2.2 运动与相互作用(第1课时)同步培优练习 2026-2027学年浙教版科学八年级上册
2026-09-02
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摘要:
**基本信息**
以牛顿第一定律、力与运动关系、惯性为核心,通过“基础梳理-考点突破-巩固提升”三层设计,实现从概念理解到科学探究的进阶,适配新授课分层教学需求。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础梳理|核心概念(亚里士多德、伽利略观点,牛顿第一定律内容)|通过填空强化科学观念,夯实知识基础|
|考点突破|单一考点应用(牛顿第一定律判断、力与运动关系分析、惯性现象解释)|结合实例与实验培养科学思维,如斜坡滑块实验设计|
|巩固提升|综合情境与探究(跨知识点应用题、重高真题)|联系生活(泼水节、运输气泡)与重高真题提升探究实践能力|
内容正文:
第2节 运动与相互作用(第1课时)同步培优练习
一、知识点梳理:
1、亚里士多德认为,如果一个物体要持续运动,就必须有其他物体对它 ;如果这个力被撤去,物体就会停止运动,这个说法是 的。
2、伽利略认为:如果物体在运动中 ,它的速度将保持不变。他通过实验与推理得出,物体的运动 力来维持,运动的物体之所以会停下来,是因为它受到了 。
3、笛卡儿补充 和完善了伽利略的观点,指出: 如果运动物体 ,它不会向左、右方向偏,将永远沿原来的方向做 运动。
4、牛顿总结了伽利略等人的研究成果,在大量 的基础上,通过 概括出一条重要的科学规律: 。这就是牛顿第一定律。
5、牛顿第一定律为我们深刻地揭示了 之间的关系,即力是 的原因,而不是 的原因。
考点一、牛顿第一定律
例1:正在加速滑行的雪橇,如果其所受外力突然消失,那么雪橇将( )
A.速度越来越快 B.速度越来越慢,最后停下来
C.做曲线运动 D.做匀速直线运动
例2:滑板是一项很”酷”的运动。当小柯以速度v冲到斜坡的图中位置时,若外力全部消失则小柯与滑板将( )
A.在最高点停下来 B.水平方向匀速直线运动
C.沿斜坡自由滑下来 D.斜向上匀速直线运动
例3:如图所示,将一只小球竖直向上抛出,小球先后经过A、B两点。已知小球在A、B两点的速度分别为2 m/s、0 m/s。
(1)若小球向上运动到达A点时,一切外力突然消失,则此后小球将做什么运动? 。
(2)若小球向上运动到达B点时,一切外力突然消失,则此后小球将做什么运动? 。
例4:在研究牛顿第一定律的实验中,同学们已经知道滑块在水平面上滑行的距离与它刚滑到水平面上时的速度 v0 和水平面的粗糙程度有关,有些同学还认为与滑块的质量有关。下面是甲、乙、丙三位同学在探究“滑块在水平面上滑行的距离与滑块质量是否有关”的课题时所设计的实验步骤,请你也参与进来。他们选择的器材有:质量相同、粗糙程度不同的木块、铁块、铜块、铝块各一个,斜面、木板各一块,钩码若干。
(1)实验中应控制 和刚滑到水平面上时的速度不变。
(2)假设滑块与木板之间的接触面绝对光滑,滑块将做怎样的运动? 。
(3)甲、乙、丙三位同学设计的实验步骤分别如下,你认为符合本课题探究要求的是 同学的设计。
甲:让木块从斜面的顶端由静止滑下后沿水平木板滑行,观察并记录木块在水平木板上滑行的距离和木块的质量;分别在木块上放上数量不等的钩码,先后让其从同一斜面的顶端由静止滑下后沿同一水平木板滑行,观察并记录每次木块在水平木板上滑行的距离和木块及其上面钩码的质量。
乙:先后让木块从同一斜面的不同高度处由静止滑下后沿同一水平木板滑行,观察并记录每次木块在水平木板上滑行的距离和木块的质量。
丙:先后让木块、铁块、铜块、铝块从同一斜面的顶端由静止滑下后沿水平木板滑行,观察并记录它们分别在同一水平木板上滑行的距离和它们的质量。
(4) 下表是按符合本探究课题要求的实验步骤操作后得到的实验数据, 从中得出的结论是
。
滑块质量/克
200
250
300
350
在水平木板上滑行的距离/米
0.651
0.651
0.651
0.651
考点二、力和运动的关系
例1:假设法在我们学习科学中经常应用,请结合所学知识回答下列问题:
(1)图甲是小科同学站在平面镜前3m处,原本可以看到自己在平面镜中成的像,现若将一块比镜面大的遮挡物放在镜子后面,则他________(选填“能”或“不能”)看到自己的像。
(2)图乙中绳子悬挂的电灯处于静止状态,假如绳子断裂瞬间电灯失去重力,电灯将________(选填“加速向下运动”、“匀速向下运动”或“静止”)
(3)图丙是运动会的铅球赛场上,一位同学将铅球奋力掷出的情景。若铅球飞行至最高点时一切外力消失,那么接下来铅球运动轨迹是________(选填“a”、“b”或“c”)
例2:小科同学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:
①如图甲,将棉布铺在水平木板上,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,取下棉布,将毛巾铺在斜面和木板上,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,取下毛巾,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 (填序号),理由是 。
(2)三次实验中,都要让同一辆小车从同一斜面的同一位置由静止滑下目的是为了 . (3)对比两次正确实验操作能说明:小车受到的阻力越大,速度减小得越 。
(4)实验中,在阻力的作用下,小车最终都会静止下来。这说明力的作用效果之一是________。
(5)探究后思考问题,如图丁所示,摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C,再由C点摆回B点,如果此时绳子断裂,且摆球所受的力忽然全部消失,则摆球将 。
考点三、惯性
例1:如图氢气球系着小石块在空中匀速上升,如果系着小石块的线突然断了,小石块将会( )
A.立即加速下降 B.保持原来的速度匀速上升
C.减速上升后再加速下降 D.以原来的速度大小匀速下降
例2:(2022七下·南浔期末)一杯水放在列车内的水平桌面上,如果水面突然发生了如图所示的变化,则列车的运动状态可能发生的变化是( )
①列车突然向右启动 ②列车突然向左启动
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
例3:运输液体货物的槽车,液体上有气泡,如图,当汽车向右匀速直线运动时,以车为参照物,液体的运动状态是 。刹车时,气泡将向运动 (选填“左”或“右”),原因:
例4:“旋蛋实验”可以判断一个鸡蛋是生鸡蛋还是熟鸡蛋:在光滑的水平桌面上快速旋转该鸡蛋,用手制动后又立即释放,如果鸡蛋又“自动”转动起来,那么这个鸡蛋一定是 鸡蛋,这是因为 。
课后作业
1.(2025七下·仙居期末)惯性是物体的一种性质,下列说法正确的是( )
A.物体运动状态改变时才有惯性 B.物体速度越大惯性也越大
C.静止或匀速运动的物体没有惯性 D.物体质量越大惯性也越大
2.中央电视台《是真的吗》节目中,有这样一个实验:将根绳子穿过内壁和端口光滑的空心圆筒,绳子上端系一个金属球,下端与装有皮球的网袋连接。转动空心圆筒,使金属球转动(如图)。随着转速加大,网袋由静止开始向上运动。下列判断正确的是( )
A.金属球转动速度越大,惯性越大
