第八章 运动和力
第1节 牛顿第一定律
第1课时 牛顿第一定律
【A层 基础必会】
考点一 探究阻力对物体运动的影响
1.在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布,让小车从斜面同一位置由静止滑下,如图所示,观察和比较小车在毛巾表面、棉布表面和木板表面滑行的距离。
(1)实验中每次均让小车从斜面同一位置由静止滑下的目的是:使小车每次在水平面上开始滑行时 速度相同 。
(2)实验中是通过改变 接触面粗糙程度 来改变小车所受阻力大小的。
(3)比较三次实验现象,发现阻力越小,小车滑行的距离越 远 ,说明小车运动的速度改变得越 慢 。
(4)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果水平面光滑,小车在运动时不受阻力,则小车将在水平面上做 匀速直线运动 。说明物体的运动 不需要 (选填“需要”或“不需要”)力来维持。
(5)在此基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果,并概括出牛顿第一定律: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。
(6)本次实验中还用到一种实验方法:控制变量法,下面几种做法中,不能体现控制变量的是 C 。
A.同一辆小车
B.小车从同一位置滑下
C.同样长的毛巾、棉布和木板表面
考点二 牛顿第一定律的理解及应用
2.关于“牛顿第一定律”建立的说法,正确的是 (D)
A.它是通过理论推导出来的
B.它是通过实验直接得出的
C.它是可以通过实验来进行验证的
D.它是以实验事实为基础通过推理、想象而总结出来的
3.如图所示,小朋友在公园里荡秋千,假如他荡到最高点时受到的外力突然全部消失,根据 牛顿第一定律 可知,他将保持 静止 状态。
4.(2024·天津中考改编)端午节赛龙舟时,若所有力全部消失,则龙舟将 做匀速直线运动 (选填“静止”或“做匀速直线运动”)。
5.(科学推理)我们知道,当水平抛出一个物体时,由于地球的吸引,它将落回地面,但物体抛出的速度越大,它运动的距离越远。请你推测:如果物体水平抛出时的速度足够大,物体的运动情况会是 绕地球运动 。我们学过的 牛顿第一 定律也是这样得到的。
易错点 不能正确理解运动与力的关系
6.关于运动和力的关系,下列说法正确的是 (D)
A.必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用物体就静止下来
B.力是物体运动的原因
C.只要有力作用在物体上,物体的运动状态一定发生变化
D.物体做曲线运动时,一定受到了力的作用
7.(2024·泰州期末)在体育课上,小明同学抛出的实心球在空中运动的轨迹如图所示,忽略空气阻力,关于抛出后的实心球,下列说法正确的是 (D)
A.不受力,运动状态发生改变
B.受到推力的作用,运动状态发生改变
C.到达最高点时,速度为零
D.到达最高点时若所受外力消失,将沿水平方向做匀速直线运动
【B层 能力提升】
8.(2024·南通质检)将小球竖直向上抛出后,每隔0.1秒的位置如图所示。假设小球运动至甲处时,所受所有外力都消失,则推测小球从甲处开始,其运动情况及每隔0.1秒的位置正确的是 (C)
A.① B.② C.③ D.④
9.(跨学科·日常生活)如图所示,运动员正在进行跳远练习(由西向东)。跳远比赛过程中要先助跑,再起跳至最高点,最终落地。假如运动员在最高点时受到的外力突然全部消失,则运动员的运动情况将是: 做匀速直线运动 ,请写出理由: 运动员在最高点时水平方向具有一定的速度,根据牛顿第一定律,当外力消失时,运动员将做匀速直线运动 。
