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4．1　牛頓第一定律 (10分鐘，10分) 1．理想實驗是科學(xué)研究中的一種重要方法，它把可靠的事實和合理的推論結(jié)合起來，可以深刻地揭示自然規(guī)律．關(guān)于伽利略的理想實驗，下列說法正確的是(　　) A．只要接觸面相當(dāng)光滑，物體在水平面上就能勻速運動下去 B．這個實驗實際上是永遠(yuǎn)無法做到的 C．即使利用氣墊導(dǎo)軌，也不能使實驗成功 D．雖然是想象中的實驗，但它是建立在可靠的實驗基礎(chǔ)上的 【答案】BCD 【解析】理想實驗在實際情況下是永遠(yuǎn)不可能實現(xiàn)的，其條件永遠(yuǎn)是理想化的，不過，理想實驗是建立在可靠的實驗基礎(chǔ)之上的，它能夠由觀察或?qū)嶒灥慕Y(jié)果來檢驗，故A錯誤，BCD正確． 2．如圖是伽利略的“理想實驗”，根據(jù)該實驗下列說法正確的是(　　) A．該實驗為牛頓第二定律的提出提供了有力的實驗依據(jù) B．該實驗是理想實驗，是在思維中進(jìn)行的，無真實的實驗基礎(chǔ)，故其結(jié)果并不可信 C．該實驗充分證實了亞里士多德“力是維持物體運動的原因”的結(jié)論 D．該實驗說明了物體的運動不需要力來維持 【答案】D 【解析】該實驗為牛頓第一定律的提出提供了有力的實驗依據(jù)，故A錯誤．雖然是想象中的實驗，但是它建立在可靠的實驗基礎(chǔ)上，其結(jié)果是可信的，故B錯誤．伽利略由此推翻了亞里士多德的觀點，認(rèn)為力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因，故C錯誤．該實驗是說明了物體的運動不需要力來維持，故D正確． 3．下述有關(guān)慣性的說法中正確的是(　　) A．汽車以更高速度行駛時具有更大的慣性 B．物體靜止時有慣性，一旦運動起來就失去了慣性 C．質(zhì)量越小的物體慣性越小 D．物體做勻速直線運動時具有慣性，但合外力不為零時慣性將消失 【答案】C 【解析】慣性是物體的固有屬性，慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，與物體的運動狀態(tài)或是否受力無關(guān)，物體質(zhì)量越小，物體的慣性越小，故只有C正確． 4．如圖所示，水平的傳送帶向右以速度v＝2 m/s正常運行，其左右兩端A、B間的距離為8 m，一質(zhì)量為1 kg的物體也向右以2 m/s的速度滑到傳送帶的A端．若物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，不計空氣阻力，則物體從A端傳送到B端所需的時間為(　　) A．4 s B．大于4 s C．小于4 s D．因為不能判斷摩擦力的方向，所以無法確定 【答案】A 【解析】因物體從A處開始運動的速度與傳送帶的速度相同，所以物體與傳送帶之間無相對滑動趨勢，物體既不受到滑動摩擦力的作用，也不受到靜摩擦力的作用，即物體在水平方向上不受任何外力的作用．由牛頓第一定律可知，物體將保持原來的速度做勻速直線運動，因為A、B間的距離為8 m，所以物體從A運動到B的時間應(yīng)為4 s，即A項正確． (20分鐘，30分) 知識點一 　理想實驗的魅力 1．關(guān)于物體的運動狀態(tài)下列說法正確的是(　　) A．速度大的物體，運動狀態(tài)難以改變 B．做直線運動的物體，運動狀態(tài)可能發(fā)生變化 C．做曲線運動的物體，運動狀態(tài)一定會發(fā)生變化 D．做自由落體運動的物體，運動狀態(tài)不發(fā)生變化 【答案】BC 【解析】物體運動狀態(tài)是否改變，要看其速度的大小、方向是否發(fā)生變化，故選項BC正確，D錯誤；物體運動狀態(tài)會不會變化，取決于是否受外力作用，運動狀態(tài)改變的難易程度取決于物體的質(zhì)量，故選項A錯誤． 2．伽利略理想實驗揭示了(　　) A．若物體運動，那么它一定受力 B．力不是維持物體運動的原因 C．只有受力才能使物體處于靜止?fàn)顟B(tài) D．物體運動是因為受到力的作用 【答案】B 【解析】從伽利略的理想實驗中，我們認(rèn)識到當(dāng)將斜面傾角減小至零時，因為物體不能上升到原有高度，故在沒有力作用時物體將一直運動下去，即物體運動不一定受力，力不是維持物體運動的原因，故選項AD錯，B對；在伽利略理想實驗中不能說明只有受力才能使物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，故C錯． 