B.金属球转动过程中,运动状态保持不变
C.网袋对绳子的拉力和绳子对它的拉力是一对相互作用力
3.(2022七下·新昌期末)物体在太空中处于失重状态(相当于物体不受重力)。在天宫课堂第二课《天宫抛物》实验中,王亚平将冰墩墩抛到对面叶光富的手中(叶光富手的位置不变),下列说法正确的是( )
A.拋冰墩墩时,冰墩墩对王亚平没有力的作用
B.抛冰墩墩时,抛出的方向应向叶光富的手偏上
C.冰墩墩在空中飞行时,做曲线运动
D.冰墩墩在空中飞行时,做匀速直线运动
4.如图所示,一个重为G的物体在光滑(没有摩擦)水平面上受到一个拉力F的作用,且F<G,则( )
A.该物体不可能运动
B.该物体有可能在水平面上做匀速直线运动
C.该物体运动方向一定变化
D.该物体运动状态肯定变化
5.雨滴下落时会受到空气的阻力,研究发现,下落速度越快,所受到的空气阻力就会越大。下列有关雨滴下落过程分析正确的是( )
A.雨滴受到重力,其下落的速度一直增加
B.雨滴受空气阻力,其下落的速度一直减小
C.雨滴所受重力和空气阻力平衡时,雨滴会静止在空中
D.雨滴下落高度足够时,最后都会匀速下落
6.(2022七下·丽水期末)如图所示,物体在重力、支持力和摩擦力的作用下沿水平面向右做减速直线运动。假设在运动过程中重力突然消失,物体将( )
A.立即停止运动 B.向右沿水平方向做减速直线运动直至停止
C.向右沿水平方向做匀速直线运动D.向右上方做匀速直线运动
(6) (7)
7.小刚同学放学回家的路上,脚被石块绊了一下,身子向前跌倒(图甲)。继续行走一会儿,不小心脚踩到一块西瓜皮,身子向后摔倒(图乙)。对这两种情景,下列解释合理的是( )
A.图甲、乙两种情景中,小刚脚的运动状态改变,而上身由于惯性仍保持原来的运动状态
B.图甲、乙两种情景中,小刚上身的运动状态改变,而脚由于惯性仍保持原来的运动状态
C.图甲情景中,小刚上身的运动状态改变,而脚由于惯性仍保持原来的运动状态;图乙情景中,小刚脚的运动状态改变,而上身由于惯性仍保持原来的运动状态
D.图甲情景中,小刚脚的运动状态改变,而上身由于惯性仍保持原来的运动状态;图乙情景中,小刚上身的运动状态改变,而脚由于惯性仍保持原来的运动状态
8.如图所示,一个小球被竖直抛向空中,上升过程中经过A点到达最高点B。如果小球到达A点处时,所受的力突然全部消失,它将( )
A.立即静止在空中A点
B.继续向上运动一段,最后静止在B点处
C.以A点时的速度匀速直线向上运动通过B点
D.继续向上运动一段,到达B点处后匀速直线向下运动
9.(2021七下·柯桥期末)如图所示,甲乙两个相同的钢球,以相同的速度分别沿着竖直向上和斜向上方向抛出,若不计空气阻力,则它们在空中运动过程中,下列叙述正确的是( )
A.甲、乙最高点时的速度相同 B.甲、乙在空中的受力情况不同
C.最高点时突然一切外力消失,甲将保持静止状态
D.最高点时突然一切外力消失,乙将保持静止状态
10.“泼水节”是云南傣族最隆重的节日。从科学角度分析,泼水的原理是:水原来与脸盆一起向前运动,当脸盆突然停止运动时,脸盆中的水由于 仍然要 ,于是水就从脸盆中泼了出去。
11.如图所示,小球从A点静止释放,运动到C点时,若一切外力全部消失,则小球会沿路线 (填“a”“b”“c”或“d”)运动,你判断的依据是 。若轨道变为半圆形,当小球滚至右侧最高点时,若一切外力全部消失,它将 。
(11) (12)
12.如图所示,上表面水平且光滑的小车上有A、B两个物体,两物体与小车以相同的速度一起向右匀速运动。B在A的正前方,B的质量小于A的质量。假设小车的上表面足够长,不计空气阻力,小车遇到障碍物突然停止后,A、B两物体 (填“会”或“不会”)相撞,原因是: 。
13.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.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)以上操作中错误的一次是 (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 ,速度减小得越 。
(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顶端由静止自由下滑,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)上述探究实验中用到的研究方法有科学推理和 。
(6)从这个实验可以推测出的结论是 。
走进重高
14.在学习牛顿第一定律的时候,我们做了如图所示实验。下列有关叙述正确的是( )
A.每次实验时,小车可以从斜面上的任何位置开始下滑
B.实验中运动的小车会停下来,说明力能改变物体的运动状态
C.实验表明,小车受到的阻力越小,运动的距离越近
D.根据甲、乙、丙的实验现象可以直接得出牛顿第一定律
15.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,使细线处于拉直状态,由静止开始释放小球,不计摩擦,小球可在A、B两点间来回摆动。当小球摆到B点时,细线恰好断开,同时假如所有力都消失,则小球将( )
A.沿BD方向运动 B.沿BE方向运动
C.沿BC方向运动 D.在B点保持静止
16.如图所示,物体A从光滑的斜面上滑到光滑的水平面上,在这个过程中,物体在a、b、c三点的速度大小关系是( )
A.va>vb>vc B.va<vb<vc C.va=vb>vc D.va=vb=vc
17.滑板是一项很“酷”的运动。某同学以速度v冲出斜坡后,他与滑板将( )
A.在最高点停下来 B.斜向上匀速直线运动
C.曲线运动落到地面 D.沿斜坡滑回地面
18.在一根结实的细绳下端拴一个小球,绳子上端固定在悬挂点O上,做成一个单摆。拉动小球到B处,放手后使它摆动起来,若小球运动到A点时突然一切外力消失,则小球的运动状况是( )
A.斜向上运动 B.斜向下运动
C.水平向左运动 D.竖直向下运动
(19) (20)
19.被细绳拴着的小球在水平面绕O点做圆周运动,轨迹图如图中虚线所示,不计阻力,某时刻细绳断,小球速度为v,过一段时间小球出现在P点,速度为v′(如图)。v v′(选填“>”、“=”、“<”)。作图找出细绳断时小球的位置,用点在轨迹图上表示。
20.古希腊学者亚里士多德认为:如果要使一个物体持续运动,就必须对它施加力的作用。而伽利略则认为:物体的运动并不需要力来维持。到底谁说得对呢?为了探究这个问题,小明和同学们设计了如图所示的实验。
(1)要探究运动到底需不需要力来维持,只需研究力对运动物体的影响,所以小明让一辆小车在不同的阻力作用下运动,研究它的速度变化。小明在实验中让小车受到不同阻力的方法是 。
(2)为了探究“物体在水平面上滑行的距离与物体的质量是否有关”,实验中应控制物体静止时释放的高度和斜面与水平面的 不变。
(3)下表是按符合本探究课题要求的实验步骤操作后得到的实验数据,从中得出的结论是:
。
物体质量/克
200
250
300
350
在水平木板上滑的距离
0.651
0.651
0.651
0.651
21.如图甲所示,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙和丙所示。由图像可知:
(1)当t=1s时,物体处于 (填“加速”、“匀速”或“减速”)状态。
(2)当t=3s时,物体受到的阻力为 N,阻力的方向 。
(3)当t=5s时,物体受到的推力和阻力是否为平衡力 ?
