第4节 牛顿第一定律
第1课时 牛顿第一定律
知识点 1 牛顿第一定律
1.水平地面上滚动的足球速度越来越小,最终静止,是因为足球受到地面的 。伽利略通过实验分析得出:物体的运动并不需要 来维持,力是 物体运动状态的原因。
2.关于“阻力对物体运动的影响”问题,某学习小组进行了如下探究实验:依次将毛巾、棉布分别铺在水平木板上,让小车分别从斜面顶端由静止自由下滑,观察小车在水平面上滑行的最大距离,三种情况下的运动情况如图3-4-1所示。
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止自由下滑,目的是使小车在水平面上开始滑行时获得的速度大小 (填“相等”或“不相等”)。
(2)分析图中运动情况可知:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,说明小车受到的阻力越大,速度减小得越 (填“快”或“慢”)。
(3)牛顿在伽利略等人的研究基础上,概括出牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力的作用时,总保持 状态或 状态。
(4)牛顿第一定律 (填“是”或“不是”)直接由实验得出的,其符合逻辑的科学推理,为科学研究提供了一个重要方法。
3.静止在地面上的物体,若所受外力全部消失,则该物体一定处于 状态;正在运动的物体,若所受外力全部消失,则该物体一定处于 状态。(均填“匀速直线运动”或“静止”)
4.一个苹果挂在枝头a处,处于静止状态。假定某一时刻苹果所受外力都消失了,用频闪照相(每隔0.2 s拍摄一次)的方法记录下苹果的运动轨迹(黑色圆点代表苹果),图3-4-2中能正确描述所有力都消失后,苹果运动的轨迹的是 ( )
知识点 2 力和运动的关系
5.如图3-4-3所示是足球运动员踢足球时的情景,下列说法正确的是 ( )
A.球被脚踢出去,说明只有球受到力的作用
B.脚踢球使球飞出去,说明力是使物体运动的原因
C.足球在空中飞行过程中,运动状态一定发生改变
D.空中飞行的足球,若它所受的力全部消失,它一定沿水平方向做匀速直线运动
6.下列有关运动和力的说法中正确的是 ( )
A.力是维持物体运动的原因
B.力只能改变物体运动的快慢,不能改变物体运动的方向
C.一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态
D.重力的方向总是竖直向上的
7.如图3-4-4所示,物体A从光滑的斜面上滑到光滑的水平面上,在水平面上运动时,物体在a、b、c三点的速度大小关系是 ( )
A.va>vb>vc B.vaC.va=vb8.忽略一切阻力,静止在水平地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
9.如图3-4-5所示,将小球从A点由静止释放,运动到C点时,若一切外力全部消失,则小球会沿
(填字母)路线继续运动,你判断的依据是 ; 若当小球滚至右侧最高点时,撤去所有外力,它将 。
10.如图3-4-6所示,将一只小球竖直向上抛出,小球先后经过A、B两点。已知小球在A、B两点的速度分别为2 m/s、0 m/s。
(1)若小球向上运动到达A点时,一切外力突然消失,则此后小球将做什么运动 。
(2)若小球向上运动到达B点时,一切外力突然消失,则此后小球将做什么运动
。
11.“牛顿第一定律”的形成,经历了伽利略、笛卡儿和牛顿等科学家不断完善的过程。
(1)伽利略经过如图3-4-7所示的实验和推理得出结论:如果没有阻力的影响,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: 。
(2)笛卡儿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来的方向。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”,笛卡儿的观点有什么不足 。
自|我|提|升
12.[例题] 若小球在运动过程中只受到力F的作用,且运动过程中力F始终保持不变,则小球的运动轨迹(用虚线表示)不可能是图3-4-8中的 ( )
[提示] (1)当力和物体运动方向相同时,力使物体的速度 。
(2)当力和物体运动方向相反时,力使物体的速度 。
(3)当力和物体运动的方向成某一夹角时,力将改变物体的运动 (有时也同时会改变物体速度的大小),物体做 运动。
