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3.4 牛顿第一定律 知识点精练
Ⅰ.聚焦考点
Ⅱ.知识点精炼
ⅰ.牛顿第一定律与探究
ⅱ.惯性及其应用
ⅲ.力与运动的关系
一、牛顿第一定律
内容:一切物体在没有受到外力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。牛顿第一定律也叫惯性定律
两个结论: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
对牛顿第一定律的理解
牛顿第一定律的研究对象是“一切物体”,这里包括运动的物体和静止的物体
牛顿第一定律成立条件是“没有受到外力的作用”,即物体不受外力作用时的运动规律,它描述的是一种理想状态,而实际中不受外力作用的物体是不存在的,当物体受到的外力的合力为零时(受到平衡力的作用),其作用效果跟不受外力作用时相同,因此,我们可以把“没有受到力的作用”推广为“合力为零”
物体在没有受到外力作用的时候,是保持静止状态还是匀速直线运动状态,这要看物体的初始状态,若物体原来是运动的,在没有受到外力作用的时候,将保持匀速直线运动状态
二、惯性
定义:一切物体都有保持原有的速度大小和运动方向的性质,即惯性
惯性是物体本身具有的性质,是物体的固有属性,它不随外界条件及物体的运动状态的的改变而改变,一个物体在任何条件下,在任何状态下都具有惯性
惯性是一种性质,不是力,因此不能理解为“受到惯性作用”
物体的惯性的大小只与物体的质量有关。物体的质量越大,惯性越大,物体的惯性与运动速度等因素无关
惯性和惯性定律的区别
惯性是物体的固有属性,而惯性定律是物体的运动规律,惯性在任何情况下都存在,惯性定律是只有当物体不受外力作用时才遵守的规律
一、牛顿第一定律与探究
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凭空想象出来的
B.物体只要运动,就一定受到力的作用
C.不受力的物体,只能保持静止状态
D.如果物体不受力的作用,原来运动的物体将保持原有的速度一直做匀速直线运动
2.如图所示,从斜面上同一高度下滑的小车:①在铺有毛巾的水平面上,运动路程很短;②如果在没有摩擦的水平面上,将做匀速直线运动;③如果在较光滑的水平面上,运动路程很长;④在铺有棉布的水平面上,运动路程较短;⑤在水平平整的木板表面上,运动路程较长。则下面的判断和排列次序正确的是( )
A.事实①④⑤,推论②③ B.事实①④⑤,推论③②
C.事实①②③,推论④⑤ D.事实①③②,推论⑤④
3.牛顿第一定律建立在( )
A.间接实验结果的基础上
B.日常生活经验的基础上
C.科学家猜想的基础上
D.大量的实验和科学家的推理相结合的基础上
4.在学习牛顿第一定律的时候,我们做了如图所示的实验,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任何位置开始下滑
B.根据甲、乙、丙的实验现象可以直接得出牛顿第一定律
C.实验表明,小车受到的阻力越小,运动的距离越近
D.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
5.(2021七下·台州期末)在探究牛顿第一定律的实验时,让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是使小车到达三种
不同水平面时的初速度 (选填“相同”、“不同”),实验发现小车在 是表面上运动状态改变得最慢。在此实验的基础上,通过理想化推理可以得出:若 的物体不受力作用时,它将保持匀速直线运动状态。
6.在“探究牛顿第一定律”的实验中:
(1)让小车从斜面上的 高度滑下,其目的是 。
(2)实验发现水平面越光滑,小车受到的阻力就越 ,小车前进的距离就越 。
(3)进一步推理可知,若水平面绝对光滑,则小车会在水平面上做 运动。
(4)从牛顿第一定律可知:力 维持物体运动的原因,而是改变物体 的原因。
7.“牛顿第一定律”的形成,经历了伽利略、笛卡尔和牛顿等科学家不断完善的过程。
(1)伽利略通过如图所示的实验和推理得出结论:如果没有摩擦阻力和空气阻力的影响,在水平面上运动的物体将会一直运动下去,结合伽利略的结论写出图中各实验和推理的先后顺序: (用字母表示)。