10.小舟骑自行车时发现,猛踩脚踏板提升车速后,车子能滑行的距离比不踩时远,车子在较光滑路面上滑行的距离比粗糙的路面上滑行要远。基于上述生活经验,小舟想知道影响物体运动的因素有哪些呢 他进行如下研究,装置如图所示。
【建立猜想】①……;②物体运动可能与阻力大小有关。
【设计方案】
方案一:在水平木板上不铺材料,让小车从斜面的不同高度由静止开始滑下,观察小车在水平面上运动的距离。
方案二:在水平木板上分别铺上毛巾、棉布和不铺材料,让小车从斜面顶端同一高度由静止开始滑下,观察小车在水平面上运动的距离。
【交流反思】
(1)方案一的设计,小舟基于的猜想是 物体运动的距离可能与速度大小有关 。
(2)方案二中观察到小车在毛巾表面滑行距离最近,木板表面最远,由此现象可知:小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。进一步推理可得,不受阻力的小车将 做匀速直线运动 。
【C层 素养培优】
11.(探究创新)小景在探究“阻力对物体运动状态的影响”时,进行了如下实验操作:
①在水平面上铺上阻力较大的毛巾;
②将小车放在水平面的初始位置(如图甲所示)用手向右推动小车;
③待小车静止后,记录小车的初始位置与末位置之间的距离为s1;
④为了减小阻力,依次在水平面上更换棉布和塑料板,重复上述步骤,记录测量距离为s2、s3;
⑤比较s1、s2、s3,得出结论。
(1)分析小景的实验操作方法,评估小景的操作是否科学,并说明理由: 不科学 , 无法控制每次运动的初速度相同 。
(2)小刘选用了图乙所示的装置进行实验,他在水平面上依次铺上毛巾、棉布、塑料板,再使用数据采集器,采集小车在3次实验中,从斜面同一高度由静止下滑至斜面底端的“v-t”图像,观察图像,他发现3次实验图像的数据是重合的,这说明:小车从同一高度由静止下滑,每次到达斜面底部的速度是 相同 (选填“相同”“不同”或“无法判断”)的。
(3)小刘继续采集小车从斜面底部滑行至静止时,其速度随时间的变化(如图丙所示),推测当小车所受阻力为0时小车的运动情况。请在图丁中画出小车从斜面同一高度由静止下滑至水平面的“v-t”图像。
答:
(4)若小明想探究小车滑行距离与小车速度的关系,应先后将小车从斜面上 不同 (选填“同一”或“不同”)高度处释放,比较小车在 同一 (选填“同一”或“不同”)粗糙面上滑行的距离。 第八章 运动和力
第1节 牛顿第一定律
第1课时 牛顿第一定律
【A层 基础必会】
考点一 探究阻力对物体运动的影响
1.在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布,让小车从斜面同一位置由静止滑下,如图所示,观察和比较小车在毛巾表面、棉布表面和木板表面滑行的距离。
(1)实验中每次均让小车从斜面同一位置由静止滑下的目的是:使小车每次在水平面上开始滑行时 。
(2)实验中是通过改变 来改变小车所受阻力大小的。
(3)比较三次实验现象,发现阻力越小,小车滑行的距离越 ,说明小车运动的速度改变得越 。
(4)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果水平面光滑,小车在运动时不受阻力,则小车将在水平面上做 。说明物体的运动 (选填“需要”或“不需要”)力来维持。
(5)在此基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果,并概括出牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持 状态或 状态。
(6)本次实验中还用到一种实验方法:控制变量法,下面几种做法中,不能体现控制变量的是 。
A.同一辆小车
B.小车从同一位置滑下
