高中物理人教版(2019)必修一【4.2实验:探究加速度与力,质量的关系】同步练习
一、单选题
1.(2020高二下·宝山期末)正在运动的物体,若所受的一切力突然同时消失,那么它将( )
A.立即停止 B.作加速运动 C.作减速运动 D.作匀速运动
【答案】D
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】正在运动的物体,若所受的一切力突然同时消失,根据牛顿第一定律,它将保持原来的运动状态,永远不停地运动下去,即作匀速运动。
故答案为:D。
【分析】当物体做运动时,其受到合力等于0会做匀速直线运动。
2.(2020高一上·阜宁期末)根据牛顿第一定律,下列说法中正确的是( )
A.静止的物体一定不受其他物体的作用
B.物体受力才会运动,当外力停止作用后,物体会慢慢停下来
C.物体不受力的作用,运动状态也能改变
D.物体运动状态发生变化,物体一定受到外力作用
【答案】D
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】静止的物体受到平衡力作用,不一定不受其他物体的作用,A不符合题意;物体运动不停止是因为惯性的原因,运动不需要力来维持,B不符合题意;根据牛顿第一定律,物体不受力的作用,则运动状态不会改变,C不符合题意;物体运动状态发生变化,物体一定受到外力作用,D符合题意;
故答案为:D.
【分析】静止的物体可以受到其他物体的作用力且合力为0;物体运动不需要力的维持;物体只有受到力的作用才会改变运动状态。
3.(2020高三上·上高月考)下列说法正确的是( )
A.用质点来代替有质量的物体是采用了等效替换的思想
B.牛顿第一定律是利用逻辑思维进行分析得出的结论,不可能用实验直接验证
C. 是加速度的比值法定义式
D.千克、秒、牛顿是国际单位制中的三个基本单位
【答案】B
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】A.用质点来代替有质量的物体是采用了理想模型法,A不符合题意;
B.牛顿第一定律是利用逻辑思维进行分析得出的结论,不可能用实验直接验证,B符合题意;
C. 是加速度的比值法定义式,而 是加速度的决定式,C不符合题意;
D.千克、秒是国际单位制中的基本单位,而牛顿不是基本单位,是导出单位,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】牛顿第一定律的前提是物体不受任何外力,该条件无法达到,故不能用实验证明。
4.(2020高三上·广州月考)在16世纪末,伽利略用实验和推理,推翻了在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论,开启了物理学发展的新纪元。以下说法中,与亚里士多德观点相反的是( )
A.一个物体维持匀速直线运动,不需要受力
B.两物体从同一高度自由下落,较重的物体下落较快
C.四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快,这说明:物体受的力越大,速度就越大
D.一个运动的物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来,这说明:静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”
【答案】A
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】亚里士多德认为物体的运动需要力来维持,没有力,物体将停止运动;则:
A.伽利略推理,一个物体做匀速直线运动,不需要力来维持,与亚里士多德的观点相反,A符合题意;
B.两物体从同一高度自由下落,下落速度应该是一样快,而认为两物体从同一高度自由下落,较重的物体下落较快,这是和亚里士多德的观点相同的,B不符合题意;
C.物体受的力越大,速度改变越快,但速度不一定越大;四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快,而认为物体受的力越大,速度就越大,这是和亚里士多德的观点相同的,C不符合题意;
D.一个运动的物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来,这说明:静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”, 这是和亚里士多德的观点相同的;事实上一个运动的物体,如果不再受向前的推力,它总会逐渐停下来,其实是因为摩擦阻力改变了它的运动状态,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】物体运动不需要力来维持,当物体不受任何力时,总保持原来的运动状态,即静止或匀速直线运动,如果物体受到力,物体的运动状态就会改变。
5.(2020·青浦模拟)物理学是一门建立在实验基础上的学科,很多定律是可以通过实验进行验证的。下列定律中不可以通过实验直接验证的是( )
A.牛顿第一定律 B.牛顿第二定律
C.万有引力定律 D.玻意耳定律
【答案】A
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】A. 牛顿第一定律是牛顿在总结伽利略、笛卡尔等人实验结论的基础上,经过合理的想象和外推总结得来的,指出物体在不受力时的运动情况,而完全不受力的物体是不存在的,故无法利用实验验证,A符合题意;
B.牛顿第二定律可由斜面上的小车连接打点计时器验证,B不符合题意;
C.万有引力定律由卡文迪许扭秤实验验证,C不符合题意;
D.玻意耳定律可由压强传感器实验验证,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】牛顿第一定律表示为,当物体不受力时,要么处于静止状态,要么处于匀速直线运动状态,前提条件为不受力,这是不可能做得到的,故牛顿第一定律是不能直接验证的。
