八年级下册第九章 力与运动牛顿第一定律巩固练习
展开一.牛顿第一定律的概念(共8小题)
二.物体运动状态变化的判断(共8小题)
三.探究阻力对物体运动的影响(共10小题)
四.惯性与惯性现象(共11小题)
五.惯性在实际生活中的应用(共8小题)
一.牛顿第一定律的概念(共8小题)
1.(2023春•吴忠期末)如图所示,教室里悬挂的电灯处于静止状态,如果它受到的所有的外力突然全部消失,它将( )
A.加速下落B.匀速下落C.减速下落D.保持静止
【答案】D
【解答】解:教室里悬挂的电灯处于静止状态,如果它受到的所有的外力突然全部消失,根据牛顿第一定律可知,电灯的运动状态将不做任何改变,即仍保持静止状态。
故选:D。
2.(2023春•西山区校级期中)如图所示,小球沿弧形斜槽从A点运动到水平轨道上的B点时,如果小球受到的外力突然全部消失,那么小球将( )
A.立即停下来B.慢慢停下来
C.做匀速直线运动D.运动得越来越快
【答案】C
【解答】解:由牛顿第一运动定律可知,物体不受外力时将保持原来的运动状态不变,
因此小球沿弧形斜槽从A点运动到水平轨道的B点时,如果小球受到的外力突然全部消失,
则小球的运动状态不会改变,即小球将做匀速直线运动。
故选:C。
3.(2023春•双峰县期末)如图所示,竖直向上抛出的小球,如果它上升到最高点时,假如所受的力全部消失,则小球将( )
A.静止在最高点
B.加速直线下降
C.匀速直线上升
D.先减速上升,后加速下降
【答案】A
【解答】解:根据牛顿第一定律可知,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。
当小球上升到最高点的瞬间,小球的速度为零,处于静止状态,若所受的力全部消失,根据牛顿第一定律可知,小球将静止在最高点。
故选:A。
4.(2023春•汉阴县月考)下列说法中,正确的是( )
A.牛顿第一定律是综合生活经验得出的
B.重力是由于地球对物体吸引而产生的
C.力能脱离物体而存在
D.一个苹果重约50N
【答案】B
【解答】解: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规律,而不是直接通过日常生活经验或实验得出的,更不是凭空想象得出的,故A错误。
B、重力是由于地球对物体吸引而产生的,故B正确。
C、力是物体对物体的作用,力是不能离开施力物体和受力物体而独立存在的,故C错误。
D、一个苹果的质量约250g,即0.25kg,重力为G=mg=0.25kg×10N/kg=2.5N,故D错误。
故选:B。
5.(2023•沈丘县三模)小明同学将皮球斜向上抛出,球落地后又弹起,它的部分运动轨迹如图所示。小明猜想小球到达最高点P点时若突然失去一切外力,它将保持静止。你认为他的猜想是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,你的理由是: 小球到达最高点时水平方向上速度不为零,根据牛顿第一定律它将沿水平方向做匀速直线运动 。
【答案】错误;小球到达最高点时水平方向上速度不为零,根据牛顿第一定律它将沿水平方向做匀速直线运动。
【解答】解:小明的猜想是错误的;因为小球到达最高点时水平方向上速度不为零,根据牛顿第一定律它将沿水平方向做匀速直线运动。
故答案为:错误;小球到达最高点时水平方向上速度不为零,根据牛顿第一定律它将沿水平方向做匀速直线运动。
6.(2023春•芜湖期中)如图所示是实验中学初二年级同学在进行篮球比赛时的情景,投出去的篮球在空中飞行时,受到 重 力的作用(不计空气阻力),若飞行过程中,所受到的力都同时消失,篮球将 做匀速直线运动 。
【答案】重;做匀速直线运动。
【解答】解:不计空气阻力,投出去的篮球在空中飞行时,受到重力的作用;
若飞行过程中,所有力都同时消失,根据牛顿第一定律可知,篮球将做匀速直线运动。
故答案为:重;做匀速直线运动。
7.(2023春•新安县期末)如图为小红荡秋千的情景,当小红荡到最高点时,如果她受的力全部消失,她的运动状态将会怎么样呢?你认为小红将处于 静止 状态,你判断的理由是 小红在最高点速度为零,不受外力时将永远保持静止状态 。
【答案】静止;小红在最高点速度为零,不受外力时将永远保持静止状态。
【解答】解:当小红荡到最高点时,速度为零,即处于静止状态;此时若他受到的力全部消失,则将继续处于静止状态;
故答案为:静止;小红在最高点速度为零,不受外力时将永远保持静止状态。
8.(2023春•惠阳区校级期中)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推理结合起来,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,有人为研究质量不同的物体在真空中下落的快慢,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,同时由静止释放,观察比较某一时刻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 金 (选填“金”、“铅”或“木”)球。
(2)介质密度越小,三个小球下落时的速度 越接近 。
(3)进一步推理可得,当三个小球在真空中同一高度,同时由静止下落时,相同时刻的下落速度 相同 。
【答案】(1)金;(2)越接近;(3)相同。
【解答】解:(1)由图可知,在同种介质中,下落速度最快的是金球;
