第4章 1
基础夯实
1．(宁波市09－10学年高一上学期期末)如图所示，某同学朝着列车行进方向坐在车厢中，水平桌面上放有一静止的小球．突然，他发现小球相对桌面向后滚动，则可判断( )
A．列车在刹车
B．列车在做加速直线运动
C．列车在做减速直线运动
D．列车在做匀速直线运动
答案：B
解析：由于惯性列车加速前进时小球相对桌面向后运动，故B项正确．
2．关于伽利略理想实验，下列说法正确的是( )
A．完全是理想的，没有事实为基础的
B．是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映自然规律的
C．没有事实为基础，只有理想推理
D．以上说法都不对
答案：B
解析：真实的实验是一种实践的活动，是可以通过一定的实验器材和实验方法而实现的实验．“理想实验”是一种思维活动，是人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”．“理想实验”并不是脱离实际的主观臆想，它是以实践为基础的，是在真实的科学实验的基础上抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，是以一定的逻辑法则为依据的，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．理想实验可以深刻地揭示自然规律．
3．人从行驶的汽车上跳下来后容易( )
A．向汽车行驶的方向跌倒
B．向汽车行驶的反方向跌倒
C．向车右侧方向跌倒
D．向车左侧方向跌倒
答案：A
解析：人从车上跳下来时，脚和地面接触时，因摩擦而停止运动，身体由于惯性而继续向前运动．故容易向车行驶的方向跌倒．
4．火车在平直轨道上匀速直线前进，在密封的没有空气流动的车厢内点燃了一支卫生香，则车里乘客看到卫生香所冒出的烟的运动情况应是( )
A．一边上升一边向前飘
B．一边上升一边向后飘
C．只是上升不向任何一边飘
D．无法确定
答案：C
解析：我们看到的烟是由一些极小的颗粒组成的，由于上、下空气温度的不同，烟上升．而刚冒出的烟在离开卫生香时已 具有和车同样的速度，故烟竖直上升．
5．(安徽阜阳一中09－10学年高一上学期期末)下列说法正确的是( )
A．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因
B．笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献
C．公交车突然刹车时乘客身体会倾斜，说明乘客有惯性公交车没有惯性
D．汽车的速度越大刹车时越难停下来，说明汽车的惯性大小与速度有关
答案：B
6．科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段．在研究和解决问题过程中，不仅需要相应的知识，还要注意运用科学方法．理想实验有时更能深刻地反映自然规律．伽利略设想了一个理想实验，如图所示，其中有一个是经验事实，其余是推论．
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运动．
下列关于事实和推论的分类正确的是( )
A．①是事实，②③④是推论
B．②是事实，①③④是推论
C．③是事实，①②④是推论
D．④是事实，①②③是推论
答案：B
解析：伽利略的理想实验是以经验事实为基础，设想实验步骤和过程，运用分析推理得出结论的，之所以称之为理想实验，是因为实验的结果是无法用实际的实验进行验证的，但是，分析推理的过程是合乎逻辑的，是严密的，是对实验过程的科学的抽象，因此得出的结论是对客观世界真实的反映，题给实验的四个步骤中，只有②是经验事实，其余是推论，分类正确的选项是B项．
7．有一仪器中的电路如下图所示，其中M是质量较大的一个金属块，两端和弹簧相连接，将该仪器固定在一辆汽车上，当汽车启动时，哪只灯亮？当汽车急刹车时，哪只灯亮？为什么？
答案：当汽车启动时，绿灯亮；当汽车急刹车时，红灯亮．
8．甲运动员在球场上得到篮球之后，甲、乙以相同的速度并排向同一方向奔跑，如图所示．甲运动员要将球传给乙运动员，不计阻力，他应将球向什么方向抛出？
解析：甲把球抛出时，球会具有甲前进方向的速度以及抛出方向的速度，因此要想让乙接住应沿图中箭头3所指的方向．
能力提升
1．(唐山市09－10学年高一上学期期末)2009世界女子冰壶锦标赛决赛中，中国女队以8比6战胜瑞典队，夺得冠军．某同学研究中国女队最后一次投出冰壶的运动，其受力与运动状态之间关系的说法中正确的是( )
