第5.5节 牛顿第一定律(高效培优·讲义)物理新教材沪科版(五四学制)八年级上册
|
2份
|
64页
|
15人阅读
|
1人下载
精品
内容正文:
第5.5节 牛顿第一定律
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 阻力对物体运动的影响
考点02 牛顿第一定律
考点03 惯性现象及其应用
03 避坑指南·解题通法
角度01 探究阻力对物体运动影响的实验
角度02 牛顿第一定律的内容及理解
角度03 根据牛顿第一定律判断物体的运动状态
角度04 判断物体的运动状态是否改变
角度05 从受力情况判断运动状态变化
角度06 惯性的概念
角度07 惯性的大小与哪些因素有关
角度08 生活中的惯性现象
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1.掌握阻力对物体运动实验,熟悉装置、步骤与实验结论。
2.熟记牛顿第一定律内容,会依据定律判断物体运动状态。
3.理解惯性概念,知道惯性大小只与物体质量有关。
4.识别生活惯性现象,能区分惯性的利用与危害防范。
1.利用理想实验法,推理不受力时物体的运动规律。
2.抓住受力和运动状态的逻辑,辨析力不是维持运动的原因。
3.牢记惯性只和质量有关,纠正速度影响惯性的误区。
4.按“状态突变+物体保持原有运动”的思路解释惯性现象。
知识导图
考点01 阻力对物体运动的影响
探究阻力对物体运动的影响实验。
1、实验目的、原理、方法
(1)实验目的:探究阻力对物体运动影响。
(2)实验原理:力是改变物体运动状态的原因。
(3)实验方法:控制变量法。
2、实验器材:斜面、小车、毛巾、棉布、木板、刻度尺。
(1)斜面:使小车运动。
(2)毛巾、棉布、木板:改接触面对小车的阻力。
(3)刻度尺:测量小车行驶距离。
3、实验步骤
步骤①木板放在水平的桌面上,将斜面放固定在木板的一端,将刻度尺零刻度线与木板一端对齐,紧贴木板并固定好;
步骤②观察木板毛巾与棉布的粗糙程度;
步骤③将毛巾铺在木板上,将小车置于斜面顶端同一位置,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在毛巾上滑动的距离S1 ;
步骤④将棉布铺在木板上,将小车置于斜面顶端同一位置,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在棉布上滑动的距离S2;
步骤⑤将小车置于斜面顶端,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在木板上滑动的距离S3。
4、实验现象:
5、实验结论及推理
(1)实验结论:平面越光滑,物体运动的距离越远,速度减小得越慢,所受阻力越小;平面越粗糙,物体运动的距离越近,速度减小得越快,所受阻力越大。
(2)实验推理:运动的物体如果不受外力作用,它将永远匀速直线运动下去。
【深化点拨】
实验注意事项:小车每次都必须从同一高度由静止释放。
1.如图所示,在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中,小车从斜面同一高度滑下,在粗糙程度不同的水平面上运动。下列说法正确的是( )
A.小车在毛巾表面运动距离最长 B.该实验表明力是维持物体运动的原因
C.小车最终停下来是因为没有受到推力 D.若水平面绝对光滑,小车将做匀速直线运动
【答案】D
【详解】A.毛巾表面最粗糙,对小车的阻力最大,小车速度减小得最快,所以运动距离最短;木板表面最光滑,阻力最小,运动距离最长,故A错误;
B.实验中,小车在水平面上运动时,阻力越小,运动距离越远。这说明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(阻力使小车速度减小),故B错误;
C.小车在水平面上运动时,水平方向只受到阻力作用,最终停下来是因为阻力改变了它的运动状态,使速度减小为零,和“推力”无关,故C错误;
D.根据实验现象推理:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,运动距离越远,速度减小得越慢;如果水平面绝对光滑(阻力为零),小车的速度将不再减小,会保持匀速直线运动状态,故D正确。
故选D。
2.在 “探究阻力对物体运动的影响” 实验中,应在____________(斜面/水平面/斜面及水平面)上分别铺上表面粗糙程度不同的材料,让小车从斜面的____________(相同/不同)高度由静止释放。实验发现,小车受到阻力越小,运动距离越____________。
【答案】 水平面 相同 远
【详解】本实验的变量是小车运动时受到的阻力大小,我们只需要改变水平面的粗糙程度来改变阻力,斜面要保持光滑程度一致,保证小车到达水平面时的初速度仅由释放高度决定,因此只需在水平面上铺粗糙程度不同的材料;
让小车从斜面相同高度由静止释放,能保证小车每次到达水平面时的初速度大小相等,排除初速度差异对运动距离的干扰;
实验现象:小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,因此运动的距离就越远。
3.如图所示为探究“阻力对物体运动的影响”实验。
(1)实验前应该使用同一斜面、同一坡度,并让小车从同一高度、静止开始下滑的目的是控制小车到达斜面底端时的_________相同。
(2)实验进行的合理顺序应该是__________(对“甲”、“乙”和“丙”排序),目的是使小车受到的阻力逐渐_________(选填“增大”、“不变”或“减小”);小车在水平面上运动时_________(选填“处于”或“不处于”)平衡状态。
(3)近代实验科学的奠基人之一__________对类似的实验进行了分析,并进一步推测:若小车到达水平面后所受的阻力为零,小车将以恒定不变的速度一直运动下去。因此得出结论:物体的运动_________(选填“需要”或“不需要”)力来维持。
【答案】(1)速度
(2) 乙丙甲 减小 不处于
(3) 伽利略 不需要
【详解】(1)让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,是控制变量法的应用,目的是让小车到达斜面底端时的速度大小完全相同,排除初速度差异对实验的干扰。
(2)实验需要让水平面阻力逐渐减小,通过运动距离的变化规律推导阻力为零的情况,因此要按阻力从大到小排序,乙图中小车运动距离最短,说明水平面最粗糙、阻力最大;甲图中小车运动距离最长,说明水平面最光滑、阻力最小。因此合理顺序为乙、丙、甲,使小车受到的阻力逐渐减小;小车在水平面上运动时,速度不断减小,运动状态发生改变,合力不为零,因此不处于平衡状态。
(3)伽利略是近代实验科学的奠基人之一,通过该类实验推理得出:运动的物体如果不受阻力,将保持恒定速度一直运动下去,推翻了“力是维持物体运动的原因”的错误观点,即物体的运动不需要力来维持。
考点02 牛顿第一定律
1、牛顿第一定律的概念
(1)牛顿第一定律(也叫惯性定律):一切物体在没有受到力的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
(2)牛顿第一定律是通过分析、概括、推理得出的,不可能用实验直接来验证。
2、物体运动状态变化的判定
(1)物体运动状态的变化包括速度大小的变化和速度方向的变化,两变其一或者都变化,那么运动状态发生变化,两者均不变,那么运动状态不发生改变(静止或者匀速直线运动)。
①物体由静到动、由动到静、由慢到快、由快到慢都是速度大小的变化。
②圆周运动、拐弯运动都是运动方向的变化(物体运动状态如果变化,一定是受力的结果,而且所受力不是平衡力)。
(2)静止或匀速直线运动都是运动状态没有变化(物体运动状态如果不变,或者受平衡力,或者不受任何力)。
3、力与运动的关系
(1)力是改变物体运动状态的原因,力不是维持物体运动状态的原因。
(2)运动的物体不受力时做匀速直线运动(保持它的运动状态)。
(3)静止的物体不受力时保持静止状态(保持它的静止状态)。
【深化点拨】
1.牛顿第一定律的解读
(1)“一切”是说定律对所有物体普遍适用。
(2)“没有受到力的作用”是指定律成立的条件,包含两层意思:一是理想情况,即物体确实没有受到任何外力作用;二是物体所受各力的合力为零。
(3)“总”指的是总这样,没有例外。
(4)“或”即两种状态居其一,不能同时存在.定律表明:物体不受力时,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.考虑问题也应从这两方面来考虑,首先判断物体原来的运动状态,然后再根据牛顿第一定律来解答。
2.物体的运动状态
(1)物体运动状态的改变是指运动快慢或运动方向的改变或运动快慢和运动方向都改变。
(2)运动的物体如果不受外力作用,它将永远匀速直线运动下去。牛顿第一定律也称惯性定律就是在此基础上总结出来的。这个定律因为是用科学推理的方法得出,所以不是用实验直接得出的。
1.关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是通过想象得出来的
B.物体只要运动,就一定受到力的作用
C.足球在空中飞行的过程中,若它所受的力全部消失,它一定沿水平方向做匀速直线运动
D.物体在不受力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态
【答案】D
【详解】A.牛顿第一定律是在大量实验事实基础上经科学推理得出的,并非凭空想象,故A错误;
B.根据牛顿第一定律,不受力的物体可以保持匀速直线运动状态,运动不需要力来维持,故B错误;
C.足球在空中飞行时并非只有水平方向的速度,若所有力全部消失,它会沿消失瞬间的运动方向(而非一定是水平方向)做匀速直线运动。C错误;
D.牛顿第一定律的核心内容是:一切物体在不受力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。故D正确。
故选D。
2.某同学在水平面玩滑板车,当车滑起来后,不再蹬地,车也能继续前进,这说明运动__________(选填“需要”或“不需要”)力来维持,运动中的滑板车如果所受外力全部消失,它将保持__________状态(选填“匀速直线运动”或“静止”)。
【答案】 不需要 匀速直线运动
【详解】不再蹬地后滑板车依然能继续前进,是因为滑板车具有惯性,此时没有额外的动力维持它的运动,说明运动不需要力来维持;
如果运动的滑板车所受外力全部消失,根据牛顿第一定律,原来运动的物体将保持匀速直线运动状态。
考点03 惯性现象及其应用
1、惯性:物体保持原来运动状态不变的性质;即运动的物体要保持它的运动状态,静止物体要保持它的静止状态。
(1)一切物体任何时候都具有惯性。
(2)惯性是物体本身的属性,惯性的大小与物体质量大小有关。质量越大,惯性越大;质量越大的物体其运动状态越难改变。惯性的大小与物体的形状、运动状态、位置及受力情况无关。
2、惯性与力的区别
(1)物理意义不同:惯性是指物体具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质;而力是指物体对物体的作用;惯性是物体本身的属性,始终具有这种性质,它与外界条件无关;力则只有物体与物体发生相互作用时才有,离开了物体就无所谓力。
(2)构成的要素不同:惯性只有大小,没有方向和作用点,而大小也没有具体数值,无单位;力是由大小方向和作用点三要素构成,它的大小有具体的数值,单位是牛。
(3)惯性是保持物体运动状态不变的性质;力作用则是改变物体的运动状态。
3、惯性的防止与应用:惯性有有利的一面,也有有害的一面,我们有时要利用惯性,有时要防止惯性带来的危害,但并不是“产生”惯性或“消灭”惯性。
(1)纸飞机离开手以后,还会继续飞行。
(2)星际探测仪,一经脱离地球引力范围,不需要用发动机就可保持飞行。
(3)锤头松了,只要把锤柄在固定的物体上撞几下,锤头就牢牢地套在锤柄上了。
(4)跳远时利用助跑,使自己跳得更远。
(5)车启动或者突然加速时,人会向后靠。
(6)汽车左转弯时,人会向右靠。右转弯时,人会向左靠。
(7)子弹离开枪口后还会继续向前运动。
【深化点拨】
1.惯性的特点
(1)“一切物体”包括受力或不受力、运动或静止的所有固体、液体气体都有惯性。
(2)同一个物体不论是静止还是运动、运动快还是运动慢,不论受力还是不受力,都具有惯性,而且惯性大小是不变的。惯性只与物体的质量有关,质量大的物体惯性大,而与物体的运动状态无关。
2.运用惯性判断物体的运动一般思路
(1)确定研究对象。
(2)弄清研究对象原来所处的运动状态。
(3)明确当受到外力作用时,与研究对象有关的其他物体或研究对象的某一部分的运动状态改变情况。
(4)指明研究对象或其另一部分由于惯性而保持原来的运动状态。
(5)得出相应结论(回应题目)。
1.如图是足球比赛时的场景,下列关于足球比赛中涉及到的物理知识,分析正确的是( )
A.脚踢球时感到疼,说明物体间力的作用是相互的
B.踢出去的足球能在空中继续运动,是因为足球受到惯性
C.脚对球施加的力大小相同,其作用效果一定相同
D.运动员用脚踢球,球飞出去,说明力是使物体运动的原因
【答案】A
【详解】A.脚踢球时,脚对球施加力的同时球也对脚施加力,说明物体间力的作用是相互的,故A正确;
B.踢出去的足球能在空中继续运动,是因为足球具有惯性,惯性是物体属性不是力,不能说受到惯性,故B错误;
C.力的作用效果与力的大小、方向和作用点有关,力的大小相同,但方向或作用点不同时,作用效果不同,故C错误;
D.运动员用脚踢球,球由静止变为运动,说明力是改变物体运动状态的原因,故D错误。
故选A。
2.如图所示是从水平匀速飞行的轰炸机上先后投下的三颗炸弹,在不计空气阻力的情况下,能正确反映飞机和三颗炸弹运动情况的是图中的__________,(填字母)飞机投弹后的惯性将__________(选填“变大”“变小”或“不变”)
