7.1科学探究：牛顿第一定律练习题附答案

7．1科学探究：牛顿第一定律上小学的小丽同学听老师说，由于地球自转，当地地面的速度大约是360m/s，便产生了一个想法：地球既然转得这么快，那么当自己跳起来落回地面时，地面一定转动一一段很大的距离，自己就不会落在原地．下课后便急忙跑到操场上取试试．使劲向上跳，但总是落回到原处．小丽怎么也不明白其中的道理．你能解释吗？智能提要问：如何认识牛顿第一定律中“没有受到外力作用”和“总保持”这两个词的含义？答：“没有受到外力作用”是指定律成立的条件，它包含两种情况：一是该物体没有受到外力对它的作用，这是一种理想情况；二是该物体在某一方向上没有受到外力的作用．例如，物体在光滑的水平面上运动，由于没有摩擦力，物体在水平方向不受外力的作用，它将在水平面上保持匀速直线运动，并一直运动下去．“总保持”有“原来是怎样，后来也仍然是怎样”的意思．问：定律中“或”能不能说成“和”？答：不能，“或”的意思是指两种状态必居其一，不能同时存在．究竟处于哪一种运动状态，要看物体原来是运动的，还是静止的．原来静止的物体在没有受到外力作用的时候仍保持静止状态；原来与的物体在没有受到外力作用的时候将保持匀速直线运动状态．问：怎样正确认识“惯性”的概念？答：物体保持运动状态不变的性质叫做惯性，一切物体都有惯性．惯性是物体的一种固有属性，是物体在任何时候、任何条件下都具有的性质．不论物体是否受到外力的作用．不论物体是否运动、怎样运动，它都具有惯性．惯性是由物体质量决定的，质量越大，惯性越大．例如：火车的质量比汽车大，火车的惯性就比汽车大．智能拓展惯性与交通随着现代化城市的发展和交通工具的高速化，如何既提高交通效率，又能确保人民的生命安全，就成为当前城市管理的一个重要内容．因此，各大中城市都颁布了一些地方性交通法规，在这些法规中，不少内容都涉及到惯性和交通的关系．（1）马路上的人行横道线在城市的交通干线上，横穿马路必须走人行横道线，不得随意穿行．骑自行车拐弯时，必须提前举手示意，不得猛拐．这些规定，一方面是为了提高路口的车辆通行能力，提高效率，减少汽车因减速、发动带来的空气污染；另一方面则是考虑到汽车的惯性给人们的安全带来的威胁，由于惯性，任何物体运动状态的变化都不能在瞬间实现，需要一定的时间来完成这个变化过程，很多交通事故的发生就是因为忽视了这个惯性问题而造成的．（2）惯性刹车惯性对交通有害也有利．惯性刹车就是人们利用惯性有利方面的一种做法．马路上行驶的卡车或拖拉机后面，常挂有拖车．当拖车装满货物质量很大，惯性也很大．当车平稳匀速前进时，拖车的惯性对车辆的行驶没有什么影响，但是当车紧急刹车时，拖车的惯性对车辆运动状态变化的影响就立即显现出来了．紧急刹车时，如果刹车装置在前面的卡车，前面的卡车头停止了，而后面的拖车由于惯性却按原来的速度往前冲，在很短的时间内产生巨大的破坏力，拖车质量越大，破坏作用也越大，它不仅会使车辆失控，还有可能扭断牵引拖车的连接杆，甚至造成翻车事故．怎样减少惯性带来的这种危害呢？实践中，人们找到了借助拖车惯性进行刹车的方法．在卡车与拖车的连接处，套装惯性刹车装置：一个套装了弹簧的连杆．当车辆紧急刹车时，连杆随卡车停止而停止，拖车由于惯性会继续向前冲，弹簧迅速被压缩，压缩的弹簧把这种强烈的冲击作用通过曲杆带动装在拖车轮上的制动器，从而使拖车刹车装置制动，把车刹住．这一连串动作是由于惯性而往前冲时完成的，得益于拖车的惯性，刹车动作完成得有力而及时，这种惯性制动灵敏而且可靠．智能归例题型一考查你是否理解了牛顿第一定律例1水平桌面上，物体在水平力F作用下向右运动，当它离开桌面时，假如所受的一切外力同时消失，那么它将（）A．沿竖直方向下落C．作曲线运动B．沿水平方向向右作匀速直线运动D．无法确定运动情况闯关点拨根据牛顿第一定律，一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态．原来静止的物体将保持静止状态；原来运动的物体将保持匀速直线运动状态．解由题意可知，物体离开桌面时已处于运动状态，那么当一切外力同时消失时，物体将维持离开桌面时的运动状态，继续向右作匀速直线运动．答选B例2如图6-1所示，木块放在表面光滑的小车上并随小车一起沿桌面向左做匀速直线运动．当小车遇障碍物而突然停止运动时，车上的木块将（）A．立即停下来B．立即向前倒下C．立即向后倒下D．仍继续向左作匀速直线运动闯关点拨（1）注意“光滑”两字．