2025高考物理专项复习十九　实验：探究加速度与力、质量的关系含答案

2025高考物理专项复习十九实验：探究加速度与力、质量的关系含答案十九实验:探究加速度与力、质量的关系(40分钟50分)1.(6分)(2024·石家庄高一检测)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,当作用力一定时(悬挂的重物或者沙桶重力不变),探究加速度与质量的关系,下列做法正确的是 ()A.平衡摩擦力时,应将装沙的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器电源D.求小车运动的加速度时,可用天平测出装沙小桶和沙的质量m以及小车质量M,然后直接用公式a=mMg【解析】选B。平衡摩擦力时,不能有牵引力,应将绳从小车上拿去,轻轻推动小车,使小车沿木板运动,通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动,故A错误;每次改变小车的质量时,小车的重力沿斜面方向的分力和摩擦力仍能抵消,不需要重新平衡摩擦力,故B正确;实验时,如果先放开小车,再接通打点计时器电源,由于小车运动较快,可能会使打出来的点很少,不利于数据的采集和处理,所以应该先接通打点计时器电源,待打点稳定后再放开小车,故C错误;小车运动的加速度是利用打点计时器打出的纸带测量得到的,并且本实验的目的是“探究加速度与力、质量的关系”,不能直接用a=mMg求加速度,故D【补偿训练】(2024·德州高一检测)为了探究质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图所示的实验装置,其中M为小车的质量,m为钩码的质量,为了保证力传感器的读数为小车所受的合外力,关于实验操作需要进行的是 ()A.在未挂钩码时,将木板的右端垫高以平衡摩擦力B.在悬挂钩码后,将木板的右端垫高以平衡摩擦力C.所挂钩码的质量尽量大一些D.所挂钩码的质量尽量小一些【解析】选A。为了保证力传感器的读数为小车所受到的合外力,在未挂钩码时,需要将木板的右端垫高以平衡摩擦力,悬挂后,不需要再次平衡摩擦力,故A正确,B错误;平衡摩擦力后,由于力传感器能直接读出小车所受合外力的大小,则对于所挂钩码的质量没有要求,故C、D错误。2.(6分)(多选)如图是“探究加速度与力、质量的关系”的实验方案之一,通过位移的测量来代替加速度的测量,即a1a2=x1x2A.实验前必须先平衡摩擦力B.必须保证两小车的运动时间相等C.两小车都必须从静止开始做匀加速直线运动D.小车所受的水平拉力大小可以认为是砝码(包括小盘)的重力大小【解析】选B、C。对于初速度为零的匀加速直线运动,根据位移时间关系x=12at2,整理可得a=2xt2,当两个初速度为零的匀变速直线运动的物体的运动时间t相同时,a1a2=3.(6分)(多选)一小组的同学用如图所示装置做“探究物体质量一定时,加速度与力的关系”的实验。下列操作正确的有 ()A.平衡摩擦力时,用细线一端挂空砝码盘,另一端与小车相连,将木板适当倾斜,使小车在木板上近似做匀速直线运动B.小车的释放位置要尽量靠近打点计时器,细线要尽量平行于木板C.实验时,每改变一次小车的质量,都需要改变木板的倾斜角度D.作图时,两坐标轴标度比例要适当,坐标点不要过密,拟合出的图像尽量分布在坐标纸对角线区域【解析】选B、D。实验是利用小车自身重力的分力来平衡摩擦力,砝码盘如果用细线系在小车上,将无法判断小车所受阻力与小车重力的分力是否平衡,故A错误;释放位置靠近打点计时器,可以充分利用纸带长度,细线平行于木板以保证拉力沿小车的运动方向,故B正确;平衡摩擦力后,利用力的合成和分解知识可知,改变小车的质量后,小车自身重力的分力仍然能平衡摩擦力,所以不用再次平衡摩擦力,故C错误;作图时,坐标比例要合理,图线不能太陡也不能太缓,故D正确。4.(8分)在利用如图所示装置探究“加速度与力、质量的关系”的实验中,为了使小车受到的合外力可以看作等于小桶和砂的总重量,采用了两个措施:①平衡摩擦力:将长木板无滑轮的一端下面垫一木块,反复移动木块位置,直到小车和纸带在小桶带动下做匀速直线运动。②调整砂的多少,使砂及桶的总质量m远小于车及砝码的总质量M,实际操作中取m≤M5(1)以上措施中的重大错误是:_____________________________。

