备战2020年中考物理专题07牛顿第一定律（含解析）

1 专题 07 牛顿第一定律 一、理解牛顿第一定律需要把握的问题 1.理解牛顿第一定律的内容 2.知道理想实验是科学探究的一种重要方法 3.理解惯性是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质 4.知道一切物体在任何情况下都具有惯性 5.知道日常生活中的惯性现象 6.能分析惯性现象在生活中的利用和危害 二、牛顿第一定律考查点 1.维持运动是否需要力 （1）亚里斯多德认为：力是维持物体运动状态的原因，这种观点是错误的； （2）伽利略认为：力是改变物体运动状态的原因，这种观点是正确的。 2.牛顿第一定律 （1）内容：一切物体在没有受到外力作用时，总保持匀速直线运动状态或者静止状态。 注意：牛顿第一定律不可能简单从实验中得出，它是通过实验为基础、通过分析和科学推理得到的。力是 改变物体运动状态的原因，而不是维持运动的原因。探究牛顿第一定律中，每次都要让小车从斜面上同一 高度滑下，其目的是使小车滑到水平面时速度相同 。 3.惯性 （1）惯性：一切物体总保持匀速直线运动状态或者静止状态的性质叫做惯性。 （2）对“惯性”的理解需注意的地方： ①“一切物体”包括受力或不受力、运动或静止的所有固体、液体气体。 ②惯性是物体本身所固有的一种性质，不是一种力，所以说“物体受到惯性”或“物体受到惯性力”等， 都是错误的。 ③同一个物体不论是静止还是运动、运动快还是运动慢，不论受力还是不受力，都具有惯性，而且惯性大 小是不变的。惯性只与物体的质量有关，质量大的物体惯性大，而与物体的运动状态无关。 专题学啥 2 【例题 1】（2019 湖北宜昌）研学旅行途中，小明同学坐在匀速直线行驶的动车上，他正上方行李架的书 包里有一包餐巾纸掉落，则这包餐巾纸掉落的位置在（　　） A．小明前排乘客身上 B．小明的身上 C．小明后排乘客身上 D．无法判断 【答案】B 【解析】解决此题要知道物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，一切物体都有惯性，惯 性是物体的一种属性。动车匀速直线运动时，如果餐巾纸掉落，由于惯性餐巾纸仍然保持与 动车相同的运动速度和运动方向向前运动，由于餐巾纸处于小明正上方行李架的书包里，所 以会刚好落在小明的身上。 【例题 2】（2018 四川攀枝花）如图所示，让同一辆小车从同一斜面的同一高度滑下，分别滑到铺有不同 材料的水平面上。 （1）让同一小车从同一斜面的同一高度滑下，其目的是__________________________； （2）小车在不同的平面上运动的距离不相等，说明了平面______。 （3）推理，若平面绝对光滑，物体受到的阻力为零，它的速度将_______（填“会”或 “不会”）改变，小车将做_____________运动而永远运动下去。 【答案】（1）保证每次小车在水平面上运动时都具有相同的初速度 （2）粗糙程度 （3）不会；匀速直线 【解析】（1）让同一小车从同一斜面的同一高度滑下，保证小车到斜面底端具有相同的速度。（2）小车 在不同的平面上运动的距离不相等，说明了平面粗糙程度不同。 （3）推理，若平面绝对光滑，物体受到的阻力为零，它的速度将不会改变，小车将做匀速直线运动而永远 专题考法 3 运动下去。 一、选择题 1.（2019 贵州铜仁）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 【答案】D。 【解析】（1）解答此题的关键是把握一个“或”字，“或”指两种状态必居其一，不能同时存在，也就是 说物体如果不受外力作用时，原来静止的物体仍保持静止状态，而原来处于运动状态的物体会保持原来的 速度的大小和方向，做匀速直线运动一直到有外力改变这种状态。 （2）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，但经受了实践的检 验，是大家公认的力学基本定律之一。 A.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； B.