A. B.C. D.
【答案】 D 变小
【详解】轰炸机沿水平方向匀速飞行,从轰炸机先后投下三颗炸弹后,炸弹由于惯性,保持原来的运动状态不变,继续向前飞行,炸弹在下落过程中,都是以原来的速度向前运动,受重力的作用,同时向下做加速运动,故三颗炸弹下落时,在同一竖直方向上,且下落速度越来越快,即在相等的时间内通过的路程在变大,故ABC错误,D正确。
故选D。
惯性的大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。飞机投弹后,质量变小,所以飞机的惯性将变小。
牛顿第一定律的综合应用及解题步骤
1.“探究阻力对物体运动影响”实验分析
(1)控制变量:实验中必须让小车从斜面的同一高度由静止滑下。
目的:保证小车到达水平面时的初速度相同。
(2)改变变量:通过改变水平面的材料(毛巾、棉布、木板)来改变小车受到的阻力大小。
(3)科学推理(理想实验):
现象:表面越光滑→阻力越小→速度减小得越慢→滑行距离越远。
推论:若表面绝对光滑(阻力为零),小车将做匀速直线运动。
注意:牛顿第一定律是在实验基础上通过推理得出的,不能直接用实验验证。
2.力与运动关系的判断(受力分析决定状态)
(1)不受力或受平衡力(合力为0):物体保持静止或匀速直线运动状态(即运动状态不改变)。
(2)受非平衡力(合力不为0):物体的运动状态一定改变。
合力方向与运动方向相同→加速。
合力方向与运动方向相反→减速。
合力方向与运动方向不在同一直线→曲线运动(转弯)。
(3)易错点纠正:物体受力越大,速度不一定越大;物体不受力,不一定静止(可能匀速直线运动)。
3.惯性现象的解释:解释生活中的惯性现象(如刹车人前倾、拍打衣服除尘)是高频考题,需遵循“四步法”:
(1)确定对象:明确研究对象原本处于什么运动状态(静止或运动)。
(2)发生突变:指出对象的某一部分(如脚、衣服)受力改变了运动状态(停下或运动)。
(3)惯性保持:指出对象的另一部分(如上身、灰尘)由于惯性,仍要保持原来的运动状态。
(4)得出结论:所以出现了什么现象(如人向前倒、灰尘落下)。
关键点:惯性是物体的一种属性,只能说“具有惯性”或“由于惯性”,绝不能说“受到惯性”或“惯性力”。
4.惯性大小的判断
(1)唯一因素:质量是物体惯性大小的唯一量度。
质量大→惯性大(运动状态难改变)。
质量小→惯性小(运动状态易改变)。
(2)无关因素:惯性大小与物体的速度大小、受力情况、地理位置均无关。
陷阱题:高速飞行的子弹和静止的巨石,巨石的惯性更大(因为质量大),尽管子弹速度快。
角度01 探究阻力对物体运动影响的实验
1.如图所示是探究“阻力对物体运动影响”的实验装置。下列说法正确的是( )
A.本实验小车必须从斜坡的同一高度静止释放
B.由于受到惯性的作用小车滑到平面后仍运动
C.表面越光滑,越小,小车速度减小得越快
D.3幅图比较,小车下滑至木板面的速度最大
【答案】A
【详解】A.探究阻力对物体运动的影响,需控制小车到达水平面的初速度相同,由控制变量法可知,小车必须从斜坡的同一高度静止释放,故A正确;
B. 惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,不是力,不能说受到惯性的作用,故B错误;
C.表面越光滑,阻力越小,由力是改变物体运动状态的原因可知,小车速度减小得越慢,故C错误;
D.同一小车从同一斜面同一高度由静止释放,小车到达水平面时的速度相同,故D错误。
故选A。
2.在探究“阻力对物体运动的影响”实验时,实验装置如图所示,
实验时固定斜面,让小车从斜面上相同位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的________,进一步推理,如果水平面足够光滑,小车不受阻力,它将一直做____________运动。
【答案】 速度 匀速直线
【详解】让小车从斜面上相同位置由静止滑下,是控制变量法的应用,能保证小车到达水平面时的速度相同,只改变水平面的阻力大小来观察小车的运动情况。
根据实验现象可总结:水平面阻力越小,小车运动的距离越远;进一步推理可得:若水平面足够光滑,小车不受阻力,小车的运动速度不变,将做匀速直线运动,这一过程中运用了实验推理法。
3.用如图所示装置探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)分析:水平面越光滑,小车运动时所受的阻力越小,速度减小得越___________,运动的距离越___________。
(2)小车在沿水平面运动时受到___________(选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用,这说明力是___________物体运动状态的原因。
(3)小车到达水平面后能继续向前运动的原因:小车具有___________。
(4)学习了运动和力的关系后,同学们之间展开了对于运动和力的关系的讨论,其中观点正确的是___________(选填字母)。
A.物体受力,其运动状态一定改变
B.物体不受力,一定会保持静止
C.如果物体的运动状态发生了改变,一定是受到了力的作用
D.物体运动,一定受到力的作用
(5)进一步推理得出的结论是:不受阻力作用时,运动的小车将一直运动下去,这说明物体的运动_________(填“需要”或“不需要”)力来维持。
(6)上述实验除了用到实验推理的方法外,还用到了控制变量法和___________法。
【答案】(1) 慢 远
(2) 非平衡力 改变
(3)惯性
(4)C
(5)不需要
(6)转换
【详解】(1)水平面越光滑,小车受到的阻力越小,对运动的阻碍作用越弱,速度就减小得越慢,最终能运动的距离就越远。
(2)小车在水平面运动时速度不断减小,运动状态发生改变,因此受到的是非平衡力,该现象说明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。
(3)小车到达水平面后仍能继续向前运动,是因为小车具有保持原来运动状态的性质,也就是惯性。
(4)A.物体受平衡力时,运动状态保持不变,故A错误;
B.物体不受力时,会保持静止或匀速直线运动状态,故B错误;
C.力是改变物体运动状态的原因,运动状态改变一定是受到了力的作用,故C正确;
D.根据实验推理,不受力的物体也可以保持匀速直线运动,因此物体运动不一定需要受力,故D错误;
故选C。
(5)推理得出不受阻力时,运动的小车会一直做匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持。
(6)实验中我们将看不见的阻力大小对运动的影响,转换为可以直接观测的小车在水平面运动的距离长短,用到了转换法。
4.小明在观看冰壶比赛时,心中产生了一个疑问:如果水平冰面足够光滑,冰壶会永远运动下去吗?于是,他用如图所示的装置来探究阻力对物体运动的影响。
(1)实验中每次均让同一辆小车从同一斜面的同一位置由静止自由下滑,目的是使小车在水平面上开始滑行时具有相同的___________。
(2)在本实验中,“小车在水平面上运动的距离”反映的是___________。此处用到的实验方法是______________________。
A.小车在水平面上所受阻力大小 B.阻力对小车运动的影响情况 C.小车到达斜面底端的速度大小
(3)实验中发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板表面上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越___________(选填“快”或“慢”);由此推出若小车不受阻力,它将做______________________。
(4)假如小车滑出木板的瞬间,所有的力都消失,如图所示小车的运动轨迹是___________(选填“a””b”或“c”)。
(5)请在下图中画出小车在棉布表面运动时的受力示意图。
【答案】(1)速度
(2) B 转换法
(3) 慢 匀速直线运动
(4)a
(5)
【详解】(1)根据控制变量法,在实验过程中,小明需将同一小车从斜面的同一高度处静止释放,这样做的目的是使小车到达水平面时具有相同的速度。
(2)本实验中,我们无法直接测量阻力对运动的影响,通过小车滑行距离的远近来间接体现阻力的作用效果,阻力越大,小车减速越快、滑行距离越短,因此“运动距离”反映的是阻力对小车运动的影响情况,这种将不易直接观测的物理量转换为直观易测现象的实验方法是转换法,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B;
(3)木板表面最光滑、阻力最小,小车滑行距离最远,说明速度减小得越慢;
在此实验基础上推理:如果小车完全不受阻力,它的速度就不会再变化,将保持恒定速度永远做匀速直线运动。
(4)根据牛顿第一定律,运动的物体所有力全部消失后,将保持力消失瞬间的速度和运动方向做匀速直线运动。小车滑出木板瞬间是沿水平方向运动的,因此会沿水平直线路径a运动。
(5)小车在棉布表面向右滑行时,竖直方向受平衡力,向下的重力和向上的支持力大小相等,作用点可近似在小车的重心,故过小车的重心分别向下和向上作长度相等的带箭头的线段,分别为重力G和支持力F;水平方向只受到与相对运动方向相反、即向左的摩擦阻力,作用点可近似在小车的重心,故过小车的重心作水平向左带箭头的线段,即为摩擦力f,据此作图。
角度02 牛顿第一定律的内容及理解
5.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。
6.牛顿第一定律所反映的问题:
(1)力不是__________的原因,即:运动不需要力维持。
(2)力和运动的关系,力是__________的原因。
【答案】(1)维持物体运动
(2)改变物体运动状态
【详解】(1)根据牛顿第一定律,不受力的物体可保持匀速直线运动状态,说明运动不需要力维持,因此力不是维持物体运动的原因。
(2)物体运动状态发生改变时一定受到力的作用,因此力是改变物体运动状态的原因。
角度03 根据牛顿第一定律判断物体的运动状态
7.在体育测试中,小明同学掷实心球的场景如图所示,a点是球刚离开手的位置,球从a点上升到最高点b后下落到地面c点,然后滚动到d点停止。下列说法正确的是( )
A.球从a点上升到b点,是因为球受到手的推力作用
B.球从a点上升到b点,是因为球受到惯性的作用
C.若球在b点受到的力全部消失,则球做匀速直线运动
D.球从c点运动到d点停止,说明物体运动需要力来维持
【答案】C
【详解】A.球离开手后不再受手的推力,从a点上升到b点是因为球具有惯性,故A错误;
B.惯性是物体本身的一种属性,不是力,不能说“受到惯性的作用”,故B错误;
C.球在b点时具有水平方向的速度,若此时受到的力全部消失,由牛顿第一定律可知,球将保持原来的运动状态做匀速直线运动,故C正确;
D.球从c点运动到d点停止,是因为受到阻力作用,由牛顿第一定律可知力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力来维持,故D错误。
故选C。
8.在2026年米兰冬奥会赛场上,我国运动员在自由式滑雪女子空中技巧决赛中成功卫冕,如图所示。下列说法正确的是( )
A.赛前在滑雪板板底涂抹专用底油,是为了减小板底与雪面的摩擦
B.若在加速下降过程中运动员受的一切力都消失,则运动员将静止
C.运动员完成动作落地后继续滑行,是因为受到惯性的作用
D.平稳着陆时,运动员对滑雪板的压力与自身重力是一对平衡力
【答案】A
【详解】A.涂抹专用底油使接触面变光滑,在压力一定时,减小板底与雪面的摩擦,故A正确;
B.加速下降过程中运动员具有速度,若受的一切力都消失,由牛顿第一定律可知,运动员将做匀速直线运动,故B错误;
C.运动员落地后继续滑行,是因为运动员具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故C错误;
D.运动员对滑雪板的压力作用在滑雪板上,自身重力作用在运动员上,两个力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选A。
9.如图所示,是篮球在空中飞行的一段轨迹(忽略空气阻力)。从A到B的过程中,篮球的运动状态________(选填“有”或“没有”)改变。若在B点,篮球所受的力全部消失,则篮球的运动轨迹是________(填图中数字)。
【答案】 有 2
【详解】由图可知,从A到B的过程中,其运动轨迹是一条曲线,说明运动方向在改变,所以篮球的运动状态有改变。
篮球在B点时具有一定的速度,若此时篮球所受的力全部消失,它将保持力消失瞬间的速度大小和运动方向做匀速直线运动,所以篮球的运动轨迹是2。
角度04 判断物体的运动状态是否改变
10.广东已形成以广州、深圳、东莞为核心,佛山、肇庆等城市协同配套的汽车产业集群,呈现“核心引领、多点协同”格局。汽车在下列哪种状态下处于平衡状态( )
A.匀速转弯 B.加速启动 C.减速制动 D.静止不动
【答案】D
【详解】平衡状态判定依据:物体保持静止或匀速直线运动状态时处于平衡状态,此时速度大小、方向均不改变。
A.匀速转弯时运动方向改变,速度发生变化,不是平衡状态,故A不符合题意;
B.加速启动时速度大小增大,速度发生变化,不是平衡状态,故B不符合题意;
C.减速制动时速度大小减小,速度发生变化,不是平衡状态,故C不符合题意;
D.静止不动符合平衡状态定义,故D符合题意。
故选D。
11.十一假期,小敏和妈妈去青云山游玩,她坐在匀速转动的摩天轮中,以地面为参照物她的运动状态_________(选填“改变”或“不改变”);小敏在中考体育测试中,参加立定跳远项目,若她在最高点受到的所有力消失,则她将保持________状态。