6.(2020高一下·中山月考)下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是通过实验得出的
B.没有力的作用,物体只能处于静止状态
C.力不是维持物体运动的原因
D.不直接接触的物体间没有力的作用
【答案】C
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】A项:牛顿第一定律是在实验的基础上进一步的推理概括出来的科学理论,而不是直接通过实验得出的,也不是直接经过推论得出的,A不符合题意;
B项:没有力的作用,物体可能做匀速直线运动,B不符合题意;
C项:伽利略运用理想实验法得出“力不是维持物体运动的原因”,C符合题意;
D项:不直接接触的物体间也可能有力的作用,如重力,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】物体运动不需要力来维持,当物体不受任何力时,总保持原来的运动状态,即静止或匀速直线运动,如果物体受到力,物体的运动状态就会改变。
7.(2020高一上·番禺期末)根据牛顿第一定律分析可知( )
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.不受外力时,物体的运动状态也会发生改变,说明物体不一定有惯性
C.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的运动
D.一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态
【答案】D
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】A.力是改变物体运动状态的原因。物体运动状态发生变化时,物体一定受到外力的作用,A不符合题意;
B.物体的惯性只和物体的质量有关,和物体的运动状态、是否受力无关,B不符合题意;
C.在水平地面上滑动的木块最终要停下来,是受到阻力作用,力并不是维持物体运动的原因,C不符合题意;
D.根据牛顿第一定律可知一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】物体运动不需要力来维持,当物体不受任何力时,总保持原来的运动状态,即静止或匀速直线运动,如果物体受到力,物体的运动状态就会改变。
8.(2020高一上·北流月考)关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是( )
A.牛顿第一定律说明力是维持物体运动的原因
B.惯性就是物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
C.由牛顿第一定律可知:物体所受的合力为零时,一定处于静止状态
D.牛顿第一定律反映了物体受到外力时的运动规律
【答案】B
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】A.牛顿第一定律说明力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动的原因,A不符合题意;
B.物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质称为惯性,B符合题意;
C.物体所受的合外力为零,并不一定处于静止状态,还有可能处于匀速直线运动状态,C不符合题意;
D.牛顿第一定律反映的是物体不受外力或者合外力为零的时候的运动规律,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】物体运动不需要力来维持,当物体不受任何力时,总保持原来的运动状态,即静止或匀速直线运动,如果物体受到力,物体的运动状态就会改变。
9.(2019高一上·滕州月考)由牛顿第一定律可知( )
A.力是维持物体运动的原因
B.物体只有在不受外力时才具有惯性
C.保持匀速直线运动状态或静止状态的物体,一定不受任何力作用
D.做匀变速直线运动的物体,合力一定不为零
【答案】D
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】A. 若物体在不受任何外力时,运动的物体将永远做匀速直线运动,A不符合题意;
B. 质量是判断惯性大小的唯一量度,质量大的惯性大,惯性与物体的运动状态无关,B不符合题意。
C. 如果受力,合力为零,则物体也可以保持匀速直线运动状态或静止状态的物体,C不符合题意。
D. 根据牛顿第二定律可知,做匀变速直线运动的物体,合力一定不为零,D符合题意。
故答案为:D
【分析】力不是维持物体运动的原因;一切具有质量的物体都具有惯性;物体受到的合力等于0也处于平衡状态。
10.(2019高三上·泉港月考)物理学是一门以实验为基础的学科,物理定律就是在大量实验的基础上归纳总结出来的,但有些物理规律或物理关系的建立并不是直接从实验得到的,而是经过了理想化或合理外推,下列选项中属于这种情况的是( )
A.牛顿第一定律 B.牛顿第二定律
C.万有引力定律 D.库仑定律
【答案】A
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】牛顿第一定律是逻辑思维的产物,不是直接从实验得到的,A符合题意;牛顿第二定律、万有引力定律和库仑定律均是实验定律,BCD不符合题意。
故答案为:A
【分析】牛顿第一定律的条件是不受任何外力,该条件无法满足,故牛顿第一定律是在实验的基础上推理得到的。
11.(2019高二下·长沙期末)物理学是一门以实验为基础的学科,物理定律就是在大量实验的基础上归纳总结出来的.但有些物理规律或物理关系的建立并不是直接从实验得到的,而是经过了理想化或合理外推得到的,下列选项中属于这种情况的是( )
A.牛顿第一定律 B.牛顿第二定律
C.牛顿第三定律 D.胡克定律
【答案】A
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】牛顿第一定律是建立在伽利略的斜面实验的基础上,经过了理想化或合理外推得到的,A符合题意.
