粤教版物理必修1课时训练 17伽利略的理想实验与牛顿第一定律

课时训练17　伽利略的理想实验与牛顿第一定律
基础夯实
1.下列对运动的认识不正确的是(　　)
A.亚里士多德认为物体的自然状态是静止的,只有当它受到力的作用才会运动
B.伽利略认为力不是维持物体速度的原因
C.牛顿认为力的真正效应是改变物体的速度,而不仅仅是使之运动
D.伽利略根据理想实验推出,如果没有摩擦,在水平面上的物体,一旦具有某一个速度将保持这个速度继续运动下去
答案:A
解析:伽利略、牛顿对运动的认识是正确的,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,即改变速度的原因.
2.伽利略的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,有关的实验程序内容如下:
①减小第二个斜面的倾角,小球在这个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,小球将上升到释放时的高度
④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成为水平面,小球将沿水平面做持续的匀速运动
请按先后次序排列,并指出它究竟属于可靠的事实,还是通过抽象思维得出的推论,下列选项正确的是(圆圈内数字表示上述程序的号码)(　　)
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③→推论①→推论④
D.事实②→推论①→推论④→推论③
答案:C
解析:以②为事实,减小摩擦,则小球上升到另一斜面的高度增加;如果没有摩擦,小球将上升到释放时的高度,推理得出结论③;减小第二个斜面的倾角,小球仍将到达释放的高度,得到结论①;继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成为水平面,小球将达不到释放时的高度,故将沿水平面持续运动,推理得结论④.
3.关于惯性的大小,下列说法中正确的是(　　)
A.高速运动的物体不容易停下来,所以物体运动速度越大,惯性越大
B.用相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体,则难以推动的物体惯性大
C.两个物体只要质量相同,那么惯性就一定相同
D.在月球上举重比在地球上容易,所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小
答案:C
解析:由于质量是物体惯性大小的唯一量度,而质量又是物体的固有属性,不会因为运动状态的改变而改变,也不会因为受到外力作用及空间位置的变化而变化,所以A、B、D项错误.
4.(多选)一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶,下列关于车速、惯性、质量和滑行距离的讨论,正确的是(　　)
A.车速越大,它的惯性越大
B.质量越大,它的惯性越大
C.车速越大,刹车后滑行的距离越长
D.车速越大,刹车后滑行的距离越长,所以惯性越大
答案:BC
解析:由牛顿第一定律知,质量是物体惯性大小的唯一量度,故A、D错,B对;车速越大,由s=知滑行的距离越长,C对.
5.关于力和运动的关系,下列说法中正确的是(　　)
A.物体不受任何外力作用时,一定保持静止
B.物体不受任何外力作用时,一定保持匀速直线运动
C.物体做曲线运动,一定受到了力的作用
D.物体受到力的作用才能向前运动
答案:C
解析:根据牛顿第一定律,力的作用效果是改变物体的运动状态,如果物体不受任何外力,它的运动状态是不会改变的,也就是保持原有的运动状态不变,原来是静止的仍保持静止,原来运动的就保持匀速直线运动,选项A、B错误;物体运动是不需要力来维持的,选项D错误;物体做曲线运动,速度方向发生了变化,物体运动状态发生了改变,一定受到了力的作用,选项C正确.
6.如果正在做自由落体运动的物体所受重力突然消失,那么它的运动状态应该是(　　)
A.悬浮在空中不动
B.运动速度逐渐减小
C.做竖直向下的匀速直线运动
D.以上三种情况都有可能
答案:C
解析:做自由落体运动的物体仅受重力作用,如果重力突然消失,它就不受外力作用,应该保持重力消失时的运动状态,所以该物体应该做竖直向下的匀速直线运动.
7.(多选)下列说法中正确的是(　　)
A.在一条直线上运动的物体,其运动状态一定不变
B.在圆周上运动的物体,其运动状态一定改变
C.物体的运动状态不变,物体一定做直线运动
D.物体的运动状态发生了变化,物体一定做变速运动
答案:BD
解析:运动状态变化即速度大小或方向变化,加速度不为零.