【答案】 改变 匀速直线运动
【详解】匀速转动的摩天轮上,小敏相对于地面的运动方向不断变化,因此运动状态改变。
根据牛顿第一定律,物体不受外力时会保持力消失瞬间的运动状态不变。立定跳远的最高点,小敏竖直方向的速度为0,但仍保留水平向前的速度,若此时所有力全部消失,她将沿水平方向做匀速直线运动。
角度05 从受力情况判断运动状态变化
12.在2025年哈尔滨亚冬会短道速滑女子3000m接力赛中,中国队夺得金牌。如图,是比赛时的场景,下列说法正确的是( )
A.运动员加速前进只受重力和支持力作用
B.运动员匀速转弯时,受力不平衡
C.运动员不断蹬地滑行,说明力是维持物体运动的原因
D.运动员滑过终点后速度逐渐减小,是由于受到惯性作用
【答案】B
【详解】A.运动员加速前进,运动状态改变,合力不为零,水平方向必受阻力作用,不只受重力和支持力,故A错误;
B.运动员匀速转弯时,速度方向改变,运动状态改变,合力不为零,受力不平衡,故B正确;
C.运动员不断蹬地滑行,说明力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因,故C错误;
D.运动员滑过终点后速度逐渐减小,是由于受到阻力作用,惯性是物体属性,不能说受到惯性作用,故D错误。
故选B。
13.雨滴下落过程中,当受到的合外力为零时将会做____________运动。雨滴落在雨伞上,当快速旋转雨伞,伞面上的雨滴会被甩出,这是因为雨滴具有______。
【答案】 匀速直线 惯性
【详解】由牛顿第一定律可知,运动的物体所受合外力为零时做匀速直线运动;因一切物体都具有惯性,旋转雨伞时雨滴由于惯性保持原来的运动状态因此被甩出。
角度06 惯性的概念
14.关于惯性的说法,正确的是( )
A.掷标枪前助跑,利用了物体的速度越大,惯性越大
B.驾驶员与乘客系上安全带,为了防止惯性带来的危害
C.撞击锤柄的下端能使锤头紧套在锤柄上,利用了锤柄的惯性
D.抛出的渔网落入水,利用了渔网的惯性
【答案】B
【详解】A.掷标枪助跑是利用惯性让标枪出手后保持原有运动状态飞得更远,惯性大小仅与物体质量有关,与速度无关,故A错误;
B.车辆急刹车时,驾驶员和乘客由于惯性会继续向前运动,系安全带可以限制人体前冲,避免碰撞伤害,是为了防止惯性带来的危害,故B正确;
C.撞击锤柄下端时,锤柄受力停止运动,锤头由于惯性保持原有向下的运动状态紧套在锤柄上,利用的是锤头的惯性,故C错误;
D.抛出的渔网落入水,是因为渔网受到竖直向下的重力作用,故D错误。
故选B。
15.关于端午节龙舟赛,涉及到的物理知识说法正确的是( )
A.出发前,静止的龙舟处于平衡状态
B.比赛中,使龙舟前进的力的施力物体是船桨
C.桨对水与水对桨的力是一对平衡力
D.选手不划桨,但龙舟继续向前运动是因为龙舟受惯性力的作用
【答案】A
【详解】A.平衡状态包含物体处于静止和匀速直线运动状态,所以静止的龙舟处于平衡状态,故A正确;
BC.划桨时,桨对水施加了向后的力,由于力的作用是相互的,同时水对桨也会施加向前的力带动龙舟前进,这两个力是一对相互作用力,所以使龙舟前进的力的施力物体是水,故BC错误;
D.惯性是物体的固有属性,不是力,不能表述为“受惯性力作用”,故D错误。
故选A。
16.小刚周末休息约上朋友到环岛公路骑自行车,用力蹬自行车,车速加快,说明力可以改变物体的__________,停止蹬车后,自行车还能继续向前运动,这是因为自行车具有__________。
【答案】 运动状态 惯性
【详解】用力蹬自行车使车速加快,物体运动速度发生改变,由力的作用效果可知,力可以改变物体的运动状态;停止蹬车后,因一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质,也就是惯性,故自行车仍能继续向前运动。
角度07 惯性的大小与哪些因素有关
17.向前行驶的汽车突然刹车时,乘客会向前倾。下列说法正确的是( )
A.乘客由于受到惯性的作用而向前倾 B.质量越大的乘客具有的惯性越大
C.汽车的速度越大,其惯性越大 D.系上安全带可以减小乘客惯性
【答案】B
【详解】A.惯性是物体的固有属性,不是一种“作用力”,不能表述为“受到惯性的作用”,故A错误;
BC.惯性的大小只由物体的质量决定,质量越大,惯性越大,与物体的速度无关,故B正确;故C错误;
D.系安全带只能防止刹车时乘客因惯性前倾带来的伤害,乘客的质量不变,惯性大小不会减小,故D错误。
故选B 。
18.舰载机在航母上降落时,必须适时放下舰钩,钩住甲板上的拦阻索,达到强行减速的目的,这个过程中,舰钩对拦阻索的拉力______(选填“大于”“等于”或“小于”)拦阻索对舰钩的拉力,舰载机的惯性______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 等于 不变
【详解】舰钩对拦阻索的拉力和拦阻索对舰钩的拉力是一对相互作用力,相互作用力大小相等;
因惯性大小仅由物体质量决定,舰载机降落过程中质量不变,故惯性不变。
角度08 生活中的惯性现象
19.如图所示是短道速滑项目的精彩瞬间,关于运动员下列说法中正确的是( )
A.到达终点后,不能立即停下来是因为受到惯性作用
B.在匀速转弯过程中,处于平衡状态,所受到的力为平衡力
C.站立时,对冰面的压力和冰面对运动员的支持力是一对相互作用力
D.在转弯过程中,手对冰面的压力和冰面对手的支持力是一对平衡力
【答案】C
【详解】A.惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,不是力,不能说受到惯性作用,故A错误;
B.匀速转弯过程中,运动员的运动方向发生改变,运动状态改变,不处于平衡状态,受到的力不是平衡力,故B错误;
C.站立时,运动员对冰面的压力和冰面对运动员的支持力,大小相等、方向相反、作用在两个物体上、作用在同一直线上,是一对相互作用力,故C正确;
D.转弯过程中,手对冰面的压力和冰面对手的支持力,作用在两个不同的物体上,是一对相互作用力,不是平衡力,故D错误。
故选C。
20.下列关于惯性现象的解释,描述不正确的是( )
A.汽车刹车时,乘客身体前倾,是乘客由于惯性要继续保持向前行驶的运动状态
B.标枪运动员为取得好成绩掷标枪前需要助跑,因为惯性大小与物体运动的速度有关
C.通过拍打的方式清除窗帘上的浮灰,因为拍打时,灰尘由于惯性保持静止状态与窗帘分离而被抖落
D.在匀速直线行驶的列车内的人,竖直向上跳起后会落在原来起跳时的位置,这是因为起跳后的人由于惯性仍然保持与列车相同的运动速度和运动方向
【答案】B
【详解】A.汽车刹车时乘客下半身随车辆减速,上半身由于惯性保持原向前运动状态故前倾,故A正确;
B.惯性是物体的固有属性,大小仅与物体质量有关,与运动速度无关,助跑是利用惯性而非惯性与速度有关,故B不正确;
C.拍打窗帘时窗帘受力运动,浮灰由于惯性保持静止状态与窗帘分离,故C正确;
D.匀速直线行驶的列车内,人竖直起跳后水平方向由于惯性保持与列车相同的运动速度,故落回原起跳位置,故D正确。
题目要求选择不正确的,故选B。
21.“记里鼓车”又称“大章车”,是中国古代用来记录车辆行过距离的马车,构造如图所示。车有木制机械人,手执木槌。车每行一里(取1里=435m)敲鼓一下,车每行十里敲铃一次。某次测试中,测得两次敲鼓的时间间隔为145s。则马车的平均速度为__________。若以木制机械人为参照物,鼓是__________(选填“运动”或“静止”)的;马停止拉车后,车还会由于__________向前运动。
【答案】 10.8 静止 惯性
【详解】马车的平均速度
因鼓相对于木制机械人的位置未发生改变,故以木制机械人为参照物,鼓是静止的;
马停止拉车后,车不再受到拉力,但车由于具有惯性保持原来的运动状态,继续向前运动。
22.小明用水平推力向右推着书,书上的橡皮擦恰好随书一起向右做匀速直线运动,橡皮擦有没有受到书的摩擦力?________。如果书突然停止运动,橡皮擦由于________将会向________(选填“左”或“右”)倾倒。
【答案】 没有 惯性 右
【详解】橡皮擦随书一起向右做匀速直线运动时,两者相对静止且无相对运动趋势,故橡皮擦不受书的摩擦力。
书突然停止运动时,橡皮擦底部因受摩擦力随书减速,上部由于惯性保持原来的向右运动状态,故橡皮擦会向右倾倒。
【例1】(2026·吉林长春·中考真题)在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中,如图甲所示,将棉布铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,测出小车在棉布上运动的距离;去掉木板上的棉布,重复实验。将两次测量的数据记录在表格中。
水平面的材料
对小车的阻碍程度
小车在水平面运动的距离s/m
棉布
较大
0.25
木板
较小
0.46
(1)每次都让小车从斜面顶端的同一位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的___________相同。
(2)分析可知:在水平面上运动的小车所受的阻力越小,运动距离越___________。进一步推理:如果水平面上运动的小车所受的阻力为0,小车将做___________运动。
(3)小车在水平木板上运动时间为2s,这段时间内小车的平均速度为___________m/s。
(4)如图乙,人不用脚蹬地,正在向前滑行的滑板车会慢慢停下来。请依据运动和力的相关知识解释此现象:___________。
【答案】(1)速度
(2)远 匀速直线
(3)0.23
(4)滑板车在水平方向受到阻力,阻力改变了滑板车的运动状态,使其速度逐渐减小,最终停止
【详解】(1)为了使小车到达水平面时的速度相同,应控制小车从斜面顶端的同一位置由静止滑下,这样小车到达水平面时的初速度相同。
(2)由表格可知,棉布对小车的阻力较大时,小车运动的距离为0.25m;木板对小车的阻力较小时,小车运动的距离为0.46m,可知小车所受阻力越小,运动距离越远。进一步推理,若水平面上小车所受的阻力为0,小车的运动状态将不发生改变,会保持原来的速度做匀速直线运动。
(3)由表格可知,小车在水平木板上运动的路程为0.46m,运动时间为2s,根据平均速度公式计算
(4)滑板车向前滑行时,在水平方向受到阻力的作用。力可以改变物体的运动状态,阻力使滑板车的速度逐渐减小,因此滑板车最终会停下来。
【深化点拨】
(1)考查控制变量法的应用:让小车从斜面同一位置静止释放,保证小车到达水平面时初速度一致。
(2)考查实验推理法:根据阻力越小小车运动越远,推理阻力为零时小车的运动状态,是牛顿第一定律的探究思路。
(3)考查力与运动的关系:力不是维持物体运动的原因,阻力会改变物体的运动状态,使物体减速停下。
(4)考查实验结论联系生活,能用运动和力的规律解释滑板车减速这类实际现象。
【变式1-1】(2026·广东广州·中考真题)某同学坐着滑草板从斜坡滑至水平面,每隔相等时间对该同学拍照一次,记录其在各时刻的位置如图。若水平面各处粗糙程度相同,则该同学和滑草板( )
A.沿斜坡下滑时做匀速直线运动 B.沿斜坡下滑时所受重力越来越小
C.沿水平面继续滑行是由于惯性 D.沿水平面滑行时所受摩擦力越来越小
【答案】C
【详解】A.由题意和图可知,斜坡上相邻两次拍照的时间间隔相等,相邻位置间的路程逐渐增大,说明下滑时速度逐渐增大,是加速运动,故A错误;
B.重力大小满足,该同学和滑草板的总质量不变,是定值,因此重力大小不变,故B错误;
C.一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质,即惯性,该同学滑到水平面后,由于惯性会保持原来的运动状态继续向前滑行,故C正确;
D.滑动摩擦力大小与压力大小、接触面粗糙程度有关;沿水平面滑行时,该同学和滑草板对水平面的压力等于总重力,大小不变,且水平面粗糙程度相同,因此滑动摩擦力大小不变,故D错误。
故选C。
【变式1-2】(2026·江苏无锡·中考真题)用如下图所示的装置探究阻力对物体运动的影响。
(1)每次实验时,将小车从斜面上A位置释放,让其到达水平面时的速度_________;小车在水平木板面上运动时,所受的重力和_________保持平衡。
(2)在木板上铺上棉布、玻璃板,通过改变接触面的_________改变小车在运动时受到的阻力。
【答案】(1) 相同 支持力
(2)粗糙程度
【详解】(1)探究阻力对物体运动的影响实验中需要控制物体运动的速度相同,因此将小车从斜面上A位置释放,让其到达水平面时的速度相同;
小车在水平木板面上运动时,竖直方向处于平衡状态,受到的重力和支持力是一对平衡力。
(2)棉布、玻璃板和木板的粗糙程度不同,小车在其表面运动时受到的阻力不同,因此通过改变接触面的粗糙程度,来改变小车运动时受到的阻力大小。
【变式1-3】(2025·山东青岛·中考真题)小明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,速度减小的越________。进一步推理:如果水平面绝对光滑,小车将会做________运动。
(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 (3)接触面的粗糙程度 (4)a 1.0
【详解】(1)要比较小车在不同表面上运动的距离,根据控制变量法可知,需使小车到达水平面时的速度相等,故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速度相同。
(2)[1]由图可知,毛巾表面粗糙,小车运动距离短,小车越容易停下,速度减小的快;木板表面光滑,小车运动距离长,小车越不容易停下,速度减小的慢。所以,水平面越光滑,小车滑行的距离越远,速度减小的越慢。
