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【寒假衔接讲义】人教版 初中物理 八年级下册 专题知识讲义 第04讲 牛顿第一定律(教师卷+学生卷)
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1.理解力对物体运动的影响;
2.理解牛顿第一定律及其现象;
3.理解惯性概念;
4.了解影响物体惯性大小的因素;
5.会分析生活中的惯性现象。
【基础知识】
一、牛顿第一定律
1.历史上关于运动和力的观点
(1)亚里士多德:力是维持物体运动的原因。
(2)伽利略:力是改变物体运动状态的原因。
2.实验探究:阻力对物体运动的影响
★特别提醒
(1)实验中,可通过调节斜面的倾角来调节小车进入水平面时的速度大小,避免小车冲出木板。
(2)实验中应由静止释放小车,让小车自由滑下,不能用手推动小车
3.牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
(1)“一切”表明定律对所有物体都是适用的;
(2)“没有受到力的作用”包含两层意思:一是理想情况,物体没有受到任何力的作用;二是物体受到的各个力相互抵消,相当于不受力。这是定律成立的条件;
(3)“总保持”表面物体不受力时只有两种状态,要改变这两种状态物体必须受到力的作用;
(4)“或”即两种状态居其一,不能同时存在。
4.对牛顿第一定律的理解
(1)揭示了“力”的本质,说明了“物体运动需要力来维持”的观点是错误的。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。
(2)揭示了力与运动的关系:物体不受力或受力平衡时,运动状态不变;而物体受非平衡力时,运动状态会发生变化。
(2)牛顿第一定律不是实验定律,而是在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理而概括出来的。由于从牛顿第一定律得出的一切推论都经受住了实践的检验,因此它已经成为公认的物理学基本定律之一。
二、惯性
1.惯性:牛顿第一定律说明,任何物体不受力时,都会保持静止或匀速直线运动状态,即一切物体都有保持原来运动状态的性质,我们把这种性质称为惯性,所以牛顿第一定律也称为惯性定律。
★特别提醒
(1)惯性是物体本身的一种属性,物体的惯性大小只与物体的质量的大小有关,质量越大,惯性越大。
(2)一切物体在任何情况下都有惯性,与物体的形状、运动状态、所处位置、受力情况等无关。
(3)惯性不是谁给予的,不能说物体“受到惯性”,也不能说物体“获得惯性”或“得到惯性”。
(4)惯性是物体的一种性质,不存在惯性力。
2.惯性与力的区别
三、惯性的利用与防止
一切物体都有惯性,因此生活中会见到很多与惯性有关的现象。在这些现象中,有的对我们有害,我们应想办法防止;有的对我们有利,我们可以充分利用。
(1)惯性的应用:调高、助跑跳远、拍打灰尘、甩落伞上的雨滴等都利用了惯性。
(2)防止惯性带来的危害:为了防止汽车紧急刹车时乘员由于惯性而被撞伤,驾驶员和乘客必须使用安全带;车辆行驶中要保持车距、限制车速、禁止超载等。
【考点剖析】
考点一:重力的估测
【答题技巧】
1.小车从斜面的同一高度滑下的目的:当小车到达水平面时,使小车的速度相同;
2.小车在三个水平面上运动时,水平面越光滑,小车运动的距离:越远;
3.由此推断,当小车不受摩擦力作用时:小车将做匀速直线运动;
4.此实验正确地揭示了: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;
5.实验方法:控制变量法(到达水平面时的速度相同,使水平面的粗糙程度不同);
6.表面越光滑:小车受到的摩擦力越小;
7.这个实验能不能直接验证牛顿第一定律:不能;
