3.4 牛顿第一定律 同步练习（含解析）

3.4牛顿第一定律
、选择题
关于惯性，下列说法中正确的是 (　　)
A．物体静止时不容易推动，所以物体在静止时比在运动时惯性大
B．物体高速运动时不容易停下来，所以物体速度越大，惯性越大
C．物体只有在不受力时才有惯性
D．惯性是物体的固有属性，跟物体的受力情况和运动情况无关
下列物理学家中，首先揭示了“一切物体在没有力作用时，总保持匀速直线运动或静止状态”这一规律的是（　　）
A．安培 B．伽利略 C．牛顿 D．瓦特
如图所示，小球沿弧形斜槽从A点运动到水平轨道的B点时，如果小球受到的外力突然全部消失，那么小球的运动状态将是（　　）
A．匀速直线运动 B．立即停止运动
C．速度越来越快 D．速度越来越慢
在一粗糙程度相同的水平面上，重为G的物体在F的水平拉力作用下向右运动，一段时间后，从a点开始以v的速度做匀速直线运动，到b点时撤去拉力，物体最后在c点静止（物休在a、b、c点对应的时分别为0、t1、t2）。下列关于此过程中速度与时间的关系图，正确的是（　　）
A． B．
C． D．
如图所示，吊在天花板下面的电灯处于静止状态，如果某一天，吊线突然间断开的同时，所受外力全部消失，则电灯将(　　)
A．保持原来的静止状态 B．竖直向下加速运动
C．竖直向下匀速运动 D．竖直向上匀速运动
小红同学用实验研究当物体不受力时，将怎样运动。她已设计并进行了如图所示的实验，为得出研究结果，她必须再进行的实验步骤是(　　)
A．将小车从高于H的地方释放，再进行几次实验
B．改变小车的质量，从H高处释放，再进行几次实验
C．用表面光滑程度不同的物体取代毛巾再进行几次实验
D．改变斜面倾斜的角度，再进行几次实验
一杯水放在列车内的水平桌面上，如果水面突然发生了如图所示的变化，则列车的运动状态可能发生的变化是(　　)
①列车突然向右启动
②列车突然向左启动
③列车向右运动时突然刹车
④列车向左运动时突然刹车
A．①或② B．①或③ C．②或③ D．②或④
在甲、乙两艘遮蔽门窗的船上，分别观察到小球的运动情况如图所示(小球原来静止在光滑水平桌面中央)。下列说法正确的是（　　）
A．甲船向左做匀速运动，乙船静止
B．甲船向右做匀速运动，乙船静止
C．乙船可能静止也可能做匀速直线运动
D．甲船可能静止也可能做匀速直线运动
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
正在运动着的物体，若受到的一切力都同时消失，那么它将（　　）
A．立即停止 B．改变运动方向
C．先慢下来，然后停止 D．做匀速直线运动
、填空题
如图所示是公交车急刹车时出现的情景，报纸、电视、网络等新闻媒体也多次从不同角度对此类事情进行过报道。
（1）请你用所学的物理知识解释漫画中所发生的情景；　 　
（2）请指出右侧这则报道中的错误。　 　
如图所示，用力打击一摞棋子中间的一个，该棋子由静止开始沿水平方向飞出，这表明：　 　 。上面的棋子由于具有　 　 要保持原来的静止状态，同时这些棋子因为受到　 　 的作用，又落到下面的棋子上。
马路上的汽车突然启动时，站在车上的乘客将会向　 　 倾倒，行驶的汽车急刹车时，站在车上的乘客将会向　 　 倾倒，这两个现象都是由于人有　 　 而造成的．
、实验题
如图甲所示，在“研究充水玻璃管中气泡的运动规律”实验中：
（1）气泡上升过程中，若以气泡为参照物，玻璃管口的塞子是　 　(选填“运动”或“静止”)的；
（2）若测得气泡从管子的底端运动到顶端的路程为56cm，用的时间为7s，则这个过程中气泡的平均速度为　 　m/s；
（3）为了判断气泡是否做匀速直线运动，需要测量气泡运动的路程和时间；为便于时间的测量，应使气泡在管内运动得较　 　 (选填“快”或“慢”)；
（4）下表为小明同学在实验中测得的数据，请你根据他所测得的数据在图乙中画出S-t图像．
从O点开始的路程s/cm 0 10 20 30 40 50
从O点开始计时的时间t/s 0 1.25 2.50 3.75 5.00 6.25
、解答题
“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）伽利略经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”，笛卡尔的观点有什么不足 　 　
