第四章 运动和力的关系
4.1 牛顿第一定律
一、单选题
1、伽利略对“运动和力的关系”和“自由落体运动”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法．图1、图2分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（ ）
A．图1中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成
B．图1的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持
C．图2通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动
D．图2中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易
2、我国的高铁技术在世界上处于领先地位，高铁在行驶过程中非常平稳.网络上一则热播视频中显示，将枚硬币竖立在以时速300km/h运行的高铁列车的窗台上，硬币竟然能够屹立8分钟而不倒，则下列说法正确的是（ ）
A．这一过程中硬币相对于地面是静止的
B．硬币由于惯性而屹立不倒
C．因硬币速度太大，惯性太大，所以硬币才不倒
D．如果窗台台面光滑，硬币一定会滚动
3、关于惯性的大小，下列说法中正确的是（ ）
A．两个质量相同的物体，速度大的不容易停下来，所以，物体运动的速度越大，物体的惯性越大
B．推动静止的物体比推动正在运动的同一物体所需的力大，所以，物体在静止时的惯性大一些
C．在月球上容易把物体抛出，所以，同一物体在月球上的惯性比在地球上的惯性小一些
D．同一物体不论它处在什么运动状态中，也不论它处在什么环境中，只要物体的质量一定，物体的惯性也是一定的
4、关于牛顿第一定律，下列说法中错误的是（ ）
A．该定律仅反映一种理想化状态，这种状态是不存在的
B．该定律是一种理想实验定律，因为没有不受外力的物体
C．该定律是描述惯性大小的，因此又叫惯性定律
D．由该定律可知，一切物体都有惯性
5、以下各说法中正确的是（ ）
A．物体运动状态发生变化时，物体不一定受到外力的作用
B．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变是由于物体没有惯性
C．在水平地面上滑动的木块最终要停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果
D．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律
6、如图所示，在平直轨道上匀加速行驶的封闭车厢中，悬挂一个有滴管的盛油的容器当滴管依次滴下三滴油时，三滴油落在车厢的地板上，下列说法正确的是（ ）
A．三滴油依次落在点
B．三滴油依次落在同一位置上
C．三滴油依次落在到之间，而且后一滴比前一滴离点近些
D．三滴油依次落在到之间，而且后一滴比前一滴离点远些
7、2019年4月28日，第55届世界乒乓球锦标赛单项赛在匈牙利结束，中国乒乓球队时隔八年再度包揽单项赛全部五枚金牌。如图是运动员在比赛中的场景，下列说法正确的是
A．乒乓球速度越大，惯性越大
B．击球时，球和拍都会发生弹性形变
C．球在空中运动时，运动状态不变
D．球被水平击出后，若所受外力全部消失，球将立即竖直下落
二、多选题
8、如图所示的装置可以演示伽利略的理想实验，装置为两个对接的斜面，让小球沿左边的斜面滑下并滚上右边的斜面，然后改变右边斜面的倾角，重复操作，利用曝光频率一定的相机拍下小球运动过程中的图片，则（ ）
A．该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的依据，因此牛顿第一定律是实验定律
B．由图可知小球在右侧的斜面上的速度逐渐减小，因此证实了“物体的运动需要力维持”
C．当右侧的斜面光滑且水平时，小球将做匀速直线运动，说明“如果没有外力的作用，小球将在水平面上永远运动下去”
D．如果没有摩擦，小球在右边的斜面上将运动到与左边释放点相同的高度
9、考试的时候不小心将静止在课桌上的钢笔碰到了地上，设课桌高度为0.8m（ ）
A．我对钢笔的作用力改变了它的运动状态
B．钢笔落地时的速度为2m/s
C．钢笔最终静止在地面上是因为没有了力来维持它的运动
D．若钢笔从与桌等高的位置自由下落，则下落时间为0.4s
10、下列各图所示现象中，利用了惯性的是
A．自行车滑行 B．使锤子套紧 C．系好安全带 D．跳远助跑
三、非选择题
11、当高速行驶的公共汽车突然刹车，乘客会向什么方向倾斜？为什么？若公共汽车向左转弯，乘客会向什么方向倾斜？为什么？为什么在高速公路上行驶的小车中的司机和乘客必须系好安全带？
12、如图甲所示，当用力向前拉静止在地面上的小车时，车上的木块将会向后倾倒；如图乙所示，当运动中的小车遇到障碍物时，车上的木块将向前倾倒，试分别解释其中的道理。第四章 运动和力的关系
4.1 牛顿第一定律
一、单选题
1、伽利略对“运动和力的关系”和“自由落体运动”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法．图1、图2分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（ ）
