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第四章 牛顿运动定律
第1节 牛顿第一定律
1．在研究物体运动原因的过程中，亚里士多德的结论是：必须______________上，物体才能运动；__________________，物体就要静止，即力是________物体运动的原因．
2．伽利略的理想实验
(1)伽利略注意到，当一个球沿斜面向下运动时，它的速度________，而向上运动时，它的速度______，他由此猜想当球沿水平面运动时，它的速度应该是__________，实际上球运动的越来越慢，伽利略认为是由于__________的缘故．他推断，若没有__________，球将永远运动下去．
(2)伽利略通过研究理想斜面实验，得出的结论是：力不是________________的原因，而恰恰是____________的原因．
(3)笛卡儿补充和完善了伽利略的观点，明确指出：除非________________，物体将永远保持其________或__________，永远不会使自己________运动，而保持在________上运动．
3．一切物体总保持______________状态或________状态，直到________迫使它改变这种状态为止．
4．物体保持原来的________________状态或__________状态的性质，叫惯性．一切物体都有惯性，________是物体惯性大小的唯一量度，______大，惯性大．
5．关于惯性，下列说法正确的是( )
A．只有静止或匀速直线运动的物体才有惯性
B．惯性的大小与物体的受力情况无关
C．质量是物体惯性大小的唯一量度
D．物体的惯性大小与其速度大小无关
6．下列说法正确的是( )
A．运动越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大
B．小球在做自由落体运动时，惯性不存在了
C．把一个物体竖直向上抛出后，能继续上升，是因为物体仍受到一个向上的推力
D．物体的惯性仅与质量有关，质量大的惯性大，质量小的惯性小
7．乘坐汽车时，如果汽车突然启动，乘客会往后倒；如果汽车遇到紧急情况急刹车，乘客会向前倾；如果汽车在弯道上转弯，乘客会向外倾斜．这些都是乘客不自觉地发生的现象，如图1所示．乘客坐在汽车中发生这些现象的原因是什么？
【概念规律练】
知识点一 伽利略的理想实验
1．如图2所示，伽利略的理想实验是将可靠的事实和理论思维结合起来，能更深刻地反映自然规律，伽利略的斜面实验程序如下：
图2
(1)减小第二个斜面的倾角，小球在斜面上仍然要达到原来的高度．
(2)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．
(3)如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度．
(4)继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球沿水平面做持续的匀速运动．
请按程序先后次序排列，并指出它究竟属于可靠的事实还是通过思维过程得到的推论，下列选项正确的是(数字表示上述程序号码)( )
A．事实(2)→事实(1)→推论(3)→推论(4)
B．事实(2)→推论(1)→事实(3)→推论(4)
C．事实(2)→推论(3)→推论(1)→推论(4)
D．事实(2)→事实(3)→推论(1)→推论(4)
2．伽利略的理想实验证明了( )
A．要物体运动必须有力的作用，没有力的作用物体将要静止
B．要物体静止必须有力的作用，没有力的作用物体就运动
C．物体不受力作用时，一定处于静止状态
D．物体不受力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态
知识点二 惯性的概念
3．关于物体的惯性以下说法中正确的是( )
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，说明突然减速和转弯时有惯性，匀速运动时没有惯性
C．在同样大小的力作用下，运动状态越难改变的物体，其惯性一定越大
D．在长直水平轨道上匀速运动的火车上，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
4．关于物体的惯性，下列说法中正确的是( )
A．运动速度大的物体不能很快地停下来，是因为物体的速度越大，惯性也越大
B．静止的火车启动时，速度变化慢，是因为静止的物体惯性大的缘故
C．乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小
D．在宇宙飞船中的物体不存在惯性
知识点三 牛顿第一定律
5．下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是( )
A．牛顿第一定律是实验定律
B．牛顿第一定律只是提出了惯性的概念
C．牛顿第一定律提出了当物体受到的合外力为零时，物体将处于静止状态
D．牛顿第一定律既提出了物体不受外力作用时的运动规律，又提出了力是改变物体运动状态的原因
6．下列说法正确的是( )
A．牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的，没有实验依据
B．牛顿第一定律无法用实验直接验证，因此是不成立的
C．理想实验的思维方法与质点概念的建立一样，都是一种科学抽象的思维方法
D．由牛顿第一定律可知，静止的物体一定不受外力作用
【方法技巧练】
应用牛顿第一定律分析物体的运动
7．火车在长直水平轨道上匀速行驶，在门窗紧闭的车厢内，有一个人竖直向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为( )
A．人跳起时会得到一个向前的冲力，使他随火车一起向前运动
B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随火车一起向前运动
C．人跳起后，车在继续前进，所以人落下后必定偏向后一些，只是由于时间很短，偏后的距离太小，不明显而已
D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和车始终具有相同的速度
8.
