8.1牛顿第一定律
一、单选题
1.惯性在日常生活和生产中有利有弊.下列四种现象中属于防止惯性带来危害的是
A.锤头松了,把锤柄在地面上撞击几下,锤头就紧紧地套在锤柄上
B.小型客车的驾驶员和前排乘客必须系上安全带
C.往锅炉内添煤时,煤可随着铲子运动的方向进入灶内
D.拍打衣服可以去掉衣服上的尘土
2.如图是探究阻力对物体运动的影响的实验装置图。实验中先将棉布铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在木板上滑行的距离,再去掉棉布重做以上实验。关于此实验,下列说法正确的是( )
A.因为木板比棉布光滑,所以第二次实验时应将小车放在斜面上的高度要略低一些
B.小车在铺有棉布的木板上滑行距离较大一些,说明力是维持物体运动的原因
C.两次实验中小车最终都会停下来,是因为力改变了小车的运动状态
D.伽利略对类似的实验进行了分析并推理得出:一切物体在没有受力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态
3.下列关于惯性说法正确的是( )
A.百米赛跑时,运动员撞线后还要跑出去一段距离,是由于受到惯性的作用
B.汽车驾驶员开车时必须系上安全带,这是为了防止急刹车时因惯性而造成伤害事故
C.静止在草坪上的足球没有惯性
D.汽车限速是为了安全,因为速度越大,惯性越大
4.下列现象属于防止惯性造成伤害的是( )
A.拍打被子上的灰尘
B.坐车时系好安全带
C.将盆里的水泼出去
D.加速助跑起跳
5.关于惯性现象,下列说法正确的是( )
A.行驶中的公交车紧急刹车时,乘客会向前倾,是由于乘客受到惯性的作用
B.拍打刚晒过的被子,灰尘脱落,这是利用被子的惯性
C.高速公路严禁超速,是因为速度越大惯性越大
D.箭离开弓弦后,仍能向前飞行,说明箭有惯性
6.2019年永州市初中体育毕业考试增加了足球项目。关于同学们在足球运动中涉及到的物理知识,下列说法正确的是( )
A.为了能跑得更快一点,同学们所穿鞋的鞋底越光滑越好
B.踢足球时,对足球的作用效果与力的大小、方向、作用点都有关
C.足球在空中飞行的过程中不受重力的作用
D.地面上滚动的足球,最终会停下来,说明维持物体的运动需要力的作用
7.下列说法正确的是( )
A.百米赛跑运动员到达终点不能立即停下来,是因为运动员具有惯性
B.矫正近视眼应配戴凸透镜
C.地震时产生的次声波不是振动产生的
D.把手机调为静音是在人耳处减弱噪声
8.车贴已经成为一种时尚,它诙谐、搞笑又不乏警示.图中车贴中的提示语属于防止因惯性带来危害的是
A.新手上路 多多关照 B.别滴滴 越滴越慢
C.跟车请自觉 关闭远光灯 D.注意刹车 保持车距
9.如图所示,小球沿粗糙的水平面向右运动,假设在运动过程中重力突然消失,其后小球将( )
A.立即停止运动 B.向右做减速直线运动直至停止
C.向右做匀速直线运动 D.竖直向上运动
10.当静止在空中的直升飞机不受外力作用时,它将( )
A.静止 B.做匀速直线运动 C.做减速运动 D.向下加速运动
二、填空题
11.作为经典力学的先驱,伽利略在实验的基础上运用科学推理的方法,正确地揭示了:力不是 物体运动的原因,而是 物体运动状态的原因。通过大量的实验事实进一步得出:如果运动的物体不受任何力的作用,它将永远 。
12.“天宫课堂”点燃科学梦想。如图所示,航天员在空间站演示摆球实验:拨动摆球后,摆球绕固定点持续转动、其运动状态改变。在此过程中,摆球 (选填“具有”或“不具有”)惯性。
13.短跑运动员冲过终点后不能马上停下来,这是由于运动员具有 。鸟类一般会在起飞前排便,这主要是为了 (选填“增大”或“减小”)它的惯性,以提高灵活性。
14.一切物体总保持 状态或 运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止,这就是牛顿第一定律。
