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課時(shí)訓(xùn)練(二) 牛頓第一定律 二力平衡 一、選擇題 1．人類對(duì)力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)而曲折的過(guò)程，下面是三位不同時(shí)代科學(xué)家的主要觀點(diǎn)，這三種觀點(diǎn)形成的先后順序是(　　) 圖2－1 A．①②③ B．③①② C．②③① D．③②① 2．下列關(guān)于牛頓第一定律的說(shuō)法中正確的是(　　) A．牛頓第一定律是直接由實(shí)驗(yàn)得出的 B．牛頓第一定律是沒(méi)有事實(shí)依據(jù)，憑空想象出來(lái)的 C．牛頓第一定律是在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上通過(guò)進(jìn)一步推理得出的 D．牛頓第一定律認(rèn)為靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體不受力的作用 3．如圖2－2，小鐘同學(xué)在做模擬引力實(shí)驗(yàn)時(shí)，用一根細(xì)線拴住一塊橡皮，使橡皮繞手做圓周運(yùn)動(dòng)。假如橡皮在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的一切外力同時(shí)消失，則它將(　　) 圖2－2 A．保持原來(lái)的圓周運(yùn)動(dòng) B．以外力消失時(shí)的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng) C．速度減小但仍做圓周運(yùn)動(dòng) D．突然停止運(yùn)動(dòng) 4．如圖2－3所示，小球被壓縮的彈簧彈出后，在光滑水平地面上滾動(dòng)過(guò)程中受到的力為(　　) 圖2－3 A．重力、支持力 B．重力、支持力、摩擦力 C．重力、支持力、摩擦力、彈簧的彈力 D．重力、支持力、摩擦力、使小球向前滾動(dòng)的力 5．下列關(guān)于慣性的說(shuō)法中正確的是(　　) A．高速行駛的汽車急剎車時(shí)滑行距離比低速行駛的汽車滑行距離大，說(shuō)明物體速度越大，慣性越大 B．脫手后的實(shí)心球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)閷?shí)心球受到了慣性的作用 C．推動(dòng)地面上靜止的物體比維持這個(gè)物體做勻速運(yùn)動(dòng)所需要的力大，說(shuō)明靜止的物體慣性較大 D．殲擊機(jī)投入戰(zhàn)斗前要拋掉副油箱，是為了減小慣性，使飛機(jī)飛行更加靈活 6．關(guān)于平衡力和相互作用力，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．物體受平衡力作用時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能會(huì)改變 B．靜止在地面上的物體所受的重力和它對(duì)地面的壓力是一對(duì)相互作用力 C．拔河比賽中甲隊(duì)獲勝，但比賽中甲隊(duì)對(duì)乙隊(duì)的拉力等于乙隊(duì)對(duì)甲隊(duì)的拉力 D．跳水運(yùn)動(dòng)員蹬跳板時(shí)，他對(duì)跳板的力和跳板對(duì)他的力是一對(duì)平衡力 7．如圖2－4所示，物塊A靜止在固定的斜面上。此時(shí)物塊的重力產(chǎn)生兩方面的作用效果：使物塊壓緊斜面以及使物塊有沿斜面向下滑動(dòng)的趨勢(shì)。因而可將物塊的重力沿斜面方向和垂直于斜面的方向進(jìn)行分解。實(shí)際解決問(wèn)題時(shí)，就可以用這兩個(gè)方向上的分力來(lái)等效替代物塊的重力。對(duì)此，下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖2－4 A．物塊受到斜面的支持力和物塊的重力是一對(duì)相互作用力 B．物塊受到斜面的支持力和物塊的重力沿斜面方向的分力是一對(duì)相互作用力 C．物塊受到斜面的摩擦力和物塊的重力是一對(duì)平衡力 D．物塊受到斜面的摩擦力和物塊的重力沿斜面方向的分力是一對(duì)平衡力 8．下列關(guān)于力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系的說(shuō)法正確的是(　　) A．自行車從斜坡上沖下來(lái)時(shí)不容易停下來(lái)，說(shuō)明速度越大慣性越大 B．物體在不受力的情況下也能運(yùn)動(dòng) C．做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，受到的力也可能是平衡力 D．只受一對(duì)平衡力勻速運(yùn)動(dòng)的物體，若去掉其中一個(gè)力，則物體的運(yùn)動(dòng)速度一定增大 9．指尖陀螺是目前很流行的一種玩具，該玩具中間是軸承，軸承內(nèi)有滾珠，邊上有三個(gè)用密度較大的金屬制作的飛葉，撥動(dòng)飛葉后，飛葉可以繞軸在指尖上長(zhǎng)時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)(如圖2－5所示)。