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文档简介
1、3.1 牛顿运动定律【知识框架】【知识建构】一、牛顿第一定律1.内容:一切物体总保持_状态或_状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。2.适用范围:(1)宏观、_运动的物体;(2)惯性参考系。3、意义(1)揭示了物体的固有属性:一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又叫惯性定律.(2)揭示了力和运动的关系:力不是维持物体运动的原因,而是改变 的原因,即力是产生 的原因.(3)是物体 时的运动定律,以伽利略的理想实验为基础,是在 和 得到的,不能实验验证.【答案】1.匀速直线运动 静止 2.低速 3.(2)物体运动状态 加速度(3)不受力 事实 推理3.惯性:(1)定义:物体具有保持原来_状态
2、或_状态的性质。(2)量度:_是惯性大小的唯一量度。与 、 无关.仅与 有关4.图例:【答案】(1)匀速直线运动 静止 (2)质量 受力 运动 质量牛顿第二定律1.内容:物体加速度的大小跟作用力成_,跟物体的质量成_。加速度的方向与_方向相同。2.表达式:F=_。 是 式,a与v、t无关;是 式,a与F、m有关.F=kma,其中k取1的条件:当m的单位取 ,a的单位取 ,F的单位取 时【答案】正比 反比 作用力 ma 定义式 决定式 kg m/s2 N 3.适用范围:(1)只适用于_参考系(相对地面_或_运动的参考系)。(2)只适用于_物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。4
3、.图例: 【答案】惯性 静止 匀速直线 宏观二、单位制1.单位制:由_和_一起组成了单位制。2.基本单位:基本物理量的单位。力学中的基本量有三个,它们分别是_、_和_,它们的国际单位分别是_、_和_。3.导出单位:由_根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。【答案】基本单位 导出单位 质量 长度 时间 kg m s 基本单位【考点突破】考点一 对牛顿第一定律的理解对牛顿第一定律的理解(1)提出惯性的概念牛顿第一定律指出一切物体都具有惯性,惯性是物体的一种固有属性.(2)揭示力的本质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.惯性的两种表现形式(1)物体在不受外力或所受合外力为零时
4、,惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动).(2)物体受到外力时,惯性表现为抗拒运动状态改变.惯性大,物体的运动状态较难改变;惯性小,物体的运动状态容易改变.与牛顿第二定律的对比牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的,而牛顿第二定律是一条实验定律1、 关于物理学史的认识【例1】(2022湖南益阳模拟)亚里士多德在其著作物理学中说:一切物体都具有某种“自然本性”,物体由其“自然本性”决定的运动称之为“自然运动”,而物体受到推、拉、提、举等作用后的非“自然运动”称之为“受迫运动”伽利略、笛卡儿、牛顿等人批判地继承了亚里士多德的这些说法,建立了新物理学;新物理学认为一切物
5、体都具有的“自然本性”是“惯性”下列关于“惯性”和“运动”的说法中不符合新物理学的是( )A一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动静止或者匀速直线运动B作用在物体上的力,是使物体做“受迫运动”即变速运动的原因C可绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快时,放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去,这是由于“盘子受到的向外的力”超过了“桌面给盘子的摩擦力”D竖直向上抛出的物体,受到了重力,却没有立即反向运动,而是继续向上运动一段距离后才反向运动,是由于物体具有惯性【答案】C.【解析】:力不是维持物体运动状态的原因,力是改变物体运动状态的原因,所以当物体不受到任何外力的时候,总保持静止或者匀速直线运动的状态,故A
