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8.1 牛顿第一定律
一、阻力对物体运动的影响
1. 如图所示,小明正在玩滑板车,停止蹬地后,滑板车最终会停下来,是因为 。在滑行时,若
一切外力突然消失,滑板车将 。对于运动和力的关系,历史上曾有两位物理学家的观点不同,亚里
士多德认为:运动需要力来维持;伽利略认为:运动不需要力来维持,你认为: 的观点是正确的。
【答案】 力能改变物体的运动状态 做匀速直线运动 伽利略
【详解】停止蹬地后,滑板车在摩擦力的作用下最终会停下来,说明力可以改变物体的运动状态。
在滑行时,若一切外力突然消失,由牛顿第一定律可知,滑板车的运动状态将不会发生改变,即滑板
车将做匀速直线运动。
物体在不受力时可以保持匀速直线运动状态,说明力不是维持物体运动的原因,即运动不需要力来维
持,所以伽利略的说法是正确的。
2. 如图是探究阻力对物体运动的影响的实验装置图。实验中先将棉布铺在水平木板上,让小车从斜面
顶端由静止滑下,观察小车在木板上滑行的距离,再去掉棉布重做以上实验。关于此实验,下列说法正确
的是( )
A.因为木板比棉布光滑,所以第二次实验时应将小车放在斜面上的高度要略低一些
B.小车在铺有棉布的木板上滑行距离较大一些,说明力是维持物体运动的原因
C.两次实验中小车最终都会停下来,是因为力改变了小车的运动状态
D.伽利略对类似的实验进行了分析并推理得出:一切物体在没有受力作用时,总保持静止状态或匀
速直线运动状态
【答案】C
【详解】A.根据控制变量法,实验中需要小车每次从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,目的是
使小车到达斜面底端时的速度相同,故A错误;
B.小车在铺有棉布的木板上滑行距离较大一些,是因为小车在棉布上受到的阻力较小,力是改变物
体运动状态的原因,物体运动的原因不需要力去维持,故B错误;
C.小车到达斜面底端时的速度相同,两次实验中小车最终都会停下来,是因为力改变了小车的运动
状态,故C正确;D.伽利略对类似的实验进行了分析并推理得出:一切运动的物体在没有受力作用时,总保持匀速直
线运动状态,故D错误。
故选C。
3. 在学习牛顿第一定律时,同学们分组进行了“探究阻力对物体运动的影响”实验,如图所示。
(1)实验中每次都使同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,目的是使小车到达水平面时
具有相同的 ;
(2)按照图甲、乙、丙的顺序实验时记录的内容见下表:
接触面材料 小车受阻力情况 小车在水平面运动的距离s/cm
毛巾 大 23.2
棉布 较大 45.3
木板 小 97.5
同学们分析表中内容,得到的实验结论是:在其他条件相同时,小车受到的阻力越小,运动的距离越
远;进一步推理得出的结论是:不受阻力作用时,运动的小车将 ;
(3)上述实验除了用到实验推理的方法外,还用到了控制变量法和 法。
【答案】(1)速度;(2)做匀速直线运动;(3)转换。
【详解】(1)探究阻力对物体运动的影响实验时,应控制速度相同,改变接触面粗糙程度,所以使
同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,目的是使小车到达水平面时速度相同。
(2)通过实验发现,在其他条件相同时,小车受到的阻力越小,运动的距离越远,所以可以进一步
推理,小车在不受阻力作用时,将保持原来的运动状态,做匀速直线运动。
(3)实验中通过改变接触面的材料来改变小车受到的阻力大小,所以还运用了转换法。
二、牛顿第一定律
4. 牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,经过进一步推理而概括出来的。其内容包括两个方面:
①原来静止的物体,在不受外力作用时,总保持 ;②原来运动的物体,在不受外力作用时,总保持
。
【答案】 静止,匀速直线运动。