[2]由实验现象推理可得,如果水平面绝对光滑,小车的速度不会减小,将一直运动下去,不会停下,将会做匀速直线运动。
(3)用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做匀速直线运动,物块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。用弹簧测力计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,此时物块对接触面的压力相同,而接触面粗糙程度不同,弹簧测力计示数不同即滑动摩擦力不同,说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
(4)[1]拉动长木板B的过程中,物块A相对地面静止,此时A受到弹簧测力计a的拉力和B对A的摩擦力作用,由于物块静止,受平衡力作用,故A、B间滑动摩擦力的大小等于a弹簧测力计的示数。
[2]开始拉物块时,拉力较小,物体处于静止,这时的摩擦是静摩擦;由图可知,当力至少达到1.0N多,物块才开始运动,当拉力为1N时,拉力不再变化,说明物体还是做匀速直线运动,此时的拉力等于滑动摩擦力,故由己图可知,A、B间滑动摩擦力的大小为1.0N。
【例2】(2026·江苏常州·中考真题)乘车时,后排乘客不系安全带、躺卧休息,风险极大。下列情况中,该车:①静止时突然启动前行;②前行时突然刹车;③前行时撞击前车;④前行时被后车撞击。会导致该车内原本躺卧的后排乘客“飞起”撞击前排座椅的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】C
【详解】车前行时突然刹车或撞击前车,车身速度减小,因乘客具有惯性,乘客保持原来的运动状态继续向前运动,会撞击前排座椅,故②③符合题意;车静止时突然启动或前行时被后车撞击,车身速度增大,因乘客具有惯性,乘客保持原来的静止或较慢运动状态,相对于车向后运动,不会撞击前排座椅,故①④不符合题意。
故选C。
【深化点拨】
(1)考查惯性的概念:物体具有保持原来运动状态不变的性质,惯性是物体本身的一种属性。
(2)考查惯性现象辨析:车辆减速或撞击前车时,乘客因为惯性保持原来向前的运动状态,向前冲击。
(3)考查情境区分:分清车辆加速、减速、被追尾等不同场景下,乘客倾倒方向的差异。
(4)考查物理知识在交通安全中的应用,理解安全带的防护作用。
【变式2-1】(2026·江苏徐州·中考真题)高速列车在平直轨道上匀速向前行驶,站在车厢里的人竖直向上跳起后会落在( )
A.起跳点前方 B.起跳点上 C.起跳点后方 D.以上都有可能
【答案】B
【详解】人原本随匀速运动的列车保持相同的水平速度,竖直跳起后水平方向不受外力,由牛顿第一定律可知,人水平速度始终等于列车速度,相同时间内人与列车水平方向运动的距离相等,因此落在起跳点上,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式2-2】(2026·甘肃兰州·中考真题)机器人与人类生活息息相关。下列关于机器人的说法正确的是( )
A.“AI智能机器人”与小朋友在房间站立交流,以房间为参照物,机器人是静止的
B.“扫地机器人”停放在水平地面上,所受重力和它对地面的压力是一对平衡力
C.“擦窗机器人”正在向上运动擦窗,若所受外力全部消失,“机器人”保持静止
D.“医疗自动化机器人”在走廊中穿行时不能立即停下,是因为受到惯性作用
【答案】A
【详解】A.以房间为参照物,机器人位置未发生变化,故是静止的,A正确;
B.重力的受力物体是机器人,压力的受力物体是地面,两个力作用在不同物体上,且方向相同,不符合平衡力“作用在同一物体”的条件,故B错误;
C.由牛顿第一定律可知,运动的物体不受外力时将保持匀速直线运动状态,机器人原来向上运动,外力全部消失后将保持向上做匀速直线运动,故C错误;
D.惯性是物体的固有属性,不能表述为“受到惯性作用”,机器人不能立即停下是因为自身具有惯性,故D错误。
故选A。
【变式2-3】(2026·山东·中考真题)消防演练时,消防员投掷灭火弹扑灭地面火源。灭火弹在空中运动轨迹如图中虚线所示。
(1)灭火弹离开手后继续运动,是由于__________,灭火弹最终落回地面,是因为灭火弹受到__________力,请在图中画出该力的示意图。_________
(2)图中灭火弹的运动状态__________(选填“是”或“不是”)平衡状态。
【答案】(1) 惯性 重
(2)不是
【详解】(1)[1]灭火弹离开手后继续运动,是由于惯性,物体具有保持原来运动状态的性质。
[2]灭火弹最终落回地面,是因为受到重力的作用,重力的方向竖直向下。
[3]重力示意图的画法:在灭火弹的重心处,沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,并标注符号 G。
(2)平衡状态是指物体静止或做匀速直线运动;灭火弹的运动轨迹是曲线,且速度大小和方向都在变化,所以它的运动状态不是平衡状态。
⚡基础速刷
1.下列有关力的说法正确的是( )
A.筷子夹面条,面条从筷子上滑落,筷子和面条之间没有摩擦力
B.铅垂线的应用原理是重力的方向总是竖直向下
C.两个物体只要相互接触,就一定有力的作用
D.力是维持物体运动的原因
【答案】B
【详解】A.面条滑落是重力大于筷子对它的摩擦力,二者之间有相对运动,存在摩擦力,故A错误;
B.铅垂线的应用原理是重力的方向总是竖直向下,故B正确;
C.两个物体接触且发生相互挤压才会产生力的作用,仅接触无挤压则没有力的作用,故C错误;
D.力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力来维持,故D错误。
故选B。
2.如图所示是某杂技演员表演时的场景,演员摆好造型后仅凭手臂支撑保持静止。下列说法正确的是( )
A.手对杆施加的压力是杆发生形变产生的
B.若演员姿势改变,其重心位置可能发生变化
C.若此时演员所受的外力都消失,则演员会从杆上掉下来
D.演员仅凭手臂支撑保持静止,说明力是维持物体运动状态的原因
【答案】B
【详解】A.弹力是施力物体发生弹性形变产生的,手对杆的压力的施力物体是手,因此这个压力是手发生形变产生的,故A错误;
B.物体的重心位置和形状、质量分布有关,演员姿势改变时,身体的形状发生变化,重心位置有可能随之改变,故B正确;
C.根据牛顿第一定律,演员原本处于静止状态,若所有外力全部消失,演员会保持当前的静止状态,不会从杆上掉落,故C错误;
D.演员保持静止是受力平衡的结果,力不是维持物体运动状态的原因,恰恰是改变物体运动状态的原因,故D错误。
故选B。
3.下列生活场景中属于克服惯性带来的危害的是( )
A.驾驶员按规定使用安全带
B.运动员在跳远前先助跑
C.锤头松了,将锤柄在地上撞击几下
D.用手拎着衣服抖一抖,除去衣服上的灰尘
【答案】A
【详解】A.车辆紧急制动时,驾驶员因惯性保持原有运动状态会向前冲撞,安全带可避免其受伤,属于克服惯性带来的危害,故A符合题意;
B.跳远助跑是利用人起跳后因惯性保持向前运动状态,增大跳远距离,属于利用惯性,故B不符合题意;
C.锤柄撞击地面后停止运动,锤头因惯性继续向下运动从而紧套在锤柄上,属于利用惯性,故C不符合题意;
D.抖衣服时衣服受力运动,灰尘因惯性保持静止状态从而脱离衣服,属于利用惯性,故D不符合题意。
故选A。
4.小男孩在平直路面上驱动滑板向前滑行,发现路旁的建筑往后退,这是以___________(选填“地面”或“滑板”)为参照物。滑行时,他的脚不断用力向后蹬地,地面对鞋底的摩擦力方向向___________;蹬地后双脚站在滑板上,滑板由于___________向前滑行一段距离。
【答案】 滑板 前 惯性
【详解】小男孩站在向前滑行的滑板上,建筑相对于滑板的位置不断向后变化,因此是以滑板为参照物;
脚向后蹬地时,鞋底相对于地面有向后运动的趋势,摩擦力会阻碍这个相对运动趋势,因此地面对鞋底的摩擦力方向向前,这个力也是推动人和滑板向前的动力;
蹬地后不再有向前的动力,滑板本身具有保持原来运动状态的性质,也就是惯性,因此会依靠惯性向前滑行一段距离。
5.如图,将小球竖直向上抛出,小球在A、B、C三点的速度分别为、v、。如果小球在经过B处时,重力突然消失,则小球将做________运动,速度大小为________;若小球在C处时,重力突然消失,则小球将________。(不考虑空气阻力)
【答案】 匀速直线 2m/s 静止
【详解】小球在B处时竖直向上运动,速度为2m/s,若此时重力突然消失,不考虑空气阻力,小球不再受任何外力,由牛顿第一定律可知,物体将以2m/s的速度沿竖直向上做匀速直线运动。
小球在C处时速度为0,处于瞬时静止状态,若此时重力突然消失,小球不受任何外力,由牛顿第一定律可知,将保持静止状态。
6.人形机器人脚底的设计涉及很多初中物理知识,如图是人形机器人在水平地面跑步的演示情况。机器人的脚向后蹬时,由于力的作用是________,地面给机器人一个向前的力使机器人向前奔跑,也说明力可以改变物体的________。当前方地面有障碍物,脚碰到障碍物时,脚将停止运动,上半身由于________,将会向前摔倒,所以机器人应设计有自动规避障碍物的感应设置。当前方地面较湿滑时,由于地面对机器人的摩擦力________(填“变大”、“变小”或“不变”),机器人容易向后摔倒,所以脚部的设计应该较粗糙些。
【答案】 相互的 运动状态 惯性 变小
【详解】机器人脚向后蹬地时,脚对地面施加向后的力,同时地面给脚一个向前的反作用力,这体现了力的作用是相互的。
机器人受到向前的力后,从静止变为运动,说明力可以改变物体的运动状态。
脚碰到障碍物停止运动时,上半身由于具有惯性,会保持原来向前的运动状态继续运动,因此会向前摔倒。
湿滑地面的接触面更光滑,压力不变时,接触面粗糙程度越小,滑动摩擦力越小,因此地面对机器人的摩擦力变小,机器人容易向后摔倒。
7.如图是“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置:
(1)实验时固定好斜面,每次让小车从斜面的同一高度处由__________滑下,目的是使小车每次到达水平面时的初速度相同。实验通过观察__________(选填字母)来反映阻力对物体运动的影响。
A.接触面的粗糙程度 B.小车在水平面上的滑行距离
(2)比较小车在毛巾、棉布和木板上滑行的距离,可以发现:水平面越光滑,小车滑行的距离越远,说明小车受到的阻力越__________________,速度减小得越慢。进一步推理可知:如果水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,它将做____________________运动;
(3)小车在沿水平面运动时受到____________________(选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用,这说明力是__________物体运动状态的原因;
(4)分析题图可知,小车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”)在木板表面运动过程中的速度变化量。
【答案】(1) 静止 B
(2) 小 匀速直线
(3) 非平衡力 改变
(4)等于
【详解】(1)根据控制变量法,让小车从斜面同一高度由静止滑下,才能保证小车到达水平面时的初速度完全相同;
本实验用转换法反映阻力的影响:阻力是自变量,我们通过观察小车在水平面上的滑行距离,间接判断阻力对运动的影响,故选B。
(2)水平面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,滑行距离就越远;在此实验基础上推理:若水平面绝对光滑、小车阻力为零,小车的速度就不会再减小,将保持恒定速度永远做匀速直线运动。
(3)小车在水平面运动时速度不断减小,运动状态发生改变,因此它受到的是非平衡力;该实验直接说明: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)小车在毛巾和木板表面的初速度相同,最终都会减速到静止、末速度均为0,因此两次运动过程的速度变化量是相等的。
🚀能力跃升
8.小明骑着自行车在水平路面匀速行驶时,下列分析正确的是( )
A.单车受到的重力和地面对单车的支持力是一对平衡力
B.单车对地面的压力和地面对单车的支持力是一对相互作用力
C.停止蹬车后,单车会慢慢停下来,说明物体的运动需要力来维持
D.单车匀速转弯时,其运动状态没有发生改变,因此受力平衡
【答案】B
【详解】A.地面对单车的支持力等于人和车的总重力,大于单车受到的重力,大小不相等,不是一对平衡力,故A错误;
B.单车对地面的压力和地面对单车的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上、分别作用在地面和单车上,是一对相互作用力,故B正确;
C.停止蹬车后,单车受阻力作用慢慢停下来,说明力是改变物体运动状态的原因,故C错误;
D.单车匀速转弯时,运动方向发生改变,运动状态发生改变,受力不平衡,故D错误。
故选B。
9.4月底,应届初中毕业生组织进行了中考体育测试,下面对运动场上出现的测试场景分析正确的是( )
A.小聪进行1000m测试通过终点时不能立即停下来,是因为受到惯性的作用
B.小明进行乒乓球测试时,乒乓球撞击墙面被弹回,说明力的作用是相互的
C.小敏踢出去的足球在草地上滚动一段距离会停下来,说明物体的运动需要力来维持
D.小捷在跳绳测试中,落地时她对地面的压力和地面对她的支持力是一对平衡力
【答案】B