（3）下列结论的得出与“牛顿第一定律”研究方法相同的是(　　)
A．光的反射与折射规律
B．真空不能传声
C．二力平衡的条件
3.4牛顿第一定律答案解析
、选择题
D
【解析】一切物体都具有保持原有的速度大小和运动方向的性质。我们把物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。惯性是物体的属性，只与物体的质量有关，质量大惯性大，质量小惯性小。
A、物体静止时不容易推动，所以物体在静止时比在运动时惯性大，惯性只与质量有关，与物体是否运动无关，A错误；
B、物体高速运动时不容易停下来，所以物体速度越大，惯性越大，惯性只与质量有关，与物体的运动速度大小无关，B错误；
C、物体只有在不受力时才有惯性，一切物体都有惯性，受力的有惯性，不受力的也有惯性，C错误；
D、惯性是物体的固有属性，跟物体的受力情况和运动情况无关，惯性是物体的属性，大小只与物体质量有关，D正确。
故选D
C
【解析】解：A、安培发现了安培定则，电流间的相互作用及分子电流假说，A错误；
B、伽利略是第一个实验引进力学的科学家，为牛顿第一定律奠定了基础，B错误；
C、对于运动和力的关系，牛顿在总结实验现象和前人经验的基础上，得到了第一定律．牛顿第一定律是理想状态下物体运动和力的关系，在实际条件下，物体受到外力的作用，这些力的作用是改变物体的运动状态．故C正确；
D、瓦特发明了蒸汽机，故D错误．
故选C．
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变状态，这是著名的牛顿第一定律．
A
【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，据此解答。
根据牛顿第一定律可知，小球沿弧形斜槽从A点运动到水平轨道的B点时，如果小球受到的外力突然全部消失， 它会保持原来的运动状态不变，即沿着最后时刻的方向做匀速直线运动。
故选A。
C
【解析】当物体受到的合力与运动方向相同时，物体做加速运动；当合力的方向与运动方向相反时，物体做减速运动；当物体受到的合力为零时，物体做匀速直线运动，据此分析即可。
从0~t1时间内，物体做匀速直线运动，即速度保持不变；从t1~t2时，撤去拉力，只受摩擦力，合力与运动方向相反，物体做减速运动，即速度越来越小，直到c点速度为零，如下图所示；
故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
A
【解析】根据牛顿第一定律进行分析，即物体在不受任何外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
因为物体的运动必须用力来改变，若所有的力都消失了，则物体的运动状态将不做任何改变，即仍保持静止状态。
故答案为：A
C
【解析】根据牛顿第一定律的实验过程分析判断。
探究当物体不受力时的运动状态，这无法通过实验直接完成，但是我们可以逐次探究水平面上阻力不断减小时物体的运动状态，然后进行推测即可。根据控制变量法的要求可知，我们要控制小车在斜面上的高度和质量相同，而不断的改变水平面上的光滑程度，进行多次实验即可，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
C
【解析】根据有关惯性的知识分析判断。
①列车突然向右启动，由于惯性，水杯中的水会保持原来的静止状态，即向左运动，故①不合题意；
②列车突然向左启动，由于惯性，水杯中的水会保持原来的静止状态，即向右运动，故②符合题意；
③列车向右运动时突然刹车，此时车的速度减小，而由于惯性，水杯中的水保持原来的速度继续向右运动，故③符合题意；
④列车向左运动时突然刹车，此时车的速度减小，而由于惯性，水杯中的水保持原来的速度继续向左运动，故④不合题意。、
故选C。
C
【解析】如果相对于桌面是静止的，那么说明船的运动状态没有发生变化；如果小球相对桌面是运动的，说明船的运动状态在发生变化，而变化的方向与小球的运动方向相反。
甲船和乙船中的小球由于惯性都会保持原来的运动状态不变；甲船中的小球向右运动，其实说明船的运动状态发生变化，可能是甲船向左运动时突然加速，也可能是向右运动时突然减速，但不可能是匀速，故A、B、D错误；
乙船中的小球保持静止状态，说明船的运动状态没有变化，即可能它是静止的，也可能做匀速直线运动，故C正确。