C.同样长的毛巾、棉布和木板表面
考点二 牛顿第一定律的理解及应用
2.关于“牛顿第一定律”建立的说法,正确的是 ( )
A.它是通过理论推导出来的
B.它是通过实验直接得出的
C.它是可以通过实验来进行验证的
D.它是以实验事实为基础通过推理、想象而总结出来的
3.如图所示,小朋友在公园里荡秋千,假如他荡到最高点时受到的外力突然全部消失,根据 可知,他将保持 状态。
4.(2024·天津中考改编)端午节赛龙舟时,若所有力全部消失,则龙舟将 (选填“静止”或“做匀速直线运动”)。
5.(科学推理)我们知道,当水平抛出一个物体时,由于地球的吸引,它将落回地面,但物体抛出的速度越大,它运动的距离越远。请你推测:如果物体水平抛出时的速度足够大,物体的运动情况会是 。我们学过的 定律也是这样得到的。
易错点 不能正确理解运动与力的关系
6.关于运动和力的关系,下列说法正确的是 ( )
A.必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用物体就静止下来
B.力是物体运动的原因
C.只要有力作用在物体上,物体的运动状态一定发生变化
D.物体做曲线运动时,一定受到了力的作用
7.(2024·泰州期末)在体育课上,小明同学抛出的实心球在空中运动的轨迹如图所示,忽略空气阻力,关于抛出后的实心球,下列说法正确的是 ( )
A.不受力,运动状态发生改变
B.受到推力的作用,运动状态发生改变
C.到达最高点时,速度为零
D.到达最高点时若所受外力消失,将沿水平方向做匀速直线运动
【B层 能力提升】
8.(2024·南通质检)将小球竖直向上抛出后,每隔0.1秒的位置如图所示。假设小球运动至甲处时,所受所有外力都消失,则推测小球从甲处开始,其运动情况及每隔0.1秒的位置正确的是 ( )
A.① B.② C.③ D.④
9.(跨学科·日常生活)如图所示,运动员正在进行跳远练习(由西向东)。跳远比赛过程中要先助跑,再起跳至最高点,最终落地。假如运动员在最高点时受到的外力突然全部消失,则运动员的运动情况将是: ,请写出理由: 。
10.小舟骑自行车时发现,猛踩脚踏板提升车速后,车子能滑行的距离比不踩时远,车子在较光滑路面上滑行的距离比粗糙的路面上滑行要远。基于上述生活经验,小舟想知道影响物体运动的因素有哪些呢 他进行如下研究,装置如图所示。
【建立猜想】①……;②物体运动可能与阻力大小有关。
【设计方案】
方案一:在水平木板上不铺材料,让小车从斜面的不同高度由静止开始滑下,观察小车在水平面上运动的距离。
方案二:在水平木板上分别铺上毛巾、棉布和不铺材料,让小车从斜面顶端同一高度由静止开始滑下,观察小车在水平面上运动的距离。
【交流反思】
(1)方案一的设计,小舟基于的猜想是 。
(2)方案二中观察到小车在毛巾表面滑行距离最近,木板表面最远,由此现象可知:小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。进一步推理可得,不受阻力的小车将 。
【C层 素养培优】
11.(探究创新)小景在探究“阻力对物体运动状态的影响”时,进行了如下实验操作:
①在水平面上铺上阻力较大的毛巾;
②将小车放在水平面的初始位置(如图甲所示)用手向右推动小车;
③待小车静止后,记录小车的初始位置与末位置之间的距离为s1;
④为了减小阻力,依次在水平面上更换棉布和塑料板,重复上述步骤,记录测量距离为s2、s3;
⑤比较s1、s2、s3,得出结论。
(1)分析小景的实验操作方法,评估小景的操作是否科学,并说明理由: , 。
(2)小刘选用了图乙所示的装置进行实验,他在水平面上依次铺上毛巾、棉布、塑料板,再使用数据采集器,采集小车在3次实验中,从斜面同一高度由静止下滑至斜面底端的“v-t”图像,观察图像,他发现3次实验图像的数据是重合的,这说明:小车从同一高度由静止下滑,每次到达斜面底部的速度是 (选填“相同”“不同”或“无法判断”)的。