(2)笛卡尔在伽利略观点的基础上进一步完善: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直线运动,既不停下来也不偏离原点的方向,牛顿在他们研究的基础上提出了“牛顿第一定律”,相对于“牛顿第一定律”,笛卡尔的观点有什么不足? 。
二、惯性及其应用
8.沾上灰尘的衣服,用手轻轻拍打几下,就干净多了。小刚用下面的四句话解释了这一过程,最合理的排列顺序是( )
①灰尘由于具有惯性,继续保持原来的静止状态
②一手拿着沾有灰尘的衣服,用另一只手 轻轻拍打
③灰尘与衣服分离落向地面,衣服便干净了
④衣服受力后运动状态发生改变,由静止运动起来
A.②④①③ B.②③①④ C.②③④① D.②④③①
9.()下列说法不正确的是( )
A.使龙舟前进的力是水对船桨的力
B.桨往后划龙舟前进说明物体间力的作用是相互的
C.使龙舟前进的力的施力物体是运动员
D.停止划桨后,龙舟还会继续前进一段距离,是因为龙舟具有惯性
10.下列关于惯性的说法正确的是( )
A.在月球上举重比在地球上容易,所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小
B.高速公路上汽车限速是为了安全,因为速度越大惯性越大
C.百米赛跑的运动员撞线后还要跑出去一段距离,是由于受到惯性力的作用
D.歼击机投入战斗前要抛掉副油箱,这是为了减小惯性,增强歼击机的灵活性
11.五一假期,小江一家开车到开化钱江源游玩。下列是小江对游玩场景的描写,其中符合科学道理的是( ).
A.早上冲出家门,由于受到惯性的作用,跑到车边很难停下
B.上车后系上安全带可以减小行车时的惯性,从而减少意外伤害
C.上山过程中惯性越来越大,导致爬山越来越慢
D.爬上山顶抛出太阳帽,太阳帽离手前后惯性不变
12.忽略一切阻力,原来静止在水平面上的大石头被另一块小石头水平撞击,大石头的运动情况是( )
A.始终静止不动
B.动了一点点,很快停下来
C.撞击时开始运动,然后慢慢停下来
D.撞击时开始运动,然后做匀速直线运动
13.(2022八上·慈溪竞赛)如图所示,在静止的小车上有一充满液体的密闭容器,容器内分别静止着气泡P、悬浮在液体中的物体Q、沉底的金属球M.当小车带着容器由静止开始向右运动时,三个小球的位置相对容器的运动情况是( )
A.P球不动,Q球向左,M球向右
B.P球向左,Q球不动,M球向右
C.P球向右,Q球不动,M球向左
D.P球向左,Q球向右,M球不动
14.把一叠硬币放在桌子上,用一根薄塑料尺贴着桌面迅速打击底部的硬币。
(1)实验结果是被击中的硬币飞出,其他硬币不动。
对上述实验现象有以下几种解释,这几种解释都有错,请你在错的地方画一条横线。
A.最下面的硬币受外力作用,克服惯性,飞出去了;
B.上面的硬币没有惯性,所以静止不动;
C.上面的硬币受到惯性作用,所以仍落在原处。
(2)实验结果的正确解释是:这叠硬币原来都处于静止状态,被击中的硬币由于受到塑料尺的 的作用,改变原来的 状态,飞出去,而其他硬币没有受到塑料尺的力的作用,由于 ,保持原来的静止状态。
三、力与运动的关系
15.()在探究“力和运动关系”的活动中,小明让同一小车从相同高度滑下,分别在水平面上铺上毛巾、纸板、玻璃等物品。关于小车在不同物体上的运动情况以下四个说法中有一个是理想化的推论,其余三个是可靠的事实,其中理想化推论是( )
A.小车在毛巾、纸板、玻璃上都将向前滑行一段距离后停止
B.小车在玻璃上滑行的距离比在毛巾上滑行的距离远
C.小车在玻璃上所受阻力小
D.如果没有阻力,则小车将一直运动下去
16.如图所示,一个小球被竖直抛向空中,上升过程中经过A点到达最高点B。如果小球到达A点处时,所受的力突然全部消失,它将( )
A.立即静止在空中A点
B.继续向上运动一段,最后静止在B点处
C.以A点时的速度匀速直线向上运动通过B点
D.继续向上运动一段,到达B点处后匀速直线向下运动
17.(2021八上·宁波期末)如图所示,一氢气球吊着一重物以1 m/s 的速度匀速竖直上升,在上升过程中,吊物体的绳子突然断了,则在绳子断开后,物体将( )
A.立即下落,且速度越来越大
B.先上升一段距离,再下落
