牛顿第一定律
一、牛顿第一定律
1.根据实验事实和合理的理论推理来揭示自然规律是科学研究的重要方法.如图所示,从斜面上同一高度释放一个小车,观察小车在水平面上的运动情况,并做出合理的推理,小明同学给出了如下的一些表述: ①在木板表面的水平面上,小车运动路程较长 ②如果在没有摩擦的水平面上,小车将做匀速直线运动 ③如果在较光滑的水平面上,小车运动路程很长 ④在铺有棉布的水平面上,小车运动路程较短 ⑤在铺有毛巾的水平面上,小车运动路程很短 为揭示小车以一定的速度在水平面滑行的规律,下面的判断和排列次序正确的是( )
A. 事实①④⑤,推论②③ B. 事实⑤④①,推论③②
C. 事实①②③,推论④⑤ D. 事实①③②,推论⑤④
2.(多选题)如图所示的是探究阻力对物体运动影响的实验,下列说法中正确的是( )
A. 三次实验要让同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由下滑
B. 实验表明小车所受阻力越大,滑行距离越短
C. 在毛巾表面小车速度减小得最快
D. 实验表明力是使物体运动的原因
3.下列物体的运动状态没有发生改变的是( )
A. 正在跑道上滑行欲起飞的飞机 B. 座钟里摆来摆去的摆锤
C. 正在刹车的汽车 D. 在平直轨道上匀速行驶的汽车
4.关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A. 它表明了力是维持物体运动状态的原因
B. 它表明了物体具有保持原来运动状态的性质
C. 它表明了改变物体的运动状态并不需要力
D. 由于现实世界不存在牛顿第一定律所描述的物理过程,所以牛顿第一定律没有用处
5.质量为M的滑块甲和质量为m的滑块乙(M>m),先后从同一光滑斜面的相同高度处由静止滑下,然后沿同一光滑水平面继续运动.假设水平面足够长,那么两个滑块在光滑水平面上运动的过程中,它们之间的距离将( )
A. 逐渐变长B. 逐渐变短C. 保持不变D. 以上情况都有可能
6.刘伟同学为了探究“运动和力的关系”,设计了如图所示的斜面实验. (1)为了使小车在滑到水平面时的初速度相同,在实验中刘伟让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下,刘伟采用的研究问题的方法是 ______ . (2)从甲、乙、丙三次实验小车所停位置情况看, ______ 图中小车所受阻力最大. (3)刘伟从实验推理可知,若水平面绝对光滑,则运动的小车会在水平面上做 ______ 运动. (4)牛顿在前人研究成果的基础上,总结处牛顿第一定律,它的内容是: ______ .
7.如图所示的小车实验,表面越粗糙,小车受到的摩擦阻力 ______ ,它的速度减小得 ______ ;表面越光滑,摩擦阻力 ______ ,它的速度减小得 ______ ,当小车受到的摩擦阻力为零时,它将做 ______ 运动,通过进一步推理得到牛顿第一定律,物体不受力时将做 ______ 或 ______ 状态.
二、惯性
1.关于惯性,下面说法正确的是( )
A. 一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止或匀速直线运动状态,叫做惯性
B. 射出的子弹离开枪口后,仍然继续高速前进,是因为子弹受到惯性的作用
C. 汽车关闭发动机后仍能继续前进是由于汽车的惯性大于它所受到的阻力
D. 系安全带可以减少驾驶员由于惯性带来的伤害
2.在匀速向前行驶火车中一位乘客,他若竖直向上跳起(若不计空气阻力),则他应落在起跳位置的( )
A. 前方 B. 原地 C. 后方 D. 以上三种都有可能
3.在运动会上,运动员投出去的铅球能继续运动,是因为铅球具有 ______ 的缘故.
4.如图(a)所示,盛有水的烧杯随小车一起水平向右做匀速直线运动,当烧杯中的水面出现如图(b)所示的状态时,则小车此时正在做 ______ (选填“加速”、“减速”或“匀速”)运动.
5.如图所示,运输液体货物的槽车,液体上有气泡,当车突然刹车时,气泡将向车 ______ 运动,其原因是 ______ 具有较大惯性.
