初中科学第4节 牛顿第一定律课后作业题

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3章
第四节
牛顿第一定律
教学目标
【知识与技能】
(1)理解牛顿第一定律的内容及意义。
(2)知道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。
(3)知道什么是惯性，认识一切物体都有惯性。
(4)会用物体的惯性解释惯性现象。
【过程与方法】
(1)经历牛顿第一定律的发现实验，学会利用科学的方法进行探究。
(2)认识牛顿第一定律是在可靠的实验基础上，加上合理的推理得到的，感受科学研究的重要方法，即“实验＋推理”科学研究方法。
(3)通过解释生活中的惯性现象，培养学生应用知识解决实际问题的能力。
(4)知道如何利用和防止惯性。
【情感态度与价值观】
(1)体验在研究中的成功与喜悦，学会分工与合作，提高团结协作的能力。
(2)感受科学成果往往是多人智慧的结晶，体会科学研究的艰辛与曲折。
通过惯性的应用与防止的教学，向学生渗透辩证唯物主义观点。
【重点难点】
【重点】
（1）牛顿第一定律。
(2)用惯性解释惯性现象。
(3)对惯性是物体固有属性的理解。
【难点】
牛顿第一定律。
惯性与惯性定律的比较。
知识精讲 有的放矢
核心考点一： 牛顿第一定律
知识归纳
实验验证
实验的假设：物体运动减速停止，是因为受到阻力的作用
实验的目的：探究阻力对物体运动的影响
如何设计实验:①选择实验器材：小车、斜面、毛巾、纸、木板、刻度尺
②设计实验步骤：
使小车在斜面顶端由静止释放沿斜面向下运动，到达底端后沿着铺有毛巾的水平长木板继续向前运动一段距离后停下，在小车停止运动处做一记号；取下长木板上的毛巾，换铺一张纸，让小车在斜面顶端同一位置处（控制变量法）由静止释放，记下小车在纸上运动时停下的位置；取下长木板上的纸，在斜面顶端同一位置由静止释放小车，观察小车在长木板上的运动情况，记录小车停止的位置。
在这个实验当中，最关键的就是控制小车到达斜面底端速度相同，所以要控制小车从斜面下来的高度保持一致。其次就是，观察小车在平面上通过的距离，确定阻力对运动的影响大小。
1．在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中，水平面越光滑，小车运动时所受的阻力越 小 ，运动的距离越 远 ，速度减小得越 慢 。
2．如果小车在水平面上运动时不受阻力的作用，那么它将 保持原来的速度和方向永远地运动下去 。
3．牛顿第一定律的内容：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持 匀速直线运动 状态或 静止 状态。这个定律是在大量实验事实的基础上，通过 推理 概括出来的。
1．让小车从同一斜面同一高度由静止开始滑下的目的是使小车刚进入水平面时具有相同的速度，这是控制变量法的具体应用。
2．水平面上铺上粗糙程度不同的物体，目的是使小车在水平面上运动时，受到的阻力的大小不同。
3．我们周围的物体都要受到力的作用，不受任何外力的物体是不存在的。但是物体所受合外力为零时的运动状态与不受力时的运动状态等效，因此牛顿第一定律有广泛的应用，是力学基本定律之一。
典型例题 珠联璧合
【例题1】（2021秋•昆明期末）一个物体在空中由静止变为竖直下落（不计空气阻力），在下落过程中，假设物体突然失去重力，那么物体将（ ）
A．立即停止运动
B．以失去重力时刻的速度继续下落，做匀速直线运动
C．速度越来越慢，最后停止运动
D．继续下落，速度越来越大
【答案】B
【解答】解：在空中由静止变为竖直下落的物体，不计空气阻力，物体只受重力作用，当物体突然失去重力，则物体不受外力作用，因此物体将以失去重力时刻的速度继续下落，做匀速直线运动。
故选：B。
【变式1】（2021秋•南岸区期末）英国物理学家 通过总结得出：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态，为了纪念他就用他的名字命名这条定律。这也说明了力 （选填“是”或“不是”）维持物体运动状态的原因。