(2)横向比较三次实验的现象,可以看出:介质密度越小,三个小球下落时的速度越接近;
(3)进一步推理可得,当三个小球在真空中同一高度,同时由静止下落时,相同时刻的下落速度相同。
故答案为:(1)金;(2)越接近;(3)相同。
二.物体运动状态变化的判断(共8小题)
9.(2023秋•费县期末)如图所示的各种现象中,物体运动状态没有改变的是( )
A.顶足球B.小钢球的曲线运动
C.汽车匀速直线运动D.火箭起飞
【答案】C
【解答】解:A、顶足球,足球的速度大小与方向都发生了变化,足球的运动状态变了,故A错误。
B、小钢球的曲线运动,速度方向不断变化,运动状态变了,故B错误。
C、汽车匀速直线运动,速度大小与方向都没有发生变化,运动状态不变,故C正确。
D、火箭起飞速度大小变了,运动状态变了,故D错误。
故选:C。
10.(2023春•鼓楼区校级月考)一个物体只受两个力作用做匀速直线运动,现在突然其中的一个力消失,下列说法正确的是( )
A.一定做加速直线运动B.一定做减速直线运动
C.一定做变速直线运动D.可能做曲线运动
【答案】D
【解答】解:物体只受两个力的作用物体原来做匀速直线运动,这两个力是一对平衡力。
当其中一个力消失后,物体受力不再平衡,若消失的力方向与原来的运动方向相同,则物体做减速直线运动;
若消失的力方向与原来的运动方向相反,则物体做加速直线运动;
物体的运动方向与所受力的方向不在一条直线上,则消失一个力后物体会做曲线运动。
综上所述,D正确,ABC错误。
故选:D。
11.(2023春•凤凰县月考)一个篮球被抛出后,沿抛物线轨迹运动,运动过程中篮球的物理量发生变化的是( )
A.质量B.受到的重力
C.体积D.运动状态
【答案】D
【解答】解:A、质量是指物体所含物质的多少,其大小与位置变化情况无关,运动中的篮球其质量不变,故A不合题意;
B、重力是指由于地球的吸引而使物体受到的力,其大小与质量成正比,故篮球的重力不变,故B不合题意;
C、体积是指物体所占空间的大小,运动中的篮球其体积不变,故C不合题意;
D、运动中的篮球其速度大小和方向不断改变,所以运动状态改变,故D符合题意。
故选:D。
12.(2023秋•金堂县校级月考)下列描述的现象中,不属于运动状态改变的是( )
A.张小兵坐在滑轮车上从坡上快速的滑下来
B.人造同步通讯卫星绕地球匀速转动
C.物体从光滑的斜面上滑下来
D.神舟五号飞船在返回地面的最后时刻,弹射出缓冲降落伞,使飞船匀速直线下降到指定地点
【答案】D
【解答】解:A.张小兵坐在滑轮车上从坡上快速的滑下来,速度的大小改变,故运动状态改变,故A不符合题意;
B.人造同步通讯卫星绕地球匀速转动,其速度大小不变,但方向改变,运动状态改变,故B不符合题意;
C.物体从光滑的斜面上滑下来做加速运动,速度大小改变,运动状态改变,故C不符合题意;
D.神舟五号飞船在返回地面的最后时刻,弹射出缓冲降落伞,使飞船匀速直线下降到指定地点,运动速度大小和方向都不变,运动状态不变,故D符合题意。
故选:D。
13.(2023春•丰宁县期末)以下是我们生活中常见到的几种现象。在这些现象中,运动状态发生改变的是( )
①降落伞沿着竖直方向匀速下落
②篮球撞击在篮板上被弹回
③汽车绕着转盘匀速通过
④一阵风把树上的柳絮吹得漫天飞舞
A.①③B.②③C.②④D.②③④
【答案】D
【解答】解:
①降落伞沿着竖直方向匀速下落,速度的大小和方向均不变,运动状态不变,不合题意;
②篮球撞击在篮板上被弹回,运动方向发生改变,运动状态发生改变,符合题意;
③汽车绕着转盘匀速通过,运动方向发生改变,运动状态发生改变,符合题意;
④一阵风把树上的柳絮吹得漫天飞舞,运动方向发生改变,运动状态发生改变,符合题意。
综上分析,运动状态发生改变的是②③④,故D正确。
故选:D。
14.(2023春•鄱阳县月考)如图所示,这是航展上战机表演过程中的一个垂直拉升的情景。战机加速升空时,受到的是 非平衡力 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用,加速升空过程中,战机的运动状态 改变 (选填“改变”或“不变”)。
【答案】非平衡力;改变。
【解答】解:战机加速升空时,速度变大,所以运动状态改变,处于非平衡状态,受到的是非平衡力。
故答案为:非平衡力;改变。
15.(2023•襄阳)2023年3月7日凌晨,中国空间站凌月(空间站从地球和月球间飞过)。这一过程中,以月球为参照物,空间站是 运动 (选填“运动”或“静止”)的。如图所示为某物体v﹣t图象,则该物体的运动状态是 匀速 运动。(选填“匀速”或“变速”)
【答案】运动;匀速
【解答】解:以月球为参照物,空间站与月球之间发生了位置的变化,所以空间站是运动的;
根据图示可知,物体的运动速度不变,做匀速运动。
故答案为:运动;匀速。
16.(2023秋•合肥期末)某商场内,小明站在以0.8m/s的速度匀速向上运行的自动扶梯上.若以扶手为参照物,他是 静止 的(选填“静止”或“运动”)。在上升过程中,小明的运动状态 不变 (选填“不变”或“改变”)。
【答案】静止;不变。
【解答】解:以扶手为参照物,小明相对于扶手的位置没有发生改变,所以他是静止的。
在上升过程中,小明的运动方向和速度都不变,所以他的运动状态不变。
故答案为:静止;不变。
三.探究阻力对物体运动的影响(共10小题)