【详解】A.惯性是物体的固有属性,不是力,不能表述为“受到惯性的作用”,故A错误;
B.乒乓球对墙施力的同时,墙对乒乓球施加反作用力使球弹回,说明力的作用是相互的,故B正确;
C.足球停下是因为受到摩擦阻力,说明力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因,故C错误;
D.小捷对地面的压力受力物体是地面,地面对小捷的支持力受力物体是小捷,两个力作用在不同物体上,属于相互作用力,不是平衡力,故D错误。
故选B。
10.如图所示是一款智能消毒机器人,消毒液储于机器人箱体内部。下列说法正确的是( )
A.机器人对地面的压力和机器人受到的重力是一对相互作用力
B.机器人匀速直线前进时,所受牵引力和阻力是一对平衡力
C.喷洒消毒液消毒过程中,机器人的惯性大小保持不变
D.机器人边前进边喷洒消毒液时,与地面间的摩擦力大小不变
【答案】B
【详解】A.机器人对地面的压力与地面对机器人的支持力是一对相互作用力,机器人对地面的压力和机器人受到的重力方向相同,不满足相互作用力条件,故A错误;
B.机器人匀速直线前进时处于平衡状态,水平方向所受牵引力和阻力大小相等、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B正确;
C.喷洒消毒液过程中,机器人的质量减小,惯性大小仅由质量决定,故惯性减小,C错误;
D.机器人边前进边喷洒消毒液时,质量减小,对地面的压力减小,接触面粗糙程度不变,故摩擦力减小,D错误。
故选B。
11.小洛同学在练习排球垫球,排球离开胳膊后能够继续向上运动,是因为排球具有____________。已知排球重为2.8N,某时刻竖直向上运动时它所受空气阻力为0.6N,则此时排球所受合力大小为____________N。
【答案】 惯性 3.4
【详解】排球离开胳膊后,不再受到胳膊的作用力,但由于自身具有惯性,要保持之前向上的运动状态,因此能够继续向上运动;
因排球竖直向上运动时,重力与空气阻力均竖直向下,二力方向相同,故所受合力大小为
12.如图所示,一个重为50 N的箱子,放在水平桌面上,当用5 N的水平推力推箱子,箱子不动,此时箱子受到的摩擦力大小为__________N;当用8 N的水平推力推箱子时,箱子刚好做匀速直线运动;当水平推力增大到12 N时,箱子受到的摩擦力大小为__________N,箱子将做__________(选填“加速”“减速”或“匀速”)运动。
【答案】 5 8 加速
【详解】推力时,箱子不动,由二力平衡可知,静止时箱子受到的静摩擦力
推力时,箱子匀速直线运动,由二力平衡可知,箱子受到的滑动摩擦力
因箱子对桌面的压力和接触面粗糙程度均不变,故推力增大到时,滑动摩擦力大小仍为,因推力大于滑动摩擦力,合力方向与推力方向一致,故箱子做加速运动。
13.按要求填空。
(1)如图甲所示,木块置于小车上,在水平拉力F的作用下,小车和木块一起以速度v沿水平地面向右做匀速直线运动(不计空气阻力),则木块对小车的摩擦力的方向是水平向_________。
(2)如图乙所示,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两物体之间的距离_________(选填“变大”“变小”或“保持不变”) 。
【答案】(1)右
(2)保持不变
【详解】(1)由匀速直线运动可知,木块在水平方向上二力平衡,小车对木块的摩擦力与水平拉力F是一对平衡力,因此方向向左;由于力的作用是相互的,木块对小车的摩擦力方向水平向右。
(2)因小车上表面光滑,小车停止后A、B在水平方向不受力;由牛顿第一定律可知,两物体保持原来的速度向右做匀速直线运动,因此它们速度相同,故两物体之间的距离保持不变。
14.在学习牛顿第一定律时,同学们分组进行了“探究阻力对物体运动的影响”的实验,如图所示。
(1)实验中每次都使同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的___________。
(2)实验中是通过观察小车在水平面___________(选填“运动的距离”或“速度的大小”)来判断阻力的大小。
(3)按照图甲、乙、丙的顺序实验时记录的数据如下表:
接触面材料
小车受阻力情况
小车在水平面运动的距离
毛巾
大
23.2
棉布
较大
45.3
木板
小
97.5
同学们分析表中内容,得到的实验结论是:在其他条件相同时,小车受到的阻力越小,运动的距离越_________,小车运动的速度减小得越_________(填“快”或“慢”)。
(4)进一步推理得出的结论是:不受阻力作用时,运动的小车将一直运动下去,这说明物体的运动_________(填“需要”或“不需要”)力来维持。
(5)上述实验除了用到实验推理的方法外,还用到了控制变量法和___________法。
【答案】(1)速度
(2)运动的距离
(3) 远 慢
(4)不需要
(5)转换
【详解】(1)让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,是利用控制变量法,保证小车到达水平面时的初始速度大小相同,排除初速度差异对实验的干扰。
(2)阻力的大小无法直接肉眼观测,实验中将阻力的大小转换为容易测量的小车在水平面运动的距离。小车运动得越远,说明受到的阻力越小,这是转换法的应用。
(3)从实验数据可以看出:接触面阻力越小,小车运动的距离越远;小车初速度相同,运动距离越远就说明速度减小的越慢。
(4)实验推理:若小车不受任何阻力,它的速度就不会减小,会一直保持匀速直线运动,这说明物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因。
(5)本实验除了控制变量法、实验推理法之外,还将不易直接观测的阻力大小转换为直观的小车运动距离来判断,用到了转换法。
🌟思维挑战
15.下列说法中正确的是( )
A.小刚用100N竖直向上的力提放在水平地面上120N物体时物体受到合力为20N
B.马拉车加速行驶,马拉车的力大于车对马的作用力
C.小孩在匀速直线运动的列车上立定跳远,向列车行驶反方向跳会更远些
D.竖直上抛物体到最高点时,速度为零,但物体处于非平衡状态
【答案】D
【详解】A.用100N竖直向上的力提放在水平地面上120N物体时,物体受到的重力、拉力、支持力,三力的合力为0N,故A错误;
B.因为马拉车前进时,马给车一个向前的作用力,由于力的作用是相互的,车也会给马一个反作用力,而这两个力的大小是相等的,故B错误;
C.由于惯性,人在空中与列车同速,向各方向跳远距离相同,故C错误;
D.竖直上抛最高点速度为零,但受重力,合力不为零,处于非平衡状态,故D正确。
故选D。
16.如图甲所示,物体A受到F1=10N的水平拉力的作用,在水平面上做匀速直线运动;如果在物体A上面再放一个物体B,在水平拉力F2作用下A和B一起做匀速直线运动。以下说法中正确的是( )
A.物体A受到向右的摩擦力,大小为10N
B.F2等于F1
C.B对A有向左的摩擦力
D.物体A遇到障碍物突然停止;则物体B向右倾
【答案】D
【详解】A.物体A受到水平向右
的水平拉力的作用,在水平面上做匀速直线运动,物体A受到的摩擦力与拉力为平衡力,大小相等,方向相反,故物体A受到向左的摩擦力,大小为10N,故A错误;
B.如果在物体A上面再放一个物体B,在水平拉力F2作用下A和B一起做匀速直线运动,使物体A受到的摩擦力与拉力为平衡力;接触面积不变,物体A对水平面的压力变大,则物体A受到的摩擦力变大,则
故B错误;
C.AB间没有相对滑动的趋势,则B对A没有摩擦力的作用,故C错误;
D.物体A遇到障碍物突然停止,B由于惯性,保持原来向右的运动状态,则物体B向右倾,故D正确。
故选D。
17.如图所示,物块A重35N、B重10N,B放在A上。用100N的水平推力F,将A压在足够高的粗糙程度不变的竖直墙上,AB恰能一起匀速下滑。推力F保持不变,在物体AB下滑过程中,将B拿走,此时A所受到的摩擦力是________N,继续保持推力F不变,然后在A的下方施加一个竖直向上的力F1,使物体A恰好向上做匀速直线运动,则F1的大小为_______N。
【答案】 45 80
【详解】AB恰能一起匀速下滑时,AB这个整体在竖直方向上受到竖直向下的总重力和竖直向上的滑动摩擦力,是二力平衡现象,它们是一对平衡力,则此时它们受到的滑动摩擦力
当将B拿走后,A由于具有惯性仍会下滑一段距离,此时接触面受到的压力、粗糙程度不变,则A受到的滑动摩擦力也不变,仍为45N。
使物体A恰好向上做匀速直线运动时,A受到竖直向下的重力、竖直向下的滑动摩擦力和竖直向上的推力F1,因为F不变,所以墙受到的压力、粗糙程度不变,此时受到的滑动摩擦力仍为45N,此时竖直向上的推力
18.利用弹簧做了如下两个小实验。如图甲所示,一小球从高处落到竖直固定的弹簧上后又被弹起到原高度。小球从高处开始下落到弹回的整个过程中,他的运动速度随时间变化的图像如图乙所示,图中oa段和cd段为直线。则据此图可知,在ab段,小球所受重力_________弹力(选填“大于”、“等于”或“小于”),弹力大于重力的时间段为_________;如图丙所示,A、B两根相同的轻弹簧,分别与物块的上下表面相连接,B弹簧的下端与地面连接。起初A弹簧处于自由长度,B弹簧的压缩长度为。现用手将A弹簧缓慢上提,使B弹簧承受物重的,B弹簧仍然处于压缩状态,那么,A弹簧的上端应向上提起的距离为_________。
【答案】 大于 t2~t4
【详解】[1][2]当小球在空中时,他的速度匀速增加,当小球刚接触弹簧时,受到竖直向上的弹力,开始弹力小于重力,小球继续向下做加速运动;当弹力等于重力时,小球的速度达到最大值,即时刻的速度最大;小球继续向下运动,弹簧形变程度继续变大,弹力大于重力,小球做减速运动,到达最低点时的速度为0,即当时间为时,速度为0;接着小球在弹力的作用下向上加速,当弹力等于重力时即时刻的速度最大;小球继续运动,弹力小于重力,小球向上做减速运动。
[3]B弹簧,一开始,重物压在B上,B形变,当压力为重物G的时,根据胡克定律得
所以
乙弹簧上端相对于原来的位置上升了
对于A弹簧,开始A弹簧拉力为零,由于B弹簧原来受压力为G,后来受压力的,则A弹簧的拉力为,所以A弹簧上端升高了
A弹簧应向上提起的距离为
19.小明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.如图甲所示,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.如图乙所示,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.如图丙所示,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。
(1)以上操作中错误的操作是 ___________ (选填“A”、“B”或“C”)。
(2)实验中每次让小车从斜面同一高度由静止滑下,目的是___________。
(3)如图丁所示的是小车在不同水平面运动时速度与时间的关系图像,其中表示小车在毛巾表面上运动的是图线 ___________ (选填“a”、“b”或“c”)。
(4)根据实验结果可以得出:水平面越光滑,小车运动的路程越长,小车受到的阻力越小,速度减小得越___________(选填“快”或“慢”)。
(5)在光滑水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,请在图丁中画出此时小车的速度-时间图像
(6)若在实验中,发现小车在棉布和木板上运动时都冲出了水平木板,则改进的方法是___________。
【答案】(1)B
(2)保证小车在水平面顶端(或斜面底端)时速度相同
(3)c
(4)慢
(5)
(6)降低小车在斜面由静止释放时的高度
【详解】(1)要探究“在水平面上阻力对物体运动的影响”,根据控制变量法的使用方法,实验中只能阻力改变,其他因素不变,故多次实验中,斜面的粗糙程度不能变化,B选项中棉布铺在了斜面上,与A、C中的斜面粗糙程度不同,故B操作错误。
(2)要探究“在水平面上阻力对物体运动的影响”,根据控制变量法的使用方法,实验中只能阻力改变,其他因素不变,所以小车在水平面顶端时速度需要保持相同,所以每次让小车从斜面同一高度由静止滑下是为了保证小车在水平面顶端时速度相同。
(3)毛巾表面最粗糙,受到的阻力最大,当小车静止时,小车运动的距离最短,所需时间最短,所以对应的图线是图线c。
(4)实验中小车在水平面开始运动时,小车的速度相同,到最后小车速度变为零的过程中,小车速度的变化量相同,当小车滑行的距离越远时,运动的时间就越长,所以小车速度变化的越慢,由图甲、乙、丙可知,木板表面更光滑,受到的阻力更小,小车运动距离更远,故水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车滑行的距离就越远,速度减小得越慢。
(5)由“小问(4)”中进一步推导,当阻力为零时,小车速度减小为零,即小车的速度不变,故小车将以原来的速度做匀速直线运动一直运动下去。图像如图所示:
(6)若在实验中,小车在棉布和木板上运动时都冲出了水平木板,说明小车在水平面顶端时速度过大,所以可以减小此时的速度即可,即降低小车在斜面由静止释放时的高度即可。
20.小明在老师的指导下用小球和弹性很好的轻质橡皮筋等器材进行了如下实验(不考虑空气阻力)。让系于橡皮筋一端的小球,从O点的正下方的P点由静止释放,分别经过a、b、c三点,如图甲所示。整个下落过程中,橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示;小球的速度v与下落高度h的关系如图丙所示。
(1)小球从a点运动到c点的过程中,小球下落速度的变化情况是________(填字母);