15.如图中的两个鸡蛋,其中一个的蛋黄和蛋白已经被取出,只剩下一个空壳,质量是7g,另一个完好无损,质量是66g。把它们并排放在桌子上,然后沿图示箭头的方向用嘴吹一下,发现空壳立刻转动了起来,而另一个几乎不动,说明质量大的物体,惯性 ;运动状态 (填“容易”或“不容易”)改变。
16.小明同学学习了牛顿第一定律后思考:正在站台静止的子弹头火车,若它受到的所有外力都消失了,则火车将 ,一个物体正在做竖直向上运动,突然这个物体所受的力全部消失了,则该物体将 。
17.古人云:“船到江心抛锚迟,悬崖勒马早已晚”意思是说船要停在江心必须提前抛锚,等到江心处再抛锚就已经迟了,船的质量越大,需要越 (选填“早”或”晚“)抛锚;到了悬崖处再勒马,马还要向前继续运动,因此这句诗里所包含的物理知识是 。
18.汽车通过高速公路ETC通道时,不停车也能缴费通过,如果通道长是15m,车速是3m/s,汽车通过通道的时间是 s;汽车行驶时,要求司机系好安全带,这是为了防止紧急刹车时,司机由于具有 而造成伤害.
19.如图(a)所示,木块与小车一起做匀速直线运动,当小车的运动状态发生变化时,木块的状态如图(b)所示。由图(a)、(b)小车运动状态变化的可能情况是 (任写一种可能的情况即可)。得到上述结论是利用了木块具有 的性质。
20.洒水车停在路边时 (选填“具有”或“不具有”)惯性,当车沿着平直公路匀速行驶,在工作过程中洒水车的惯性大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
三、综合题
21.请你结合下文回答下面问题。
理想实验
理想实验,又叫做“假想实验”、“抽象的实验”或“思想上的实验”,它是人们在思想中塑造的理想过程,是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法。“理想实验”虽然也叫做“实验”但它同前面所说的真实的科学实验时有原则区别的,真实的科学实验是一种实践的活动,而“理想实验”则使一种思维的活动;前者是可以将设计通过物化过程而实现的实验,后者则使由人们在抽象思维汇总设想出来而实际上无法做到的“实验”。
但是,“理想实验“并不是脱离实际的主观臆想,首先,“理想实验”是在真实的科学实验的基础上,抓住主要因素,忽略次要因素的影响,对实际过程作出更深入一层的抽象分析。其次,“理想实验”的推理过程,是以一定的逻辑法则为根据的,而这些逻辑法则,都是从长期的社会实践中总结出来的,并为实践所证实了的。
在自然科学的理论研究中,“理想实验”具有重要的作用。作为一种抽象思维的方法,“理想实验”可以使人们对实际的科学实验有更深刻的理解,可以进一步揭示出客观现象和过程之间内在的逻辑联系,并由此得出重要的结论。
作为经典力学基础的惯性定律,就是“理想实验”的一个重要结论。这个结论是不能直接从实验中得出的。伽利略曾注意到,当一个球从一个斜面上滚下而又滚上第二个斜面时,球在第二个斜面上所达到的高度同它在第一个斜面上开始滚下时的高度几乎相等。伽利略断定高度上的这一微小差别是由于摩擦而产生的,如能将摩擦完全消除的话,高度将恰好相等。然后,他推想说,在完全没有摩擦的情况下,不管第二个斜面的倾斜度多么小,球在第二个斜面上总要达到相同的高度。最后,如果第二个斜面的倾斜度完全消除了,那么球从第一个斜面上滚下来之后,将以恒定的速度在无限长的平面上永远不停运动下去。这个实验无法实现的,因为永远也无法将摩擦完全消除掉。所以,这只是一个“理想实验”。但是,伽利略由此而得到的结论,却打破了自亚里士多德以来1000多年间关于受力运动的物体,当外力停止作用时便归于静止的陈旧观念,为近代力学的建立奠定了基础。后来,这个结论被牛顿总结为运动第一定律,即惯性定律。