17.(2023春•海淀区校级期中)根据实验事实和合理的理论推理来揭示自然规律是科学研究的重要方法。如图所示,从斜面上同一高度释放一个小车,观察小车在水平面上的运动情况,并做出合理的推理,小悦同学给出了如下的一些表述:
①在木板表面的水平面上,小车运动路程较长
②在没有摩擦的水平面上,小车将做匀速直线运动
③在越光滑的水平面上,小车运动路程越长
④在铺有棉布的水平面上,小车运动路程较短
⑤在铺有毛巾的水平面上,小车运动路程很短
⑥在越光滑的水平面上,小车速度减小的越慢
为揭示小车以一定的速度在水平面滑行的规律,下面的判断和排列次序正确的是( )
A.事实⑤④①,推论③⑥②B.事实①④⑤,推论②③⑥
C.事实①②③,推论④⑤⑥D.事实①③②,推论⑥⑤④
【答案】A
【解答】解:由题中的表述可知,可以通过实验观察到的现象是①④⑤,由推理得出的结论是②③⑥;
该实验的思路是让小车从斜面的同一高度下滑(控制小车到达平面时的初速度相同),然后逐步减小平面的粗糙程度,观察小车滑行的距离,进而推测出平面较光滑和绝对光滑时,小车的滑行情况,最后总结得出结论;
根据这个思路可知,实验操作(事实)的排序为⑤④①;推论的排序为③⑥②,所以排列次序正确的是A。
故选:A。
18.(2023春•高碑店市期末)如图所示,在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,记录小车在不同材料的水平面上滑行的距离s如表。下列说法不正确的是( )
A.三次实验需要让同一个小车从同一个斜面的同一高度由静止滑下
B.该实验利用了控制变量法
C.该实验证明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢
D.该实验可以直接证明小车不受力时,将会一直运动下去
【答案】D
【解答】解:AB、根据控制变量法,要控制小车下滑到水平面的速度相同,故三次实验需要让同一个小车从同一个斜面的同一高度由静止滑下,故AB正确;
C、木板表面最光滑,小车在木板上运动时受到的阻力最小,通过的距离最长,故该实验证明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;故C正确;
D、根据选项C推理可知,若小车不受力时,小车的速度不会改变,小车将会一直运动下去,故D错误。
故选:D。
19.(2023春•砀山县校级期中)如图所示,是研究牛顿第一定律的实验装置,实验中都让同一辆小车从同一斜面、同一高度滑下,这样做的目的是使小车在三种不同表面上开始运动时具有相同的 初速度 ;小车在水平物面上运动时所受阻力越小,通过的距离越 远 (选填“远”或“近”)。结合实验进一步推理可得:假如没有摩擦力小车将会一直运动下去。
【答案】初速度;远。
【解答】解:(1)研究阻力对小车运动的影响,就要保持其他量不变,因此,应使小车从同一斜面的同一位置滑下,从而使其到达水平面时具有相同的初速度;
(2)读图可知,接触面越来越光滑,小车所受摩擦阻力越来越小,其运动的距离也越来越远,速度减小得越慢。
故答案为:初速度;远。
20.(2023春•南关区校级月考)探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置如图所示。
(1)为了得出科学结论,三次实验中应使小车运动到斜面底端时的速度 相同 ,即小车应从斜面上的 同一高度 处由静止释放。
(2)下表是一组同学记录的实验数据,分析表中内容可知:水平面越光滑,小车受到的阻力越 小 ,小车前进的距离就越 远 。
(3)进一步推理可知,若水平面绝对光滑(即小车不受摩擦力),则运动的小车在水平面上将做 匀速直线 运动。
表1
(4)请分析:当小明在荡秋千,运动到右侧最高点时,如果受到的力全部消失,将会处于怎样的运动状态?以下猜想中正确的是 A (图中的黑点表示小明)。
A.
保持静止状态
B.
继续来回摆动
C.
做匀速直线运动
D.
做匀速圆周运动
【答案】(1)相同;同一高度;(2)小;远;(3)匀速直线;(4)A。
【解答】解:
(1)为了让小车到达水平面就具有相同的速度,需使小车从同一高度由静止滑下;
(2)毛巾、棉布、木板依次越来越光滑,阻力也越来越小,从小车前进的距离来看,阻力越小,小车运动的距离越远,速度减小的越慢;
(3)若水平面绝对光滑(即小车不受摩擦力),则运动的小车在水平面上将做匀速直线运动;
(4)当秋千运动到最高点时,人和秋千在这一瞬间是静止的,所以当此时外力全部消失时,人和秋千都会保持静止的状态不再改变,故只有选项A符合题意。
故答案为:(1)相同;同一高度;(2)小;远;(3)匀速直线;(4)A。
21.(2023春•上杭县期末)“牛顿第一定律”的形成,经历了伽利略、笛卡尔和牛顿等科学家不断完善的过程。如图是意大利物理学家伽利略提出的“斜面实验”,实验设想的步骤如下:
(1)两个对接的斜面A、B,小球由斜面A静止释放后,在斜面B上所达到的高度与原释放时的高度几乎相等。
(2)如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度。
(3)减小斜面B的倾角,小球若要到达原来的高度将通过更长的路程。
(4)若斜面B变成水平面,小球再也达不到原来的高度,物体将在水平面上永远运动下去。
