资源简介

第八章 运动和力
中小学教育资源及组卷应用平台
第1节 牛顿第一定律
学习目标
通过实验探究阻力对物体运动的影响。
知道牛顿第一定律的内容。
知道惯性是物体的属性，能用惯性解释生活中的物理现象。
知识点全解
知识点一：牛顿第一定律
1.阻力对物体运动的影响：
伽利略通过斜面实验认识到运动物体受到的阻力越小，它的速度减小得就越 慢 ，它运动的时间就越长。他还进一步推理得出，在理想情况下，如果水平面绝对光滑，物体受到的阻力为零，它的速度将不会减小，这时物体将以恒定不变的速度永远运动下去。
拓展：
法国科学家笛卡儿进一步补充了伽利略的结论，指出如果运动物体不受任何力的作用，不仅速度大小不变，而且运动方向也不变，将沿原来的方向匀速运动下去。
2.牛顿第一定律
（1）牛顿第一定律的内容：
一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态 。
（2）牛顿第一定律的理解：
①“一切物体”是牛顿第一定律的适用对象；
②“没有受到力的作用”是此定律的适用条件；
③不受力时，原来静止的物体会保持 静止 状态，原来运动的物体会保持 运动 状态。“或”说明两种状态只能保持 一种 。
（3）关于牛顿第一定律的三点说明：
①牛顿第一定律不是 实验定律 ，而是在大量经验事实的基础上，通过进一步推理而概括出来的。
②牛顿第一定律表明，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，即：物体不受力，运动状态不改变；物体运动状态改变必定受力。
③实际上，不受任何外力的物体是没有的。在某一方向上不受外力或在某一方向上受力为零的情况，也可应用牛顿第一定律。定律中“静止状态或匀速直线运动状态”实质是物体保持原状态不变，即物体不受外力作用时，原来静止的物体仍然静止，原来处于运动状态的物体会保持原来的速度做匀速直线运动，直到有外力改变这种状态(如图所示)。
例1：“后羿射日”是大家熟悉的我国上古时期的神话故事。后羿射出去的箭离弦而出后，假设突然不受任何力的作用，射出去的箭会（ ）
A.落回地面　 B.绕地球转动
C.停在空中　 D.飞向太阳
【解析】根据牛顿第一定律可知，在物体不受任何外力的情况下，总保持静止状态或匀速直线运动状态。射出去的箭是运动的，所以当箭突然不受任何力的作用时，箭将保持原来的速度大小和方向不变，做匀速直线运动，一直飞向太阳。故只有选项D符合题意。
【答案】D
知识点二：惯性
　　一切物体都有保持原来运动状态不变 的性质,我们把这种性质叫做惯性。
拓展：
①惯性是物体本身的固有属性，一切物体都具有惯性。
②牛顿第一定律也叫惯性定律。
③惯性的大小只与物体的 质量 有关。物体的质量越大，其惯性越大，其运动状态越难改变。
例2：2019年3月10日，采用“氢燃料电池为主、锂电池为辅的混合动力技术”中国商飞新能源验证机“灵雀H”在郑州上街机场试飞成功。若在试飞过程中采用氢燃料供能，如图所示，则“灵雀H”上升过程中的惯性将　　　 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【解析】惯性大小只跟物体的质量大小有关，跟物体是否运动、运动速度等都没有关系，“灵雀H”在上升过程中，由于消耗氢燃料，其质量在减小，所以惯性将减小。
【答案】减小
知识点全练
练习1：在探究运动和力的关系的实验中，如图所示，分别把小车放在斜面上，让其自行滑下，并沿着粗糙不同的水平面运动，比较小车在不同面上运动的距离。

小明在操作中有什么错误？
。
小明规范操作后，小车在　　　 表面上滑行的距离最远。
假如水平面是光滑的，小车在水平面上将 。
这个实验能不能验证牛顿第一定律？
。
