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3.4 牛顿第一定律
一、单选题
1.有一架正在匀速直线飞行的客机，假如其所受外力突然全部消失，飞机将( )
A.从空中坠落 B.静止在空中 C.继续沿原方向匀速直线运动 D.无法确定运动情况
2.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
3.如图所示是轿车中对人起保护作用的“头枕”、“颈枕”等安全装置。其主要是防止以下哪种情况对人体造成伤害（ ）
A. 紧急刹车 B. 左右转弯 C. 撞上前车 D. 后车撞击
4.大课间，同学们开展如图所示的游戏：水杯上的硬卡纸上放一枚硬币，用力将卡纸弹出。下列说法正确的是( )
A. 卡纸飞出是受惯性力的作用 B. 卡纸飞行时受到手施加的力
C. 硬币因具有惯性而落入杯中 D. 硬币因受摩擦力随卡纸飞出
5.轿车中设计了安全带、头枕等安全装置，如图所示，其中，安全带主要是为了防止以下哪种情况对人体造成的伤害（ ）
A. 突然启动 B. 紧急刹车 C. 左右转弯 D. 后方追尾
6.运动员投篮时，篮球运动轨迹如右上图，若该篮球运动到最高点时一切外力消失，则它将（ ）
A. 匀速向右运动 B. 匀速向下运动
C. 匀速斜下运动 D. 保持空中静止
7.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不同位置静止下滑
B. 实验表明，小车受到的摩擦力越小，运动的距离越近
C. 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
D. 根据甲、乙、丙的实验现象，可以直接得出牛顿第一定律
8.中央电视台《是真的吗》某期节目中，有这样一个实验：将一根绳子穿过空心圆筒，绳子上端系一个金属球，下端系有小球。转动空心圆筒，使金属球匀速转动（如图）。此时，下方小球能保持静止。下列判断正确的是（ ）
A. 若绳子突然断了，金属球将做匀速直线运动
B. 金属球匀速转动过程中，运动状态不断发生改变
C. 小球静止时，它受到的重力与它对绳子的拉力是一对平衡力
D. 金属球匀速转动时，其重力与绳子对它的拉力是一对平衡力
9.在向前直线行驶的同一车厢内，小江给小滨连拍两张照片如图所示，拍照过程中车可能（ ）
A. 向西加速 B. 向东加速 C. 向西减速 D. 向东减速
10.如图所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是( )
①向右做加速运动 ②向右做减速运动
③向左做加速运动 ④向左做减速运动
A.① B.③ C.②③ D.①④
11.关于惯性，以下说法正确的是( )
A.高速公路严禁超速，是因为速度越大惯性越大
B.汽车驾驶员和乘客需要系上安全带，是为了减小汽车行驶中人的惯性
C.行驶中的公交车紧急刹车时，乘客会向前倾，是由于惯性力的作用
D.百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来，是由于运动员具有惯性
12.如图（a）所示，木块与小车一起向右做匀速直线运动，某时刻观察到如图（b）的现象。由此可以判断（ ）
A. 小车突然加速运动 B. 小车突然减速运动 C. 小车保持匀速运动 D. 小车可能做加速运动
二、填空题
13.如图，老师给同学们表演“魔术”，当把黑色的桌布迅速抽去后，桌上的碟子和苹果仍留在原位。桌布被抽出是由于 而碟子和苹果因具有 仍留在原来位置。
14.如图所示，在水平桌面上，小徐用细绳拉动木块。
（1）拉动一段时间后松开细绳，发现木块继续向前运动了一段距离才停下来，具原因是________。
（2）若运动的木块能够保持匀速直线运动，那么说明木块的受力情况是________。
15.一架在空中水平向右匀速直线飞行的飞机上投下救灾物资。请分析救灾物资离开飞机后的运动状态：
（1）救灾物资由于________，离开飞机后仍能保持向前运动的状态。
（2）救灾物资由于________往下下落。
（3）救灾物资由于受到空气阻力的作用，离开飞机后与飞机位置关系的情形为下图中的________。
三、实验探究题