物体不受力或受平衡力作用时做匀速直线运动，说明物体的运动不需要力来维持，故 B 错误； C.一切物体在没有受到外力作用的时候时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，故 C 错误； D.如果物体不受外力作用时，原来运动的物体将保持原有的速度做匀速直线运动，故 D 正确。 2.（2019 山东泰安）关于惯性，下列四个现象对应的说明正确的是（　　） A．拍打衣服，灰尘脱落，说明衣服有惯性 B．子弹离开枪膛，仍能向前飞行，说明子弹有惯性 C．汽车突然快速启动，车上的人会向后倾，说明汽车有惯性 D．运动员将足球顶出后，足球继续运动，说明运动员有惯性 【答案】B 【解析】A.用手拍打刚晒过的被子上的灰尘，被子运动，灰尘由于惯性保持原来 的静止状态，在重力作用下掉在地上，说明灰尘有惯性，故 A 错误；4 B.子弹离开枪膛后，由于惯性仍能向前飞行，说明子弹有惯性，故 B 正确； C.汽车突然快速启动，车上的人会向后倾，说明人有惯性，而不是汽车有惯性，故 C 错误； D.运动员将足球顶出后，足球继续运动，说明足球有惯性，而不是运动员有惯性，故 D 错误。3.（2018 大 庆）人类对力与运动关系的认识经历了漫长而曲折的过程，下面是三位不同时代科学家的主要观点，这三 种观点形成的先后顺序是（　　） A．①②③ B．③①② C．②③① D．③②① 【答案】C 【解析】亚里士多德最早提出力是维持物体运动状态的原因的错误观点，后来伽利略提出如果物体在运动 中不受力的作用，他的速度将保持不变即力是改变物体的运动状态的原因，再后来牛顿在伽利略等人的基 础上又总结出静止的物体不受力的情况从而总结出牛顿第一定律即一切物体在没有受力时，总保持静止或 匀速直线运动状态，故这三种观点形成的先后顺序②③①． 4.（2018 山西太原）据统计，造成高速公路交通事故的主要原因之一是超速行驶，因为超速行驶的汽车刹 车时，需要行驶更远的距离才能停下来。关于汽车刹车后还继续向前行驶一段距离的原因，下列说法正确 的是 A．刹车后，汽车没有受到摩擦力 B．汽车具有惯性 C．刹车后，汽车的惯性减小 D．刹车后，汽车所受的力平衡 【答案】B 【解析】A．刹车后，汽车没有受到摩擦力，错误，受到摩擦力的作用； B．汽车具有惯性，正确； C．刹车后，汽车的惯性减小，错误，惯性的大小只与质量大小有关；5 D．刹车后，汽车所受的力平衡，错误，运动状态改变，受非平衡力的作用。 5.（2018 山东德州）在水平轨道上有一辆实验车，其顶部装有电磁铁，电磁铁下方吸有一颗钢珠，在实验 车向右匀速直线运动的过程中，钢珠因断电下落，如图是描述钢珠下落的四个示意图，图中虚线表示钢珠 下落的路径，以实验车为参照物，正确描述钢珠下落路径的示意图是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】惯性是物体的固有属性，一切物体都有保持原来运动状态的性质，据此分析钢珠的运动轨迹。钢 球随实验车在水平轨道上匀速向右行驶，当它落下前，速度与实验车的速度一样；当它下落时，由于惯性， 水平方向上的速度不变，但竖直方向上受到重力，因此以实验车为参照物时，钢珠作自由落体运动。 6.（2018 湖南湘潭）下图所示为小车载着木块向右运动过程中发生的现象，下列判断正确的是(　　) A．都是在小车突然停止时发生 B．都是在小车突然起动时发生 C．图甲所示的现象是小车在运动中突然停止或突然加速时发生 D．图乙所示的现象是小车在运动中突然停止或突然减速时发生 【答案】D 【解析】本题考查惯性现象．解释惯性现象时的步骤：(1)确定研究对象，阐明其原来的运动状态；(2)说 明哪个物体或物体的哪一部分运动状态改变了；(3)说明哪个物体或物体的哪一部分由于惯性要保持原来的 运动状态；(4)说明最后要出现的现象．图甲中木块与小车一起运动，当小车突然加速或启动时，下端受摩 擦力随车加速，木块上端仍保持原来的静止或低速状态，使得木块向后倾倒；图乙中木块与小车一起运动， 当小车突然减速或停止时，下端受摩擦力随车减速，木块上端仍保持原来的运动状态，使得木块向前倾 倒．综上分析可知，ABC 错误，D 正确． 7.