3．古希臘的哲學(xué)家亞里士多德根據(jù)人們的傳統(tǒng)觀點提出：必須有力作用到物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就要停下來，這種認(rèn)識一直持續(xù)了兩千多年．直到17世紀(jì)，伽利略才根據(jù)實驗指出，在水平面上運動的物體之所以會停下來，是因為受到了摩擦阻力，如果在一個沒有摩擦阻力的水平面上，物體就會保持自己的速度不變．他通過一個想象的理想實驗，經(jīng)過嚴(yán)密的推理，有力地證明了他的觀點的正確性，指出了亞里士多德的認(rèn)識的錯誤性． 伽利略的理想實驗和推理過程如下：如圖甲所示，把兩個斜面對接起來，讓靜止的小球沿一個斜面滾下來，小球?qū)L上另一個斜面．如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉盱o止時的高度．他推論出，如果減小第二個斜面的傾角(圖乙)，小球在這個斜面上仍然要達(dá)到原來的高度，但是要通過更長的距離．繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，直至最后使它成為水平面(圖丙)，小球不可能達(dá)到原來的高度，而要沿著水平面以恒定的速度運動下去． (1)歸納一下，伽利略和亞里士多德關(guān)于“運動和力”的關(guān)系的根本分歧是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. (2)伽利略的理想實驗和推理過程，要論證他的______________________________的觀點． (3)這個實驗只能是理想實驗的原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 實際做這個實驗的困難在于 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. (4)文中的哪一句話的意思最接近牛頓第一定律的內(nèi)容？請把它摘錄出來． 【答案】(1)伽利略：物體不受力也能運動；亞里士多德：物體受力才能運動　(2)如果沒有力作用在物體上，物體能一直運動下去　(3)現(xiàn)實中不受力的物體是不存在的　摩擦阻力不可能小到為零，且沒有無限長的平面　(4)如果在一個沒有摩擦阻力的水平面上，物體就會保持自己的速度不變 知識點二 　牛頓第一定律 4．下列關(guān)于牛頓第一定律的說法中正確的是(　　) A．牛頓第一定律是實驗定律 B．牛頓第一定律只是提出了慣性的概念 C．牛頓第一定律提出了當(dāng)物體受到的合外力為零時，物體將處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài) D．牛頓第一定律既提出了物體不受外力作用時的運動規(guī)律，又提出了力是改變物體運動狀態(tài)的原因 【答案】CD 【解析】牛頓第一定律不是實驗定律，A錯；牛頓第一定律提出了慣性的概念，同時又指出了物體運動狀態(tài)改變的原因，B錯；牛頓第一定律提出了物體不受外力作用時，物體將處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，所以C正確；綜上所述，選項D正確． 5．做自由落體運動的物體，如果下落過程中某時刻重力突然消失，其他阻力不計，物體的運動情況將是(　　) A．懸浮在空中不動 B．速度逐漸減小 C．保持一定速度向下做勻速直線運動 D．無法判斷 【答案】C 【解析】物體自由下落時，僅受重力作用，重力消失以后，物體將不受力，根據(jù)牛頓第一定律的描述，物體將以重力消失瞬間的速度做勻速直線運動，故應(yīng)選C. 6．火車在平直軌道上勻速行駛，門窗緊閉的車廂內(nèi)有人向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍落回原處，這是因為(　　) A．人跳起后，車廂內(nèi)空氣給他一個向前的力，帶著他隨同火車向前運動 B．人跳起的瞬間，車廂地板給他一個向前的力，推動他隨同火車一起向前運動 C．人跳起后，車廂繼續(xù)向前運動，所以人落下后必定偏后一些，只是上升時間很短，偏后距離太小，不明顯而已 D．