22.小明同学为了探究“力对物体运动的影响”,设计了如图所示的斜面实验
(1)在实验中,让小车从同一斜面的 由静止开始滑下,目的是使小车 ,小明采用的研究问题的方法是 ;
(2)对于斜面的要求是 。
A.斜面越光滑越好 B.斜面越粗糙越好 C.三个均相同的斜面
(3)实验表明:表面越光滑,小车运动的距离越 ,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”);
(4)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,最后使它成水平,小球将沿水平面以恒定速度持续运动下去。
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
(5)伽利略得出:运动物体如果不受其它物体的作用,将会做 运动,伽利略由此开创了实验和推理相结合的科学研究方法。
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第2节 运动与相互作用(第1课时)同步培优练习
一、知识点梳理:
1、亚里士多德认为,如果一个物体要持续运动,就必须有其他物体对它 ;如果这个力被撤去,物体就会停止运动,这个说法是 的。
2、伽利略认为:如果物体在运动中 ,它的速度将保持不变。他通过实验与推理得出,物体的运动 力来维持,运动的物体之所以会停下来,是因为它受到了 。
3、笛卡儿补充 和完善了伽利略的观点,指出: 如果运动物体 ,它不会向左、右方向偏,将永远沿原来的方向做 运动。
4、牛顿总结了伽利略等人的研究成果,在大量 的基础上,通过 概括出一条重要的科学规律: 。这就是牛顿第一定律。
5、牛顿第一定律为我们深刻地揭示了 之间的关系,即力是 的原因,而不是 的原因。
一、知识点梳理:
1、施加力的作用 不正确 2、不受力的作用 并不需要 阻力
3、不受到任何力的作 用 匀速直线
4、实验事实 归纳和推理 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
5、力和运动 改变物体运动状态 维持运动
考点一、牛顿第一定律
例1:正在加速滑行的雪橇,如果其所受外力突然消失,那么雪橇将( )
A.速度越来越快 B.速度越来越慢,最后停下来
C.做曲线运动 D.做匀速直线运动
【答案】D
【解析】根据牛顿第一定律的内容分析判断。
【解答】根据牛顿第一定律可知,正在加速滑行的雪橇,如果其所受外力突然消失,那么雪以外力消失时刻的速度和方向做匀速直线运动,故D正确,而A、B、C错误。故选D。
例2:滑板是一项很”酷”的运动。当小柯以速度v冲到斜坡的图中位置时,若外力全部消失则小柯与滑板将( )
A.在最高点停下来 B.水平方向匀速直线运动
C.沿斜坡自由滑下来 D.斜向上匀速直线运动
【答案】D
【解析】牛顿第一定律—一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。【解答】一切物体在不受外力的时候总保持匀速直线运动状态或静止状态,小柯在图示位置时,速度不为零,所以若此时外力全部消失,他将做匀速直线运动。
例3:如图所示,将一只小球竖直向上抛出,小球先后经过A、B两点。已知小球在A、B两点的速度分别为2 m/s、0 m/s。
(1)若小球向上运动到达A点时,一切外力突然消失,则此后小球将做什么运动? 。
(2)若小球向上运动到达B点时,一切外力突然消失,则此后小球将做什么运动? 。
【答案】(1)竖直向上做匀速直线运动(2)保持静止状态
【解析】(1)(2)根据牛顿第一运动定律分析解答。
【解答】(1)若小球向上运动到达A点时,一切外力突然消失,根据牛顿第一定律可知,此时小球会保持A点的速度和方向运动,即竖直向上做匀速直线运动。
(2)小球到达B点时速度为零,如果此时一切外力突然消失,那么小球将保持B点时的运动状态不变,即保持静止状态。
例4:在研究牛顿第一定律的实验中,同学们已经知道滑块在水平面上滑行的距离与它刚滑到水平面上时的速度 v0 和水平面的粗糙程度有关,有些同学还认为与滑块的质量有关。下面是甲、乙、丙三位同学在探究“滑块在水平面上滑行的距离与滑块质量是否有关”的课题时所设计的实验步骤,请你也参与进来。他们选择的器材有:质量相同、粗糙程度不同的木块、铁块、铜块、铝块各一个,斜面、木板各一块,钩码若干。
(1)实验中应控制 和刚滑到水平面上时的速度不变。
(2)假设滑块与木板之间的接触面绝对光滑,滑块将做怎样的运动? 。
(3)甲、乙、丙三位同学设计的实验步骤分别如下,你认为符合本课题探究要求的是 同学的设计。
甲:让木块从斜面的顶端由静止滑下后沿水平木板滑行,观察并记录木块在水平木板上滑行的距离和木块的质量;分别在木块上放上数量不等的钩码,先后让其从同一斜面的顶端由静止滑下后沿同一水平木板滑行,观察并记录每次木块在水平木板上滑行的距离和木块及其上面钩码的质量。