故答案为:A
【分析】牛顿第一定律的条件是不受到任何外力,这显然是做不到的,所以只能通过有限的实验外加推理得到。
12.(2019·湖南模拟)牛顿第一定律告诉我们,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质称为惯性.关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是( )
A.牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上总结出来的
B.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
C.牛顿第一定律表明,物体只有在不受外力作用时才具有惯性
D.牛顿第一定律表明,物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性
【答案】A
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】牛顿在伽利略等人的研究基础上,并根据他自己的研究,系统的总结了力学知识,提出了牛顿三条运动定律,A正确;不受力的物体将保持匀速直线运动,B错误;惯性是物体特有的性质,只和物体的质量有关,所以CD错误。
故答案为:A
【分析】牛顿在伽利略等人的研究基础上,并根据他自己的研究,系统的总结了力学知识,提出了牛顿三条运动定律。
13.(2019·湖南模拟)2018年新实施的道路交通安全法规定:坐在汽车前排的司机和乘客都应系好安全带。这是为了减轻在下列哪种情况下可能对人身造成的伤害( )
A. 汽车车速太慢 B.汽车紧急刹车
C.汽车缓慢启动 D.汽车突然加速
【答案】B
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】安全带是为防止遇到突发情况下由于人的惯性对人造成的伤害。
故答案为:B
【分析】一切物体都具有惯性,惯性只和质量有关。安全带是为了防止惯性带来伤害的安全措施。
14.(2018·浙江选考)通过理想斜面实验得出“力不是维持物体运动的原因”的科学家是( )
A.亚里士多德 B.伽利略 C.笛卡尔 D.牛顿
【答案】B
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】A:亚里士多德提出了运动需要力来维持;B、伽利略用理想实验验证了“力不是维持物体运动的原因”C、笛卡尔在伽利略基础上了提出了相似的观点D、牛顿总结了前人的工作
【分析】物理学史的知识,每一位科学家都有他的经典之作,记牢即可选择出答案。
15.伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验:小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐减低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是( )
A.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小
B.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态
C.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变
D.如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置
【答案】D
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】解:A、;受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小是牛顿第二定律的结论,与本实验无关,A不符合题意
B、通过推理和假想,如果小球不受力,它将一直保持匀速运动,得不出静止的结论,B不符合题意;
C、根据三次实验结果的对比,不可以直接得到运动状态将发生改变的结论,C不符合题意;
D、如果斜面光滑,小球不会有能量损失,将上升到与O点等高的位置,D符合题意.
故答案为:D.
【分析】当斜面光滑时,没有能量损失,故小球会到达等高的位置。
16.(2018高一上·峨山期末)关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A.物体不受外力作用时,一定处于静止状态
B.物体不受外力作用时,总是保持原来的匀速直线运动状态或静止状态
C.牛顿第一定律表明,物体只有在受外力作用时才具有惯性
D.牛顿第一定律表明,物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性
【答案】B
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】根据牛顿第一定律可知,物体不受外力作用时,总是保持原来的匀速直线运动状态或静止状态,B符合题意,A不符合题意;惯性是物体的固有的属性,物体在任何情况下都有惯性,CD不符合题意;
故答案为:B.