(3)小刘继续采集小车从斜面底部滑行至静止时,其速度随时间的变化(如图丙所示),推测当小车所受阻力为0时小车的运动情况。请在图丁中画出小车从斜面同一高度由静止下滑至水平面的“v-t”图像。
(4)若小明想探究小车滑行距离与小车速度的关系,应先后将小车从斜面上 (选填“同一”或“不同”)高度处释放,比较小车在 (选填“同一”或“不同”)粗糙面上滑行的距离。 第2课时 惯性
【A层 基础必会】
考点一 惯性的理解
1.(跨学科·日常生活)公安交通管理部门要求小型客车的驾驶员和前排乘客必须使用安全带,万一发生碰撞时,使用安全带能对人体起到保护作用,在这一过程中,汽车的惯性大小 ,乘客的惯性大小 。(均选填“增大”“不变”或“减小”)
2.关闭发动机的汽车从斜坡上冲向地面道路,当汽车行驶至水平地面时,还会继续向前运动,这是由于汽车具有 ,它的大小与汽车运动的速度 (选填“有关”或“无关”)。
3.投掷实心球是中考的体育项目之一,关于实心球惯性的说法正确的是 ( )
A.掷出后由于惯性继续向前运动
B.上升阶段惯性越来越小
C.上升到最高点时惯性为零
D.下降阶段受到惯性力而加速
4.惯性是物体的一种性质,关于惯性下列说法正确的是 ( )
A.物体只有运动时才具有惯性
B.物体只有受力作用时才具有惯性
C.汽车司机系安全带可以减小惯性
D.投出去的篮球能继续向前运动,是因为篮球具有惯性
考点二 惯性现象
5. (2024·青海中考)如图所示,航天员轻轻一推舱壁后,向相反的方向运动,航天员会继续运动是因为具有 。
6.小张同学行走时脚被石块绊了一下,身体向前倾倒。对此情景合理的解释是:小张原来相对于地面是运动的,当他的 (选填“脚”或“上身”)的运动状态突然改变时, ,所以身体向前倾倒。
7.如图所示,将筷子穿入土豆中,用手竖直提着筷子,使土豆和筷子静止在空中,接着用羊角锤多次竖直向下敲击筷子顶端后,下列选项中的情况可能出现的是 ( )
考点三 惯性的利用和防范
8.(2024·长春中考)生活中防止惯性带来危害的实例是 ( )
A.系安全带 B.向前泼水
C.掷实心球 D.跳远助跑
9.如图所示,我们常见到身上淋湿的小狗会甩动身体,将水甩飞,这主要是因为小狗在甩动身体的时候,身体上的水会跟着一起运动,而当身体的运动状态突然 时,身上的水由于 保持原来的运动状态,从身体上脱离,这其实是利用了 (选填“水”或“小狗”)的惯性。
10. (跨学科·日常生活)汽车已经成为日常生活中必不可少的交通工具,而汽车最基本的安全装置有头枕和安全带。如图所示,两辆同向行驶的汽车发生了“追尾”,汽车B刹车后由于 仍撞到汽车A,此时头枕对司机起保护作用的是 (选填“A”或“B”)车。
易错点 不能正确判断利用哪个物体(或物体哪一部分)的惯性
11.如图所示,有一装有部分液体的水瓶横放在桌面上,水瓶里有一气泡,当水瓶突然向右运动时,气泡向 (选填“左”或“右”)运动,其主要原因是 (选填“液体”或“气泡”)具有惯性。
【B层 能力提升】
12.(2024·牡丹江中考)下列运动场景中属于利用惯性的是 ( )
A.举重运动员用力将杠铃举起
B.田径运动员起跑时用力向后蹬地
C.标枪运动员投掷前向前助跑
D.百米运动员到达终点后不能立刻停下来
13. (多选)(2024·重庆质检)在火车的车厢内,有一个自来水龙头C。第一段时间内,水滴落在水龙头的正下方B点,第二段时间内,水滴落在B点的右方A点,如图所示,那么火车可能的运动是 (B、C)
A.先静止,后向右做加速运动
B.先做匀速运动,后做加速运动
C.先做匀速运动,后做减速运动
D.上述三种情况都有可能