[变式] 小球在运动过程中只受到力F的作用,且运动过程中力F始终保持不变,则小球的运动轨迹(用虚线表示)不可能是图3-4-9中的 ( )
答案
第4节 牛顿第一定律
第1课时 牛顿第一定律
1.阻力 力 改变
2.(1)相等
(2)快
(3)静止 匀速直线运动
(4)不是
(1)每次均让小车从斜面顶端由静止自由下滑,目的是使小车运动到斜面底端时的速度相等。
(2)根据图中运动情况可知:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,说明毛巾表面最粗糙,阻力最大,即小车受到的阻力越大,速度减小得越快。
(3)牛顿第一定律的内容:一切物体在不受外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
(4)牛顿第一定律是在实验的基础上,通过推理得出的,不是由实验直接得出的。
3.静止 匀速直线运动
4.A
5.C 由于力的作用是相互的,球被脚踢出去的同时,脚受到球的反作用力;脚踢球,使球飞出去,说明力可以改变物体的运动状态;足球在空中运动的过程中,受到竖直向下的重力与空气的阻力,这两个力不是平衡力,所以足球的运动状态一定发生改变;空中飞行的足球,若它所受的力全部消失,它将保持原来的运动状态,沿原来的方向做匀速直线运动。
6.C 7.D 8.D
9.b 物体不受外力时将保持原来的运动状态不变 静止
由牛顿第一定律可知,物体不受外力时将保持原来的运动状态不变,因此将小球从A点由静止释放,运动到C点时,若一切外力全部消失,则小球的运动状态不会改变,故小球将沿b路线做匀速直线运动。当小球滚至右侧最高点时,速度为0,处于静止状态,撤去所有外力,它将保持静止状态不变。
10.(1)竖直向上做匀速直线运动
(2)保持静止状态
11.(1)CAB (2)没有涉及静止物体的运动规律
(1)阻力是客观存在的,因此有空气阻力的C实验肯定排在第一位;然后再研究没有空气阻力时摆球的运动情况,因此A排在第二位;最后再借助斜面上的小球研究既没有空气阻力又没有摩擦阻力时的运动情形,因此B排在第三位,正确的顺序为CAB。
(2)笛卡儿的观点只是说明了物体运动时不受力的运动规律,没有涉及物体静止时的运动规律,因此与牛顿第一定律相比缺乏全面性。
12.[例题] D
[提示] (1)增大 (2)减小 (3)方向 曲线
[变式] A第4节 牛顿第一定律
第2课时 惯性
知识点 1 惯性
1.(2020杭州)惯性是物体的一种性质,下列说法正确的是 ( )
A.物体运动状态改变时才有惯性
B.物体速度越大,惯性也越大
C.静止或匀速运动的物体没有惯性
D.物体受力或不受力时都具有惯性
2.牛顿第一定律指出,惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性。图3-4-10中惯性最大的物体是 ( )
3.系安全带可以减小因汽车紧急刹车对人员造成的伤害,下列说法正确的是 ( )
A.刹车时人的惯性会消失
B.刹车时人的惯性会增大
C.刹车时人会受到向前的惯性力
D.刹车时人由于惯性会向前倾
知识点 2 惯性现象
4.如图3-4-11所示,用手指快速地把小卡片向前弹出,小卡片的 发生了改变,但卡片上的夹子由于 还要保持原来的静止状态,在重力的作用下落入杯中。
5.小强行走时被石块绊了一下,身体向前倾倒,对此情景合理的解释是小强原来相对于地面是 的,当他的 (填“脚”或“上身”)的运动状态突然改变时,他的 (填“脚”或“上身”)由于惯性仍保持原来的运动状态。
6.驾驶员进行驾驶技能比赛时,可通过“一杯水”来考验驾驶员的行车技术。将一杯水静置在公交车的置物台上(如图3-4-12所示),驾驶员突然刹车时,杯中水可能发生的情况是 ( )
A.仍保持水平
B.将向前溢出
C.将向后溢出
D.会溢出,但不能确定溢出方向
7.关于惯性,下列四个现象对应的说法正确的是 ( )
A.拍打衣服,灰尘脱落,说明衣服有惯性
B.子弹离开枪膛,仍能向前飞行,说明子弹有惯性
C.汽车突然快速启动,车上的人会向后倾,说明汽车有惯性
D.运动员将足球顶出去,足球继续运动,说明运动员有惯性
8.近年来,车贴已经成为一种时尚。如图3-4-13所示车贴中的提示语属于防止因惯性带来危害的是 ( )
9.如图3-4-14所示,与惯性有关的做法中,属于防止因惯性造成伤害的是 ( )
10.一架水平匀速直线飞行的飞机以相同的时间间隔分别落下A、B、C三个大小一样的小球,那么反映A、B、C三小球在空中的位置关系正确的是图3-4-15中的(不考虑空气阻力) ( )