【解析】（1）根据控制变量法，该实验探究应让小车从同一斜面、同一高度由静止开始滑下，这样小车在进入平面时的运动速度才相同，所以小明的错误是没有让小车从斜面的同一高度自行滑下；（2）小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，滑行得越远，实验中，木板表面最光滑，阻力最小，滑行的距离最远；（3）由此我们可以推断：假如水平面是光滑的，小车将做匀速直线运动；（4）牛顿第一定律是在实验的基础上，通过进一步推理而得出的，不能用实验来证明，但牛顿第一定律是一个正确的定律。
【答案】（1）没有让小车从斜面的同一高度自行滑下 （2）木板 （3）做匀速直线运动 　（4）不能
【点拨】探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，除利用了“控制变量法”外，还利用了“理想实验法”。“物体受到阻力为零”时的运动状态不能用实验直接验证，只能去推理、假想，这就是“理想实验法”。
练习2：取一块橡皮竖直放在书上，如图所示，当静止的书突然向右运动时，橡皮会向　　　 倾倒。
【解析】
【答案】　左
【点拨】分析惯性问题的一般思路是：确定研究对象→分析研究对象原来的运动状态→受力情况→运动状态改变情况→惯性表现。
自我检测
一、选择题
1.关于牛顿第一定律的理解，下列说法正确的是（ ）
A.牛顿第一定律是通过凭空想象出来的
B.物体只要运动，就一定受到力的作用
C.不受力的物体，只能保持静止状态
D.如果物体不受到力的作用，原来运动的物体将保持原有的速度一直做匀速直线运动
【解析】牛顿第一定律是在实验的基础上经过科学的推理而得出的，不能用实验直接验证，但它不是凭空想象出来的，是经受了实践的检验的，故A错误；如果物体不受外力作用时，根据牛顿第一定律可知，原来运动的物体将保持原有的速度做匀速直线运动，故B、C选项错误，D选项正确。
【答案】D
2.下列事例中，需要防止惯性带来危害的是（ ）
【解析】突然刹车人会前倾，需要防止惯性带来危害，故 B 选项符合题意。A、C、D 三个选项均是利用惯性，故均不符合题意。
【答案】B
下列关于惯性的说法正确的是（ ）
静止在草坪上的足球没有惯性
高速公路汽车限速是为了安全，因为速度越大惯性越大
歼击机投入战斗前要抛掉副油箱，这是为了减小惯性，更加灵活
百米赛跑的运动员撞线后还要跑出去一段距离，是由于受到惯性的作用
【解析】一切物体在任何情况下都有惯性，因此静止在草坪上的足球有惯性，故 A 选项说法错误；物体的惯性只与物体的质量有关，与速度无关，故 B 错误；惯性大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，因此歼击机投入战斗前要抛掉副油箱，这是为了减小惯性，更加灵活，故 C 正确；百米赛跑的运动员撞线后还要跑出去一段距离，是由于运动员具有惯性，还要保持原来的运动状态，而不是受到惯性作用，故 D 错误。
【答案】C
如图所示，《冰河世纪》中的松鼠从高空下落的过程中，其惯性（ ）
A.先变大后变小 B.先变小后变大 C.变大 D.不变
【解析】松鼠下落过程中，质量不变，速度变快，因为惯性的大小与物体的质量有关，与速度无关，故惯性不变。
【答案】 D
小明梦见他和小华被困在一个结冰池塘中的情形，他们坐的小船停在光滑的冰面上，由于没有摩擦，他们无法推动小船。后来他们想出一个奇妙的方法——把行李向后扔出去，如图所示，小船居然动起来了。关于这一现象，下列描述正确的是（ ）
A.人扔行李的力推动了小船向前运动 B.这一现象说明力的作用是相互的
C.行李被扔出后将沿竖直方向落下 D.行李被扔出后,船将做加速直线运动
【解析】人扔行李的力是向后的，小船的运动方向向前，所以不是人扔行李的力推动小船向前运动，故 A 选项错误；人 用力向后扔行李的同时，行李也对船施加一个向前的力，使船向前运动，这是因为物体间力的作用是相互的，故 B 选项正确； 行李被扔出后由于惯性将做平抛运动，不会沿竖直方向下落，故 C 选项错误；由于没有摩擦，小船在冰面上运动过程中，速度和方向不变，会做匀速直线运动，故 D 选项错误。