【分析】物体不受外力,速度保持不变可以是匀速直线运动也可以是静止,但是惯性只与质量有关。
二、多选题
17.(2018高一上·惠州期末)下列说法符合历史事实的是( )
A.亚里士多德认为,力是改变物体运动状态的原因
B.牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
C.伽利略通过“理想实验”得出结论:运动必具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去
D.笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向
【答案】B,C,D
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】解:A、亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体才能运动,力时维持物体运动的原因.A不符合题意.
B、牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,符合事实.B符合题意.
C、伽利略“理想实验”得出结论:力不是维持运动的原因,即运动必具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去.C符合题意.
D、笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向,符合事实.D符合题意.
故答案为:BCD
【分析】亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体才能运动,力时维持物体运动的原因;牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,符合牛顿第一定律;伽利略“理想实验”得出结论:力不是维持运动的原因,即运动必具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去;同时代的笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向。
三、填空题
18.(2018高一上·海南期末)一切物体总保持 状态或 状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态,这就是牛顿第一定律,牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物, (“能”或“不能”)用实验直接验证。
【答案】匀速直线运动;静止;不能
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】牛顿第一定律的内容是:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止,牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物,所以不能用实验直接验证.
【分析】牛顿第一定律表明了物体合力为零时的运动状态,当物体不受力时,要么静止,要么做匀速直线运动;由于周围物体必然会受到各种各样的力,所以前提条件不能满足,无法用实验来证明。
四、实验探究题
19.(2019·宜昌模拟)小鲁为研究物体所受空气阻力与物体运动速度的关系,小鲁约小明在一个无风的周末开汽车来到郊外一段人车稀少的平直公路上.小鲁打开汽车天窗,将如图甲所示装置固定在汽车车顶.小明依次以5m/s、10m/s、15m/s、20m/s的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离,小鲁依次将汽车不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在下表中.
汽车速度v/(m s-1) 5 10 15 20
弹簧测力计示数F/N 0.20 0.82 3.30
(1)如图乙所示,为小鲁同学在车速稳定在15m/s时用手机拍下的测力计照片,此时测力计示数为 N
(2)实验装置中用小车而不是木块,并将其放在表面平滑的木板上,目的是为了减小 对实验结果的影响.
(3)分析上表中的实验数据,则当弹簧测力计的读数稳定在2.40N时,车速为 m/s.(计算结果保留2位有效数字)
【答案】(1)1.80
(2)摩擦力
(3)17
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】(1)由图可知测力计示数为1.80N,(2) 用小车,将滑动摩擦变为滚动摩擦,放在表面平滑的木板上,减小了接触面的粗糙程度,所以可以减小摩擦力;(3)当车速稳定时,根据二力平衡条件可知,弹簧测力计的示数等于空气阻力的大小,对表中的数据分析: ,说明空气阻力与速度的二次正比,即 ,故当示数为4.00N时车速为 .
【分析】(1)明确弹簧测力计的分度值再进行读数即可;
(2)接触面越光滑,物体受到的摩擦力越小;
(3)通过表格给出的数据,找出速度和阻力的关系,根据规律求解2.4N阻力是的速度。
五、综合题
20.(2019高一上·江阴期中)水平桌面上放着一个重为100 N的木块,木块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,求:
(1)若在木块上施加一水平拉力F=26 N时,能够刚好拉动木块,则木块所受的最大静摩擦力 fm为多少?
(2)若施加的水平拉力F=15 N,则木块所受的摩擦力f1为多少?
(3)若施加的水平拉力F=30 N,则木块所受的摩擦力f2为多少?
【答案】(1)解:当水平拉力F=26 N时,能够刚好拉动木块,说明物体受到摩擦力为最大静摩擦力,根据平衡条件可得:
(2)解:当F=10 =15N<26N时,物体保持静止不动,由平衡条件可知,
物体所受摩擦力为:f1=F=15 N
(3)解:当F2=30N>26N时,物体滑动,物体所受滑动摩擦力大小为: f2=μN=0.25×100 N=25N
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【分析】先根据平衡条件求出最大静摩擦力;再根据外力和最大静摩擦力的关系判断物体受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力,根据平衡条件和滑动摩擦力公式即可求解.