A．只要冰壶的运动状态发生变化，必然受到外力的作用
B．冰壶之所以能停下来，是因为没有外力来维持它的运动状态
C．冰壶惯性的大小与其运动速度大小有关
D．冰壶不受外力作用时，其运动速度不断减小
答案：A
2．如图所示，在一辆表面光滑足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)，两小球原来随车一起运动．当车突然停止时，如不考虑其他阻力，则两个小球( )
A．一定相碰 B．一定不相碰
C．不一定相碰 D．无法确定
答案：B
解析：因小车表面光滑，因此球在水平方向上没有受到外力作用．原来两球与小车有相同速度，当车突然停止时，由于惯性，两小球的速度不变，所以不会相碰．
3．在向前行驶的客车上驾驶员和乘客的身体姿势如图所示，则对客车运动情况的判断正确的是( )
A．客车一定做匀加速直线运动
B．客车一定做匀速直线运动
C．客车可能是突然减速
D．客车可能是突然加速
答案：C
4．如图所示，重球系于线DC下端，重球下再系一根同样的绳BA，下列说法正确的是( )
A．在绳的A端缓慢增加拉力，结果CD绳先断
B．在绳的A端缓慢增加拉力，结果AB绳先断
C．在绳的A端突然猛一拉，结果AB绳先断
D．在绳的A端突然猛一拉，结果CD绳先断
答案：AC
解析：受力如图所示，在绳的A端缓慢增加拉力，使得重球在足够的时间发生了微小的位移，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，A项对，B项错．
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，故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，C项正确，D项错误．
5．如右图所示，A是用绳拴在车厢底部上的氢气球，B是用绳挂在车厢顶的金属球．开始时它们和车厢一起向右做匀速直线运动，若突然刹车使车厢做匀减速运动，则下图中哪个图能正确表示刹车期间车内的情况( )
答案：D
解析：汽车匀速运动时，A、B球用绳拉着均在竖直平面内，当汽车刹车时，由于惯性，B球仍保持原有向右的速度，故向右偏；A球是一个氢气球，刹车时，A球周围的空气和气球均具有惯性，但周围空气的质量大于氢气球的质量，故周围空气的惯性大，氢气球的惯性小，空气向右运动将把气球挤向左方，即向左偏，选D.
6．如图所示(俯视图)，以速度v匀速行驶的列车车厢内有一水平桌面，桌面上的A处有一小球．若车厢中的旅客突然发现小球沿图中虚线由A向B运动．则由此可判断列车( )
A．减速行驶，向南转弯
B．减速行驶，向北转弯
C．加速行驶，向南转弯
D．加速行驶，向北转弯
答案：A
解析：本题考查了惯性的概念，由牛顿第一定律可知，小球在水平桌面上向前运动，说明列车减速行驶，小球向北运动，则表明列车向南转弯．
7．常见的柴油机、电动机等机器的底座非常的沉重，而参加作战任务的战斗机却要抛掉副油箱(如下图)以减小重量，这是为什么呢？你能解释一下吗？
答案：惯性的量度是质量，而且是惟一的量度．柴油机、电动机等机器在使用时往往要避免它们发生移动，所以要增加它们的质量，以增大它们的惯性．而战斗机在执行战斗任务时，为了使自己便于调节，灵活机动，就要抛掉副油箱以减小惯性．
8．如图所示，有一旅游受好者，想做环球旅行．他设想乘坐一气球将自己悬浮在高空中，因为地球在自转，所以他只要在空中停留一天，就可以环球旅行一次了．你认为这个旅游爱好者的想法能实现吗？为什么？
答案：因为地球上的一切物体，包括地球周围的大气都随着地球自转而一起运动着，人乘着气球升空后．由于惯性，仍保持原来的速度随地球、大气一起运动，不计其他与地球有相对运动(如风)的作用产生的影响，升空的气球与其下方的地面保持相对静止，所以他不可能一天相对地球绕行一周．所以不能实现．
课件50张PPT。●情景切入
力和运动无处不在、无时不有．用不同的力推同一辆车(如图1)小车运动状态的变化是不同的，当停止推力后，小车会慢慢停下来．在太空中飞行的航天飞机(如图2)没有推力也可保持高速飞行……力与运动之间究竟有什么关系？●知识导航
(1)本章是在前面三章对力和运动分别研究的基础上，进一步探讨物体的运动状态变化和物体的受力情况间的关系，在物理学上把本章内容称为动力学．牛顿运动定律是动力学的基础，也是整个经典物理理论的基础．(2)本章在探究力和运动之间关系的基础上，建立起牛顿三大运动定律，进而应用三大定律解决实际问题．学习过程中要掌握四个概念，三个定律和四种研究方法．
