第四章 第1节 牛顿第一定律 学案(含答案)

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第四章 第1节 牛顿第一定律 学案(含答案)

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第1节 牛顿第一定律
【教材习题一】教材P82页“练习与应用”第1题
【答案】
(1)不能。因为炸弹离开飞机后,由于惯性,仍具有离开飞机时的水平速度,故仍向前运动一段距离。
(2)地球由西向东转人也跟地球一起由西向东运动。当人跳起后,由于惯性,人仍保持与地球相同的由西向东的速度,故人落在原地。
(3)如果不系安全带当紧急刹车时,车虽然停下了,但人因惯性而仍然向前运动,会发生危险。系上安全带后,人虽然因惯性向前运动但受安全带的阳力不致发生危险。
(4)这个结论错在认为“力是维持物体运动的原因”。实际上,向上抛出的物体,获得了一个向上的初速度,由于惯性,它将保持向上运动,若不受重力,它将一直向上运动,只是由于其受重力,物体向上运动一段时间后将落下来。
【要点点拨】牛顿第一定律
1.运动状态改变即速度发生变化,有三种情况:
(1)速度的方向不变,大小改变.
(2)速度的大小不变,方向改变.
(3)速度的大小和方向同时改变.
2.对牛顿第一定律的理解
(1)定性揭示了力和运动的关系:
①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.
②物体不受外力时的运动状态:匀速直线运动状态或静止状态.
(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)牛顿第一定律是牛顿在总结前人工作的基础上得出的,是在理想实验的基础上加以科学抽象和逻辑推理得到的,但其得到的一切结论经过实践证明都是正确的.
(4)牛顿第一定律无法用实验直接验证.它所描述的是一种理想状态,即不受外力的状态.
【变式1】下列说法正确的是(  )
A.在高速公路上高速行驶的轿车的惯性比静止在货运场的集装箱货车的惯性大
B.牛顿第一定律是根据实验总结得出来的
C.在粗糙水平面上滚动的小球最后会停下来是因为小球具有惯性
D.乒乓球可以迅速抽杀,是因为乒乓球的惯性小的缘故
【变式2】关于牛顿第一定律的说法中,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状态和匀速直线运动状态
B.牛顿第一定律只是反映惯性大小的,因此也叫惯性定律
C.牛顿第一定律反映了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
【教材习题二】教材P82页“练习与应用”第3题
【答案】
正确的是(3)(4),错误的是(1)(2)。
总结:惯性是物体本身具有的保持原来运动状态不变的性质,惯性大小只跟物体的质量有关,跟其运动情况或受力情况无关。
【要点点拨】惯性与质量
1.物体惯性大小仅与质量有关,质量是物体惯性大小的唯一量度,惯性大小与物体是否运动、运动快慢等因素均无关.
2.惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性.
3.物体惯性的大小由质量决定,与物体的运动状态无关,与是否受力无关,与物体的速度大小无关.
4.惯性的表现
(1)在不受力的条件下,惯性表现出维持其原来运动状态的“能力”,有“惰性”的意思.
(2)在受力的条件下,惯性的大小表现为运动状态改变的难易程度.质量越大,惯性越大,运动状态越难改变.
