浙教版2022-2023学年第二学期七年级科学“冲刺重高”培优讲义（十六）：牛顿第一定律【word，含答案及解析】

一、牛顿第一定律
1.定义：一切物体在没有受到任何外力作用的时候，总保持匀速直线运动或静止状态。（在科学实验和科学推理的基础上）
2.结论：力不是维持物体的运动的原因，而恰恰是改变物体运动状态的原因。
因此，一旦物体具有某一速度，如果它不受力，就将以这一速度匀速直线地运动下去。
二、惯性
1.任何物体都有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质.
2.惯性是物体的一种固有属性，表现为物体对其运动状态变化的一种阻抗程度，质量是 物体惯性大小的量度。
质量大的物体运动状态相对难于改变，也就是惯性大；质量小的物体运动状态相对容易改变，也就是惯性小。
当作用在物体上的外力为零时，惯性表现为物体保持其运动状态不变，即保持静止或匀速直线运动；
当作用在物体上的外力不为零时，惯性表现为外力改变物体运动状态的难易程度。
3.惯性是一切物体的固有属性，无论是固体、液体或气体，无论物体是运动还是静止，都具有惯性。一切物体都具有惯性。
4.惯性不等同于惯性定律
惯性是物体本身的性质，而惯性定律讲的是运动和力的关系（力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因）。
惯性是物体固有的一种属性，不能说“由于惯性的作用”“获得惯性”。正确的是“具有惯性”、“由于惯性”。
5.生活中可以用惯性解释的实例
有利：踢到球时,球就开始运动,因为球自身具有惯性,它将不停的滚动。汽车发动机的飞轮提供非做功冲程的动力。撞击锤柄几下，套紧锤头。拍打衣服上的灰尘。将盆里的水泼出去。
跳远运动员起跳前要助跑。
有弊：小型客车前排乘客不系安全带，紧急刹车道是造成伤害事故。车辆行驶不保持适当的距离，紧急刹车时，造成撞车事故。运回输玻璃制品，装玻璃制品需要包装且要垫上很厚的泡沫塑料，否则在意外刹车或剧烈颠簸时答，毁坏玻璃。骑自行车的速度太快，容易发生事故。刹车刹不住，发生车祸。系汽车的安全带防止惯性让人往前撞到当风玻璃窗上。汽车限速行驶。
三、探究物体的运动与所受阻力的关系实验
在探究牛顿第一定律的实验中，如图用同一小车从同样斜面的同一高度滑下，使它在三种不同表面的水平轨道上继续运动。
（１）为什么要让小车从斜面同一高度由静止滑下？
使小车在水平面上的初始速度相同
（2）请你猜想小车在上述哪个物体表面上运动的距离较长 作这样猜想的依据是什么？
可能在木板表面上运动的距离较长，因为木板表面相对光滑，摩擦力小
（3）小车在三种不同表面上运动的距离不同说明了什么？
小车在不同材料表面上受到的摩擦阻力不同，表面越光滑，小车受到的阻力越小，运动的越远;
（4）对这个实验作进一步推想，可以得出什么结论？
如果运动的物体不受力，它将永远匀速直线运动下去
（5）实验时，让小车每次都从斜面同一高度由静止滑下，先后滑到棉布、木板表面。其中让小车运动状态最难改变的是：毛巾表面
（6）指出实验中应控制不变的相关因素：同一小车、同一斜面、同一高度
（7）实验中有两个变量，其中自变量是：小车在水平面运动时所受到阻力，因变量是小车运动的距离。
例1、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
例2、（1）电影《流浪地球》中描述了一个场景，为了将地球推离太阳系，先要使地球停止自传，所以人类制造了上万台行星发动机来给地球刹车，地球停止自转后惯性　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。在“领航员号”国际空间站中处于失重状态的宇航员，其身体 　 　惯性。(填“没有”或“仍具有”)。
（2）在地球上，氢气球带着物体一起上升的过程中，若拴着物体的绳子断了，刚脱落的物体会　 　(填“立即下落”、“静止不动”或“向上运动”)。
例3、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
例4、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　 　 。
例5、为了研究牛顿第一定律，小明用如图所示的装置进行实验。
（1）三次实验中，都要让同一辆小车从同一斜面的同一位置由静止滑下目的是为了　 　。
（2）实验中，在阻力的作用下，小车最终都会静止下来，这说明力的作用之一是　 。
（3）“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，批判了“力 是维持物体运动状态的原因”的观点，从而帮助人们建立起“力是改变物体运动状态的原因”的正确认知。根据牛顿第一定律的研究方法并结合分析上述信息，下列说法正确的有（　　）
A．人们对事物本质的认识常常需要经历一个过程
B．牛顿第一定律完全揭示了物体运动的本质，是一个事实
C．在实验的基础上进行科学推理也是人们认识事物本质的一种方法
D．科学的发展会让人们不断接近事物的本质
1．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(图甲)。继续行走一会儿，不小心脚踩到一块西瓜皮，身子向后摔倒(图乙)。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
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