A.一直变大 B.一直变小 C.先变大后变小 D.先变大后不变
(2)当橡皮筋的伸长量最大时,小球的速度变为0,此时小球处于________状态(选填“平衡”或“非平衡”);
(3)已知该橡皮筋每受到0.3N的拉力就伸长1cm,经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为:,,。则实验中所用小球的重力为________N。
【答案】(1)C
(2)非平衡
(3)3
【详解】(1)由图丙知,小球从a点运动到c点的过程中,小球下落速度的变化情况是先变大后变小,故选C。
(2)由图甲和乙可知,在c点橡皮筋的伸长量最大,由图丙可知在c点时小球的速度为0;由图丙可知在b点时,小球停止加速,速度达到最大值,下一时刻小球将开始减速,经分析可知在b点时小球受到橡皮筋的拉力等于重力,而在c点时由于橡皮筋的伸长量比b点大,所以此时橡皮筋对小球的拉力大于小球的重力,此时小球处于非平衡状态。
(3)由图甲和乙可知,小球从P点下落到a后橡皮筋才有拉力,所以在a点橡皮筋处于自然伸长最大值,下一刻橡皮筋将产生拉力;由图丙可知,在b点时,小球停止加速,速度达到最大值,下一时刻小球将开始减速。经分析可知在b点时小球受到橡皮筋的拉力等于重力,此时橡皮筋的伸长量为
ΔL=hb-ha=0.5m-0.4m=0.1m=10cm
所受橡皮筋的拉力为
Fb=0.3N/cm×10cm=3N
即小球的重力为
G=Fb=3N
21.在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验: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,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就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。老师解释说:“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。
小明在老师指导下到电梯内做失重实验,如图甲,他将一个体重秤放在电梯水平地面上,然后站上秤台。如图乙所示,在电梯向下运动的过程中,他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t的变化图像如图26丙所示(已知小明的实际质量为60kg)。课后小明和同学们查资料还了解到:当电梯更快向下加速时,体重秤的示数为零,即说明他对体重秤的压力为零,我们称这种现象为完全失重现象。
(1)当弹簧测力计悬挂物体匀速竖直下降时,物体所受合力的大小为________;
(2)电梯静止时,小明的重力是________N;(g取9.8N/kg)
(3)小红根据图丙分析,认为小明在时间段内的质量为45kg,质量变小了,请对小红的分析展开评价:________;
(4)已知物体在太空中将处于完全失重状态,我国宇航员王亚平将小球在空中由静止释放,小球接下来的运动状态将是什么样的?并简要说明理由________。
【答案】(1)0
(2)588
(3)不对,质量是物体所含物质的多少,不随状态、形状、位置的变化而变化
(4)静止,小球不受外力时,原来静止的物体将保持原来的静止状态
【详解】(1)物体匀速竖直下降时,处于平衡状态,平衡状态的物体所受合力大小为0。
(2)电梯静止时,小明的重力为
(3)质量是物体本身的固有属性,不随运动状态改变;是失重现象,只是小明对体重秤的压力小于自身重力,导致体重秤示数变小,小明的实际质量并没有变小。
(4)太空中完全失重,小球不受外力作用,根据牛顿第一定律,原来静止的物体不受外力时,将保持静止状态。
2 / 14
学科网(北京)股份有限公司
$
第5.5节 牛顿第一定律
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 阻力对物体运动的影响
考点02 牛顿第一定律
考点03 惯性现象及其应用
03 避坑指南·解题通法
角度01 探究阻力对物体运动影响的实验
角度02 牛顿第一定律的内容及理解
角度03 根据牛顿第一定律判断物体的运动状态
角度04 判断物体的运动状态是否改变
角度05 从受力情况判断运动状态变化
角度06 惯性的概念
角度07 惯性的大小与哪些因素有关
角度08 生活中的惯性现象
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1.掌握阻力对物体运动实验,熟悉装置、步骤与实验结论。
2.熟记牛顿第一定律内容,会依据定律判断物体运动状态。
3.理解惯性概念,知道惯性大小只与物体质量有关。
4.识别生活惯性现象,能区分惯性的利用与危害防范。
1.利用理想实验法,推理不受力时物体的运动规律。
2.抓住受力和运动状态的逻辑,辨析力不是维持运动的原因。
3.牢记惯性只和质量有关,纠正速度影响惯性的误区。
4.按“状态突变+物体保持原有运动”的思路解释惯性现象。
知识导图
考点01 阻力对物体运动的影响
探究阻力对物体运动的影响实验。
1、实验目的、原理、方法
(1)实验目的:探究阻力对物体运动影响。
(2)实验原理:力是改变物体运动状态的原因。
(3)实验方法:控制变量法。
2、实验器材:斜面、小车、毛巾、棉布、木板、刻度尺。
(1)斜面:使小车运动。
(2)毛巾、棉布、木板:改接触面对小车的阻力。
(3)刻度尺:测量小车行驶距离。
3、实验步骤
步骤①木板放在水平的桌面上,将斜面放固定在木板的一端,将刻度尺零刻度线与木板一端对齐,紧贴木板并固定好;
步骤②观察木板毛巾与棉布的粗糙程度;
步骤③将毛巾铺在木板上,将小车置于斜面顶端同一位置,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在毛巾上滑动的距离S1 ;
步骤④将棉布铺在木板上,将小车置于斜面顶端同一位置,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在棉布上滑动的距离S2;
步骤⑤将小车置于斜面顶端,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在木板上滑动的距离S3。
4、实验现象:
5、实验结论及推理
(1)实验结论:平面越光滑,物体运动的距离越远,速度减小得越慢,所受阻力越小;平面越粗糙,物体运动的距离越近,速度减小得越快,所受阻力越大。
(2)实验推理:运动的物体如果不受外力作用,它将永远匀速直线运动下去。
【深化点拨】
实验注意事项:小车每次都必须从同一高度由静止释放。
1.如图所示,在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中,小车从斜面同一高度滑下,在粗糙程度不同的水平面上运动。下列说法正确的是( )
A.小车在毛巾表面运动距离最长 B.该实验表明力是维持物体运动的原因
C.小车最终停下来是因为没有受到推力 D.若水平面绝对光滑,小车将做匀速直线运动
2.在 “探究阻力对物体运动的影响” 实验中,应在____________(斜面/水平面/斜面及水平面)上分别铺上表面粗糙程度不同的材料,让小车从斜面的____________(相同/不同)高度由静止释放。实验发现,小车受到阻力越小,运动距离越____________。
3.如图所示为探究“阻力对物体运动的影响”实验。
(1)实验前应该使用同一斜面、同一坡度,并让小车从同一高度、静止开始下滑的目的是控制小车到达斜面底端时的_________相同。
(2)实验进行的合理顺序应该是__________(对“甲”、“乙”和“丙”排序),目的是使小车受到的阻力逐渐_________(选填“增大”、“不变”或“减小”);小车在水平面上运动时_________(选填“处于”或“不处于”)平衡状态。
(3)近代实验科学的奠基人之一__________对类似的实验进行了分析,并进一步推测:若小车到达水平面后所受的阻力为零,小车将以恒定不变的速度一直运动下去。因此得出结论:物体的运动_________(选填“需要”或“不需要”)力来维持。
考点02 牛顿第一定律
1、牛顿第一定律的概念
(1)牛顿第一定律(也叫惯性定律):一切物体在没有受到 的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
(2)牛顿第一定律是通过分析、概括、 得出的,不可能用实验直接来验证。
2、物体运动状态变化的判定
(1)物体运动状态的变化包括 和 ,两变其一或者都变化,那么运动状态发生变化,两者均不变,那么运动状态不发生改变(静止或者匀速直线运动)。
①物体由静到动、由动到静、由慢到快、由快到慢都是 。
②圆周运动、拐弯运动都是 (物体运动状态如果变化,一定是受力的结果,而且所受力不是平衡力)。
(2)静止或匀速直线运动都是运动状态没有变化(物体运动状态如果不变,或者受平衡力,或者不受任何力)。
3、力与运动的关系
(1)力是改变物体 的原因,力不是 物体运动状态的原因。
(2)运动的物体不受力时做 (保持它的运动状态)。
(3)静止的物体不受力时保持 (保持它的静止状态)。
【深化点拨】
1.牛顿第一定律的解读
(1)“一切”是说定律对所有物体普遍适用。
(2)“没有受到力的作用”是指定律成立的条件,包含两层意思:一是理想情况,即物体确实没有受到任何外力作用;二是物体所受各力的合力为零。
(3)“总”指的是总这样,没有例外。
(4)“或”即两种状态居其一,不能同时存在.定律表明:物体不受力时,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.考虑问题也应从这两方面来考虑,首先判断物体原来的运动状态,然后再根据牛顿第一定律来解答。
2.物体的运动状态
(1)物体运动状态的改变是指运动快慢或运动方向的改变或运动快慢和运动方向都改变。
(2)运动的物体如果不受外力作用,它将永远匀速直线运动下去。牛顿第一定律也称惯性定律就是在此基础上总结出来的。这个定律因为是用科学推理的方法得出,所以不是用实验直接得出的。
1.关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是通过想象得出来的
B.物体只要运动,就一定受到力的作用
C.足球在空中飞行的过程中,若它所受的力全部消失,它一定沿水平方向做匀速直线运动
D.物体在不受力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态
2.某同学在水平面玩滑板车,当车滑起来后,不再蹬地,车也能继续前进,这说明运动__________(选填“需要”或“不需要”)力来维持,运动中的滑板车如果所受外力全部消失,它将保持__________状态(选填“匀速直线运动”或“静止”)。
考点03 惯性现象及其应用
1、惯性:物体保持原来 不变的性质;即运动的物体要保持它的运动状态,静止物体要保持它的静止状态。
(1)一切物体任何时候都具有 。
(2)惯性是物体本身的 ,惯性的大小与物体 大小有关。质量越大,惯性越大;质量越大的物体其运动状态越难改变。惯性的大小与物体的 、运动 、位置及受力情况无关。
2、惯性与力的区别
(1)物理意义不同:惯性是指物体具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质;而力是指物体对物体的作用;惯性是物体本身的属性,始终具有这种性质,它与外界条件无关;力则只有物体与物体发生相互作用时才有,离开了物体就无所谓力。
(2)构成的要素不同:惯性只有大小,没有方向和作用点,而大小也没有具体数值,无单位;力是由大小方向和作用点三要素构成,它的大小有具体的数值,单位是牛。
(3)惯性是保持物体运动状态不变的性质;力作用则是改变物体的运动状态。
3、惯性的防止与应用:惯性有有利的一面,也有有害的一面,我们有时要利用惯性,有时要防止惯性带来的危害,但并不是“产生”惯性或“消灭”惯性。
(1)纸飞机离开手以后,还会继续飞行。
(2)星际探测仪,一经脱离地球引力范围,不需要用发动机就可保持飞行。
(3)锤头松了,只要把锤柄在固定的物体上撞几下,锤头就牢牢地套在锤柄上了。
(4)跳远时利用助跑,使自己跳得更远。
(5)车启动或者突然加速时,人会向后靠。
(6)汽车左转弯时,人会向右靠。右转弯时,人会向左靠。
(7)子弹离开枪口后还会继续向前运动。
【深化点拨】
1.惯性的特点
(1)“一切物体”包括受力或不受力、运动或静止的所有固体、液体气体都有惯性。
(2)同一个物体不论是静止还是运动、运动快还是运动慢,不论受力还是不受力,都具有惯性,而且惯性大小是不变的。惯性只与物体的质量有关,质量大的物体惯性大,而与物体的运动状态无关。
2.运用惯性判断物体的运动一般思路
(1)确定研究对象。
(2)弄清研究对象原来所处的运动状态。
(3)明确当受到外力作用时,与研究对象有关的其他物体或研究对象的某一部分的运动状态改变情况。
(4)指明研究对象或其另一部分由于惯性而保持原来的运动状态。
(5)得出相应结论(回应题目)。
1.如图是足球比赛时的场景,下列关于足球比赛中涉及到的物理知识,分析正确的是( )
A.脚踢球时感到疼,说明物体间力的作用是相互的
B.踢出去的足球能在空中继续运动,是因为足球受到惯性
C.脚对球施加的力大小相同,其作用效果一定相同
D.运动员用脚踢球,球飞出去,说明力是使物体运动的原因
2.如图所示是从水平匀速飞行的轰炸机上先后投下的三颗炸弹,在不计空气阻力的情况下,能正确反映飞机和三颗炸弹运动情况的是图中的__________,(填字母)飞机投弹后的惯性将__________(选填“变大”“变小”或“不变”)
