1　牛顿第一定律练习2021-2022学年物理必修第一册人教版2019（word含解析）

第四章　运动和力的关系
1　牛顿第一定律
基础过关练
题组一　对运动和力的理解
1.(2019山西太原高一上期末)在物理学的发展过程中,许多物理学家的研究推动了人类文明的进程。在对以下几位物理学家所做的贡献的叙述中,正确的是(　　)
A.亚里士多德认为较重物体与较轻物体下落得一样快
B.伽利略通过理想斜面实验认为物体的运动不需要力维持
C.笛卡儿认为如果物体受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一方向运动下去
D.牛顿认为力不仅可以维持物体的运动,而且可以改变物体的运动状态
2.(2021安徽舒城中学高一上月考)关于力和运动的关系,下列说法中正确的是 (　　)
A.力是维持物体运动的原因
B.物体只要运动就需要力的作用
C.力是改变物体运动状态的原因
D.物体受到力的作用,运动状态一定改变
题组二　理想实验的魅力
3.(2021辽宁辽阳高三上月考)在研究力和运动的关系时,伽利略提出了著名的理想实验,示意图如图所示。伽利略提出该理想实验是为了说明 (　　)
A.物体运动不需要力来维持
B.力可以改变物体的运动状态
C.物体运动时就会产生惯性
D.力是维持物体运动的原因
4.(2020陕西西安高新一中高三模拟)如图所示为伽利略设计的斜面实验。伽利略理想实验是将可靠的事实和理论思维结合起来,能更深刻地反映自然规律。下面给出了伽利略斜面实验的四个事件:
①减小斜面BC的倾角(图中BC'),小球将通过较长的路程,仍能到达原来的高度。
②由静止释放小球,小球沿斜面AB滚下,滚上另一斜面BC,如果有摩擦力,小球不能到达与原来等高的C;若减小斜面的粗糙程度,小球到达另一斜面上的最高位置越来越接近C。
③如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度。
④继续减小BC的倾角,最终使它水平,小球将沿水平面以恒定速度一直运动下去。对事件性质的判断及排序,正确的是 (　易错　)
A.事实②→推论①→事实③→推论④
B.事实②→推论③→事实①→推论④
C.事实②→推论①→推论③→推论④
D.事实②→推论③→推论①→推论④
题组三　牛顿第一定律
5.(2019天津和平高一上期末)关于牛顿第一定律,下列说法正确的是 (　　)
A.不受力作用的物体是不存在的,故牛顿第一定律的建立毫无意义
B.牛顿第一定律是从实验现象归纳总结出来的
C.牛顿第一定律表明,物体在任何状态下都具有惯性
D.牛顿第一定律表明,外力的作用会改变物体的惯性
6.(2020河南郑州高一检测)(多选)关于牛顿第一定律的理解,正确的是 (深度解析)
A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律
B.不受外力作用时,物体的运动状态保持不变
C.在水平地面上滑动的木块最终停下来,是由于没有外力维持木块运动
D.飞跑的运动员遇到障碍而被绊倒,这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态
题组四　惯性与质量
7.(2020北京昌平高一上期末)关于惯性,下列说法正确的是 (深度解析)
A.只有静止的物体才具有惯性
B.物体的速度越大,则惯性越大
C.若物体所受的合力不为零,则物体没有惯性
D.若两物体质量相等,则它们的惯性相同
8.(2021江苏徐州高一上期中)如图所示,匀速行驶的洒水车在不断洒水作业,下列说法正确的是 (　　)
A.洒水车(含车内的水)的惯性不变
B.洒水车(含车内的水)的惯性变大
C.以洒水车为参考系,树木静止不动
D.以洒水车为参考系,树木匀速运动
能力提升练
题组一　牛顿第一定律的理解和应用
1.(2020重庆高一上期中,)中国古代科技取得了辉煌的成就,在很多方面走在世界前列。例如春秋战国时期,墨家的代表人物墨翟在《墨经》中,就已对力做了比较科学的阐述:“力,刑(形)之所以奋也”。这句话的意思是:力能使物体由静止开始运动,或使运动的物体运动得越来越快。下列说法中,与墨翟对力的阐述最接近的是 (　　)
A.力是维持物体运动的原因
B.力是物体位移变化的原因
C.力是物体位置变化的原因
D.力是物体运动状态改变的原因
2.(2021安徽定远中学高一上月考,)如图所示,小明用水平方向的力推一木箱。小明发现:用力推时,木箱才能运动;撤去推力,木箱便停下来。有四位同学对此过程发表了自己的看法,你认为正确的是 (深度解析)
A.木箱的运动需要力来维持