下列分析錯(cuò)誤的是(　　) 圖2－5 A．飛葉轉(zhuǎn)速變慢，慣性不變 B．軸承內(nèi)有滾珠，有利于減小摩擦 C．飛葉被撥動(dòng)后旋轉(zhuǎn)，是因?yàn)榱δ芨淖兾矬w的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) D．陀螺對(duì)指尖的壓力和指尖對(duì)陀螺的支持力是一對(duì)平衡力 10．如圖2－6所示，一個(gè)木塊A放在長(zhǎng)木板B上，彈簧測(cè)力計(jì)一端接A，另一端固定在墻壁上，長(zhǎng)木板B放在水平地面上。在恒力F作用下，木塊相對(duì)于地面保持靜止，長(zhǎng)木板B以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，水平彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為T，則下列關(guān)于摩擦力的說(shuō)法中正確的是(　　) 圖2－6 A．木塊受到的摩擦力大小等于F B．長(zhǎng)木板受到的摩擦力大小等于T C．當(dāng)長(zhǎng)木板以2v的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)木板受到的摩擦力大小等于2F D．若用2F的力作用在長(zhǎng)木板上，木塊受到的摩擦力大小仍等于T 11．當(dāng)作用在物體上的兩個(gè)力在同一直線上時(shí)，方向相反的兩個(gè)力的合力大小為兩力之差，合力方向與較大力的方向相同；方向相同的兩個(gè)力的合力大小為兩力之和，合力方向與二力方向相同。如圖2－7所示，一輕質(zhì)彈簧上端固定，下端連接一金屬小球，A點(diǎn)是小球在自然狀態(tài)下靜止時(shí)的位置。開始時(shí)將小球拉到C位置，釋放后，小球以A點(diǎn)為中心位置在B、C間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)(已知AB＝AC)，關(guān)于小球在豎直方向上的受力和運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖2－7 A．小球從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的過(guò)程中，所受重力與彈簧彈力的合力方向向上，小球速度不斷增大 B．小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，所受重力與彈簧彈力的合力方向向上，小球速度不斷減小 C．小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度為零并保持平衡狀態(tài) D．小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受合力的方向保持不變 二、填空題 12．如圖2－8是我國(guó)著名的斯諾克選手丁俊暉在比賽時(shí)的情景。比賽前臺(tái)球靜止在球臺(tái)上，臺(tái)球受到的重力和支持力是一對(duì)＿＿＿＿＿＿(選填“平衡力”或“相互作用力”)；擊球后，臺(tái)球離開球桿仍能向前運(yùn)動(dòng)是由于＿＿＿＿＿＿的緣故，而球的速度越來(lái)越小，是因?yàn)槭艿剑撸撸撸撸撸叩淖饔谩? 圖2－8 13．如圖2－9甲所示，用手能將彈性鋼片拉彎，說(shuō)明力可以使物體的＿＿＿＿＿＿發(fā)生改變；松手后鋼片將塑料片打出，如圖乙所示，說(shuō)明力可以改變物體的＿＿＿＿＿＿；小鋼球不會(huì)隨塑料片飛出，說(shuō)明小鋼球具有＿＿＿＿＿＿，小鋼球下落是受到了＿＿＿＿＿＿的作用。 圖2－9 14．轎車為了保護(hù)司機(jī)安全都安裝有安全氣囊系統(tǒng)，如圖2－10所示，這套系統(tǒng)在汽車突然＿＿＿＿＿＿(選填“加速”或“減速”)時(shí)會(huì)自動(dòng)充氣彈出，司機(jī)由于具有＿＿＿＿＿＿將直接撞在氣囊上，氣囊能＿＿＿＿＿＿(選填“增大”或“減小”)對(duì)司機(jī)的壓強(qiáng)，不會(huì)造成人體傷害。 圖2－10 15．如圖2－11甲所示，放在粗糙程度不變的水平地面上的物體，用方向不變的力F向右推物體，推力F的大小隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，物體的運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖丙所示，則在t＝1 s時(shí)，物體受到的摩擦力為＿＿＿＿＿＿N；在t＝3 s時(shí)，物體受到的摩擦力為＿＿＿＿＿＿N。 圖2－11 三、作圖與簡(jiǎn)答題 16．將一個(gè)地球儀放在水平桌面上，請(qǐng)?jiān)趫D2－12中畫出該地球儀所受力的示意圖，O為該地球儀的重心。 圖2－12 17．在自動(dòng)化生產(chǎn)線上，常用傳送帶傳送工件，如圖2－13所示，一個(gè)工件與傳送帶一起水平向右做加速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出工件受到的所有力的示意圖。 圖2－13 18．如圖2－14所示，用力擊打一摞棋子中間的一個(gè)時(shí)，該棋子會(huì)飛出去。 (1)飛出去的棋子相對(duì)于其他棋子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是怎樣的？ _________________________________________________________________________________ (2)上面的棋子會(huì)落到原來(lái)位置的下方，這是為什么？ _________________________________________________________________________________ 圖2－14 19．6月5日是世界環(huán)境日，同學(xué)們進(jìn)行大掃除，大威端著一盆水在水平地面上勻速行走，他不小心將水盆撞到了站在門口的小平身上(如圖2－15所示)，水灑了出來(lái)。請(qǐng)猜想發(fā)生碰撞后水會(huì)灑向大威還是小平？為什么？ _________________________________________________________________________________ 圖2－15 四、實(shí)驗(yàn)探究題 20．劉偉同學(xué)為了探究“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如圖2－16所示的斜面實(shí)驗(yàn)。 圖2－16 (1)為了使小車在滑到水平面時(shí)的初速度相同，在實(shí)驗(yàn)中劉偉讓小車從同一斜面的同一高度由靜止開始滑下，劉偉采用的研究問(wèn)題的方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 (2)從甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)中小車所停位置的情況看，＿＿＿＿＿＿實(shí)驗(yàn)中小車所受阻力最大。 (3)劉偉從實(shí)驗(yàn)推理可知，若水平面絕對(duì)光滑，則運(yùn)動(dòng)的小車會(huì)在水平面上做＿＿＿＿＿＿運(yùn)動(dòng)。 (4)牛頓在前人研究成果的基礎(chǔ)上，總結(jié)出牛頓第一定律，它的內(nèi)容是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 21．在“探究二力平衡的條件”活動(dòng)中： 圖2－17 (1)如果物體只受到兩個(gè)力的作用，且處于＿＿＿＿＿＿狀態(tài)，說(shuō)明這兩個(gè)力是相互平衡的。由此，小明提出，能否利用如圖2－17甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)探究二力平衡的條件？ (2)小華認(rèn)為，若采用小明的方案，必須測(cè)出物體所受的＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿的大小來(lái)進(jìn)行比較。研究發(fā)現(xiàn)，在小明的方案中，只能根據(jù)相互作用的關(guān)系直接測(cè)出＿＿＿＿＿＿的大小，在未知二力平衡條件的前提下，另一個(gè)力無(wú)法直接測(cè)量，所以這一方案無(wú)法實(shí)施下去。 (3)為此，兩位同學(xué)不斷改進(jìn)并先后設(shè)計(jì)了三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，如圖乙所示，請(qǐng)你判斷他們改進(jìn)的先后順序?yàn)椋海撸撸撸撸撸?用字母表示)，這樣的改進(jìn)是為了減小＿＿＿＿＿＿對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。 (4)如圖丙是最終確認(rèn)的實(shí)驗(yàn)方案，此方案中，由于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，故卡片的重力可忽略不計(jì)。 參考答案 1．C　[解析] 亞里士多德最早提出“力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，后來(lái)伽利略提出“如果物體在運(yùn)動(dòng)中不受力的作用，它的速度將保持不變”，即“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”，再后來(lái)牛頓在伽利略等人的基礎(chǔ)上又總結(jié)出靜止的物體不受力的情況，從而總結(jié)出牛頓第一定律，即“一切物體在沒(méi)有受到力的作用時(shí)，總保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”，故這三種觀點(diǎn)形成的先后順序?yàn)棰冖邰佟? 2．C　3．B　4．A　5．D　 6．C　[解析] 物體受平衡力作用時(shí)，總保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定不變，故A錯(cuò)誤；靜止在地面上的物體所受的重力和物體對(duì)地面的壓力方向相同，不是一對(duì)相互作用力，故B錯(cuò)誤；拔河比賽時(shí)甲隊(duì)獲勝，但甲隊(duì)對(duì)乙隊(duì)的拉力與乙隊(duì)對(duì)甲隊(duì)的拉力是一對(duì)相互作用力，大小相等，故C正確；跳水運(yùn)動(dòng)員對(duì)跳板的作用力與跳板對(duì)跳水運(yùn)動(dòng)員的作用力是一對(duì)相互作用力，故D錯(cuò)誤。 