16.在研究牛顿定律的实验中，如图所示，用同一小车从斜面上滑下，接着在三种不同的平面上继续运动，分别停止在如图所示的位置．
（1）在不同的平面上运动的距离不相等，是因为小车受到________不同，越光滑的表面，受阻力越________（选填“大”或“小”），走得越远，车的速度减小的越慢．
（2）为了探究不同阻力对运动的影响，保持小车受到不同阻力之前的速度是相同的，你认为这个实验是如何做到这一点的？答：________．
（3）这个实验可推出结论：如果物体在运动中不受任何力，它将________．
17.某同学观察到汽车紧急刹车后，由于汽车具有惯性，并不能马上停下来，而是继续向前滑行一段距离，从而常常造成车祸。他很想知道影响汽车紧急刹车后滑行距离大小的因素(因为紧急刹车后，滑行距离的大小是造成车祸的关键因素)，并提出猜想：
A. 紧急刹车前的速度 B. 汽车的总质量 C. 汽车刹车系统的性能 D. 紧急刹车时的路况
根据猜想，该同学设计了以自行车代替汽车的实验方案进行探究，并把实验结果记录在表格中：
实验序号 车的总质量m(千克) 刹车前的速度v(米/秒) 路况 滑行距离s(米)
a 100 4 水泥路 0.4
b 100 4 操场土地 0.6
c 100 8 操场土地 1.2
d 150 4 操场土地 0.8
e 150 4 水泥路 0.5
f 150 8 水泥路 0.7
（1）为了验证猜想A是否正确，必须选择表格中的实验________或________。
（2）为了验证猜想B是否正确，必须选择表格中的实验________或________。
（3）从上表中你能到的结论是：________
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3.4 牛顿第一定律
一、单选题
1.有一架正在匀速直线飞行的客机，假如其所受外力突然全部消失，飞机将( )
A.从空中坠落 B.静止在空中 C.继续沿原方向匀速直线运动 D.无法确定运动情况
【答案】 C
【解析】当物体不受外力作用时，将保持静止状态或匀速直线运动状态，这就是牛顿第一定律，据此分析判断。
【解答】有一架正在匀速直线飞行的客机，假如其所受外力突然全部消失，那么它将保持原来的运动状态，即沿原来的方向原来的速度做匀速直线运动，故C正确，而A、B、C错误。
故选C。
2.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；
（2）对两个钢球进行受力分析即可；
（3）（4）根据牛顿第一定律分析。
【解答】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。
故选C。
3.如图所示是轿车中对人起保护作用的“头枕”、“颈枕”等安全装置。其主要是防止以下哪种情况对人体造成伤害（ ）
A. 紧急刹车 B. 左右转弯 C. 撞上前车 D. 后车撞击
【答案】 D
【解析】根据惯性的知识分析判断。
【解答】当汽车后部受到剧烈撞击时，人的背部受到座椅的推力，迅速由静止变为运动状态，由于惯性，人的头部会保持原来的静止状态，于是人的颈椎会受到很大的力而撕裂，从而造成生命危险。如果座椅上有头枕，那么头枕会同时给头部一个推力，使头部与背部一起向前运动，而不会受到撕裂的力，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
4.大课间，同学们开展如图所示的游戏：水杯上的硬卡纸上放一枚硬币，用力将卡纸弹出。下列说法正确的是( )
A. 卡纸飞出是受惯性力的作用 B. 卡纸飞行时受到手施加的力
C. 硬币因具有惯性而落入杯中 D. 硬币因受摩擦力随卡纸飞出
【答案】 C
【解析】根据有关惯性的知识分析判断。
【解答】原来卡纸和硬币一起处于静止状态，卡纸受力后由静止变为运动而飞出，硬币由于惯性保持原来的静止状态而落入水中，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
5.轿车中设计了安全带、头枕等安全装置，如图所示，其中，安全带主要是为了防止以下哪种情况对人体造成的伤害（ ）
A. 突然启动 B. 紧急刹车 C. 左右转弯 D. 后方追尾
【答案】 B
【解析】根据惯性的知识分析判断。