14.(2023·苏州中考)两端开口的玻璃管,下端套有扎紧的气球,管中装有适量水,处于竖直静止状态(图甲)。手握管子突然 (选填“向上”或“向下”)运动时,气球突然变大(图乙),此时手对管子竖直向上的力 (选填“大于”“等于”或“小于”)管子总重,该现象的产生是由于 具有惯性。
15.(跨学科·日常生活)据报道,某市2路公交车行至一个十字路口,绿灯亮起时,突然有一名中年男子横穿马路,司机紧急刹车,有两名坐在座位上的乘客由于突然失去惯性,向前急冲而受伤……请你指出报道中存在的科学性错误是 ,支持你观点的证据是 。
16. (古人智慧)(2024·福州质检)如图所示是节选自我国古代科技著作《天工开物》中的“场中打稻”的部分情景,《天工开物》中对“场中打稻”有这样的描述:“其场中打稻之法,先将稻穗散于场上,以石碾之,或牛拖石碾碾之。然后将稻穗抓起,高举过顶,用力摔打在板壁上,使稻粒脱落。如此反复多次,直至稻粒全部脱落为止。”请你用所学的物理知识解释摔打稻穗时,稻粒被打脱落的原因。
17.(2024·晋中一模)在小组交流时,小明认为静止的物体没有惯性。请你自选物品设计实验,证明小明的观点是错误的。
(1)选用的器材: 。
(2)实验步骤及现象: 。
【C层 素养培优】
18.(1)如图甲所示,将实心铁球和等体积的乒乓球用细线悬挂在容器的盖上,向左推动容器的瞬间,观察到两球摆动方向相同,但细线偏离竖直方向的最大角度不同,且最大角度α β(选填“大于”或“小于”)。
(2)如图乙所示,再将细线一端系住乒乓球,另一端固定在容器底部,铁球用另一等长的细线悬挂在盖上,往容器中注满水,并盖上盖子。请你在图乙中画出向左推动容器的瞬间,两球在容器中的大致位置,两球这样的摆动,则可说明质量大的物体惯性 。 第2课时 惯性
【A层 基础必会】
考点一 惯性的理解
1.(跨学科·日常生活)公安交通管理部门要求小型客车的驾驶员和前排乘客必须使用安全带,万一发生碰撞时,使用安全带能对人体起到保护作用,在这一过程中,汽车的惯性大小 不变 ,乘客的惯性大小 不变 。(均选填“增大”“不变”或“减小”)
2.关闭发动机的汽车从斜坡上冲向地面道路,当汽车行驶至水平地面时,还会继续向前运动,这是由于汽车具有 惯性 ,它的大小与汽车运动的速度 无关 (选填“有关”或“无关”)。
3.投掷实心球是中考的体育项目之一,关于实心球惯性的说法正确的是 (A)
A.掷出后由于惯性继续向前运动
B.上升阶段惯性越来越小
C.上升到最高点时惯性为零
D.下降阶段受到惯性力而加速
4.惯性是物体的一种性质,关于惯性下列说法正确的是 (D)
A.物体只有运动时才具有惯性
B.物体只有受力作用时才具有惯性
C.汽车司机系安全带可以减小惯性
D.投出去的篮球能继续向前运动,是因为篮球具有惯性
考点二 惯性现象
5. (2024·青海中考)如图所示,航天员轻轻一推舱壁后,向相反的方向运动,航天员会继续运动是因为具有 惯性 。
6.小张同学行走时脚被石块绊了一下,身体向前倾倒。对此情景合理的解释是:小张原来相对于地面是运动的,当他的 脚 (选填“脚”或“上身”)的运动状态突然改变时, 上身由于惯性继续保持原来的运动状态 ,所以身体向前倾倒。
7.如图所示,将筷子穿入土豆中,用手竖直提着筷子,使土豆和筷子静止在空中,接着用羊角锤多次竖直向下敲击筷子顶端后,下列选项中的情况可能出现的是 (A)
考点三 惯性的利用和防范
8.(2024·长春中考)生活中防止惯性带来危害的实例是 (A)
A.系安全带 B.向前泼水
C.掷实心球 D.跳远助跑
9.如图所示,我们常见到身上淋湿的小狗会甩动身体,将水甩飞,这主要是因为小狗在甩动身体的时候,身体上的水会跟着一起运动,而当身体的运动状态突然 停止 时,身上的水由于 惯性 保持原来的运动状态,从身体上脱离,这其实是利用了 水 (选填“水”或“小狗”)的惯性。
