第四章
第一节
牛顿第一定律
课堂达标训练
一、单项选择题
1.伽利略理想实验揭示了( )
A.若物体运动,那么它一定受力
B.力不是维持物体运动的原因
C.只有受力才能使物体处于静止状态
D.只有受力才能使物体运动
2.一天下着倾盆大雨,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(箭头表示列车进站的方向),他发现水面的形状如选项图中的( )
3.如图所示,在一辆表面光滑的小车上,有质量分别为m1和m2的两个小球(m1>m2)随车一起匀速运动.当车突然停止时,如不考虑其他阻力,设车无限长,则两个小球( )
A.一定相碰
B.一定不相碰
C.不一定相碰
D.难以确定
4.某同学为了取出如图所示的羽毛球筒中的羽毛球,一手拿着球筒的中部,另一手用力F击打羽毛球筒的上端,则( )
A.该同学无法取出羽毛球
B.羽毛球会从筒的下端出来
C.该同学击打筒的上端是为了克服球筒的惯性
D.该同学是在利用羽毛球的惯性
5.古诗词是我国五千年灿烂文化的精髓,先人在创作时巧妙地借用了许多物理知识,使其作品大放异彩。下列诗句涉及惯性的是( )
A.坐地日行八万里,巡天遥看一千河
B.船到江心抛锚迟,悬崖勒马早已晚
C.人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开
D.飞流直下三千尺,疑是银河落九天
6.如图所示,桌面上有一上表面光滑的木块,木块上有一小球,快速向右水平拉动木块,小球的位置可能落在桌面上的( )
A.A点
B.B点
C.O点
D.无法确定
7.关于物体的惯性,下列说法中正确的是( )
A.物体受到的外力大,则惯性小;受到的外力小,则惯性就大
B.静止的火车启动时,速度变化慢,是因为静止的火车惯性大
C.乒乓球可以被快速抽杀,是因为乒乓球惯性小的缘故
D.运动速度大的物体,不能很快停下来,是因为速度大时,惯性也大
8.下列说法正确的是( )
A.物体保持静止和匀速直线运动的性质叫作惯性定律
B.物体做速率不变的运动时,其运动状态不变
C.理想实验是科学研究中的一种科学方法
D.牛顿第一定律描述的是物体不受力时的状态,实际上不受力的物体是不存在的,所以牛顿第一定律无意义
9.关于牛顿第一定律,以下说法错误的是( )
A.牛顿第一定律又叫惯性定律
B.牛顿第一定律是牛顿通过大量实验总结出来的实验结论
C.牛顿第一定律说明一切物体都有惯性
D.牛顿第一定律说明力可以改变物体的运动状态
10.物体的运动状态与受力情况的关系是( )
A.物体受力不变时,运动状态也不变
B.物体受力变化时,运动状态才会改变
C.物体不受力时,运动状态就不会改变
D.物体不受力时,运动状态也可能改变
11.在谷物的收割和脱粒过程中,小石子、草屑等杂物很容易和谷物混在一起,另外,谷粒还有瘪粒。为了将它们分离,农民常用一种叫作“风谷”的农具分选,如图所示,它的分选原理是( )
A.小石子质量大,飞得最近
B.草屑和瘪粒质量小,飞得最远
C.草屑和瘪粒的惯性最大,飞得最近
D.空气阻力作用使它们速度变化快慢不同
12.如图所示,在一辆表面光滑且足够长的小车上,有质量为m1、m2的两个小球(m1>m2),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,因为不知小车的运动方向
二、多项选择题
13.(多选)关于物体运动状态与所受外力的关系,下列说法正确的是( )
A.物体受到恒力作用时,它的运动状态不发生改变
B.物体受到不为零的合力作用时,它的运动状态要发生改变
C.物体受到的合力为零时,它可能处于静止状态
D.物体不受外力作用时,一定处于静止状态
14.(多选)关于牛顿第一定律的理解正确的是( )
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,物体的运动状态保持不变
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
D.飞跑的运动员遇到障碍而被绊倒,这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态
15.(多选)
在列车的车厢内,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.那么列车可能的运动是( )
A.先静止,后向右做加速运动
B.先向左做匀速运动,后做加速运动
C.先向右做匀速运动,后做减速运动
D.上述三种情况都有可能
16.(多选)在静止的列车上,有两个注满水的容器,容器中分别用细线系着铁球和乒乓球,在列车启动的过程中,小球所处状态表示正确的是(图中箭头表示启动方向)( )
三、非选择题
17.在做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子,瓶内有一气泡,如图所示,当小车突然停止运动时,气泡相对于瓶子怎样运动?
18.如图所示,高为h的车厢在平直轨道上匀减速向右行驶,加速度大小为a,车厢顶部A点有油滴滴落在车厢地板上,车厢地板O点位于A点的正下方,则油滴落地点在O点的哪一侧?离O点距离为多少?
答案与部分解析
一、单项选择题
1.B
[解析]伽利略理想实验指出:如果水平面没有摩擦,那么在水平面上的物体一旦获得某一速度,物体将保持这一速度一直运动下去,而不需要外力来维持,故A、D错误;运动和静止都不需要力来维持,故B正确,C错误
2.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,水面形状和C中一致.
3.B.