【变式1】对于物体的惯性,以下说法中正确的是(  )
A.乘车的人在刹车时惯性较大,因而人要向前倒
B.乘车的人在车做匀速直线运动时,没有向前倾,因此此时没有惯性
C.在刹车时乘车的人要向前倒,是因为人有惯性而车的惯性被克服了
D.物体受到的合外力较大,而物体的速度变化率却很小时惯性一定较大
【变式2】关于物体的惯性,以下说法正确的是(  )
A.物体的运动速度越大,物体越难停下来,说明运动速度大的物体惯性大
B.汽车突然减速时,车上的人向前倾,拐弯时人会往外甩,而汽车匀速前进时,车上的人感觉平稳,说明突然减速和拐弯时人有惯性,匀速运动时人没有惯性
C.在同样大小的刹车力的作用下,超载车更不容易停下来,是因为超载车惯性大
D.在沿长直水平轨道匀速运动的火车上,门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起后,发现落回原处,这是因为人跳起后,车继续向前运动,人落下后必定向后偏些,但因时间太短,偏后距离太小,不明显而已
1.在平直公路上行驶的客车突然刹车,乘客向车行驶的方向倾倒的原因是(  )
A.车有惯性
B.车辆刹车时,对人施以一个向前的力
C.车辆刹车时,人产生一个向前的冲力
D.人有惯性,车辆刹车时,人欲保持原有的运动状态而失去平衡所致
2.关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是(  )
A.它是通过实验直接得到的
B.它是通过理论推导出来的
C.它是以实验事实为基础,通过推理、想象总结出来的
D.它可以通过实验来进行验证
3.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,下列说法正确的是( )
A.三滴油依次落在点
B.三滴油依次落在同一位置上
C.三滴油依次落在到之间,而且后一滴比前一滴离点近些
D.三滴油依次落在到之间,而且后一滴比前一滴离点远些
4.如图所示,小球m放置于光滑的楔形物体M的水平上表面上。开始时都静止,现将楔形物体由静止释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是(  )
A.沿斜面方向的直线
B.竖直向下的直线
C.无规则的曲线
D.抛物线
5.关于牛顿第一定律的下列说法中,正确的是(  )
A.牛顿第一定律是以伽利略的理想实验为基础的,因此可用实验来直接验证
B.牛顿第一定律中提出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误的
C.牛顿第一定律表明,物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性
D.牛顿第一定律是在大量实验事实的基础上,通过进一步推理而概括总结出来的
6.下列对牛顿第一定律的理解正确的是(  )
A.物体的速度越快越难以停下,所以物体的速度越快惯性越大
B.物体的加速度越大速度改变越快,所以加速度越大惯性越小
C.如果物体的运动状态不变,则物体可能不受外力
D.如果物体不受外力,物体的运动状态可能改变
7.理想实验有时更能反映自然规律,伽利略设想一个理想实验,其中有一个实验是事实,其余是推论:
a.减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍达到原来的高度
b.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
c.如果没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度
d.继续减小第二个斜面的倾角,最后使它水平小球要沿着水平面持续做匀速运动
(1)请将上述理想实验的步骤按照正确的顺序排列________。(只填序号)
(2)上述设想步骤中,属于推论的是___________________________________________________。
8
.在平直轨道上运动着的列车中,有一个光滑的水平桌面上放着一个小球,小球突然向后运动,则列车在做___________运动;若列车做减速运动,小球将___________运动;若列车突然向右拐弯,小球将___________运动。
9.下列关于物体惯性的说法中,哪些是正确的?哪些是错误的?
(1)汽车速度越大,刹车后越难停下来,表明物体的速度越大,其惯性越大;
(2)汽车转弯后前进方向发生了改变,表明物体速度方向改变,其惯性也随之改变;
(3)被抛出的小球,尽管速度的大小和方向都改变了,但惯性不变;
(4)要使速度相同的沙袋在相同时间内停下来,对大沙袋用力比对小沙袋用力大,表明质量大的物体惯性大。
9.如图甲所示,当用力向前拉静止在地面上的小车时,车上的木块将会向后倾倒;如图乙所示,当运动中的小车遇到障碍物时,车上的木块将向前倾倒,试分别解释其中的道理.第1节 牛顿第一定律
【教材习题一】教材P82页“练习与应用”第1题
【答案】
(1)不能。因为炸弹离开飞机后,由于惯性,仍具有离开飞机时的水平速度,故仍向前运动一段距离。
(2)地球由西向东转人也跟地球一起由西向东运动。当人跳起后,由于惯性,人仍保持与地球相同的由西向东的速度,故人落在原地。
(3)如果不系安全带当紧急刹车时,车虽然停下了,但人因惯性而仍然向前运动,会发生危险。系上安全带后,人虽然因惯性向前运动但受安全带的阳力不致发生危险。
(4)这个结论错在认为“力是维持物体运动的原因”。实际上,向上抛出的物体,获得了一个向上的初速度,由于惯性,它将保持向上运动,若不受重力,它将一直向上运动,只是由于其受重力,物体向上运动一段时间后将落下来。
【要点点拨】牛顿第一定律
1.运动状态改变即速度发生变化,有三种情况:
(1)速度的方向不变,大小改变.