1 / 1高中物理人教版(2019)必修一【4.2实验:探究加速度与力,质量的关系】同步练习
一、单选题
1.(2020高二下·宝山期末)正在运动的物体,若所受的一切力突然同时消失,那么它将( )
A.立即停止 B.作加速运动 C.作减速运动 D.作匀速运动
2.(2020高一上·阜宁期末)根据牛顿第一定律,下列说法中正确的是( )
A.静止的物体一定不受其他物体的作用
B.物体受力才会运动,当外力停止作用后,物体会慢慢停下来
C.物体不受力的作用,运动状态也能改变
D.物体运动状态发生变化,物体一定受到外力作用
3.(2020高三上·上高月考)下列说法正确的是( )
A.用质点来代替有质量的物体是采用了等效替换的思想
B.牛顿第一定律是利用逻辑思维进行分析得出的结论,不可能用实验直接验证
C. 是加速度的比值法定义式
D.千克、秒、牛顿是国际单位制中的三个基本单位
4.(2020高三上·广州月考)在16世纪末,伽利略用实验和推理,推翻了在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论,开启了物理学发展的新纪元。以下说法中,与亚里士多德观点相反的是( )
A.一个物体维持匀速直线运动,不需要受力
B.两物体从同一高度自由下落,较重的物体下落较快
C.四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快,这说明:物体受的力越大,速度就越大
D.一个运动的物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来,这说明:静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”
5.(2020·青浦模拟)物理学是一门建立在实验基础上的学科,很多定律是可以通过实验进行验证的。下列定律中不可以通过实验直接验证的是( )
A.牛顿第一定律 B.牛顿第二定律
C.万有引力定律 D.玻意耳定律
6.(2020高一下·中山月考)下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是通过实验得出的
B.没有力的作用,物体只能处于静止状态
C.力不是维持物体运动的原因
D.不直接接触的物体间没有力的作用
7.(2020高一上·番禺期末)根据牛顿第一定律分析可知( )
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.不受外力时,物体的运动状态也会发生改变,说明物体不一定有惯性
C.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的运动
D.一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态
8.(2020高一上·北流月考)关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是( )
A.牛顿第一定律说明力是维持物体运动的原因
B.惯性就是物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
C.由牛顿第一定律可知:物体所受的合力为零时,一定处于静止状态
D.牛顿第一定律反映了物体受到外力时的运动规律
9.(2019高一上·滕州月考)由牛顿第一定律可知( )
A.力是维持物体运动的原因
B.物体只有在不受外力时才具有惯性
C.保持匀速直线运动状态或静止状态的物体,一定不受任何力作用
D.做匀变速直线运动的物体,合力一定不为零
10.(2019高三上·泉港月考)物理学是一门以实验为基础的学科,物理定律就是在大量实验的基础上归纳总结出来的,但有些物理规律或物理关系的建立并不是直接从实验得到的,而是经过了理想化或合理外推,下列选项中属于这种情况的是( )
A.牛顿第一定律 B.牛顿第二定律
C.万有引力定律 D.库仑定律
11.(2019高二下·长沙期末)物理学是一门以实验为基础的学科,物理定律就是在大量实验的基础上归纳总结出来的.但有些物理规律或物理关系的建立并不是直接从实验得到的,而是经过了理想化或合理外推得到的,下列选项中属于这种情况的是( )
A.牛顿第一定律 B.牛顿第二定律
C.牛顿第三定律 D.胡克定律
12.(2019·湖南模拟)牛顿第一定律告诉我们,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质称为惯性.关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是( )
A.牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上总结出来的
B.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
C.牛顿第一定律表明,物体只有在不受外力作用时才具有惯性
D.牛顿第一定律表明,物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性
13.(2019·湖南模拟)2018年新实施的道路交通安全法规定:坐在汽车前排的司机和乘客都应系好安全带。这是为了减轻在下列哪种情况下可能对人身造成的伤害( )
A. 汽车车速太慢 B.汽车紧急刹车
C.汽车缓慢启动 D.汽车突然加速
14.(2018·浙江选考)通过理想斜面实验得出“力不是维持物体运动的原因”的科学家是( )
A.亚里士多德 B.伽利略 C.笛卡尔 D.牛顿
15.伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验:小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐减低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是( )
A.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小
B.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态
C.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变
D.如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置
16.(2018高一上·峨山期末)关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A.物体不受外力作用时,一定处于静止状态
B.物体不受外力作用时,总是保持原来的匀速直线运动状态或静止状态
C.牛顿第一定律表明,物体只有在受外力作用时才具有惯性
D.牛顿第一定律表明,物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性
二、多选题
17.(2018高一上·惠州期末)下列说法符合历史事实的是( )
A.亚里士多德认为,力是改变物体运动状态的原因
B.牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
C.伽利略通过“理想实验”得出结论:运动必具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去
D.笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向
三、填空题
18.(2018高一上·海南期末)一切物体总保持 状态或 状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态,这就是牛顿第一定律,牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物, (“能”或“不能”)用实验直接验证。
四、实验探究题
19.(2019·宜昌模拟)小鲁为研究物体所受空气阻力与物体运动速度的关系,小鲁约小明在一个无风的周末开汽车来到郊外一段人车稀少的平直公路上.小鲁打开汽车天窗,将如图甲所示装置固定在汽车车顶.小明依次以5m/s、10m/s、15m/s、20m/s的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离,小鲁依次将汽车不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在下表中.