【答案】B
静止在水平地面上的密闭装置内部如图甲所示，装置内部固定着一根竖直的杆，杆顶有一小球，忽略杆和球间的摩擦。由于装置开始沿某一水平方向做直线运动，小球从杆上落下，刚离开杆时的俯视图如图乙所示，请由此判断装置是向哪个方向运动（ ）
东 B.南 C.西 D.北
【解析】忽略杆和球间的摩擦，装置开始沿某一水平方向做直线运动时，小球由于惯性仍然要保持原来的静止状态，所以小球会向装置运动的相反方向运动；从图乙的俯视图可知，小球由于具有惯性而向北运动，则说明装置是向南运动的， 故 B选项正确。
【答案】B
二、填空题
7.如图所示，某次演习任务中，一架水平飞行的飞机要对地面上某一指定目标进行定点轰炸。则飞行员应在飞机到达目标投弹 (填“前”、“后”或“正上方”)，才能击中目标，这可以用 知识解释。投弹后飞机的惯性 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【解析】 炸弹被扔出后，由于惯性要保持原来和飞机相同的水平速度，还将会继续向前飞行，故需要在到达目标前投弹。投弹后飞机的质量减小，由于惯性的大小与物体质量有关，故飞机的惯性变小。
【答案】前 惯性 变小
8.小花用竹竿打枣时发现：竹竿碰到的枣子会离开树枝后落下，同在被敲打的树枝上的枣子(竹竿没碰到)也会离开树枝后落下。前者是因为 使枣子脱离树枝，后者是枣子具有 而脱离树枝。
【解析】 竹竿碰到的枣子会离开树枝后落下，是因为枣子受到力的作用，是人的作用力改变了枣子的运动状态；枣子和树枝原来都处于静止状态，人敲打树枝时，树枝由于受到力的作用，由静止变为运动，运动状态发生了改变，而枣子由于具有惯性，仍要保持原来的运动状态，所以同在被敲打的树枝上的枣子(竹竿没碰到)也会离开树枝后落下。
【答案】力 惯性
9.如图所示，小华同学将小车放在水平的桌面上，在小车上竖直放置一木块。
（1）突然向右拉动小车时，观察到的现象是 。
（2）木块和小车一起向右做匀速运动，小车突然停下时，观察到的现象是 。
（3）若小车的上表面光滑，则当向右做匀速运动的小车突然停下来时，观察到的合理的现象是
。（假设小车足够长）
（4）以上观察到的实验现象是由 引起的。
【解析】（1）当突然拉动小车时，由于摩擦，木块底部将随小车运动，而木块上部由于惯性要保持静止，所以木块倒向左方。（2）木块和小车一起向右做匀速运动，小车突然停下时，木块由于惯性还要保持原来速度向右运动，所以木块会向右倾斜。（3）若小车的上表面光滑，则当向右做匀速运动的小车突然停下来时，木块和小车之间没有了摩擦，由于惯性，木块将保持匀速运动时的速度运动。（4）以上观察及猜想的现象都是由惯性引起的。
【答案】（1）木块倒向左方 （2）木块会向右倾斜 （3）木块保持匀速运动时的速度运动 （4）惯性
三、实验探究题
10.小明利用如图的装置，探究在水平面上阻力对物体运动的影响，进行如下操作：
a.如图甲，将毛巾铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。
b.如图乙，取下毛巾，将棉布铺在斜面和木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。
c.如图丙，取下棉布，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。
请针对以上操作回答下列问题：
（1）以上操作中错误的一次是 (选填“a”“b”或“c”)。
（2）对比两次正确实验操作能说明：小车受到的阻力越小，通过的距离越 。
（3）纠正错误后，多次实验进行分析，并进一步推测：在水平面上运动的小车，如果受到的阻力为零，它将做 运动。
