学思堂提优——第4节 牛顿第一定律

第4节 牛顿第一定律
知识结构
内容：一切物体在没有受到外力作用时，总保持匀速直线运动状态或者静止状态
(1)物体的运动不需要力来维护
牛顿第 理解 (2)原来静止的物体，将保持静止状态
一定律 原来运动的物体，将保持匀速直线运动状态
建立过程：在大量实验和事实的基础上。经过合理推理而概括得到

定义：一切物体总保持原有的速度和方向的性质
惯性 一切物体(包括固体、液体、气体，运动的或静止的)都有惯性
解题指引
例1 正在行走中的人被石头绊了一下而向前倾倒，下面分析正确的是 ( )
A．人的上半身有惯性。而下半身没有惯性
B．人上半：身由于有惯性保持向前运动，而石头的作用阻碍了脚的运动
C．人的上半身没有惯性，而下半身有惯性
D．以上说法都正确
【指引】 本题考查学生对惯性概念的理解和运用，人原来以一定速度运动，脚由于受到石头的阻挡而停下来，但是人的上半身由于惯性还要保持原来的运动状态。致使人向前扑倒。本题答案是B。
【探究】运用惯性概念解释所发生的现象时，若涉及一个物体的惯性现象，先确认物体原来处于什么状态，是运动还是静止；物体的一部分由于受到外力而改变运动状态，另一部分由于惯性要继续保持原来的运动状态，于是发生某种现象，如本题中的人摔倒。若是涉及两个物体的惯性现象，先确认两个物体原来处于什么运动状态．其中一个物体由于受到外力突然改变运动状态；由于惯性，另一个物体要继续保持原来的运动状态，于是发生某种现象。
例2放在一辆足够长的表面光滑的平板车上的两个物体，随着车一起在水平方向上做匀速
直线运动，当车突然停止时，这两个物体在车上会(不考虑空气阻力) ( )
A．一定不相碰 B．一定相碰
C．若两物体质量相等，一定相碰 D．若两物体质量不相等·一定相碰
【指引】 当车突然停止时，因为平板车是光滑的，车上的两个物体在水平方向上不受外力的作用，根据牛顿第一定律，这两个物体都将保持原来的运动速度继续向前运动，因为物体原来的速度是相同的．所以两物体之间的距离不会改变，因此两物体一一定不相碰。本题答案是A。
例3正在水平地面上运动的小车．速度越来越小，在没有停止之前，假如它受到的一切外力都同时消失．那么小车的运动情况是 ( )
A．立即停下来 B．速度继续减小．最后停下来
C．将做匀速直线运动 D．速度大小不变，方向可能改变
【指引】本题考查学生对牛顿第一定律的理解。根据牛顿第一定律可知，一切物体在没有受到外力作用时。总保持匀速直线运动或者静止状态。物体在外力消失后是静止还是匀速直线运动，就由外力消失前的运动状态决定。本题中，小车原来是运动的．故它将继续做匀速直线运动。
本题答案是C。
【探究】如果没有外力作用，物体将不会改变运动状态，即运动物体将继续做匀速直线运动。
例4一氢气球系着重物以1m／S的速度竖直上升，在上升过程中系物体的绳子突然断了，则在绳子断后物体 ( )
A．将立即匀速下落
B．由于惯性，将以lm／s的速度匀速上升
C．先上升一段距离再下落，下落的速度越来越大
D．立即下落，且速度越来越快
【指引】此类问题是惯性与运动问题的典型例题，分析时要明确研究对象的初始状态，然后再根据惯性以及力和运动的关系去分析，但要注意惯性不是力。本题的关键是正确理解惯性、力和运动的关系。当系物体的绳子突然断了以后，由于惯性，物体初始以1m／s的速度上升，但由于物体受到重力的作用，重力的方向与物体上升的速度方向相反，所以物体将做减速运动，上升一段距离当速度减小到零以后，物体在重力的作用下向下做加速运动。
【答案】C。21*cnjy*com