三、惯性的利用和防止
1.下列现象中,不能用惯性知识解释的是( )
A. 手上有水,甩一甩手,就能把水甩掉
B. 在水平操场上滚动的足球,最终要停下来
C. 锤头松了,把锤柄的一端在物体上撞击几下,锤头就能套紧在锤柄上
D. 子弹从枪膛里射出后,虽然不在受到火药的推力,但是仍然向前运动
2.惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性.如图所示的四种物体中,惯性最大的是( )
A. 奔驰的骏马 B. 漂浮的热气球 C. 树枝上的小鸟 D. 缓慢进站的动车
3.下列事例中,需要防止惯性带来危害的是( )
A. 人蹬冰面后可继续滑行B. 突然刹车人会前倾C. 离弦的箭继续飞行D. 敲击锤柄套紧锤头
4.生活中有许多事利用了惯性,下列事例利用惯性的一组是( ) ①火车进站时,撤去动力,仍能进站 ②河里嬉水的鸭子上岸后,用力抖动翅膀,把身上水抖掉 ③汽车行驶时,司机系着安全带 ④锤头松了,把锤柄的一端在地上撞击几下就紧了
A. ①②③ B. ①③④ C. ②③④ D. ①②④
牛顿第一定律
一、牛顿第一定律
1.根据实验事实和合理的理论推理来揭示自然规律是科学研究的重要方法.如图所示,从斜面上同一高度释放一个小车,观察小车在水平面上的运动情况,并做出合理的推理,小明同学给出了如下的一些表述: ①在木板表面的水平面上,小车运动路程较长 ②如果在没有摩擦的水平面上,小车将做匀速直线运动 ③如果在较光滑的水平面上,小车运动路程很长 ④在铺有棉布的水平面上,小车运动路程较短 ⑤在铺有毛巾的水平面上,小车运动路程很短 为揭示小车以一定的速度在水平面滑行的规律,下面的判断和排列次序正确的是( )
A. 事实①④⑤,推论②③ B. 事实⑤④①,推论③②
C. 事实①②③,推论④⑤ D. 事实①③②,推论⑤④
【答案】B
【解析】解: 由题中的表述可知,可以通过实验观察到的现象是①④⑤,由推理得出的结论是②③; 该实验的思路是让小车从斜面的同一高度下滑(控制小车到达平面时的初速度相同),然后逐步减小平面的粗糙程度,观察小车滑行的距离,进而推测出平面较光滑和绝对光滑时,小车的滑行情况,最后总结得出结论; 根据这个思路可知,实验操作(事实)的排序为⑤④①;推论的排序为③②,所以排列次序正确的是B. 故选B.
2.(多选题)如图所示的是探究阻力对物体运动影响的实验,下列说法中正确的是( )
A. 三次实验要让同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由下滑
B. 实验表明小车所受阻力越大,滑行距离越短
C. 在毛巾表面小车速度减小得最快
D. 实验表明力是使物体运动的原因
【答案】ABC
【解析】解:A、探究阻力对物体运动影响的实验时,要控制小车滑到水平面时的速度相同,故三次实验要让同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由下滑,故A正确; B、毛巾、棉布、木板对小车的阻力逐渐变小,运动的距离变小,故实验表明小车所受阻力越大,滑行距离越短,故B正确; C、在毛巾表面小车运动的距离最短,因初速度相同,故速度减小得最快,故C正确; D、力是改变物体运动状态的原因,而不是使物体运动的原因,根据牛顿第一定律,物体的运动不需要力去维持,故D错误. 故选ABC.
3.下列物体的运动状态没有发生改变的是( )
A. 正在跑道上滑行欲起飞的飞机 B. 座钟里摆来摆去的摆锤
C. 正在刹车的汽车 D. 在平直轨道上匀速行驶的汽车
【答案】D
【解析】解:A、正在跑道上滑行欲起飞的飞机,速度越来越快,所以物体的运动状态改变,不符合题意. B、座钟里摆来摆去的摆锤,速度和方向不停地改变,所以物体的运动状态改变,不符合题意. C、正在刹车的汽车,速度越来越慢,所以物体的运动状态改变,不符合题意. D、在平直轨道上匀速行驶的汽车,汽车的运动快慢和运动方向都不改变,物体的运动状态没有发生改变,符合题意. 故选D.
4.关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A. 它表明了力是维持物体运动状态的原因
B. 它表明了物体具有保持原来运动状态的性质
C. 它表明了改变物体的运动状态并不需要力
D. 由于现实世界不存在牛顿第一定律所描述的物理过程,所以牛顿第一定律没有用处
【答案】B
【解析】解:AC、由牛顿第一定律可得,力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因,即维持物体运动不需要力,但改变物体运动状态必须要有力,故AC错误; B、牛顿第一定律表明,物体在不受外力时总保持静止或匀速直线运动状态,因此,说明物体肯有保持原有运动状态不变的性质,故B正确; D、牛顿第一定律是通过科学推理得出的,但其推论都得到了实践的验证,有着非常重大的现实意义,故D错误. 故选B.