四个概念：惯性、力学单位制、作用力和反作用力、超重与失重．
三个定律：牛顿第一定律(惯性定律)、牛顿第二定律、牛顿第三定律．
四种研究方法：理想实验法、控制变量法、整体法和隔离法．(3)本章的重点是：正确地理解牛顿的三个定律，熟练地运用牛顿定律解决问题；难点是牛顿定律的应用．
●学法指导
(1)力与运动的关系 惯性
要注意理解伽利略理想斜面实验的思维过程，澄清思想深处对力和运动关系的错误认识
(2)牛顿第二定律
要注意体会利用控制变量法探究加速度与力、质量的关系的过程，理解牛顿第二定律所具有的因果性、同向性、瞬时性、同一性、独立性、相对性等性质(3)牛顿第三定律
牛顿第三定律是研究物体之间的相互作用的关系，注意一对作用力与反作用力分别作用在两个物体上，且同生同灭同性质
(4)超重和失重
理解无论是超重还是失重，物体实际受到的重力是不变的
(5)共点力的平衡
灵活利用力的平衡条件解题，注意合成法、分解法、正交分解法、图解法等的灵活选择1.牛顿第一定律
在水平桌面上放一块书本大小的玻璃，玻璃上放10个玻璃球(见下图)，用小勺一个一个地把球盛到碗内(滚出玻璃板的球不能再盛)．看谁在10秒钟内盛的球最多？请他讲讲成功的窍门．想一想，其中有科学道理吗？1．古希腊的哲学家亚里士多德(公元前384－前322)根据经验事实得出结论说：必须 在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要 ．即力是维持 的原因．
2．十七世纪的意大利科学家 ，他在大量实验的基础上明确指出：在水平面上运动的物体会停下来，是因为受到 的缘故；如果没有 ，物体将保持自己的速度 ．有力作用静止下来物体运动伽利略摩擦阻力摩擦阻力一直运动下去3．英国科学家 在伽利略等人的研究基础上，根据自己的进一步研究，得出下述结论：
一切物体总保持 运动状态或 状态，直到 迫使它改变这种状态为止．
这就是牛顿第一定律．
4．量度物体惯性大小的物理量是 ．
5．锤头松了，木工常常使锤柄向下，迅速撞击工作台或其他物体，锤柄 ，锤头由于惯性，保持原来向下 ，便紧紧地套在锤柄上(如图)．牛顿匀速直线静止有外力它们的质量很快停下来运动的速度
(1)亚里士多德观点：力是维持物体运动的原因．(错误观点)
(2)伽利略的理想实验
①如下图所示，让小球沿一个斜面从静止开始滚下来，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度，他推论说，如果减小第二个斜面的倾角，如图乙，使小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程．继续减小第二个斜面的倾角，使它最终成为水平面(图丙)，小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定的速率持续运动下去．②伽利略依据理想实验提出的观点：在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故．物体不受外力作用，就会保持自己的速度不变．
(3)笛卡儿补充和完善了伽利略的观点：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向．
(贵州清华实验中学09－10学年高一期末)伽利略对运动的研究，不仅确立了许多用于描述运动的基本概念，而且创造了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法，或者说给出了科学研究过程的基本要素．这些基本要素包含以下几点：①提出假设；②对现象的一般观察；③通过实验对推论进行检验；④对假说进行修正和推广；⑤运用逻辑(包括数学)得出推论．请按科学研究过程的顺序将基本要素填入下图(只填序号)．
答案：
(1)内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态．
(2)含义：①一切物体都有惯性，惯性是物体的固有属性．
②力是改变物体运动状态的原因．
③物体运动不需要力来维持．特别提醒：
牛顿第一定律只适用于惯性参考系.
物体运动状态的标志是速度，运动状态是否改变由速度衡量，物体的速度(大小或方向)改变了，我们就说物体的运动状态改变了．
特别提醒：
(1)牛顿第一定律揭示了力与运动的关系：物体的运动状态改变即速度发生变化，是由于物体受到了力的作用．
(2)牛顿第一定律不同于共点力的平衡，前者是物体不受作用力的运动状态，后者是合力为零时的运动状态.