6、符合题意;当物体受到外力作用的时候,物体的运动状态会发生改变,即力是改变物体运动状态的原因,故B符合题意;可绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快时,放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去,这是由于“盘子需要的向心力”超过了“桌面给盘子的摩擦力”,故C不符合题意;由于物体具有向上的速度,所以具有向上的惯性,虽然受到向下的重力,但物体不会立刻向下运动,故D符合题意【通法指导】:1、对力和运动关系的认识,各物理学家的观点如下:科学家观点亚里士多德必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就要静止在一个地方伽利略力不是维持物体运动的原因(通过理想斜面实验得出)笛卡儿如果运动中的物体没有受到力的作用,它
7、将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向牛顿力是改变物体运动状态的原因2.伽利略的理想实验(1)特点实践操作(实验)+逻辑推理(数学演算)。(2)作用提出力不是维持物体运动的原因伽利略是物理理想实验的开拓者。理想实验是人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的实验,可以完美地解释物理学规律或理论。【变式1】(2022湖北部分重点中学联考)伽利略和牛顿都是物理学发展史上最伟大的科学家,巧合的是,牛顿就出生在伽利略去世后第二年下列关于力和运动关系的说法中,不属于他们观点的是()A自由落体运动是一种匀变速直线运动B力是使物体产生加速度的原因C物体都具有保持原来运动状态的属性,即惯
8、性D力是维持物体运动的原因【答案】D【解析】:伽利略通过斜面实验以及逻辑推理证明自由落体运动是一种匀变速直线运动,A项不符合题意;牛顿第一定律表明力是产生加速度的原因、惯性是物体的固有属性,B、C项不符合题意;亚里士多德认为力是维持物体运动的原因,D项符合题意2、 关于定律内容的理解【例2】(2022浙江舟山模拟)关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是()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有运动状态的性质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】牛顿第一定律揭示运动和力的关系,力是改
9、变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因,故B正确。【通法指导】牛顿第一定律的意义提出惯性的概念牛顿第一定律指出一切物体都具有惯性,惯性是物体的一种固有属性揭示力与运动的关系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【变式2】牛顿第一定律揭示了运动状态与所受外力的关系,下列说法中正确的是()A物体受到恒定的力作用时,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,它一定处于静止状态D物体的运动方向一定与它所受的合力的方向相同【答案】B【解析】只要物体受到的合力不为零,不论是否是恒力,运动状态都要发生变化,故A项错误,B项
10、正确;物体所受合力方向不一定与运动方向相同,故D项错误;合力为零时,物体可能处于静止状态也可能做匀速直线运动,故C项错误。类型三 关于惯性的理解与应用【例3】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()【答案】A【解析】:法一:当火车向右做匀减速运动时,碗内的水由于惯性,保持原来较大的速度向右运动,则只有图A所示的情形符合要求,故A正确法二:“微元体”的选取由于液体内任一部分所受合力水平向左,故可在液体内部任意位置取一个立方体,则右侧面处的压强必大于左侧面处的压强,由液体的压强公式pgh可知,液体内同一水平线上各点从左到右距液面高度依次增大,故A正确【深化总结
11、】惯性的两种表现形式(1)物体的惯性总是以保持“原状”或反抗“改变”两种形式表现出来。(2)物体在不受外力或所受的合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动)。【变式3】.(2022山东潍坊模拟)在水平路面上有一辆匀速行驶的小车,车上固定一盛满水的碗现突然发现碗中的水洒出,水洒出的情况如图所示,则关于小车的运动情况,下列叙述正确的是()A小车匀速向左运动B小车可能突然向左加速C小车可能突然向左减速 D小车可能突然向右减速【答案】BD.【解析】:原来水和小车相对静止以共同速度运动,水突然向右洒出有两种可能:原来小车向左运动,突然加速,碗中的水由于惯性保持原速度不变,