A．图1中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成
B．图1的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持
C．图2通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动
D．图2中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易
【答案】 D
【解析】
A. 完全没有摩擦阻力的斜面是实际不存在的，故实验不可能实际完成，故A错误；
B. 图2的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持，故B错误；
CD. 伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力得作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长的多，所以容易测量。伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推。故C错误，D正确；
2、我国的高铁技术在世界上处于领先地位，高铁在行驶过程中非常平稳.网络上一则热播视频中显示，将枚硬币竖立在以时速300km/h运行的高铁列车的窗台上，硬币竟然能够屹立8分钟而不倒，则下列说法正确的是（ ）
A．这一过程中硬币相对于地面是静止的
B．硬币由于惯性而屹立不倒
C．因硬币速度太大，惯性太大，所以硬币才不倒
D．如果窗台台面光滑，硬币一定会滚动
【答案】 B
【解析】
A．硬币相对于地面的位置不断发生改变，则硬币相对于地面是运动的，A错误；
B．硬币所受合外力为零，由于惯性而保持原来的运动状态，故B正确；
C．物体的惯性不随物体的速度变化而变化，故C错误；
D．硬币在水平方向不受力，硬币一定不会滚动，故D错误。
3、关于惯性的大小，下列说法中正确的是（ ）
A．两个质量相同的物体，速度大的不容易停下来，所以，物体运动的速度越大，物体的惯性越大
B．推动静止的物体比推动正在运动的同一物体所需的力大，所以，物体在静止时的惯性大一些
C．在月球上容易把物体抛出，所以，同一物体在月球上的惯性比在地球上的惯性小一些
D．同一物体不论它处在什么运动状态中，也不论它处在什么环境中，只要物体的质量一定，物体的惯性也是一定的
【答案】 D
【解析】
A．惯性的大小仅与物体质量有关，质量大（小），惯性大（小），与物体速度度无关，两个质量相同的物体，其惯性是一样的，故A错误。
B．惯性的大小与物体运动状态无关，静止的物体和正在运动的同一物体惯性一样大，故B错误。
C．惯性的大小与物体受力情况无关，同一物体在月球上比在地球上受到的重力小，但是质量一定，惯性一样大，故C错误。
D．同一物体不论它处在什么运动状态中，也不论它处在什么环境中，只要物体的质量一定，物体的惯性也是一定的，符合客观事实，故D正确。
4、关于牛顿第一定律，下列说法中错误的是（ ）
A．该定律仅反映一种理想化状态，这种状态是不存在的
B．该定律是一种理想实验定律，因为没有不受外力的物体
C．该定律是描述惯性大小的，因此又叫惯性定律
D．由该定律可知，一切物体都有惯性
【答案】 C
【解析】
A B．牛顿第一定律反映物体不受任何力时的运动状态，事实上不受任何力的物体很难找到，所以说是一种理想化状态，这种状态是不存在的，该定律是一种理想实验定律，故AB均不符合题意；
C．牛顿第一定律是描述惯性大小的，因此又叫惯性定律，故C符合题意；
D．由牛顿第一定律可知，一切物体都有惯性，符合客观事实，故D不符合题意。
5、以下各说法中正确的是（ ）
A．物体运动状态发生变化时，物体不一定受到外力的作用
B．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变是由于物体没有惯性
C．在水平地面上滑动的木块最终要停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果
D．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律
【答案】 D
【解析】
A. 根据牛顿第一定律，当物体运动状态发生变化时，物体一定受到外力的作用，选项A错误；
B. 不受外力作用时，物体的运动状态保持不变是由于物体有惯性，选项B错误；
C. 在水平地面上滑动的木块最终要停下来，是由于物体受到摩擦力作用的缘故，选项C错误；
D. 牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律，选项D正确。
6、如图所示，在平直轨道上匀加速行驶的封闭车厢中，悬挂一个有滴管的盛油的容器当滴管依次滴下三滴油时，三滴油落在车厢的地板上，下列说法正确的是（ ）
A．三滴油依次落在点
B．三滴油依次落在同一位置上
C．三滴油依次落在到之间，而且后一滴比前一滴离点近些
D．三滴油依次落在到之间，而且后一滴比前一滴离点远些
【答案】 B
【解析】
根据牛顿第一定律， 可知三滴油离开容器时的速度和车厢速度相同，即在水平方向上油滴相对于车厢，其初速度为零，在竖直方向上运动情况相同.落到车厢地板上所用的时间相同在水平方向上油滴相对于车的加速度方向向左，所以在水平方向上油滴相对于车的位移方向向左，位移大小，所以三滴油依次落在同一位置上；