(2)速度的大小不变,方向改变.
(3)速度的大小和方向同时改变.
2.对牛顿第一定律的理解
(1)定性揭示了力和运动的关系:
①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.
②物体不受外力时的运动状态:匀速直线运动状态或静止状态.
(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)牛顿第一定律是牛顿在总结前人工作的基础上得出的,是在理想实验的基础上加以科学抽象和逻辑推理得到的,但其得到的一切结论经过实践证明都是正确的.
(4)牛顿第一定律无法用实验直接验证.它所描述的是一种理想状态,即不受外力的状态.
【变式1】下列说法正确的是(  )
A.在高速公路上高速行驶的轿车的惯性比静止在货运场的集装箱货车的惯性大
B.牛顿第一定律是根据实验总结得出来的
C.在粗糙水平面上滚动的小球最后会停下来是因为小球具有惯性
D.乒乓球可以迅速抽杀,是因为乒乓球的惯性小的缘故
【答案】D
【详解】
A.惯性大小与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,惯性大小与速度无关,所以高速行驶的轿车的惯性比静止在货运场的集装箱货车的惯性小,故A错误;
B.牛顿第一定律是根据实验和逻辑推理得出来的,故B错误;
C.在粗糙水平面上滚动的小球最后会停下来是因为小球受到阻力,小球的惯性不变,故C错误;
D.乒乓球质量小,惯性小,所以容易改变其运动状态,故D正确。
故选D。
【变式2】关于牛顿第一定律的说法中,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状态和匀速直线运动状态
B.牛顿第一定律只是反映惯性大小的,因此也叫惯性定律
C.牛顿第一定律反映了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
【答案】D
【详解】
牛顿第一定律的内容:物体只在不受外力或所受外力的合力为零时,才保持静止状态或匀速直线运动状态;牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态(或产生加速度)的原因,一切物体总具有惯性。
故选D。
【教材习题二】教材P82页“练习与应用”第3题
【答案】
正确的是(3)(4),错误的是(1)(2)。
总结:惯性是物体本身具有的保持原来运动状态不变的性质,惯性大小只跟物体的质量有关,跟其运动情况或受力情况无关。
【要点点拨】惯性与质量
1.物体惯性大小仅与质量有关,质量是物体惯性大小的唯一量度,惯性大小与物体是否运动、运动快慢等因素均无关.
2.惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性.
3.物体惯性的大小由质量决定,与物体的运动状态无关,与是否受力无关,与物体的速度大小无关.
4.惯性的表现
(1)在不受力的条件下,惯性表现出维持其原来运动状态的“能力”,有“惰性”的意思.
(2)在受力的条件下,惯性的大小表现为运动状态改变的难易程度.质量越大,惯性越大,运动状态越难改变.
【变式1】对于物体的惯性,以下说法中正确的是(  )
A.乘车的人在刹车时惯性较大,因而人要向前倒
B.乘车的人在车做匀速直线运动时,没有向前倾,因此此时没有惯性
C.在刹车时乘车的人要向前倒,是因为人有惯性而车的惯性被克服了
D.物体受到的合外力较大,而物体的速度变化率却很小时惯性一定较大
【答案】D
【详解】
AB.乘车的人惯性是不变的,无论是在刹车还是匀速直线运动时惯性都一样,与运动状态无关,在刹车时由于惯性,人要向前倒,选项AB错误;
C.在刹车时乘车的人要向前倒,是因为人有惯性使人保持原来的运动状态,车的惯性也没有被克服,选项C错误;
D.物体受到的合外力较大,而物体的速度变化率却很小时,即加速度很小,根据F=ma可知,物体的质量一定很大,即惯性一定较大,选项D正确。
故选D。
【变式2】关于物体的惯性,以下说法正确的是(  )
A.物体的运动速度越大,物体越难停下来,说明运动速度大的物体惯性大
B.汽车突然减速时,车上的人向前倾,拐弯时人会往外甩,而汽车匀速前进时,车上的人感觉平稳,说明突然减速和拐弯时人有惯性,匀速运动时人没有惯性
C.在同样大小的刹车力的作用下,超载车更不容易停下来,是因为超载车惯性大