图3
如图3所示，一个劈形物体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，劈形物体A从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )
A．沿斜面向下的直线 B．竖直向下的直线
C．无规则曲线 D．抛物线
9.
图4
如图4所示，在一辆表面光滑足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)，两小球原来随车一起运动．当车突然停止时，如不考虑其他阻力，则两个小球( )
A．一定相碰 B．一定不相碰
C．不一定相碰 D．无法确定
1．下面的说法中正确的是( )
A．在水平路面上用力推车，车才前进，人停止推车，车就会逐渐停下来
B．力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就不能运动
C．地面上滑行的物体会停下来，是由于与地面摩擦的作用
D．物体以一定的初速度在不同的水平地面上滑行，摩擦力越小，滑行的距离越大
2．下列说法正确的是( )
A．牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上总结出来的
B．不受力作用的物体是不存在的，故牛顿第一定律的建立毫无意义
C．牛顿第一定律表明，物体只有在不受外力作用时才具有惯性
D．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
3．关于力和运动的关系，下列说法正确的是( )
A．力是物体运动的原因
B．力是维持物体运动的原因
C．力是改变物体运动状态的原因
D．力是改变物体惯性大小的原因
4．以下说法中正确的是( )
A．高速运动的物体不容易停下来，所以物体运动速度越大，惯性越大
B．用一相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体，则难以推动的物体惯性大一些
C．行驶中的车厢突然刹车，乘客向前倾，这是由于惯性所引起的
D．物体不受外力作用时才有惯性
5．16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元．在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是( )
A．四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物体受的力越大，速度就越大
B．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来；这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”
C．两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落得较快
D．一个物体维持匀速直线运动不需要力
6.
图5
如图5所示，一木块在小车上随小车一起在水平面上向右做匀速运动，已知小车的上表面光滑，在小车遇到一障碍物的瞬间，木块将( )
A．向前倾倒
B．向后倾倒
C．仍在车上匀速前进
D．无法判断
7．如图6所示，列车沿东西方向做直线运动，车里光滑桌面上有一小球，乘客看到小球突然沿桌面向东滚动，则列车可能是( )
图6
A．以很大的速度向西做匀速运动
B．向西做减速运动
C．向西做加速运动
D．向东做减速运动
8．甲、乙两个物体，m甲＝5 kg，m乙＝3 kg.速度v甲＝5 m/s，v乙＝8 m/s.关于它们的惯性以下的说法中正确的是( )
A．甲的速度小，乙的速度大，乙的惯性大
B．甲的质量大，乙的质量小，甲的惯性大
C．甲的质量和速度的乘积大，乙的质量与速度的乘积小，甲的惯性大
D．物体惯性的大小只由质量决定，与物体运动状态无关
题 号 1 2 3 4 5 6 7 8
答 案
9.在水平轨道上行驶的火车车厢中的桌面上放有一个皮球，它能静止在桌面上，如果皮球相对于面向火车前进方向的乘客发生下列运动，试说明火车的运动状态发生了怎样的变化？
(1)皮球向前运动；(2)皮球向后运动；(3)皮球向右运动；
(4)皮球向左运动．
10．有一仪器中电路如图7所示，其中M是质量较大的一个钨块，将仪器固定在一辆汽车上，试分析在汽车启动和刹车时，分别是哪个灯亮？简要说出其原理．
第四章 牛顿运动定律
第1节 牛顿第一定律
课前预习练
1．有力作用在物体 没有力作用 维持
2．(1)增大 减小 不增不减 摩擦阻力 摩擦阻力
(2)维持物体运动 改变物体速度 (3)物体受到外力作用 静止 运动状态 沿曲线 直线
3．匀速直线运动 静止 有外力
4．匀速直线运动 静止 质量 质量
5．BCD
6．D [惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，仅由质量决定．一切物体都有惯性，与它的受力情况及运动情况均无关．正确选项为D.]