例5游泳时如果耳朵里进了水，只要将头偏向进水的一边，然后单脚着地在地上跳一跳，耳朵里的水便会流出来，说说这样做韵道理。21*cnjy*com
【指引】人在跳动时，耳朵里的水也随人一起运动。当人跳起再落下时，水也一起下落，但当人的脚着地时耳朵随身体一起停止作用。而水由于惯性，仍要继续向下运动，也就从耳朵里流了出来。21*cnjy*com
达标练习
1．下列关于惯性的说法中，正确的是 ( )
A．运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性
B．只有物体的运动状态改变时才有惯性
C．不受力的物体有惯性，受力的物体没有惯性
D．一切物体在任何时候都具有惯性
2．人要从行驶的车中跳到地面上，为了避免摔倒，跳车的人应该 ( )
A．向车行驶的反方向跳
B．向车行驶的方向跳，着地后立即向车行驶的方向跑几步
C．向上跳
D．以上三种跳法都可以
3．1999年6月20日，北京电视台现场直播了山西小伙朱朝辉驾驶摩托车飞越黄河的全过程。这一壮举是利用 来完成的。最终落地时，要安全可靠，从科学的角度，车手应控制先着地的车轮是 ( )
A．前轮 B．后轮
C．前后轮同时着地 D．随便哪一个轮都行
4．下列事例中，为防止惯性的是 ( )
A．公共汽车在到站之前，司机提前关闭油门
B．轿车的驾驶员和前排乘客必须使用安全带
C．跳远运动员要助跑一段距离再起跳
D．拍拍衣服可以让灰尘抖落
5．下列事例中不是利用惯性的是 ( )
A．锤头与柄之间松了，就把柄在地面蹬几下
B．洗好的衣服用力甩几下，水就会少些
C．倒胡椒粉时，手要轻轻抖动瓶子
D．交通部门对高速公路上的汽车行驶速度作了限制
6．(金华中考题)2009年5月7日晚上，在杭州发生一起恶性交通事故，引起社会的反响。三位青年在杭州文二西路上飙车，撞死过斑马线的行人，经公安交警部门认定，是一起由于汽车严重超速行驶造成的交通事故。行驶的汽车刹车后，不能立即停止运动，这是因为( )
A．力是维持物体运动的原因 B．汽车受到重力
C．汽车具有内能 D．汽车具有惯性
7．如图3—28所示，汽车做匀速直线运动，小明在车上竖直向上跳起，则他将落在 ( )．
A．仍在起跳点 B．在起跳点前
C．在起跳点后 D．都有可能
图3—28
8．如图3—29所示，一木块竖立在表面粗糙的小车上，并与小车一起向右做匀速直线运动。当小车遇到障碍物突然停止时，木块将 ( )
A．继续向前匀速运动 B．立即向前翻倒
C．立即向后翻倒 D．与小车一起停下
图3- 29
9．(连云港中考题)由于不遵守交通法规酿成的交通事故频繁发生，国冢加大了对违反交通法规的处罚力度。关于汽车安全行驶的规定和措施，下列说法正确的是
A．限制汽车最大行驶速度，是为了减小汽车的惯性
B．安全带主要是在汽车突然启动时对驾乘人员起到保护作用
C．冬天汽车在冰雪路面上行驶时，轮胎上装防滑链，是为了减小摩擦
D．严禁酒后驾车，主要是因为饮酒后驾驶员反应迟钝，更容易出现交通事故
10．(宁波中考题)2010年温哥华冬奥会女子500米短道速滑决赛中，世界纪录保持者王漾以43秒048夺得冠军，成为蝉联冬奥金牌中国第一人。下列说法正确的是 ( )
A．王潆踮起脚尖做起跑姿势时对冰面的压强变小
B．王漾匀速滑行时对冰面的压力与冰面对她的支持力是一对平衡力
C．王漾加速冲刺时运动状态不变21*cnjy*com
D．王漾冲过终点后继续滑行是因为她具有惯性
11．(嘉兴中考题)轮滑是青少年喜爱的一种运动。轮滑比赛时运动员到了终点不能马上停下来(如图3-30)，是因为人体具有 ( )
A．浮力
B．摩擦
C．惯性21*cnjy*com
