【寒假力学入门】七下3.4 牛顿第一定律 - 答案

第4节牛顿第一定律知识点1牛顿第一定律1．阻力对物体运动的影响实验设计：在水平木板铺上粗糙程度不同的物体，观察小车从同一斜面的同一位置由静止滑下，观察小车在水平面上运动的距离。实验结论：在同样条件下，水平面越光滑，小车所受的阻力越小，运动的距离越远，速度减小得越慢。如果小车在水平面上运动时不受阻力的作用，小车将以恒定不变的速度永远运动下去。【注意】本实验中运用了控制变量法(控制小车从同一高度释放，使小车到达斜面底端的速度相同)、转换法(通过小车滑行的距离来反映小车受到阻力的大小)、科学推理法(小车不受任何阻力以恒定不变的速度运动下去)。2．牛顿第一定律内容：一切物体在没有受到外力作用时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态，这是牛顿第一定律。理解：(1)牛顿第一定律说明了“物体运动需要力来维持”的观点是错误的；(2)牛顿第一定律揭示了力的本质：力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因；(3)牛顿第一定律不是实验定律，它是在实验的基础上通过分析后，再进一步概括、推理得出的，这种方法称为理想实验法。【注意】①牛顿第一定律是通过分析事实，再进一步概括、推理得出。尽管不能用实验来直接验证，但是从定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验。因此，牛顿第一定律已成为大家公认的力学基本定律之一。②牛顿第一定律有两层意思：a．原先静止状态的物体，当一切外力都消失时，物体仍保持静止状态。b．原先运动的物体，不管原来如何运动，当一切外力都消失时，物体保持不受力瞬间的运动方向和速度大小做匀速直线运动。【例1】关于牛顿第一定律，下列说法正确的是(B)A．一切物体在受外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态B．一切物体在不受外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态C．一切物体在受到外力时，总保持静止状态D．一切物体在不受外力时，一定保持运动状态【例2】匀速竖直上升的气球下端用绳子拴着一个小石头，当绳子突然断了以后，小石头的运动情况是(不计空气阻力) (C)A．将立即加速下降 B．由于惯性，将继续匀速上升C．减速上升一段距离后再加速下降 D．匀速上升一段距离后再加速下降【例3】用水平向右拉力拉着小车在光滑的水平面上向右运动，在拉力逐渐减小的过程中，小车速度将（A）A.逐渐变大B.逐渐变小C.不变D.无法判断【例4】若小球在运动过程中只受到力F的作用，且运动过程中力F始终保持不变，则小球的运动轨迹(用虚线表示)不可能是（D）【例5】如图所示，小球沿弧形斜槽从A点运动到水平轨道的B点时，如果小球受到的外力突然全部消失，那么小球的运动状态将是(A)A．匀速直线运动B．立即停止运动C．速度越来越快D．速度越来越慢【例6】如图所示，物体在重力、支持力和摩擦力的作用下沿水平面向右做减速直线运动。假设在运动过程中重力突然消失，物体将(C)A．立即停止运动B．向右沿水平方向做减速直线运动直至停止C．向右沿水平方向做匀速直线运动 D．向右上方做匀速直线运动【例7】如图所示，吊在天花板下面的电灯处于静止状态，如果某一天，吊线突然间断开的同时，电灯所受外力全部消失，则电灯将（D）A.竖直向上匀速运动B.竖直向下加速运动C.竖直向下匀速运动D.保持原来的静止状态【例8】如图所示是炮弹的运行轨迹，当其运动到最高点时，若外力突然消失，则炮弹将（B）A.处于静止状态B.向左做匀速直线运动C.竖直向下做匀速直线运动D.按原来的轨迹运动【例9】在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，在水平桌面上铺上粗糙程度不同的物体(如毛巾、棉布、木板)，让小车自斜面顶端静止开始滑下。观察同一小车从同一高度滑下后，在不同表面上运动的距离如图所示。(1)结论：水平面越光滑，小车运动的距离越_____，这说明小车受到的阻力越_____，速度减小得越______。(2)推理：如果运动的物体不受力，它将永远做________________。【答案】(1)远小慢(2)匀速直线运动知识点2惯性1．惯性定义：把物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律。