1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。第5章 牛顿运动定律第1节牛顿第一运动定律一、力与运动的关系1亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。认为有力的作用，物体才会运动，没有力的作用，物体就会停下来。马拉车，车就前进，停止用力，车就停下来。这是否说明必须有力作用在物体上，物体才能运动？提示：停止用力，车停下来是因为受到地面摩擦力作用。不能说明必须有力作用在物体上，物体才能运动。2伽利略设计了理想的斜面实验：(1)现象：当小球沿光滑斜面从左侧某一高度滚下时，无论右侧斜面的坡度如何，它都会沿斜面上升到与下落点等
2、高的地方。(2)结论：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力与运动的关系：力可以改变物体的运动状态。二、牛顿第一定律及其意义1内容：一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，除非有外力迫使它改变这种状态。我们骑自行车时，当我们脚不再蹬车，自行车不会立即停止运动，而是向前再运动一段距离才会停止，这是为什么？提示：这是因为自行车有保持原来运动状态的性质。2牛顿第一定律的意义：(1)定性说明了力和运动的关系。说明了物体不受外力时的运动状态：静止或匀速直线运动。说明了力是改变物体运动状态的原因。(2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性惯性，因此牛顿第一定律也叫惯性定律。3惯性：任何物体
3、都有保持静止或匀速直线运动状态不变的属性。某同学学习惯性后，总结出以下结论：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。质量是惯性大小唯一的量度，质量越大，惯性越大。惯性是一种力，因此我们可以说“受到了惯性作用”“产生了惯性”“受到惯性力”。惯性是维持物体运动状态的原因。物体不受力时，惯性表现为维持原来的运动状态。物体受力时，惯性表现为速度改变的难易程度，质量越大，速度越难改变。你的判断：正确的结论有。如图所示，乒乓球从斜面上滚下，它以一定的速度沿直线运动，在与乒乓球路径相垂直的方向上放一个纸筒(纸筒的直径略大于乒乓球的直径)，当乒乓球经过筒口时，对着球横向吹气。思考：乒乓球会落入纸筒吗？提示：
4、当对着乒乓球横向吹气时，乒乓球由于受到力的作用，改变原来的运动方向做曲线运动而越过纸筒，不会落入纸筒。一、伽利略理想实验(科学探究)如图所示，用力踢球，球才会运动起来，难道不能证明有力才有运动，运动需要外力来维持吗？提示：不能，正是由于脚对球的力，改变了足球原来的运动状态(静止)，故力是改变物体运动状态的原因。脚离开球后，球仍然向上运动，故不是有力才有运动，力不是维持物体运动的原因。1理想实验：理想实验有时能更深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验如下：(1)操作过程：让小球沿光滑斜面从左侧某一高度滚下。(2)实验现象：无论右侧斜面坡度如何，它都会沿斜面上 升到与出发点几乎等高的地方。(
5、3)实验结论：斜面的倾角越小，小球运动到同一高度所经历的路程越远，当斜面倾角逐渐减小到0时，右侧变为水平面，小球将为了达到那个永远无法达到的高度而一直运动下去。2伽利略理想实验的意义：(1)研究方法：伽利略的理想实验将可靠的事实和理论推 理结合起来，即采用“可靠事实抽象思维科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点，初步揭示了运动和力 的正确关系。(2)历史意义：第一次确立了实验在物理学中的地位。 (1)“理想实验”是一种思维活动，是人们在抽象思维中设想出来的，而实际上无法做到的实验。(2)伽利略理想实验方法是科学的，结论是可靠的。【典例】理想实验有时能更深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实
6、验，下面是关于该实验被打乱的步骤：减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。如图所示为两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。如果两个斜面是光滑的，小球将上升到原来释放时的高度。继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面做持续的匀速直线运动。(1)请将上述理想实验的步骤按照正确的顺序排列_(只填写序号即可)。(2)在上述的理想实验步骤中，有的是可靠的实验事实，有的则是理想化的推论，则步骤属于_。【解析】伽利略设计了一个理想实验的步骤是：先在两个对接的斜面上，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；如果没有摩擦，小球将上升到