乙:先后让木块从同一斜面的不同高度处由静止滑下后沿同一水平木板滑行,观察并记录每次木块在水平木板上滑行的距离和木块的质量。
丙:先后让木块、铁块、铜块、铝块从同一斜面的顶端由静止滑下后沿水平木板滑行,观察并记录它们分别在同一水平木板上滑行的距离和它们的质量。
(4) 下表是按符合本探究课题要求的实验步骤操作后得到的实验数据, 从中得出的结论是
。
滑块质量/克
200
250
300
350
在水平木板上滑行的距离/米
0.651
0.651
0.651
0.651
【答案】(1)接触面的粗糙程度(2)匀速直线运(3)甲
(4)滑块在水平面上滑行的距离与滑块质量无关
【解析】(1)实验中应控制接触面的粗糙程度和刚滑到水平面上时的速度不变。
(2)假设滑块与木板之间的接触面绝对光滑,那么滑块在水平面上将不受任何外力,此时它的运动状态将保持不变,即做匀速直线运动。
(3)在实验中,为了控制滑块到达水平面时的速度相同,则需要滑块从同一斜面的同一高度滑下。为了控制接触面的粗糙程度相同,需要滑块在同一水平面上滑行。为了改变滑块的质量,可以在滑块上放不同的钩码,故甲的方案符合探究要求。
(4)根据表格数据可知,当滑块的质量增大时,它在水平面上滑行的距离相同,那么得到:滑块在水平面上滑行的距离与滑块质量无关。
考点二、力和运动的关系
例1:假设法在我们学习科学中经常应用,请结合所学知识回答下列问题:
(1)图甲是小科同学站在平面镜前3m处,原本可以看到自己在平面镜中成的像,现若将一块比镜面大的遮挡物放在镜子后面,则他________(选填“能”或“不能”)看到自己的像。
(2)图乙中绳子悬挂的电灯处于静止状态,假如绳子断裂瞬间电灯失去重力,电灯将________(选填“加速向下运动”、“匀速向下运动”或“静止”)
(3)图丙是运动会的铅球赛场上,一位同学将铅球奋力掷出的情景。若铅球飞行至最高点时一切外力消失,那么接下来铅球运动轨迹是________(选填“a”、“b”或“c”)
【答案】(1)能 (2)静止 (3)a
【解析】(1)图甲是小科同学站在平面镜前3m处,原本可以看到自己在平面镜中成的像,现若将一块比镜面大的遮挡物放在镜子后面,则他能看到自己的像;
(2)当绳子断裂时电灯失去重力,那么此时它受到的合力为零,根据牛顿第一定律可知,此时电灯会保持静止状态;
(3)若铅球飞行至最高点时一切外力消失,根据牛顿第一定律可知,此时铅球会保持原来的运动状态不变,即以外力消失时的速度和方向做匀速直线运动,即运动轨迹是a。
例2:小科同学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:
①如图甲,将棉布铺在水平木板上,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,取下棉布,将毛巾铺在斜面和木板上,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,取下毛巾,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 (填序号),理由是 。
(2)三次实验中,都要让同一辆小车从同一斜面的同一位置由静止滑下目的是为了 . (3)对比两次正确实验操作能说明:小车受到的阻力越大,速度减小得越 。
(4)实验中,在阻力的作用下,小车最终都会静止下来。这说明力的作用效果之一是________。
(5)探究后思考问题,如图丁所示,摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C,再由C点摆回B点,如果此时绳子断裂,且摆球所受的力忽然全部消失,则摆球将 。
【答案】(1)②;②斜面上铺上棉布改变了斜面的粗糙程度,就不能使小车到达水平面时的初速度相同
(2)使小车刚进入水平面时的初速度相同 (3)快(4)力能改变物体的运动状态 (5)水平向左做匀速直线运动
【解析】(1)小车在水平面上运动的距离与小车的速度和水平面上受到的阻力大小有关,则如果用这个距离反映阻力对运动的影响时,就必须控制小车到达斜面底端时的速度相同。小车到达斜面底端的速度与它在斜面上的高度和斜面的光滑程度有关,三次实验中小车在斜面上的高度相同,但是乙中却铺有毛巾,即光滑程度不同,这肯定会影响小车的速度,产生错误的实验结果。
(2)三次实验中,都要让同一辆小车从同一斜面的同一位置由静止滑下目的是为了:使小车刚进入水平面时的初速度相同;
(3) 将实验甲和丙进行比较,从而确定速度减小快慢与阻力大小的关系;
(4)实验中,在阻力的作用下,小车最终都会静止下来。这说明力的作用效果之一是:力能改变物体的运动状态.
