高中物理教科版 (2019)必修 第一册1 牛顿第一定律习题

第四章　牛顿运动定律

1　牛顿第一定律

基础过关练　　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　

题组一　对伽利略理想斜面实验的理解

1.(2020陕西西安高陵高一月考)如图所示,为现代人在实验室所做的伽利略斜面实验的频闪照片的组合图。实验中把小球从左侧斜面的某个位置由静止释放,它将冲上右侧斜面,频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两个小球间的距离依次减小;如果右侧斜面变成水平,频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两小球间的距离几乎相等。对于这个实验,以下叙述正确的是              (　　)

A.小球冲上右侧斜面后做减速运动,表明“力是维持物体运动的原因”的结论是正确的

B.小球最终也会在右侧水平面上停下来,表明“力是维持物体运动的原因”的结论是正确的

C.因为没有绝对光滑的斜面或者平面,所以伽利略提出的“如果没有摩擦阻力,小球将在水平面上永远运动下去”的结论是荒谬可笑的

D.上述实验表明“如果没有摩擦阻力,小球将在水平面上永远运动下去”的结论是正确的

2.理想实验有时能更深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验,下面对如图所示的斜面实验的设想步骤中,有一个是可靠事实,其余是推论。

①减小第二个斜面的倾角,小球在这个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如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度;

④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它变成水平面,小球将沿水平面做持续的匀速直线运动。

(1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列:　　　　　(填写序号即可)。 

(2)将上述设想步骤中的可靠事实和理想化的推论进行分类。

属于可靠事实的步骤是　　　　　; 

属于理想化推论的步骤是　　　　　。 

题组二　对牛顿第一定律的理解

3.(多选)关于牛顿第一定律有下列说法,其中正确的是 (　　)

A.牛顿第一定律可用实验来验证

B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因

C.惯性定律与惯性的实质是相同的

D.物体的运动不需要力来维持

4.(多选)下列物理现象中,可以用牛顿第一定律解释的是(　　)

A.必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就要静止下来

B.物体如果向正北方向运动,其受外力方向必须指向正北

C.如果没有外力作用,运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向

D.力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因

题组三　对惯性的理解

5.关于物体的惯性,下列说法中正确的是 (　　)

A.射出枪膛的子弹在运动一段距离后连一件棉衣也穿不透,这表明它的惯性小了

B.战斗机在空战时,甩掉副油箱是为了减小惯性,提高飞行的灵活性

C.用力推一个物体,没有推动,原因是物体的惯性太大了

D.高速公路上要限速,是因为车速越大惯性越大

6.(2020山东日照高一上检测)(多选)“复兴号”高铁在某段水平轨道上匀速行驶,假设高铁上固定着盛满水的水杯。若突然发现水杯中的水向右洒出,如图所示,则关于高铁在此种情况下的运动,下列描述正确的是              (　　)

A.高铁匀速向左运动

B.高铁可能突然向左加速运动

C.高铁可能突然向左减速运动

D.高铁可能突然向右减速运动

能力提升练

题组一　牛顿第一定律的理解及应用　　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　

1.(2020广东广州禺山高级中学高一期末,)根据牛顿第一定律可知 (　　)

A.物体运动状态发生变化时,物体不一定受到外力的作用

B.不受外力时,物体的运动状态也会发生改变,说明物体不一定有惯性

C.水平地面上滑动的木块最终停下来,是由于没有外力维持木块的运动

D.一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非有外力迫使它改变这种状态

2.(2021山东济南平阴第一中学高一检测,)(多选)运动着的物体,若所受的一切力突然同时消失,那么它将(　　)

A.立即停止                       B.做匀速直线运动

C.惯性改变                       D.惯性不变

题组二　惯性的理解及应用

3.(2020山东潍坊高一期末,)春秋时期齐国人的著作《考工记·辀人篇》中有“劝登马力,马力既竭,辀(zhou)犹能一取焉”,意思是马拉车的时候,马虽然对车不再施力了,但车还能继续向前运动一段距离,这一现象说明了车具有惯性,下列关于惯性的说法正确的是　              (　　)

A.马对车的力越大,车的惯性越大

B.车的速度越大,惯性越大

C.车的质量越大,惯性越大

D.车的惯性与质量无关

4.(2021河南开封高一上检测,)下列选项是四位同学根据图中驾驶员和乘客的身体姿势,分别对向前运动的汽车运动情况作出的判断,其中正确的是              (　　)

A.汽车一定做匀加速直线运动

B.汽车一定做匀速直线运动

C.汽车可能是突然减速

D.汽车可能是突然加速

5.(2020山西忻州一中高一期末,)各个面都光滑的直角三角体A放在光滑的斜面B上时,恰好使一直角边水平,如图所示,将一个小球置于该光滑直角边水平面上,然后将三角体A由静止释放,则小球在碰到斜面之前的运动轨迹是              (　　)

A.平行斜面向下的直线

B.竖直向下的直线

C.无规则曲线

D.垂直斜面的直线

6.(2021黑龙江大庆实验中学高三月考,)在匀速行驶的火车车厢内,有一人从B点正上方相对车厢静止释放一个小球,不计空气阻力,则小球              (　　)

A.可能落在A处　　　　B.一定落在B处

C.可能落在C处　　　　D.以上都有可能

7.(2021山东济南高三上期末联考改编,)(多选)如图所示,重球系于线DC下端,重球下再系一根同样的绳BA,下列说法正确的是              (　　)

A.在绳的A端缓慢增加拉力,结果CD绳先断

B.在绳的A端缓慢增加拉力,结果AB绳先断

C.在绳的A端突然猛一拉,结果AB绳先断

D.在绳的A端突然猛一拉,结果CD绳先断

8.(2020辽宁沈阳二中模拟改编,)有一仪器的内部电路如图所示,其中M是质量较大的一个金属块,两端与弹簧相连接。将仪器固定在一辆汽车上,当汽车启动时,哪只灯亮?当汽车急刹车时,哪只灯亮?为什么?