7、原来的高度；接着减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度；继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面做匀速直线运动。故实验步骤是，并且步骤属于实验事实。答案：(1)(2)实验事实1伽利略的理想实验证明了()A要物体运动必须有力作用，没有力作用的物体将静止B要物体静止必须有力作用，没有力作用的物体将运动C物体不受外力作用时，一定处于静止状态D力不是维持物体运动的原因【解析】选D。伽利略的理想实验证明了力不是维持物体运动的原因。D正确。2意大利科学家伽利略在研究物体变速运动规律时，做了著名的“斜面实验”，他测量了铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做的是匀加速
8、直线运动，且铜球的加速度随斜面倾角的增大而增大，在当时的年代，由于加速度增大而导致时间无法精确测定，于是他对增大倾角情况进行了合理的推理，由此得出的结论是()A自由落体运动是一种匀加速直线运动B力是使物体产生加速度的原因C力不是维持物体运动的原因D物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性【解析】选A。由铜球在较小倾角斜面上的运动情况发现铜球做的是匀变速直线运动，且铜球的加速度随斜面倾角的增大而增大，倾角增大到90时，物体做自由落体运动，由此得出的结论为自由落体运动是一种匀变速直线运动。【拔高题组】1(教材二次开发教材P111【实验与探究】变式题)(多选)伽利略的观点基于理想情况，在现实中很难实
9、现。不过我们可以通过气垫导轨来演示忽略阻力情况下物体的匀速直线运动。实验装置如图所示，下列关于该实验说法正确的是()A.这说明伽利略的理想实验可以通过气垫导轨完成B.实验过程应将气垫导轨调至水平C.应使两光电门的距离适当大些D.应尽可能减小遮光片的宽度【解析】选B、C、D。伽利略的理想实验是将可靠实验事实与理论推理结合起来，理想实验不可完成，A错误；只有把气垫导轨调节水平，适当充气后，滑块所受合力才会等于0，B正确；适当增大两光电门间的距离，可以减小实验误差，C正确；本实验用遮光片通过光电门的平均速度来表示滑块通过光电门的瞬时速度，这里用到了极限思想，v，d越小，t越小，此时平均速度大小越接近
10、瞬时速度大小，实验误差越小，D正确。2在学习牛顿笫一定律时，我们做了如图所示的实验。下列有关叙述正确的是()A.每次实验时，小车可以从斜面上的不同位置由静止开始下滑B.实验表明：小车受到的摩擦力越小，小车运动的距离就越近C.实验中运动的小车会停下来，说明力能改变物体的运动状态D.根据甲、乙、丙的实验现象，就可以直接得出牛顿第一定律【解析】选C。实验中要求从斜面上的相同位置由静止开始下滑，可以保证小车到达斜面底端的速度是相等的，不能从斜面上的不同位置由静止开始下滑，故A错误；实验表明：小车受到的摩擦力越小，小车运动的距离就越远，故B错误；实验中运动的小车受到摩擦力的作用会停下来，其运动的状态发生
11、变化，说明力能改变物体的运动状态，故C正确；接触面越光滑，则小车的速度减小越慢，由此可以得出：若摩擦力等于0，则小车可能做匀速直线运动，因此牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理总结出来的，而不是直接可以由这三个实验得出的，故D错误。二、牛顿第一定律及其意义(物理观念运动观念)牛顿第一定律描述的是什么状态？这种状态存在吗？提示：牛顿第一定律描述的是物体不受力的状态，这种状态不存在，因为不受力作用的物体是不存在的。1对牛顿第一定律的全面认识：(1)一切：说明牛顿第一定律适用于任何物体，没有范围限制。(2)没有受外力作用包含两种情况：物体不受任何力的作用，一种理想状态；物体所受合外力为零。(3)总
12、：指在成立条件下结果是确定的，没有例外。(4)或：指两种状态必居其一，是选择的意思，不能同时存在，物体只能处于两种状态中的一种。2牛顿第一定律揭示了如下三个问题：(1)指出了物体的一种固有性质：牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性惯性，即物体总是保持原有运动状态不变的一种性质。(2)揭示了力的本质：牛顿第一定律明确了力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，物体的运动不需要力来维持。(3)揭示了物体不受力作用时的运动状态：牛顿第一定律描述的只是一种理想状态，而实际中不受力作用的物体是不存在的，当物体受外力但所受合力为零时，其运动效果与不受外力作用时相同，物体将保持静止或匀速直