(2)改正了上述错误,重做此实验,保证M不变,反复改变砂的质量,并测得一系列数据,结果发现小车受的合外力与加速度的比值略大于小车质量M,经检验,滑轮非常光滑,打点计时器正常工作,那么出现这种情况的主要原因是:___________。

【解析】(1)平衡摩擦力时,小车不能连接小桶。(2)系统误差,实际拉力T<mg,从而mga>M答案:见解析5.(8分)图甲为探究“加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图,连接在小车后面的纸带穿过电火花打点计时器,将小车和挂在竖直面内的拉力传感器用一条柔软的轻绳通过光滑的定滑轮和轻质动滑轮连接起来。拉力传感器是一种将物理信号转变为可测量的电信号输出的装置,用于检测小车受到的拉力大小。(1)在安装器材时,要调整定滑轮的高度,使拴小车的轻绳与木板平行,这样做的目的是________(填字母代号)。

A.防止打点计时器在纸带上打出的点迹不清晰B.保证小车最终能够实现做匀速直线运动C.平衡摩擦力后使轻绳的拉力等于小车受到的合力(2)实验中________(选填“需要”或“不需要”)满足所挂钩码的质量远小于小车的质量。

(3)第一实验小组在实验中得到一条纸带的一部分如图乙所示,用毫米刻度尺测量并在纸带上标出了部分段的长度,相邻两计数点间的距离如图乙所示,相邻两计数点间还有4个计时点未标出,已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。根据图中数据计算出加速度的大小为________m/s2。(计算结果保留两位有效数字)

(4)第二实验小组根据测量数据作出如图丙所示的a-F图像,该小组同学做实验时存在的问题是__________________________。

【解析】(1)实验中调节定滑轮高度,使连接小车的轻绳与木板平行,可在平衡摩擦力后使轻绳的拉力等于小车所受的合力,如果不平行,轻绳的拉力在垂直于木板的方向上就有分力,改变了摩擦力,就不能使轻绳的拉力等于小车所受的合力,故C正确,A、B错误。(2)由于本实验中的力传感器可以读出轻绳的拉力,所以不需要满足所挂钩码质量远小于小车质量。(3)因纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s,设s1=8.30cm、s2=10.50cm、s3=12.70cm、s4=14.90cm,由a=(s4+s3)-(s1(4)图像在F轴上的截距不为零,说明力传感器显示有拉力时,小车仍然静止,这是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够造成的。答案:(1)C(2)不需要(3)2.2(4)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够6.(8分)(2024·合肥高一检测)为了探究质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图甲所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量,m为沙和沙桶的总质量,滑轮质量不计。该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(相邻两计数点间还有4个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电。(1)根据该同学设计的实验装置可知,本次实验________(选填“需要”或“不需要”)m远小于M。

(2)根据纸带可求出小车的加速度a=______m/s2(结果保留三位有效数字)。

(3)如果实验时实际交流电的频率是49Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。

【解析】(1)若实验中无法直接测得绳的拉力,则需要m远小于M。该同学设计的实验装置可通过弹簧测力计示数的2倍表示小车受到的拉力,因此不需要m远小于M。(2)由于相邻两计数点间还有4个点未画出,故相邻两计数点间的时间间隔T=0.1s,故小车的加速度a=(10.81+12.70+15.10)-(5.00+7.10+9.10)9×0.12×10-2m/s2(3)若实验时实际交流电的频率是49Hz,即频率偏小,则相邻两计数点之间的实际时间间隔偏大,故根据Δx=aT2,用频率50Hz的数据求得的加速度测量值将偏大,即测量值与实际值相比偏大。答案:(1)不需要(2)1.93(3)偏大7.(8分)(2024·沈阳高一检测)为了探究“物体质量一定时,加速度与合力的关系”,某同学设计了如图甲所示的实验装置。(1)实验的主要步骤如下:①将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力;②打开力传感器,接通打点计时器电源;③释放小车,打出一条纸带,计算出加速度a,并记录小车加速时力传感器示数F;④多次改变______________________(选填“砂和砂桶”或“小车”)的质量,重复上述步骤②③;

