1、第四章运动和力的关系1.牛顿第一定律课后训练巩固提升双基巩固学考突破1.(2019北京期末)伽利略利用两个对接的斜面,探究物体运动的原因时,让小球从固定的斜面上滚下,滚上另一个倾角可以改变的斜面,斜面倾角逐渐改变至零,如图所示。伽利略设计这个实验的目的是为了说明()A.如果没有摩擦,小球将运动到与释放时相同的高度B.即使没有摩擦,小球最终也一定会停下来C.力不是维持物体运动的原因D.如果物体不受力的作用就不会运动答案:C解析:伽利略的理想斜面实验证明了力不是维持物体运动的原因,运动不需要力来维持,物体不受外力作用时,总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态,故A、B、D错误,C正确。2.关于牛顿
2、第一定律,以下说法错误的是()A.牛顿第一定律又叫惯性定律B.牛顿第一定律是牛顿通过大量实验总结出来的实验结论C.牛顿第一定律说明一切物体都有惯性D.牛顿第一定律说明力可以改变物体的运动状态答案:B解析:牛顿第一定律是在实验的基础上通过进一步的推理概括出来的科学理论,而不是直接通过实验得出的,故B错误;牛顿第一定律既提出了物体不受力作用时的运动规律,即惯性,又提出了力是改变物体运动状态的原因,故A、C、D正确。3.关于牛顿第一定律,下列说法正确的是()A.力是维持物体运动的原因,不受力的物体将保持静止B.物体的速度不断增大,表示物体必受力的作用C.物体如果向正北方向运动,其所受外力方向必须指向
3、正北D.不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态,而受力的物体运动状态一定改变答案:B解析:根据牛顿第一定律的内容可以判断力是改变物体运动状态的原因,不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态,故A错误,B正确;若物体向正北方向做匀速直线运动,则物体不受力或所受合外力为零,C错误;物体受到力的作用,若合外力为零,则物体也可以保持运动状态不变,故D错误。4.对于一些实际生活中的现象,某同学试图从惯性角度加以解释,其中正确的是()A.采用了大功率的发动机后,某些赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度,这表明:可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性B.“强弩之末,力不能穿鲁缟”,这表明强弩的惯
4、性减小了C.货运列车运行到不同的车站时,经常要摘下或加挂一些车厢,这会改变它的惯性D.自行车转弯时,车手一方面要适当地控制速度,另一方面要将身体稍微向里倾斜,这是为了通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的答案:C解析:惯性是物体的固有属性,大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,与其他任何因素均无关,故A、B错误;摘下或加挂一些车厢,改变了质量,从而改变了惯性,故C正确;人和车的质量不变,则其惯性不变,故D错误。5.如图所示,一木块放在小车上随小车一起在水平面上向右做匀速直线运动,当遇到一障碍物时,小车停下。(1)如果小车上表面粗糙,木块将如何运动?(2)如果小车上表面光滑,木块将如何运动
5、?答案:(1)向右滑动或倾倒(2)继续向右做匀速直线运动解析:(1)当小车遇到障碍物时,小车停下,木块由于惯性将继续向右运动,若小车上表面粗糙,木块下部受到一个向左的摩擦力,木块会向右滑动或向右倾倒。(2)如果小车上表面光滑,当小车停止时,木块有向右运动的状态,而木块下部不受摩擦力,这样整个木块由于惯性将继续向右做匀速直线运动。6.在足球场上,为了不使足球停下来,运动员带球前进时必须不断用脚轻轻地踢拨足球(如图甲所示)。为了不使自行车减速,人总要不断地用力蹬脚踏板(如图乙所示)。这些现象不正说明了运动需要力来维持吗?那为什么又说力不是维持物体运动的原因呢?甲乙答案:如果足球不是在草地上滚动,而
6、是以相同的初速度在水平的水泥地板上滚动,它将会滚出比在草地上远得多的距离,这说明是由于阻力的存在才导致足球的运动状态发生了改变。足球在草地上滚动时所受阻力大,运动状态很快发生改变;足球在水泥地面上滚动时所受阻力小,运动状态改变得慢,但终究还是要停下来。在踢拨足球时,人对足球施加力的作用,是为了克服摩擦阻力对足球产生的效果。自行车的例子也是同样的道理。选考奠基素养提升1.(2019河北石家庄期末)图甲、乙分别表示伽利略对自由落体运动和运动和力的关系的研究过程,他开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。下列说法正确的是()甲乙A.图甲中通过对小球在斜面上运动的研究,得出小球的自由落体运动