8.小车运动的长短与它受到的阻力有什么关系:阻力越大,运动越短;
9.让小车从不同高度滑下还可以探究:重力势能与高度、动能与速度关系。
【例1】小明同学用如图所示的装置探究“力与运动的关系”。让小车从斜面同一高度处由静止滑下,分别标记出小车在水平面为毛巾、棉布、木板表面时的停止位置。
(1)小车在相同斜面同一高度由静止滑下,是为了使小车到达水平面时的_____相同;
(2)标记a是小车在_____(选填“毛巾”“棉布”或“木板”)表面停下来的位置,分析可知,水平表面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越_____(选填“快”或“慢”);
(3)在此实验基础上通过推理可知观点_____(选填“A”或“B”)是正确的;
A.物体的运动不需要力来维持
B.力是维持物体运动的原因
(4)因此,在此实验基础上通过推理可得出结论:运动的物体在不受外力的作用时,它将_____;
(5)在此实验的基础上进行改进,让同一小车从斜面不同高度处由静止滑下,观察小车在相同水平面滑行的距离,可以探究小车的重力势能与_____有关。
【答案】速度;木板;慢;A;做匀速直线运动;高度。
【解析】(1)[1]探究“力与运动的关系”的实验中,根据控制变量法,需要使小车到达水平面时的速度相等,则需要让小车从斜面上同一位置由静止滑下。
(2)[2][3]图中标记a到斜面底端的距离最远,说明其表面摩擦力最小,是小车在木板表面停下来的位置,由实验现象知道,水平表面越光滑,小车受到的阻力越小,运动的距离越远,运动速度减小得越慢。
(3)[4]由实验现象推理知道,运动的物体不受力时,可以保持原来的运动状态不变,因此可得出:物体的运动不需要力来维持,力不是维持物体运动的原因,故A正确,B错误。
故选A。
(4)[5]此实验基础上通过推理可得出:运动的物体在不受外力的作用时,它将做匀速直线运动
(5)[6]若让同一小车从不同高度处由静止滑下,小车的质量不变,改变小车的高度,观察小车在相同水平面滑行的距离(滑行距离越远,说明原来小车的重力势能越大),可以探究小车的重力势能与高度的关系。
考点二:对牛顿第一定律的理解
【答题技巧】
理解牛顿第一定律应注意两点:
(1)牛顿第一定律是如何得来的:牛顿第一定律是以实验为基础,结合科学推理得出的,不是实验定律,这是它的特殊性。
(2)牛顿第一定律说明了什么:它揭示处物体在任何情况下都具有惯性,而不是“只有不受外力”时或“只有处于静止或匀速直线运动状态”时才有惯性。
【例2】关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )。
A.牛顿第一定律是通过想象得出来的;
B.物体只要运动,就一定受到力的作用;
C.不受力的物体,一定保持静止状态;
D.物体在不受到力的作用时,总保持原来的静止状态或匀速直线运动状态
【答案】D。
【解析】A.牛顿第一定律是在实验的基础上通过理论推导得出的,故A错误;
BC.根据牛顿第一定律,原来运动的物体,当不受力时,将保持匀速直线运动,故BC错误;
D.根据牛顿第一定律,物体在不受到力的作用时,总保持原来的静止状态或匀速直线运动状态,故D正确。
故选D。
考点三:应用牛顿第一定律判断物体的运动状态
【答题技巧】
当物体不受外力作用时:
(1)动者恒动。即原来运动的物体在没有受到外力作用时,将保持匀速直线运动状态;
(2)静者恒静。即原来静止的物体在没有受到外力作用时,将保持静止状态。
【例3】体育测试时,从测试者手中抛出的实心球在空中时所受的外力同时消失,它将( )。
A.立即停下来B.做匀速直线运动C.慢慢停下来D.仍做曲线运动
【答案】B。
【解析】当从测试者手中抛出的实心球在空中时所受的外力同时消失时,实心球不受力,根据牛顿第一定律,当物体不受力时总处于静止或匀速直线运动,又因为实心球受到外力消失前运动,所以实心球将会做匀速直线运动。