⑤利用多组数据,作出a-F图像。(2)实验中得到一条纸带如图乙所示,两计数点间还有四个点没有画出,已知打点计时器采用的交流电频率为50Hz。可求出:打点计时器打点3时的小车速度为________m/s,小车的加速度为______m/s2。(结果均保留两位有效数字)

(3)实验获得的a-F图像如图丙所示,则________。

A.理论上小车质量越大,直线斜率也越大B.该直线不过原点可能是因为长木板倾角过大C.该直线不过原点可能是因为不满足小车的质量远大于砂和砂桶的质量D.随着实验中砂和砂桶的质量增大,图线可能会出现弯曲【解析】(1)④该实验是控制小车质量不变,研究加速度和力的关系,故应多次改变砂和砂桶的质量重复实验;(2)相邻计数点间的时间间隔为:t=5f=550s=0.1s,匀变速直线运动中间时刻速度等于该段的平均速度,则打点3时的小车速度为:v3=x23+x0.24m/s;根据逐差法可得小车的加速度为:a=x342.60+3.00+3.40-1.40-1.80-2.209×0.12×10-2m/s2(3)理论上小车质量越大,直线斜率越小,故A错误;由图像可知当拉力为零时,小车的加速度为正值,说明可能是过度平衡摩擦力或木板倾角过大,故B正确,C错误;小车受到的拉力是通过力传感器测量,不需要砂和砂桶的质量远小于小车的质量,所以随着实验中砂和砂桶的质量增大,图线不会出现弯曲,故D错误。答案:(1)④砂和砂桶(2)0.240.40(3)B十二滑动摩擦力(40分钟100分)【基础全面练】1.(6分)(2023·江苏学业考试)玻璃杯放在桌面上,杯底压着一张纸条,手扶着杯子把纸条抽出。杯底 ()A.不受摩擦力B.受到静摩擦力C.受到与抽出方向相反的滑动摩擦力D.受到与抽出方向相同的滑动摩擦力【解析】选D。玻璃杯杯底受到的滑动摩擦力方向与杯子相对纸条运动方向相反,即与纸条相对杯子的运动方向相同,因此杯底受到与抽出方向相同的滑动摩擦力。故选D。2.(6分)下列说法不正确的是 ()A.要产生摩擦力,两物体必须相互挤压,且有相对运动趋势或发生相对运动B.只要物体相互接触且发生相对运动或有相对运动趋势,就有摩擦力产生C.有弹力不一定有摩擦力,有摩擦力一定有弹力D.弹力的方向一定和摩擦力方向垂直【解析】选B。要产生摩擦力,需要满足两物体相互挤压,有相对运动趋势或发生相对运动,还需要接触面粗糙三个条件,所以要产生摩擦力,两物体必须相互挤压,且有相对运动趋势或发生相对运动,A正确;由A知,B选项少了两物体相互挤压和接触面粗糙两个条件,B错误;由A知,有弹力可能没有相对运动趋势或没有发生相对运动或者接触面不粗糙,都可能没有摩擦力,但有摩擦力,两物体间一定会相互挤压,即有弹力,C正确;弹力的方向垂直于接触面,而摩擦力的方向沿接触面,故弹力的方向一定和摩擦力方向垂直,D正确。故选B。3.(6分)(2024·北京西城区高一检测)关于滑动摩擦力,下列说法正确的是 ()A.物体静止时不可能受到滑动摩擦力B.滑动摩擦力大小与物体重力成正比C.两物体间有相对运动,一定产生滑动摩擦力D.滑动摩擦力方向一定与接触面相切【解析】选D。物体静止时,接触、挤压并相对其他物体运动时,会受到滑动摩擦力,故A错误;滑动摩擦力大小与压力成正比,故B错误;若没有弹力,不会产生滑动摩擦力,故C错误;滑动摩擦力的方向与接触面相切,与相对运动方向相反,故D正确。4.(6分)绿色出行,低碳生活!自行车是人类的一项伟大发明。两百多年来,经过技术人员的不断改进,现代的自行车骑起来已十分方便。如图所示的自行车上需要减小摩擦力的部位是 ()A.轴承B.车闸C.轮胎D.脚蹬【解析】选A。轴承是用滚动代替滑动来减小摩擦力,故A符合题意;车闸是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B不合题意;轮胎上有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C不合题意;脚蹬上有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故D不合题意。故选A。5.(6分)(体育运动)(多选)冰壶比赛的冰道表面覆盖着特制的微小颗粒。如图所示,比赛时运动员常在冰壶滑行的前方用毛刷快速擦刷冰面,使冰壶滑得更远。设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ,受到的滑动摩擦力为f,则冰道被擦刷后 ()A.μ和f都增大 B.μ和f都减小C.冰壶加速运动 D.冰壶减速运动【解析】选B、D。用毛刷刷冰,使冰壶和冰面之间形成一层水膜,由于水膜的出现使冰壶与冰面分开,使冰壶滑得更远,说明冰道被擦刷后减小了动摩擦因数,进而减小了冰壶与冰面之间的摩擦力,故A错误,B正确;由于冰壶水平方向受到摩擦力的作用,则冰壶做减速运动,故C错误,D正确。6.