10. (跨学科·日常生活)汽车已经成为日常生活中必不可少的交通工具,而汽车最基本的安全装置有头枕和安全带。如图所示,两辆同向行驶的汽车发生了“追尾”,汽车B刹车后由于 惯性 仍撞到汽车A,此时头枕对司机起保护作用的是 A (选填“A”或“B”)车。
易错点 不能正确判断利用哪个物体(或物体哪一部分)的惯性
11.如图所示,有一装有部分液体的水瓶横放在桌面上,水瓶里有一气泡,当水瓶突然向右运动时,气泡向 右 (选填“左”或“右”)运动,其主要原因是 液体 (选填“液体”或“气泡”)具有惯性。
【B层 能力提升】
12.(2024·牡丹江中考)下列运动场景中属于利用惯性的是 (C)
A.举重运动员用力将杠铃举起
B.田径运动员起跑时用力向后蹬地
C.标枪运动员投掷前向前助跑
D.百米运动员到达终点后不能立刻停下来
13. (多选)(2024·重庆质检)在火车的车厢内,有一个自来水龙头C。第一段时间内,水滴落在水龙头的正下方B点,第二段时间内,水滴落在B点的右方A点,如图所示,那么火车可能的运动是 (B、C)
A.先静止,后向右做加速运动
B.先做匀速运动,后做加速运动
C.先做匀速运动,后做减速运动
D.上述三种情况都有可能
14.(2023·苏州中考)两端开口的玻璃管,下端套有扎紧的气球,管中装有适量水,处于竖直静止状态(图甲)。手握管子突然 向上 (选填“向上”或“向下”)运动时,气球突然变大(图乙),此时手对管子竖直向上的力 大于 (选填“大于”“等于”或“小于”)管子总重,该现象的产生是由于 水 具有惯性。
15.(跨学科·日常生活)据报道,某市2路公交车行至一个十字路口,绿灯亮起时,突然有一名中年男子横穿马路,司机紧急刹车,有两名坐在座位上的乘客由于突然失去惯性,向前急冲而受伤……请你指出报道中存在的科学性错误是 失去惯性 ,支持你观点的证据是 任何物体在任何情况下都具有惯性 。
16. (古人智慧)(2024·福州质检)如图所示是节选自我国古代科技著作《天工开物》中的“场中打稻”的部分情景,《天工开物》中对“场中打稻”有这样的描述:“其场中打稻之法,先将稻穗散于场上,以石碾之,或牛拖石碾碾之。然后将稻穗抓起,高举过顶,用力摔打在板壁上,使稻粒脱落。如此反复多次,直至稻粒全部脱落为止。”请你用所学的物理知识解释摔打稻穗时,稻粒被打脱落的原因。
答:当摔打稻穗时,原来都是运动的,撞击板壁时,稻穗由运动变为静止,而稻粒由于惯性继续保持原来的运动状态,所以能将稻粒从稻穗上打落下来,这是利用稻粒的惯性。
17.(2024·晋中一模)在小组交流时,小明认为静止的物体没有惯性。请你自选物品设计实验,证明小明的观点是错误的。
(1)选用的器材: 玻璃杯、硬纸 。
(2)实验步骤及现象: ①将玻璃杯杯口朝上水平放置在展开的硬纸上;②快速将硬纸从杯底水平抽出;③观察到玻璃杯仍留在原位置,说明静止的玻璃杯具有惯性,则证明小明的观点是错误的(合理即可) 。
【C层 素养培优】
18.(1)如图甲所示,将实心铁球和等体积的乒乓球用细线悬挂在容器的盖上,向左推动容器的瞬间,观察到两球摆动方向相同,但细线偏离竖直方向的最大角度不同,且最大角度α 小于 β(选填“大于”或“小于”)。
(2)如图乙所示,再将细线一端系住乒乓球,另一端固定在容器底部,铁球用另一等长的细线悬挂在盖上,往容器中注满水,并盖上盖子。请你在图乙中画出向左推动容器的瞬间,两球在容器中的大致位置,两球这样的摆动,则可说明质量大的物体惯性 大 。
答:
点思路:(1)惯性的大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,物体的运动状态越难改变;(2)等体积的物体,密度越大,质量越大。