B.木箱由静止到运动需要力的作用,由运动到静止不需要力的作用
C.撤去推力,木箱停下来是木箱具有惯性的表现
D.撤去推力,木箱停下来是由于摩擦力的作用
3.(2021山东省实验中学高三模拟,)(多选)关于伽利略的两个斜面实验,下面说法中正确的是 (　　)
图(a) 图(b)
A.伽利略仅在图(a)中使用了光滑斜面进行实验
B.伽利略仅在图(b)中使用了光滑斜面进行实验
C.伽利略从图(a)中得出:自由落体运动是匀加速直线运动
D.伽利略从图(b)中得出:力不是维持物体运动的原因
4.(2021湖北公安高一上期末,)小华坐在一列正在行驶的火车车厢里,突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动,假设桌面是光滑的,则下列说法错误的是 (　　)
A.小球在水平方向受到了向后的力使它向后运动
B.小球所受的合力为零,以地面为参考系,小球的运动状态并没有改变
C.火车一定是在向前加速
D.以火车为参考系,此时牛顿第一定律已经不能适用
题组二　对惯性的理解和应用
5.(2020黑龙江大庆高一上期末,)如图所示,在一辆表面光滑且足够长的小车上,有质量分别为m1和m2的两个小球A、B随小车一起做匀速直线运动(m1>m2),当小车突然停止时,如不考虑其他阻力,小车足够长,则两个小球 (深度解析)
A.一定相碰
B.一定不相碰
C.不一定相碰
D.是否相碰与车速度的方向有关
6.(2020河北唐山一中高一上月考,)在匀速行驶的火车车厢内,有一人从B点正上方相对车厢静止释放一个小球,不计空气阻力,则小球 (　　)
A.可能落在A处　　　　B.一定落在B处
C.可能落在C处　　　　D.以上都有可能
7.(2020湖北安陆一中高一上月考,)在谷物的收割和脱粒过程中,小石子、草屑等杂物很容易和谷物混在一起,另外,谷还有瘪粒。为了将它们分离,农民常用一种叫作“风谷”的农具分选,如图所示,对它的分选原理描述错误的是 (　　)
A.石子质量大惯性大,飞得最远
B.草屑和瘪谷粒质量小,飞得最近
C.草屑和瘪谷粒的惯性最大,飞得最近
D.空气阻力作用使它们速度变化快慢不同
答案全解全析
基础过关练
1.B　亚里士多德认为较重的物体比较轻的物体下落得快,故A错误;伽利略理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因,故B正确;笛卡儿认为如果运动中的物体没有受到力的作用,那么它将继续以同一速度沿同一直线运动下去,故C错误;牛顿提出牛顿第一定律,指出力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因,故D错误。
2.C　力是改变物体运动的原因,而不是维持物体运动的原因,运动不需要力来维持,故A、B错误,C正确;物体受到几个力作用,若合力为零时,相当于不受力,根据牛顿第一定律可知物体的运动状态不变,故D错误。
3.A　亚里士多德认为,力是维持物体运动的原因;伽利略等人认为,力是改变物体运动状态的原因。现在人们普遍认为力是改变物体运动状态的原因的观点是正确的,伽利略设计这个理想实验,其目的是说明亚里士多德的“力是维持物体运动状态的原因”的结论是错误的,物体运动不需要力来维持,故选A。
4.D　先是事实情景:由静止释放小球,小球沿斜面AB滚下,滚上另一斜面BC,高度几乎与原来相同;根据以上事实推出:如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度,根据这个推论,再进一步推出:减小斜面BC的倾角(图中BC'),小球将通过较长的路程,仍能到达原来的高度,最后得出继续减小BC的倾角,最终使它水平,小球将沿水平面以恒定速度一直运动下去,即力不是维持物体运动的原因;则对事件性质的判断及排序正确的是:事实②→推论③→推论①→推论④。故选D。
易混易错 本题容易将事实与推论混淆,要认识清楚,能在生活中存在的才是事实,经过理想化的、或忽略了次要因素后得出的结论才是推论。
5.C　虽然不受力作用的物体是不存在的,但牛顿第一定律给出了物体不受力时的运动规律,是整个牛顿力学的基础,是有意义的,故A错误;牛顿第一定律是牛顿在伽利略等前人实验的基础上,根据逻辑推理得出的,是以实验为基础,但又不是完全通过实验得出的,故B错误;惯性与运动状态无关,即不论是运动的还是静止的物体都具有惯性,故C正确;惯性仅由物体的质量决定,与外力无关,故D错误。