“理想实验”在自然科学的理论研究中有着重要的作用,但是,“理想实验”的方法也有其一定的局限性。“理想实验”只是一种逻辑推理的思维过程,它的作用只限于逻辑上的证明与反驳,而不能用来作为检验认识正确与否的标准。相反,由”理想实验”所得出的任何推论,都必须由观察或实验的结果来检验。
(1)理想实验的基础是 。
(2)下面是伽利略理想斜面实验打乱后的步骤:
①减小第二个斜面的倾角,小球在这斜面上仍然要达到原来的高度。
②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面
③如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度。
④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做持续的匀速直线运动。
在上述的实验步骤中,有一个是实验事实,其余是推论,属于可靠实验事实的是 (填序号)。把上述理想实验的设想步骤按正确的顺序排列是 (填序号)
(3)大家耳熟能详的比萨斜塔上“两个铁球同时着地”的实验,其实在历史上并没有确切的记载,但是对于亚里士多德认为的“质量大的物体下落块”的说法,伽利略用了理想实验的方法来反驳。
根据亚里士多德的理论,两个铁球,一个10磅(磅是一种质量单位),一个1磅,同时从高处落下来,10磅的一定先着地,速度是1磅的10倍。那么把这两铁球栓在一起,落得慢的就会拖住落得快的,落下的速度应当比10磅的铁球 (快/慢);但是,如果把拴在一起的两个铁球看作一个整体,就是11磅,落下的速度应当比10磅的铁球 (快/慢);这样,从一个事实中却可以得出两个相反的结论,说明亚里士多德的理论是有问题的。
22.牛顿曾研究过这样一个问题:他发现人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面,于是牛顿提出了一个“大炮”的设想,如图是他画的“大炮”草图——在地球的一座高山上架起一只水平大炮,以不同的速度将炮弹平射出去,射出速度越大,炮弹落地点就离山脚越远.他推想:当射出速度足够大时,炮弹将会如何运动呢?牛顿通过科学的推理得出了一个重要的结论,这就是著名的“牛顿大炮”的故事,故事中牛顿实际也用到了理想实验的研究方法。
(1)研究中牛顿基于的可靠事实是 ;
(2)根据以上资料和牛顿的“大炮”草图,推测牛顿当年的重要结论是 。如今,牛顿当年的推测已变成了现实,人们应用他的推论,利用现代科技制成了 。
23.如图所示,质量分别为、的物块A、B通过长为3cm的细线相连,两物块间夹着一根原长为5cm的弹簧(未超出弹簧的弹性限度,弹簧与两物块均不连接)。两物块静止在足够长的光滑水平导轨上,弹簧和细线的质量忽略不计;
(1)在弹性限度内,弹簧的弹力大小与弹簧长度的改变量成正比;已知该弹簧两端受到1 N的压力时的长度为4 cm ,求图示情景中细线对物块B的拉力的大小,并说明拉力的方向;
(2)烧断细线,A、B两物块均沿导轨运动。定义速度与质量的乘积为“动量”,研究表明,两物块在导轨上运动时,A的动量的大小总等于B的动量的大小;若A与弹簧脱离后,经过路程s0所用的时间为t,请写出B与弹簧脱离瞬间的速度的表达式(用题中给出的物理量符号表示)。
参考答案:
1.B
2.C
3.B
4.B
5.D
6.B
7.A
8.D
9.C
10.A
11. 维持 改变 做匀速直线运动
12.具有
13. 惯性 减小
14. 静止 匀速直线
15. 大 不容易
16. 静止 向上做匀速直线运动
17. 早 船和马具有惯性
18. 5 惯性
19. 向左加速运动(或向右减速运动) 惯性
20. 具有 变小
21. 科学实验 ② ②③①④ 慢 快
22. 人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面 抛出物体的速度足够大时,物体将离开地球,绕地球旋转,做圆周运动 人造地球卫星
23.(1) 2N;方向水平向左;(2)