【答案】牛顿；不是。
【解答】解：“一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止或匀速直线运动状态”这是牛顿第一定律的内容，牛顿第一定律是英国物理学家牛顿在实验的基础上，进一步推理、归纳得出来的；牛顿第一定律说明力不是维持物体运动的原因。
故答案为：牛顿；不是。
核心考点二：力和运动的关系
知识归纳
1．物体在不受力作用时总保持匀速直线运动或静止状态，要改变物体的速度大小和运动方向，必须对物体施加 力 的作用。
2．牛顿第一定律告诉我们：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。
典型例题 珠联璧合
【例题2】关于力和运动下列说法正确的是（ ）
A．在平衡力的作用下，物体一定静止
B．物体只要运动就一定受到力的作用
C．力是维持物体运动的原因
D．物体速度改变时一定受到力的作用
【答案】D
【解答】解：A、在平衡力的作用下，物体可能处于静止状态或匀速直线运动状态，A错误；
B、力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因，运动的物体不受力，将保持匀速直线运动状态，B错误；
C、力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因，C错误；
D、物体速度改变，则运动状态改变，则一定受到力的作用，D正确。
故选：D。
【变式2】下列情境中，物体的运动状态发生改变的是（ ）
A．正在弯道上速滑的运动员
B．水平桌面上静止的物理书
C．匀速下降的起重机
D．沿直滑梯匀速下滑的小孩
【答案】A
【解答】解：A、正在弯道上速滑的运动员，其方向在发生改变，所以它的运动状态在改变，符合题意；
B、水平桌面上静止的物理书，处于静止状态，所以它的运动状态不改变，不合题意；
C、匀速下降的起重机，运动的速度和运动的方向都不改变，所以它的运动状态不改变，不合题意；
D、沿直滑梯匀速下滑的小孩，处于匀速直线运动状态，所以它的运动状态不改变，不合题意。
故选：A。
核心考点三：惯性
知识归纳
1．一切物体都具有保持原有的速度大小和运动方向的性质。我们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，牛顿第一定律也叫做 惯性定律 。
2．惯性是一切物体的属性。无论是 固体 、 液体 或气体，无论物体是运动还是 静止 ，都具有 惯性 。
1．惯性是物体的固有属性而不是力，因此不能说“惯性力”“受惯性作用”“产生惯性”等。
2．惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性就越大。
3．解答惯性现象问题的一般步骤：①明确要研究的对象是哪个物体。②该物体原来是运动的还是静止的。③该物体由于受到外力作用，运动状态将怎样改变。④该物体由于惯性保持原来的运动状态将会出现怎样的现象？
典型例题 珠联璧合
【例题3】（2021秋•沂源县期末）如图所示，用力击打一摞棋子中间的一个，该棋子飞出而上面的棋子落下。这个实验说明（ ）
A．所有棋子都有惯性
B．飞出去的棋子有惯性
C．上面落下的棋子有惯性
D．最下面静止的棋子有惯性
【答案】C
【解答】解：用力击打一摞棋子中间的一个，棋子被击飞，是力改变了物体的运动状态；上面的棋子由于受到重力的作用落在下面的棋子上，所以该实验说明上面落下的棋子具有惯性，故C正确。
故选：C。
【变式3】（2021秋•徐汇区校级期末）小张同学行走时脚被石块绊了一下，身体向前倾倒。对此情景合理的解释是：小张原来相对于地面是运动的，当他的 （选填“脚”或“上身”）的运动状态突然改变时， ，所以身体向前倾倒。
【答案】脚；上身由于惯性继续保持原来的运动状态