汽车速度v/(m s-1) 5 10 15 20
弹簧测力计示数F/N 0.20 0.82 3.30
(1)如图乙所示,为小鲁同学在车速稳定在15m/s时用手机拍下的测力计照片,此时测力计示数为 N
(2)实验装置中用小车而不是木块,并将其放在表面平滑的木板上,目的是为了减小 对实验结果的影响.
(3)分析上表中的实验数据,则当弹簧测力计的读数稳定在2.40N时,车速为 m/s.(计算结果保留2位有效数字)
五、综合题
20.(2019高一上·江阴期中)水平桌面上放着一个重为100 N的木块,木块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,求:
(1)若在木块上施加一水平拉力F=26 N时,能够刚好拉动木块,则木块所受的最大静摩擦力 fm为多少?
(2)若施加的水平拉力F=15 N,则木块所受的摩擦力f1为多少?
(3)若施加的水平拉力F=30 N,则木块所受的摩擦力f2为多少?
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】正在运动的物体,若所受的一切力突然同时消失,根据牛顿第一定律,它将保持原来的运动状态,永远不停地运动下去,即作匀速运动。
故答案为:D。
【分析】当物体做运动时,其受到合力等于0会做匀速直线运动。
2.【答案】D
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】静止的物体受到平衡力作用,不一定不受其他物体的作用,A不符合题意;物体运动不停止是因为惯性的原因,运动不需要力来维持,B不符合题意;根据牛顿第一定律,物体不受力的作用,则运动状态不会改变,C不符合题意;物体运动状态发生变化,物体一定受到外力作用,D符合题意;
故答案为:D.
【分析】静止的物体可以受到其他物体的作用力且合力为0;物体运动不需要力的维持;物体只有受到力的作用才会改变运动状态。
3.【答案】B
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】A.用质点来代替有质量的物体是采用了理想模型法,A不符合题意;
B.牛顿第一定律是利用逻辑思维进行分析得出的结论,不可能用实验直接验证,B符合题意;
C. 是加速度的比值法定义式,而 是加速度的决定式,C不符合题意;
D.千克、秒是国际单位制中的基本单位,而牛顿不是基本单位,是导出单位,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】牛顿第一定律的前提是物体不受任何外力,该条件无法达到,故不能用实验证明。
4.【答案】A
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】亚里士多德认为物体的运动需要力来维持,没有力,物体将停止运动;则:
A.伽利略推理,一个物体做匀速直线运动,不需要力来维持,与亚里士多德的观点相反,A符合题意;
B.两物体从同一高度自由下落,下落速度应该是一样快,而认为两物体从同一高度自由下落,较重的物体下落较快,这是和亚里士多德的观点相同的,B不符合题意;
C.物体受的力越大,速度改变越快,但速度不一定越大;四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快,而认为物体受的力越大,速度就越大,这是和亚里士多德的观点相同的,C不符合题意;
D.一个运动的物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来,这说明:静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”, 这是和亚里士多德的观点相同的;事实上一个运动的物体,如果不再受向前的推力,它总会逐渐停下来,其实是因为摩擦阻力改变了它的运动状态,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】物体运动不需要力来维持,当物体不受任何力时,总保持原来的运动状态,即静止或匀速直线运动,如果物体受到力,物体的运动状态就会改变。
5.【答案】A
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】A. 牛顿第一定律是牛顿在总结伽利略、笛卡尔等人实验结论的基础上,经过合理的想象和外推总结得来的,指出物体在不受力时的运动情况,而完全不受力的物体是不存在的,故无法利用实验验证,A符合题意;
