变而产生的
②两个物体直接接触且发生弹性形变时才会产生弹力
③弹簧测力计在测量时,只可以竖直拉,不可以倾斜着拉
④弹性限度内,弹簧的长度越长,产生的拉力越大
⑤用桨向后划水,船就会向前运动,说明物体间力的作用是相互的
⑥从力的性质来看,重力、拉力、压力、支持力都属于弹力
⑦踢出去的足球最终会停下来,是因为运动需要力来维持
A.④⑤⑦ B.①③④⑥ C.②③⑥⑦ D.①②⑤
12.下列给出的现象中,物体运动状态没有发生改变的是( )
A.熟透的苹果从树上落下来 B.汽车匀速转弯
C.人造卫星绕地球匀速转动 D.静止在桌面上的小车
13.湖南省足球联赛(湘超)火遍三湘大地。足球被踢出后,先在空中飞行,后落入草坪直至静止。下列说法正确的是( )
A.踢出去的足球能在空中继续飞行,是因为受到惯性的作用
B.若飞行中的足球所受的力全部消失,球将立即停止运动
C.在草坪上滚动的足球最终停下来,说明运动需要力来维持
D.球对草坪的压力与草坪对球的支持力是一对相互作用力
14.放在光滑水平面上的物体,在水平方向的两个平衡力作用下处于静止状态,若其中一个力逐渐减小到零后,又逐渐恢复到原值,则该物体的运动是( )
A.速度先增大,后减小 B.速度一直增大,直到某个定值
C.速度一直增大 D.先加速,后减速到零
15.关于力与运动的关系,下列说法正确的是( )
A.物体不受力时,一定保持静止状态
B.物体受到力的作用时,运动状态一定改变
C.物体的运动状态改变时,一定受到力的作用
D.物体保持静止状态时,一定不受力的作用
▌题型04 惯性的概念及应用
16.天舟五号货运飞船成功与空间站组合体完成对接,与在地面相比,飞船上某件货物的惯性____________;飞船对接后,在绕地轨道上正常运行,此时其____________(填“是”或“不是”)平衡状态。
17.下列四幅图中,对于惯性的描述正确的是( )
A.图甲,拨动簧片,小球与支座间的金属片弹出时小球没有飞出,说明小球没有惯性
B.图乙,锤头松了,常用撞击锤柄下端的方法,利用锤头的惯性使其紧套在锤柄上
C.图丙,佩戴汽车的安全带是为了防止汽车突然加速给人体造成伤害
D.图丁,用力击打一摞棋子中间的一个,上面的棋子由于惯性作用而下落
18.如图所示,无人机下方用绳子悬挂一个重物,不考虑空气阻力,则无人机在空中( )
A.悬停时,重物受到的重力与重物对绳子的拉力是一对平衡力
B.加速上升时,重物具有的惯性越来越大
C.加速下降时,重物受到非平衡力的作用
D.水平匀速飞行时,悬挂重物的绳子会偏离竖直方向
19.关于力与运动的关系,下列说法正确的是( )
A.物体不受力,一定静止
B.物体受力,运动状态一定改变
C.运动的物体不受力,将做匀速直线运动
D.物体速度越大,惯性越大
20.交通安全法规定,坐在小汽车上的驾驶员和乘客都应系上安全带,这主要是为了减小________(选填“快速启动”或“紧急刹车”)时对人身造成的伤害;汽车猛然加速时,乘客会向后倒去,会给椅背向后的压力,人会有“推背感”。“推背感”产生的主要原因是________(选填“人”或“座椅”)具有惯性。
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