【解答】解：人的上身和脚原来相对于地面都是运动的，人行走时被石块绊了一下，他的脚停止了运动（即脚的运动状态突然改变），而他的上身由于惯性仍保持原来的运动状态，所以身体向前倾倒。
故答案为：脚；上身由于惯性继续保持原来的运动状态。
巩固训练 初露锋芒
【题1】．（2021•桂林）“一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。”这一定律是哪位物理学家推理、概括出来的（ ）
A．牛顿B．安培C．伏特D．欧姆
【解答】解：牛顿总结笛卡尔、伽利略等人的研究成果，概括出牛顿第一定律：一切物体在不受外力作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。
故选：A。
【题2】．（2016•泉州）小鹏手握橡皮擦，突然放手后，橡皮擦将（ ）
A．匀速下落B．保持静止
C．向各个方向运动D．加速下落
【解答】解：小鹏手握橡皮擦，突然放手后，橡皮擦只受重力的作用，因此会下落，在下落的过程中受到空气的阻力，阻力小于重力，因此，橡皮擦会加速下落。
故选：D。
【题3】．（2021•百色）下列做法中，属于防止惯性带来危害的是（ ）
A．拍打衣服除去灰尘B．跳远时要快速助跑
C．行车时要保持车距D．将盆中的水泼出去
【解答】解：A、拍打衣服前，衣服和灰尘一起静止，当拍打时，衣服运动，灰尘由于惯性还要保持原来的静止状态，所以灰尘从衣服上掉下来，是利用惯性，故A不合题意；
B、跳远助跑的目的是让运动员在起跳前有一个较大的速度，起跳时，人由于惯性还要保持他起跳前的速度，从而能跳的更远，这是利用了惯性，故B不合题意；
C、行车时要保持车距防止遇到紧急情况，车由于惯性仍要保持原来的运动状态，不能马上停下来，易发生追尾事故，是防止惯性带来的危害，故C符合题意；
D、将盆中的水泼出去，水不再受到力的作用，但由于惯性，仍要保持原来的运动状态，从而将水泼出，是利用惯性，故D不合题意。
故选：C。
【题4】．如图，给水平桌面上铺上粗糙不同的物体（毛巾、棉布、木板），让小车自斜面顶端从静止开始自由滑下。观察小车从同一高度滑下后，小车在 木板 表面速度减小的最慢；伽利略对类似实验进行分析，并进一步通过 推理 得出：如果表面绝对光滑，物体将以恒定不变的速度永远运动下去。后来英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出了揭示 力和运动 关系的牛顿第一定律。
【解答】解：接触面越光滑，小车受阻力越小，速度减小得越慢，所以在木板上速度减小得最慢。
经过推理，若没有摩擦力，则物体将做匀速直线运动。从而得出了牛顿第一定律，牛顿第一定律反映了力和运动的关系。
故答案为：木板；推理；运动和力。
【题5】．在较光滑的桌面上铺有化纤桌布，桌布上放一盛水的玻璃杯（如图）。当猛地将桌布从桌面沿水平方向拉走时，桌布上的玻璃杯不会随之运动，这是杯子由于 惯性 ，仍然要保持原来的 静止 状态的缘故。
【解答】解：杯子原来处于静止状态，当猛地将桌布拉走时，由于惯性杯子还要保持原来的静止状态不变，所以不随桌布一起被拉下；
故答案为：惯性；静止。
走进重高 拓展视野
【题1】（多选）1．（2020•市南区校级自主招生）如图所示，盛满水的容器中吊着一铁块P和木块Q，当容器突然由静止向右运动时，两者相对于容器的运动情况是（ ）
A．P向右运动B．P向左运动C．Q向左运动D．Q向右运动
【解答】解：
AB、当容器突然由静止向右运动时，由于与同体积的水相比，铁块P质量大、惯性大，铁块P的运动状态难改变，而同体积的水的运动状态容易改变，所以铁块P相对于容器向左运动，故A错误，B正确；
CD、当容器突然由静止向右运动时，由于与同体积的水相比，木块Q质量小、惯性小，木块Q的运动状态容易改变，而同体积的水的运动状态难改变，所以木块Q相对于容器向右运动，故C错误，D正确。
故选：BD。
【题2】（多选）2．（2017•市北区校级自主招生）如图所示，货车内部悬挂一个小球，在运行过程中发现球的悬线摆角不同，关于货车运动情况的描述，正确的是（ ）