B.牛顿第二定律可由斜面上的小车连接打点计时器验证,B不符合题意;
C.万有引力定律由卡文迪许扭秤实验验证,C不符合题意;
D.玻意耳定律可由压强传感器实验验证,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】牛顿第一定律表示为,当物体不受力时,要么处于静止状态,要么处于匀速直线运动状态,前提条件为不受力,这是不可能做得到的,故牛顿第一定律是不能直接验证的。
6.【答案】C
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】A项:牛顿第一定律是在实验的基础上进一步的推理概括出来的科学理论,而不是直接通过实验得出的,也不是直接经过推论得出的,A不符合题意;
B项:没有力的作用,物体可能做匀速直线运动,B不符合题意;
C项:伽利略运用理想实验法得出“力不是维持物体运动的原因”,C符合题意;
D项:不直接接触的物体间也可能有力的作用,如重力,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】物体运动不需要力来维持,当物体不受任何力时,总保持原来的运动状态,即静止或匀速直线运动,如果物体受到力,物体的运动状态就会改变。
7.【答案】D
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】A.力是改变物体运动状态的原因。物体运动状态发生变化时,物体一定受到外力的作用,A不符合题意;
B.物体的惯性只和物体的质量有关,和物体的运动状态、是否受力无关,B不符合题意;
C.在水平地面上滑动的木块最终要停下来,是受到阻力作用,力并不是维持物体运动的原因,C不符合题意;
D.根据牛顿第一定律可知一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】物体运动不需要力来维持,当物体不受任何力时,总保持原来的运动状态,即静止或匀速直线运动,如果物体受到力,物体的运动状态就会改变。
8.【答案】B
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】A.牛顿第一定律说明力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动的原因,A不符合题意;
B.物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质称为惯性,B符合题意;
C.物体所受的合外力为零,并不一定处于静止状态,还有可能处于匀速直线运动状态,C不符合题意;
D.牛顿第一定律反映的是物体不受外力或者合外力为零的时候的运动规律,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】物体运动不需要力来维持,当物体不受任何力时,总保持原来的运动状态,即静止或匀速直线运动,如果物体受到力,物体的运动状态就会改变。
9.【答案】D
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】A. 若物体在不受任何外力时,运动的物体将永远做匀速直线运动,A不符合题意;
B. 质量是判断惯性大小的唯一量度,质量大的惯性大,惯性与物体的运动状态无关,B不符合题意。
C. 如果受力,合力为零,则物体也可以保持匀速直线运动状态或静止状态的物体,C不符合题意。
D. 根据牛顿第二定律可知,做匀变速直线运动的物体,合力一定不为零,D符合题意。
故答案为:D
【分析】力不是维持物体运动的原因;一切具有质量的物体都具有惯性;物体受到的合力等于0也处于平衡状态。
10.【答案】A
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】牛顿第一定律是逻辑思维的产物,不是直接从实验得到的,A符合题意;牛顿第二定律、万有引力定律和库仑定律均是实验定律,BCD不符合题意。
故答案为:A
【分析】牛顿第一定律的条件是不受任何外力,该条件无法满足,故牛顿第一定律是在实验的基础上推理得到的。
11.【答案】A
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】牛顿第一定律是建立在伽利略的斜面实验的基础上,经过了理想化或合理外推得到的,A符合题意.