故选B。
考点四:应用牛顿第一定律认识运动和力的关系
【答题技巧】
力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因。
【例4】辽宁舰舰载机进行常规训练。当舰载机降落在辽宁舰的甲板上时,由于其质量大速度快,单靠战机的制动停下来是不可能的,所以就需要舰载机的尾钩勾住甲板上的阻拦索来完成。当尾钩勾住阻拦索时,下列说法合理的是( )。
A.尾钩没有受到拉力 B.阻拦索不发生形变
C.舰载机变慢 D.舰载机不受阻力
【答案】C。
【解析】A.当尾钩勾住阻拦索时,阻拦索对尾钩有拉力的作用,由于物体间力的作用是相互的,所以尾钩也受到拉力,故A不符合题意;
B.阻拦索受到了力的作用,发生了形变,故B不符合题意;
CD.甲板、空气和阻拦索对舰载机都有阻力的作用,阻力改变了舰载机的运动状态,使舰载机的速度变慢,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
考点五:惯性现象
【答题技巧】
解答惯性现象问题的“三步法”:
(1)明确研究对象开始处于怎样的状态;
(2)分析其中哪个物体(或物体的一部分)受何种力,运动状态发生何种变化;
(3)判断哪个物体(或物体哪一部分)由于惯性要保持原来的运动状态,出现了怎样的现象。
【例5】关于惯性,下列说法正确的是( )。
A.静止的足球没有惯性;
B.跳远运动员要助跑后起跳,是为了增大惯性;
C.在空中自由下落的苹果,运动的速度越来越快,是由于受到惯性的作用;
D.在汽车紧急刹车时,坐在车里的乘客会向前倾倒,是由于乘客具有惯性
【答案】D。
【解析】A.一切物体在任何情况下都有惯性,因此静止在草坪上的足球有惯性,故A错误;
B.跳远运动员先助跑的目的是为了获得一个向前的速度,利用惯性使自己跳得更远,惯性是物体的一种属性,与速度大小无关,故B错误;
C.在空中自由下落的苹果,运动的速度越来越快,是由于受到了重力的作用,惯性是物体的一种属性,不能说受到惯性的作用,故C错误;
D.汽车行驶时乘客和车一起向前运动,当汽车急刹车时,汽车速度突然减小,由于乘客具有惯性,乘客会继续向前运动使乘客向前倾倒,故D正确。
故选D。
考点六:惯性的利用及惯性危害的防止
【答题技巧】
从“结果”出发,判断惯性的利用与惯性危害的防止:
判断是利用惯性还是防止惯性的危害,可以从结果出发。若有了惯性,结果是对我们有利的,则相应措施属于利用惯性;若有了惯性,而不加以预防时,结果是对我们有害的,则相应措施属于防止惯性带来的危害。
【例6】如图的各种生活现象中不属于利用惯性的是( )。
A.紧固锤头 B.不再蹬地滑板车继续前进
C.安全气囊 D.跳远助跑
【答案】C。
【解析】A.当人的手握着锤柄迅速向下运动碰到阻碍时,锤柄突然停止运动,而锤头由于惯性还要继续向下运动,于是就紧紧套在锤柄上了,人就是利用这一惯性现象把锤头紧套在锤柄上的,故A不符合题意;
B.原来滑板处于运动状态,所以不蹬地时由于惯性滑板还可以继续向前滑,利用这一点可以使滑行更轻松,故B不符合题意;
C.当汽车出现紧急情况时,突然刹车,车上的人由于惯性还要继续向前运动,有可能造成极大伤害,因此要安装安全气囊,防止人向前运动而撞伤,这是防止惯性造成的危害,不是利用惯性,故C符合题意;
D.跳远时先助跑,这样起跳后由于惯性人还要以原来的速度继续向前运动,从而跳的更远,故D不符合题意。
故选C。
【真题演练】
1.(四川自贡)小强和爷爷周末乘车到荣县双溪水库风景区去游玩,下列有关惯性的说法正确的是( )。
A. 小强和爷爷都系上安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性;
B. 汽车紧急刹车时,小强向前倾,是由于受到惯性力的作用;
C. 驾驶员踩刹车后,汽车仍向前滑行了一段距离,是由于汽车具有惯性;
