初中物理尖子生自主招生培優(yōu)講義版塊8 運動和力 專題8-1 牛頓第一定律 （學(xué)生版）

頁專題8-1牛頓第一定律知識·解讀知識點一歷史回顧代表人物主要觀點亞里士多德必須有力作用在物體上，物體才能運動；沒有力的作用，物體就要靜止在某個地方伽利略力不是維持物體運動的原因笛卡兒如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向eq\a\vs4\al(迅速擊打杯子上的玻璃板，雞蛋會落入杯子中，你知道為什么嗎？)eq\a\vs4\al(緊急剎車時，你知道不系安全帶的危害嗎？)知識點二牛頓第一定律與慣性1.牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。2.慣性：物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。3.慣性與質(zhì)量：質(zhì)量大的物體慣性大。說明慣性大小只由質(zhì)量大小決定，與其他因素?zé)o關(guān)。4.牛頓第一定律的物理意義(1)揭示了力與運動的關(guān)系①力是改變物體運動狀態(tài)的原因：物體受到力的作用，它的運動狀態(tài)就一定發(fā)生改變，并且產(chǎn)生加速度。②力不是維持物體運動狀態(tài)的原因：物體若不受力，它將保持勻速直線運動或者靜止?fàn)顟B(tài)。(2)揭示了一切物體都具有的一種屬性——慣性，所以牛頓第一定律也叫慣性定律。5.物體運動狀態(tài)改變的三種情況(1)速度的方向不變，大小改變。(2)速度的大小不變，方向改變。(3)速度的大小和方向同時發(fā)生改變。典例·解讀例1、(多選)下列說法中正確的是()A.牛頓第一定律是一條實驗定律B.牛頓第一定律說明了力是改變物體運動狀態(tài)的原因C.慣性定律與慣性的實質(zhì)是相同的D.物體的運動不需要力來維持【答案】BD．【答案】BD．【解析】牛頓第一定律反映了物體在不受力的理想條件下所遵循的運動規(guī)律，不能通過實驗驗證，并非實驗定律，選項A錯誤；牛頓第一定律說明物體的運動不需要力來維持，但要改變物體的運動狀態(tài)則必須有力的作用，選項B、D正確；慣性是物體保持原來運動狀態(tài)不變的一種性質(zhì)，慣性定律則反映了物體在一定條件下的運動規(guī)律，選項C錯誤。溫馨提示慣性與牛頓第一定律不同。慣性是物體本身固有的一種屬性，牛頓第一定律則是物體不受外力作用時所遵循的運動規(guī)律。例2、(多選)關(guān)于牛頓第一定律，下列說法正確的是()A.牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時物體的運動規(guī)律B.牛頓第一定律就是物體的慣性C.不受外力作用時，物體的運動狀態(tài)保持不變是由于物體具有慣性D.物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化時，必定受到外力的作用 【答案】ACD．【解析】慣性是物體的固有屬性，慣性大小僅由物體的質(zhì)量決定，與物體是否受力及物體的運動狀態(tài)無關(guān)。牛頓第一定律(慣性定律)是物體在不受外力作用(或所受合外力為零)的條件下所遵守的運動規(guī)律，它指出了力是改變物體運動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運動的原因。運動狀態(tài)發(fā)生變化時，物體必定受到外力的作用?？傊瑧T性和慣性定律是兩個不同的概念，但慣性定律揭示出物體具有慣性。故選項A、C、D正確。【答案】ACD．【解析】慣性是物體的固有屬性，慣性大小僅由物體的質(zhì)量決定，與物體是否受力及物體的運動狀態(tài)無關(guān)。牛頓第一定律(慣性定律)是物體在不受外力作用(或所受合外力為零)的條件下所遵守的運動規(guī)律，它指出了力是改變物體運動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運動的原因。運動狀態(tài)發(fā)生變化時，物體必定受到外力的作用?？傊瑧T性和慣性定律是兩個不同的概念，但慣性定律揭示出物體具有慣性。故選項A、C、D正確。慣性相關(guān)易錯點辨析1.慣性與質(zhì)量的關(guān)系(1)慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性。