13、线运动状态。【典例】对于牛顿第一定律的看法，下列观点正确的是()A验证牛顿第一定律的实验可以做出来，所以惯性定律是正确的B验证牛顿第一定律的实验做不出来，所以此定律不能肯定是正确的C验证牛顿第一定律的实验做不出来，但可以经过在实验的基础上，进一步科学推理得出牛顿第一定律D验证牛顿第一定律的实验虽然现在做不出来，但总有一天可以用实验来验证【解析】选C。牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理总结出来的，不可能直接做出来，但实验是将可靠事实和科学推理结合起来，得到理想条件下的结果，虽然不能在现实中完成，但是结论依然是可靠的。所以C正确，A、B、D错误。牛顿第一定律的应用技巧(1)力与运动之间的关系：
14、 力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。(2)如果物体的运动状态发生改变，则物体必然受到不为零的合力作用，所以根据物体的运动状态分析物体所受合力是否为零。1牛顿第一定律中一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。其中“改变这种状态”指的是改变物体的()A加速度B速度C位置D受力【解析】选B。物体的速度改变了，我们就认为物体的运动状态发生了变化。2关于牛顿第一定律，下列理解正确的是()A向上抛出的物体，在向上运动的过程中，一定受到向上的作用力，否则不可能向上运动B汽车在运动过程中，速度大时的惯性一定比速度小时的惯性大C牛顿第一定律中提出
15、的物体不受外力作用的条件是不可能达到的，所以这条定律可能是错的D牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证【解析】选D。向上抛出的物体，由于惯性继续向上运动，故A错误；惯性的大小只取决于物体的质量，质量越大，惯性越大，故B错误；牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，并不是实验定律，但它是正确的，故C错误，D正确。【拔高题组】1关于牛顿第一定律，下列说法中错误的是()A牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律B牛顿第一定律在太空中可以通过实验验证C不受外力作用时，物体的运动状态保持不变D物体的运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用【解析】选B。牛顿第
16、一定律有三层含义：一、一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态；二、受到力的作用，物体的运动状态就要发生变化，揭示出力是改变物体运动状态的原因；三、指出了物体在不受力时的运动状态，即保持匀速直线运动状态或静止状态，故A、C、D正确。在太空中也无法将任何物体完全孤立起来，使之不受力的作用，故牛顿第一定律在太空中也无法通过实验验证，B错误。2牛顿第一定律揭示了()A若物体运动，它一定受力B物体不受力，它一定静止C力的作用就是维持物体运动D物体在任何情况下都具有惯性【解析】选D。牛顿第一定律揭示了力与运动的关系，即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，A、C错误；物体若不受力，将会保
17、持静止或匀速直线运动状态不变，B错误；牛顿第一定律还揭示了任何物体都具有惯性，因此又叫惯性定律，D正确。三、 惯性(物理观念物质观念)冰壶在冰面上运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变，我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”。这里所指的“本领”是冰壶的惯性，则惯性的大小取决于什么因素？提示：物体的质量大小。1对惯性的三点解释：(1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。(2)质量是物体惯性大小的唯一量度。质量越大，惯性越大，质量越小，惯性越小。(3)惯性大小与物体运动状态、受力情况以及地理位置无关。2惯性的表现：一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态
18、，除非有外力迫使它改变这种状态为止。提醒：惯性是万物皆有的保持原运动状态的一种属性，惯性定律则是物体不受外力作用时的运动定律。【典例】火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到火车上原处。这是因为()A人跳起后，车厢内空气给他一个向前的力，带着他随同火车一起向前运动B人跳起的瞬间，车厢的地板给人一个向前的力，推动人随同火车一起向前运动C人跳起后，火车在继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显而已D人跳起后直到落地，在水平方向上和车始终具有相同的速度【解题探究】(1)车厢内的空气与人在水平方向上速度一样吗？提示：一样。(2)匀