(1)惯性与质量的关系
①惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．
②惯性与物体受力情况、运动情况及地理位置均无关．
③质量是物体惯性大小的惟一量度，质量越大，惯性越大．(2)惯性与力的关系
①惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此说“物体受到了惯性作用”、“产生了惯性”，“受到惯性力”等都是错误的．
②力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动状态的原因．力越大，运动状态越易改变；惯性越大，运动状态越难改变．
(3)惯性与速度的关系
①速度是表示物体运动快慢的物理量，是矢量，惯性是物体本身固有的性质，其大小仅由物体质量决定．
②一切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大小均无关．
一天，下着倾盆大雨．某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了．列车进站过程中，他发现水面的形状如图中的 ( )
答案：C解析：列车进站时刹车，速度减小，而水由于惯性仍要保持原来较大的速度，所以水向前涌，液面形状和选项C一致．
下列叙述中正确的是
( )
A．只有静止或做匀速直线运动的物体才有惯性
B．做变速运动的物体没有惯性
C．力是改变惯性的原因
D．物体在任何情况下都具有惯性解析：①本题是考查对惯性概念的理解，和对“力与运动关系”的认识，一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做物体的惯性．这里的“一切物体”说明，不论组成物体的物质的状态(固体、液体、气体三态)是什么，不论物体是什么种类，无论物体的体积大小如何，质量是大是小，总之只要是物体都具有惯性．其中的“总保持”指的是任何物体任何时刻都具有这一性质，无论物体是否受到外力作用、是否运动、如何运动，无论在什么方向，没有一个物体是例外的，都具有惯性．②惯性是物体本身固有的属性，与外力作用无关，外力不可能改变一个物体的惯性．
③力是改变运动状态的原因．做变速运动的物体，其运动状态(速度)在不断改变，必须受外力的作用，这正说明物体具有惯性，要使其运动状态变化，必须对它施加力的作用．
答案：D
月球表面上的重力加速度为地球表面上的重力加速度的1/6，同一个飞行器在月球表面上时与在地球表面上时相比较
( )
A．惯性减小为在地球上的1/6，重力不变
B．惯性和重力减小为在地球上的1/6
C．惯性不变，重力减小为在地球上的1/6
D．惯性和重力都不变
答案：C解析：物体的惯性大小仅与物体的质量大小有关，因质量是恒量，同一物体的质量与它所在位置及运动状态无关，所以这个飞行器从地球到月球，其惯性大小不变，物体的重力是个变量，这个飞行器在月球表面上的重力为G月＝mg月＝m·(1/6)g地＝(1/6)G地.
以下说法中正确的是 ( )
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这样的性质，即惯性
C．在水平面上滑动的木块最终要停下来，是由于没有外力维持木块运动
D．物体运动状态发生变化时，必定受到外力的作用解析：牛顿第一定律描述的是一种理想的情况——物体不受任何外力作用，物体将保持静止状态或匀速直线运动状态不变．实际的情况是物体都要受到外力的作用，只要物体所受的外力的合力为零，物体就保持静止或匀速直线运动状态不变，所以A选项是正确的；物体的运动并不需要力来维持，而是由物体本身所固有的一种属性——惯性来维持的，力是改变物体运动状态的原因，所以选项B、D正确；C选项中木块最终要停下来的原因是：木块在运动过程中，受到各种摩擦阻力的作用，即木块受到的外力的合力不为零所导致的，所以C选项是错误的．
答案：ABD点评：对于力和运动的关系，一个典型错误认识就是：力是维持物体运动状态的原因，从而在本题中误选C.对C的正确理解是：木块慢慢停下来不是因为不受外力，而是因为受到了阻力使它的速度不断减小．(温州市2010年高一八校联考)关于牛顿第一定律有下列说法，其中正确的是
( )
A．牛顿第一定律可用实验来验证
B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因
C．只有静止或做匀速直线运动的物体才有惯性
D．物体的运动需要力来维持
答案：B
在足球场上，为了不使足球停下来，运动员带球前进必须不断用脚轻轻地踢拨足球(如下图甲)．又如为了不使自行车减速，总要不断地用力蹬脚踏板(如下图乙)．这些现象不正说明了运动需要力来维持吗？那为什么又说“力不是维持物体运动的原因”？解析：这一问题，我们可以这样思考：如果足球不是在草地上滚动，而是以相同的初速度在水平的水泥地板上滚动，它将会滚出比草地上远得多的距离，这说明了由于阻力的存在才导致足球的运动状态发生了改变，足球在草地上滚动时所受阻力大，运动状态很快发生改变；足球在水泥地面上滚动时所受阻力小，运动状态改变得慢，但终究还是要停下来．在盘带足球时，人对足球施加力的作用，恰恰是起了使足球已经变小的运动速度再变大的作用．自行车的例子也是同样的道理．这两个例子都充分说明了阻力能使物体的运动状态发生改变(物体的速度变小)，动力也能使物体的运动状态发生改变(物体的速度变大)，即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．
在路上跑的人被绊倒时是向前趴着倒下，而慢走的人滑倒时，则多是向后仰着摔倒(见下图)，试论述其原因． 答案：在讨论人绊倒还是滑倒的过程中，要区分人各部分的运动情况，所以决不能再将人看成质点，并对人各部分运动情况分别讨论．
人被绊倒时，首先是人的脚由于受力而停止向前，而人的上半身由于惯性仍要前进，所以人上半身向前趴着倒下．
慢走的人，由于进入光滑地面，脚所受阻力突然减小，脚速度加快，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．