[解析]因为小车表面光滑,因此,不论小车如何运动,两小球在水平方向均不受力,根据牛顿第一定律可知它们将保持匀速运动状态,又因为两球速度相等,故两球一定不会相碰.
4.D
[解析]一手拿着球筒的中部,另一手用力击打羽毛球筒的上端,羽毛球筒在力的作用下向下运动,而羽毛球由于惯性而保持静止,所以羽毛球会从筒的上端出来,D正确,A、B、C错误
5.B
[解析]“坐地日行八万里,巡天遥看一千河”,是说明地球自转一圈的路程为八万里,而人与地面保持相对静止,速度相同,不涉及惯性,故A错误;“船到江心抛锚迟,悬崖勒马早已晚”,是说物体有保持原来运动状态不变的性质。这就是惯性,故B正确;“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”说明环境与温度对生物的影响,不是惯性,故C错误;“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”,是描写瀑布的自然景象,不是惯性,故D错误
6.C
[解析]小球在水平方向上不受摩擦力的作用,所以水平方向的运动状态不变,在重力的作用下,小球落在O点。故选C。
7.C
[解析]惯性是物体固有的属性,惯性和物体的运动状态无关,质量大,其惯性也大,惯性的大小与速度和受力情况等因素无关,故A、B、D错误;乒乓球可以被快速抽杀,是因为乒乓球质量小,惯性小的缘故,故C正确。
8.C
[解析]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惯性,选项A错误;物体运动的速率不变时,运动方向可能变化,选项B错误;理想实验是科学研究中经常用到的一种科学方法,选项C正确;牛顿第一定律揭示了物体不受力时所处的状态及力对物体所产生的效果,有实际意义,选项D错误。
9.B
[解析]牛顿第一定律又叫惯性定律,选项A正确;牛顿第一定律是牛顿在伽利略实验的基础上,通过抽象推理总结出来的结论,选项B错误;牛顿第一定律说明一切物体都有惯性,选项C正确;牛顿第一定律说明力可以改变物体的运动状态,选项D正确.
10.C
[解析]物体受力不变时,加速度不变,若加速度不为零,速度一定在改变,则运动状态一定在改变;若加速度为零,速度不变,运动状态不变,故A错误;物体受力变化时,加速度在变化,速度在改变,运动状态在改变;若物体受力不变时,运动状态也会改变,故B错误;物体不受力时,根据牛顿第一定律可知运动状态不会改变,故C正确、D错误.
11.D
[解析]质量大的惯性大,空气阻力对石子的影响相对弱些,石子运动距离会更远些,故D正确
12.B
[解析]车停止前,两个小球和小车一起做匀速直线运动,并且两个小球和小车具有共同的速度,当小车突然停止时,由于小球在光滑接触面上,因此两个小球由于惯性,还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动,由于两球的速度相同,相等时间内通过的位移相等,因此两个小球间的距离不变,一定不会相碰,故B正确,A、C、D错误。
二、多项选择题
13.BC
[解析]力是改变物体运动状态的原因,只要物体所受合力不为零,它的运动状态就一定会改变,A错误,B正确;物体不受力或所受合力为零,其运动状态一定不变,即保持静止状态或匀速直线运动状态,C正确,D错误
14.ABD.
[解析]牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时的状态,即总保持匀速直线运动状态或静止状态,A、B正确;牛顿第一定律还揭示了力和运动的关系,力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动状态的原因,在水平地面上滑动的木块最终停下来,是由于受到摩擦阻力的作用而改变了运动状态,飞跑的运动员遇到障碍而被绊倒,是因为他受到外力作用而改变了原来的运动状态,C错误,D正确.
15.BC.
[解析]水滴下落时,水平方向保持原来的速度,若车匀速运动,车的水平位移与水滴的水平位移相同,则落在B点;若车向左加速运动,则水滴仍保持下落时的水平速度,而车的水平位移增大,故水滴可落在A点;同理,车向右减速运动,水滴也会落在A点.故选B、C.
16.BD
[解析]因为列车由静止向右启动,铁球、乒乓球和水都有向右运动的趋势。但是,由于与同体积的“水球”相比,铁球质量大、惯性大,铁球的运动状态难改变,即速度增加慢,而同体积的“水球”的运动状态容易改变,即速度增加快,而且水和容器一起运动,所以列车启动时,铁球相对于容器向左运动。同理,由于乒乓球与同体积的“水球”相比,质量小,惯性小,乒乓球相对于容器向右运动,故B、D正确。
三、非选择题
17. 【答案】相对于瓶子向后运动
[解析] 首先确定本题应该用惯性知识来分析,但此题涉及的不仅仅是气泡,还有水,由于惯性的大小与质量有关,而水的质量远大于同体积气泡的质量,因此水的惯性远大于气泡的惯性,当小车突然停止时,水保持向前运动的趋势远大于气泡向前运动的趋势,当水相对于瓶子向前运动时,水将挤压气泡,使气泡相对于瓶子向后运动。
18. 【答案】右侧
[解析] 油滴未滴落时具有与车厢相同的速度,油滴下落时相对于车厢有水平向右的加速度a,落在车厢地板上所用的时间为t=,相对车厢向右运动的距离为x=at2,则油滴落在O点的右侧,与O点距离为x=。