C.立即下落,且速度越来越小
D.由于惯性,物体以1 m/s的速度匀速上升
18.(2021八上·温岭月考)设球形物体在空气中下落时受空气的阻力f=6πηrv(式中r为球的半径,η为空气的粘滞系数, v为球的速度),当质量分布均匀的实心球从高空由静止开始下落时速度会越来越大,最终达到一个最大值,则( ) (球的体积V球=4πr3/3)
A.同种材料的实心球最大速度一样大
B.质量越大的球最大速度一定越大
C.同种材料的实心球体积越大最大速度一定越大
D.半径相同的球的最大速度都一样大
19.(2021八上·慈溪期中)如图所示,车厢在水平路面上作匀速直线运动,车厢内一水平桌面上放着质量分别为M和m的两各物体,M>m,物体与桌面无摩擦力。不计其他阻力,当车突然停止时,这两物体没离开桌面之前( )
A.一定不相碰 B.不一定相碰 C.一定相碰 D.无法确定
20.如图所示,小球从A点静止释放,运动到C点时,若一切外力全部消失,则小球会沿路线 (填“a”“b”“c”或“d”)运动,你判断的依据是 。若轨道变为半圆形,当小球滚至右侧最高点时,若一切外力全部消失,它将 。
21.如图所示,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 (填“会”或“不会”)相撞,原因是: 。
22.(2021九上·平阳期中)一个小孩在蹦床上做游戏,他从高处落到蹦床上后又被弹起原高度。小孩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象如图所示(速度为负值,意味着运动方向相反),图中oa段和cd段为直线,则据此图可知,小孩下落过程中动能增大的时间段为 ;整个过程中小孩和蹦床接触的时间段为 。
23.(2021八上·西湖月考)指尖陀螺是目前很流行的一种玩具,该玩具中间是轴承,轴承内有滚珠,边上有三个用密度较大的金属制作的飞叶,拨动飞叶后,飞叶可以绕轴在指尖上长时间转动(如图)。飞叶拨动后能旋转是因为 ,陀螺对指尖的压力和指尖对陀螺的支持力是一对 力;飞叶转速变慢时惯性将 (选填变小、变大或不变)。
24.古希腊学者亚里士多德认为:如果要使一个物体持续运动,就必须对它施加力的作用。而伽利略则认为:物体的运动并不需要力来维持。到底谁说得对呢?为了探究这个问题,小明和同学们设计了如图所示的实验。
(1)要探究运动到底需不需要力来维持,只需研究力对运动物体的影响,所以小明让一辆小车在不同的阻力作用下运动,研究它的速度变化。小明在实验中让小车受到不同阻力的方法是 。
(2)为了探究“物体在水平面上滑行的距离与物体的质量是否有关”,实验中应控制 和斜面与水平面的 不变。
(3)下表是按符合本探究课题要求的实验步骤操作后得到的实验数据,从中得出的结论是: 。
物体质量/克 200 250 300 350
在水平木板上滑 0.651 0.651 0.651 0.651
答案解析部分
1.【答案】D2.【答案】B3.【答案】D4.【答案】D
5.【答案】相同;木板;运动
6.【答案】(1)同一;使小车到达水平面时具有相同的速度(2)小;远(3)匀速直线(4)不是;运动状态
7.【答案】(1)CAB(2)没有涉及静止的物体(不受力时)的运动规律
8.【答案】A9.【答案】C10.【答案】D11.【答案】D12.【答案】D13.【答案】C
14.【答案】(1)A.惯性不能被克服; B.一切物体都有惯性
C.惯性是一种性质,而不是力的作用。
则答案为:A.最下面的硬币受外力作用,克服惯性,飞出去了;
B.上面的硬币没有惯性,所以静止不动;
C.上面的硬币受到惯性作用,所以仍落在原处。
(2)力;静止;惯性
15.【答案】D16.【答案】C17.【答案】B18.【答案】C19.【答案】A
20.【答案】B;物体不受外力时将保持原来的运动状态不变;保持静止状态
21.【答案】不会;A、B都具有惯性,保持原来的运动状态不变
22.【答案】t0—t2;t1—t5
23.【答案】受到力的作用;相互作用力;不变
24.【答案】(1)让小车分别在粗糙程度不同的表面上运动
(2)物体静止时释放的高度;粗糙程度
(3)物体在水平面上滑行的距离与物体质量无关
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