A．甲车在前行中加速B．乙车在倒车中加速
C．丙车在做匀速直线运动D．丁车在前进中刹车
【解答】解：A、甲图中球向前摆，说明汽车在减速，球由于惯性才会向前摆，故A错误；
B、乙图中球向前摆，说明汽车在减速或反向行驶，球由于惯性才会向前摆，故也有可能是在倒车中加速，故B正确；
C、丙图中球在竖直方向，说明汽车做匀速直线运动，球的运动状态不变，故C正确；
D、丁图中球向后摆，说明汽车在加速，球由于惯性才会向后摆，故D错误。
故选：BC。
课后训练 鲲鹏展翅
【题1】．（2021•灵山县校级模拟）体育是社会发展和人类进步的重要标志。对校园体育运动现象，分析不正确的是（ ）
A．掷实心球时，球脱手后继续向前运动是由于惯性
B．运动员在赛场中百米冲刺时，相对地面是静止的
C．篮球撞到篮板会反弹，说明力可以改变物体的运动状态
D．打排球时，手会感到疼，说明物体间力的作用是相互的
【解答】解：A、一切物体都有惯性，实心球离开手后由于惯性会继续向前运动，故A正确；
B、运动员在百米冲刺时，以地面为参照物，运动员和地面之间位置发生变化，因此运动是运动的，故B错误；
C、篮球撞到篮板会反弹，是篮球受到力的作用的结果，说明力可以改变物体的运动状态，故C正确；
D、手击打排球，手给球力的作用，同时，球给手一个力的作用，手会感到疼痛，说明了物体间力的作用是相互的，故D正确。
故选：B。
【题2】．（2021•沙依巴克区三模）如图所示，在一辆表面光滑的小车上有A、B两个小球，质量分别为mA、mB，两者与小车以相同的速度一起向左匀速运动，且B在A的正前方。假设小车上表面无限长，不计空气阻力，当车遇到障碍物突然停止后，则两小球（ ）
A．一定不相碰B．一定相碰
C．若mA＞mB，则肯定相碰D．若mA＜mB，则一定不相碰
【解答】解：小车停止前，AB小球和小车一起做匀速直线运动，并且两物体和小车具有共同的速度，当小车突然停止时，由于物体在光滑接触面上，因此两物体由于惯性，还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动，因此两个物体间的距离不变，一定不会相碰。故A正确，BCD错误。
故选：A。
【题3】．（2021•龙湖区二模）如图所示：具有一定速度的钢珠在水平面上能沿直线AB运动；如果在它的运动路径近旁放一磁铁，钢珠的运动路径将变成曲线AC。对该实验的理解正确的是（ ）
A．用玻璃球代替钢珠也能达到实验目的
B．钢珠沿曲线运动说明惯性不起作用
C．钢珠沿曲线AC运动时运动状态保持不变
D．实验说明力是改变物体运动状态的原因
【解答】解：A、钢珠沿曲线运动是因为钢珠被磁铁吸引受到了力的作用，而玻璃球不能被磁铁吸引，因此，用玻璃球代替钢珠不能达到实验目的，故A错误；
B、钢珠沿曲线运动是因为受到力的作用，不能说明惯性不起作用，故B错误；
C、钢珠沿曲线AC运动时方向发生改变，因此运动状态改变，故C错误；
D、实验说明力是改变物体运动状态的原因，故D正确。
故选：D。
【题4】．（2021•广州二模）公交车上安装有拉环，避免乘客由于车突然启动或刹车摔倒。如图是公交车突然减速前进，一名乘客没有抓住拉环的示意图，旁边小轿车上的乘客看到此公交车正向东远离他，如果以地面为参照物，则下列说法正确的是（ ）
A．公交车可能是向西运动
B．小轿车一定是静止的
C．若小轿车是运动的，则它一定向西运动
D．若小轿车向东运动，它的速度一定小于公交车
【解答】解：
A、公交车突然减速前进，人的上半身由于惯性仍然会向前运动，由图可知，乘客的上半身向东运动，这说明公交车是向东运动的，故A错误；
BCD、公交车向东运动，若小轿车是运动的，小轿车可以向西运动，也可以向东运动，若向东运动，与公交车远离小轿车，则它的速度一定小于公交车，故BC错误，D正确。
故选：D。
【题5】．沾上灰尘的衣服，用手轻轻拍打几下，就干净多了。小刚用下面的四句话解释了这一过程：
①灰尘与衣服分离落向地面，衣服便干净了