【解析】（1）为了使小车到达水平面时的速度相等，应让小车从相同斜面的同一高度由静止开始下滑；b 步骤错误，因为在斜面上铺上棉布改变了接触面的粗糙程度，就不能保证在水平面上运动时初速度相同了。（2）木板的表面比毛巾的表面光滑，小车在木板表面受到的阻力小，运动的距离远。（3）由实验可知，平面越光滑，小车受到的阻力越小，运动距离越远,，速度减小得越慢。由此可以推知：如果小车不受阻力，它的速度将不变，小车将做匀速直线运动。
【答案】（1）b （2）远 （3）匀速直线
11.理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠事实和理论思维结合起来，可以深刻地揭示自然规律，如牛顿第一定律的得出。与此类似，人们为研究质量不同的物体在真空中的下落快慢，做过下面的理想实验：将形状和体积都相同的金、铅、木三个实心小球，分别放入三种密度不同的介质中（>>），在同一高度，由静止同时释放，观察比较三个小球下落的情况，如图所示。由实验可知：
（1）在同种介质中，下落速度最快的是 球(选填“金”、“铅”或“木”)；
（2）介质密度越小，三个小球下落时的速度相差 ；
（3）进一步推理可得，当三个小球在真空中下落时， 。
【解析】本题考查了“利用惯性知识解决实际问题”的物理观念素养。（1）由图可知，小球在下落过程中，金球运动得最快，速度最大；（2）由图可知，三个小球在介质3 中比在介质 1、2 中相同时间内下落的距离相差小，由于>>， 故介质密度越小，三个小球下落时的速度相差越小；（3）介质的密度越小，速度相差越小，故进一步推理可得，当三个小球在真空中下落时，下落速度相等。
【答案】（1）金 （2）越小 （3）下落速度相等
如图所示，是小明推着购物车在超市购物，发现用力推车，车运动，不用力推车，车不动；向前用力推车，车向前运动，向后拉车，车向后运动。于是他得出结论，力是使车运动的原因，且车运动的方向始终和对车施加的力的方向一致。请在确保安全的前提下，利用超市购物车设计实验，说明小明的结论是错误的。
要求：写出操作步骤、实验现象并简要加以说明。
【答案】
操作步骤：
①在超市的水平地面上，用力向前推车，车向前运动；
②撤掉推力，手离开车，没有推力，车由于惯性还继续向前运动；
③为了使向前运动的车尽快停下来，对车施加一个向后的力(与车运动方向相反)，车向前减速运动。
实验现象与说明：
由①②可知，没有推力时，车由于惯性仍会向前运动，故小明的“力是使车运动的原因”的结论是错误的；由③的现象可以看出，车运动的方向和对车施加的力的方向不一致，故小明的“车运动的方向始终和对车施加的力的方向一致”的结论是错误的。
四、简答题
13.随着人们生活水平的不断提高，汽车已成为寻常百姓家里的代步工具。军军的爸爸经常会用汽车接送他上学。一天走到学校附近的十字路口，突然有人横穿马路，军军的爸爸紧急刹车，此时车上的军军突然向前扑去，事后军军给爸爸说：“这是受到惯性的作用。”你认为军军的说法对吗？请用物理知识解释这一现象。
【解析】 惯性是物体保持原来的运动状态不变的性质，不是一种作用，故军军的说法是错误的。军军的爸爸紧急刹车时，汽车很快停止了前进，军军的下半身随车停止了运动，而上半身由于惯性要保持原来的状态继续向前运动，所以军军会向前扑。
【答案】 见解析
14.在向西直线行驶的列车里，小明帮小芳连续拍了两张照片，如图所示，请你判断拍照的过程中，列车是加速还是减速，并说出理由。
【解析】 由图可知：列车是向西行驶的，杯子中的水原来随车一起向西运动，当车突然减速时，杯内的水由于惯性，保持原来运动状态，会向西溢出，所以列车是减速的。
【答案】见解析
【点拨】 从惯性的角度分析。第八章 运动和力
中小学教育资源及组卷应用平台
第1节 牛顿第一定律
学习目标
通过实验探究阻力对物体运动的影响。
知道牛顿第一定律的内容。
知道惯性是物体的属性，能用惯性解释生活中的物理现象。
知识点全解
知识点一：牛顿第一定律
1.阻力对物体运动的影响：
