初中物理尖子生自主招生培優(yōu)講義版塊8 運(yùn)動(dòng)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(shí)·解讀知識(shí)點(diǎn)一歷史回顧代表人物主要觀點(diǎn)亞里士多德必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)；沒有力的作用，物體就要靜止在某個(gè)地方伽利略力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因笛卡兒如果運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，既不會(huì)停下來，也不會(huì)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(huì)落入杯子中，你知道為什么嗎？)eq\a\vs4\al(緊急剎車時(shí)，你知道不系安全帶的危害嗎？)知識(shí)點(diǎn)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的關(guān)系①力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因：物體受到力的作用，它的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因：物體若不受力，它將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(shí)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(shí)驗(yàn)定律B.牛頓第一定律說明了力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因C.慣性定律與慣性的實(shí)質(zhì)是相同的D.物體的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)規(guī)律，不能通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并非實(shí)驗(yàn)定律，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；牛頓第一定律說明物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持，但要改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)則必須有力的作用，選項(xiàng)B、D正確；慣性是物體保持原來運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)規(guī)律，選項(xiàng)C錯(cuò)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(shí)所遵循的運(yùn)動(dòng)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(shí)物體的運(yùn)動(dòng)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(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變是由于物體具有慣性D.物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)規(guī)律，它指出了力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，物體必定受到外力的作用。總之，慣性和慣性定律是兩個(gè)不同的概念，但慣性定律揭示出物體具有慣性。故選項(xiàng)A、C、D正確?！敬鸢浮緼CD．【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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)規(guī)律，它指出了力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，物體必定受到外力的作用。總之，慣性和慣性定律是兩個(gè)不同的概念，但慣性定律揭示出物體具有慣性。故選項(xiàng)A、C、D正確。慣性相關(guān)易錯(cuò)點(diǎn)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(cuò)誤的。(2)力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。慣性是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。力越大，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越容易改變；慣性越大，物體的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的物體總要保持運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)遵循牛頓第一定律，是因?yàn)槲矬w有慣性C.人飛跑時(shí)不易被別人擋住，是因?yàn)轱w跑時(shí)的慣性要比走路時(shí)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(yùn)動(dòng)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(xiàng)A錯(cuò)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(xiàng)B正確；一個(gè)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(xiàng)C錯(cuò)誤；汽車受力不變時(shí)，卸下貨物，汽車的慣性變小，所以運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化加快，加速度變大，選項(xiàng)D正確。例4、對(duì)于一些實(shí)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(dòng)機(jī)后，某些一級(jí)方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機(jī)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(qiáng)弩之末，勢不能穿魯縞”，表明弩箭的慣性減小了C.貨運(yùn)列車運(yùn)行到不同車站時(shí)，經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂，這會(huì)改變它的慣性D.摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí)，車手—方面要適當(dāng)?shù)乜刂扑俣?，另一方面要將身體向彎道內(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(dòng)機(jī)后，某些一級(jí)方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機(jī)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(cuò)誤；“強(qiáng)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(cuò)誤；貨運(yùn)列車運(yùn)行到不同車站時(shí)，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(shí)，車手一方面要適當(dāng)?shù)乜刂扑俣?，另一方面要將身體向彎道內(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(cuò)誤。科學(xué)思維——理想實(shí)驗(yàn)及其在科學(xué)研究中的作用“理想實(shí)驗(yàn)”，又叫作“假想實(shí)驗(yàn)”“抽象的實(shí)驗(yàn)”，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?shí)驗(yàn)”雖然也叫作“實(shí)驗(yàn)”，但它與真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)是有原則性區(qū)別的，真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)是一種實(shí)踐活動(dòng)，而“理想實(shí)驗(yàn)”則是一種思維活動(dòng)；前者是可以將設(shè)計(jì)通過物化過程而實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)，后者則是由人們?cè)诔橄笏季S中設(shè)想出來而實(shí)際上無法做到的“實(shí)驗(yàn)”?！袄硐雽?shí)驗(yàn)”并不是脫離實(shí)際的主觀臆想。首先，“理想實(shí)驗(yàn)”是以實(shí)踐為基礎(chǔ)的。所謂的“理想實(shí)驗(yàn)”就是在真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，對(duì)實(shí)際過程做出更深層次的抽象分析。其次，“理想實(shí)驗(yàn)”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(huì)實(shí)踐中總結(jié)出來的，并為實(shí)踐所證實(shí)了的?！袄硐雽?shí)驗(yàn)”在自然科學(xué)的理論研究中有著重要的作用。