D．压力
图3- 30
12．(宁波中考题)如图3—31所示是北京交警2011年5月5日查酒驾时首用的阻车器，其表面密布ll8根侧面有凹槽的铁钉。若汽车闯卡并驶上阻车器，铁钉将扎破轮胎，使它在30s内彻底没气。下列说法错误的是 ( )
A．铁钔‘尖头向上，能增大对车胎的压强，利于扎破轮胎
B．铁钉的侧面有凹槽。能在铁钉扎破轮胎时迅速放气
C. 汽车闯过阻车器后，受力面积增大，从而减小对地面压强
D．汽车闯过阻车器后，斟为车速减小．所以惯性也随之减小
图3-31
13．(杭州申考题)如图3．32所示，在一辆表面光滑的小车上，放有质摄分别为；m1、m2的两个小球，随车一起做匀速直线运动。当车突然停止运动，则两小球(设车无限长，其他阻力不计) ( )
A．一定相碰 B．一定不相碰
C．若m1 <、m2，则肯定相碰 D．无法确定是否相碰
图3-32
14．(金华中考题)小刚同学放学回家的路上，脚被石块绊了一下，身子向前跌倒(图3—33甲)；继续行走一会，不小心脚踩到一块西瓜皮，身子向后摔倒(图3—33乙)对这两种情景，下列解释合理的是( )
A．图甲、乙两种情景中，小刚脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍保持原来的运
动状态21*cnjy*com
B．图甲、乙两种情景中．小刚上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍保持原来的运
动状态 21*cnjy*com
C．图甲情景中，小刚上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍保持原来的运动状态；
图乙情景中，小刚脚的运动状态改变，lfjii上身由于惯性仍保持原来运动状态
D．图甲情景中，小刚脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍保持原来的运动状态；
图乙情景中，小刚上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍保持原来的运动状态
图3—33
15．牛顿第一定律告诉我们，一切物体在不受外力作用时，原来静止的将保持 状态，
原来运动的将保持 状态。
16．当汽车紧急刹车时，车上的乘客会向 倒(填“前”或“后”)，这是由于乘客有 。
而被踢出去的足球仍能继续向前运动，这是因为 有惯性。一切 都有惯性，惯性的大小与物体的 有关。
17．物体保持 的性质叫做惯性。汽车关闭发动机后，由于 仍能保持原有运动状态继续前进，但最终要停下来，是因为汽车受到地面的 作用。
18．一切物体在 时，总保持 状态或者 状态。这个结论称为牛顿第一定律。由此知道，要改变物体的运动状态，必须 。
19．乘坐公共汽车时，根据乘客的反应．我们可以判断汽车是在加速启动还是刹车停止。如图3- 34所示，甲图中汽车正在 ，乙图中汽车正在 。
图3- 34
20．(杭州中考题)在行驶的汽车里，以 为参照物，车内乘客会觉得路边树木快速后退；小明在汽车上玩如图3-35所示的陀螺，发现在车加速时。陀螺会后退．减速时却会前进，这是因为陀螺具有 。
图3-35
21．在公路上，常常可以看到汽车的后面挂着一个牌子“保持车距”．你能解释一下这是做什么用的吗?
22．试想一下，假如地球突然停止自转．将会出现什么现象?为什么?
23．为什么交通法规规定车辆行驶时必须保持一定的车距?又为什么规定小汽车前排司乘人员必须系E安全带?安全栉在车辆的运动状态发生怎样的变化时对司乘人员起保护作用?
