第四章 牛顿运动定律
第一节 牛顿第一定律
基础过关练
题组一 伽利略的理想斜面实验
1.伽利略理想实验将可靠的事实和抽象思维结合起来,能更深刻地反映自然规律。有关的实验内容如下:
①减小第二个斜面的倾角,小球在这斜面上仍然能达到原来的高度;
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,小球沿水平面做持续的匀速运动。
请按实验先后顺序排列,并指出它究竟属于可靠事实,还是通过思维过程得出的推论。下列说法中正确的是( )
A.事实②、事实①、推论③、推论④
B.事实②、推论①、推论③、推论④
C.事实②、推论①、推论④、推论③
D.事实②、推论③、推论①、推论④
题组二 对运动与力关系的理解
2.关于运动和力的关系,下列说法中正确的是( )
A.力是维持物体运动的原因
B.力是使物体位移发生变化的原因
C.力是使物体速度发生变化的原因
D.作用在物体上的力突然消失,物体立即停止运动
3.在物理学发展史上,伽利略、牛顿等科学家为物理学的发展做出了巨大贡献。以下说法中符合伽利略和牛顿的观点的是( )
A.两物体从同一高度做自由落体运动,较轻的物体下落较慢
B.两匹马拉车比一匹马拉车跑得快,这说明物体受力越大,则速度就越大
C.人在沿直线加速前进的车厢内,竖直向上跳起后,将落在起跳点的后方
D.平直公路上行驶的汽车松开油门后会逐渐停下来,这说明静止状态才是物体不受力时的“自然状态”
题组三 对牛顿第一定律的理解
4.下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是( )
A.牛顿第一定律是根据伽利略的理想斜面实验直接得出的
B.牛顿第一定律可以用实验直接验证
C.理想实验的思维方法与质点概念的建立一样,都是一种科学的抽象思维方法
D.由牛顿第一定律可知,静止的物体一定不受外力作用
5.教科书中这样表述牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。其中“改变这种状态”指的是改变物体的( )
A.加速度 B.速度
C.质量 D.受力
6.关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A.力是维持物体运动的原因,没有受力的物体将保持静止
B.物体速度不断增大,表示物体必受力的作用
C.物体如果向正北方向运动,其所受外力方向必须指向正北
D.不受力的物体将保持静止状态或匀速直线运动状态,而受力的物体运动状态一定改变
题组四 惯性的理解及应用
7.下列关于惯性的说法正确的是( )
A.速度越大的物体越难让它停止运动,故速度越大,惯性越大
B.静止的物体惯性最大
C.不受外力作用的物体才有惯性
D.行驶车辆突然转弯时乘客向外侧倾倒,是由于人具有惯性
8.某同学到中国科技馆参观,看到了一个有趣的科学实验,一辆小火车在平直轨道上匀速行驶,突然从火车顶部的小孔中向上弹出一小球,该小球在空中运动,并恰好落回原来的孔中。下列说法中正确的是( )
A.相对于地面,小球做竖直上抛运动
B.相对于小火车,小球运动的轨迹是曲线
C.小球能落回小孔是因为小球在水平方向保持与小火车相同的速度
D.小球能落回小孔是因为小球在空中运动的过程中受到水平向前的力
9.一碗水置于火车车厢内的水平桌面上,当火车向右做匀减速运动时,水面形状接近于图中的( )
10.某同学根据如图所示的情况作出如下判断,正确的是( )
A.汽车处于减速运动状态或紧急刹车状态
B.汽车处于加速运动状态或紧急启动状态
C.乘客以自己为参考系可见其他乘客如此倾斜
D.利用惯性知识分析现象时,可把乘客视为质点
11.(多选)如图,圆柱形玻璃容器内装满液体静置于水平面上,容器中有a、b、c三个不同材质的物块,物块a、c均对容器壁有压力,物块b悬浮于容器内的液体中,忽略a、c与容器壁间的摩擦。现给容器施加一水平向右的恒力,使容器向右做匀加速直线运动。下列说法正确的是( )
A.三个物块将保持图中位置不变,与容器一起向右加速运动
B.物块a将相对于容器向右运动,最终与容器右侧壁相互挤压
C.物块b将相对于容器保持静止,与容器一起做匀加速运动
D.物块c将相对于容器向右运动,最终与容器右侧壁相互挤压
答案全解全析
第四章 牛顿运动定律
第一节 牛顿第一定律
基础过关练
1.D 伽利略理想实验的步骤: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,这是实验事实;③如果没有摩擦,小球将上升到释放时的高度,这是在没有摩擦的情况下的一个推论;①减小第二个斜面的倾角,小球在这斜面上仍然能达到原来的高度,这是在没有摩擦情况下的一个推论,减小倾角是为了在到达原来的高度时,小球运动更远的距离;④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,在没有摩擦的情况下,当第二个斜面水平时,小球将会一直匀速运动下去,表明运动不需要力来维持,这是推论。故选D。
2.C 力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因,故A错误。物体的位移发生变化,说明有速度,力是改变物体速度的原因,而不是维持速度的原因,故B错误,C正确;作用在物体上的力突然消失,物体将以力消失这一时刻的速度做匀速直线运动,若力消失这一时刻的速度为零,则保持静止,故D错误。