(5)根据牛顿第一定律,当物体不受任何外力时,将保持静止状态或匀速直线运动状态。
考点三、惯性
例1:如图氢气球系着小石块在空中匀速上升,如果系着小石块的线突然断了,小石块将会( )
A.立即加速下降 B.保持原来的速度匀速上升
C.减速上升后再加速下降 D.以原来的速度大小匀速下降
【答案】C
【解析】物体受到的合力方向与运动方向相同时,做加速运动;合力方向与运动方向相反时,做减速运动,结合惯性的知识分析判断。
【解答】根据题意可知,氢气球系着小石块在空中匀速上升,如果系着小石块的线突然断了,由于石块有惯性,那么它会继续向上运动,但是速度逐渐减小。当速度为零时到达最高点,由于石块受到重力作用,那么此时加速下降,故ABD不符合题意,C符合题意;故选C。
例2:运输液体货物的槽车,液体上有气泡,如图,当汽车向右匀速直线运动时,以车为参照物,液体的运动状态是 。刹车时,气泡将向运动 (选填“左”或“右”),原因:
【答案】静止;左;刹车时,由于惯性,液体将保持原来的运动状态,气泡的质量小,惯性小,在液体的作用下被向左挤压,所以将观察到气泡向左运动。
【解析】运动和静止是相对的,物体与参照物之间的空间位置没有发生改变,则物体是静止的,物体与参照物之间的空间位置发生改变,则物体是运动的。
惯性大小只和质量有关,质量越大,惯性越大。
【解答】液体和车之间的空间位置没有发生改变,可知以车为参照物,液体是静止的。
刹车时,液体由于惯性将保持原来的运动状态,继续向右运动,气泡的质量小,惯性小,被液体向左挤压,所以将观察到气泡向左运动。
例3:(2022七下·南浔期末)一杯水放在列车内的水平桌面上,如果水面突然发生了如图所示的变化,则列车的运动状态可能发生的变化是( )
①列车突然向右启动 ②列车突然向左启动
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】根据有关惯性的知识分析判断。
【解答】①列车突然向右启动,由于惯性,水杯中的水会保持原来的静止状态,即向左运动,故①不合题意;
②列车突然向左启动,由于惯性,水杯中的水会保持原来的静止状态,即向右运动,故②符合题意;
③列车向右运动时突然刹车,此时车的速度减小,而由于惯性,水杯中的水保持原来的速度继续向右运动,故③符合题意;
④列车向左运动时突然刹车,此时车的速度减小,而由于惯性,水杯中的水保持原来的速度继续向左运动,故④不合题意。
例4:“旋蛋实验”可以判断一个鸡蛋是生鸡蛋还是熟鸡蛋:在光滑的水平桌面上快速旋转该鸡蛋,用手制动后又立即释放,如果鸡蛋又“自动”转动起来,那么这个鸡蛋一定是 鸡蛋,这是因为 。
【答案】生; 蛋壳由于受到手所给的力停止转动,而蛋清和蛋黄则由于具有惯性,继续运动,立即释放后,蛋清和蛋黄又会带动蛋壳转动
【解析】如果鸡蛋又“自动”转动起来,那么这个鸡蛋一定是生鸡蛋,这是因为:蛋壳由于受到手所给力停止转动,而蛋清和蛋黄则由于具有惯性,继续运动,立即释放后,蛋清和蛋黄又会带动蛋壳转动。
课后作业
1.(2022七下·仙居期末)惯性是物体的一种性质,下列说法正确的是( )
A.物体运动状态改变时才有惯性
B.物体速度越大惯性也越大
C.静止或匀速运动的物体没有惯性
D.物体质量越大惯性也越大
【答案】D
【解析】根据对惯性的定义和影响因素的认识判断。
【解答】惯性是物体本身的一种性质,一切物体都有惯性。惯性的大小只与物体的质量大小有关,与速度大小无关,故D正确,而A、B、C错误。
2.(2022七下·诸暨期末)中央电视台《是真的吗》节目中,有这样一个实验:将根绳子穿过内壁和端口光滑的空心圆筒,绳子上端系一个金属球,下端与装有皮球的网袋连接。转动空心圆筒,使金属球转动(如图)。随着转速加大,网袋由静止开始向上运动。下列判断正确的是( )
A.金属球转动速度越大,惯性越大
B.金属球转动过程中,运动状态保持不变
C.网袋对绳子的拉力和绳子对它的拉力是一对相互作用力
D.网袋开始向上运动时,拉力一定等于它的重力
【答案】C
【解析】(1)根据惯性的影响因素判断;
(2)运动状态的改变包括:静止变运动,运动变静止,速度大小改变和运动方向改变;
(3)相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体和同一直线上;
(4)根据力与运动的关系判断。
【解答】A.金属球转动速度越大,但是它的质量不变,因此惯性不变,故A错误;
B.金属球转动过程中,它的运动方向不断改变,即运动状态不断改变,故B错误;
C.网袋对绳子的拉力和绳子对它的拉力,二者大小相等,方向相反、作用在两个物体上和同一直线上,为相互作用力,故C正确;
D.网袋开始向上运动时,它受到的合力向上,即拉力大于它的重力,故D错误。
3.(2022七下·新昌期末)物体在太空中处于失重状态(相当于物体不受重力)。在天宫课堂第二课《天宫抛物》实验中,王亚平将冰墩墩抛到对面叶光富的手中(叶光富手的位置不变),下列说法正确的是( )
A.拋冰墩墩时,冰墩墩对王亚平没有力的作用
B.抛冰墩墩时,抛出的方向应向叶光富的手偏上
C.冰墩墩在空中飞行时,做曲线运动
D.冰墩墩在空中飞行时,做匀速直线运动
【答案】D
【解析】(1)力是改变物体运动状态的原因;
(2)根据“失重”状态分析;
(3)(4)根据牛顿第一定律分析。
【解答】抛出冰墩墩时,冰墩墩有静止变为运动,即运动状态发生改变。因为力是改变物体运动状态的原因,所以王亚平对冰墩墩有力的作用。根据相互作用力的原理可知,冰墩墩同时对王亚平有力的作用,故A错误;
在太空中,冰墩墩处于失重状态,即它不受竖直向下的重力作用,因此冰墩墩在运动过程中不会向下运动,因此沿水平方向抛出即可,故B错误;
抛出的冰墩墩不受任何力的作用,即受到的外力为零,那么它应该做匀速直线运动,故C错误,D正确。
4.如图所示,一个重为G的物体在光滑(没有摩擦)水平面上受到一个拉力F的作用,且F<G,则( )
A.该物体不可能运动
B.该物体有可能在水平面上做匀速直线运动
C.该物体运动方向一定变化
D.该物体运动状态肯定变化
【答案】D
【解析】根据力与运动的关系判断。
【解答】物体在光滑的水平面上不受阻力,此时它只受一个水平向右的拉力,即合力向右。根据“力是改变物体运动状态的原因”可知,该物体的运动状态肯定变化,故D正确,而A、B、C错误。
5.雨滴下落时会受到空气的阻力,研究发现,下落速度越快,所受到的空气阻力就会越大。下列有关雨滴下落过程分析正确的是( )
A.雨滴受到重力,其下落的速度一直增加
B.雨滴受空气阻力,其下落的速度一直减小
C.雨滴所受重力和空气阻力平衡时,雨滴会静止在空中
D.雨滴下落高度足够时,最后都会匀速下落
【答案】D
【解析】根据力与运动的关系分析判断。
【解答】在开始的一段时间内,雨滴受到的阻力小于重力,合力向下,于是雨滴做加速运动。随着速度的增大,雨滴受到的阻力逐渐增大。当阻力和重力相等时,合力为零,此时加速停止,雨滴应该做匀速直线运动,故D正确,而A、B、C错误。