人跳起后直至落地，在水平方向人和車始終有相同的速度 【答案】D 【解析】人隨火車共同運動，具有向前的速度，當(dāng)人向上跳起后，由于慣性將保持原水平方向的速度，所以仍落回到車的原處． 7．如果正在運動的物體所受的一切力忽然消失，那么(　　) A．物體的運動速度立即減為零 B．物體沿原來的運動方向做勻速直線運動 C．物體保持力消失之前的運動狀態(tài)不變 D．以上三種情況都有可能 【答案】BC 【解析】根據(jù)牛頓第一定律易知BC正確，AD錯誤． 8. 十一屆全國人大常委會第十九次會議表決通過的《中華人民共和國刑法修正案(八)》規(guī)定，只要有飆車、醉駕的危險駕駛行為，無論是否造成嚴(yán)重后果，也算犯罪．醉酒超速行駛極易造成交通事故，如圖所示是交通事故中嚴(yán)重變形的汽車．行駛中的汽車剎車時，不能立即停止運動，這是因為(　　) A．力是維持物體運動的原因 B．汽車受到重力 C．汽車沒有受到摩擦力 D．汽車具有慣性 【答案】D 【解析】行駛中的汽車由于慣性會保持原來的狀態(tài)，所以不能立即停下來． 9. 如圖所示，在一輛表面光滑足夠長的小車上，有質(zhì)量為m1和m2的兩個小球(m1＞m2)，兩小球原來隨車一起運動．當(dāng)車突然停止時，如不考慮其他阻力，則兩個小球(　　) A．一定相碰 B．一定不相碰 C．不一定相碰 D．無法確定 【答案】B 【解析】因小車表面光滑，因此球在水平方向上沒有受到外力作用．原來兩球與小車有相同的速度，當(dāng)車突然停止時，由于慣性，兩小球的速度不變，所以不會相碰． 知識點三 　慣性和質(zhì)量 10．下列關(guān)于慣性的說法正確的是(　　) A．慣性是只有物體在勻速運動或靜止時才表現(xiàn)出來的性質(zhì) B．物體的慣性是指物體不受外力作用時仍保持原來直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì) C．物體不受外力作用時保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，有慣性；受外力作用時，不能保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，因而就無慣性 D．慣性是物體的屬性，與運動狀態(tài)和是否受力無關(guān) 【答案】D 【解析】慣性是物體的固有屬性，與運動狀態(tài)無關(guān)，與物體是否受力無關(guān)，故A、C錯，D正確．選項B錯誤． 11．關(guān)于慣性的有關(guān)概念，下列說法中正確的是(　　) A．從槍膛中飛出的子彈，在慣性作用下飛行 B．滿載的卡車比空車難以停下來，是因為前者的慣性比后者大 C．一個運動物體在粗糙水平路面上比光滑水平路面上難以啟動，是因為在前一種情況下慣性大 D．噴氣式飛機起飛后越飛越快，說明它的慣性越來越大 【答案】B 【解析】慣性是物體本身具有的一種性質(zhì)，它不是一種力，也找不到施力物體．因為質(zhì)量是物體慣性大小的量度，所以只要是有質(zhì)量的物體，必有慣性，與物體的運動狀態(tài)和受力情況無關(guān)，所以選項B正確． 12. 如圖所示，一只盛水的容器固定在一個小車上，在容器中分別懸掛和拴住一只鐵球和一只乒乓球．容器中的水和鐵球、乒乓球都處于靜止?fàn)顟B(tài)．當(dāng)容器隨小車突然向右運動時，兩球的運動狀況是(以小車為參考系)(　　) A．鐵球向左，乒乓球向右 B．鐵球向右，乒乓球向左 C．鐵球和乒乓球都向左 D．鐵球和乒乓球都向右 【答案】A 【解析】因為小車突然向右運動，鐵球和乒乓球都有向右運動的趨勢，但由于與同體積的“水球”相比，鐵球質(zhì)量大、慣性大，鐵球的運動狀態(tài)難改變，即速度變化慢，而同體積的水球的運動狀態(tài)容易改變，即速度變化快，而且水和車一起加速運動，所以小車加速運動時，鐵球相對小車向左運動．同理，由于乒乓球與同體積的“水球”相比，質(zhì)量小，慣性小，乒乓球相對小車向右運動． 13．在雜技表演中有一個節(jié)目叫“季公開石”，如圖所示，讓一個人躺在地上，找一塊大石板壓在身上，然后另一個人用大錘砸石板，把石板砸成幾塊．試根據(jù)所學(xué)知識分析：這個節(jié)目所選的石板，在人能夠承受的范圍內(nèi)，是越大越好，還是越小越好？為什么？ 