24．惯性有有利的一面，也有不利的一面．如宇宙飞船升空或下降时，由于惯性使宇航员的血液集中到双脚或头部，会出现脑贫血或脑充血症状。2003年10月1 5日，“神舟5号”飞船升空时，宇航员杨利伟是采取 (填“坐姿”或“卧姿”)为好。
25．如图3—36所示，准备一把直尺和若干个象棋棋子(也可以用硬币)。把象棋棋子整齐地叠放在水平桌面L，用直尺很快地水平打击最下面一个棋子，你会看到被打击的棋子飞出去了。其他的棋子依然落在原来的位置附近。回家向你的家人表演这个小游戏，并解释其中的现象。
图3- 36
26．(丽水中考题)生活中许多看似不同的现象，往往有着内在的联系，蕴涵着相同的科学知识。21*cnjy*com
请以下列事例中的两个为一组．找出它们共同的科学知识：
①汽车刹车后慢慢停下来②用手把飞来的排球扣出去，手感到痛 ③箭射出后，能在空中继续飞行④用力提起一桶水，感到手臂被向下拉
27．(贵阳中考题)汽车追尾是高速公路上常发生的交通事故，其重要原因是遇到意外情况时不能立即停车。研究发现，司机从看到情况到踩刹车需要一段时间，这段时间叫反应时间；在反应时间内汽车要保持原速前进一段距离，这段距离叫反应距离；从踩刹车到车停止，汽车还要前进一段距离，这段距离叫制动距离。如图3-37所示。
图3-37
下表是一个机警的司机驾驶一辆保养得很好的汽车．在于燥的水平公路上以不同的速度行驶时。测得的反应距离和制动距离。
(1)利用上表数据，算出该司机的反应时间大约是 秒。(保留两位小数)
(2)由这个测试呵见， 是影响汽车制动距离的主要因素。
(3)请在图3-38中画出从司机看到情况开始汁时，到汽车停止的这段时间内，汽车运动的v—t图像。(不需准确描点)
图3-38
28．(绍兴中考题)某兴趣小组的同学在老师的指导下，对驾乘人员使用安全带的必要性展开了探究。实验如下：
图3-39
I．如图3—39甲，让载有正方体橡皮泥的实验小车，分别从斜面的A、B处自由下滑，观察小车与障碍物碰撞后橡皮泥抛落、受损情况，记录数据如下表。
Ⅱ．如图乙，用胶带纸将相同橡皮泥绑在小车上，重复上述实验。
根据实验和所得数据，回答下列问题：
(1)实验中，观察橡皮泥第一次落地点到碰撞处距离和 ，可判断碰撞产生后果的严重程度。
(2)每一处都进行三次实验的目的是 。
(3)比较实验 表明，在同样碰撞速度的条件下，胶带纸可以有效减轻碰撞造成的
后果。
(4)比较实验③、④表明，在 过大时，胶带纸也不能阻止橡皮泥被抛出。
参考答案
1．D 2．B 3．惯性 B 4．B 5．D 6．D 7．A 8．B 9．D l0．D ll．C l2．D l3．B l4．A 15．静止匀速直线运动
l6．前；惯性；足球；物体；质量 l7．原有的速度大小和运动方向 惯性 摩擦力
18．没有受到外力 匀速直线运动静止对物体施加力的作用 l9．启动刹车
20．汽车；惯性 21．后面的汽车行驶时，由于惯性，即使紧急刹车也要向前运动一段距离才能停下，所以为了安全起见，公路上两辆汽车要保持一定车距
22．地球表面的高大物体都向东倾倒，海洋向东面涌起巨浪，等等。这是因为自西向东
自转的地球突然停止转动时，地球表面的物体由于惯性还要继续向东运动
23．保持车距是为了行车安全，考虑到车辆即使刹车，后轮子不再转动，但由于惯性，车辆还会继续向前滑行一段距离。小汽车前排司乘人员如果系上安全带，在汽车紧急制动或与前面车辆发生撞击时，能保持司乘人员不致由于猛烈前冲，造成头部、胸部受伤
24．卧姿 25．最下面的棋子被尺子打击而飞出去，上面的棋子由于惯性
仍然保持静止状态，落在原来的位置附近。
26．①和②(或①和③或②和③) 物体具有惯性(或②和④力的作用是相互的)
27．(1)0．66～0．68(2)车速 (3)如答图8所示
28．(1)受损程度 (2)减小实验误差 (3)①、③或②、④ (4)碰撞速度
答图8