(6分)如图所示为一质量为m的砖块,它的长、宽、高分别为25cm、15cm、8cm,则当它平放、侧放和竖放时,运动的砖块所受到的摩擦力大小关系为 ()A.Ff1>Ff2>Ff3 B.Ff1=Ff2=Ff3C.Ff1<Ff2<Ff3 D.无法比较【解析】选B。滑动摩擦力的大小Ff=μFN,只与两接触面的材料和正压力大小有关,与接触面积大小无关,则三种情况下滑动摩擦力大小相等,故选B。【补偿训练】一根质量为m、长为L的均匀长方体木条放在水平桌面上,木条与桌面间的动摩擦因数为μ。现用水平力F推木条,当木条经过如图所示位置时,桌面对它的摩擦力为 ()A.μmgB.23C.13μmg 【解析】选A。此时木条相对桌面在滑动,且对桌面的压力大小等于重力大小,所以摩擦力F=μFN=μmg,故选A。7.(6分)(2024·台州高一检测)某同学课桌上整齐竖直摆放着一堆书,中间夹了一本物理课本,物理课本的质量为0.4kg,物理课本两侧相邻的其他书对物理课本的压力大小为10N,其他书与物理课本之间的动摩擦因数均为0.3,重力加速度g取10m/s2。为了将物理课本竖直向上抽出来,该同学提供的拉力至少大于 ()A.4NB.7NC.9ND.10N【解析】选D。物理课本与书的两个接触面都有滑动摩擦力,则有f=μFN=0.3×10N=3N;为了将物理课本竖直向上抽出,该同学提供的拉力F=2f+mg=(2×3+0.4×10)N=10N,故选D。【综合应用练】8.(6分)(多选)如图所示,在桌面上放置一张纸片和一瓶矿泉水,矿泉水瓶静止在纸面上,如果突然迅速水平向右拉动纸的一边,将纸片拉出,而矿泉水瓶相对纸片滑动。在抽纸片过程中 ()A.拉动纸片越快,矿泉水瓶受到的摩擦力保持不变B.拉动纸片越快,矿泉水瓶受到的摩擦力越大C.纸片对矿泉水瓶摩擦力的方向向右D.纸片对矿泉水瓶摩擦力的方向向左【解析】选A、C。无论拉动的速度快慢,矿泉水瓶与纸片之间均为滑动摩擦力,大小均为μFN,矿泉水瓶重力不变,正压力不变,则摩擦力大小不变,故A正确,B错误;矿泉水瓶相对纸片向左运动,则纸片对矿泉水瓶摩擦力的方向向右,故C正确,D错误。故选A、C。9.(6分)如图所示,在“探究滑动摩擦力大小”的实验过程中,用拉力将木板从木块下抽出,弹簧测力计的示数稳定时为3.00N,已知木块的重力为8.00N,则木块与木板间的滑动摩擦力大小为 ()A.3.00N B.5.00NC.8.00N D.11.00N【解题指南】解答本题应注意以下三点:(1)受力分析后结合物体运动状态,确定是否是滑动摩擦力。(2)结合题意确定采用公式法还是平衡法求解滑动摩擦力。(3)列出方程进行求解。【解析】选A。对木块受力分析,它受力平衡,则所受的拉力等于木板对木块的滑动摩擦力,则木块与木板间的滑动摩擦力大小为3.00N,故选A。10.(6分)如图所示,打印机进纸槽里叠放有一叠白纸,进纸时滚轮以竖直向下的力F压在第一张白纸上,并沿逆时针方向匀速转动,滚轮与第一张纸不打滑,但第一张纸与第二张纸间发生相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。滚轮与白纸之间的动摩擦因数为μ1,白纸之间、白纸与进纸槽底座之间的动摩擦因数均为μ2,每张白纸的质量为m,不考虑静电力的影响,重力加速度为g,则下列说法正确的是 ()A.滚轮对第一张白纸的摩擦力方向水平向左B.第二、三张白纸间的摩擦力大小为μ2(F+2mg)C.第三、四张白纸间的摩擦力大小为μ2(F+mg)D.越靠近底座,白纸间的摩擦力越大【解析】选C。由于滚轮转动,第一张纸有相对滚轮向左的运动趋势,因此受到滚轮的摩擦力水平向右,故A错误;由于第一张纸匀速运动,它与第二张纸间的摩擦力为滑动摩擦力,f1=μ2(F+mg),由于第二张纸静止,它与第三张纸间的摩擦力为静摩擦力,根据平衡条件可知f2=μ2(F+mg)由于以下各张纸均处于静止状态,因此任意两张纸间的摩擦力均为f=μ2(F+mg),故C正确,B、D错误。故选C。【总结提升】(1)模型的建构生活实际情景,需要建构物理模型,本题就是板块叠加模型。(2)临界条件的寻找打印机可以正常进纸需要满足纸张上面的摩擦力大于下面的摩擦力这一条件,临界条件是通过逼近法得到。(3)滑动摩擦力中的压力滑动摩擦力公式中的压力不一定等于重力,可能比重力大,也可能比重力小,正确的理解是两个接触面间的正压力。【补偿训练】在探究静摩擦力及滑动摩擦力变化的规律的实验中,设计了如图甲所示的演示装置,力传感器A与计算机连接,可获得力随时间变化的规律。将力传感器固定在光滑水平桌面上,测力端通过细绳与一滑块相连(调节传感器高度可使细绳水平),滑块放在较长的小车上,小车的一端连接一根细绳并跨过光滑的定滑轮系一只空砂桶(调节滑轮可使桌面上部的细绳水平),整个装置处于静止状态。实验开始时打开传感器,同时缓慢向砂桶里倒入砂子,小车运动起来,立即停止倒砂子,若力传感器采集的图像如图乙所示,则结合该F-t图像,请分析以下问题。(重力加速度g取10m/s2)(1)空砂桶的重力为2N。