A. B.C. D.
牛顿第一定律的综合应用及解题步骤
1.“探究阻力对物体运动影响”实验分析
(1)控制变量:实验中必须让小车从斜面的同一高度由静止滑下。
目的:保证小车到达水平面时的初速度相同。
(2)改变变量:通过改变水平面的材料(毛巾、棉布、木板)来改变小车受到的阻力大小。
(3)科学推理(理想实验):
现象:表面越光滑→阻力越小→速度减小得越慢→滑行距离越远。
推论:若表面绝对光滑(阻力为零),小车将做匀速直线运动。
注意:牛顿第一定律是在实验基础上通过推理得出的,不能直接用实验验证。
2.力与运动关系的判断(受力分析决定状态)
(1)不受力或受平衡力(合力为0):物体保持静止或匀速直线运动状态(即运动状态不改变)。
(2)受非平衡力(合力不为0):物体的运动状态一定改变。
合力方向与运动方向相同→加速。
合力方向与运动方向相反→减速。
合力方向与运动方向不在同一直线→曲线运动(转弯)。
(3)易错点纠正:物体受力越大,速度不一定越大;物体不受力,不一定静止(可能匀速直线运动)。
3.惯性现象的解释:解释生活中的惯性现象(如刹车人前倾、拍打衣服除尘)是高频考题,需遵循“四步法”:
(1)确定对象:明确研究对象原本处于什么运动状态(静止或运动)。
(2)发生突变:指出对象的某一部分(如脚、衣服)受力改变了运动状态(停下或运动)。
(3)惯性保持:指出对象的另一部分(如上身、灰尘)由于惯性,仍要保持原来的运动状态。
(4)得出结论:所以出现了什么现象(如人向前倒、灰尘落下)。
关键点:惯性是物体的一种属性,只能说“具有惯性”或“由于惯性”,绝不能说“受到惯性”或“惯性力”。
4.惯性大小的判断
(1)唯一因素:质量是物体惯性大小的唯一量度。
质量大→惯性大(运动状态难改变)。
质量小→惯性小(运动状态易改变)。
(2)无关因素:惯性大小与物体的速度大小、受力情况、地理位置均无关。
陷阱题:高速飞行的子弹和静止的巨石,巨石的惯性更大(因为质量大),尽管子弹速度快。
角度01 探究阻力对物体运动影响的实验
1.如图所示是探究“阻力对物体运动影响”的实验装置。下列说法正确的是( )
A.本实验小车必须从斜坡的同一高度静止释放
B.由于受到惯性的作用小车滑到平面后仍运动
C.表面越光滑,越小,小车速度减小得越快
D.3幅图比较,小车下滑至木板面的速度最大
2.在探究“阻力对物体运动的影响”实验时,实验装置如图所示,
实验时固定斜面,让小车从斜面上相同位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的________,进一步推理,如果水平面足够光滑,小车不受阻力,它将一直做____________运动。
3.用如图所示装置探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)分析:水平面越光滑,小车运动时所受的阻力越小,速度减小得越___________,运动的距离越___________。
(2)小车在沿水平面运动时受到___________(选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用,这说明力是___________物体运动状态的原因。
(3)小车到达水平面后能继续向前运动的原因:小车具有___________。
(4)学习了运动和力的关系后,同学们之间展开了对于运动和力的关系的讨论,其中观点正确的是___________(选填字母)。
A.物体受力,其运动状态一定改变
B.物体不受力,一定会保持静止
C.如果物体的运动状态发生了改变,一定是受到了力的作用
D.物体运动,一定受到力的作用
(5)进一步推理得出的结论是:不受阻力作用时,运动的小车将一直运动下去,这说明物体的运动_________(填“需要”或“不需要”)力来维持。
(6)上述实验除了用到实验推理的方法外,还用到了控制变量法和___________法。
4.小明在观看冰壶比赛时,心中产生了一个疑问:如果水平冰面足够光滑,冰壶会永远运动下去吗?于是,他用如图所示的装置来探究阻力对物体运动的影响。
(1)实验中每次均让同一辆小车从同一斜面的同一位置由静止自由下滑,目的是使小车在水平面上开始滑行时具有相同的___________。
(2)在本实验中,“小车在水平面上运动的距离”反映的是___________。此处用到的实验方法是______________________。
A.小车在水平面上所受阻力大小 B.阻力对小车运动的影响情况 C.小车到达斜面底端的速度大小
(3)实验中发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板表面上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越___________(选填“快”或“慢”);由此推出若小车不受阻力,它将做______________________。
(4)假如小车滑出木板的瞬间,所有的力都消失,如图所示小车的运动轨迹是___________(选填“a””b”或“c”)。
(5)请在下图中画出小车在棉布表面运动时的受力示意图。
角度02 牛顿第一定律的内容及理解
5.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
6.牛顿第一定律所反映的问题:
(1)力不是__________的原因,即:运动不需要力维持。
(2)力和运动的关系,力是__________的原因。
角度03 根据牛顿第一定律判断物体的运动状态
7.在体育测试中,小明同学掷实心球的场景如图所示,a点是球刚离开手的位置,球从a点上升到最高点b后下落到地面c点,然后滚动到d点停止。下列说法正确的是( )
A.球从a点上升到b点,是因为球受到手的推力作用
B.球从a点上升到b点,是因为球受到惯性的作用
C.若球在b点受到的力全部消失,则球做匀速直线运动
D.球从c点运动到d点停止,说明物体运动需要力来维持
8.在2026年米兰冬奥会赛场上,我国运动员在自由式滑雪女子空中技巧决赛中成功卫冕,如图所示。下列说法正确的是( )
A.赛前在滑雪板板底涂抹专用底油,是为了减小板底与雪面的摩擦
B.若在加速下降过程中运动员受的一切力都消失,则运动员将静止
C.运动员完成动作落地后继续滑行,是因为受到惯性的作用
D.平稳着陆时,运动员对滑雪板的压力与自身重力是一对平衡力
9.如图所示,是篮球在空中飞行的一段轨迹(忽略空气阻力)。从A到B的过程中,篮球的运动状态________(选填“有”或“没有”)改变。若在B点,篮球所受的力全部消失,则篮球的运动轨迹是________(填图中数字)。
角度04 判断物体的运动状态是否改变
10.广东已形成以广州、深圳、东莞为核心,佛山、肇庆等城市协同配套的汽车产业集群,呈现“核心引领、多点协同”格局。汽车在下列哪种状态下处于平衡状态( )
A.匀速转弯 B.加速启动 C.减速制动 D.静止不动
11.十一假期,小敏和妈妈去青云山游玩,她坐在匀速转动的摩天轮中,以地面为参照物她的运动状态_________(选填“改变”或“不改变”);小敏在中考体育测试中,参加立定跳远项目,若她在最高点受到的所有力消失,则她将保持________状态。
角度05 从受力情况判断运动状态变化
12.在2025年哈尔滨亚冬会短道速滑女子3000m接力赛中,中国队夺得金牌。如图,是比赛时的场景,下列说法正确的是( )
A.运动员加速前进只受重力和支持力作用
B.运动员匀速转弯时,受力不平衡
C.运动员不断蹬地滑行,说明力是维持物体运动的原因
D.运动员滑过终点后速度逐渐减小,是由于受到惯性作用
13.雨滴下落过程中,当受到的合外力为零时将会做____________运动。雨滴落在雨伞上,当快速旋转雨伞,伞面上的雨滴会被甩出,这是因为雨滴具有______。
角度06 惯性的概念
14.关于惯性的说法,正确的是( )
A.掷标枪前助跑,利用了物体的速度越大,惯性越大
B.驾驶员与乘客系上安全带,为了防止惯性带来的危害
C.撞击锤柄的下端能使锤头紧套在锤柄上,利用了锤柄的惯性
D.抛出的渔网落入水,利用了渔网的惯性
15.关于端午节龙舟赛,涉及到的物理知识说法正确的是( )
A.出发前,静止的龙舟处于平衡状态
B.比赛中,使龙舟前进的力的施力物体是船桨
C.桨对水与水对桨的力是一对平衡力
D.选手不划桨,但龙舟继续向前运动是因为龙舟受惯性力的作用
16.小刚周末休息约上朋友到环岛公路骑自行车,用力蹬自行车,车速加快,说明力可以改变物体的__________,停止蹬车后,自行车还能继续向前运动,这是因为自行车具有__________。
角度07 惯性的大小与哪些因素有关
17.向前行驶的汽车突然刹车时,乘客会向前倾。下列说法正确的是( )
A.乘客由于受到惯性的作用而向前倾 B.质量越大的乘客具有的惯性越大
C.汽车的速度越大,其惯性越大 D.系上安全带可以减小乘客惯性
18.舰载机在航母上降落时,必须适时放下舰钩,钩住甲板上的拦阻索,达到强行减速的目的,这个过程中,舰钩对拦阻索的拉力______(选填“大于”“等于”或“小于”)拦阻索对舰钩的拉力,舰载机的惯性______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
角度08 生活中的惯性现象
19.如图所示是短道速滑项目的精彩瞬间,关于运动员下列说法中正确的是( )
A.到达终点后,不能立即停下来是因为受到惯性作用
B.在匀速转弯过程中,处于平衡状态,所受到的力为平衡力
C.站立时,对冰面的压力和冰面对运动员的支持力是一对相互作用力
D.在转弯过程中,手对冰面的压力和冰面对手的支持力是一对平衡力
20.下列关于惯性现象的解释,描述不正确的是( )
A.汽车刹车时,乘客身体前倾,是乘客由于惯性要继续保持向前行驶的运动状态
B.标枪运动员为取得好成绩掷标枪前需要助跑,因为惯性大小与物体运动的速度有关
C.通过拍打的方式清除窗帘上的浮灰,因为拍打时,灰尘由于惯性保持静止状态与窗帘分离而被抖落
D.在匀速直线行驶的列车内的人,竖直向上跳起后会落在原来起跳时的位置,这是因为起跳后的人由于惯性仍然保持与列车相同的运动速度和运动方向
21.“记里鼓车”又称“大章车”,是中国古代用来记录车辆行过距离的马车,构造如图所示。车有木制机械人,手执木槌。车每行一里(取1里=435m)敲鼓一下,车每行十里敲铃一次。某次测试中,测得两次敲鼓的时间间隔为145s。则马车的平均速度为__________。若以木制机械人为参照物,鼓是__________(选填“运动”或“静止”)的;马停止拉车后,车还会由于__________向前运动。
22.小明用水平推力向右推着书,书上的橡皮擦恰好随书一起向右做匀速直线运动,橡皮擦有没有受到书的摩擦力?________。如果书突然停止运动,橡皮擦由于________将会向________(选填“左”或“右”)倾倒。
【例1】(2026·吉林长春·中考真题)在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中,如图甲所示,将棉布铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,测出小车在棉布上运动的距离;去掉木板上的棉布,重复实验。将两次测量的数据记录在表格中。
水平面的材料
对小车的阻碍程度
小车在水平面运动的距离s/m
棉布
较大
0.25
木板
较小
0.46
(1)每次都让小车从斜面顶端的同一位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的___________相同。
(2)分析可知:在水平面上运动的小车所受的阻力越小,运动距离越___________。进一步推理:如果水平面上运动的小车所受的阻力为0,小车将做___________运动。
(3)小车在水平木板上运动时间为2s,这段时间内小车的平均速度为___________m/s。
(4)如图乙,人不用脚蹬地,正在向前滑行的滑板车会慢慢停下来。请依据运动和力的相关知识解释此现象:___________。
【深化点拨】
(1)考查控制变量法的应用:让小车从斜面同一位置静止释放,保证小车到达水平面时初速度一致。
(2)考查实验推理法:根据阻力越小小车运动越远,推理阻力为零时小车的运动状态,是牛顿第一定律的探究思路。
(3)考查力与运动的关系:力不是维持物体运动的原因,阻力会改变物体的运动状态,使物体减速停下。
(4)考查实验结论联系生活,能用运动和力的规律解释滑板车减速这类实际现象。
【变式1-1】(2026·广东广州·中考真题)某同学坐着滑草板从斜坡滑至水平面,每隔相等时间对该同学拍照一次,记录其在各时刻的位置如图。若水平面各处粗糙程度相同,则该同学和滑草板( )
A.沿斜坡下滑时做匀速直线运动 B.沿斜坡下滑时所受重力越来越小
C.沿水平面继续滑行是由于惯性 D.沿水平面滑行时所受摩擦力越来越小
【变式1-2】(2026·江苏无锡·中考真题)用如下图所示的装置探究阻力对物体运动的影响。
(1)每次实验时,将小车从斜面上A位置释放,让其到达水平面时的速度_________;小车在水平木板面上运动时,所受的重力和_________保持平衡。
(2)在木板上铺上棉布、玻璃板,通过改变接触面的_________改变小车在运动时受到的阻力。
【变式1-3】(2025·山东青岛·中考真题)小明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,速度减小的越________。进一步推理:如果水平面绝对光滑,小车将会做________运动。
(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。
【例2】(2026·江苏常州·中考真题)乘车时,后排乘客不系安全带、躺卧休息,风险极大。下列情况中,该车:①静止时突然启动前行;②前行时突然刹车;③前行时撞击前车;④前行时被后车撞击。会导致该车内原本躺卧的后排乘客“飞起”撞击前排座椅的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【深化点拨】