7、是匀变速运动B.图甲中先在倾角较小的斜面上进行实验,可以减小小球重力,使时间测量更容易C.图乙中实验为“理想实验”,通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持D.图乙中,在左侧斜面上由静止释放小球,小球可运动到比释放点更高的位置答案:A解析:伽利略设想物体下落的速度与时间成正比,因为当时无法测量物体的瞬时速度,所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比,那么位移与时间的二次方成正比;由于当时用滴水法计算,无法记录自由落体那么短的时间,伽利略让铜球沿阻力很小的斜面滚下,来“冲淡”重力的作用效果,而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多,所用时间长得多,所以容易测量;伽利略做了上百次
8、实验,并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推,得出小球的自由落体运动是匀变速运动的结论,故A正确,B错误。伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得出物体的运动不需要力来维持,故C错误。题图乙中在左侧斜面上由静止释放小球,小球不可能运动到比释放点更高的位置,故D错误。2.(2019山东临沂期末)下列关于惯性的说法,正确的是()A.高速行驶的汽车紧急刹车时,乘客向前倾倒,说明乘客具有惯性B.把手中的球由静止释放,球受重力而竖直下落,说明球没有惯性C.运动员投掷标枪时,用力越大,标枪飞行越远,说明力越大惯性越大D.短跑比赛,运动员通过终点后很难停下来,说明速度越大惯性越大答案:A解析:惯性
9、就是物体保持原来的运动状态的性质,高速行驶的汽车紧急刹车时,乘客因为惯性将保持原来的速度向前运动,而汽车在减速,故乘客向前倾倒,A正确;把手中的球由静止释放后,球受重力而加速下落,说明力是改变物体运动状态的原因,一切有质量的物体都有惯性,故B错误;惯性是物体本身的一种基本属性,其大小只与质量有关,质量越大,惯性越大,与受力情况及速度大小无关,故C、D错误。3.如图所示,一个劈形物体A,各面均光滑,放在固定的斜面上,上表面水平,在上表面上放一个光滑的小球B,劈形物体从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是()A.沿斜面向下的直线B.竖直向下的直线C.无规则曲线D.抛物线答案:B解析:力是改
10、变物体运动状态的原因,物体不受力将保持原来的静止或匀速直线运动状态。由于劈形物体A各面均光滑,所以小球B在水平方向上不受力的作用,故小球B在水平方向上将保持“静止”状态。小球B在竖直方向上受到重力和物体A的支持力,运动状态改变,做竖直向下的运动。4.根据牛顿第一定律,下列说法不正确的是()A.运动员冲刺到终点后,不能马上停下来,还要向前跑一段距离B.汽车紧急刹车,轮子不转了,车子还会向前滑动C.地球由西向东转,某人从地面上竖直向上跳起后,还落到原地D.气球吊着物体上升,某时刻绳子突然断了,物体立刻相对于地面向下运动答案:D解析:运动员到达终点时,由于惯性,不能马上停下来,还要向前运动一段距离,
11、A正确;紧急刹车时,虽然轮子不转了,但车子由于惯性还会向前运动,故B正确;某人从地面上竖直向上跳起后,由于惯性,会落回原地,故C正确;气球吊着物体上升,绳子断的瞬间,物体有向上的速度,由于惯性物体仍向上运动,故D错误。5.一种汽车安全带控制装置的示意图如图所示。当汽车静止或做匀速直线运动时,摆锤竖直悬挂,锁棒水平,棘轮可以自由转动,安全带能被拉动;当汽车突然刹车时,摆锤由于惯性绕轴摆动,使得锁棒锁定棘轮的转动,安全带不能被拉动。若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置,汽车的运动方向和运动状态可能是()A.向左行驶,突然刹车B.向右行驶,突然刹车C.向左行驶,匀速直线运动D.向右行驶,匀速直线运动答案
12、:B解析:简化模型如图所示,当摆锤在虚线位置时,摆锤和车具有向左的加速度,车的运动情况可能为向左加速行驶或向右减速行驶,A错误,B正确;当车匀速运动时,无论向哪个方向运动,摆锤均处于竖直位置不摆动,C、D错误。6.找两个相同的瓶子,内盛清水,用细绳分别系一铁球、一泡沫塑料球置于水中,使铁球悬挂、塑料球悬浮,如图甲所示。当瓶子突然向右运动时(有向右的加速度),观察比较两个球的运动状态。你看到的现象也许会让你惊讶,小铁球的情况正如你所想的一样,相对瓶子向左运动,但塑料球却相对瓶子向右运动,如图乙所示。为什么会这样呢?答案:因为相同体积的水的质量与球的质量不相同,质量越大,惯性越大,运动状态越难改变。故铁球运动状态的改变比瓶子中同体积的水慢,所以铁球会相对瓶子向左运动;而塑料球运动状态的改变比瓶子中同体积的水快,所以塑料球会相对瓶子向右运动。