②一手拿着沾有灰尘的衣服，用另一只手轻轻拍打
③灰尘由于具有惯性，继续保持原来的静止状态
④衣服受力后运动状态发生改变，由静止运动起来
这四句话最合理的排列顺序是（ ）
A．②③④①B．②③①④C．②④①③D．②④③①
【解答】解：一手拿着沾有灰尘的衣服，用另一只手轻轻拍打，衣服由于受到手的作用力由静止变为运动，而衣服上的灰尘由于惯性要保持原来的静止状态，灰尘和衣服就会分离，由于重力的作用就会落下来。故这四句话最合理的排列顺序是②④③①。
故选：D。
【题6】．（2021•船营区校级二模）“一盔一带”安全守护活动中的一带，是指驾乘汽车要正确使用安全带，系安全带主要是为了防止汽车在 （选填“急停”或“急加速”）时，由于 带来的危害。
【解答】解：
车行驶过程中驾驶员和乘客随车高速行驶，当车急刹车时，车受到摩擦力作用停止运动，驾驶员和乘客具有惯性要保持原来的运动状态，继续向前运动，容易出现交通事故，为了避免急刹车出现的事故，要系好安全带。
故答案为：急停；惯性。
【题7】．（2021•阜阳模拟）如图所示，在相同的路面上以相同的速度同向行驶的小轿车和满载货物的卡车，小轿车具有的惯性 （选填“大于”、“小于”或“等于”）满载货物的卡车具有的惯性。
【解答】解：质量是惯性大小的唯一量度，因为满载货物的卡车比小轿车的质量大，所以小轿车具有的惯小于满载货物的卡车具有的惯性。
故答案为：小于。
【题8】．理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠事实和理论思维结合起来，可以深刻地揭示自然规律，如牛顿第一定律的得出。与此类似，人们为研究质量不同的物体在真空中的下落快慢，做过下面的理想实验：将形状和体积都相同的金、铅、木三个实心小球，分别放入三种密度不同的介质中（ρ介质1＞ρ介质2＞ρ介质3），在同一高度，由静止同时释放，观察比较三个小球下落的情况，如图所示。由实验可知：
（1）在同种介质中，下落速度最快的是 球（选填“金”、“铅”或“木”）；
（2）介质密度越小，三个小球下落时的速度 ；
（3）进一步推理可得，当三个小球在真空中下落时， 。
【解答】解；（1）由图可知，小球在下落过程中，金球运动的最快，速度最大；
（2）由图可知，三个小球在介质3中比在介质1中相同时间内下落的距离相差最小，由于ρ介质1＞ρ介质2＞ρ介质3，故介质密度越小，三个小球下落时的速度相差越小；
（3）介质的密度越小，速度相差越小，故进一步推理可得，当三个小球在真空中下落时，下落速度相等。
故答案为：（1）金；（2）相差越小；（3）下落速度相等。
【题9】．（2021•铁东区模拟）小明在厦门游玩时乘坐地铁2号线。上车前爸爸告诉小明：图中的地铁安全门可以防止乘客被卷向急驰的列车。小明乘坐地铁进站刹车时，小明感觉到身体向前倾。请你用所学物理知识帮小明解释“乘客被卷向疾驰的列车”和“身体向前倾”的原因。
【解答】答：（1）列车急驰而过时，被列车带动的空气速度变大，压强变小，人身后的空气流速小、压强大，在身体前后会产生压强差，同时产生的压力差使人容易被身后的空气推向铁轨而发生危险，因此，地铁安全门可以防止乘客被卷向急驰的列车；
（2）小明在行驶的地铁上，与地铁一起运动，当地铁突然刹车时，脚随着车一起减速，而上半身由于惯性仍然保持原来的运动状态，所以人会往前倒。
【题10】．爸爸驾车送小明上学，在行车时小明看到方向盘前的中控台上放有两包香烟，如图甲；某时他看到香烟突然向中控台的左侧移动，如图乙。此时是因为车突然 （“加速”、“减速”、“左转”、“右转”）时，因香烟具有 造成的。同时，小明还看到前挡风玻璃上也有两包“香烟”（乙图箭头所指位置），玻璃上的“香烟”形成的原理是光的 。
【解答】解：
（1）惯性是一切物体固有的性质，当汽车突然向右转弯时，香烟由于惯性仍然保持原来的运动状态，所以香烟会向左侧移动。
（2）挡风玻璃相当于平面镜，由于光的反射成正立、等大的虚像，故小明还看到前挡风玻璃上也有两包“香烟”。
故答案为：右转；惯性；反射。