19、速运动过程中人受火车施加的摩擦力吗？提示：不受，因为人所受合力为零，与车没有相对运动，所以没有受到车施加给人的摩擦力。(3)人跳起后受什么力？提示：只有重力。【解析】选D。人跳起后，因人与空气及车在水平方向上速度相同，所以车厢内空气不能给人向前的力，A错误；人跳起时车厢地板给人竖直向上的力，B错误；人跳起后，在水平方向不受外力的作用，由于惯性，人跳起后直到落地仍保持与车相同的速度，因此人与车在水平方向上总是具有相同的位移，所以仍然会落回原处，C错误，D正确。1.如图所示，在平直轨道上匀加速行驶的封闭车厢中，悬挂一个有滴管的盛油的容器。当滴管依次滴下三滴油时，三滴油落在车厢的地板上，下列说法中正
20、确的是()A三滴油依次落在O点B三滴油依次落在同一位置上C三滴油依次落在A到O之间，而且后一滴比前一滴离O点近些D三滴油依次落在O到A之间，而且后一滴比前一滴离O点远些【解析】选B。三滴油离开容器时由于惯性和车同速，在水平方向上相对车的初速度为零，在竖直方向上运动情况相同，落到车厢地板上的时间相同。在水平方向上油滴相对于车的加速度方向向左，所以在水平方向上油滴相对于车的位移方向向左，位移大小xat2，所以三滴油依次落在同一位置上，选项B正确。2(2021莆田高一检测)本组照片记录了一名骑车人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的过程。下列各选项是从物理的角度去解释此情境的，其中正确的是()A
21、.这是因为水坑里的水对自行车前轮的阻力太大，而使人和车一起倒地的B.因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车还能加速运动，所以人和车一起倒地C.因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车的惯性立即消失，而人由于惯性将保持原有的运动状态，故人向原来的运动方向倒下了D.骑车人与自行车原来处于运动状态，车前轮陷入水坑后前轮立刻静止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态，因此人和车摔倒【解析】选D。在骑车人因自行车前轮突然陷入一水坑而倒地的过程中，骑车人开始时与车处于运动状态，当车前轮陷入水坑后前轮立刻静止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原有的向前的运动状态，因此摔倒。故A、B、C错误，D正确。 【拔高
22、题组】1我国道路交通安全法中规定各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带。从物理知识的角度看，这是因为()A.系好安全带可以减小人的惯性B.系好安全带可以增大人的惯性C.系好安全带可以减小或防止因人的惯性而造成的伤害D.系好安全带可以让人更加舒适【解析】选C。质量是决定惯性大小的唯一因素，人的质量不变，惯性大小不变，A、B错误；安全带系在人身上，对人有一定的作用力，可以改变人的运动状态，所以系好安全带可以减小或防止因人的惯性而造成的伤害，C正确，D错误。2(多选)在匀速前进的磁悬浮列车里，小明将一小球放在水平桌面上，且小球相对桌面静止。关于小球与列车的运动，下列说法正确的是()A.若
23、小球向前滚动，则磁悬浮列车在加速前进B.若小球向后滚动，则磁悬浮列车在加速前进C.磁悬浮列车急刹车时，小球向前滚动D.磁悬浮列车急刹车时，小球向后滚动【解析】选B、C。列车加(减)速时，小球由于惯性保持原来的运动状态不变，相对于车向后(前)滚动，故B、C正确。【拓展例题】考查内容：惯性的应用实例【典例】如图所示是一种汽车安全带控制装置的示意图，当汽车处于静止或匀速直线运动状态时，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，汽车可能的运动方向和运动状态是()A向左行驶
24、，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【解析】选B。当汽车匀速行驶时，摆锤与汽车无相对运动，所以不会向右摆动，故C、D错误；当汽车向右行驶，突然刹车时，车速减小，而摆锤由于惯性仍保持原有的速度向右运动，故A错误，B正确。“惯性”与速度的诠释 生活经验告诉我们，行驶中的汽车或火车，即使紧急刹车，也要再向前运动一段距离才能停下来，而且汽车或火车的速度越大，刹车后向前运动的距离越长，因此有些同学认为：物体的惯性与物体的速度有关，汽车或火车的速度越大，它的惯性也就越大，这种观点是不正确的。那么应怎样去理解呢？提示：理解一：惯性是物体本身的属性，仅由物体的质量决定