【解答】汽车在高速行驶时，如果遇到突发状况紧急踩刹车，那么人的下半身与汽车一起受到阻力而迅速停下来，但是人的上半身由于惯性而继续向前运动，很可能撞到仪表台发生事故。如果系上安全带，那么可以减小冲击力，减小对人体的伤害，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
6.运动员投篮时，篮球运动轨迹如右上图，若该篮球运动到最高点时一切外力消失，则它将（ ）
A. 匀速向右运动 B. 匀速向下运动
C. 匀速斜下运动 D. 保持空中静止
【答案】 A
【解析】根据牛顿第一定律分析判断。
【解答】当篮球到底最高点时，它在竖直方向上的速度为零，但是在水平方向上的速度保持不变。如果此时外力全部消失，那么它将会保持原来的速度和方向继续运动，即匀速向右运动，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
7.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不同位置静止下滑
B. 实验表明，小车受到的摩擦力越小，运动的距离越近
C. 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
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】 C
【解析】根据对牛顿第一定律的实验步骤、设计思路和结论分析判断。
【解答】A.每次实验时，小车可以从斜面相同位置静止下滑，保证小车到达水平面时速度相同，故A错误；
B.实验表明，小车受到的摩擦力越小，运动的距离越远，故B错误；
C.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，故C正确；
D.根据甲、乙、丙的实验现象，只能得到：阻力越小，物体运动的越远的结论，还需要进行科学推理，得到物体不受阻力时的运动状态，因此牛顿第一定律不是直接用实验得出的，故D错误。
故选C。
8.中央电视台《是真的吗》某期节目中，有这样一个实验：将一根绳子穿过空心圆筒，绳子上端系一个金属球，下端系有小球。转动空心圆筒，使金属球匀速转动（如图）。此时，下方小球能保持静止。下列判断正确的是（ ）
A. 若绳子突然断了，金属球将做匀速直线运动
B. 金属球匀速转动过程中，运动状态不断发生改变
C. 小球静止时，它受到的重力与它对绳子的拉力是一对平衡力
D. 金属球匀速转动时，其重力与绳子对它的拉力是一对平衡力
【答案】 B
【解析】（1）当物体受到的合外力为零时，保持静止状态或匀速直线运动状态；
（2）运动状态的改变：由静止变为运动，由运动变为静止，运动方向改变和速度大小改变；
（3）（4）平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上。
【解答】A.若绳子突然断了，金属球只受重力，此时金属球沿原来运动轨迹的切线方向做平抛运动，故A错误；
B.金属球匀速转动过程中，速度大小不变，但是运动方向在不断改变，即运动状态不断发生改变，故B正确；
C.小球静止时，它受到的重力作用在小球上，它对绳子的拉力作用在绳子上，二者没有作用在同一物体上，肯定不是一对平衡力，故C错误；
D.金属球匀速转动时，它的运动状态不断改变，它肯定不受平衡力，故D错误。
故选B。
9.在向前直线行驶的同一车厢内，小江给小滨连拍两张照片如图所示，拍照过程中车可能（ ）
A. 向西加速 B. 向东加速 C. 向西减速 D. 向东减速
【答案】 C
【解析】根据惯性的知识判断。
【解答】比较甲和乙可知，以列车为参照物，广州塔向东运动，则实际上列车向西运动。
原来水和水杯一起向西做匀速直线运动，后来杯子里的水向前泼出，说明水的速度大于列车的速度。由于惯性可知，水的速度保持不变，其实就是列车的速度减小了，即向西减速，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
10.如图所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是( )
①向右做加速运动 ②向右做减速运动
③向左做加速运动 ④向左做减速运动