(2)質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，質(zhì)量越大，慣性越大。2.慣性與力的關(guān)系(1)慣性不是力，因此“物體受到了慣性作用”“產(chǎn)生了慣性”“受到慣性力”等說法都是錯誤的。(2)力是改變物體運動狀態(tài)的原因。慣性是維持物體運動狀態(tài)的原因。力越大，物體的運動狀態(tài)越容易改變；慣性越大，物體的運動狀態(tài)越難改變。(3)慣性與物體的受力情況無關(guān)。33.慣性與速度的關(guān)系(1)速度是表示物體運動快慢的物理量，慣性是物體本身固有的屬性。(2)一切物體都有慣性，并且慣性的大小由物體本身決定，與物體是否有速度及速度的大小無關(guān)。提示：運動的物體總要保持運動，物體的慣性總是以保持“原狀”或者反抗“改變”兩種形式表現(xiàn)出來。例3、（多選）關(guān)于物體的慣性，下列說法正確的是()A.質(zhì)量就是慣性B.物體運動遵循牛頓第一定律，是因為物體有慣性C.人飛跑時不易被別人擋住，是因為飛跑時的慣性要比走路時大D.從受一定牽引力作用下的汽車上不斷卸下貨物，汽車速度的變化不斷加快【答案】BD．【答案】BD．【解析】慣性是物體保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)不變的性質(zhì)，而質(zhì)量只是物體慣性大小的量度，所以選項A錯誤；因一切物體都具有慣性，所以才有慣性定律，即牛頓第一定律，所以選項B正確；一個物體慣性的大小僅由其質(zhì)量大小決定，與物體的速度、加速度及受力情況都無關(guān)，所以選項C錯誤；汽車受力不變時，卸下貨物，汽車的慣性變小，所以運動狀態(tài)變化加快，加速度變大，選項D正確。例4、對于一些實際生活中的現(xiàn)象，某同學(xué)試圖從慣性角度加以解釋，其中正確的是()A.采用了大功率的發(fā)動機后，某些一級方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機的速度，這表明：可以通過科技進(jìn)步使小質(zhì)量的物體獲得大慣性B.“強弩之末，勢不能穿魯縞”，表明弩箭的慣性減小了C.貨運列車運行到不同車站時，經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂，這會改變它的慣性D.摩托車轉(zhuǎn)彎時，車手—方面要適當(dāng)?shù)乜刂扑俣龋硪环矫嬉獙⑸眢w向彎道內(nèi)側(cè)傾斜，這是為了通過調(diào)控人和車的慣性達(dá)到安全行駛的目的【答案】C．【答案】C．【解析】采用了大功率的發(fā)動機后，某些一級方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機的速度，這是功率增大的緣故，并非使小質(zhì)量的物體獲得大慣性，故A錯誤；“強弩之末，勢不能穿魯縞”，是由于弩箭速度減小了，而不是慣性減小了，弩箭的慣性不變，故B錯誤；貨運列車運行到不同車站時，經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂，列車質(zhì)量發(fā)生變化，慣性改變，故C正確；摩托車轉(zhuǎn)彎時，車手一方面要適當(dāng)?shù)乜刂扑俣龋硪环矫嬉獙⑸眢w向彎道內(nèi)側(cè)傾斜，人和車的質(zhì)量沒變，慣性沒變，只是改變了受力方向，防止側(cè)滑，故D錯誤?？茖W(xué)思維——理想實驗及其在科學(xué)研究中的作用“理想實驗”，又叫作“假想實驗”“抽象的實驗”，它是人們進(jìn)行邏輯推理過程和理論研究的重要方法?！袄硐雽嶒灐彪m然也叫作“實驗”，但它與真實的科學(xué)實驗是有原則性區(qū)別的，真實的科學(xué)實驗是一種實踐活動，而“理想實驗”則是一種思維活動；前者是可以將設(shè)計通過物化過程而實現(xiàn)的實驗，后者則是由人們在抽象思維中設(shè)想出來而實際上無法做到的“實驗”。“理想實驗”并不是脫離實際的主觀臆想。首先，“理想實驗”是以實踐為基礎(chǔ)的。所謂的“理想實驗”就是在真實的科學(xué)實驗的基礎(chǔ)上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，對實際過程做出更深層次的抽象分析。其次，“理想實驗”的推理過程，是以一定的邏輯法則為根據(jù)的，而這些邏輯法則，都是從長期的社會實踐中總結(jié)出來的，并為實踐所證實了的?！