6.(2022七下·丽水期末)如图所示,物体在重力、支持力和摩擦力的作用下沿水平面向右做减速直线运动。假设在运动过程中重力突然消失,物体将( )
A.立即停止运动
B.向右沿水平方向做减速直线运动直至停止
C.向右沿水平方向做匀速直线运动
D.向右上方做匀速直线运动
【答案】C
【解析】根据牛顿定律可知,即物体在不受任何外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】假设在运动过程中重力突然消失,则对水平面的压力、水平面对物体的支持力、摩擦力都会同时消失。根据牛顿第一定律我们知道,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,原来运动的物体将永远做匀速直线运动,速度的大小和方向都不改变。因为物体原来是向右运动,当外力突然消失,物体仍然保持原来的运动状态,所以物体将保持原来的速度向右做匀速直线运动。
故ABD错误,C正确。
7.小刚同学放学回家的路上,脚被石块绊了一下,身子向前跌倒(图甲)。继续行走一会儿,不小心脚踩到一块西瓜皮,身子向后摔倒(图乙)。对这两种情景,下列解释合理的是( )
A.图甲、乙两种情景中,小刚脚的运动状态改变,而上身由于惯性仍保持原来的运动状态
B.图甲、乙两种情景中,小刚上身的运动状态改变,而脚由于惯性仍保持原来的运动状态
C.图甲情景中,小刚上身的运动状态改变,而脚由于惯性仍保持原来的运动状态;图乙情景中,小刚脚的运动状态改变,而上身由于惯性仍保持原来的运动状态
D.图甲情景中,小刚脚的运动状态改变,而上身由于惯性仍保持原来的运动状态;图乙情景中,小刚上身的运动状态改变,而脚由于惯性仍保持原来的运动状态
【答案】A
【解析】根据惯性的知识对两种情景进行分析判断。
【解答】甲:原来小刚的上半身和下半身一起处于运动状态,脚受到石块的阻力,则下半身由运动状态变成静止状态。而由于惯性,它的上半身会继续向前运动,所以会向前跌倒;
乙:原来小刚的上半身和下半身一起处于运动状态,脚踩到西瓜皮后迅速向前移动。由于惯性,它的上半身会继续保持原来的速度,所以他会向后跌倒。
综上所述,在两种情形中,小刚的脚的运动状态改变,而上半身由于惯性保持原来的运动状态,故A正确,而B、C、D错误。
8.如图所示,一个小球被竖直抛向空中,上升过程中经过A点到达最高点B。如果小球到达A点处时,所受的力突然全部消失,它将( )
A.立即静止在空中A点
B.继续向上运动一段,最后静止在B点处
C.以A点时的速度匀速直线向上运动通过B点
D.继续向上运动一段,到达B点处后匀速直线向下运动
【答案】C
【解析】根据牛顿第一定律分析解答。
【解答】当小球上升到A点时,它的运动方向竖直向上。如果此时所受的外力全部消失,那么它将以这个时刻的速度和方向做匀速直线运动,肯定会通过B点,故C正确,而A、B、D错误。
9.(2021七下·柯桥期末)如图所示,甲乙两个相同的钢球,以相同的速度分别沿着竖直向上和斜向上方向抛出,若不计空气阻力,则它们在空中运动过程中,下列叙述正确的是( )
A.甲、乙最高点时的速度相同
B.甲、乙在空中的受力情况不同
C.最高点时突然一切外力消失,甲将保持静止状态
D.最高点时突然一切外力消失,乙将保持静止状态
【答案】C
【解析】(1)斜向上抛出时物体,到达最高点时水平方向的速度不为零;
甲在竖直方向上运动,到达最高点时速度为零;乙为斜向上运动,到达最高点时,它在竖直方向上速度为零,而水平方向上速度不变,故A错误;
甲和乙在空中运动时,都只受竖直向下的重力作用,故B错误;
甲原来为静止状态,最高点时突然一切外力消失,甲由于惯性会保持原来的静止状态,故C正确;
乙在水平方向上速度不为零,最高点时突然一切外力消失,乙由于惯性会保持原来的速度在水平方向上做匀速直线运动,故D错误。
10.(2022七下·南浔期末)“泼水节”是云南傣族最隆重的节日。从科学角度分析,泼水的原理是:水原来与脸盆一起向前运动,当脸盆突然停止运动时,脸盆中的水由于 仍然要 ,于是水就从脸盆中泼了出去。
【答案】惯性;向前运动
【解析】物体保持运动状态不变的性质叫惯性,根据惯性的知识解答。
【解答】水原来与脸盆一起向前运动,当脸盆突然停止运动时,脸盆中的水由于惯性仍然要向前运动,于是水就从脸盆中泼了出去。
11.如图所示,小球从A点静止释放,运动到C点时,若一切外力全部消失,则小球会沿路线 (填“a”“b”“c”或“d”)运动,你判断的依据是 。若轨道变为半圆形,当小球滚至右侧最高点时,若一切外力全部消失,它将 。
【答案】B;物体不受外力时将保持原来的运动状态不变;保持静止状态
【解析】根据牛顿第一定律分析解答。
【解答】(1)根据图片可知,当小球运动到C点时,它的运动方向为水平方向。如果此时一切外力消失,那么小球会沿路线b运动,依据是:物体不受外力作用时将保持原来的运动状态不变。
(2)若轨道为半圆形,当小滚至右侧最高点时,此时它的速度为零。如果一切外力消失,那么它将保持原来的静止状态。
12.如图所示,上表面水平且光滑的小车上有A、B两个物体,两物体与小车以相同的速度一起向右匀速运动。B在A的正前方,B的质量小于A的质量。假设小车的上表面足够长,不计空气阻力,小车遇到障碍物突然停止后,A、B两物体 (填“会”或“不会”)相撞,原因是: 。
【答案】不会;A、B都具有惯性,保持原来的运动状态不变
【解析】物体保持运动状态不变的性质叫惯性,据此分析判断。
【解答】两个物体都跟随小车一起做匀速直线运动,即二者的运动方向和速度都相同。当小车遇到障碍物突然停止后,由于惯性,A、B物体都会继续保持原来的运动状态。由于速度和方向相同,那么二者肯定不会相撞。
12.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.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)以上操作中错误的一次是 (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 ,速度减小得越 。
(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顶端由静止自由下滑,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)上述探究实验中用到的研究方法有科学推理和 。
(6)从这个实验可以推测出的结论是 。
【答案】(1)b (2)远;慢 (3)做匀速直线运动 (4)速度相同 (5)控制变量法
(6)假如小车在运动过程中不受任何阻力,小车将永远地运动下去,运动速度保持不变(合理即可)
【解析】(1)探究水平面上的阻力对物体运动的影响时,要保证小车到达水平面时的速度相同,而改变水平面上的阻力。甲和丙中,斜面上都是木板,而乙中斜面上铺上毛巾,这会导致小车的速度减小,对实验结果产生影响。