(2)滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小为3.5N。

(3)若已知滑块质量m=1kg,则滑块与小车间的动摩擦因数为0.3。

【解析】(1)t=0时刻,传感器显示拉力为2N,则滑块受到的摩擦力为静摩擦力,由二力平衡可知,其大小为2N,对车与空砂桶进行受力分析可知,空砂桶的重力也等于2N。(2)由题图乙可知,t=5s时摩擦力达到最大值,最大静摩擦力为3.5N。(3)由题图乙知滑动摩擦力为3N,所以μ=FfFN=Ffmg11.(12分)在东北的冬季伐木工作中,被伐下的木料常装在钢制滑板上的雪橇上,马拉着雪橇在冰道上滑行将木料运出。在水平冰道上,马在水平方向的最大拉力为1000N,能够长时间拉着雪橇匀速前进,马最多能拉多重的木料还能在水平冰道上较长时间匀速前进呢?(已知雪橇及人的总重为1000N,雪橇与冰道之间的动摩擦因数为0.02)【解析】马要能拉动雪橇,雪橇与冰道间的摩擦力最大不能超过1000N,即当马拉着雪橇匀速运动时,根据受力平衡可得f=Fm=1000N由滑动摩擦力公式可得f=μFN=μ(G0+Gm)则有Gm=fμ-G0=10000.答案:4.9×104N12.(16分)(2024·哈尔滨高一检测)质量是3kg的物体放在水平地面上,用F1=6N的水平拉力拉该物体时,恰好使物体做匀速直线运动,如图甲,已知g=10N/kg,求:(1)物体与地面之间的动摩擦因数;(2)若对物体施加一竖直向下的作用力F2=30N,如图乙,当物体在地面上滑动时,所受滑动摩擦力的大小。【解析】(1)根据平衡条件,摩擦力f1=F1=6N物体对地面的压力N=mg=30N物体与地面之间的动摩擦因数μ=f1N=0(2)若对物体施加一竖直向下的作用力F2=30N,物体对地面的压力N1=mg+F2=60N当物体在地面上滑动时,所受滑动摩擦力f=μN1=12N答案:(1)0.2(2)12N【拓展创新练】13.(12分)某实验小组用如图甲所示的实验装置来测量铁块与木板间的动摩擦因数。将一铁块和水平木板叠放于水平桌面上,已校准的弹簧测力计一端固定,另一端通过细绳与铁块相连。(1)实验时先测量铁块所受的重力大小G,弹簧测力计的示数如图乙所示,可读出铁块所受的重力大小G=3.15(3.13~3.16均可)N。