D.在沿长直水平轨道匀速运动的火车上,门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起后,发现落回原处,这是因为人跳起后,车继续向前运动,人落下后必定向后偏些,但因时间太短,偏后距离太小,不明显而已
【答案】C
【详解】
A.物体的惯性大小只由质量决定,与物体的速度大小无关,故A错误;
B.一切物体都具有惯性,不论物体处于加速、减速还是匀速运动状态,故B错误;
C.超载车质量大,保持原来运动状态的本领强,惯性大,故C正确;
D.人向上跳起后,人在水平方向不受外力作用,由于惯性,人在水平方向的速度不变,与车速相同,因此仍落在车厢内原处,故D错误。
故选C。
1.在平直公路上行驶的客车突然刹车,乘客向车行驶的方向倾倒的原因是(  )
A.车有惯性
B.车辆刹车时,对人施以一个向前的力
C.车辆刹车时,人产生一个向前的冲力
D.人有惯性,车辆刹车时,人欲保持原有的运动状态而失去平衡所致
【答案】D
【详解】
车辆刹车时,人的双脚由于静摩擦力随车减速,而身体由于惯性,保持原来的速度向前送动,所以产生了人向前倾倒的现象。
故选D。
2.关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是(  )
A.它是通过实验直接得到的
B.它是通过理论推导出来的
C.它是以实验事实为基础,通过推理、想象总结出来的
D.它可以通过实验来进行验证
【答案】C
【详解】
牛顿第一定律是以伽利略理想实验为事实基础,通过推理,总结出物体在不受外力条件下的运动规律,是一种理想状态下的物理定律。
故选C。
3.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,下列说法正确的是( )
A.三滴油依次落在点
B.三滴油依次落在同一位置上
C.三滴油依次落在到之间,而且后一滴比前一滴离点近些
D.三滴油依次落在到之间,而且后一滴比前一滴离点远些
【答案】B
【详解】
根据牛顿第一定律, 可知三滴油离开容器时的速度和车厢速度相同,即在水平方向上油滴相对于车厢,其初速度为零,在竖直方向上运动情况相同.落到车厢地板上所用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,所以三滴油依次落在同一位置上;
A.不符合题意,错误;
B.正确;
C.不符合题意,错误;
D.不符合题意,错误.
4.如图所示,小球m放置于光滑的楔形物体M的水平上表面上。开始时都静止,现将楔形物体由静止释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是(  )
A.沿斜面方向的直线
B.竖直向下的直线
C.无规则的曲线
D.抛物线
【答案】B
【分析】
分析小球的受力情况,根据牛顿第一定律分析小球在水平方向和竖直方向的运动状态,确定它的运动轨迹。
【详解】
楔形物体释放前,小球受到重力和支持力,两力平衡;楔形物体释放后,由于小球是光滑的,则小球水平方向不受力,根据牛顿第一定律知道,小球在水平方向的状态不改变,即仍保持静止状态,水平方向不发生位移,而竖直方向楔形物体的支持力将小于小球的重力,小球将沿竖直方向做加速运动,所以其运动轨迹为竖直向下的直线。
故选B。
5.关于牛顿第一定律的下列说法中,正确的是(  )
A.牛顿第一定律是以伽利略的理想实验为基础的,因此可用实验来直接验证
B.牛顿第一定律中提出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误的
C.牛顿第一定律表明,物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性
D.牛顿第一定律是在大量实验事实的基础上,通过进一步推理而概括总结出来的
【答案】D
【分析】
牛顿第一定律是在实验的基础上推理概括得出的规律,它告诉我们物体在不受力的作用时保持静止状态或物体做匀速直线运动状态。
【详解】
A.牛顿第一定律是牛顿在伽利略等前人实验的基础上,根据逻辑推理得出的,是以实验为基础,但又不是完全通过实验得出,故A错误;
B.牛顿第一定律是在实验的基础上进一步的推理概括出来的科学理论,而不能直接通过实验得出的,但能接受住实践的检验,故B错误;
C.惯性的大小与物体的受力情况和运动情况均无关,任何状态下物体都有惯性,故C错误;