但是，“理想實(shí)驗(yàn)”的方法也有其一定的局限性。“理想實(shí)驗(yàn)”只是一種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(yàn)正確與否的標(biāo)準(zhǔn)。相反，由“理想實(shí)驗(yàn)”所得出的任何推論，都必須由觀察或?qū)嶒?yàn)的結(jié)果來檢驗(yàn)。例5、理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)能更深刻地反映自然規(guī)律。伽利略設(shè)想了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)，下面對(duì)如圖所示的斜面實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟中，有一個(gè)是可靠事實(shí)，其余是推論。①減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上仍然要達(dá)到原來的高度；②兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面；③如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫艜r(shí)的高度；④繼續(xù)減小第二個(gè)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(yùn)動(dòng)。(1)請(qǐng)將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列：________(填寫序號(hào)即可)。(2)將上述設(shè)想步驟中的可靠事實(shí)和理想化的推論進(jìn)行分類。屬于可靠事實(shí)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(shí)驗(yàn)是在可靠事實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的推理，將實(shí)驗(yàn)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(shí)，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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)，氣泡相對(duì)于瓶子將（）A．向前運(yùn)動(dòng)B．向后運(yùn)動(dòng)C．無相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(gè)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(yùn)動(dòng)時(shí)，兩球的運(yùn)動(dòng)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(hào)”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(yùn)動(dòng)，下列描述正確的是()A．高鐵勻速向左運(yùn)動(dòng) B．高鐵可能突然向左加速運(yùn)動(dòng)C．高鐵可能突然向左減速運(yùn)動(dòng) D．高鐵可能突然向右減速運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)過程中，羽毛球受到向上的摩擦力才會(huì)從上端出來D．羽毛球會(huì)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(shí)，木箱才能運(yùn)動(dòng)；撤去推力，木箱便停下來。有四位同學(xué)對(duì)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(yùn)動(dòng)需要力來維持B．木箱由靜止到運(yùn)動(dòng)需要力的作用，由運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)才有慣性B．物體運(yùn)動(dòng)速度大時(shí)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(shí)施的新交通法規(guī)中規(guī)定，坐在小汽車前排的司機(jī)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(shí)可能對(duì)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(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)才有慣性B．拋出去的物體，脫手后能繼續(xù)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)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(duì)“自由落體運(yùn)動(dòng)”和“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”的研究過程，開創(chuàng)了科學(xué)實(shí)驗(yàn)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(duì)小球在斜面運(yùn)動(dòng)的研究，合理外推得出小球自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)B．圖甲中先在傾角較小的斜面上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以減小小球重力，使時(shí)間測量更容易C．圖乙中實(shí)驗(yàn)為“理想實(shí)驗(yàn)”，通過邏輯推理得出物體的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)到比釋放點(diǎn)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(shí)，下列判斷正確的是()A．在地面運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性較大B．在月面運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性較大C．在地面和月面慣性一樣大D．在地面運(yùn)動(dòng)時(shí)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(yùn)動(dòng)時(shí)，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(yùn)動(dòng)員在起跳前盡可能高速助跑②跳傘運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(duì)它的分選原理描述錯(cuò)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(gè)小球(m1>m2)，兩小球原來隨車一起運(yùn)動(dòng)。當(dāng)車突然停止時(shí)，如不考慮其他阻力，則兩個(gè)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(huì)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(duì)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(bào)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(dòng)機(jī)，正向月球飛去?！睖罚骸澳銈冴P(guān)閉了所有發(fā)動(dòng)機(jī)，那么靠什么力量推動(dòng)火箭向前運(yùn)動(dòng)？”宇航員猶豫了半天，說：“我想大概是伽利略在推動(dòng)火箭向前運(yùn)動(dòng)吧?！比舨挥?jì)星球?qū)鸺淖饔昧Γ缮鲜霾牧峡芍铝姓f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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的原因”C．宇航員答話所體現(xiàn)的物理思想是“物體運(yùn)動(dòng)不需要力來維持”D．宇航員答話的真實(shí)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(shí)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(dòng)也”，即開始運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)加快，對(duì)墨子這句關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)觀點(diǎn)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(yùn)動(dòng)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(diǎn)與亞里士多德關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)基本相同D．此觀點(diǎn)與牛頓關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)基本相同20、如圖所示，一個(gè)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(yùn)動(dòng)軌