12、故相对碗向右洒出;原来小车向右运动,突然减速,碗中的水由于惯性保持原速度不变,相对于碗向右洒出,故B、D正确考点二牛顿第二定律的理解及基本应用【通法指导】1牛顿第二定律的性质五个性质矢量性a与F方向相同瞬时性a与F对应同一时刻因果性F是产生a的原因同一性F、m对应同一个物体a、F、m统一使用SI制独立性每一个力都可以产生各自的加速度2合力、加速度、速度的关系(1)物体的加速度由所受合力决定,与速度无必然联系。(2)合力与速度夹角为锐角,物体加速;合力与速度夹角为钝角,物体减速。(3)aeq f(v,t)是加速度的定义式,a与v、v无直接关系;aeq f(F,m)是加速度的决定式。【解题规律、方
13、法】(1)取研究对象进行受力分析;(2)应用平行四边形定则或正交分解法求合力;(3)根据F合ma求物体的加速度a.1、 关于力与运动关系的定性分析 。【例1】(2022云南文山市高三上学期期末)一个质量为2 kg的物体,放在光滑水平面上,在水平面内3个共点力作用下处于平衡状态现同时撤去大小分别为8 N和12 N的两个力,其余的力保持不变,关于此后该物体运动的说法正确的是()A一定做匀变速直线运动,加速度大小可能是5 m/s2B一定做匀变速运动,加速度大小可能等于重力加速度的大小C可能做匀减速直线运动,加速度大小是1.5 m/s2D可能做匀速圆周运动,向心加速度大小是6 m/s2【答案】B【解析
14、】由平衡条件得知,余下力的合力与撤去的两个力的合力大小相等、方向相反,则撤去大小分别为8 N和12 N的两个力后,物体的合力大小范围为4 NF合20 N,物体的加速度大小范围为:2 m/s2a10 m/s2;若物体原来做匀速直线运动,撤去的两个力的合力方向与速度方向不在同一直线上时,物体做匀变速曲线运动,加速度大小可能是5 m/s2,故A错误;若物体原来做匀速直线运动,撤去的两个力的合力方向与速度方向相同时,物体做匀减速直线运动,加速度大小最小可能是2 m/s2,不可能为1.5 m/s2,故C错误;撤去两个力后,一定做匀变速运动,加速度大小可能等于重力加速度的大小,故B正确;撤去两个力后,物体
15、受到的合力恒定,不可能做匀速圆周运动,故D错误【例2】(多选)(2016全国卷18)一质点做匀速直线运动,现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则()A质点速度的方向总是与该恒力的方向相同 B质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同 D质点单位时间内速率的变化量总是不变【答案】BC【解析】质点一开始做匀速直线运动,处于平衡状态,施加恒力后,则该质点所受的合外力为该恒力若该恒力方向与质点原运动方向不共线,则质点做曲线运动,质点速度方向与恒力方向不同,故A错误;若恒力的方向某一时刻与质点运动方向垂直,之后质点做曲线运动,力与速度方向不再垂直,
16、例如平抛运动,故B正确;由牛顿第二定律可知,质点加速度方向总是与其所受合外力方向相同,C正确;根据加速度的定义知,单位时间内速度变化量相同,而速率变化量不一定相同,故D错误【变式1】(多选)(2022山东泰安市3月第一轮模拟)雨滴在空气中下落时会受到空气阻力的作用假设阻力大小只与雨滴的速率成正比,所有雨滴均从相同高度处由静止开始下落,到达地面前均达到最大速率下列判断正确的是()A达到最大速率前,所有雨滴均做匀加速运动B所有雨滴的最大速率均相等C较大的雨滴最大速率也较大D较小的雨滴在空中运动的时间较长【答案】CD【解析】根据牛顿第二定律可得aeq f(mgkv,m),则雨滴下落时,随速度的增加,
17、加速度逐渐减小,则达到最大速率前,所有雨滴均做加速度减小的变加速运动,选项A错误;当a0时速度最大,vmeq f(mg,k),则质量越大,最大速度越大,选项B错误,C正确;较小的雨滴在空中运动的最大速度较小,整个过程的平均速度较小,则在空中运动的时间较长,选项D正确【变式2】(2022湖北十堰市上学期期末)如图所示,处于自然状态下的轻弹簧一端固定在水平地面上,质量为m的小球从弹簧的另一端所在位置由静止释放,设小球和弹簧一直处于竖直方向,弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g.在小球将弹簧压缩到最短的过程中,下列叙述中不正确的是()A小球的速度先增大后减小 B小球的加速度先减小后增大C小球速度最大时