【答案】節(jié)目所選的石板越大越好，因為石板質(zhì)量越大，其慣性就越大，石板的運動狀態(tài)就越難改變，所以人受到的沖擊力就越?。? 課后作業(yè) 時間：45分鐘　　滿分：80分 班級________　　姓名________　　分?jǐn)?shù)________ 一、選擇題 1．關(guān)于運動狀態(tài)與所受外力的關(guān)系，下列說法中正確的是(　　) A．物體受到恒定的力作用時，它的運動狀態(tài)不發(fā)生改變 B．物體受到不為零的合力作用時，它的運動狀態(tài)要發(fā)生改變 C．物體受到的合力為零時，它可能處于靜止?fàn)顟B(tài) D．物體的運動方向與它所受的合力的方向可能相同 【答案】BCD 【解析】力是改變物體運動狀態(tài)的原因，只要物體受力(合力不為零)，它的運動狀態(tài)就一定會改變，A錯誤，B正確；物體不受力或合力為零，其運動狀態(tài)一定不變，處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，C正確；物體的運動方向與它所受合力方向可能相同，也可能相反，還可能不在一條直線上，D正確． 2．正在運動著的物體，若使物體受到的一切外力都同時消失，那么它將(　　) A．立即停止運動 B．改變運動方向 C．速度逐漸變小 D．做勻速直線運動 【答案】D 【解析】物體受到的外力都同時消失后，物體就不受外力了，根據(jù)牛頓第一定律，一切物體在沒有受到外力作用的時候，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，又因為這個物體在外力消失以前是運動著的，因此，它所受外力同時消失以后，它將做勻速直線運動．故正確選項為D. 3．下列關(guān)于牛頓第一定律的說法中，正確的是(　　) A．牛頓第一定律是有實驗基礎(chǔ)的，因此可用實驗來直接驗證 B．牛頓第一定律中提出的物體不受外力作用的條件是不可能達(dá)到的，所以這條定律可能是錯的 C．牛頓第一定律不是牛頓一個人的研究成果 D．牛頓第一定律是在大量實驗事實的基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步推理而概括出來的 【答案】CD 【解析】牛頓第一定律描述的是一種理想的情況，是牛頓在前人的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的規(guī)律，不能用實驗進(jìn)行驗證． 4．理想實驗是科學(xué)研究中的一種重要方法，它把可靠的事實和合理的推論結(jié)合起來，可以深刻地揭示自然規(guī)律．關(guān)于伽利略的理想實驗，下列說法正確的是(　　) A．只要接觸面相當(dāng)光滑，物體在水平面上就能勻速運動下去 B．這個實驗實際上是通過推理完成的，沒有可靠的實驗基礎(chǔ) C．利用氣墊導(dǎo)軌，就能使實驗成功 D．雖然是想象中的實驗，但它是建立在可靠的實驗基礎(chǔ)上的 【答案】D 【解析】即使接觸面“相當(dāng)光滑”，也不會達(dá)到?jīng)]有摩擦力的程度，選項A錯誤；利用氣墊導(dǎo)軌當(dāng)然也不能實現(xiàn)“理想”的條件，仍然存在一定的摩擦力，只不過摩擦力很小而已，選項C錯誤；理想實驗雖然是想象中的實驗，但它是從實踐中總結(jié)、提煉、加工出來的，是建立在可靠的實驗基礎(chǔ)之上的，選項D正確，B錯． 5. 如圖所示，一個劈形物體A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面上放一光滑的小球B，劈形物體從靜止開始釋放，則小球在碰到斜面前的運動軌跡是(　　) A. 沿斜面向下的直線 B. 豎直向下的直線 C. 無規(guī)則曲線 D. 拋物線 【答案】B 【解析】由于劈形物體A各面均光滑，所以小球B在水平方向上不受力作用，故小球B在水平方向上將保持“靜止”狀態(tài)，故小球在碰到斜面前的運動軌跡是豎直向下的直線． 6. 如圖所示是一種汽車安全帶控制裝置示意圖．當(dāng)汽車處于靜止或勻速直線運動時，剎車擺錘豎直懸掛，鎖棒水平，棘輪可以自由轉(zhuǎn)動，安全帶能被拉動．當(dāng)汽車突然剎車時，擺錘由于慣性繞軸擺動，使得鎖棒鎖定棘輪的轉(zhuǎn)動，安全帶不能被拉動．若擺錘從圖中實線位置擺到虛線位置，汽車的可能運動方向和運動狀態(tài)是(　　) A．向右行駛、勻速直線運動 B．向左行駛、勻速直線運動 C．