D. 高速公路严禁超速,是因为汽车速度越大,惯性越大
【答案】C。
【解析】A.惯性大小只和质量有关,则系安全带不会改变小强和爷爷的惯性,故A错误;
B.行驶中的汽车紧急刹车时,小强会向前倾,这是由于惯性的缘故,但惯性不是力,不能说小强受到了惯性力的作用,故B错误;
C.汽车原来是运动的,踩刹车后,汽车由于惯性仍保持原来的运动状态,会继续向前滑行一段距离,故C正确;
D.惯性只和质量有关,质量越大,惯性越大。对汽车限速,是因为汽车速度越大,从刹车到停止的时间越长,行驶的距离越远,对突发事件的控制越弱,故D错误。故选C。
2.(四川自贡)小强和爷爷周末乘车到荣县双溪水库风景区去游玩,下列有关惯性的说法正确的是( )。
A. 小强和爷爷都系上安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性;
B. 汽车紧急刹车时,小强向前倾,是由于受到惯性力的作用;
C. 驾驶员踩刹车后,汽车仍向前滑行了一段距离,是由于汽车具有惯性;
D. 高速公路严禁超速,是因为汽车速度越大,惯性越大
【答案】C。
【解析】A.惯性大小只和质量有关,则系安全带不会改变小强和爷爷的惯性,故A错误;
B.行驶中的汽车紧急刹车时,小强会向前倾,这是由于惯性的缘故,但惯性不是力,不能说小强受到了惯性力的作用,故B错误;
C.汽车原来是运动的,踩刹车后,汽车由于惯性仍保持原来的运动状态,会继续向前滑行一段距离,故C正确;
D.惯性只和质量有关,质量越大,惯性越大。对汽车限速,是因为汽车速度越大,从刹车到停止的时间越长,行驶的距离越远,对突发事件的控制越弱,故D错误。故选C。
3.(湖南常德)近年来,中国科技成就让世人瞩目,探月“嫦娥”、入海“蛟龙”、中国高铁、“天舟一号”、国产大飞机C919……一大批对国民经济和社会发展有重大影响的标志性成果不断涌现。下列说法中正确的是( )。
A. 高铁因为速度快所以惯性大;
B. 国产大飞机能够起飞,是因为受到空气的浮力;
C. 绕月飞行的“嫦娥”,运动状态不断发生变化;
D. “天舟一号”发射上升的过程中,受平衡力的作用
【答案】C。
【解析】A.惯性只与物体的质量有关,与速度无关,所以速度快,惯性不变,故A错误;
B.国产大飞机能够起飞,是因为流速与压强的关系而获得升力,故B错误;
C.绕月飞行的“嫦娥”,运动的方向在不断发生变化,即运动状态不断发生变化,故C正确;
D.“天舟一号”发射上升过程中,速度是不断增加的,是非平衡状态,受非平衡力的作用,故D错误。故选C。
4.(本溪铁岭辽阳)(多选) 中国航天技术不断进步,我国已有多位宇航员进入空间站。关于宇航员在空间站工作时的情景,下列说法正确的是( )。
A. 将电脑带上太空后,电脑的质量不变;
B. 工作台上的电脑与工作台保持相对静止;
C. 陀螺被抛出后,能继续运动是因为受到惯性的作用;
D. 宇航员向前推舱壁时,他会向后运动,因为力的作用是相互的
【答案】ABD。
【解析】A.质量是物体所含物质的多少,与物体所在位置无关,所以将电脑带上太空后,电脑的质量不变,故A正确;
B.电脑与工作台之间并没有发生位置变化,所以电脑与工作台保持相对静止,故B正确;
C.陀螺被抛出后,能继续运动是因为陀螺具有惯性,惯性是一种性质,不是力,所以不能说受到惯性的作用,故C错误;
D.宇航员向前推舱壁的同时,舱壁也会给宇航员一个向后的力,因为力的作用是相互的,所以他会向后运动,故D正确。
故选ABD。
5.(北京) 图所示的是我国运动员在北京冬奥会上参加冰壶比赛时的情境。下列说法正确的是( )。
A. 运动员推动冰壶滑行,以冰面为参照物冰壶是静止的;
B. 掷出后的冰壶能继续运动,是由于冰壶具有惯性;
C. 掷出后的冰壶继续运动时,冰壶受到手的推力;
D. 冰壶运动越来越慢的过程中,冰壶的运动状态不变
【答案】B。
【解析】A.运动员推动冰壶滑行,以冰面为参照物,冰壶与冰面的位置在变化,所以冰壶是运动的,故A错误;