大小：物体惯性的大小与物体的运动快慢无关，与受力的大小无关；与物体的质量有关：物体的质量越大，则惯性越大。【注意】(1)惯性是物体本身的固有属性，它的存在是无条件的；无论物体是固体、液体还是气体，是运动还是静止，是否受力，物体都具有惯性；(2)惯性不是力，所以我们对惯性进行描述时，只能说某物体“具有”或“由于”惯性，而不能说某物体“受到”或“产生”了惯性。2．惯性的利用与防止利用：跳远运动员助跑提高成绩；利用撞击锤柄的方法使锤头紧套在锤柄上。防止：行驶的汽车由于具有惯性不能立即停下来，即使紧急刹车也要向前运动一段距离才能停下来，所以为了安全起见，两车之间要保持一段距离。乘客坐出租车在高速公路上行驶时，要求乘客一定要系安全带，这是为了防止紧急刹车而出现交通事故。【例1】下列有关惯性的说法正确的是(D)A．匀速直线运动的汽车没有惯性B．静止的汽车没有惯性C．汽车只有在刹车时才具有惯性D．汽车在各种运动状态下都具有惯性【例2】今年五一假期，小江一家开车到开化江源游玩。下列是小江对游玩场景的描写，其中符合科学道理的是(D)A．早上冲出家门，由于受到惯性的作用，跑到车边很难停下B．上车后系上安全带可以减小行车时的惯性，从而减少意外伤害C．上山过程中惯性越来越大，导致爬山越来越慢D．爬上山顶抛出太阳帽，太阳帽离手前后惯性不变【例3】氢气球下用细线悬挂一个小球匀速上升。若细线突然断裂，则小球(D)A．不再受力B．依靠惯性仍保持原来的速度继续上升C．立即下落D．继续上升一段距离后再下降【例4】如图所示，细绳上端固定在O点，下端系一个小球，小球在水平面内做圆周运动。假如从某一时刻起，细绳断裂，且小球所受的一切外力同时消失，那么小球将(A)A．做匀速直线运动B．立即停止运动C．运动越来越慢D．仍做圆周运动【例5】(2017·苏州)公交驾驶员进行驾驶技能比赛时，可通过“一杯水”来考验驾驶员的行车技术．将一杯水静置在公交车的置物台上(如图)，司机突然刹车时，杯中水可能发生的情况是(B)A．仍保持水平B．将向前溢出C．将向后溢出D．会溢出，但不能确定溢出方向【例6】图为小车载着木块向右运动过程中发生的现象，下列判断正确的是(D)A．都是在小车突然停止时发生B．都是在小车突然起动时发生C．图甲所示的现象是小车在运动中突然停止或突然加速时发生D．图乙所示的现象是小车在运动中突然停止或突然减速时发生【课堂练习】1．由图可知，驾驶员和前排乘客必须使用安全带！小刚用下面的四句话解释了安全带的作用：①撞向挡风玻璃会给人造成伤害，系上安全带就可有效避免这种伤害；②当驾驶员驾车高速行驶时，发现前面出现情况紧急刹车；③驾驶员由于具有惯性，仍然保持向前运动的状态；④汽车滑行很小一段距离，立即停下来。这四句话的正确排列顺序是(B)A．②④①③B．②④③①C．②③④①D．②③①④2．汽车装有安全气囊，在下列哪种情况出现时，可以减轻对人身造成的伤害(D)A．汽车速度太快B．汽车急转弯C．汽车突然启动D．汽车前端发生强烈撞击3．气象台要用氢气球把探测仪器送到高空进行测量，如果在上升过程中气球破了，那么探测仪器将(D)A．立即下降B．停留在空中C．匀速上升D．先上升后下降4．在链球比赛中，小雄逆时针方向快速旋转抛掷链球，如图所示，若他的位置在图中的O点，则他最适合在链球到达图中甲、乙、丙、丁的哪一个位置时放开链球，才能让链球飞得远，又落在有效区内(B)A．甲B．乙C．丙D．丁5．人类对力与运动关系的认识经历了漫长而曲折的过程，下面是三位不同时代科学家的主要观点，这三种观点形成的先后顺序是(C)A．①②③B．③①②C．②③①D．③②①6．取一张轻薄小纸片，沿对角线向下折一个角度顶在针尖上，手掌在纸片上方迅速上移，原来静止的纸片旋转起来。手拿开后，纸片又逐渐静止下来(如图3.4-3)。下列有关分析正确的是(C)A.针尖顶着的纸片静止时，纸片只受到重力的作用B.静止的纸片旋转起来时，纸片只受到空气推力的作用C.手拿开后纸片没有立即停止旋转，是因为纸片有惯性D.手拿开后纸片逐渐静止下来，是因为纸片没有受到力的作用7．在无风的天气里，从水平匀速向右飞行的飞机上先后落下三包货物，若不计空气阻力，在地面上的人看到这三包货物下落过程中，在空中排列的情况可能是图中的(C)8．一名军人在一次执行任务时需要从正在正常向前行驶的卡车右侧跳下。对于跳车的方法，下列四种方案中，最安全的是（B）A.脸朝前方跳下，着地后立即站定B.脸朝前方跳下，着地后向前小跑几步C.脸朝后方跳下，着地后立即站定D.脸朝后方跳下，着地后向前小跑几步9．“理想实验”是研究物理规律的一种重要的思想方法，它以大量可靠的事实为基础，以真实的实验为原形，通过合理的推理得出物理规律。