18、弹簧的形变量为eq f(mg,k) D弹簧的最大形变量为eq f(mg,k)【答案】D【解析】开始时,小球的重力大于弹力,加速度方向向下,小球向下加速运动,随着弹簧的压缩,弹力逐渐变大,则加速度逐渐减小,当弹力等于重力时,加速度为零,即mgkx,即xeq f(mg,k),此时小球的速度最大,然后小球继续向下运动压缩弹簧,弹力大于重力,加速度变为向上,速度逐渐减小,直到速度减小到零,到达最低点,由对称性可知,此时弹簧的压缩量为2xeq f(2mg,k),故选项A、B、C正确,D错误2、 动力学两类基本问题【题型要点】两类动力学问题(1)已知物体的受力情况求物体的运动情况。(2)已知物体的运动情况
19、求物体的受力情况。【规律方法】解决两类基本问题的方法以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解,具体逻辑关系如下:(1) 已知受力情况求运动情况【例1】如图所示,某次滑雪训练,运动员站在水平雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力F84 N而从静止向前滑行,其作用时间为t11.0 s,撤除水平推力F后经过t22.0 s,他第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力,作用距离与第一次相同。已知该运动员连同装备的总质量为m60 kg,在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为Ff12 N,求:(1)第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小及这段时间内的位移;(2)该运动员(可
20、视为质点)第二次撤除水平推力后滑行的最大距离。【答案】(1)1.2 m/s0.6 m(2)5.2 m【解析】(1)运动员利用滑雪杖获得的加速度为a1eq f(FFf,m)eq f(8412,60) m/s21.2 m/s2第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小v1a1t11.21.0 m/s1.2 m/s位移x1eq f(1,2)a1teq oal(2,1)0.6 m。(2)运动员停止使用滑雪杖后,加速度大小为a2eq f(Ff,m)经时间t2速度变为v1v1a2t2第二次利用滑雪杖获得的速度大小v2,则veq oal(2,2)veq oal(2,1)2a1x1第二次撤除水平推力后滑行的最大
21、距离x2eq f(voal(2,2),2a2)解得x25.2 m。【变式1】如图所示,一质量为1 kg的小球套在一根固定的直杆上,直杆与水平面夹角为30。现小球在F20 N的竖直向上的拉力作用下,从A点静止出发向上运动,已知杆与球间的动摩擦因数为eq f(r(3),6),g取10 m/s2。试求:(1)小球运动的加速度大小;(2)若F作用1.2 s后撤去,求小球上滑过程中距A点最大距离。【答案】(1)2.5 m/s2(2)2.4 m【解析】(1)在力F作用下,由牛顿第二定律得(Fmg)sin 30(Fmg)cos 30ma1解得a12.5 m/s2。(2)刚撤去F时,小球的速度v1a1t13
22、m/s小球的位移x1eq f(v1,2)t11.8 m撤去力F后,小球上滑时,由牛顿第二定律得mgsin 30mgcos 30ma2解得a27.5 m/s2小球上滑时间t2eq f(v1,a2)0.4 s上滑位移x2eq f(v1,2)t20.6 m则小球上滑的最大距离为xmx1x22.4 m。(2) 已知运动情况求受力情况【例2】2017年12月17日上午10时34分,由机长吴鑫、试飞员徐远征驾驶的C919第二架客机,从浦东国际机场第四跑道起飞。飞机完成预定试飞科目后于12时34分安全返航着陆。对起飞BC段和降落DE段过程进行观察,模型示意图如图所示,记录数据如下表,如将起飞后BC段和降落前
23、DE段均简化成匀变速直线运动。(取g10 m/s2)运动过程运动时间运动状态起飞BC段10时34分10时54分初速度v0170节88 m/s末速度v253节130 m/s降落DE段12时9分12时34分着陆时的速度vt140节72 m/s(1)求C919匀加速运动过程中加速度大小a1及位移大小x1;(2)求C919匀减速运动过程中所受合力大小与重力的比值;(3)试比较上述两个过程中飞机对飞行员的力与飞行员自身重力的大小关系。(只写出结果即可,不需论述理由)【答案】(1)0.035 m/s2130 800 m(2)0.003 9 (3)见解析【解析】(1)C919匀加速运动过程中t120 min