B.掷出后的冰壶是运动的,由于冰壶具有惯性,仍能保持原来的运动状态,继续向前运动,故B正确;
C.推力本质是弹力,弹力发生在两个接触的物体之间,掷出后的冰壶与手没有接触,所以冰壶不受手的推力,故C错误;
D.冰壶运动越来越慢,运动状态在改变,故D错误。
故选B。
6.(广西)正在冰面上滑动的冰壶,如果冰壶所受的外力同时消失,那么它将( )。
A. 做匀速直线运动B. 改变原来运动的方向
C. 做加速运动 D. 立即停下来
【答案】A。
【解析】根据牛顿第一定律我们知道,物体不受外力作用时,原来静止的物体将永远保持静止状态;原来运动的物体将永远做匀速直线运动,速度的大小和方向都不改变。因为物体原来是运动状态,当外力突然消失,物体仍然保持原来的运动状态,所以物体将沿原来的运动方向、原来的速度做匀速直线运动,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.(泰州)如图所示,虚线是小华抛出的皮球落地后又弹起的运动轨迹,当皮球运动到最高点A时,若它所受外力突然全部消失,则皮球将( )。
A. 保持静止B. 沿水平方向做匀速直线运动
C. 竖直向上做匀速直线运动D. 竖直向下做匀速直线运动
【答案】B。
【解析】如图所示,当皮球运动到最高点A时,还会向前运动,说明此时具有水平速度,当此时它所受外力突然全部消失,小球将由于惯性,继续向前做匀速直线运动,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
8.(百色)关于牛顿第一定律和惯性,下列说法正确的是( )。
A. 牛顿第一定律可以用实验直接验证;
B. 一切物体都具有惯性;
C. 牛顿第一定律说明物体的运动需要力来维持;
D. 小轿车行车时司乘人员系安全带是为了减小惯性
【答案】B。
【解析】A.牛顿第一定律是在实验的基础上进一步的推理概括出来的科学理论,不能直接通过实验得出,故A错误;
B.惯性是物体固有的属性,一切物体都具有惯性,故B正确;
C.由牛顿第一定律知,运动的物体如果不受力,将保持匀速直线运动,故物体的运动不需要力来维持,故C错误;
D.小轿车行车时司乘人员系安全带是为了减小惯性带来的危害,并不能减小惯性,因为惯性只与质量有关,而人的质量不变,故惯性不变,故D错误。
故选B。
9.(恩施) 2022年3月23日,“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲,神舟十三号乘组航天员相互配合进行了授课。如图乙所示是王亚平老师正抛出“冰墩墩”,如图甲所示是“冰墩墩”向叶光富老师运动的情境:
(1)以空间站为参照,王亚平老师抛出的“冰墩墩”是________(选填“运动”或“静止”)的;
(2)王亚平老师抛出的“冰墩墩”直观展示了它________(选填“具有”或“没有”)惯性;
(3)在地面上水平抛出“冰墩墩”,由于重力作用,会改变它的________,使其沿曲线运动到地面。
【答案】① 运动;②具有;③运动状态。
【解析】(1)[1]抛出的“冰墩墩”相对于空间站的位置在改变,故以空间站为参照物,“冰墩墩”相对于空间站是运动的。
(2)[2]在空间站中抛出的“冰墩墩”在沿着原来抛出的方向一直做近似匀速运动,这说明了运动的物体具有保持运动状态不变的性质(惯性)。
(3)[3]在地面上抛出“冰墩墩”,由于受到竖直向下的重力作用,处于非平衡状态,不再保持匀速直线运动,会沿曲线运动到地面,它的运动状态在改变。
10.(无锡)如图所示,用力打击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_____________。上面的棋子由于________要保持原来的静止状态,同时,这些棋子因为受到______的作用,又落到下面的棋子上。