(2)通过另一根细绳拉着木板向右运动的过程中,读出弹簧测力计的示数F。拉动木板运动时不需要(选填“需要”或“不需要”)确保木板做匀速直线运动,连接铁块与弹簧测力计的细绳时,需要(选填“需要”或“不需要”)确保水平。

(3)铁块与木板间的动摩擦因数μ=FG(4)某同学在实验过程中,先将弹簧测力计竖直悬挂后调零,测完铁块所受的重力后直接按第(2)问中的步骤完成实验。考虑到弹簧本身的重力作用,竖直悬挂时的原长比水平放置时的原长长,实验测得的动摩擦因数偏小(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。

【解析】(1)弹簧测力计的示数为3.15N;(2)只要木板运动,铁块受到的就是滑动摩擦力,就可以通过弹簧测力计的示数读出滑动摩擦力,故不需要确保木板做匀速直线运动;为使细绳的拉力始终等于滑动摩擦力,需要确保连接铁块与弹簧测力计的细绳水平;(3)弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力,故有F=μG可得μ=F(4)先将弹簧测力计竖直悬挂后调零,测铁块所受的重力,考虑了弹簧本身的重力作用,则重力测量准确;水平测拉力时,由于未在水平情况下调零,则弹簧测力计所测拉力偏小,根据μ=FG十八牛顿第一定律(40分钟82分)【基础全面练】1.(6分)(2024·苏州高一检测)物体具有的保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质称为惯性。下列有关惯性的说法中,正确的是 ()A.乘坐汽车时系好安全带可减小惯性B.宇宙飞船在太空中也有惯性C.运动员跑得越快惯性越大D.汽车在刹车时才有惯性【解析】选B。物体的惯性只由质量决定,乘坐汽车时系好安全带不可以减小惯性,选项A错误;惯性与物体是否运动及运动速度大小无关,选项C错误;汽车做任何运动都具有惯性,选项D错误;任何物体在任何时候、任何位置都有惯性,宇宙飞船在太空中也有惯性,选项B正确。2.(6分)(2024·合肥高一检测)某同学用16N的水平力推原来静止的物体,使其开始运动后,改用12N的水平力可使该物体在水平面上做匀速运动,可见 ()A.物体在16N力作用时惯性较小B.在12N力作用时物体才有惯性C.力是改变物体运动状态的原因D.力是维持物体运动状态的原因【解析】选C。惯性是物体固有的属性,只与物体的质量有关,与物体是否受外力以及受外力大小无关,选项A、B错误;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,选项C正确,D错误。【补偿训练】(2023·贵州学业考)关于惯性,下列说法中正确的是 ()A.物体的速度很大,惯性一定大B.物体的质量非常大,惯性一定小C.加速度很大的物体,惯性一定大D.物体从地球移到月球上,惯性不变【解析】选D。惯性是物体本身的性质,惯性大小只与物体的质量有关,与物体的运动状态以及所处的位置无关,质量越大,惯性越大。3.(6分)(2024·绵阳高一检测)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立了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法,这套科学方法包含以下几个环节,其中排序最合理的是 ()①运用数学推理 ②合理外推③对现象的一般观察 ④提出猜想⑤通过实验对推理进行验证 ⑥推广应用A.④②③①⑤⑥ B.③④①⑤②⑥C.③④②①⑤⑥ D.④③①②⑤⑥【解析】选B。这套科学方法包含以下几个环节:③对现象的一般观察,④提出猜想,①运用数学推理,⑤通过实验对推理进行验证,②合理外推,⑥推广应用。4.(6分)(2023·湖南学业考)下列关于物体惯性的说法,正确的是 ()A.质量越大的物体,惯性越大B.速度越大的物体,惯性越大C.只有运动的物体才具有惯性,静止的物体没有惯性D.做竖直上抛运动的物体,向上运动时,受到向上的作用力【解析】选A。惯性是物体本身的一种性质,惯性大小只与质量有关,质量越大,惯性越大,与物体的运动状态无关,故B、C错误,A正确;做竖直上抛运动的物体,在空中向上运动是由于惯性,不仅没有受到向上的作用力,还受到向下的重力的作用,故D错误。