6.ABD　牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时的状态,即总保持匀速直线运动状态或静止状态,A、B正确;牛顿第一定律还揭示了力和运动的关系,力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动状态的原因,在水平地面上滑动的木块最终停下来,是由于受到摩擦阻力的作用而改变了运动状态,飞跑的运动员遇到障碍而被绊倒,是因为他受到外力作用而改变了原来的运动状态,C错误,D正确。
导师点睛　力和运动的关系
(1)力的作用效果是使物体发生形变或速度发生改变,而速度的改变就意味着物体的运动状态发生了改变,因此,力的作用效果是改变了物体的运动状态,也可以说“力是使物体运动状态改变的原因”。
(2)力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动状态的原因,物体运动状态发生改变必定受到不为零的外力作用。
7.D　惯性是物体的固有属性,一切物体都有惯性;惯性的大小仅与物体的质量有关,与物体的运动状态、所受合力是否为零无关;不只是静止的物体具有惯性,运动的物体也有惯性;若两物体的质量相等,则它们的惯性相同,故A、B、C错误,D正确。
导师点睛　惯性的表现
(1)不受力时,惯性表现为保持原来的匀速直线运动状态或静止状态。
(2)受力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度。质量越大,惯性越大,运动状态越难以改变。
8.D　洒水车(含车内的水)的质量减小,惯性减小,故A、B错误;以洒水车为参考系,树木匀速运动,故C错误,D正确。
能力提升练
1.D　由题意可知:“力,刑(形)之所以奋也”这句话的意思是:力能使物体由静止开始运动,或使运动的物体运动得越来越快,即力起到了改变物体运动状态的作用,与力是物体运动状态改变的原因最接近,故D正确。
2.D　木箱由于惯性运动,其运动不需要力来维持,故A错误;力是改变物体运动状态的原因,木箱由静止到运动和从运动到静止时均受到了力的作用,故B错误;撤去推力,木箱停下来是由于木箱受到了摩擦力的作用,不是因为惯性,故C错误,D正确。
导师点睛　本题考查力与运动的关系,解答本题时要牢记,力是改变物体运动状态的原因。运动状态的保持是由于一切物体具有惯性。
3.CD　伽利略在图(a)和图(b)中都使用了光滑斜面进行实验,故A、B错误;伽利略从图(a)中将斜面实验的结论外推到斜面倾角为90°的情形,从而间接证明了自由落体运动是匀加速直线运动,故C正确;伽利略理想斜面实验图(b)中,由于空气阻力和摩擦力的作用,小球在图(b)中斜面运动能到达的高度,一定会略小于它开始运动时的高度,只有在斜面绝对光滑的理想条件下,小球滚上的高度才与释放时的高度相同,所以可以设想,在伽利略斜面实验中,若斜面光滑,并且使斜面变成水平面,则可以使小球沿水平面运动到无穷远处,得出力不是维持物体运动的原因,故D正确。
4.A　小球因为有惯性,要保持原来的匀速直线运动状态,若突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动,是小球相对于火车向后运动,说明火车正在向前做加速运动,小球在水平方向并不受力的作用,以地面为参考系,小球的运动状态并没有改变,故A错误,符合题意,B、C正确,不符合题意;牛顿第一定律适用于惯性参考系,火车加速运动,不是惯性参考系,若以火车为参考系,此时牛顿第一定律已经不能适用,故D正确,不符合题意。
5.B　两小球和小车一起做匀速运动时,两小球和小车具有共同的速度;当小车突然停止时,由于惯性,且小车表面光滑,两小球还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动,因此一定不会相碰,故选B。
方法技巧 解答惯性问题的思路
(1)明确研究的物体原来处于怎样的运动状态。
(2)当外力作用在物体的某一部分时,确定这一部分运动状态的变化情况。
(3)明确物体由于惯性要保持怎样的运动状态,然后判断物体会出现什么现象。
6.B　火车匀速行驶,在小球未释放前小球随火车一起运动,小球的速度等于火车的速度v;在小球由静止释放后,由于惯性小球在水平方向的速度保持不变,即小球下落的过程中小球在水平方向的速度始终等于火车速度,小球一定落到B处,故选项B正确,A、C、D错误。
7.C　小石子、实谷粒、草屑和瘪谷粒飞出时初速度基本相同,由于形状和大小不同,在飞行中受到的空气阻力的影响不同。一般来说,小石子受到的阻力的影响比草屑等杂物受到的阻力的影响要小,所以它们的速度变化快慢不同。草屑和瘪谷粒质量小惯性小,速度变化快,故落点近;小石子质量大惯性大,速度大小不易改变,速度变化得慢,故落点远。本题选错误的,故选C。