24、1 200 sa1eq f(vv0,t1)eq f(13088,1 200) m/s20.035 m/s2x1eq f(1,2)(v0v)t1eq f(1,2)(88130)1 200 m130 800 m所以C919匀加速运动过程中加速度大小a10.035 m/s2,位移大小为x1130 800 m。(2)C919匀减速运动过程t325 min1 500 sa2eq f(vtv,t3)eq f(72130,1 500) m/s20.039 m/s2根据牛顿第二定律得到FmaC919匀减速运动过程中所受合力大小与重力的比值keq f(F,mg)eq f(0.039,10)0.003 9。(3)
25、上升过程中飞机对飞行员的力大于重力;下降过程中飞机对飞行员的力大于重力。【变式2】在风洞实验室中进行如图所示的实验。在倾角为37的固定斜面上,有一个质量为1 kg的物块,在风洞施加的水平恒力F作用下,从A点由静止开始运动,经过1.2 s到达B点时立即关闭风洞,撤去恒力F,物块到达C点时速度变为零,通过速度传感器测得这一过程中物块每隔0.2 s的瞬时速度,表给出了部分数据:t/s0.00.20.40.61.41.61.8v/(ms1)0.01.02.03.04.02.00.0已知:sin 370.6,cos 370.8,g取10 m/s2。求:(1)A、C两点间的距离;(2)水平恒力F的大小。【
26、答案】(1)5.4 m(2)30 N【解析】(1)物块匀加速运动过程中的加速度为:a1eq f(v,t)eq f(31,0.60.2) m/s25 m/s2关闭风洞时的速度为:va1t51.2 m/s6 m/s关闭风洞后物块匀减速运动的加速度为:a2eq f(v,t)eq f(24,1.61.4) m/s210 m/s2匀加速过程的位移:x1eq f(1,2)a1t2eq f(1,2)51.22 m3.6 m匀减速过程的位移:x2eq f(v2,2a2)eq f(36,20) m1.8 mA、C两点间的距离为:xx1x23.6 m1.8 m5.4 m。(2)由牛顿第二定律得匀加速过程:Fcos
27、 37mgsin 37(mgcos 37Fsin 37)ma1匀减速过程:(mgsin 37mgcos 37)ma2联立两式代入数据得:F30 N。【方法总结】两类动力学问题的解题步骤知能综合提升【情境辨析】1.一辆货车在公路上行驶时,司机发现前面有异常情况,紧急刹车。货车在公路上又运行了较长一段距离才停下来。(1)由于惯性,货车有保持匀速直线运动状态的趋势,所以刹车后,货车没有立即停下来,而是又向前运行了一段距离。( )(2)货车承载的货物越重,惯性越大。( )(3)刹车时,货车做减速运动是因为地面对货车的摩擦力大于货车对地面的摩擦力。( )(4)地面对货车的支持力与货车对地面的压力是一对平
28、衡力。( )(5)车头拉货箱的力一定大于货箱拉车头的力。( ) 【答案】2.让一个孩子推动光滑水平面上很重的一个箱子。(1)因为孩子力气较小,所以箱子可能不动。( )(2)孩子对箱子施力,然后产生了加速度,加速度的产生滞后于力的作用。 ( )(3)箱子加速度的方向一定与合外力方向相同。( )(4)箱子的质量与箱子的加速度成反比。( )(5)若孩子的推力逐渐减小,则箱子做减速运动。( )(6)孩子停止用力,则箱子立刻停下来。( )【答案】基础练1(2021广州市广东实验中学高二期中)17世纪,意大利物理学家伽利略根据斜面实验指出: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,你认
29、为下列说法正确的是()该实验证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论该实验为牛顿第一定律的提出提供了有利的实验证据该实验是一理想实验,是在思维中进行的,无真实的实验基础,故其结果是荒谬的该实验是以可靠的事实为基础,经过抽象思维,抓住主要因素,忽略次要因素,从而更深刻地反映自然规律A只有B只有C只有D只有【答案】B【详解】伽利略由此推翻了亚里士多德的观点,认为力不是维持物体速度的原因,而是改变物体运动状态的原因,故错误;牛顿总结了前人的经验,指出了物体运动的原因,即牛顿第一定律,故正确;伽利略的斜面实验是以可靠的事实为基础经过抽象思维抓住主要因素,忽略次要因素,推理得出的结论,故正确,错
30、误。故选B。2(2021浙江高三月考)关于处理物理问题的思想与方法,下列说法中正确的是()A伽利略运用理想斜面实验的方法得出牛顿第一定律B研究物体运动时的平均速度体现了等效替代的思想C根据速度定义式,该定义运用了微元的方法D比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例,例如和都是采用比值法定义的【答案】B【详解】A没有所谓的绝对光滑,所以伽利略的实验完全是在理想化的情况下才能完成,牛顿总结了笛卡尔与伽利略的理论和实验得出的牛顿第一定律,故A错误;B研究物体运动时的平均速度体现了等效替代的思想,故B正确;C根据速度定义式,该定义运用了比值定义法,故C错误;D加速度的定义式为,故D错误。故选B。