25、，所以与物体的运动状态无关，与速度无关。质量一定的物体，无论它是静止还是运动，运动速度的大小或者方向怎样，加速还是减速，其惯性的大小始终是一定的。理解二：如果认为车速大时惯性大，车速小时惯性小，那么车速为零时，其惯性就为零了，这显然是错误的。理解三：根据惯性的定义，物体的运动状态越难改变，说明物体的惯性越大。但物体运动速度大，停下来所需时间长，并不能说明其运动状态难以改变，这是因为速度变化量大，导致停下来所需时间变长。因此，根据减速时间长短来判断惯性大小是不对的。1(水平1)春秋末年齐国人的著作考工记中有“马力既竭，辀犹能一取焉”，意思是马对车不施加拉力了，车还能继续向前运动，这是关于惯性的最
26、早记述。下列说法正确的是()A.“马力既竭”时马的惯性为0B. “马力既竭”时车的惯性不变C.马的拉力越大，车的惯性越大D.马车速度越大，车的惯性越大【解析】选B。惯性大小的唯一量度是质量，与速度无关，“马力既竭”时马和车的惯性保持不变，均不为0，故A错误，B正确；惯性大小的唯一量度是质量，拉力不能改变车的惯性大小，故C错误；惯性大小的唯一量度是质量，与车的速度大小无关，故D错误。2(水平1)爱因斯坦在评价伽利略所取得的成就时认为“是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。”这主要是基于伽利略()A定义了“惯性”和“力”的概念B通过实验推翻了“重物比轻物下落得快”的错误观点C
27、通过理想斜面实验推翻了以亚里士多德为代表的关于“力是维持物体运动的原因”的观点D把实验和逻辑推理和谐地结合起来，发展了科学思维方式和研究方法【解析】选D。爱因斯坦认为，“伽利略把实验和逻辑推理和谐地结合起来，发展了科学思维方式和研究方法，伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。”故A、B、C错误，D正确3(水平1)关于牛顿第一定律的下列说法中正确的是()A由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止或匀速直线运动状态B牛顿第一定律只是反映惯性大小，也叫惯性定律C牛顿第一定律是物体不受外力作用时的运动规律，因此，物体在不受力时才有
28、惯性D牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因，又揭示了运动状态改变的原因【解析】选D。一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。牛顿第一定律揭示了运动和力的关系，它说明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；同时也指出了一切物体都具有惯性，即保持原来运动状态不变的特性。4.(水平2)如图所示，甲运动员在球场上得到篮球之后，甲、乙以相同的速度并排向同一方向奔跑，甲运动员要将球传给乙运动员，不计空气阻力，他应将球向什么方向抛出()A抛出方向与奔跑方向相同，如图中箭头1所指的方向B抛出方向指向乙的前方，如图中箭头2所指的方向C抛出方向指向乙，
29、如图中箭头3所指的方向D抛出方向指向乙的后方，如图中箭头4所指的方向【解析】选C。球原来与甲、乙速度相同，由于惯性，抛出后球在甲、乙前进方向上与甲、乙运动的速度相同，故要将球传给乙，甲沿箭头3所指的方向抛出即可，C正确。【补偿训练】佳琪同学在乘坐公交车时，遭遇了如图所示的情况。报纸对此事进行了相关报道(如表所示)。请你根据所学知识回答下列问题。(1)分析此时公交车的运动状态，并解释产生此现象的原因。(2)指出这则报道中的错误之处。【解析】(1)人体前倾，当车突然刹车减速或向后倒车时，人的下半身随车一起运动状态发生改变，人的上半身因为惯性保持原来的运动状态而身体前倾，公交车的运动状态是：公交车突
30、然刹车或突然减速；报道所指现象的原因是：惯性。(2)当公交车突然刹车时，公交车和乘客的脚同时受到阻力的作用而停止运动，而乘客的上半身因为惯性继续保持向前的运动状态而向前倾倒；惯性是物体的固有属性，取决于物体的质量，与物体的运动状态无关，报道中的“突然失去惯性”说法是错误的。答案：(1)公交车的运动状态是：公交车突然刹车或突然减速；出现报道所指现象的原因是：惯性。(2)报道中的错误是“突然刹车失去惯性”。5(水平2)(2021杭州高一检测)将木块放在小车上，使木块与小车一起向右匀速运动，当小车被挡板挡住时，下列实验现象正确的是()A.假设小车上表面光滑，木块将如图甲所示向前倾倒B假设小车上表面光滑，木块将如图乙所示向前滑动C假设小车上表面粗糙，木块将如图丙所示向后倾倒D假设小车上表面粗糙，木块将如图乙所示向前滑动【解析】选B。当小车遇到障碍物时，小车将停下。木块的运动需根据受力情况具体判断。如果小车上表面光滑，则木块下部不受摩擦力，此时整个木块都将由于惯性而保持向右的匀速直线运动状态，A错误、B正确。如果上表面粗糙，则木块上部由于惯性将继续向右运动，木块下部虽然也要继续向右运动，但下部受到一个向左的摩擦力，使得下部的运动状态发生改变，很快停止，故此时木块将向右倾倒，C、D错误。关闭Word文档返回原板块