5.质量为M的滑块甲和质量为m的滑块乙(M>m),先后从同一光滑斜面的相同高度处由静止滑下,然后沿同一光滑水平面继续运动.假设水平面足够长,那么两个滑块在光滑水平面上运动的过程中,它们之间的距离将( )
A. 逐渐变长B. 逐渐变短C. 保持不变D. 以上情况都有可能
【答案】C
【解析】解:滑块M、m先后从同一光滑斜面的同一高度下滑,则滑块M、m到达水平面上时的速度相等;然后沿同一光滑水平面继续运动,光滑平面不受摩擦力,则两滑块均做匀速直线运动,由于速度相等,相同时间内通过的路程相等,所以它们之间的距离将保持不变. 故选C.
6.刘伟同学为了探究“运动和力的关系”,设计了如图所示的斜面实验. (1)为了使小车在滑到水平面时的初速度相同,在实验中刘伟让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下,刘伟采用的研究问题的方法是 ______ . (2)从甲、乙、丙三次实验小车所停位置情况看, ______ 图中小车所受阻力最大. (3)刘伟从实验推理可知,若水平面绝对光滑,则运动的小车会在水平面上做 ______ 运动. (4)牛顿在前人研究成果的基础上,总结处牛顿第一定律,它的内容是: ______ .
【答案】控制变量法;甲;匀速直线;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,除非作用在它上面的力迫使它改变这种运动状态
【解析】解:(1)让小车每次从斜面的同一高度由静止开始滑下,这样做是为了使小车到达水平面时的机械能相同,速度相同;采用的方法是控制变量法; (2)在这三次实验中,小车在毛巾表面上运动的距离最短,这是因为毛巾表面最粗糙,小车在该表面受到的阻力最大; (3)若水平面绝对光滑,小车在水平方向上不受力的作用,小车的运动状态将不发生改变,小车将保持原来的速度进行匀速直线运动; (4)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,除非作用在它上面的力迫使它改变这种运动状态,这就是牛顿第一定律,也叫惯性定律. 故答案为:(1)控制变量法;(2)甲;(3)匀速直线;(4)一切物体在没有受到力的作用时,
7.如图所示的小车实验,表面越粗糙,小车受到的摩擦阻力 ______ ,它的速度减小得 ______ ;表面越光滑,摩擦阻力 ______ ,它的速度减小得 ______ ,当小车受到的摩擦阻力为零时,它将做 ______ 运动,通过进一步推理得到牛顿第一定律,物体不受力时将做 ______ 或 ______ 状态.
【答案】大;快;小;慢;匀速直线;匀速直线运动;保持静止
【解析】解:物体间接触面越粗糙,小车受摩擦力就越大,通过实验分析可得,阻力越大,小车滑动的越近,速度减小的快; 同理,表面越光滑,摩擦阻力小,它的速度减小的慢. 如果没有摩擦力,小车将做匀速直线运动. 通过进一步推理得到牛顿第一定律,物体不受力时将做匀速直线运动或保持静止状态; 故答案为:大;快;小;慢;匀速直线;匀速直线运动;保持静止 (1)在阻力对物理运动影响的实验中,涉及多变量问题,应采用控制变量法; (2)为了让小车在到达水平面时能获得相同的动能,必须控制小车的释放高度相同;为了研究阻
二、惯性
1.关于惯性,下面说法正确的是( )
A. 一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止或匀速直线运动状态,叫做惯性
B. 射出的子弹离开枪口后,仍然继续高速前进,是因为子弹受到惯性的作用
C. 汽车关闭发动机后仍能继续前进是由于汽车的惯性大于它所受到的阻力
D. 系安全带可以减少驾驶员由于惯性带来的伤害
【答案】D
【解析】解:A、物体在任何情况下都有惯性,受力时也能保持原来的运动状态,故A错误. B、子弹离开枪口时,仍能高速前进是因为子弹由于惯性保持原来的运动状态,而不能说受到惯性的作用,故B错误. C、汽车关闭发动机后,由于惯性能保持原来的运动状态而继续前进,但惯性不是力,不能与阻力比较大小,故C错误. D、系安全带可以减少当紧急刹车时,驾驶员由于惯性向前倾而带来的伤害.故D正确. 故选D.
2.在匀速向前行驶火车中一位乘客,他若竖直向上跳起(若不计空气阻力),则他应落在起跳位置的( )
A. 前方 B. 原地 C. 后方 D. 以上三种都有可能
【答案】B
【解析】解:火车匀速直线运动时,人从车厢地板上竖直向上跳起时,由于惯性仍然保持与汽车相同的运动速度和运动方向,所以会落回原处. 故选B.