①请将上述步骤进行分类,属于可靠事实的是 (1)(3) ,属于理想化推论的是 (2)(4) (填序号)。伽利略通过此实验揭示了力与运动的关系: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笛卡尔在伽利略观点之上进一步完善:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向。牛顿在他们研究的基础上提出了“牛顿第一定律”。相对于“牛顿第一定律”,你认为笛卡尔的观点有什么不足? 没有涉及静止物体的运动规律 。
【答案】①(1)(3);(2)(4);改变物体运动状态;②没有涉及静止物体的运动规律。
【解答】解:
①伽利略的理想实验中,假如斜面没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度;当变成水平放置,小球将为了达到那个永远无法达到的高度而一直滚动下去,属于理想化的推理。故属于可靠事实的是(1)(3);属于理想化的推论的是(2)(4);
通过本次实验,可进一步推导:一切物体在不受外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,若水平木板表面完全光滑,且水平木板足够长,小车将一直做匀速直线运动,可见,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牛顿第一定律明确指出一切物体在没有受到外力时,总保持原来的静止状态或匀速直线运动状态,笛卡尔只是说明运动的物体不受力,将做匀速直线运动,没有涉及到静止物体的运动规律,所以不够全面。
故答案为:①(1)(3);(2)(4);改变物体运动状态;②没有涉及静止物体的运动规律。
22.(2023秋•盘龙区期末)在探究“力与运动的关系”时,我们曾经追随物理学家的足迹,同学们设计了如图1所示的实验:
(1)为了使每次实验小车运动到水平面时的初速度相同,正确操作是:每次实验中让小车从同一斜面 同一高度 由静止开始滑下。
(2)在每次实验中,可以观察到:小车到达水平面后会继续向前运动一段距离,最终会停下来。本实验现象能直接说明 C (选填序号)。
A.牛顿第一定律
B.物体的运动需要力来维持
C.力可以改变物体的运动状态
(3)小车在水平面运动时受到了 3 个力。
(4)在上面的探究后,通过合理的推理可知:当图2中的摆球从A点由静止释放摆到最低点B时,如果摆球所受的力突然全部消失,则摆球将 做匀速直线运动 。(选填“向右侧上摆”“静止”或“做匀速直线运动”)
【答案】(1)同一高度;(2)C;(3)3;(4)做匀速直线运动。
【解答】解:(1)每次实验中应让小车从同一斜面同一高度由静止开始滑下,这样可控制小车运动到水平面时的初速度相同;
(2)在每次实验中,小车到达水平面后会继续向前运动一段距离,最终会停下来,这能直接说明 力可以改变物体的运动状态;
(3)小车在水平面运动时受到了重力、支持力和水平面给小车的摩擦阻力,即小车受到3个力的作用;
(4)在上面的探究后,通过合理的推理可知,当物体不受力时,将保持静止状态或匀速直线运动状态;因此,当图2中的摆球从A点由静止释放摆到最低点B时,如果摆球所受的力突然全部消失,则摆球将做匀速直线运动。
故答案为:(1)同一高度;(2)C;(3)3;(4)做匀速直线运动。
23.(2024•新城区校级模拟)某同学骑车时发现,不踩踏脚板,车也能滑行一段距离,在不同的路面上多次尝试后猜想:车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和速度有关。为探究其中的奥秘,他在水平桌面上搭成一斜面,用小球做实验,并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程度。
(1)为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系,同学们先后三次将小球从斜面上的同一高度由静止释放,三次实验结果如图甲所示,由此得到结论。通过进一步推理可以得出结论:运动的物体如果不受阻力作用,将做匀速直线运动。
(2)在上述(1)的三次实验中,若小球克服毛巾的摩擦力做的功为W1,小球克服木板的摩擦力做的功为W2,则W1 = W2(选填“>”、“<”或“=”)。
(3)为了模拟研究汽车超速带来的安全隐患,同学们又设计了如图乙所示的探究实验:将A、B两个小球先后从同一装置,高分别为hA、hB的位置滚下(mA<mB,hA>hB),推动小木块运动一段距离后静止,同组的小红认为他这样设计实验得出的结论有问题,理由是 没有控制两个小球的质量相等 ,在如图乙所示的甲、乙两次实验中,木块移动过程中受到的摩擦力分别为f甲、f乙,则f甲 = f乙(选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(2)=;(3)没有控制两个小球的质量相等;=。
【解答】解:(2)在本实验中,小球的动能都用来克服摩擦力做功了,由于小球质量和速度相同,所以三次的动能相同,做的功也相同。
(3)要模拟研究汽车超速带来的安全隐患,应使速度不同但质量相同的小球撞击木块,由图乙知,小球的质量不同,这种设计不合理;
在图乙所示的甲、乙两次实验中,木块移动过程中对接触面的压力和接触面的粗糙程度没变,受到的摩擦力不变,则f甲=f乙。
故答案为:(2)=;(3)没有控制两个小球的质量相等;=。
24.(2023秋•姜堰区期末)近年来,汽车交通安全形势依然严峻,在调查一些重大交通事故后发现,事故原因一般不外于汽车的超载或超速。某兴趣小组决定对超载、超速问题进行实验探究,经讨论后使用如图装置,将小车从斜面上的某一位置由静止开始释放,推动同一木块向前移动一段距离后停下。