基础过关练

1.D　小球冲上右侧斜面后做减速运动,表明“力是维持物体运动的原因”的结论是错误的,故A错误;小球最终也会在右侧水平面上停下来,是由于受到摩擦力的作用,故B错误;因为没有绝对光滑的斜面或者平面,所以伽利略提出的“如果没有摩擦阻力,小球将在水平面上永远运动下去”的结论是一种理想的推论,但是却有着非常重要的现实意义,它开创了物理研究的新方法,故C错误;上述实验表明“如果没有摩擦阻力,小球将在水平面上永远运动下去”的结论是正确的,故D正确。

2.答案　(1)②③①④　(2)②　①③④

解析　伽利略理想实验是在可靠事实的基础上进行合理的推理,将实验理想化,并符合物理规律,得到正确的结论。②是可靠事实,因此放在第一步,③①④是在无摩擦的情况下的设想,属于理想化推论。

3.BD　牛顿第一定律不是实验定律,故不能用实验来验证,选项A错误;牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因,选项B正确;惯性定律是物体遵循的规律,而惯性是物体的性质,其实质是不同的,选项C错误;物体的运动不需要力来维持,选项D正确。

4.CD　一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态不变,直到有外力迫使它改变这种状态为止。没有外力作用时,物体可以做匀速直线运动,不一定静止,故A错误;物体向正北方向做匀速直线运动时,可以不受外力,当有正北方向的力作用时,它向北运动的速度会变大,当有正南方向的力作用时,它向北运动的速度会减小,但仍可以向正北方向运动,B错误;C、D两种说法均符合牛顿第一定律,C、D正确。

5.B　惯性是物体本身的一种属性,它不随物体速度的大小变化而变化,所以子弹运动一段距离后速度变小、高速公路上的限速都不是因为物体的惯性发生了变化,所以A、D错误;用力推一个物体,没有推动,说明地面对物体有摩擦力的作用,而不是因为惯性太大了,所以C错误;战斗机甩掉副油箱减小了质量,而惯性与质量有关,质量越小惯性越小,改变战斗机的运动状态就越容易,所以可以提高战斗机的灵活性,B正确。

6.BD　如果小车正在向左匀速运动,突然加速,则碗中的水由于惯性仍保持原有的速度,就会向右洒出,故B正确;如果小车正向右匀速运动,突然减速,则碗中的水由于惯性仍保持原来的速度,就会向右洒出,故D正确。

能力提升练

1.D　力是改变物体运动状态的原因。物体运动状态发生变化时,物体一定受到外力的作用,故A不符合题意;物体的惯性只和物体的质量有关,和物体的运动状态、是否受力无关,故B不符合题意;在水平地面上滑动的木块最终要停下来,是受到阻力作用,力并不是维持物体运动的原因,故C不符合题意;根据牛顿第一定律可知一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非有外力迫使它改变这种状态,故D符合题意。

2.BD　因为物体在运动,当物体所受的一切外力都消失时,物体将保持原来的速度做匀速直线运动,故A错误,B正确;惯性只与质量有关,质量不变,惯性不变,与受力情况无关,故C错误,D正确。

3.C　惯性大小的唯一量度是质量,与速度无关,与物体是否受力无关,质量越大,惯性越大,故A、B、D错误,C正确。

4.C　当汽车做匀加速直线运动或突然加速时,人会向后倾,反之人会向前倾,由题图可知,汽车此时可能突然减速,故选项C正确,A、B、D错误。

5.B　小球原来静止时受重力和支持力作用,其合力为零。当三角体A由静止释放,A应沿斜面下滑,故B也将运动,运动状态就要发生改变,但由于惯性,小球原来速度为零,因小球光滑,除竖直方向受力外,其他方向上不受力,因为力是使物体运动状态改变的原因,故小球只能在竖直方向上运动,在碰到斜面之前,运动轨迹应为一条竖直向下的直线,故选B。

6.B　火车匀速行驶,在小球未释放前小球随车一起运动,小球的速度等于车的速度;在小球由静止释放后,由于惯性,小球在水平方向的速度保持不变,即小球下落的过程中小球在水平方向的速度始终等于车速度,小球一定落到B处。故B项正确,A、C、D三项错误。

7.AC　对小球受力分析如图所示,在绳的A端缓慢增加拉力,可以认为重球始终处于平衡状态,即FT2=FT1+mg,随着FT1增大,FT2也增大,且FT2总是大于FT1,所以CD绳先被拉断,A项对,B项错。若在A端突然猛拉,由于重球质量很大,力的作用时间极短,且重球具有惯性,故重球的运动状态还没来得及改变,以致CD绳的拉力几乎未增加,故AB绳先断,C项正确,D项错误。

8.答案　绿灯亮　红灯亮　原因见解析

解析　当汽车启动时,汽车的速度变大,而金属块由于惯性,将保持原来的静止状态,从而使绿灯所在的电路被接通,所以汽车启动时绿灯亮;急刹车时,汽车的速度变小,而金属块由于惯性,将保持原来的速度运动,从而使红灯所在的电路被接通,所以汽车急刹车时红灯亮。