【答案】①运动状态;②惯性;③重力。
【解析】受到打击的棋子飞出去,棋子的运动速度和方向都发生了变化,表明力可以改变物体的运动状态;
上面的棋子由于惯性要保持原来的静止状态,由于下方的棋子飞出,在重力的作用下落在下面的棋子上。
11.(四川南充)如图所示,物块A在水平传送带上,与传送带一起以速度v向右匀速运动,请画出物块A的受力示意图。
【解析】物块A在水平传送带上,与传送带一起以速度v向右匀速运动,在水平方向上与传送带之间没有相对运动或相对运动的趋势,则物块A在水平方向上不受摩擦力的作用;物块A在竖直方向上受重力和支持力的作用,过物块重心,分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,分别用G和F表示,因为这两个力是一对平衡力,所以作图时两条线段长度相等。如图所示:
12.(四川内江)为探究“力与运动的关系”,设计了如图所示的斜面实验,让小车从斜面滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)实验中,让同一小车从同一斜面的相同位置由静止滑下,是为了使小车到达水平面时的______相同;小车到达水平面的初始动能是由______势能转化而来的;
(2)比较甲、乙、丙三次实验,发现:水平面阻力越小,小车滑行距离就越______(选填“远”或“近”);进一步推理得出:如果水平面绝对光滑,物体受到的阻力为零,则物体将在水平面上做______(选填“匀速”或“变速”)直线运动。
【答案】①速度;②重力;③远;④匀速。
【解析】(1)[1][2]高度不同,小车的起始的速度不同,到达水平面时速度不同,故让同一小车从同一斜面的相同位置由静止滑下,是为了使小车到达水平面时的速度相同;小车到达水平面时,高度降低,重力势能减小,动能增大,故重力势能转化为小车的动能。
(2)[3][4]如图所示,接触面越来越光滑,阻力越来越小,小车滑行的距离也越来越远;如果水平面绝对光滑,物体受到的阻力为零,小车的速度将不变减小,将保持原来的速度一直做匀速直线运动。
【过关检测】
1.正在行驶的汽车,如果作用在汽车上的一切外力突然消失,那么汽车将( )。
A、立即停下来 B、先慢下来,然后停止 C、做匀速直线运动 D、改变运动方向
【答案】C。
【解析】物体原来运动,所以当外力消失时,它仍保持原来的运动状态不变,做匀速直线运动故C正确。
故选C。
2.(多选)正在加速滑行的雪橇,如果所受外力突然消失,则雪橇将不可能( )。
A.速度越来越快;
B.速度越来越慢,最后停下来;
C.立刻保持静止;
D.做匀速直线运动
【答案】ABC。
【解析】雪撬原来的运动状态是正在运动着,因此,在外力突然全部消失后,雪撬将沿外力消失的一瞬间的方向和速度做匀速直线运动。
不会静止下来,也不会继续改变方向、速度,因为这些都属于运动状态发生了改变,而改变力的运动状态必须要受到力的作用。故选:ABC。
3.关于惯性,下面说法正确的是( )。
A.一切物体在没有受到外力作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性;
B.射出的子弹离开枪口后,仍继续高速前进,是因为子弹受到惯性的作用;
C.汽车关闭发动机后,仍能继续前进是由于汽车的惯性大于它受到的阻力;
D.一切物体在任何情况下都具有惯性
【答案】D。
【解析】A、物体在任何情况下都有惯性,受力时也能保持原来的运动状态,故A错。
B、子弹离开枪口时,仍能高速前进是因为子弹由于惯性保持原来的运动状态,B错。
C、汽车关闭发动机后,由于惯性能保持原来的运动状态而继续前进,C错。
D、任何物体在任何情况下都有惯性;D对。故选D。
4.下列现象中不能用惯性知识解释的是( )。
A、跳远运动员的助跑,速度越大,跳远成绩往往越好;
B、用力将物体抛出去,物体最终要落到地面上;