7．D　[解析] 斜面上的物塊所受重力可以分解為垂直于斜面向下和沿著斜面向下的兩個(gè)力，由于物塊是靜止在斜面上的，所以物塊受到斜面的摩擦力和物塊的重力沿斜面方向的分力是一對(duì)平衡力，物塊受到斜面的支持力和物塊的重力沿垂直于斜面方向的分力是一對(duì)平衡力。 8．B　[解析] 慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，與物體是否運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)的速度大小都無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤。根據(jù)牛頓第一定律可知：物體在不受力的情況下，可以做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故B正確。物體受平衡力作用時(shí)，總保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，不可能受平衡力作用，故C錯(cuò)誤。只受一對(duì)平衡力且勻速運(yùn)動(dòng)的物體，若去掉其中一個(gè)力，則物體受力不再平衡，故運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定會(huì)改變，可能做加速運(yùn)動(dòng)也可能做減速運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。 9．D 10．D　[解析] 由于此時(shí)木塊A處于平衡狀態(tài)，所以此時(shí)木塊A所受摩擦力的大小等于T，故A錯(cuò)誤；此時(shí)長(zhǎng)木板也處于平衡狀態(tài)，即長(zhǎng)木板所受的拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力，故此時(shí)長(zhǎng)木板所受的摩擦力大小等于F，故B錯(cuò)誤；當(dāng)長(zhǎng)木板以2v的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)木板仍處于平衡狀態(tài)，故此時(shí)長(zhǎng)木板受到的摩擦力大小仍等于拉力F，故C錯(cuò)誤；由以上分析知木塊受到的滑動(dòng)摩擦力等于彈簧測(cè)力計(jì)的拉力，大小為T，當(dāng)用2F的力作用在長(zhǎng)木板上時(shí)，木塊A仍受滑動(dòng)摩擦力作用，壓力和接觸面粗糙程度不變，則滑動(dòng)摩擦力大小不變，所以此時(shí)木塊A所受摩擦力的大小仍等于T，故D正確。 11．A　[解析] A點(diǎn)是小球在自然狀態(tài)下靜止時(shí)的位置，說(shuō)明在A點(diǎn)小球所受彈力與重力是一對(duì)平衡力，大小相等。小球從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的過(guò)程中，彈力大于重力，所以合力方向向上，與小球運(yùn)動(dòng)方向相同，小球速度不斷增大，故A正確。小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，彈簧的彈力變小，小于小球的重力，所以合力方向向下，與小球運(yùn)動(dòng)方向相反，小球速度不斷減小，故B錯(cuò)誤。小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度為零，但合力不為零，所以不是平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤。由以上分析可知小球所受合力的方向是變化的，故D錯(cuò)誤。 12．平衡力　慣性　摩擦阻力(或摩擦力，或阻力) 13．形狀　運(yùn)動(dòng)狀態(tài)　慣性　重力 14．減速　慣性　減小　 15．2　4 16．如圖所示 17．如圖所示 18．(1)飛出去的棋子相對(duì)于其他棋子是運(yùn)動(dòng)的。 (2)原來(lái)棋子都處于靜止?fàn)顟B(tài)，用力擊打出一摞棋子中間的一個(gè)棋子，力改變了這個(gè)棋子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而上方的其他棋子由于慣性，仍保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)，所以上方的棋子在重力的作用下會(huì)落到原來(lái)位置的下方。 19．灑向小平。因?yàn)樗团柙瓉?lái)是運(yùn)動(dòng)的，當(dāng)水盆撞到小平后盆停止運(yùn)動(dòng)，但水由于慣性將保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，就灑向了小平。 20．(1)控制變量法　(2)甲　(3)勻速直線　(4)一切物體在沒(méi)有受到力的作用時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 21．(1)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng) (2)拉力　重力　拉力 (3)BAC　摩擦力 (4)卡片的重力遠(yuǎn)小于鉤碼的重力