伽利略通过斜面实验认识到运动物体受到的阻力越小，它的速度减小得就越 ，它运动的时间就越长。他还进一步推理得出，在理想情况下，如果水平面绝对光滑，物体受到的阻力为零，它的速度将不会减小，这时物体将以恒定不变的速度永远运动下去。
拓展：
法国科学家笛卡儿进一步补充了伽利略的结论，指出如果运动物体不受任何力的作用，不仅速度大小不变，而且运动方向也不变，将沿原来的方向匀速运动下去。
2.牛顿第一定律
（1）牛顿第一定律的内容：
。
（2）牛顿第一定律的理解：
①“一切物体”是牛顿第一定律的适用对象；
②“没有受到力的作用”是此定律的适用条件；
③不受力时，原来静止的物体会保持 状态，原来运动的物体会保持 状态。“或”说明两种状态只能保持 。
（3）关于牛顿第一定律的三点说明：
①牛顿第一定律不是 ，而是在大量经验事实的基础上，通过进一步推理而概括出来的。
②牛顿第一定律表明，力不是维持物体运动的原因，而是 物体运动状态的原因，即：物体不受力，运动状态不改变；物体运动状态改变必定受力。
③实际上，不受任何外力的物体是没有的。在某一方向上不受外力或在某一方向上受力为零的情况，也可应用牛顿第一定律。定律中“静止状态或匀速直线运动状态”实质是物体保持原状态不变，即物体不受外力作用时，原来静止的物体仍然静止，原来处于运动状态的物体会保持原来的速度做匀速直线运动，直到有外力改变这种状态(如图所示)。
例1：“后羿射日”是大家熟悉的我国上古时期的神话故事。后羿射出去的箭离弦而出后，假设突然不受任何力的作用，射出去的箭会（ ）
A.落回地面　 B.绕地球转动
C.停在空中　 D.飞向太阳
知识点二：惯性
　　 的性质,我们把这种性质叫做惯性。
拓展：
①惯性是物体本身的固有属性，一切物体都具有惯性。
②牛顿第一定律也叫惯性定律。
③惯性的大小只与物体的 有关。物体的质量越大，其惯性越大，其运动状态越难改变。
例2：2019年3月10日，采用“氢燃料电池为主、锂电池为辅的混合动力技术”中国商飞新能源验证机“灵雀H”在郑州上街机场试飞成功。若在试飞过程中采用氢燃料供能，如图所示，则“灵雀H”上升过程中的惯性将　　　 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
知识点全练
练习1：在探究运动和力的关系的实验中，如图所示，分别把小车放在斜面上，让其自行滑下，并沿着粗糙不同的水平面运动，比较小车在不同面上运动的距离。

小明在操作中有什么错误？
。
小明规范操作后，小车在　　　 表面上滑行的距离最远。
假如水平面是光滑的，小车在水平面上将 。
这个实验能不能验证牛顿第一定律？
。
练习2：取一块橡皮竖直放在书上，如图所示，当静止的书突然向右运动时，橡皮会向　　　 倾倒。
自我检测
一、选择题
1.关于牛顿第一定律的理解，下列说法正确的是（ ）
A.牛顿第一定律是通过凭空想象出来的
B.物体只要运动，就一定受到力的作用
C.不受力的物体，只能保持静止状态
D.如果物体不受到力的作用，原来运动的物体将保持原有的速度一直做匀速直线运动
2.下列事例中，需要防止惯性带来危害的是（ ）
下列关于惯性的说法正确的是（ ）
静止在草坪上的足球没有惯性
高速公路汽车限速是为了安全，因为速度越大惯性越大
歼击机投入战斗前要抛掉副油箱，这是为了减小惯性，更加灵活
百米赛跑的运动员撞线后还要跑出去一段距离，是由于受到惯性的作用
如图所示，《冰河世纪》中的松鼠从高空下落的过程中，其惯性（ ）
A.先变大后变小 B.先变小后变大 C.变大 D.不变
小明梦见他和小华被困在一个结冰池塘中的情形，他们坐的小船停在光滑的冰面上，由于没有摩擦，他们无法推动小船。后来他们想出一个奇妙的方法——把行李向后扔出去，如图所示，小船居然动起来了。关于这一现象，下列描述正确的是（ ）
A.人扔行李的力推动了小船向前运动 B.这一现象说明力的作用是相互的