31、3(2022福建福州市高一期末)下列说法中不正确的是()A在探究加速度、力、质量三者之间的关系时,运用了控制变量法B牛顿第三定律揭示了一对平衡力的相互关系C伽利略通过理想斜面实验,说明物体的运动不需要力来维持D胡克认为在弹簧弹性限度内,同一根弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比【答案】B【详解】A在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时,由于变量较多,因此采用了“控制变量法”进行研究,分别控制一个物理量不变,看另外两个物理量之间的关系,故A不符题意;B牛顿第三定律揭示了一对作用力与反作用力之间的相互关系,故B符合题意;C伽利略通过“理想实验”得出“力不是维持物体运动的原因”,故C不符题
32、意;D结合胡克定律的内容可知,胡克认为在弹簧弹性限度内,同一根弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,故D不符题意;本题选择不正确的,故选B。4(2021浙江高三月考)2022年12月3日23时10分,嫦娥五号上升器3000牛顿发动机工作约6分钟,成功将携带月壤样品的上升器送入到预定环月轨道。点火起飞前,国旗带上组合体在月面国旗展开,如图所示。下列说法正确的是()A牛顿是基本单位B题中的23时10分、6分钟都指时刻C月壤样品到达地球后所受重力增大,惯性不变D国旗带上组合体在月面国旗展开,国旗会飘扬【答案】C【详解】A力的单位牛顿是导出单位,使质量为lkg的物体产生1m/s2 加速度的力大小为1N,A错
33、误;B时间轴上一段是时间一点是时刻,题中的23时10分是时刻,6分钟是时间,B错误;C质量是物体本身的一种属性,从月球到地球质量不变,惯性的大小只与质量有关,质量不变惯性不变,C正确;D月亮表面没有大气层,国旗不会飘扬,D错误。故选C。5(2022上海高三一模)牛顿第一定律是()A直接通过理论推导得到的B实验定律,可以通过实验来验证C描述惯性大小的,又叫惯性定律D以实验为基础,通过推理、想像总结出来的【答案】D【详解】ABD牛顿第一定律是以实验为基础,通过推理、想像总结出来的。所以不是实验定律,无法通过实验来验证。所以D正确,AB错误;C牛顿第一定律不是描述惯性大小,内容里说的物体这种保持原来
34、匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性,所以又叫惯性定律,所以C错误。故选D。6(2021丽水外国语实验学校高二月考)大型油罐车内的油在运输过程中极易发生涌动(如图1),为了防止油涌动导致车体重心急剧变化的危害,在油罐车内部设置了一些固定挡板(如图2)。下列说法错误的是()A油罐车匀速向左拐弯时,油罐内的油将涌动到油罐的右侧B油罐车在设置挡板后,减小了油的惯性,使油不容易发生涌动C油罐车在匀速前进的过程中突然刹车,挡板可以减弱油向前剧烈涌动D油罐车在平直道路上匀速前进时,即使没有挡油板油也几乎不会涌动【答案】B【详解】A由于惯性油罐车匀速向左拐弯时,油罐内的油将涌动到油罐的右侧,故A正确;B
35、惯性取决于物体的质量,故B错误;C油罐车在匀速前进的过程中突然刹车,由于惯性油向前剧烈涌动,设置挡板并不能改变油的惯性,但能减弱油向前剧烈涌动,故C正确;D油罐车在平直道路上匀速前进时,由牛顿第一定律可知,即使没有挡油板油也几乎不会涌动,故D正确。本题选不正确的,故选B。7(2021南昌市新建区第一中学高一开学考试)关于物体的运动状态和所受合力的关系,以下说法正确的是()A物体所受合力为零,物体一定处于静止状态B只有合力发生变化时,物体的运动状态才会发生变化C物体所受合力不为零时,物体的速度一定不为零D物体所受的合力不变且不为零,物体的运动状态一定变化【答案】D【详解】A物体所受合力是零,则物
36、体处于平衡状态,因此物体处于静止状态或匀速直线运动状态,A错误;B物体受合力变化时,物体的运动状态会产生变化,物体受恒定的合力时,物体的运动状态也会产生变化,B错误;C物体所受合力不是零时,物体的加速度一定不是零,物体的速度有时可能是零,C错误;D物体所受的合力不变且不是零,由牛顿第二定律可知,物体一定有加速度,物体的运动状态一定变化,D正确。故选D。8(2022沈阳市第一二中学高一月考)学习物理除了学习知识之外,还要领悟并掌握处理物理问题的思想和方法。关于物理学的思想和方法,下列叙述错误的是()A在研究瞬时速度时,用到了极限法B在研究物体重心概念时,用到了等效法C牛顿第一定律的得出过程用到了