“理想实验”能深刻地揭示出物理规律的本色。如图是伽利略著名的“斜面理想实验”，实验设想的步骤有：①减小第二个斜面的倾角，小球在该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继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持续的匀速直线运动。④如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度。(1)请将上述步骤按照正确的顺序排列________(只要填写序号)。(2)在上述设想步骤中，有的属于可靠事实，有的则是理想化的推论。下面关于这些事实和推论的分类，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(3)请你另外列举一个课本上的例子说明理想化实验：__________________________。【答案】(1)②④①③(2)B(3)探究真空不能传声【课后练习】1．公交车在马路上行驶，站在车内的人突然向左倾倒，由此可判断公交车(D)A．突然加速B．突然减速C．突然向左转弯D．突然向右转弯2．列车车厢内的水平桌面上有一个静止物体，若突然向车尾方向移动，则原因可能是列车(A)A．突然启动B．突然刹车C．做匀速直线运动D．开始转弯3．设想在光滑的水平面上，有一个物体在力F的作用下沿如图所示的曲线由A向B运动，当到B点时突然撤去力F，那么此后物体的运动路线是(B)A．aB．bC．cD．无法确定4．站在静止汽车上的乘客，当汽车突然启动时，乘客会向后倾倒。对此现象有下列分析，按照发生的顺序排列正确的是(D)①汽车突然启动②乘客的身体向后倾斜③乘客与汽车都处于静止状态④乘客的身体由于惯性要保持静止⑤乘客的脚受到底板的作用力，由静止变为运动A．①④⑤②③B．③⑤①②④C．③④①⑤②D．③①⑤④②5.如图所示，在一辆表面光滑的小车上，放有质量分别为m1、m2的两个小球，随车一起做匀速直线运动。当车突然停止运动，则两小球(设车无限长，其他阻力不计)(B)A．一定相碰B．一定不相碰C．若m1<m2，则肯定相碰D．无法确定是否相碰6．如图甲所示，用力击打一摞棋子中间的一个，该棋子由静止开始沿水平方向飞出，这表明：力可以改变物体的运动状态；上面的棋子要保持原来的静止状态，同时，这些棋子因为受到重力的作用，又落到下面的棋子上。如图乙所示，在军事演习中，轰炸机应在目标上空A(填“A”“B”或“C”)处投弹才能击中目标。甲乙7．如图所示不计空气阻力，将排球竖直向上击出后，其运动速度越来越小，原因是排球受到的重力方向与运动方向。而将排球向斜上方击出后，其运动速度的大小和方向都会发生变化，原因是。【答案】相反且在一条直线上是排球的运动方向与所受重力的方向不在一条直线上8．“牛顿第一定律”的形成，经历了伽利略、笛卡儿和牛顿等科学家不断完善的过程。(1)伽利略经过下图所示的实验和推理得出结论：如果没有摩擦阻力和空气阻力的影响，在水平面上运动的物体将会一直运动下去。结合伽利略的结论写出图中各实验和推理的先后顺序：________。(用字母表示)(2)笛卡儿在伽利略观点的基础上进一步完善：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直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。牛顿在他们研究的基础上提出了“牛顿第一定律”。相对于“牛顿第一定律”，笛卡儿的观点有什么不足？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)CAB(2)没有涉及静止物体的运动规律9．某同学利用如图所示装置研究阻力对物体运动的影响。甲、乙木板上分别铺有毛巾和棉布，丙木板上不铺任何材料，让小车从相同斜面的顶端由静止开始滑下，观察现象。试回答下列问题：(1)科学实验需要控制变量。本实验中，影响小车在水平面上运动距离的因素，除了阻力外，还有_________，该因素可以采用小车从相同斜面的顶端由静止开始滑下的方法来控制。(2)实验可得出“阻力越小，运动速度减小得越慢”的结论，支持该结论的证据是________________________________________________________________________。【答案】(1)小车到达水平面时的初速度(2)小车在丙木板上运动的距离最远10．在研究牛顿第一定律的实验中，同学们已经知道滑块在水平面上滑行的