袄硐雽嶒灐痹谧匀豢茖W(xué)的理論研究中有著重要的作用。但是，“理想實驗”的方法也有其一定的局限性?！袄硐雽嶒灐敝皇且环N邏輯推理的思維過程，它的作用只限于邏輯上的證明與反駁，而不能用來作為檢驗正確與否的標(biāo)準(zhǔn)。相反，由“理想實驗”所得出的任何推論，都必須由觀察或?qū)嶒灥慕Y(jié)果來檢驗。例5、理想實驗有時能更深刻地反映自然規(guī)律。伽利略設(shè)想了一個理想實驗，下面對如圖所示的斜面實驗的設(shè)想步驟中，有一個是可靠事實，其余是推論。①減小第二個斜面的傾角，小球在這個斜面上仍然要達(dá)到原來的高度；②兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面；③如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫艜r的高度；④繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它變成水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速直線運動。(1)請將上述理想實驗的設(shè)想步驟按照正確的順序排列：________(填寫序號即可)。(2)將上述設(shè)想步驟中的可靠事實和理想化的推論進(jìn)行分類。屬于可靠事實的步驟是______________；屬于理想化推論的步驟是______________?！敬鸢浮?1)【答案】(1)②③①④(2)②①③④．【解析】伽利略理想實驗是在可靠事實的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的推理，將實驗理想化，并符合物理規(guī)律，得到正確的結(jié)論。②是可靠事實，因此放在第一步，③①是在無摩擦的情況下的設(shè)想，④屬于理想化推論。培優(yōu)·訓(xùn)練1、做勻速直線運動的小車上水平放置一密閉的裝有水的瓶子，瓶內(nèi)有一氣泡，如圖所示，當(dāng)小車突然停止運動時，氣泡相對于瓶子將（）A．向前運動B．向后運動C．無相對運動D．無法判斷第1題圖第2題圖2、如圖所示，一只盛水的容器固定在一個小車上，在容器中分別懸掛和拴著一只鐵球和一只乒乓球．容器中的水和鐵球、乒乓球都處于靜止?fàn)顟B(tài)．當(dāng)容器隨小車突然向右運動時，兩球的運動狀況是(以小車為參考系)()A．鐵球向左，乒乓球向右B．鐵球向右，乒乓球向左C．鐵球和乒乓球都向左D．鐵球和乒乓球都向右3、(多選)“復(fù)興號”高鐵在某段水平軌道上勻速行駛，假設(shè)高鐵上固定著盛滿水的水杯。若突然發(fā)現(xiàn)水杯中的水向右灑出，如圖所示，則關(guān)于高鐵在此種情況下的運動，下列描述正確的是()A．高鐵勻速向左運動 B．高鐵可能突然向左加速運動C．高鐵可能突然向左減速運動 D．高鐵可能突然向右減速運動第3題圖第4題圖第5題圖4、某同學(xué)為了取出如圖所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿著球筒的中部，另一手用力擊打羽毛球筒的上端，則()A．此同學(xué)無法取出羽毛球B．該同學(xué)是在利用羽毛球的慣性C．羽毛球筒向下運動過程中，羽毛球受到向上的摩擦力才會從上端出來D．羽毛球會從筒的下端出來5、如圖所示，小明用水平方向的力推一木箱。小明發(fā)現(xiàn)：用力推時，木箱才能運動；撤去推力，木箱便停下來。有四位同學(xué)對此過程發(fā)表了自己的看法，你認(rèn)為正確的是()A．木箱的運動需要力來維持B．木箱由靜止到運動需要力的作用，由運動到靜止不需要力的作用C．撤去推力，木箱停下來是木箱具有慣性的表現(xiàn)D．撤去推力，木箱停下來是由于摩擦力的作用6、關(guān)于慣性，下列說法中正確的是()A．物體只有靜止或做勻速直線運動時才有慣性B．物體運動速度大時慣性大C．質(zhì)量是慣性大小的唯一量度D．體積越大的物體慣性越大7、如圖所示，慣性最大的是()第8題圖8、2013年1月1日起實施的新交通法規(guī)中規(guī)定，坐在小汽車前排的司機和乘客都應(yīng)在胸前系上安全帶，這主要是為了減輕在下列哪種情況出現(xiàn)時可能對人造成的傷害()A．車速太快B．車速太慢C．緊急剎車D．突然啟動9、下列關(guān)于慣性的說法中，正確的是()A．