37、控制变量法D推导匀变速直线运动位移与时间关系式时用到了微元法【答案】C【详解】A根据当时间间隔足够短或位移足够小时的平均速度就等于某一时刻或通过某一位置的瞬时速度,因此研究瞬时速度时,用到了极限法,A正确;B一个物体的各个部分都会受到重力作用,从效果上看,相当于重力作用在重心上,因此研究物体重心概念时,用到了等效法,B正确;C伽利略的斜面实验是牛顿第一定律基础,它以实验为基础,合理外推得到的,不是采用控制变量法,C错误;D推导匀变速直线运动位移与时间关系时,取非常短的一段时间,在这段时间内,认为物体做匀速度运动,把每一小段时间内的位移加在一起就是总位移,而且时间间隔取得越短,越接近真实值,因此
38、采用微元的思想,D正确。故错误的选C9(2018永嘉县西溪乡荆源中学高一期末)亚里士多德在其著作物理学中说:一切物体都具有某种“自然本性”,物体由其“自然本性”决定的运动称之为自然运动,而物体受到推、拉、提、举等作用后的非“自然运动”称之为“受迫运动”。伽利略、笛卡尔、牛顿等人批判的继承了亚里士多德的这些说法,建立了新物理学、新物理学认为一切物体都具有的“自然本性”是“惯性”。下列关于“惯性”和“运动”的说法中不符合新物理学的是()A一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动静止或者匀速直线运动B作用在物体上的力,是使物体做“受迫运动”即变速运动的原因C速度越大,物体的惯性越大D竖直向上抛出的物
39、体,受到了重力,却没有立即反向运动,而是继续向上运动一段距离后才反向运动,是由于物体具有惯性【答案】C【详解】A一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动静止或者匀速直线运动,A正确,不符合题意;B作用在物体上的力,是使物体做“受迫运动”即变速运动的原因,B正确,不符合题意;C质量是物体惯性的量度,与物体的速度无关,C错误,符合题意;D竖直向上抛出的物体,受到了重力,却没有立即反向运动,而是继续向上运动一段距离后再反向运动,是由于物体具有惯性,D正确,不符合题意。故选C。10(2021山西高三三模)如图,一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进,发现前方堵车,紧急刹车做匀减速运动。研究中间一颗质量为
40、m的西瓜P的受力情况,设汽车匀速前进时P受到周围其它西瓜作用力的合力为,汽车匀减速前进时P受到周围其它西瓜作用力的合力为,则汽车匀减速前进时加速度的大小为()ABCD【答案】D【详解】汽车匀速前进时P受到周围其它西瓜作用力的合力为F1,则汽车匀减速前行时,合力由重力与P受到周围其它西瓜作用力的合力提供,如图由牛顿第二定律可知ABC错误,D正确,故选D。能力练11.(2021全国高一期末)汽车以速度沿平直的水平面向右匀速运动,通过定滑轮,不计滑轮的质量和摩擦,把质量为m的重物向上提起,某时刻汽车后面的绳子与水平方向的夹角为,如图所示。则下列说法正确的是()A此时重物的速度大小为B重物上升的速度越
41、来越小C由于汽车做匀速运动,所以重物也是匀速上升D绳子中的拉力大于重物的重力【答案】D【详解】A将小车的速度v0分解为沿绳子方向v和垂直绳子的方向v两个分速度,如图所示,沿绳子方向的速度大小等于重物上升的速度大小,可得v=v0cosA错误; BC小车在向右的匀速运动中,绳子与水平方向的夹角减小,所以重物的速度v增大,重物做加速上升运动,BC错误;D由于重物加速上升,所以绳子中的拉力大于重物的重力,D正确。故选D。12(2021浙江金华市高三二模)义乌市场上热销的擦窗机器人能利用内置吸盘吸附在接触面上,同时驱动系统又能保证机器人在竖直墙壁或玻璃面上自如行走,执行用户设定的清洁任务。假设现在擦窗机
42、器人正在竖直玻璃墙面上由A点沿直线加速运行到右上方的B点,在这一过程中,机器人与玻璃墙之间的摩擦力为F,则下列关于力的分析图中正确是()ABCD【答案】D【详解】机器人正在竖直玻璃墙面上由A点沿直线加速运行到右上方的B点,则其合外力方向沿AB方向由A指向B,垂直玻璃面的方向的大气压力与弹力相互平衡,则重力与摩擦力所合力就是机器人的合外力,所以摩擦力指向斜上方,则D正确;ABC错误;故选D。13(2022河南安阳市安阳一中高一期中)一滑块在水平地面上沿直线滑行,t=0时速率为1m/s。从此刻开始在与速度平行的方向上施加一水平作用力F,力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲、乙所示,则(两图