3.C 伽利略认为重物与轻物做自由落体运动时下落一样快,故A错误;力越大,物体运动的速度越大,不是伽利略、牛顿的观点,故B错误;人在沿直线加速前进的车厢内,竖直向上跳起后,人向前运动的速度等于起跳时车的速度,但车做加速运动,相同时间内车前进的位移大于人前进的位移,所以将落在起跳点的后方,符合牛顿的惯性理论,故C正确;D选项说明力是维持物体运动的原因,这是亚里士多德的观点,不是伽利略、牛顿的观点,故D错误。
4.C 牛顿第一定律是牛顿在伽利略等前人研究的基础上,根据逻辑推理总结得出的,是以实验为基础,但又不是完全通过实验得出,即不能用实验直接验证,故A、B错误。理想实验的思维方法与质点概念的建立一样,都是一种科学的抽象思维方法,C正确。由牛顿第一定律可知,静止的物体可能不受外力作用,也可能所受合力为零,D错误。
5.B 状态与时刻对应,过程与时间对应,“改变这种状态”是指改变物体的速度,B正确。
6.B 根据牛顿第一定律可知,力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因,不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态,故A错误,B正确;若物体向正北方向做匀速直线运动,则物体不受力或所受合外力为零,C错误;物体受到力的作用,若合外力为0,物体将保持原来的运动状态不变,故D错误。
7.D 质量是惯性大小的唯一量度,质量越大,惯性越大,与物体的速度、运动状态等均无关,A、B错误;惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都有惯性,C错误;行驶车辆突然转弯时,乘客的下半身随车运动,由于惯性上半身继续向前运动,所以乘客向外倾倒,D正确。故选D。
8.C 相对于地面,小球在水平方向有位移,不是做竖直上抛运动,A错误;相对于小火车,小球始终在小火车的正上方,做直线运动,B错误;小球能落回小孔是因为小球具有惯性,在水平方向保持与火车相同的速度,其在水平方向不受外力作用,C正确,D错误。
9.A 当火车向右做匀减速运动时,由于惯性,碗内的水保持原来较大的速度向右运动,只有图A所示的情形符合要求,故A正确。
10.A 由题图可知,乘客和司机身体向汽车运动方向倾倒,说明汽车处于减速运动状态或紧急刹车状态,A正确,B错误;乘客以自己为参考系时,他观察到其他乘客的倾斜程度比题图中的倾斜程度要小,C错误;利用惯性知识分析现象时,乘客身体各部分的运动差异不可忽略,所以不能把乘客视为质点,D错误。
11.CD 由题意可知,c浮在容器上面,对上壁有压力,可知c排开液体的质量大于本身的质量;同理可知b排开液体的质量等于本身的质量,a排开液体的质量小于本身的质量。当容器向右加速运动时,由牛顿第一定律可知,物块a将相对于容器向左运动,最终与容器左侧壁相互挤压;物块b将相对于容器保持静止,与容器一起做匀加速运动;对于物块c,因相等体积的液体将相对容器向左运动,导致c将相对于容器向右运动,最终与容器右侧壁相互挤压(可将c想象为一个小气泡),故选C、D。
8(共6张PPT)
第一节 牛顿第一定律
历史上关于运动和力的关系的认识
1.亚里士多德的观点:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体
就会停下来,即力是维持物体运动的原因。
2.伽利略的探索:伽利略的斜面实验
实验 事实 如图所示,AB、BC是两个对接的斜面,让小球从斜面AB的某高度由静止滚下,小球将滚上斜面BC,所到达的高度略低于在AB上释放时的高度
推理1 若两个斜面均光滑,则小球在斜面BC上将上升到原来释放时的高度
推理2 若减小右侧斜面的倾角(例如BD或BE),则小球在右侧的斜面上仍会达到原来释放时的高度,且在右侧斜面上将滚得更远
推理3 若继续减小右侧斜面的倾角,直至变成水平面(例如BF),则小球将无法达到原来释放时的高度,将以恒定的速度在无限长的水平面上永远运动下去
结论 物体的运动不需要力来维持,即力不是维持物体运动的原因
局限 (1)接触面不可能光滑;(2)水平面不可能无限长
牛顿第一定律与惯性
1.牛顿第一定律
内容 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止
意义 (1)揭示了一切物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,因此又叫惯性定律。
(2)揭示了一切物体在不受力(或所受合外力为零)时的运动状态:匀速直线运动状态或静止状态。
(3)揭示了运动和力的关系,纠正了“力是维持物体运动的原因”的错误观点,明确指出了力是改变物体运动状态的原因,进而说明了力是使物体产生加速度的原因
2.惯性
概念 物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,叫作惯性。惯性是物体的固有属性
表现 形式 (1)当物体不受外力(或所受合外力为零)时,惯性表现为保持原来的运动状态不变。
(2)当物体受外力作用时,惯性表现为改变运动状态的难易程度
量度 质量是物体惯性大小的唯一量度,质量大惯性大,质量小惯性小
知识辨析
判断正误,正确的画“√”,错误的画“ ”。
1.伽利略的理想斜面实验是不科学的假想实验。 ( )
2.乒乓球可以快速抽杀是因为乒乓球的惯性小。 ( )
3.百米赛跑中的运动员,其速度越大,惯性就会越大。 ( )
√