物體只有在靜止或做勻速直線運動時才有慣性B．拋出去的物體，脫手后能繼續(xù)向遠(yuǎn)處運動靠的是慣性C．同一物體在地球上的慣性比在月球上的慣性大D．物體在高速運動時不容易停下來，所以物體的速度越大，慣性越大10、如圖甲、乙分別表示伽利略對“自由落體運動”和“運動和力的關(guān)系”的研究過程，開創(chuàng)了科學(xué)實驗和邏輯推理相結(jié)合的重要科學(xué)研究方法。下列說法正確的是()A．圖甲中通過對小球在斜面運動的研究，合理外推得出小球自由落體運動是勻變速運動B．圖甲中先在傾角較小的斜面上進(jìn)行實驗，可以減小小球重力，使時間測量更容易C．圖乙中實驗為“理想實驗”，通過邏輯推理得出物體的運動需要力來維持D．圖乙中在左側(cè)斜面由靜止釋放小球，小球可運動到比釋放點更高的位置第10題圖第11題圖11、如圖所示為月球車示意圖，當(dāng)該月球車分別在地面以較小的速率和在月面以較大的速率行駛時，下列判斷正確的是()A．在地面運動時的慣性較大B．在月面運動時的慣性較大C．在地面和月面慣性一樣大D．在地面運動時的質(zhì)量較大12、一碗水放置于火車車廂內(nèi)的水平桌面上。當(dāng)火車向右做勻加速運動時，水面形狀接近于圖()13、下列事例中，利用了物體的慣性的是()①跳遠(yuǎn)運動員在起跳前盡可能高速助跑②跳傘運動員在落地前打開降落傘③自行車輪胎制成不平整的花紋④鐵餅運動員在擲出鐵餅前快速旋轉(zhuǎn)A．①②B．③④C．①④D．②③14、在谷物的收割和脫粒過程中，小石子、草屑等雜物很容易和谷物混在一起。另外，谷有癟粒，為了將它們分離，農(nóng)民常用一種叫做“風(fēng)谷”的農(nóng)具分選，如圖所示，對它的分選原理描述錯誤的是()A．石子質(zhì)量大慣性大，飛得最遠(yuǎn)B．草屑和癟谷粒質(zhì)量小，飛得最近C．草屑和癟谷粒的慣性最大，飛得最近D．空氣阻力作用使它們速度變化快慢不同第14題圖第15題圖15、如圖所示，在一輛表面光滑足夠長的小車上，有質(zhì)量為m1和m2的兩個小球(m1>m2)，兩小球原來隨車一起運動。當(dāng)車突然停止時，如不考慮其他阻力，則兩個小球()A．一定相碰B．一定不相碰C．不一定相碰D．無法確定16、公交公司為了宣傳乘車安全，向社會征集用于貼在公交車上的友情提示語，下面為征集到的其中幾條，你認(rèn)為對慣性的理解正確的是()A．站穩(wěn)扶好，克服慣性B．穩(wěn)步慢行，避免慣性C．當(dāng)心急剎，失去慣性D．謹(jǐn)防意外，慣性恒在17、（多選）下面是摘自20世紀(jì)美國報紙上的一篇小文章：阿波羅登月火箭在脫離地球飛向月球的過程中，飛船內(nèi)宇航員通過無線電與在家中上小學(xué)的兒子湯姆通話。宇航員：“湯姆，我們現(xiàn)在已關(guān)閉火箭上所有發(fā)動機，正向月球飛去?！睖罚骸澳銈冴P(guān)閉了所有發(fā)動機，那么靠什么力量推動火箭向前運動？”宇航員猶豫了半天，說：“我想大概是伽利略在推動火箭向前運動吧。”若不計星球?qū)鸺淖饔昧?，由上述材料可知下列說法正確的是()A．湯姆問話所體現(xiàn)的物理思想是“力是維持物體運動的原因”B．宇航員答話所體現(xiàn)的物理思想是“力是維持物體運動的原因”C．宇航員答話所體現(xiàn)的物理思想是“物體運動不需要力來維持”D．宇航員答話的真實意思是火箭正在依靠慣性飛行18、（多選）如圖所示，重球系于線DC下端，重球下再系一根同樣的繩BA，下列說法正確的是()A．在繩的A端緩慢增加拉力，結(jié)果CD繩先斷B．在繩的A端緩慢增加拉力，結(jié)果AB繩先斷C．在繩的A端突然猛一拉，結(jié)果AB繩先斷D．在繩的A端突然猛一拉，結(jié)果CD繩先斷19、遠(yuǎn)在春秋戰(zhàn)國時代(公元前770—前221年)，我國杰出學(xué)者墨子認(rèn)為：“力，刑之所以奮也．”“刑”同“形”，即物體；“奮，動也”，即開始運動或運動加快，對墨子這句關(guān)于力和運動觀點的理解，下列說法不正確的是()A．墨子認(rèn)為力是改變物體運動狀態(tài)的原因B．墨子認(rèn)為力是使物體產(chǎn)生加速度的原因C．此觀點與亞里士多德關(guān)于力和運動的觀點基本相同D．此觀點與牛頓關(guān)于力和運動的觀點基本相同20、如圖所示，一個劈形物體N放在固定的斜面M上，物體N上表面水平，其上放一光滑小球m.若劈形物體各面均光滑，從靜止開始釋放，則小球在碰到斜面前的運動軌