5.(6分)下列对牛顿第一定律的理解正确的是 ()A.地球上不存在不受力的物体,所以牛顿第一定律没有实际意义B.不受力的物体运动状态有可能改变C.公共汽车紧急刹车时乘客站着比坐着容易摔倒是因为站着比坐着惯性大D.惯性是指物体有保持原来运动状态的性质,与物体的运动状态是否改变无关【解析】选D。牛顿第一定律是在实验的基础上进一步逻辑推理概括出来的科学理论,是不能直接通过实验得出的,但能经受住实践的检验,故A错误;不受力的物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,运动状态不可能改变,故B错误;物体惯性大小仅与质量有关,与其他因素无关,故C错误;惯性是指物体有保持原来运动状态的性质,是物体的固有属性,与物体的运动状态是否改变无关,故D正确。6.(6分)(2024·佛山高一检测)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。下列说法中不符合历史事实的是 ()A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变B.伽利略通过“理想实验”得出结论:运动物体必具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去C.笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它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D.牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质【解析】选A。亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体才会运动,没有力的作用,物体就要静止下来,A错误;伽利略通过“理想实验”得出结论:运动物体必具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去,B正确;笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它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,C正确;牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,即惯性,D正确。7.(6分)古代打仗时经常使用绊马索来绊倒马匹,用惯性如何解释这种现象?【解析】快速奔跑中的马匹,当马腿碰到绊马索,马腿就被绊住从而停止运动,而马的上半身由于惯性,仍保持原来向前运动的状态,所以马匹将向前摔倒。答案:见解析【综合应用练】8.(6分)如图所示,在一辆上表面光滑的小车上,有质量分别为m、M的两个小球(m<M)随车一起匀速运动,当车突然停止时,如不考虑其他阻力,小车足够长,则两个小球 ()A.一定相碰B.一定不相碰C.不一定相碰D.难以确定是否相碰,因为不知小球的运动方向【解析】选B。原来两小球都随着小车做匀速直线运动。小车上表面光滑,当小车突然停止运动后,由于惯性,两小球都将保持原来的速度做匀速运动,故一定不会相碰,所以选项B正确。9.(6分)(2024·衢州高一检测)如图所示,要将卡在球筒中的羽毛球取出,可以有多种方案,方案一:一手拿着球筒的中部,另一手用力击打羽毛球筒的上端;方案二:手持球筒,使球与球筒一起向下撞击水平桌面,假设球筒与水平桌面碰后速度立即变为0,下列说法正确的是 ()A.方案一利用羽毛球的惯性,使其从球筒上端出来B.方案一利用球筒的惯性,使羽毛球从下端出来C.方案二利用羽毛球受到的重力,使其从下端出来D.方案二中球筒撞击水平桌面后速度变为0,其惯性随之消失【解题指南】两种方案都运用了羽毛球的惯性。本题涉及两个物体间的相对运动,方案一应用了羽毛球保持原来运动状态静止,而球筒运动;方案二利用了羽毛球保持原来的运动状态,而球筒静止。【解析】选A。方案一中用力击打羽毛球筒的上端,球筒向下运动,利用羽毛球的惯性,使其从球筒上端出来,故A正确,B错误;方案二中球与球筒一起向下撞击水平桌面,球