故答案为:A
【分析】牛顿第一定律的条件是不受到任何外力,这显然是做不到的,所以只能通过有限的实验外加推理得到。
12.【答案】A
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】牛顿在伽利略等人的研究基础上,并根据他自己的研究,系统的总结了力学知识,提出了牛顿三条运动定律,A正确;不受力的物体将保持匀速直线运动,B错误;惯性是物体特有的性质,只和物体的质量有关,所以CD错误。
故答案为:A
【分析】牛顿在伽利略等人的研究基础上,并根据他自己的研究,系统的总结了力学知识,提出了牛顿三条运动定律。
13.【答案】B
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】安全带是为防止遇到突发情况下由于人的惯性对人造成的伤害。
故答案为:B
【分析】一切物体都具有惯性,惯性只和质量有关。安全带是为了防止惯性带来伤害的安全措施。
14.【答案】B
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】A:亚里士多德提出了运动需要力来维持;B、伽利略用理想实验验证了“力不是维持物体运动的原因”C、笛卡尔在伽利略基础上了提出了相似的观点D、牛顿总结了前人的工作
【分析】物理学史的知识,每一位科学家都有他的经典之作,记牢即可选择出答案。
15.【答案】D
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】解:A、;受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小是牛顿第二定律的结论,与本实验无关,A不符合题意
B、通过推理和假想,如果小球不受力,它将一直保持匀速运动,得不出静止的结论,B不符合题意;
C、根据三次实验结果的对比,不可以直接得到运动状态将发生改变的结论,C不符合题意;
D、如果斜面光滑,小球不会有能量损失,将上升到与O点等高的位置,D符合题意.
故答案为:D.
【分析】当斜面光滑时,没有能量损失,故小球会到达等高的位置。
16.【答案】B
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】根据牛顿第一定律可知,物体不受外力作用时,总是保持原来的匀速直线运动状态或静止状态,B符合题意,A不符合题意;惯性是物体的固有的属性,物体在任何情况下都有惯性,CD不符合题意;
故答案为:B.
【分析】物体不受外力,速度保持不变可以是匀速直线运动也可以是静止,但是惯性只与质量有关。
17.【答案】B,C,D
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】解:A、亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体才能运动,力时维持物体运动的原因.A不符合题意.
B、牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,符合事实.B符合题意.
C、伽利略“理想实验”得出结论:力不是维持运动的原因,即运动必具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去.C符合题意.
D、笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向,符合事实.D符合题意.
故答案为:BCD
【分析】亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体才能运动,力时维持物体运动的原因;牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,符合牛顿第一定律;伽利略“理想实验”得出结论:力不是维持运动的原因,即运动必具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去;同时代的笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向。
18.【答案】匀速直线运动;静止;不能
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】牛顿第一定律的内容是:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止,牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物,所以不能用实验直接验证.
【分析】牛顿第一定律表明了物体合力为零时的运动状态,当物体不受力时,要么静止,要么做匀速直线运动;由于周围物体必然会受到各种各样的力,所以前提条件不能满足,无法用实验来证明。
19.【答案】(1)1.80
(2)摩擦力
(3)17
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】(1)由图可知测力计示数为1.80N,(2) 用小车,将滑动摩擦变为滚动摩擦,放在表面平滑的木板上,减小了接触面的粗糙程度,所以可以减小摩擦力;(3)当车速稳定时,根据二力平衡条件可知,弹簧测力计的示数等于空气阻力的大小,对表中的数据分析: ,说明空气阻力与速度的二次正比,即 ,故当示数为4.00N时车速为 .
【分析】(1)明确弹簧测力计的分度值再进行读数即可;
(2)接触面越光滑,物体受到的摩擦力越小;
(3)通过表格给出的数据,找出速度和阻力的关系,根据规律求解2.4N阻力是的速度。
20.【答案】(1)解:当水平拉力F=26 N时,能够刚好拉动木块,说明物体受到摩擦力为最大静摩擦力,根据平衡条件可得:
(2)解:当F=10 =15N<26N时,物体保持静止不动,由平衡条件可知,
物体所受摩擦力为:f1=F=15 N
(3)解:当F2=30N>26N时,物体滑动,物体所受滑动摩擦力大小为: f2=μN=0.25×100 N=25N
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【分析】先根据平衡条件求出最大静摩擦力;再根据外力和最大静摩擦力的关系判断物体受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力,根据平衡条件和滑动摩擦力公式即可求解.
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