7．是由于惯性的缘故．
课堂探究练
1．C [小球从对接的两个斜面的一个斜面上滚下，它将滚到另一个斜面上，这可以在实验中做到，所以是事实，即为事实(2)，在实际实验中，永远摆脱不了力的作用，特别是摩擦力，所以既不能达到同样高度，也不能在水平面上永不停止地做匀速直线运动，所以(1)、(3)、(4)都是推论，在实验中，是将第二个斜面的倾角逐渐减小直到水平，所以程序为：事实(2)→推论(3)→推论(1)→推论(4)．]
点评 本题考查了理想实验这一重要科学方法的应用．在日常生活中直接观察到的现象，需要用科学的方法进行分析、全面地讨论，严密地推理，不断地总结，才能迈入真理的殿堂．
2．D
3．C [物体的惯性大小由质量唯一确定，与物体的速度无关，A错误；一切物体均有惯性，不论物体处于加速、减速还是匀速状态，B错误；同样大小的力作用于物体，状态越难改变，说明物体保持原来状态的本领越大，惯性也越大，所以C正确；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，因此仍落在车上原处，D错误．
点评 一切物体在任何状态下都有惯性，其大小取决于物体的质量，和其他任何因素无关．]
4．C [一切物体都具有惯性，惯性大小只与物体的质量有关．惯性是物体本身的一种属性，与外界因素(受力的大小以及所处的环境)及自身的运动状态无关，故A、D选项错误．
静止的火车启动时，速度变化缓慢，是因为火车的质量大，惯性大，而不是因为静止的物体惯性大，B选项错误．
乒乓球可以快速抽杀，是因为其质量小，惯性小，在相同的力的作用下，运动状态容易改变，故C选项正确．]
5．D [牛顿第一定律不是实验定律，A错；牛顿第一定律提出了惯性的概念，同时又指出了物体运动状态改变的原因，B错；牛顿第一定律提出了物体不受外力作用时，物体将处于静止状态或匀速直线运动状态，所以C错；综上所述，D选项是正确的．]
点评 (1)牛顿第一定律所描述的是一种理想状态，即物体不受外力时的状态．
(2)牛顿第一定律虽然无法由实验直接证实，但可由经过科学推理的理想实验推出．
(3)从牛顿第一定律中可知：力是改变物体运动状态的原因，惯性才是维持物体运动状态的原因．
6．C 7.D
8．B [小球原来静止时受重力和支持力作用，其合力为零．当劈形物体由静止释放，A应沿斜面下滑，故B也将运动，运动状态就要发生改变，但由于惯性，小球原来速度为零，没有水平或其他方向上的速度，而小球又光滑，除竖直方向可以有合力外，其他方向上没有合力，加之力是使物体运动状态改变的原因，小球只能在竖直方向上有运动，在碰到斜面之前，运动轨迹应为一条直线，即竖直向下的直线．]
9．B [因小车表面光滑，因此球在水平方向上没有受到外力作用．原来两球与小车有相同速度，当车突然停止时，由于惯性，两小球的速度不变，所以一定不会相碰．]
课后巩固练
1．ACD 2.A 3.C 4.C
5．D [亚里士多德认为：物体受的力越大，速度就越大；力是物体运动的原因，静止是物体不受力的自然状态；从同一高度较重的物体下落得较快．物体做匀速直线运动不需要受力与亚里士多德的观点相反，所以本题选D.]
6．C [小车与障碍物碰撞瞬间．木块在水平方向不受力，因惯性继续向右做匀速运动．]
7．CD [当列车向西加速或向东减速时，小球要保持原来的运动状态，相对桌面向东滚动．]
8．BD
9．(1)火车做减速运动 (2)火车做加速运动
(3)火车向左转弯 (4)火车向右转弯
10．当汽车启动时，钨块由于惯性，要保持原来的静止状态，因而相对汽车向后运动，将绿灯与电源接通，因而绿灯亮．同理分析，汽车刹车时红灯亮．