C.行李被扔出后将沿竖直方向落下 D.行李被扔出后,船将做加速直线运动
静止在水平地面上的密闭装置内部如图甲所示，装置内部固定着一根竖直的杆，杆顶有一小球，忽略杆和球间的摩擦。由于装置开始沿某一水平方向做直线运动，小球从杆上落下，刚离开杆时的俯视图如图乙所示，请由此判断装置是向哪个方向运动（ ）
A.东 B.南 C.西 D.北
二、填空题
7.如图所示，某次演习任务中，一架水平飞行的飞机要对地面上某一指定目标进行定点轰炸。则飞行员应在飞机到达目标投弹 (填“前”、“后”或“正上方”)，才能击中目标，这可以用 知识解释。投弹后飞机的惯性 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
8.小花用竹竿打枣时发现：竹竿碰到的枣子会离开树枝后落下，同在被敲打的树枝上的枣子(竹竿没碰到)也会离开树枝后落下。前者是因为 使枣子脱离树枝，后者是枣子具有 而脱离树枝。
9.如图所示，小华同学将小车放在水平的桌面上，在小车上竖直放置一木块。
（1）突然向右拉动小车时，观察到的现象是 。
（2）木块和小车一起向右做匀速运动，小车突然停下时，观察到的现象是 。
（3）若小车的上表面光滑，则当向右做匀速运动的小车突然停下来时，观察到的合理的现象是
。（假设小车足够长）
（4）以上观察到的实验现象是由 引起的。
三、实验探究题
10.小明利用如图的装置，探究在水平面上阻力对物体运动的影响，进行如下操作：
a.如图甲，将毛巾铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。
b.如图乙，取下毛巾，将棉布铺在斜面和木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。
c.如图丙，取下棉布，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。
请针对以上操作回答下列问题：
（1）以上操作中错误的一次是 (选填“a”“b”或“c”)。
（2）对比两次正确实验操作能说明：小车受到的阻力越小，通过的距离越 。
（3）纠正错误后，多次实验进行分析，并进一步推测：在水平面上运动的小车，如果受到的阻力为零，它将做 运动。
11.理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠事实和理论思维结合起来，可以深刻地揭示自然规律，如牛顿第一定律的得出。与此类似，人们为研究质量不同的物体在真空中的下落快慢，做过下面的理想实验：将形状和体积都相同的金、铅、木三个实心小球，分别放入三种密度不同的介质中（>>），在同一高度，由静止同时释放，观察比较三个小球下落的情况，如图所示。由实验可知：
（1）在同种介质中，下落速度最快的是 球(选填“金”、“铅”或“木”)；
（2）介质密度越小，三个小球下落时的速度相差 ；
（3）进一步推理可得，当三个小球在真空中下落时， 。
如图所示，是小明推着购物车在超市购物，发现用力推车，车运动，不用力推车，车不动；向前用力推车，车向前运动，向后拉车，车向后运动。于是他得出结论，力是使车运动的原因，且车运动的方向始终和对车施加的力的方向一致。请在确保安全的前提下，利用超市购物车设计实验，说明小明的结论是错误的。
要求：写出操作步骤、实验现象并简要加以说明。
四、简答题
13.随着人们生活水平的不断提高，汽车已成为寻常百姓家里的代步工具。军军的爸爸经常会用汽车接送他上学。一天走到学校附近的十字路口，突然有人横穿马路，军军的爸爸紧急刹车，此时车上的军军突然向前扑去，事后军军给爸爸说：“这是受到惯性的作用。”你认为军军的说法对吗？请用物理知识解释这一现象。
14.在向西直线行驶的列车里，小明帮小芳连续拍了两张照片，如图所示，请你判断拍照的过程中，列车是加速还是减速，并说出理由。

展开更多......

收起↑