43、取同一正方向,取g10m/s2)()A滑块的质量为1.0kgB滑块与水平地面间的动摩擦因数为0.5C第1s内摩擦力对滑块做功为1JD第2s内力F的平均功率为1.5W【答案】D【详解】AB由图象斜率得滑块加速度为由甲、乙两图结合牛顿第二定律,滑块第1s内有第2s内有代入数据得故求得,又由可得动摩擦因数故AB错误;C由图象围成的面积表示位移可得,物体第1s内的位移大小为根据功的公式可得第1s内摩擦力对滑块做功为,故C错误;D根据v-t图象可知,第2秒内的平均速度所以第2s内F的平均功率为故D正确。故选D。二、多选题14(2021广东茂名市高一期末)下面是摘自,上个世纪美国报纸上的一篇文章:阿波罗登
44、月火箭在脱离地球飞向月球的过程中,宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话。宇航员:“汤姆,我们现在已关闭了火箭上所有的发动机,正向月球飞去。”汤姆:“你们关闭了所有的发动机,那么靠什么力量推动火箭向前运动呢?”宇航员犹豫了半天,说:“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧。”若不计月球等天体对火箭的吸引作用,由上述材料可知下列说法正确的是()A汤姆问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”B宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”C宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持”D宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行【答案】ACD【详解】A汤姆说:“你们关闭
45、了所有推动机,那么靠什么力量推动火箭向前运动?”,想表达的真实意思是“火箭的运动需要力来维持”,故A正确;BCD由题意知,宇航员说大概是伽利略在推动飞船向前运动,真实意思是根据伽利略的理论,“火箭的运动不需要力来维持”,火箭正在依靠惯性飞行,而不是伽俐略用力推动着火箭向前运动,故B错误,CD正确。故选ACD。15(2022兴仁市凤凰中学高二月考)关于运动和力的关系,下列说法正确的是()A力是维持物体运动的原因B力只能改变物体运动速度的大小C力不仅能改变物体运动速度的大小,还能改变速度的方向D力是改变物体运动状态的原因【答案】CD【详解】力是改变物体运动状态的原因,故力是产生加速度的原因,力可以
46、改变物体的速度的大小,也可以改变物体受到的方向。故选CD。16(2021河北衡水中学高三二模)我国高铁技术处于世界领先水平,和谐号动车组是由动车和拖车编组而成,提供动力的车厢叫动车,不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等,动车的额定功率都相同,动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某列动车组由8节车厢组成,其中第1、5节车厢为动车,其余为拖车,则该动车组()A启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反B做匀加速运动时,第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3:2C与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1:2D与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为
47、1:4【答案】BC【详解】A启动时乘客的加速度的方向与车厢运动的方向是相同的,所以乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相同。故A错误;B做加速运动时,有两节动力车厢,对整个的车进行受力分析得把6、7、8车厢看成一个整体,第5、6节车厢间的作用力为,由牛顿第二定律把7、8车厢看成一个整体,第6、7节车厢间的作用力为,由牛顿第二定律联立可得故B正确;CD当只有两节动力车时,最大速率为,由瞬时功率表达式 改为4节动车带4节拖车的动车组时最大速率为,由瞬时功率表达式联立可得故C正确,D错误。故选BC。17(2021江苏南通市高三三模)滑索是一项体育游乐项目。游客从起点利用自然落差加速向下滑行,越过绳索的最低点减速滑至终点。不考虑空气对人的作用力,如图中能正确表示游客加速下滑或减速上滑的是()A加速下滑B加速下滑C减速上滑D减速上滑【
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