D.牛顿第一定律是在大量实验事实的基础上,通过进一步推理而概括总结出来的,故D正确;
故选D。
【点睛】
解决该题需在学习过程中了解牛顿第一定律的研究过程,知道牛顿第一定律不是实验定律,不能通过实验来验证。
6.下列对牛顿第一定律的理解正确的是(  )
A.物体的速度越快越难以停下,所以物体的速度越快惯性越大
B.物体的加速度越大速度改变越快,所以加速度越大惯性越小
C.如果物体的运动状态不变,则物体可能不受外力
D.如果物体不受外力,物体的运动状态可能改变
【答案】C
【详解】
AB.惯性是物体保持运动状态不变的性质,惯性的大小只与物体的质量有关,与速度大小、变化快慢无关,故AB错误;
C.物体的运动状态不变,即处于平衡状态,合外力为零,可能不受外力,故C正确;
D.物体运动状态改变,物体一定受到力的作用,故D错误。
故选C。
7.理想实验有时更能反映自然规律,伽利略设想一个理想实验,其中有一个实验是事实,其余是推论:
a.减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍达到原来的高度
b.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
c.如果没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度
d.继续减小第二个斜面的倾角,最后使它水平小球要沿着水平面持续做匀速运动
(1)请将上述理想实验的步骤按照正确的顺序排列________。(只填序号)
(2)上述设想步骤中,属于推论的是___________________________________________________。
【答案】bcad acd
【详解】
(1)[1]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,让静止的小球沿左边的斜面滚下,小球将滚上右边的斜面;如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度;接着减小右边斜面的倾角,小球在这斜面上仍然要达到原来的高度;继续减小右边斜面的倾角,最后使它成为水平面,小球要沿水平面作匀速直线运动,所以正确的顺序排列bcad;
(2)[2]关于理想实验的描述中,有的属于可靠的事实,有的是理想化的推论.则b是事实,acd是推论;c中不可能没有摩擦;a有摩擦是不可能达到原来高度的;d有摩擦即使水平也不可能匀速运动。
8.在平直轨道上运动着的列车中,有一个光滑的水平桌面上放着一个小球,小球突然向后运动,则列车在做___________运动;若列车做减速运动,小球将___________运动;若列车突然向右拐弯,小球将___________运动。
【答案】加速运动 向前运动 向左运动
【详解】
[1]因为在运动着的列车中的水平桌面上,放着一个小球,小球突然向后运动,小球由于惯性,运动的速度不变,说明列车在做加速运动。
[2]若列车在做减速运动,由于小球具有惯性要保持原来的运动状态,所以小球的速度相对于列车变快,因此小球将向前运动。
[3]小球开始与列车一起向前运动时,若列车突然向右拐弯时,小球由于具有惯性要保持原来的运动状态,继续向前运动,所以小球相对于列车将向左运动。
9.下列关于物体惯性的说法中,哪些是正确的?哪些是错误的?
(1)汽车速度越大,刹车后越难停下来,表明物体的速度越大,其惯性越大;
(2)汽车转弯后前进方向发生了改变,表明物体速度方向改变,其惯性也随之改变;
(3)被抛出的小球,尽管速度的大小和方向都改变了,但惯性不变;
(4)要使速度相同的沙袋在相同时间内停下来,对大沙袋用力比对小沙袋用力大,表明质量大的物体惯性大。
【答案】惯性的唯一量度是质量,与速度大小、方向无关,故(1)(2)错误、(3)(4)正确。
9.如图甲所示,当用力向前拉静止在地面上的小车时,车上的木块将会向后倾倒;如图乙所示,当运动中的小车遇到障碍物时,车上的木块将向前倾倒,试分别解释其中的道理.
【答案】甲图中静止的小车和木块突然受到拉力时,小车和木块的底部一起向前运动,木块上部由于惯性仍保持静止状态,所以会向后倾倒.乙图中运动的小车和木块遇到障碍物,小车和木块底部突然停止,木块上部由于惯性仍然保持运动,所以小木块会向前倾倒。

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