C、子弹离开枪口后,仍然能继续高速向前飞行;
D、古代打仗时,使用绊马索能将敌人飞奔的马绊倒
【答案】B。
【解析】A、跳远运动员的助跑起跳后,由于惯性仍要保持原来的运动状态向前运动,所以助跑的速度越大,跳远成绩越好;故A中的现象与惯性有关。
B、跑出去的物体落地,是由于受到重力的作用,与惯性知识无关。
C、子弹离开枪口后,虽然不再受到推力,但由于惯性仍然保持原来的运动状态,高速向前运动;与惯性有关。
D、飞奔的马的脚受到绊马索的阻挡后不再向前运动,但身体由于惯性仍然向前运动,所以被绊倒;与惯性有关。综上分析,故选B。
5.下列实例中,属于防止惯性的不利影响的是( )。
A、跳远运动员跳远时助跑;
B、拍打衣服时,灰尘脱离衣服;
C、小型汽车驾驶员驾车时必须系安全带;
D、锤头松了,把锤柄的一端在水泥地上撞击几下,使锤头紧套在锤柄上
【答案】C。
【解析】A、跳远运动员跳远时助跑,是利用惯性的作用以取得更好的成绩,是惯性的有利影响,不符合题意。
B、拍打衣服时,灰尘由于惯性作用保持原来的静止状态,从而脱离衣服,是利用惯性的有利影响,不符合题意。
C、驾驶员系安全带是为了防止由于惯性而被撞伤,属于防止惯性的不利影响,符合题意。
D、锤头松动时,撞击锤柄是为了利用惯性的有利影响,从而使锤头套紧,不符合题意。故选C。
6.如图所示,当铁锤的锤头松动时,握住铁锤的木柄迅速向下撞击坚硬的地面,锤头会紧紧地套在木柄上、这是因为木柄撞击地面时( )。
A.锤头由静止变为运动,木柄由于惯性仍要继续向下运动;
B.锤头由运动变为静止,木柄由于惯性仍要保持静止状态;
C.木柄由静止变为运动,锤头由于惯性仍要保持静止状态;
D.木柄由运动变为静止,锤头由于惯性仍要继续向下运动
【答案】D。
【解析】将锤子倒着举起来向下撞击时,原来锤头和木柄都处于运动状态,当木柄碰到地面后运动停止,而锤头由于惯性会仍然保持原来的运动状态,故此时锤头能紧紧的套在锤柄上,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
7.踢足球是初中学生喜爱的体育活动之一,下列说法中正确的是( )。
A.足球离开运动员后还能在空中飞行,表明足球受到了惯性;
B.运动员踢足球时脚有疼痛的感觉,表明力的作用是相互的;
C.守门员抱住了飞向门框的足球,表明力可以改变物体的形状;
D.只要运动员对足球施加力的方向相同,力的作用效果就相同
【答案】B。
【解析】A、足球离开运动员的脚后还会向前飞行,是因为足球具有惯性;惯性不是力,不能说受到惯性作用,故A错误;
B、运动员踢足球时,脚对球有力的作用,由于物体间力的作用是相互的,所以球也会给脚一个力,脚会感到疼,故B正确;
C、守门员抱住了飞向门框的足球,足球由运动变为静止,说明力可以改变物体的运动状态;故C错误;
D、力的大小、方向和作用点都会影响力的作用效果,所以施加力的方向相同时,力的作用效果不一定相同,故D错误。故选B。
8.马路上的汽车突然启动时,站在车上的乘客将会________倾倒,行驶的汽车急刹车时,站在车上的乘客将会向_______倾倒,这两个现象都是由于人有_______而造成的。
【答案】后;前;惯性。
【解析】因为原来汽车和乘客都处于静止状态,当汽车突然开动时,汽车向前运动,而人由于惯性还要保持原来的静止状态,所以人会向后倾倒。
因为人随汽车一起向前运动,当汽车突然刹车时,汽车运行速度减小,而人由于惯性还要保持原来的运动状态,所以人会向前倾倒。
故答案为:后;前;惯性。
9.一辆匀速运动的汽车,向右急转弯时,坐在汽车座位上的乘客会感到向_____倒,这是因为乘客和汽车在未转弯时处于 ,汽车向右急转弯,乘客的脚和下半身随车向右转弯。而乘客的上半身由于 ,还保持原来的运动状态,所以乘客会感觉向 倒。
【答案】左;匀速直线运动状态;惯性;左。