A.① B.③ C.②③ D.①④
【答案】 D
【解析】弹簧处于压缩状态，则小球对弹簧有压力，据此分析判断即可。
【解答】弹簧处于压缩状态，则小球对弹簧有压力。
①如果小车水平向左运动，那么小球的速度大于弹簧的速度而挤压弹簧，根据惯性的知识可知，此时车的速度小于小球，即小车向左做减速运动；
②如果小车水平向右运动，那么小球的速度小于弹簧的速度而挤压弹簧，根据惯性的知识可知，此时车的速度大于小球，即小车向右做加速运动。
故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
11.关于惯性，以下说法正确的是( )
A.高速公路严禁超速，是因为速度越大惯性越大
B.汽车驾驶员和乘客需要系上安全带，是为了减小汽车行驶中人的惯性
C.行驶中的公交车紧急刹车时，乘客会向前倾，是由于惯性力的作用
D.百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来，是由于运动员具有惯性
【答案】 D
【解析】（1）（2）惯性的大小与物体的质量有关，与速度大小无关；
（3）（4）惯性是一种性质，而不是力的作用，据此分析判断。
【解答】A.高速公路严禁超速，是因为速度越大动能越大，故A错误；
B.汽车驾驶员和乘客需要系上安全带，是为了防止紧急刹车时由于惯性对人体造成的伤害，故B错误；
C.行驶中的公交车紧急刹车时，乘客会向前倾，是由于惯性，而不是力的作用，故C错误；
D.百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来，是由于运动员具有惯性，故D正确。
故选D。
12.如图（a）所示，木块与小车一起向右做匀速直线运动，某时刻观察到如图（b）的现象。由此可以判断（ ）
A. 小车突然加速运动 B. 小车突然减速运动 C. 小车保持匀速运动 D. 小车可能做加速运动
【答案】 B
【解析】根据惯性的知识分析即可。
【解答】原来木块和小车一起向右做匀速直线运动，当小车受力后，木块由于惯性保持原来的运动状态。根据b图可知，此时木块向前倾倒，说明此时木块的速度大于小车的速度，因此小车突然做减速运动，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
二、填空题
13.如图，老师给同学们表演“魔术”，当把黑色的桌布迅速抽去后，桌上的碟子和苹果仍留在原位。桌布被抽出是由于 而碟子和苹果因具有 仍留在原来位置。
【答案】 力能改变物体的运动状态；惯性
【解析】（1）物体保持运动状态不变的性质叫惯性；
（2）力的作用效果：①改变物体的形状；②改变物体的运动状态，据此分析解答。
【解答】如图，老师给同学们表演“魔术”，当把黑色的桌布迅速抽去后，桌上的碟子和苹果仍留在原位。桌布被抽出是由于力能改变物体的运动状态，而碟子和苹果因具有惯性仍留在原来位置。
14.如图所示，在水平桌面上，小徐用细绳拉动木块。
（1）拉动一段时间后松开细绳，发现木块继续向前运动了一段距离才停下来，具原因是________。
（2）若运动的木块能够保持匀速直线运动，那么说明木块的受力情况是________。
【答案】 （1）木块具有惯性
（2）不受任何外力作用（受平衡力作用）
【解析】（1）一切物体都有保持运动状态不变的性质，这种性质叫惯性；
（2）根据牛顿第一定律可知，一切物体在不受外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
15.一架在空中水平向右匀速直线飞行的飞机上投下救灾物资。请分析救灾物资离开飞机后的运动状态：
（1）救灾物资由于________，离开飞机后仍能保持向前运动的状态。
（2）救灾物资由于________往下下落。
（3）救灾物资由于受到空气阻力的作用，离开飞机后与飞机位置关系的情形为下图中的________。
【答案】 （1）惯性（2）重力作用（3）乙
【解析】（1）物体保持运动状态不变的性质叫惯性；
（2）地面附近的物体都受到重力作用，因此都有向下运动的趋势。
（3）根据惯性和力和运动的关系的知识进行判断。
【解答】（1）救灾物资由于惯性，离开飞机后仍能保持向前运动的状态。
（2）救灾物资由于重力作用往下下落。