（2）原来运动的物体在没有受到外力作用的时候将保持匀速直线运动状态．解木块原来随小车一起向左运动，当小车突然停止时，木块在水平方向上没有受到外力的作用，根据牛顿第一定律，木块将继续向左作运速直线运动．答选D[变形思考]若本题中“光滑”两字去掉，结果将怎样？答向前倒下题型二考查对惯性的认识和理解，并会解释惯性现象，培养应用知识解决实际问题的能力例1我国新交通法规定：坐在小型汽车前排的驾驶员和乘客都应在胸前系上安全带．这主要是为了减轻在下列哪种情况下可能对人体造成的伤害（）A．高速行驶B．车速太慢C．突然起动D．紧急刹车闯关点拨本题是与惯性有关的典型问题，不论车速快，还是慢，人和车速度相等，不会产生伤害．突然起动时，人向后仰，有靠椅支撑．紧急刹车时，人由于惯性继续向前运动，驾驶员极易受方向盘等的伤害，系上安全带，可起到缓冲作用，减轻对人的伤害．答选D说明本题多次出现在许多省、市的中考题中，究其原因，本题有以下特点：①现象典型，贴近生活．②知识点隐蔽，没有直言惯性，但必须从惯性入手分析．③对学生进行了安全教育．例2下列现象中不能用惯性知识解释的是（）A．跳远运动员的助跑速度越大，跳远成绩往往越好B．用力将物体抛出去，物体最终要落到地面上C．子弹离开枪口后仍然能继续高速向前飞行D．古代打仗时，使用绊马索能将敌方飞奔的马绊倒闯关点拨物体保持运动状态不变的性质叫做惯性．所有物体都有惯性．对于题述的这些现象能否用惯性知识加以解释，关键在于物体是否体现出由于惯性而保持原有的运动状态这一特点．A、C、D选项中所举的现象均是由于物体的惯性所致，而B选项中的物体之所以要落回到地面上，是因为抛出去的物体受到重力作用，不是惯性的缘故．答选B例3一杯水放在列车内的水平桌面上，如果水面突然发生了如图6-2所示的变化，则6-2列车的运动状态可能发生的变化是()①列车突然向右启动②列车突然向左启动③列车向右运动时突然刹车④列车向左运动时突然刹车A．①或②B．①或③C．②或③D．②或④闯关点拨任何物体在任何情况下都具有惯性，即无论物体是静止还是运动，无论物体怎样运动，无论物体是气态、液态还是固态，都具有惯性．当列车突然向右启动或向左运动时突然刹车时，杯中的水由于惯性保持静止或保持向左运动的性质，而向左倾倒运动，故①和④不可能形成图示的状态；当列车突然向左启动或向右运动时突然刹车，则杯中的水要保持原状态不变，而必须向右倾倒运动，形成如图所示达到状态．故C是正确的．答选C说明解释有关惯性现象时，首先要认清研究对象的原有状态，惯性是保持物体原状态不变的性质，这一点尤为重要．例4如图6-3所示，水平桌面上放置一个气泡水平仪，当水平仪突然向右运动时，水平仪内的气泡相对水平仪将（）A．向前方移动B．向后方移动C．可能向前运动，也可能向后运动D．静止不动闯关点拨本题涉及两个知识点：第一，一切物体都具有惯性；第二，质量是惯性大小的惟一量度．由于气泡的质量与水平仪的水相比十分微小，因而其惯性极小，所以当水平仪突然向右运动时，体现惯性的主要是水平仪内的液体．将水平仪向右移动，由于惯性，液体要保持原来的静止状态，因此液体相对滞后，而同时把质量极小的气泡挤向前方，所以会看到气泡向前方移动．答选D智能训练基础知识训练1．英国科学家牛顿总结了等人的研究成果，得出著名的牛顿第一定律，其内容是：一切物体在时候，总保持或．（题型一）2．在体育测试中，铅球出手后仍能向前飞行，是因为铅球具有_____．（题型二）3．把衣服抖动几下，能把粘在衣服上尘土斗掉．这是因为抖动衣服时，尘土由于，还保持原来的状态，所以尘土和衣服分离开．（题型二）4．坐在正在行驶的汽车车厢内靠左侧窗口的乘客，突然感到座椅靠背向前压了自己一下，是由于；当汽车刹车时，身体将向（题型二）倾（填“前”或“后”），当汽车向左拐弯时，身体将向倾．5．关于牛顿第一定律，下列叙述正确的是()A．物体总保持匀速直线运动或静止状态（题型一）B．一切物体在没有受到外力作用时总保持匀速直线运动和静止状态C．一般物体在没有受到外力作用时总保持匀速直线运动或静止状态D．一切物体在受到外力作用时一定不会保持匀速直线运动或静止状态6．正在运动着的物体，若受到的一切外力都同时消失，那么它将（）（题型一）A．立即停止B．改变运动方向D．做匀速直线运动C．先慢下来，然后停止7．下列现象中，不属于惯性现象应用的是（ ）（题型二）A．用手拍打衣服上的灰尘B．运动员采用助跑跳远C．