【解析】以乘客的上半身为研究对象,在转弯前,它跟汽车一起向前运动,汽车向右急转弯时,由于惯性,它仍然要保持向前运动的状态。但乘客的下半身受到车和座位的作用,改变了运动方向,随车向右转弯,所以乘客会向左倒。
10.(1)为了使小车滑到水平面时的初速度相同,实时应让小车从同一斜面的 滑下,这种研究问题的方法是 (选填“转换法”、“模型法”或“控制变量法”)。
(2)伽利略对类似的实验进行了分析并进一步推测:如果水平面光滑,小车在运动时不受阻力,则小车将在水平面上 。说明物体的运动 (填“需要”或“不需要”)力来维持。
(3)牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律。该定律 。
A.能用实验直接验证
B.不能用实验直接验证,所以不能确定这个定律是否正确
C.是在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理概括得出的
【答案】(1)同一高度由静止自由;控制变量法;(2)做匀速直线运动;不需要;(3)C。
【解析】(1)为了使小车滑到水平面时的初速度相同,实验时应让小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,这种研究问题的方法是控制变量法;
(2)伽利略对类似的实验进行了分析并进一步推测:如果水平面光滑,小车在运动时不受阻力,则小车将在水平面上做匀速直线运动;从而说明物体的运动不需要力来维持;
(3)牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律,该定律是在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理概括得出的,故选C。
猜想与假设
阻力可能是使物体运动速度减小的原因
制订计划和设计实验
去一辆小车,让它三次都从斜面的同一高度由静止滑下(控制变量法:控制滑上水平面时速度相同)。依次在水平面上铺上毛巾、棉布、木板(控制变量法:使水平面的粗糙程度不同),观察小车的运动情况,并记下其停止的位置。
实验器材
小车、斜面、棉布、木板、毛巾、刻度尺等
实验过程
(1)在水平面上铺上表面最粗糙的毛巾,让小车从斜面上适当位置由静止滑下,观察小车在毛巾表面上运动的距离;
(2)撤去毛巾,铺上表面较粗糙的棉布,让小车从斜面上同一位置由静止滑下,观察小车在棉布表面上运动的距离;
(3)撤去棉布,铺上较为光滑的木板,让小车从斜面上同一位置由静止滑下,观察小车在木板表面上运动的距离。
实验记录
接触面
小车受到阻力大小
小车运动的距离
小车速度减小的情况
毛巾表面
较大
较近
很快
棉布表面
较小
较远
较快
木板表面
最小
最远
较慢
分析与论证
小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,小车运动的距离越远
科学推理
假设水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,小车的速度将不会减小,它将以恒定不变的速度永远运动下去,即如果运动物体不受力的作用,它将做匀速直线运动。
惯性
力
产生机制
物体因为具有质量而具有的
物体间相互作用
物理意义
惯性是物体的一种属性
物体对物体的作用
产生条件
始终具有,与外界条件无关
物体间有相互作用时才有,一个物体不会产生力
构成要素
没有方向、没有作用点,只有大小。大小与质量有关,但大小没有具体数值,也没有单位
有大小、方向、作用点;大小由具体的数值和单位
效果
保持物体运动状态不变
改变物体的运动状态
总结
惯性和力本质不同,惯性不是力,因此,把惯性说成“惯性力”“物体受到惯性作用”或“由于惯性作用”都是错误的,正确的表述应该为“物体由于惯性”或“物体因为具有惯性”。
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