(1)将小车放在同一高度由静止释放是为了控制小车 到达水平面的速度 相同。
(2)实验过程中超载或超速带来的危害程度用 木块移动的距离 反映;
(3)若要探究汽车超速带来的危害时,需选择实验中的 乙 图进行实验;
(4)该小组同学完成实验后,还想用斜面来探究使用斜面能否省功、省力。如图丙所示,已知斜面长s=60cm,与之对应的高h=30cm。现用弹簧测力计进行两次操作:第一次操作:沿竖直方向匀速提升小车;第二次操作:沿斜面方向匀速拉动同一小车。记录数据如表所示:
①沿竖直方向匀速提升小车时,拉力F对小车所做的功为 3 J,沿斜面方向匀速拉动小车时拉力F对小车所做的功为 3.12 J;
②分析数据可以初步发现:利用斜面不可以 省功 (均选填“省力”或“省功”);
③根据以上数据计算此过程小车与斜面的摩擦力为 0.2 N。
【答案】(1)到达水平面速度相同;(2)木块移动的距离;(3)乙;(4)3;3.12;省功;0.2
【解答】解:(1)把小车放在同一高度由静止开始沿斜面滑下是为了控制小车到达水平面的速度相同;
(2)根据转换法,实验过程中超载超速带来的危害程度用木块移动的距离表示;
(3)图乙实验中,质量相同的小车由不同高度斜面滑下,故到达水平面的速度不同;
超速是指汽车的质量一定时,车的速度越大,动能越大,故若要探究汽车超速带来的危害时,需选择实验中的乙图进行实验:
(4)①由表中数据,竖直匀速提升物体时测力计示数10N,即为物体的重力;故竖直方向匀速提升小车时,拉力F对小车所做的功即克服重力做的功为;W1=Gh=10×0.3m=3J;
沿斜面方向匀速拉动小车时拉力F对小车所做的功为;W2=Fs=5.2N×0.6m=3.12J;
②由于W2>W1,故可知利用斜面不可以省功;
③沿斜面方向匀速拉动小车时拉力F对小车所做的功一部分用来克服物体重力做功,一部分用来克服摩擦力做功,可得克服摩擦力做功W3=W2﹣W1=3.12J﹣3J=0.12J,由W3=Ffs可得,Ff===0.2N。
故答案为:(1)到达水平面速度相同;(2)木块移动的距离;(3)乙;(4)3;3.12;省功;0.2。
25.(2023秋•垫江县校级期末)(1)小周为了探究“力与运动的关系”,设计了如图1所示的实验。让同一小车从斜面滑到接触面分别为棉布、木板和玻璃的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
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、同一 高度 静止滑下;
②比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离就越远,说明小车运动的速度改变得越 慢 (选填“快”或“慢”);
③如果小车在水平面上运动过程中,受到的阻力为零,则小车将保持 B 。
A.静止
B.匀速直线运动
C.静止或匀速直线运动
(2)在探究“二力平衡条件”的实验中,实验装置如图2所示。
①对比甲、乙方案,小明采用了乙方案,原因是这能减小 摩擦力 对实验的影响;
②用乙方案实验时,保持F1与F2相等,将小车扭转一个角度,松手后小车不能保持平衡,设计这一步骤的目的是为了验证:二力平衡时,两个力必须在 同一直线上 。
③小亮采用丙方案实验时,卡片平衡后,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察随之发生的现象,由此可以得到:二力平衡时,两个力必须作用在 同一物体 上。
【答案】(1)①高度;②慢;③B;
(2)①摩擦力;②同一直线上;③同一物体。
【解答】解:(1)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滑下;
②毛巾接触面粗糙最大,木板接触面粗糙程度最小,比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离就越远,说明小车运动的速度改变得越慢;
③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,则小车的速度不发生改变,故在水平面上做匀速直线运动,故B正确;
故选:B;
(2)①实验中用有轮子的小车代替木块进行实验效果一定更好,原因是:滚动摩擦代替滑动摩擦可以减小摩擦力;
②把小车在水平桌面上扭转一个角度,放手后看到小车转动,也就是说小车不平衡了,目的是为了验证二力平衡是两个力作用在同一直线上;
③当小卡片平衡时,用剪刀从中间剪断小卡片,由于二力不在同一物体上,所以两侧砝码落下,说明二力平衡的又一个条件是:两个力必须在同一物体上。
故答案为:(1)①高度;②慢;③B;(2)①摩擦力;②同一直线上;③同一物体。
26.(2023秋•嵩明县期末)如图为某同学“探究力与运动的关系”的实验装置。实验中该同学先后三次将同一木块放在同一斜面上的同一高度,然后分别用不同的力推了一下木块,使其沿斜面向下运动,逐渐减小水平面的粗糙程度,观察木块运动的距离,从而得出力和运动的关系。
(1)该同学在实验操作中有一处明显的错误是(不要求解释错误的原因): 分别用不同的力推了一下木块 。
(2)更正错误后进行实验,从实验中可观察到,随着摩擦力逐渐减小,木块在水平面上运动的距离逐渐 变长 。但由于实验中摩擦力 不可能为零 ,所以不可能观察到木块在水平面上作匀速运动的情形。