(2)比较甲和丙可知,小车在木板上受到的阻力小于毛巾上的阻力,此时运动距离大于毛巾上的距离。当小车运动时,速度减小的越慢,运动时间越长,则运动距离越远。
(3)根据实验可知,小车受到的阻力越小,则速度减小越慢,运动距离越长,则如果受到的阻力为零,那么小车的速度就不会减小,即始终沿直线做匀速直线运动。
(4)小车到达水平面时的速度与它在斜面上的高度有关,即高度越大,它的速度越大,根据控制变量法的要求分析解答。
(5)探究一个因素对物理量的影响时,控制其它因素相同,这就是控制变量法。
(6)根据实验现象,推测小车不受阻力时的运动状态。
【解答】(1)a、c中斜面都没有铺毛巾,只有b中斜面上铺上毛巾,则以上操作中错误的一次是b。
(2)对比两次正确实验操作能说明:小车受到的阻力越小,通过的距离越远,速度减小得越慢。
(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,它将做匀速直线运动。
(4)为了得出科学结论,三次实验中小车每次都从斜面顶端由静止自由下滑,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速度相同。
(5)上述探究实验中用到的研究方法有科学推理和控制变量法 。
(6)从这个实验可以推测出的结论是:假如小车在运动过程中不受任何阻力,小车将永远地运动下去,运动速度保持不变(合理即可)。
13.(2022七下·仙居期末)棉被中棉花的纤维粗而短,用细木棍拍打时,纤维易断裂。但是被子使用一段时间后,里面会有灰尘、人体的皮屑、螨虫等,通过拍打可将灰尘等除去。因此人们使用藤拍来拍打被子,以达到减少纤维断裂和除尘的目的。请用所学知识解释其中的原因。
【答案】晒被子的时候用藤拍进行拍打被子,人们拍打被子时被子上的灰尘因为惯性保持不动,所以就会从被子上掉落。
【解析】物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,称为惯性。惯性是物体的一种固有属性,表现为物体对其运动状态变化的一种阻抗程度,质量是对物体惯性大小的量度。
【解答】晒被子的时候用藤拍进行拍打被子,们拍打被子时被子上的灰尘因为惯性保持不动,所以就会从被子上掉落。适当的拍打被子确实是不错的选择,但是注意不要大力的拍打,不然会导致里面纤维的断裂,受损,影响被子的保暖。
走进重高
14.在学习牛顿第一定律的时候,我们做了如图所示实验。下列有关叙述正确的是( )
A.每次实验时,小车可以从斜面上的任何位置开始下滑
B.实验中运动的小车会停下来,说明力能改变物体的运动状态
C.实验表明,小车受到的阻力越小,运动的距离越近
D.根据甲、乙、丙的实验现象可以直接得出牛顿第一定律
【答案】B
【分析】(1)根据控制变量法可知,实验中应控制小车到达水平面时有相同的速度;
(2)力是改变物体运动状态的原因;
(3)小车受到的阻力越小,其运动的速度减小的越慢,运动的距离越远;据此进行实验推理,得出牛顿第一定律。
【解答】解:
A、实验中,我们应让小车从同一斜面的同一高度由静止开始下滑,是为了让小车每次到达水平面时的速度相同,便于得出小车滑行的距离与摩擦力的关系,故A错误;
B、实验中运动的小车会停下来,其运动状态发生了改变,说明力能改变物体的运动状态,故B正确;
C、小车在木板表面运动的距离最远,该现象说明小车受到摩擦力越小,运动的距离越远,故C错误;
D、接触面越光滑,摩擦力越小,小车的速度减小得慢;由此推理得出:假如小车受到的阻力为零,小车将做匀速直线运动;牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理概括出来的,故D错误。
故选:B。
15.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,使细线处于拉直状态,由静止开始释放小球,不计摩擦,小球可在A、B两点间来回摆动。当小球摆到B点时,细线恰好断开,同时假如所有力都消失,则小球将( )
A.沿BD方向运动 B.沿BE方向运动
C.沿BC方向运动 D.在B点保持静止
【答案】D
【分析】首先要明确,当秋千在最高点时的运动状态,再根据前面实验中的研究结论即可,即据牛顿第一定律可知,当物体不受外力时,将保持外力消失一瞬间时的状态。
【解答】解:由于小球被静止释放,不计摩擦,它可在A、B两点间来回摆动。当小球摆到B点时,小球速度恰好为零,此时小球所受力全部消失,据牛顿第一定律可知,此时小球将保持静止状态,故D正确。
故选:D。
16.如图所示,物体A从光滑的斜面上滑到光滑的水平面上,在这个过程中,物体在a、b、c三点的速度大小关系是( )
A.va>vb>vc B.va<vb<vc C.va=vb>vc D.va=vb=vc
【答案】D
【分析】动能与物体的质量和速度有关;重力势能与物体的质量和高度有关;
判断A从斜面上滑下时的能量转化,由机械能的守恒分析解答。
【解答】解:
由题意知,物体A由斜面滑到水平面上时,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,所以滑下时,物体A的重力势能转化为动能,
由于斜面和水平面均光滑,那么物体A在滑动过程没有摩擦,机械能守恒,所以物体A在水平面运动时其动能不变;物体A质量一定,在a、b、c三点的动能相等,则物体在a、b、c三点的速度大小相等,故D正确,ABC错误。
故选:D。
17.滑板是一项很“酷”的运动。某同学以速度v冲出斜坡后,他与滑板将( )
A.在最高点停下来 B.斜向上匀速直线运动
C.曲线运动落到地面 D.沿斜坡滑回地面
【答案】见试题解答内容
【分析】地球附近的物体受到重力的作用。
【解答】解:某同学以速度。冲出斜坡后,他与滑板受到竖直向下的重力,将曲线运动落到地面。
故选:C。
18.在一根结实的细绳下端拴一个小球,绳子上端固定在悬挂点O上,做成一个单摆。拉动小球到B处,放手后使它摆动起来,若小球运动到A点时突然一切外力消失,则小球的运动状况是( )
A.斜向上运动 B.斜向下运动
C.水平向左运动 D.竖直向下运动
【答案】C
【分析】首先能够判断出小球在不同位置下的运动情况,然后根据牛顿第一定律的内容分析小球不受外力时的运动状态。
【解答】解:由题意知,小球在竖直平面内的B、C两点之间来回自由摆动,B、C两点为最高点,A为最低点,小球在BC两点的重力势能最大,速度为零,在A点速度最大,方向沿OA的切线方向,即水平向左,当小球摆到A点时一切外力突然消失,小球将保持原来速度速度水平向左运动,故C正确,ABD错误。
故选:C。
19.被细绳拴着的小球在水平面绕O点做圆周运动,轨迹图如图中虚线所示,不计阻力,某时刻细绳断,小球速度为v,过一段时间小球出现在P点,速度为v′(如图)。v = v′(选填“>”、“=”、“<”)。作图找出细绳断时小球的位置,用点在轨迹图上表示。
【答案】=;见解答图
【分析】惯性是物体保持运动状态不变的性质,不计阻力,小球在水平方向上不受力的作用,但因为惯性,仍要保持原来的运动状态,据此分析作答即可。