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，而上身由于惯性仍保持原来的运动状态
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
2.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
3.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
4.时下的街头，一些年轻人喜欢在自己的汽车尾部贴上一些幽默、搞笑的车标。下列哪辆车的车标警示防止因为惯性带来的碰撞事故(　　)
A．甲车：你让我也让，心宽路更宽 B．乙车：驾校除名，自学成才
C．丙车：别嘀嘀，越催越慢，再催熄火D．丁车：新手初驾，擅长急刹
5.在一艘做匀速直线运动的游轮上，某同学朝各个方向、用相同的力进行立定跳远。则下列说法中正确的是（　　）
A．朝与游轮运动方向一致跳，跳得最远B．朝与游轮运动方向相反跳，跳得最远
C．朝与游轮运动方向垂直跳，跳得最远D．朝各个方向跳，跳得都一样远
6.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
7.一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　 　。
8.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）。
9.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　 　．
1.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
2.如图所示,小球从斜面由静止自由滑下,运动到O点时,若所有外力都消失,则小球的运动路径将是（　　）
A．沿OA运动 B．沿OB运动 C．沿OC运动 D．沿OD运动
3.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
4.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
5.我国新《道路交通安全法》规定小型客车的驾驶员和前 排乘客必须使用安全带，否则将处以相应的处罚。请回答下列问题：
（1）汽车一旦发生碰撞，车身停止运动，而乘客身体由于　 　 会继续向前运动，在车内与车身相撞，严重时可能把挡风玻璃 撞碎而向前飞出车外。
（2）为防止撞车时发生类似的伤害，故要求司机和乘客均需系好安全带，以对人体起到缓冲的 作用。这其中的科学原理是　 　。
（3）乙图所示，人体模型与气囊撞击时，模型对气囊有作用力，气囊被压扁了，这其中的科学原理是　 　。
6．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：
I. 如图甲，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。
7．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
答案及解析
例1、B
【解析】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。
例2、（1）不变；仍具有（2）向上运动
【解析】（1）地球停止自转后，它的质量没有发生改变，因此它的惯性不变。宇航员在国际空间站时，处于失重状态，但是质量不变，所以仍然有惯性；
（2）若拴着物体的绳子断了，那么物体不再受向上的拉力，由于惯性，物体会继续向上运动一段距离。当速度减小为零时，开始向下运动。
例3、A
【解析】当车突然静止时，由于惯性，两个物体会以相同的速度沿相同的方向向前继续运动。根据s=vt可知，它们在相同的时间内前进相同的距离，即二者之间的距离保持不变，肯定不会相碰，故A正确，而B、C、D错误。 故选A。
例4、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
【解析】（1）根据图片可知，当小球运动到C点时，它的运动方向为水平方向。如果此时一切外力消失，那么小球会沿路线b运动，依据是：物体不受外力作用时将保持原来的运动状态不变。
（2）若轨道为半圆形，当小滚至右侧最高点时，此时它的速度为零。如果一切外力消失，那么它将保持原来的静止状态。
例5、（1）小车运动到水平面上的初速度相同（2）改变物体的运动状态（3）A；C；D
【解析】（1）三次实验中，都要让同一辆小车从同一斜面的同一位置由静止滑下目的是为了小车运动到水平面上的初速度相同。
（2）实验中，在阻力的作用下，小车最终都会静止下来，这说明力的作用之一是改变物体的运动状态。（3）A.人们对事物本质的认识常常需要经历一个过程，不是一蹴而就的，故A正确；
B.牛顿第一定律是通过实验加推理的方式得出的，不能用事实检验，故B错误；
C.在实验的基础上进行科学推理也是人们认识事物本质的一种方法，故C正确；
D.科学的发展会让人们不断接近事物的本质，故D正确。 故选ACD。
1．A
【解析】甲：原来小刚的上半身和下半身一起处于运动状态，脚受到石块的阻力，则下半身由运动状态变成静止状态。而由于惯性，它的上半身会继续向前运动，所以会向前跌倒；
乙：原来小刚的上半身和下半身一起处于运动状态，脚踩到西瓜皮后迅速向前移动。由于惯性，它的上半身会继续保持原来的速度，所以他会向后跌倒。
综上所述，在两种情形中，小刚的脚的运动状态改变，而上半身由于惯性保持原来的运动状态，故A正确，而B、C、D错误。 故选A。