【详解】牛顿第一定律又称为惯性定律,内容主要是:一切物体都要保持匀速直线运动或静止状态,
直至外力迫使它改变运动状态为止。即物体在不受力时,会保持原来的运动状态,原来静止的物体会继续
保持静止。
在不受力时,原来运动的物体,会继续在原来的运动方向上做匀速直线运动。
5.2022年3月23日下午空间站“天宫课堂”,宇航员完成了太空抛物实验。实验中,只见王亚平把冰墩墩正对着叶光富手的方向顺手一推,只见冰墩墩稳稳地沿着原来抛出去的方向,一路飘到了同伴叶光
富的手里。如图,冰墩墩在太空中处于失重状态,在空中不受力的作用,它在空中飞行做 运动;
这个小实验直接验证了 定律,也说明物体的运动 (选填“需要”或“不需要”)力来
维持。
【答案】 匀速直线,牛顿第一,不需要。
【详解】一切物体在任何情况下都有惯性,即任何物体都有保持原来运动状态的性质。冰墩墩原来与
手一起运动,离开手后,由于惯性,继续运动;冰墩墩不受力,不会改变运动状态。故离开手后运动的冰
墩墩做匀速直线运动。这个实验证明:运动的物体,如果不受力,会保持匀速直线运动——这是牛顿第一
定律的内容。同时,不受力的冰墩墩,还能在空中做匀速直线运动,这说明运动不需要力来维持。
6.滑板是一项很酷的运动。当小科以速度v冲到如图所示的位置时,若其所受外力全部消失,则小科
与滑板将( )
A.在最高点停下来 B.斜向上做匀速直线运动
C.沿斜坡自由滑下来 D.沿水平方向做匀速直线运动
【答案】B
【详解】当小科以速度v冲到题图中位置时(还没有到斜坡顶端),若其所受外力全部消失,根据牛
顿第一定律可知,他将保持这一瞬间的运动状态不变,即小科与滑板将斜向上做匀速直线运动。故B符合
题意,ACD不符合题意。故选B。
三、惯性
7. 一切物体都有保持___________的性质,我们把这种性质叫做惯性,惯性是物体的一种_____,大小
只与物体的_____有关。
【答案】原来运动状态不变,属性,质量。
【解析】一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,我们把这种性质叫做惯性,惯性是物体的一种
属性,物体的惯性只与物体的质量有关。
8.如图所示,汽车上配有安全带和头枕,司机和乘客都必须系好安全带。当向前行驶的汽车分别出
现突然加速、紧急刹车两种状况时,对乘车人员起主要保护作用的分别是( )A.头枕 头枕 B.安全带 安全带 C.安全带 头枕 D.头枕 安全带
【答案】D
【详解】小车突然加速时,车速变大,人由于惯性要保持原来的运动状态,人的头部会向后仰,“头
枕”对人有保护作用;当汽车紧急刹车时,人的下半身随车静止,而上半身由于惯性保持原来的运动状态
继续向前运动,所以人会向前倾,所以需要系安全带以保证安全。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
9.生活中,人们常常利用物体的惯性,下列描述正确的是( )
A.运动员助跑跳远,利用了物体速度越大惯性越大的原理
B.拍打掉衣服上的灰尘,利用了衣服的惯性
C.紧固锤头时撞击锤柄的下端,利用了锤头的惯性
D.用力甩掉手上的水,利用了手停止运动后水产生的惯性
【答案】C
【详解】A.运动员助跑跳远,利用了人的惯性,但惯性大小只与质量有关,与运动速度无关,故A
错误;
B.拍打掉衣服上的灰尘时,衣服受力运动,而灰尖由于惯性保持原来的静止状态,所以与衣服脱离,
这是利用了灰尘的惯性,故B错误;
C.紧固锤头时撞击锤柄的下端,锤柄遇到障碍物停止运动,而锤头由于惯性继续向下运动,所以就
套紧在锤柄上了,这一过程利用了锤头的惯性,故C正确;
D.惯性是物体固有的性质,不是临时产生出来的,故D错误。
故选C。
10. 下列实例中属于防止惯性带来的危害的是( )
A.跳远运动员助跑一定的距离后起跳
B.锤头松了,锤柄在地上撞几下,锤头就紧紧地套在锤柄上
C.乘客乘车时也要像驾驶员一样系好安全带
D.为了避免把地板弄湿,我们在进入室内前将雨伞上的水甩掉
【答案】C
【详解】物体具有保持原有运动状态不变的性质叫惯性。