【解答】解:被细绳拴着的小球在水平面绕O点做圆周运动,由于不计阻力,某时刻细绳断时,小球由于具有惯性,将按照原来的速度在水平方向做匀速直线运动,所以过一段时间小球出现在P点的速度为v′等于v;
做P的反向延长线,与圆相切于点M,M即为细绳断时小球的位置。如图所示:
故答案为:=;见解答图。
20.古希腊学者亚里士多德认为:如果要使一个物体持续运动,就必须对它施加力的作用。而伽利略则认为:物体的运动并不需要力来维持。到底谁说得对呢?为了探究这个问题,小明和同学们设计了如图所示的实验。
(1)要探究运动到底需不需要力来维持,只需研究力对运动物体的影响,所以小明让一辆小车在不同的阻力作用下运动,研究它的速度变化。小明在实验中让小车受到不同阻力的方法是 改变水平面的粗糙程度 。
(2)为了探究“物体在水平面上滑行的距离与物体的质量是否有关”,实验中应控制物体静止时释放的高度和斜面与水平面的 粗糙程度 不变。
(3)下表是按符合本探究课题要求的实验步骤操作后得到的实验数据,从中得出的结论是: 物体在水平面上滑行的距离与物体的质量无关 。
物体质量/克
200
250
300
350
在水平木板上滑的距离
0.651
0.651
0.651
0.651
【答案】(1)改变水平面的粗糙程度;(2)粗糙程度;(3)物体在水平面上滑行的距离与物体的质量无关。
【分析】(1)水平面越粗糙,小车运动时受到的阻力越大,据此分析;
(2)为了探究“物体在水平面上滑行的距离与物体的质量是否有关”,要控制其它因素相同(下滑到水平面的速度和在水平面运动时受到的阻力相同),只改变质量大小;
(3)分析表中实验数据得出结论。
【解答】解:(1)水平面越粗糙,小车运动时受到的阻力越大,小明在实验中让小车受到不同阻力的方法是改变水平面的粗糙程度。
(2)为了探究“物体在水平面上滑行的距离与物体的质量是否有关”,要控制其它因素相同(下滑到水平面的速度和在水平面运动时受到的阻力相同),只改变质量大小,实验中应控制物体静止时释放的高度和斜面与水平面的粗糙程度不变。
(3)分析表中实验数据,物体质量增加而在木板上滑行距离不变,从中得出的结论是:物体在水平面上滑行的距离与物体的质量无关。
故答案为:(1)改变水平面的粗糙程度;(2)粗糙程度;(3)物体在水平面上滑行的距离与物体的质量无关。
21.如图甲所示,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙和丙所示。由图像可知:
(1)当t=1s时,物体处于 (填“加速”、“匀速”或“减速”)状态。
(2)当t=3s时,物体受到的阻力为 N,阻力的方向 。
(3)当t=5s时,物体受到的推力和阻力是否为平衡力 ?
【答案】(1)加速 (2)2;水平向左 (3)不是平衡力
【解析】(1)从丙图中找到某个时间对应的速度所在图像的形状,如果是一条向右上方倾斜的直线,说明物体在加速;如果是一条向右下方倾斜的直线,说明物体在减速;如果一条水平线,说明物体是匀速的;
(2)从丙图中判断t=3s时物体的运动状态,然后从乙图中找到某个时间物体受到的力;阻力的方向与运动方向相反;
(3)从丙图中判断t=5s时物体的运动状态,进而判断物体是否受到平衡力。 【解答】(1)观察丙图可知,从0s-2s物体的v-t图像是一条向右上方的斜线,说明这段时间物体的速度不断增大,因此当t=1s时,物体处于加速状态;
(2)观察丙图可知,当t=3s时,物体的v-t图像是一条水平线,说明物体在这段时间内做匀速直线运动,因此阻力和拉力是一对平衡力,即阻力是2N,且方向向左;
(3)观察丙图可知,物体从4s-8s的v-t图像是一条向右下方倾斜的线,说明这段时间内物体做减速运动,即处于不平衡状态,因此物体受到的推力和阻力不是平衡力。
故答案为:(1)加速;(2)2,水平向左;(3)不是平衡力
22.小明同学为了探究“力对物体运动的影响”,设计了如图所示的斜面实验
(1)在实验中,让小车从同一斜面的 同一高度 由静止开始滑下,目的是使小车 到达水平面时的速度相同 ,小明采用的研究问题的方法是 控制变量法 ;
(2)对于斜面的要求是 C 。
A.斜面越光滑越好
B.斜面越粗糙越好
C.三个均相同的斜面
(3)实验表明:表面越光滑,小车运动的距离越 远 ,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越 慢 (选填“快”或“慢”);
(4)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,最后使它成水平,小球将沿水平面以恒定速度持续运动下去。
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 D 。
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
(5)伽利略得出:运动物体如果不受其它物体的作用,将会做 匀速直线 运动,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)同一高度;到达水平面时的速度相同;控制变量法;(2)C;(3)远;慢;(4)D;(5)匀速直线。
【分析】(1)根据控制变量法,为使小车达到水平面时的速度相同,实验时,每次必须使小车从斜面的同一高度滑下;
(2)力可以改变物体的运动状态。实验时,斜面的粗糙程度对实验的影响不大,只要斜面相同且能完成实验就行。
(3)由表中实验数据可知:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车前进的距离就越远;
(4)明确了伽利略“理想斜面实验”的实验过程即可正确解答.
(5)伽利略通过理想实验研究了力与运动的关系时,应用了推理法。
【解答】解:(1)实验时,每次必须使小车从斜面的同一高度滑下,这样做的目的是使小车到达水平面时的速度相同,这用到了控制变量法;
(2)实验时,斜面的粗糙程度对实验的影响不大,只要斜面相同且能完成实验就行,故选C;
(3)由表中实验数据可知:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车前进的距离就越远,速度减小的越慢;
(4)这是依据思维程序排序的问题,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,减小倾解,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D正确;
(5)这是实验基础上,再推理得出的结论,实验无法直接验证,运动物体不受力将永远匀速运动下去。
故答案为:(1)同一高度;到达水平面时的速度相同;控制变量法;(2)C;(3)远;慢;(4)D;(5)匀速直线。
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