(3)在对上述实验现象观察分析的基础上,可以推测:如果摩擦力减小为零,水平面足够长,那么木块在水平面上的运动速度既不减小,也不增加,运动方向也不发生改变,木块将 做匀速直线运动 。
【答案】(1)分别用不同的力推了一下木块;(2)变长;不可能为零;(3)做匀速直线运动。
【解答】解:(1)木块运动的距离长短不仅与木块受到的摩擦力有关,还与物体的初始速度有关,因此在研究摩擦力对其运动距离的影响时,要控制木块的速度相同,即要用到控制变量法。由于用不同的力推木块,导致了木块的初始速度不同。故这种操作是错误的。
(2)随着接触面的改变,发现接触面越来越光滑,摩擦力越来越小,木块运动的距离会越来越长。物体由于在运动过程中,受到的摩擦力不可能为零,故不能保持平衡状态,所以不会出现木块做匀速直线运动的现象。
(3)根据匀速直线运动的定义可知:当物体的速度不变,经过的路线是直线的运动即为匀速直线运动。
故答案为:(1)分别用不同的力推了一下木块;(2)变长;不可能为零;(3)做匀速直线运动。
四.惯性与惯性现象(共11小题)
27.(2024•太和县一模)小明同学坐在直线行驶的动车上,某时刻他正上方行李架的书包里有一包餐巾纸掉落,这包餐巾纸掉落在小明后排的乘客上,在此过程中动车行驶的速度( )
A.增大B.减小C.不变D.无法判断
【答案】A
【解答】解:餐巾纸掉落,由于惯性餐巾纸仍然保持原来的速度,如果在此过程中动车行驶的速度增大,这包餐巾纸掉落在小明后排的乘客上;如果在此过程中动车行驶的速度减小,这包餐巾纸掉落在小明前排的乘客上;如果在此过程中动车行驶的速度不变,这包餐巾纸掉落在小明的身上。
故选:A。
28.(2024•西安模拟)水球又称为“水上足球”,是一种结合游泳、手球和排球在水中进行的集体球类运动,要求参赛的两支队伍一面游泳,一面抢球,设法将球射入对方球门而得分,如图所示。关于这项运动,下列说法中正确的是( )
A.球在水中和空中受到的重力不同
B.运动员在游泳时,手脚对水的作用力与水对手脚的作用力是一对平衡力
C.射门时,球打在门框上弹回,说明力可以改变物体的运动状态
D.用同样的力将球分别扔在水面和地面上,球在地面上运动的距离远,说明球在这两种情况下惯性不同
【答案】C
【解答】解:A、球在水中和空中质量不变,受到的重力不变,所以球在水中和空中受到的重力相同,故A错误;
B、游泳时,人对水的作用力与水对人的作用力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C、射门时,球打在门框上弹回是因为力可以改变物体的运动状态,故C正确;
D、同一个球,在不同的运动状态下,质量不变,惯性的大小相同,故D错误。
故选:C。
29.(2023秋•安阳期末)我国运动员全红婵是奥运会冠军,在2023年世界泳联跳水世界杯西安站女子单人10米跳台预赛中,出色地完成了“207C”动作。将其下落阶段中的一段运动简化为直线运动,其中A、B、C、D四点是她下落过程中的四个位置,相邻两点间的时间间隔为0.5s,距离如图所示。关于全红婵在此段运动过程中,下列判断正确的是( )
A.在AC段做匀速直线运动
B.经过C点的速度为5m/s
C.在AC段的平均速度为5m/s
D.她的惯性一直在增大
【答案】C
【解答】解:A、全红婵通过AB段、BC段用时均为0.5s,但通过的路程分别为1.25m、3.75m,在相等时间内通过的路程不相等,因此全红婵在AC段没有做匀速直线运动,故A错误;
BC、全红婵在AC段的平均速度为v===5m/s;
由A、B选项可知,全红婵在AC段的平均速度为5m/s,但全红婵在AC段没有做匀速直线运动,在相等时间内通过的路程越来越长,因此全红婵在AC段做的是加速运动,经过C点的速度为AC段最大速度,大于5m/s,故B错误、C正确;
D、全红婵在下落阶段中质量不变,惯性的大小不变,故D错误。
故选:C。
30.(2024•泗阳县模拟)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
【解答】解:A、一切物体都有惯性,惯性是物体的一种属性,静止的足球具有惯性,故A错误;
B、跳远运动员助跑起跳是为了利用惯性,但惯性大小只与物体的质量有关,与运动速度无关,故不能增大惯性,故B错误;
C、惯性不是力,不能说受到惯性,故C错误;
D、原来乘客与公交车一起向前运动,当紧急刹车时,乘客的下半身随车停止(或减速),而上半身由于惯性仍保持原来的运动状态,继续向前运动,所以乘客会向前倾,故D正确。
故选:D。
31.(2023春•锡山区校级期中)如图所示,木块竖立在小车上,随小车一起以相同的速度向右做匀速直线运动。下列分析正确的是( )
A.木块没有受到小车的摩擦力
B.木块运动速度越大,惯性也越大
C.木块对小车的压力与小车对木块的支持力是一对平衡力
D.当小车受到阻力突然停止运动时,如果木块与小车接触面光滑,木块将向右倾倒
【答案】A
【解答】解:A、由于木块随小车一起以相同的速度向右做匀速直线运动,不具备摩擦力产生的条件,所以它没有受到摩擦力的作用,故A正确;
B、物体的运动速度不影响惯性,惯性大小只与物体的质量有关,故B错误;
C、一对平衡力必须是大小相等、方向相反,在同一条直线上,作用在同一物体上的。而木块对小车的压力与小车对木块的支持力不是作用在同一物体上的力,不是一对平衡力,故C错误。
D、小车突然停止运动,而木块由于惯性仍然保持原来的运动状态,如果木块与小车接触面光滑,木块将向右做匀速直线运动,不会倾倒,故D错误。