A.跳远运动员助跑的目的是为了使自己在起跳前身体处于运动状态,起跳时由于惯性,运动员会跳
的更远,属于利用惯性,故A不答合题意;
B.锤头松了,锤柄在地上撞击时,锤柄停止了运动,而锤头由于惯性要保持原来的运动状态,锤头
就紧紧地套在锤柄上,属于利用惯性,故B不答合题意;
C.乘客乘车时,当遇紧急情况刹车,乘客的下半身与汽车一起停止运动,而乘客的上半身由于惯性仍要保持原来的运动状态,会向前甩出去,造成伤害,属于防止惯性带来的危害,所以乘客乘车时也要像
驾驶员一样系好安全带,故C符合题意;
D.用力甩时,伞和伞上的水都处于运动状态,当伞运动突然停止,而水由于惯性仍然运动,故可以
将水甩开,利用的是水的惯性,故D不符合题意。
故选C。
11.下列有关惯性的说法正确有 。
①汽车在转弯时减速,是为了防止惯性带来的危害
②火车刹车后不能马上停下来,是由于火车具有惯性
③司机驾车时系安全带,可以减小自己的惯性
④车速越快越不容易停下来,因为车速越快惯性越大
【答案】①②
【详解】①汽车在转弯时如果不减速慢行,人和车会由于惯性继续保持原来的方向运动,易造成伤害
事故的发生,故汽车在转弯时减速,是为了防止惯性造成的伤害,故①正确;
②火车刹车后不能马上停下来,是由于火车具有惯性,仍要保持原来的运动状态,故②正确;
③惯性的大小只与物体的质量有关,系安全带不能减小惯性,但可以减小由于惯性带来的伤害,故③
错误;
④惯性大小只与物体的质量有关,车速越快,质量不变,惯性不变,故④错误。
综上所述,①②正确。
12. 如图所示是女排主攻手朱婷高高跃起将球扣向地面的场景,朱婷离开地面后仍然能向上运动是由
于具有 ;球被扣后砸向地面,是因为力能改变物体的 ,比赛某个瞬间,一个竖直上抛
的球到达最高点时,若所受的外力突然消失,它将保持 状态。(选填“静止”或“匀速直线运
动”)
【答案】 惯性 运动状态 静止
【详解】朱婷离开地面后仍然能向上运动是由于她具有惯性,要保持原来的运动状态。
球被扣后砸向地面,是因为力能改变物体的运动状态,朱婷对球施加了作用力,使球的运动方向和速
度发生了改变。
当球上升到最高点时,球的速度为零,如果此时受到的力全部消失,根据牛顿第一定律可知,球要保
持当前的静止状态。
13. 如图所示,飞机要在飞行中向目标处空投救灾物品,空投位置会在 (选填“A”“B”或
“C”)点处。救灾物品在空中加速下落的过程中,其惯性将 (选填“变大”“变小”或“不
变”)。【答案】 A 不变
【详解】[1]飞机空投救灾物品时,由于惯性,救灾物品在下落过程中,会向前运动一段距离,故应在
接近目标的上方提前投掷物品,故在图中的A处投放。
[2]惯性与质量有关,救灾物品在空中加速下落的过程中,质量不变,其惯性将不变。
14. 物理学的发展推动了科学技术的创新和革命。下列对于运动和力的说法中错误的是( )
A.物体受到力的作用时,它的运动状态不一定会发生改变
B.亚里士多德认为“力是维持物体运动状态的原因”,这个观点是错误的
C.牛顿第一定律是力学的基本定律之一,它能够通过现代实验手段直接验证的
D.伽利略采用实验和推理相结合的方法,发展了人类的科学思维方式和科学研究方法
【答案】C
【详解】A.物体受非平衡力时,运动状态改变,受平衡力时运动状态不变,故A正确,A不符合题
意;
B.亚里士多德认为物体只要运动就需要力来维持,没有力运动物体就会慢慢停下来,力是维持物体
运动的原因,亚里士多德观点忽略了阻力对物体运动的影响,由牛顿第一定律可知物体的运动不需要力来
维持,力是改变物体运动状态的原因,故B正确,B不符合题意;
C.牛顿第一定律是力学的基本定律之一,因为牛顿第一定律的内容是在物体不受任何外力的作用下,
而现实生活中没有不受任何外力的物体,所以牛顿第一定律是在实验的基础上,结合推理得出来的,故C
错误,C符合题意;
D.伽利略对理想斜面的研究采用把实验和逻辑推理(包括数学演算)结合起来的方法,从而发展了
人类的科学思维方式和科学研究方法,故D正确,D不符合题意。
故选C。
15.在探究“阻力对物体运动的影响”实验中:
(1)为了改变小车受到的阻力,应分别将毛巾、棉布铺在 (斜面/长木板/斜面和长木板)上。
(2)每次实验都让小车从斜面相同高度由静止开始滑下的目的是: 。
(3)结论:表面越光滑,速度减小得越 (快/慢)。
(4)推理:如果运动的小车受到的阻力为零,它将做 。
(5)在大量类似实验基础上,牛顿等科学家经过进一步推理而概括出了著名的牛顿第一定律。它是
人们公认的物理学基本定律之一,在实际生活中有着广泛的应用。一架在空中水平向右匀速直线飞行的飞
机上,自由落下了一颗炸弹。下列给出了几种炸弹落地前与飞机位置关系的情形,如图所示,若不计空气,炸弹与飞机的位置关系为________图。
A. B. C. D.
【答案】(1)长木板;(2)使小车的速度相同;(3)慢;(4)匀速直线运动;(5)D
【详解】(1)在探究“阻力对物体运动的影响”实验时,在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛
巾和棉布,通过改变接触面的粗糙程度来改变小车所受阻力大小。
(2)实验中为了使小车的速度相同,需要让小车从斜面的同一高度由静止滑下。
(3)实验中,阻力对物体运动的影响是通过小车在水平面运动的距离来体现的,由实验现象知,表
面越光滑,阻力越小,速度改变的越慢,滑行距离越远。
(4)由(3)推理得出:如果水平面绝对光滑,对小车没有阻力,则小车将一直做匀速直线运动。
(5)不计空气对炸弹的阻力,在水平方向上,炸弹与飞机的速度相等,它们相对静止,同时弹药在
离开飞机后做加速运动,相同时间弹药间的距离会越来越远,由图示可知,炸弹与飞机的位置关系为D图。
16.(2024·江苏扬州·中考真题)坐在轿车后排的市民也应自觉系上安全带。系安全带可减小下列哪
种情况发生时对乘客的伤害( )
A.快速启动 B.匀速行驶 C.紧急刹车 D.缓慢加速
【答案】C
【详解】乘客和轿车一起向前运动过程中,当车辆突然减速或紧急刹车时,人由于惯性要保持原来的
运动状态,继续向前运动,有可能由于撞到车身而受伤,系上安全带可以阻止人的身体继续向前运动,减
小当车辆突然减速或紧急刹车时对乘客的伤害,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
17.(2024·山西·中考真题)如图所示,一辆公交车正在水平路面匀速向右行驶,遇到突发情况紧急
刹车时,下列能正确表示车内拉环情形的是( )
A. B.
C. D.【答案】A
【详解】车、拉环一起向右做匀速直线运动,紧急刹车,公交车的速度减小,拉环的上部随公交车一
起速度减小,由于惯性,拉环要保持原来的运动状态继续前进,拉环向右摆动,由图示可知,BCD错误,
A正确。故选A。
18. (2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)图是马恒同学在公园里玩滑板车的情形。他站在滑板车上不断
蹬地,使滑板车沿水平方向前进,关于此情形,下列说法正确的是( )
A.不断蹬地使滑板车向前,说明物体的运动需要力来维持
B.停止蹬地滑板车就会停下来,是因为受到了惯性的作用
C.运动中的滑板车如果所受外力全部消失,它将做匀速直线运动
D.当滑板车停下来时,它的惯性将会消失
【答案】C
【详解】A.不断蹬地说明,说明力可以改变物体的运动状态,物体的运动不需要力来维持,故A错
误;
B.停止蹬地滑板车就会停下来,是因为受到了阻力的作用,阻力改变了滑板车的运动状态,故B错
误;
C.运动中的车如果所受的力全部消失,由牛顿第一定律可知,其运动状态不变,将做匀速直线运动,
故C正确;
D.惯性是物体的属性,当滑板车停下来时,仍具有惯性,故D错误。
故选C。
19.(2024·黑龙江牡丹江·中考真题)下列运动场景中属于利用惯性的是( )
A.举重运动员用力将杠铃举起 B.田径运动员起跑时用力向后蹬地
C.标枪运动员投掷前向前助跑 D.百米运动员到达终点后不能立刻停下来
【答案】C
【详解】A.举重运动员用力将杠铃举起,这是通过运动员对杠铃施加力的作用,使杠铃由静止变为
运动,或由较低位置变为较高位置,这是力改变物体运动状态的表现,与惯性无关。故A不符合题意;
B.运动员起跑时用力向后蹬地,运动员对地面施加一个向后的力,由于力的作用是相互的,地面也
会对运动员施加一个向前的反作用力,从而使运动员向前运动,与惯性无关。故B不符题意;
C.标枪运动员投掷前向前助跑,是为了使标枪在出手时具有较大的速度,由于惯性,标枪会保持这
个速度继续向前飞行,从而飞得更远,这是利用惯性来提高运动成绩的例子。故C符合题意;
D.百米运动员到达终点后不能立刻停下来,是因为运动员具有惯性,会保持原来的运动状态继续向
前运动一段距离;但这种情况是惯性带来的危害(或说是不利影响),不是利用惯性。故D不符合题意。故选C。
20.(2024·山东枣庄·中考真题)在体育测试中,小明同学掷实心球的场景如图所示,图中a点是球刚
离开手的位置,球从a点上升到最高点b后下落到地面c点,然后滚动到d点停止。下列说法正确的是(
)
A.球从a点上升到b点,是因为球受到手的推力作用
B.球在b点的速度为零
C.若球在b点受到的力全部消失,则球做匀速直线运动
D.球从c点运动到d点停止,说明物体运动需要力来维持
【答案】C
【详解】A.实心球从a点上升到b点,是因为实心球具有惯性,离开手后,不可能再受到手的推力
作用,故A错误;
B.由于实心球击出时具有水平方向上的速度,并且在水平方向不受外力,故水平速度不变,所以在
最高点速度不为零,故B错误;
C.球运动b点时,还有水平向右运动的速度,若一切外力都消失,球会继续水平向右匀速直线运动,
故C正确;
D.实心球最终到d点停止,是因为受到阻力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因,物体运动
不需要力来维持,故D错误。
故选C。