向右行駛、突然剎車 D．向左行駛、突然剎車 【答案】C 【解析】若汽車做勻速直線運動，則擺錘不會從實線位置擺到虛線位置，故A、B均錯誤；由圖可知擺錘向右擺動，可知擺錘具有水平向左的加速度，故汽車加速度向左，汽車可能向左加速或向右減速，故C正確、D錯誤． 7．放在一足夠長且表面光滑的平板車上的兩個物體，隨車一起在水平方向上做勻速直線運動，當(dāng)車突然停止時(　　) A．兩個物體一定不相碰 B．兩個物體一定相碰 C．若兩個物體質(zhì)量相等，兩個物體一定相碰 D．若兩個物體質(zhì)量不相等，兩個物體一定相碰 【答案】A 【解析】因平板車表面光滑，原來兩物體與平板車有相同速度，當(dāng)平板車突然停止時，由于慣性，兩物體的速度不變，所以不會相碰． 8．火車在平直軌道上做勻速直線運動，在密封的、沒有空氣流動的車廂內(nèi)點燃了一支衛(wèi)生香，則車?yán)锍丝涂吹叫l(wèi)生香所冒出的煙的運動情況應(yīng)是(　　) A．一邊上升一邊向前飄 B．一邊上升一邊向后飄 C．只是上升不向任何一邊飄 D．無法確定 【答案】C 【解析】衛(wèi)生香所冒出的煙由于慣性而保持與車相同的水平速度，故C正確． 9．如果在水平路面上有一輛勻速行駛的小車，車上固定一盛滿水的碗，現(xiàn)突然發(fā)現(xiàn)碗中的水灑出，水灑出的情況如圖所示．關(guān)于小車在此種情況下的運動，下列敘述正確的是(　　) A．小車勻速向左運動 B．小車可能突然向左加速運動 C．小車可能突然向左減速運動 D．小車可能突然向右減速運動 【答案】BD 【解析】原來水和小車相對靜止以共同的速度運動，水突然向右灑出，有兩種可能：原來小車向左運動，突然加速，碗中的水由于慣性保持原速度不變，故相對于碗向右灑出；原來小車向右運動，突然減速，碗中的水由于慣性保持原速度不變，相對于碗向右灑出． 10．月球表面上的重力加速度為地球表面上重力加速度的1/6，同一個飛行器在月球表面上時與在地球表面上時相比較(　　) A．慣性減小為在地球上的1/6，重力不變 B．慣性和重力減小為在地球上的1/6 C．慣性不變，重力減小為在地球上的1/6 D．慣性和重力都不變 【答案】C 【解析】物體的慣性大小僅與物體的質(zhì)量大小有關(guān)，因質(zhì)量是恒量，同一物體的質(zhì)量與它所在位置及運動狀態(tài)無關(guān)，所以這個飛行器從地球到月球，其慣性大小不變，物體的重力是個變量，這個飛行器在月球表面上的重力為G月＝mg月＝m(1/6)g地＝(1/6)G地． 二、非選擇題 11．手握斧頭的木柄往硬地上猛撞幾下，原來木柄松動的斧頭被壓緊了，這是因為木柄和硬地碰撞時，受到阻力迅速變?yōu)殪o止，斧頭由于________而________的結(jié)果． 【答案】慣性　相對木柄運動 【解析】木柄和硬地面接觸時，木柄的速度在極短的時間內(nèi)變?yōu)榱?，但斧頭由于慣性的原因繼續(xù)向下運動，結(jié)果斧頭與木柄會緊密接觸，不會松動． 12. 如圖所示，較重的書系在細(xì)線CD的下端，書下再系一根同樣的線BA. (1)若在線的A端慢慢增加拉力，則________線先斷． (2)若在線的A端突然用力一拉，則________線先斷． 【答案】CD　BA 【解析】緩慢增加拉力，上邊繩拉力等于書重力與下邊繩拉力之和，故CD先斷，而A端突然用力時，由于慣性，書有保持原來靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，故BA先斷． 13. 有一儀器中電路如圖所示，其中M是質(zhì)量較大的一個鎢塊，將儀器固定在一輛汽車上，試分析在汽車啟動和剎車時，分別是哪個燈亮？簡要說出其原理． 【答案】汽車啟動時綠燈亮，剎車時紅燈亮 【解析】當(dāng)汽車啟動時，鎢塊由于慣性，要保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，因而相對汽車向后運動，將綠燈與電源接通，因而綠燈亮．同理分析，汽車剎車時紅燈亮． 14. 如圖所示，高為h的車廂在平直軌道上勻減速向右行駛，加速度大小為a，車廂頂部A點有油滴滴落在車廂地板上，車廂地板O點位于A點的正下方，則油滴落地點在O點的哪側(cè)？離O點距離為多少？ 【答案】右　 【解析】油滴未滴落時具有與車廂相同的初速度，油滴落下時相對于車廂有水平向右的加速度a，落地時間為t＝ ，運動的距離為x＝at2，則油滴落在O點右方，與O點距離為x＝.