A．不符合题意，错误；
B．正确；
C．不符合题意，错误；
D．不符合题意，错误。
7、2019年4月28日，第55届世界乒乓球锦标赛单项赛在匈牙利结束，中国乒乓球队时隔八年再度包揽单项赛全部五枚金牌。如图是运动员在比赛中的场景，下列说法正确的是
A．乒乓球速度越大，惯性越大
B．击球时，球和拍都会发生弹性形变
C．球在空中运动时，运动状态不变
D．球被水平击出后，若所受外力全部消失，球将立即竖直下落
【答案】 B
【解析】
A．惯性只与质量有关，与速度无关，故A错误；
B．击球时，球和球拍相互接触且相互作用，属于弹力，都是由于弹性形变产生，故B正确；
C．球在空中运动，速度大小和方向都在发生变化，故C错误；
D．球被水平击出后，若所受外力全部消失，球将沿原来的速度大小和方向做匀速直线运动，故D错误。
二、多选题
8、如图所示的装置可以演示伽利略的理想实验，装置为两个对接的斜面，让小球沿左边的斜面滑下并滚上右边的斜面，然后改变右边斜面的倾角，重复操作，利用曝光频率一定的相机拍下小球运动过程中的图片，则（ ）
A．该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的依据，因此牛顿第一定律是实验定律
B．由图可知小球在右侧的斜面上的速度逐渐减小，因此证实了“物体的运动需要力维持”
C．当右侧的斜面光滑且水平时，小球将做匀速直线运动，说明“如果没有外力的作用，小球将在水平面上永远运动下去”
D．如果没有摩擦，小球在右边的斜面上将运动到与左边释放点相同的高度
【答案】 CD
【解析】
A．伽利略理想实验的核心是将假想实验和逻辑推理结合起来，该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的依据，但是牛顿第一定律并不是在实验的基础上得出的，因此牛顿第一定律不是实验定律，选项A错误；
B．小球在右侧斜面上做减速运动是因为受到了摩擦力，表明“力是维持物体运动的原因”的结论是错误的，选项B错误；
C．根据该实验，伽利略合理外推：当右侧的斜面光滑且水平时，小球将做匀速直线运动，说明“如果没有外力的作用，小球将在水平面上永远运动下去”，选项C正确；
D．如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度，故选项D正确。
9、考试的时候不小心将静止在课桌上的钢笔碰到了地上，设课桌高度为0.8m（ ）
A．我对钢笔的作用力改变了它的运动状态
B．钢笔落地时的速度为2m/s
C．钢笔最终静止在地面上是因为没有了力来维持它的运动
D．若钢笔从与桌等高的位置自由下落，则下落时间为0.4s
【答案】 AD
【解析】
力是改变物体运动状态的原因，由题可知，钢笔从桌面上落地是我对钢笔的作用力改变了它的运动状态，选项A正确；钢笔若从与桌等高的位置做自由落体运动，则落地时的速度为，则钢笔落地时的速度为不等于2m/s，选项B错误；钢笔最终静止在地面上是因为受力平衡的缘故，选项C错误；若钢笔从与桌等高的位置自由下落，则下落时间为，选项D正确；故选AD.
10、下列各图所示现象中，利用了惯性的是
A．自行车滑行 B．使锤子套紧 C．系好安全带 D．跳远助跑
【答案】 ABD
【解析】
A.自行车原来处于运动状态，当不再蹬自行车时，由于惯性，自行车仍然能滑行一段距离，该现象是利用惯性，故A符合题意；
B.锤头和锤柄一起向下运动，当锤柄撞在地上静止时，锤头由于惯性继续向下运动，可以紧套在锤柄上，该现象利用了锤头的惯性，故B符合题意；
C.汽车高速行驶时，如果遇到紧急情况刹车，人由于惯性还要保持原来的高速运动，会撞到前面物体造成损伤，所以驾驶员要使用安全带，这是防止惯性带来的伤害，故C不符合题意；
D.跳远运动员助跑是为了起跳前使自己处于运动状态，起跳后，人由于惯性会跳的更远，该现象是利用惯性，故D符合题意。
三、非选择题
11、当高速行驶的公共汽车突然刹车，乘客会向什么方向倾斜？为什么？若公共汽车向左转弯，乘客会向什么方向倾斜？为什么？为什么在高速公路上行驶的小车中的司机和乘客必须系好安全带？
【答案】 见解析
【解析】
乘客会向前倾斜；因开始人和车一起高速向前行驶，突然刹车，在车的作用下人的下半身会减速，人的上半身由于惯性继续保持原来的速度向前运动，所以乘客会向前倾倒．若公共汽车向左转弯，乘客会向右倾斜；因开始人和车一起向前运动，公共汽车向左转弯，人的下半身跟着汽车向左转弯，人的上半身由于惯性继续向前运动，所以乘客向右倾倒．在高速公路上行驶的小车因质量小刹车时加速度大，司机和乘客容易向前倾倒而受伤，所以必须系好安全带．
12、如图甲所示，当用力向前拉静止在地面上的小车时，车上的木块将会向后倾倒；如图乙所示，当运动中的小车遇到障碍物时，车上的木块将向前倾倒，试分别解释其中的道理。
【答案】 见解析
【解析】试题分析：先分析小车突然停止前，木块和小车的运动状态，当小车突然停止时，根据一切物体都有保持原来运动状态的性质来分析木块的运动状态．
甲图中静止的小车和木块突然受到拉力时，小车和木块的底部一起向前运动，木块上部由于惯性仍保持静止状态，所以会向后倾倒。乙图中运动的小车和木块遇到障碍物，小车和木块底部突然停止，木块上部由于惯性仍然保持运动，所以小木块会向前倾倒。