（3）假如没有空气阻力作用，由于物资有惯性，它们在水平方向上保持原来的运动状态，即水平方向上的速度不变，那么物资和飞机在水平方向上的相对位置保持不变。实际上物资受到阻力作用，那么它们在水平方向上做减速运动，逐渐落在飞机的后面，故选乙。
三、实验探究题
16.在研究牛顿定律的实验中，如图所示，用同一小车从斜面上滑下，接着在三种不同的平面上继续运动，分别停止在如图所示的位置．
（1）在不同的平面上运动的距离不相等，是因为小车受到________不同，越光滑的表面，受阻力越________（选填“大”或“小”），走得越远，车的速度减小的越慢．
（2）为了探究不同阻力对运动的影响，保持小车受到不同阻力之前的速度是相同的，你认为这个实验是如何做到这一点的？答：________．
（3）这个实验可推出结论：如果物体在运动中不受任何力，它将________．
【答案】 （1）阻力；小
（2）让小车在斜面的同一高度由静止滑下
（3）做匀速直线运动
【解析】（1）小车的速度相同，表面的粗糙程度越小，阻力越小，则速度减小的越慢，而运动的距离越长，据此分析解答；
（2）小车到达水平面上时的速度与它在斜面上的高度有关，即高度越大，它到达水平面时的速度越大；
（3）如果物体不受阻力，那么它的速度就不会减小，即永远不停的做匀速直线运动，据此分析解答。
【解答】（1）在不同的平面上运动的距离不相等，是因为小车受到阻力不同，越光滑的表面，受阻力越小，走得越远，车的速度减小的越慢。
（2）为了探究不同阻力对运动的影响，保持小车受到不同阻力之前的速度是相同的，我认为这个实验是这样做的：让小车在斜面的同一高度由静止滑下。
（3）这个实验可推出结论：如果物体在运动中不受任何力，它将做匀速直线运动。
17.某同学观察到汽车紧急刹车后，由于汽车具有惯性，并不能马上停下来，而是继续向前滑行一段距离，从而常常造成车祸。他很想知道影响汽车紧急刹车后滑行距离大小的因素(因为紧急刹车后，滑行距离的大小是造成车祸的关键因素)，并提出猜想：
A. 紧急刹车前的速度 B. 汽车的总质量 C. 汽车刹车系统的性能
D. 紧急刹车时的路况
根据猜想，该同学设计了以自行车代替汽车的实验方案进行探究，并把实验结果记录在表格中：
实验序号 车的总质量m(千克) 刹车前的速度v(米/秒) 路况 滑行距离s(米)
a 100 4 水泥路 0.4
b 100 4 操场土地 0.6
c 100 8 操场土地 1.2
d 150 4 操场土地 0.8
e 150 4 水泥路 0.5
f 150 8 水泥路 0.7
（1）为了验证猜想A是否正确，必须选择表格中的实验________或________。
（2）为了验证猜想B是否正确，必须选择表格中的实验________或________。
（3）从上表中你能到的结论是：________
【答案】 （1）b、c；e、f（2）a、e；b、d
（3）汽车的总质量、紧急刹车前的速度、紧急刹车时的路况均能影响汽车紧急刹车后滑行的距离，且质量越大、刹车前速度越大、路面越光滑则刹车后滑行距离越长
【解析】（1）根据控制变量法的要求，探究哪个因素对物理量的影响就要改变它，而其他的因素都要保持相同，既然研究速度，就要找到速度不同，但车的总质量和路况相同的进行比较；
（2）猜想B探究总质量，那么总质量就要不同，而刹车前的速度和路况要相同；
（3）通过表格，分别找到刹车速度、路况和总质量对刹车距离的影响，然后用语言描述出来即可。
【解答】(1)因为猜想A是探究紧急刹车前的速度对滑行距离的影响，所以从表格中找出速度不同，其他物理量都相同的实验，故选b、c或e、f。
(2)因为猜想B是探究汽车的总质量对滑行距离的影响，所以从表格中找出车质量不同，其他物理量都相同的实验，故选a、e或b、d。
(3)从表格中滑行距离的数据可以看出：汽车的总质量、紧急刹车前的速度、紧急刹车时路况均能影响车紧急刹车后滑行的距离，且质量越大、刹车前速度越大、路面越光滑则刹车后滑行距离越长。
故答案为：（1）bc；ef；（2）ae；bd；（3） 汽车的总质量、紧急刹车前的速度、紧急刹车时的路况均能影响汽车紧急刹车后滑行的距离，且质量越大、刹车前速度越大、路面越光滑则刹车后滑行距离越长
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