2.C
【解析】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。
3.C
【解析】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。
4.D
【解析】A：甲车：你让我也让，心宽路更宽，描述的是行车礼仪，相互尊重，故A不合题意；
B.乙车：驾校除名，自学成才，描述的是自己技术不好，让大家小心，故B不合题意；
C.丙车：别嘀、嘀，越催越慢，再催熄火，描述的是技术不好，请大家理解，别着急，故C不合题意； D.丁车：新手初驾，擅长急刹，描述的是刹车距离较远，即由于惯性，车辆由运动变静止比较困难，故D符合题意。 故选D。
5.D
【解析】在地面上时，如果该同学朝各个方向，用相同的力进行立定跳远，那么跳得的距离肯定相同。但是你不要以为我们是静止的，其实我们跟随地球在一起转动，只是我们与地面之间保持相对静止而已。同理，该同学在一艘游轮上时，它和游轮的运动速度和方向完全相同，二者之间保持相对静止，因此朝各个方向，用相同的力进行立定跳远，那么跳得的距离肯定相同，故D正确，而A、B、C错误。 故选D。
6.B
【解析】原来气球在上升，当绳子突然断裂后，该物体由于惯性，会保持原来的运动状态，即继续上升一段距离。由于此时不受向上的拉力，只受向下的重力，所以合力向下，即物体做减速运动。当向上的速度为零后，开始向下运动，故B正确，而A、C、D错误。 故选B。
7.（1）惯性（2）重力作用（3）乙
【解析】（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。
8.受到力的作用；相互作用力；不变
【解析】（1）飞叶拨动后能旋转是因为受到力的作用；
（2）陀螺对指尖的压力作用在指尖上，指尖对陀螺的支持力作用在陀螺上，二者没有作用在同一物体上，属于相互作用力；
（3）飞叶转速变慢时，它的质量保持不变，则惯性将不变。
9.（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）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。
1.C
【解析】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。
2.D
【解析】根据牛顿第一定律可知，当物体不受外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
当小球运动到O点时，它的运动方向水平向右，沿OD方向。若此时所有外力消失，那么它将保持原来的运动状态继续前进，即沿OD方向做匀速直线运动。 故选D。
3.B
【解析】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。
4.C
【解析】物体Q悬浮，因此Q的密度与容器中液体的密度相同；P是气泡质量较小，惯性较小；金属球M沉底，故M的质量和密度都较大，惯性也较大；
当小车由静止开始向右运动时，由于惯性，P、Q、M都想保持原来的静止状态。由于气泡P的惯性小，将被涌向左侧的液体推向右边，即气泡P向右运动；
M球由于惯性大，将能继续保持原来的静止状态，则M球相对于小车向左运动；
Q球和液体的密度相同且容器中充满液体，则Q球和液体（以及容器）保持相对静止，故ABD错误，C正确。 故选C。
5.（1）惯性（2）力能改变物体的运动状态（3）力能使物体发生形变
【解析】（1）汽车一旦发生碰撞，车身停止运动，而乘客身体由于惯性会继续向前运动，在车内与车身相撞，严重时可能把挡风玻璃 撞碎而向前飞出车外。
（2）为防止撞车时发生类似的伤害，故要求司机和乘客均需系好安全带，以对人体起到缓冲的 作用。这其中的科学原理是：力能改变物体的运动状态；
（3）乙图所示，人体模型与气囊撞击时，模型对气囊有作用力，气囊被压扁了，这其中的科学原理是力能使物体发生形变。
6．（1）受损程度（2）（避免结论的偶然性）减小实验误差（3）①、③或②、④（4）碰撞速度
【解析】（1）碰撞产生的撞击力作用在橡皮泥上，橡皮泥在力的作用下形状发生改变，并且力越大，形状改变的越大，所以可以通过物体形状的改变程度判定碰撞产生的后果．
（2）为了探究普遍规律，避免偶然性，在每种情况下，都进行了多次实验．
（3）由实验可知，影响碰撞效果的因素有两个：车的速度和有无胶带纸．利用控制变量法的思路可以确定，要比较有无胶带纸对碰撞情况的影响，应该控制速度相同，一次实验有胶带纸，一次实验没有胶带纸观察两次实验效果，得出结论．故可选①③或②④比较．
（4）实验③④的相同点是都绑着胶带纸，但实验的碰撞速度不同，并且④的速度大于③的速度，在速度较小的实验中，胶带纸能阻止橡皮泥被抛出，而在速度较大的实验④中，胶带纸不能阻止橡皮泥被抛出．
7．（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
【解析】（1）小明在实验中让小车受到不同阻力的方法是：让小车分别在粗糙程度不同的表面上运动。
（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”，实验中应控制物体静止时释放的高度和斜面与水平面的粗糙程度不变。
（3）根据表格数据可知，当物体的质量增大时，它在水平面上滑行的距离相等，那么得到结论：物体在水平面上滑行的距离与物体质量无关。
浙教版科学七年级（下册）“冲刺重高”讲义（十六）
牛顿第一定律