8.(多选)以下各说法中正确的是(　　)
A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律
B.不受外力作用时,物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性
C.在水平地面上滑动的木块最终停下来是由于没有外力维持木块运动的结果
D.物体运动状态发生变化时,物体不一定受到外力的作用
答案:AB
解析:根据牛顿第一定律内容的第一句可知,A是正确的.物体在不受外力的理想状态下,物体保持匀速直线运动或静止状态.当有外力作用时,物体的惯性是通过运动状态改变的难易来体现.
能力提升
9.如图是一种汽车安全带控制装置的示意图,当汽车处于静止或匀速直线运动状态时,摆锤竖直悬挂,锁棒水平,棘轮可以自由转动,安全带能被拉动.当汽车突然刹车时,摆锤由于惯性绕轴摆动,使得锁棒锁定棘轮的转动,安全带不能被拉动.若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置,汽车的可能运动方向和运动状态是(　　)(导学号51090147)
A.向右行驶、突然刹车
B.向左行驶、突然刹车
C.向左行驶、匀速直线运动
D.向右行驶、匀速直线运动
答案:A
解析:当汽车匀速运动时,摆锤与转轴相对静止,摆锤不会摆动,选项C、D错误;当汽车向右行驶,突然刹车时,转轴随汽车一起减速,由于惯性,摆锤以原速度向前运动,故会出现题图所示的情景,选项A正确;同理,当汽车向左行驶,突然刹车时,摆锤将会向左摆动,选项B错误.
10.
(多选)如图所示,重球系于绳DC下端,重球下再系一根同样的绳BA,下列说法正确的是(　　)(导学号51090148)
A.在绳的A端缓慢增加拉力,结果CD绳被拉断
B.在绳的A端缓慢增加拉力,结果AB绳被拉断
C.在绳的A端突然猛地一拉,结果AB绳被拉断
D.在绳的A端突然猛地一拉,结果CD绳被拉断
答案:AC
解析:
重球受力如图所示,在绳的A端缓慢增加拉力,使得重球有足够的时间发生微小的位移,以致CD绳的拉力FT2逐渐增大,这个过程进行缓慢,可以认为重球始终处于平衡状态,即FT2=FT1+mg,随着FT1增大,FT2也增大且FT2总是大于FT1,所以CD绳被拉断,选项A正确,选项B错误.若在A端猛拉,由于重球质量很大,力的作用时间极短,由于惯性,重球向下的位移极小(可以看成运动状态未来得及改变),以致上段绳的拉力几乎未增加,FT1已达到极限程度,故AB绳先断,选项C正确,选项D错误.
11.如图,当车子在急速转弯时,车中的人会有什么感觉
答案:当车转弯时,车中的人会感到被向外甩.
解析:当车在平直公路上匀速行驶时,人和车在左右方向上速度都为零.当车子急速转弯时,车在左右方向上的速度发生变化,人由于惯性而保持原来直行方向上的速度,所以人感觉被向外甩.
12.在路上奔跑的人被绊倒时总是向前趴着倒下,而慢走的人在滑倒时多是向后仰着摔倒,如图所示,试分析其原因.(导学号51090149)
答案:见解析:
解析:路上奔跑的人被绊倒时,首先是人的脚由于受力而停止向前运动,而人的上半身由于惯性仍要前进,所以人总是向前趴着倒下.慢走的人,由于踏上光滑地面时,脚所受阻力突然减小,脚的速度加快,而人的上半身由于惯性仍将维持原来较慢的速度,所以人将向后仰倒.
13.找两个相同的瓶子,瓶中盛满清水,用细绳分别系一铁球、一泡沫塑料球置于水中,使铁球悬挂、塑料球悬浮,如图甲所示.当瓶子突然向右运动时(有向右的加速度),观察两个球的运动状态.看到的现象也许会让你惊讶,小铁球的情况正如你所预想的一样,相对瓶子向左运动,但塑料球却相对瓶子向右运动,如图乙所示.为什么会这样呢 (导学号51090150)
答案:见解析:
解析:因为相同体积的水和球的质量不相同,质量越大,运动状态越难以改变,故铁球运动状态的改变比瓶子(及瓶子中的水)慢,所以铁球会相对瓶子向左偏;同体积的水比塑料球的质量大,惯性大,运动状态不易改变,因而把塑料球挤向右侧,所以塑料球会相对瓶子向右偏.