11.在匀速直线行驶的敞篷车上,小明竖直向上抛出一个小球,若不计空气阻力,则小明和地面上的小东看到小球的运动轨迹分别是图3-4-16中的 ( )
A.①和② B.①和③
C.①和④ D.③和②
12.下列给出了几种事例,涉及了惯性知识且其中利用惯性的是 。
①从树上掉下的苹果
②司机为节省燃油,在汽车进站时,提前关闭油门
③锤头松了,把锤柄的一端在物体上撞击几下
④绕地球做圆周运动的人造卫星
⑤跳远运动员都要助跑一段距离才起跳
⑥拍衣服上灰尘时,抖几下衣服
⑦公共汽车的乘务员,时常提醒乘客扶住车的扶手,待车停稳后再下车
13.如图3-4-17所示,老王骑车上班途中,前方停在路边的轿车司机突然打开车门,老王急刹车却仍撞上车门受伤。请你利用所学的科学知识解释发生这一现象的原因;为避免这一现象的发生,请提出一条合理建议。
自|我|提|升
14.如图3-4-18(a)所示,玻璃桌面上有四个鸡蛋,其中两个是生的,两个是熟的。
先对其中的甲、乙两个鸡蛋分别按图(b)的方式用相同的力捻一下,使它们在玻璃桌面上转动起来,结果鸡蛋乙转动的时间较长;再对其中的丙、丁两个鸡蛋分别按图(b)的方式用相同的力捻一下,使它们在玻璃桌面上转动起来,然后用手按住使之刚好停下,迅速把手移开,结果鸡蛋丙还能再转一两圈,而鸡蛋丁却不再转动了。由上述现象判断两个熟鸡蛋分别是 ,判断方法运用了我们所学的 方面的科学知识。
答案
第4节 牛顿第一定律
第2课时 惯性
1.D 我们把物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。(1)一切物体都具有惯性,是指无论是固体、液体还是气体,无论物体质量大或小,无论是静止还是运动,无论受力还是不受力,物体都具有惯性。惯性是自然界中一切物体的固有属性。(2)惯性大小是由物体的质量决定的,质量越大,惯性越大,而与运动状态无关。
2.B
3.D 一切物体在任何情况下都具有惯性,所以刹车时人的惯性不会消失;惯性大小只跟物体的质量有关,刹车时人的质量不变,所以惯性不变;惯性是物体的一种属性,不是力,不能说受到惯性力的作用;当汽车紧急刹车时,人的下半身随车停止运动,而上半身由于惯性仍保持原来的运动状态继续向前运动,所以人会向前倾。
4.运动状态 惯性
5.运动 脚 上身
6.B
7.B 拍打衣服,衣服移动,灰尘由于惯性,保持原来的状态,脱离衣服后脱落,说明灰尘有惯性;子弹离开枪膛,由于子弹具有惯性,仍能向前飞行;汽车突然快速启动,车上的人由于惯性会向后倾;足球被顶出去后,由于足球具有惯性,会继续运动。
8.D
9.A 汽车驾驶员和乘客必须系安全带是为了防止汽车突然减速时,人由于惯性而造成伤害;把鸡蛋放在桌子上,转动鸡蛋,离手后观察它的转动情形,若转动顺利,则为熟鸡蛋,若转动不顺利,则为生鸡蛋,这属于利用惯性;跳远时助跑,即原来运动员是运动的,当其起跳后,由于惯性,会保持原来的运动状态,所以可以取得更好的成绩,属于利用惯性;锤头松动时,把锤柄的一端在凳子上撞几下,即该过程中,锤头和锤柄都处于运动状态,当锤柄撞击到凳子时停止运动,而锤头由于惯性仍保持原来的运动状态,从而使锤头套紧,属于利用惯性。
10.A 飞机沿水平方向做匀速直线运动时,从飞机上先后投下A、B、C三个大小一样的小球,不计空气阻力,由于惯性,A、B、C要保持原来的运动状态不变,继续向前飞行,A、B、C在下落过程中,都是以原来的速度向前运动,由于时间不同,向下运动的距离不同,故A、B、C在下落的过程中,在同一竖直方向,并且最开始投下的球下落高度最大,即在最下方;最后投下的球下落高度最小,即在最上方。
11.A 以小明为参照物,小球在水平方向上与小明保持相对静止,因此小明看到的就只是小球的竖直向上运动,故①正确;以地面为参照物,小球除了在竖直方向运动,还随车一起在水平方向做匀速直线运动,故②正确。
12.②③⑤⑥
13.原因:老王骑车上班途中,人和车都处于运动状态,当前方停在路边的轿车司机突然打开车门时,老王虽然急刹车,使车轮停止运动,但车身和人由于惯性仍然向前运动,所以使得老王撞上车门受伤。
建议:我们在骑车或驾驶汽车时,一定要减速慢行、注意力集中。
14.乙和丁 惯性
生鸡蛋的蛋液和蛋壳是两部分,转动时蛋壳受力开始转动,而蛋液由于惯性要保持原来静止的状态,从而给蛋壳一个阻力,所以生鸡蛋很快就停下来;熟鸡蛋的蛋液和蛋壳是一个整体,转动时,蛋壳和蛋液都受力开始转动,则熟鸡蛋转动的时间较长。
当熟鸡蛋的蛋壳受力静止时,蛋液也会停下来,即熟鸡蛋不再转动了,而生鸡蛋的蛋壳受力静止时,蛋液由于惯性要保持原来的运动状态,所以生鸡蛋还能再转一、二圈。