(1)考查惯性的概念:物体具有保持原来运动状态不变的性质,惯性是物体本身的一种属性。
(2)考查惯性现象辨析:车辆减速或撞击前车时,乘客因为惯性保持原来向前的运动状态,向前冲击。
(3)考查情境区分:分清车辆加速、减速、被追尾等不同场景下,乘客倾倒方向的差异。
(4)考查物理知识在交通安全中的应用,理解安全带的防护作用。
【变式2-1】(2026·江苏徐州·中考真题)高速列车在平直轨道上匀速向前行驶,站在车厢里的人竖直向上跳起后会落在( )
A.起跳点前方 B.起跳点上 C.起跳点后方 D.以上都有可能
【变式2-2】(2026·甘肃兰州·中考真题)机器人与人类生活息息相关。下列关于机器人的说法正确的是( )
A.“AI智能机器人”与小朋友在房间站立交流,以房间为参照物,机器人是静止的
B.“扫地机器人”停放在水平地面上,所受重力和它对地面的压力是一对平衡力
C.“擦窗机器人”正在向上运动擦窗,若所受外力全部消失,“机器人”保持静止
D.“医疗自动化机器人”在走廊中穿行时不能立即停下,是因为受到惯性作用
【变式2-3】(2026·山东·中考真题)消防演练时,消防员投掷灭火弹扑灭地面火源。灭火弹在空中运动轨迹如图中虚线所示。
(1)灭火弹离开手后继续运动,是由于__________,灭火弹最终落回地面,是因为灭火弹受到__________力,请在图中画出该力的示意图。_________
(2)图中灭火弹的运动状态__________(选填“是”或“不是”)平衡状态。
⚡基础速刷
1.下列有关力的说法正确的是( )
A.筷子夹面条,面条从筷子上滑落,筷子和面条之间没有摩擦力
B.铅垂线的应用原理是重力的方向总是竖直向下
C.两个物体只要相互接触,就一定有力的作用
D.力是维持物体运动的原因
2.如图所示是某杂技演员表演时的场景,演员摆好造型后仅凭手臂支撑保持静止。下列说法正确的是( )
A.手对杆施加的压力是杆发生形变产生的
B.若演员姿势改变,其重心位置可能发生变化
C.若此时演员所受的外力都消失,则演员会从杆上掉下来
D.演员仅凭手臂支撑保持静止,说明力是维持物体运动状态的原因
3.下列生活场景中属于克服惯性带来的危害的是( )
A.驾驶员按规定使用安全带
B.运动员在跳远前先助跑
C.锤头松了,将锤柄在地上撞击几下
D.用手拎着衣服抖一抖,除去衣服上的灰尘
4.小男孩在平直路面上驱动滑板向前滑行,发现路旁的建筑往后退,这是以___________(选填“地面”或“滑板”)为参照物。滑行时,他的脚不断用力向后蹬地,地面对鞋底的摩擦力方向向___________;蹬地后双脚站在滑板上,滑板由于___________向前滑行一段距离。
5.如图,将小球竖直向上抛出,小球在A、B、C三点的速度分别为、v、。如果小球在经过B处时,重力突然消失,则小球将做________运动,速度大小为________;若小球在C处时,重力突然消失,则小球将________。(不考虑空气阻力)
6.人形机器人脚底的设计涉及很多初中物理知识,如图是人形机器人在水平地面跑步的演示情况。机器人的脚向后蹬时,由于力的作用是________,地面给机器人一个向前的力使机器人向前奔跑,也说明力可以改变物体的________。当前方地面有障碍物,脚碰到障碍物时,脚将停止运动,上半身由于________,将会向前摔倒,所以机器人应设计有自动规避障碍物的感应设置。当前方地面较湿滑时,由于地面对机器人的摩擦力________(填“变大”、“变小”或“不变”),机器人容易向后摔倒,所以脚部的设计应该较粗糙些。
7.如图是“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置:
(1)实验时固定好斜面,每次让小车从斜面的同一高度处由__________滑下,目的是使小车每次到达水平面时的初速度相同。实验通过观察__________(选填字母)来反映阻力对物体运动的影响。
A.接触面的粗糙程度 B.小车在水平面上的滑行距离
(2)比较小车在毛巾、棉布和木板上滑行的距离,可以发现:水平面越光滑,小车滑行的距离越远,说明小车受到的阻力越__________________,速度减小得越慢。进一步推理可知:如果水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,它将做____________________运动;
(3)小车在沿水平面运动时受到____________________(选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用,这说明力是__________物体运动状态的原因;
(4)分析题图可知,小车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”)在木板表面运动过程中的速度变化量。
🚀能力跃升
8.小明骑着自行车在水平路面匀速行驶时,下列分析正确的是( )
A.单车受到的重力和地面对单车的支持力是一对平衡力
B.单车对地面的压力和地面对单车的支持力是一对相互作用力
C.停止蹬车后,单车会慢慢停下来,说明物体的运动需要力来维持
D.单车匀速转弯时,其运动状态没有发生改变,因此受力平衡
9.4月底,应届初中毕业生组织进行了中考体育测试,下面对运动场上出现的测试场景分析正确的是( )
A.小聪进行1000m测试通过终点时不能立即停下来,是因为受到惯性的作用
B.小明进行乒乓球测试时,乒乓球撞击墙面被弹回,说明力的作用是相互的
C.小敏踢出去的足球在草地上滚动一段距离会停下来,说明物体的运动需要力来维持
D.小捷在跳绳测试中,落地时她对地面的压力和地面对她的支持力是一对平衡力
10.如图所示是一款智能消毒机器人,消毒液储于机器人箱体内部。下列说法正确的是( )
A.机器人对地面的压力和机器人受到的重力是一对相互作用力
B.机器人匀速直线前进时,所受牵引力和阻力是一对平衡力
C.喷洒消毒液消毒过程中,机器人的惯性大小保持不变
D.机器人边前进边喷洒消毒液时,与地面间的摩擦力大小不变
11.小洛同学在练习排球垫球,排球离开胳膊后能够继续向上运动,是因为排球具有____________。已知排球重为2.8N,某时刻竖直向上运动时它所受空气阻力为0.6N,则此时排球所受合力大小为____________N。
12.如图所示,一个重为50 N的箱子,放在水平桌面上,当用5 N的水平推力推箱子,箱子不动,此时箱子受到的摩擦力大小为__________N;当用8 N的水平推力推箱子时,箱子刚好做匀速直线运动;当水平推力增大到12 N时,箱子受到的摩擦力大小为__________N,箱子将做__________(选填“加速”“减速”或“匀速”)运动。
13.按要求填空。
(1)如图甲所示,木块置于小车上,在水平拉力F的作用下,小车和木块一起以速度v沿水平地面向右做匀速直线运动(不计空气阻力),则木块对小车的摩擦力的方向是水平向_________。
(2)如图乙所示,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两物体之间的距离_________(选填“变大”“变小”或“保持不变”) 。
14.在学习牛顿第一定律时,同学们分组进行了“探究阻力对物体运动的影响”的实验,如图所示。
(1)实验中每次都使同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的___________。
(2)实验中是通过观察小车在水平面__________(选填“运动的距离”或“速度的大小”)来判断阻力的大小。
(3)按照图甲、乙、丙的顺序实验时记录的数据如下表:
接触面材料
小车受阻力情况
小车在水平面运动的距离
毛巾
大
23.2
棉布
较大
45.3
木板
小
97.5
同学们分析表中内容,得到的实验结论是:在其他条件相同时,小车受到的阻力越小,运动的距离越_________,小车运动的速度减小得越_________(填“快”或“慢”)。
(4)进一步推理得出的结论是:不受阻力作用时,运动的小车将一直运动下去,这说明物体的运动_________(填“需要”或“不需要”)力来维持。
(5)上述实验除了用到实验推理的方法外,还用到了控制变量法和___________法。
🌟思维挑战
15.下列说法中正确的是( )
A.小刚用100N竖直向上的力提放在水平地面上120N物体时物体受到合力为20N
B.马拉车加速行驶,马拉车的力大于车对马的作用力
C.小孩在匀速直线运动的列车上立定跳远,向列车行驶反方向跳会更远些
D.竖直上抛物体到最高点时,速度为零,但物体处于非平衡状态
16.如图甲所示,物体A受到F1=10N的水平拉力的作用,在水平面上做匀速直线运动;如果在物体A上面再放一个物体B,在水平拉力F2作用下A和B一起做匀速直线运动。以下说法中正确的是( )
A.物体A受到向右的摩擦力,大小为10N
B.F2等于F1
C.B对A有向左的摩擦力
D.物体A遇到障碍物突然停止;则物体B向右倾
17.如图所示,物块A重35N、B重10N,B放在A上。用100N的水平推力F,将A压在足够高的粗糙程度不变的竖直墙上,AB恰能一起匀速下滑。推力F保持不变,在物体AB下滑过程中,将B拿走,此时A所受到的摩擦力是________N,继续保持推力F不变,然后在A的下方施加一个竖直向上的力F1,使物体A恰好向上做匀速直线运动,则F1的大小为_______N。
18.利用弹簧做了如下两个小实验。如图甲所示,一小球从高处落到竖直固定的弹簧上后又被弹起到原高度。小球从高处开始下落到弹回的整个过程中,他的运动速度随时间变化的图像如图乙所示,图中oa段和cd段为直线。则据此图可知,在ab段,小球所受重力_________弹力(选填“大于”、“等于”或“小于”),弹力大于重力的时间段为_________;如图丙所示,A、B两根相同的轻弹簧,分别与物块的上下表面相连接,B弹簧的下端与地面连接。起初A弹簧处于自由长度,B弹簧的压缩长度为。现用手将A弹簧缓慢上提,使B弹簧承受物重的,B弹簧仍然处于压缩状态,那么,A弹簧的上端应向上提起的距离为_________。
19.小明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.如图甲所示,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.如图乙所示,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.如图丙所示,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。
(1)以上操作中错误的操作是 ___________ (选填“A”、“B”或“C”)。
(2)实验中每次让小车从斜面同一高度由静止滑下,目的是___________。
(3)如图丁所示的是小车在不同水平面运动时速度与时间的关系图像,其中表示小车在毛巾表面上运动的是图线 ___________ (选填“a”、“b”或“c”)。
(4)根据实验结果可以得出:水平面越光滑,小车运动的路程越长,小车受到的阻力越小,速度减小得越___________(选填“快”或“慢”)。
(5)在光滑水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,请在图丁中画出此时小车的速度-时间图像
(6)若在实验中,发现小车在棉布和木板上运动时都冲出了水平木板,则改进的方法是___________。
20.小明在老师的指导下用小球和弹性很好的轻质橡皮筋等器材进行了如下实验(不考虑空气阻力)。让系于橡皮筋一端的小球,从O点的正下方的P点由静止释放,分别经过a、b、c三点,如图甲所示。整个下落过程中,橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示;小球的速度v与下落高度h的关系如图丙所示。
(1)小球从a点运动到c点的过程中,小球下落速度的变化情况是________(填字母);
A.一直变大 B.一直变小 C.先变大后变小 D.先变大后不变
(2)当橡皮筋的伸长量最大时,小球的速度变为0,此时小球处于________状态(选填“平衡”或“非平衡”);
(3)已知该橡皮筋每受到0.3N的拉力就伸长1cm,经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为:,,。则实验中所用小球的重力为________N。
21.在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验: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,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就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。老师解释说:“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。
小明在老师指导下到电梯内做失重实验,如图甲,他将一个体重秤放在电梯水平地面上,然后站上秤台。如图乙所示,在电梯向下运动的过程中,他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t的变化图像如图26丙所示(已知小明的实际质量为60kg)。课后小明和同学们查资料还了解到:当电梯更快向下加速时,体重秤的示数为零,即说明他对体重秤的压力为零,我们称这种现象为完全失重现象。
(1)当弹簧测力计悬挂物体匀速竖直下降时,物体所受合力的大小为________;
(2)电梯静止时,小明的重力是________N;(g取9.8N/kg)
(3)小红根据图丙分析,认为小明在时间段内的质量为45kg,质量变小了,请对小红的分析展开评价:________;
(4)已知物体在太空中将处于完全失重状态,我国宇航员王亚平将小球在空中由静止释放,小球接下来的运动状态将是什么样的?并简要说明理由________。
2 / 14
学科网(北京)股份有限公司
$