锤头松了，将锤柄在地上撞击几下D．骑自行车时为了减速捏刹车闸8．惯性是造成许多交通事故的原因，下列不是为了防止由于惯性而造成交通事故所制定的交通规则是（）（题型二）A．某些路段要对机动车辆限速C．车辆要右侧通行B．车辆快速行驶时要保持车距D．小型客车的驾驶员必须系安全带9．飞机空投救灾物资时要想命中目标，投掷点应选在（）A．目标的正上方B．目标的左、右方投掷均可C．接近目标正上方时提前投掷即可D．远离目标正上方时投掷即可10．斧头和斧柄松脱了，只要把斧柄在水泥地面上撞击几下，斧头就紧紧地套在斧柄上了，请用惯性知（题型二）识解释这一现象．（题型二）综合提高训练1．洗手后用力甩手，可以把手上的水甩掉，这是由于水具有的缘故．（题型二）2．烧锅炉的时候，用铲子送煤，铲子往往并不进入灶内，而是停在灶前，煤就顺着铲子运动的方向进入灶内，为什么？答：用铲子送煤时，当铲子突然在灶前停止运动，煤由于要保持原来的状态，继续沿着的方向进入灶内．（题型二）3．如图6-4所示，将小球竖直向上抛出，小球在A、B、C三点的速度分别为υA=4m/s、υB=2m/sυC=0．如果小球在经过B处时，重力突然消失，则小球将做________________运动，速度大小为___________；若小球在C处时，重力突然消失，则小球将___________________．（不考虑空气阻力）（题型一）4．关于惯性，下列说法中正确的是（ ）（题型二）A．物体在静止时不容易推动，所以物体在静止时比在运动时惯性大B．物体高速运动时不容易停下来，所以物体速度越大，惯性越大C．当物体没有受到力作用时，能保持匀速直线运动或静止状态，所以物体不受力时才有惯性D．惯性是物体的固有属性，任何物体在任何情况下，都具有惯性5．如图6-5所示，车厢在水平面上作匀速直线运动，在车厢内固定的光滑桌面上放置质量分别为M和N的两个物体，M>N．不计其他阻力，当车突然停止时，两个物体在离开桌面前（）A．一定相碰B．一定不相碰C．不一定相碰D．先撞上，后又分开6．图6-6（a）、（b）所示的现象在什么情况下发生（）（题型二）A．都是在小车突然停下时发生B．都是在小车突然拉动时发生C．图（a）所示的现象是小车突然停下时发生D．图（b）所示的现象是小车突然停下时发生7．氢气球用绳子系着一个重物，共同以10m/s的速度匀速竖直上升，当到达某一个高度时，绳子突然断开，这个重物将（）（题型二）A．继续上升一段，然后下落C．以原来的速度一直上升B．立即下落D．以上说法都不对8．李明看到人从行驶的车上跳下来后，很容易摔倒，下面是他对这种现象的解释：①人的脚着地后受地面摩擦力作用而停下来②人的上半身由于惯性还要保持原来的运动状态③人向车行驶方向摔倒④从行驶的车上跳下的人原来与车共同处于运动状态解释这个现象的合理顺序是（）（题型二）A．①②③④B．②③④①C．③④①②D．④①②③9．为了通过实验说明某个物理问题，将一个玻璃杯内盛半杯水，上面盖一块塑料薄板，板上放一只鸡蛋，如图6-7所示，用小棒猛击塑料板，塑料板飞出，鸡蛋则稳稳地落入杯中，根据物理知识分析杯中盛水的目的是____________（下列有一个或几个说法是正确的，选填正确说法前的序号）．①为了使鸡蛋落入杯中不破损；②增大质量，使杯子稳一些，尽量保持不动；③增加湿度，减少塑料板与杯子之间的摩擦．（题型二）10．在探究牛顿第一定律的实验中，如图6-8所示用同一小车从同样斜面的同一高度滑下，使它在三种不同表面的水平轨道上继续运动．（题型一）（１）为什么要让小车从斜面同一高度滑下？_____________________________________________（２）小车在三种不同表面上运动的距离不同说明了：_____________________________________________（３）对这个实验作进一步推想，可以得出什么结论？_____________________________________________11．小红站在公交车上，车开动时小红向后退了几步才稳住身子，差点摔倒，汽车在行驶中，突然遇到情况紧急刹车，这次小红结结实实撞在了前面一位叔叔身上．她实在不清楚自己为什么会出现上述情况，你能利用学过的内容为她解释吗？（题型二）12．人们有时要利用惯性，有时要防止惯性带来的危害，请你就以上两点各举出一例．（不要求解释）（题型二）（１）利用：（２）防止：答案6．