故选C。
C
【解析】（1）当物体不受外力作用时，总保持静止或匀速直线运动状态；
（2）牛顿第一定律告诉我们，力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。
A.力不是维持物体运动的原因，故A错误；
B.力不但能改变物体的运动方向，还能改变物体运动的快慢，故B错误；
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，故C正确；
D.重力的方向总是竖直向下的，故D错误。
故选C。
D
【解析】解：此题研究的情况是一种理想的情况．根据牛顿第一运动定律可知，若受到的一切力都同时消失的时候，正在运动着的物体将做匀速直线运动．
故选D．
根据牛顿第一定律进行分析，即物体在不受任何外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态．
、填空题
（1）公交车突然刹车
（2）“突然失去惯性”
【解析】(1)这是发生在公交车突然刹车（或速度由快突然变慢，或突然倒车）时的情景；
当公交车突然刹车时，公交车和乘客的脚同时受到阻力的作用而停止运动，而乘客的上半身由于惯性的原因继续保持向前的运动状态而向前倾倒；(2)由于惯性是物体本身的一种性质，不会失去，故报道中的“当时有两名在后排的乘客由于突然失去惯性向前急冲而受伤”是错误的；
即报道中的错误：“突然失去惯性”。
力能改变物体的运动状态；惯性；重力
【解析】（1）运动状态的改变包括：运动方向的改变和速度大小的改变；
（2）一切物体都有保持运动状态不变的性质，这种性质叫惯性；
（3）由于受到重力左右，物体都有向下运动的趋势。
用力打击一摞棋子中间的一个，该棋子由静止开始沿水平方向飞出，这表明：力能改变物体的运动状态 。上面的棋子由于具有惯性要保持原来的静止状态，同时这些棋子因为受到重力的作用，又落到下面的棋子上。
后；前；惯性
【解析】解：因为原来汽车和乘客都处于静止状态，当汽车突然开动时，汽车向前运动，而人由于惯性还要保持原来的静止状态，所以人会向后倾倒；
因为人随汽车一起向前运动，当汽车突然刹车时，汽车运行速度减小，而人由于惯性还要保持原来的运动状态，所以人会向前倾倒．
故答案为：后；前；惯性．
先分析汽车和乘客原来的状态，然后根据任何物体都有保持原来运动状态的性质进行分析，当汽车突然启动或突然刹车时，汽车和乘客的运动状态．
、实验题
（1）运动
（2）0.08
（3）慢
（4）如图：
【解析】(1)气泡运动时，塞子相对于气泡的距离发生了变化，说明相对于运动的气泡塞子是运动的；(2)气泡的路程s=56cm=0.56m； t=7s； ；(3)由于物体是动态的，物体运动的越慢，越容易测量运动时间，故应使气泡在管内运动得较慢；(4)将表一中的坐标点（0，0），（10，1.25），（20，2.5），（30，3.75），（40，5.00），（50，6.25）在s-t坐标系中逐一描出，连接各点即为气泡运动的s-t图象，如图：
理解变速直线运动，会根据数据利用描点法作图。
、解答题
（1）CAB
（2）没有涉及静止物体及运动规律
（3）B
【解析】熟知牛顿第一定律的内容，能根据实验现象判断其合理的顺序，掌握实验中科学推理方法的运用，是解答此题的关键。牛顿第一定律的形成过程实质是研究阻力对物体运动的影响，采用了逐渐逼近的方法，即先实验再推理，根据这一特点判断图中的合理顺序。
(1)牛顿第一定律的形成过程采用了逐渐逼近的方法，即先实验再推理，图C中有空气阻力，图A中没有空气阻力，所以选C再A，而图B中，是推理得出了在无空气阻力和无摩擦的情况下，物体将做匀速直线运动，故正确的顺序应该是CAB。
(2)牛顿第一定律的内容是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，而笛卡尔的观点中，只涉及到了物体做匀速直线运动的情况，没有提及静止物体的运动规律，所以这是他的观点的不足之处。
(3)得出“牛顿第一定律”的研究方法是实验推理法；
A：光的反射与折射规律，控制变量法，故A不符合题意；
B：探究真空不能传声实验采用了实验推理法，故B符合题意；
C：二力平衡的条件，控制变量法，故C不符合题意；
故选B。
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