故选:A。
32.(2023春•三台县校级月考)如图所示,从车箱顶的A处有一小球自由落下,结果落在底板上的B处,则此时该车箱所处的运动状态可能是( )
A.匀速向左运动B.向左加速运动
C.匀速向右运动D.向右加速运动
【答案】B
【解答】解:如果车匀速向左运动和匀速向右运动,小球从车顶落下时,由于惯性,小球向车行方向的运动速度和车前进的速度相同,小球会落到A点的正下方;
如果车向左进行加速运动,当小球从车顶落下时,小球向左的运动速度小于车前进的速度,小球会落到A点的右侧;
如果车向右进行减速运动,当小球从车顶落下时,小球向右的运动速度大于车前进的速度,小球会落到A点的右侧,故B正确,ACD错误。
故选:B。
33.(2023春•兴县月考)小明在科技馆参观时,看到了一件展品——弹球小火车。如图所示,小火车在水平轨道上沿直线匀速运动,若此时正好从车厢顶部的A孔中竖直向上弹出一个小球,不计空气阻力,请你判断该小球将落在A孔 中 (选填“前”、“后”或“中”),理由是 因为小球具有惯性,不考虑空气阻力时,在水平方向保持与火车相同的速度,所以小球最终能落回A孔中 °
【答案】中;因为小球具有惯性,不考虑空气阻力时,在水平方向保持与火车相同的速度,所以小球最终能落回A孔中
【解答】解:从A孔中竖直向上弹出一个小球,相对于地面,小球做竖直上抛运动,水平方向做匀速运动;因为小球具有惯性,在水平方向保持与火车相同的速度,所以小球最终能落回A孔中。
故答案为:中;因为小球具有惯性,不考虑空气阻力时,在水平方向保持与火车相同的速度,所以小球最终能落回A孔中。
34.(2023秋•香坊区校级期中)如图所示,某公路发生一起交通事故,两部同向行驶的汽车发生“追尾”。此时对汽车B中的司机起保护作用的是 安全气囊 (选填“安全气囊”或“汽车头枕”)。B车对A车的力是由于 B (选填“A”、“B”)发生弹性形变而产生的。
【答案】安全气囊;B。
【解答】解:图中汽车发生追尾时,对汽车B中的司机,由运动到静止,人体由于惯性会向前倾,前面的安全气囊对人体起缓冲、保护作用;A车对B车的作用力使B车发生一定程度的弹性形变,B车在恢复弹性形变的过程中对A车产生力的作用,所以B车对A车的力是由于B发生弹性形变而产生的。
故答案为:安全气囊;B。
35.(2023春•番禺区校级期中)如图是我国著名的斯诺克选手丁俊晖在比赛中的情景,比赛前台球静止在球台上,击球后,球离开球杆仍能向前运动是由于 惯性 的缘故,而球的速度越来越小,是因为受到 阻力 的作用,以点A代表台球,请在图画出台球离开球杆仍向前运动时的受力(图中箭头代表台球速度的方向)。
【答案】惯性;阻力;如图所示。
【解答】解:击球后,球一旦离开球杆就不再受到球杆对它力的作用,由于球具有惯性,还要保持原来的运动状态,继续运动下去;
球在台面上滚动时,由于受到阻力作用,运动状态发生改变,速度越来越慢;
台球离开球杆仍向前运动时,在竖直方向上,受到重力和支持力,重力和支持力是一对平衡力;在水平方向上,受到阻力作用,力的示意图如下:
故答案为:惯性;阻力;如图所示。
36.(2023•平潭县模拟)如图所示,鸡蛋静止在硬纸片上。迅速将硬纸片水平弹出,鸡蛋落入杯中,试利用惯性知识解释这一现象。
【答案】见试题解答内容
【解答】答:开始时鸡蛋和纸片都处于静止状态,迅速将纸片水平弹开,纸片运动状态发生改变,由于惯性,鸡蛋仍然保持原来静止状态,没有了纸片的支持,在自身重力作用下落入杯中。
37.(2023春•汤阴县期末)如图是足球比赛中的一个场景,其中涉及到很多物理知识。请你结合足球比赛的实际现状,仿照提供的示例,写出其中涉及到的两个不同的物理知识。
示例:踢球时,脚感觉疼﹣球与脚之间的作用力是相互的。
(1) 球离开脚后继续向上运动﹣﹣球具有惯性 ;
(2) 球碰到脚时发生形变﹣﹣力能改变物体的形状 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)球离开脚后继续向上运动﹣﹣球具有惯性;
(2)球碰到脚时发生形变﹣﹣力能改变物体的形状;
(3)球在空中下落时速度越来越快﹣﹣球受到的重力改变了它的运动状态;
(4)球离开脚向上运动越来越慢﹣﹣球的动能转化为重力势能;
故答案为:(1)球离开脚后继续向上运动﹣﹣球具有惯性;
(2)球碰到脚时发生形变﹣﹣力能改变物体的形状。
五.惯性在实际生活中的应用(共8小题)
38.(2023春•丰南区月考)如图所示,锤子的锤头变松了,人们常用撞击的方法使锤头紧套在锤柄上。下列做法合理的是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解答】解:原来锤柄和锤头一起向下运动,当锤柄撞击到硬物时,受力而停止运动,锤头由于惯性仍保持原来的运动状态向下运动,所以就套紧在锤柄上了,故只有B图正确。
故选:B。
39.(2023春•威县校级月考)惯性现象既有利,也有弊。下列事例中属于利用惯性的有( )
①树上的苹果掉落在地上
②拍打窗帘清除上面的浮灰
③锤头松了,把锤柄的一端在物体上撞击几下
④跳远运动员都是跑一段距离才起跳
⑤公共汽车的乘务员时常提醒乘客扶好车的扶手,待车停稳后再下车
A.①②③⑤B.②③④C.②③④⑤D.③④⑤
【答案】B
【解答】解:①从树上掉下的苹果,是由于重力的作用,没有利用惯性;
②拍打窗帘清除上面的浮灰,利用灰尘的惯性保持静止状态,与窗帘分离,故利用了惯性;