3.在运动会上,运动员投出去的铅球能继续运动,是因为铅球具有 ______ 的缘故.
【答案】惯性
【解析】解:运动员把铅球投出后,由于惯性,铅球在空中仍然保持原来的运动状态. 故答案为:惯性.
4.如图(a)所示,盛有水的烧杯随小车一起水平向右做匀速直线运动,当烧杯中的水面出现如图(b)所示的状态时,则小车此时正在做 ______ (选填“加速”、“减速”或“匀速”)运动.
【答案】减速
【解析】解:如图,原来水在烧杯里和车一起向右匀速直线运动,现在水由于惯性保持原来的运动状态,水面向右倾,说明车在减速. 故答案为:减速.
5.如图所示,运输液体货物的槽车,液体上有气泡,当车突然刹车时,气泡将向车 ______ 运动,其原因是 ______ 具有较大惯性.
【答案】后;液体
【解析】解:当车突然刹车时,液体由于惯性要保持原来的运动状态,故液体相对车向前运动,故会将气泡挤向后方. 故答案为:后;液体. 解决此题要知道惯性是物体固有的属性,一切物体在任何情况下都有惯性;运输车内的水有质量,所以会有惯性,即有保持原来的运动状态的性质,液体中的气泡因此会由于水的运动而运动. 惯性是物体本身具有的保持原来运动状态不变的一种性质,会利用惯性解释一些生活现象.
三、惯性的利用和防止
1.下列现象中,不能用惯性知识解释的是( )
A. 手上有水,甩一甩手,就能把水甩掉
B. 在水平操场上滚动的足球,最终要停下来
C. 锤头松了,把锤柄的一端在物体上撞击几下,锤头就能套紧在锤柄上
D. 子弹从枪膛里射出后,虽然不在受到火药的推力,但是仍然向前运动
【答案】B
【解析】解:A、手上有水,用力甩手,手与水一起运动,受突然停止运动,而水由于惯性要继续运动,从而与手脱离,把手上的水珠甩掉,利用了惯性,故A错误; B、水平操场上滚动的足球,运动的物体由于惯性会继续运动,最终要停下来,这是由于受到摩擦阻力的作用而造成的,即说明了力可以改变物体的运动状态,故B正确; C、锤头松了,把锤柄的一端在物体上撞击几下,锤头就能紧套在锤柄上,这是由于惯性的原因,故C错误; D、子弹从枪膛里射出后,虽然不再受到火药的推力,但是仍然向前,这是由于惯性的原因,故D错误. 故选B.
2.惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性.如图所示的四种物体中,惯性最大的是( )
A. 奔驰的骏马 B. 漂浮的热气球 C. 树枝上的小鸟 D. 缓慢进站的动车
【答案】D
【解析】解:奔跑的骏马、漂浮的热气球、树枝上的小鸟、缓缓进站的动车中,火车的质量最大,质量大的物体惯性就大,惯性大小和物体的运动速度无关,D符合题意; 故选D.
3.下列事例中,需要防止惯性带来危害的是( )
A. 人蹬冰面后可继续滑行B. 突然刹车人会前倾C. 离弦的箭继续飞行D. 敲击锤柄套紧锤头
【答案】B
【解析】解: A、人蹬冰面后可继续滑行,属于利用惯性,故A不合题意; B、突然刹车人会前倾,需要防止惯性带来危害.故B符合题意. C、拍离弦的箭继续飞行,是利用惯性;故C不合题意. D、敲击锤柄套紧锤头,是利用惯性;故D不合题意. 故选B.
4.生活中有许多事利用了惯性,下列事例利用惯性的一组是( ) ①火车进站时,撤去动力,仍能进站 ②河里嬉水的鸭子上岸后,用力抖动翅膀,把身上水抖掉 ③汽车行驶时,司机系着安全带 ④锤头松了,把锤柄的一端在地上撞击几下就紧了
A. ①②③ B. ①③④ C. ②③④ D. ①②④
【答案】D
【解析】解:①火车进站前,撤去动力,由于惯性仍能进站,故是利用惯性; ②鸭子抖动翅膀,水由于惯性而被抖掉,故是利用惯性; ③汽车如果刹车时,人具有惯性,会保持原来的速度向车窗冲去,故为了防止这种现象,人要系安全带,为防止惯性带来的危害,而非应用; ④将锤子的木柄在硬地上撞击几下,锤头便套紧了,是利用了锤头的惯性,使锤头套在锤柄上. 综上所述,利用惯性的是①②④. 故选D.