③锤头和锤柄一起向下运动,当锤柄撞到物体时,锤柄静止,锤头由于惯性继续向下运动,所以锤头紧套在锤柄上,利用了惯性;
④跳远运动员助跑一段距离才起跳,是利用惯性这样才能跳得更远一些;
⑤公交车司机常提醒乘客扶住扶手,待车停稳后再下车,是防止紧急刹车或突然减速时由于惯性造成人身伤害。
综上分析,其中利用惯性的是②③④。
故选:B。
40.(2023•根河市校级模拟)下列关于惯性说法正确的是( )
A.雨天路滑,车辆需减速行驶,这是为了减小惯性
B.静止在草坪上的足球没有惯性
C.小型客车司乘人员系上安全带是为了防止惯性带来危害
D.运动员撞线后还要跑出去一段距离,是由于受到惯性的作用
【答案】C
【解答】解:A、惯性的大小只与物体的质量有关,车辆减速行驶,其惯性大小不变,故A错误;
B、一切物体都有惯性,因此,物体无论运动还是静止总具有惯性,故B错误;
C、行驶中的客车紧急刹车时,司乘人员由于惯性会前倾,为了防止惯性带来危害应该系上安全带,故C正确;
D、运动员撞线后,由于惯性不能立即停下来,还要跑出去一段距离;惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故D错误。
故选:C。
41.(2023春•句容市期末)下列给出了几种事例,其中利用惯性的是( )
①苹果受重力从树上掉下
②司机为节省燃油,在汽车进站时,提前关闭油门
③锤头松了,把锤柄的一端在物体上撞击几下
④绕地球做圆周运动的人造卫星
⑤跳远,运动员的助跑
⑥公共汽车的乘务员,时常提醒乘客扶住车的扶手,待车停稳后再下车
A.②③⑤B.①②③⑤C.②③⑤⑥D.③④⑤⑥
【答案】A
【解答】解:
①苹果受重力从树上掉下,是由于重力的作用,没有利用惯性;
②司机为节省燃油,在汽车进站时,提前关闭油门,依靠惯性滑行,利用了惯性;
③锤头和锤柄一起向下运动,当锤柄撞到物体时,锤柄静止,锤头由于惯性继续向下运动,所以锤头紧套在锤柄上,利用了惯性;
④绕地球做圆周运动的人造卫星是利用动能与势能的相互转化,没有利用惯性;
⑤跳远运动员助跑一段距离才起跳,是利用惯性,这样才能跳得更远一些,故利用了惯性;
⑥公交车司机常提醒乘客扶住扶手,待车停稳后再下车是防止紧急刹车或突然减速时由于惯性造成人身伤害,没有利用惯性。
综上分析,其中利用惯性的是②③⑤,故A符合题意。
故选:A。
42.(2023春•志丹县校级月考)用手拍打衣服,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。
【答案】运动;惯性;静止;重。
【解答】解:衣服和灰尘原来都静止,用手拍打衣服,衣服由静止变为运动,灰尘由于惯性仍保持原来的静止状态,所以脱离衣服,在重力作用下会下落。
故答案为:运动;惯性;静止;重。
43.(2023春•射阳县校级月考)火车进站前,一般都会关闭发动机,从物理角度来说,这主要是为了 B (填A/B序号A防止惯性带来危害;B利用惯性)。虽然火车进站前就关闭了发动机,但是还是进站了,这是因为 B (填A/B)。小明面向火车前进方向而坐,火车在 加速 (加速/减速)时,小明才会有“推背感”。
【答案】B;B;加速。
【解答】解:火车进站前,提前撤去动力,火车由于惯性会继续保持原来的运动状态向前行驶,可以节约能源,利用了惯性。
当列车加速时,因为惯性,乘客要保持原来的运动状态,乘客就会向后倾倒,所以,感觉到坐椅的靠背对他的压力突然增大,即乘客会有推背感觉。
故答案为:B;B;加速。
44.(2023春•鹰潭期末)如图所示,锤子的锤头变松了,人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上,这是利用了 锤头 (选填“锤柄”或“锤头”)的惯性,并且锤头的质量 越大 (选填“越大”或“越小”)越容易套紧。
【答案】锤头;越大。
【解答】解:锤头与锤柄原来都向下运动,锤柄撞在硬物上受到阻力作用,改变了它的运动状态,就停止了运动,锤头由于惯性仍保持原来的运动状态,继续向下运动,这样锤头就紧套在锤柄上了。惯性大小仅与质量有关,质量越大,惯性越大。
故答案为:锤头;越大。
45.(2023秋•思明区校级期末)勤洗手是良好的卫生习惯。“夹”是指洗掌侧指缝时,掌心相对,双手交叉沿指缝相互揉搓,如图所示,当手指稍用力“夹”时,清洗效果会更好。洗手后为了使手快点干,文明的做法是双手朝着洗手池用力甩。请用所学的物理知识说明:
(1)手指稍用力“夹”时,清洗效果会更好的原因;
(2)双手用力甩可使手中的水甩掉的原因。
【答案】在接触面粗糙程度一定时,手指稍用力“夹”时,压力增大,手指间的摩擦力增大,便于清洗;
甩手时,水和手一起运动,当手停止运动时,水由于惯性要保持原来的运动状态继续运动,使水和手分开,所以手会很快变干。
【解答】答:(1)在接触面粗糙程度一定时,手指稍用力“夹”时,压力增大,手指间的摩擦力增大,便于清洗;
(2)甩手时,水和手一起运动,当手停止运动时,水由于惯性要保持原来的运动状态继续运动,使水和手分开,所以手会很快变干。水平面材料
毛巾
棉布
木板
小车滑行的距离s/cm
18.3
26.8
38.2
接触面
毛巾
棉布
木板
阻力的大小
大
较大
较小
小车移动的距离s/cm
18.3
22.6
26.7
测力计示数(N)
移动距离
(cm)
竖直提升
10
30
沿斜面运动
5.2
60
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