（2018 黑河）下列生活现象中，属于利用惯性的是（　　） A．赛车在转弯时滑出赛道 B．高速路上汽车要限速行驶 C．人踩到西瓜皮上易滑倒 D．跳远运动员跳远时要助跑6 【答案】D． 【解析】物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性．惯性是有利的，也是有害的．解答此题时要注意抓住“利 用惯性‘有利’的一面”，注意将它与惯性带来的危害和防止惯性带来的危害等区别开来． A．赛车在转弯时滑出赛道，是因为赛车由于惯性要保持原来向前的运动状态，是惯性带来的危害，故 A 不 符合题意； B．限速行驶是为了防止遇到紧急情况时，由于惯性无法及时让车停下来，是惯性带来的危害，故 B 不合题 意； C．正在行走的人，处于运动状态，当他踩在西瓜皮上时，由于摩擦力太小，所以脚不能立刻停下，由于具 有惯性，还要保持原来的运动状态，所以就向滑倒．是惯性带来的危害，故 C 不合题意； D．跳远运动员助跑是为了起跳前使自己处于运动状态，起跳后，人由于惯性会跳的更远，属于利用惯 性．故 D 符合题意． 8.（2018 河北）大游轮向东匀速直线行驶，小金面朝游轮前进方向，在游轮上的 A 位置竖直向上起跳，落 下时的位置在（不计空气阻力）（　　） A．A 位置的东侧 B．A 位置的西侧 C．A 位置 D．以上三种情况都有可能 【答案】C 【解析】惯性是物体固有的属性，一切物体在任何情况下都有惯性；人具有惯性，即人能保持原来的运动 状态。 列车匀速直线运动时，在游轮上的 A 位置竖直向上起跳，由于惯性仍然保持与列车相同的运动速度和运动 方向，所以会落回原处。 二、填空题 9．（2018 新疆）投掷出去的铅球在空中能继续飞行，这是因为它具有　　，它在飞行中运动方向不断改变， 是因为它　 　（不计阻力）． 【答案】惯性；受重力的作用． 【解析】惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质，惯性是物体本身具有的一种属性，一切物体在任何 状态下都具有惯性，力是改变物体运动状态的原因． 铅球被投掷出去，由于推力的作用从静止获得了一个速度，开始运动，当铅球离开人手后就不再受力的作 用，但由于铅球具有惯性，要保持原来的运动状态不变，所以铅球在空中会继续运动．由于受重力的作用， 所以铅球在飞行中方向不断改变．7 10.（2018 内蒙古包头）如图所示，上表面水平且光滑的小车上由 A、B 两个物体，两物体与小车以相同的 速度一起向右匀速运动。B 在 A 的正前方，B 的质量小于 A 的质量。假设小车的上表面足够长，不计空气阻 力，小车遇到障碍物突然停止后，A、B 两物体 （选填“会”或“不会”）相撞，原因是： 。 【答案】不会， 当小车突然停止时，两物体由于惯性，继续保持原来的运动状态不变，在不受摩擦阻力 的情况下，两物体不会相撞。 【解析】本题考查惯性。当小车停止时,A、B 物体在小车上滑动。由于小车上表面光滑,所以 A、B 两物体滑 动过程中不受摩擦力;水平方向不受力,竖直方向受重力和支持力,处于二力平衡状态,所以两物体将以相同 速度继续做匀速直线运动,一起向前滑行,所以不相撞。 三、简答题 11.（贵州黔东南）小敏爸爸驾驶小汽车载着家人外出旅游，小车在一段平直公路上匀速直线行驶，小敏坐 在小车的座位上，突然遇到紧急情况，爸爸紧急刹车，小敏身体将向什么方向倾斜？说出理由。 【答案】见解析。 【解析】小敏坐在小车的座位上，当汽车紧急刹车时，小敏的下身随汽车一起停止运动，但其上身由于惯 性仍要保持原来的运动状态继续向前运动，所以小敏身体会突然向前方倾倒。 12．（2018 陕西铜仁）如图所示，用力击打一摞棋子中间的一个，该棋子会飞出去． （1）飞出的棋子相对于其它棋子的运动状态是怎样的？ （2）上面的棋子会落到原来位置的下方，这是为什么？ 【答案】（1）飞出的棋子相对于其它棋子之间的相对位置发生了变化，因此是运动的； （2）击打棋子前，棋子是静止的．用力击打一摞棋子中间的一个，这一棋子因受力改变运动状态而飞出去， 上面的棋子由于惯性还要保持原来的静止状态，所以在重力的作用下又落回原位置的下方． 【解析】在研究物体运动时，要选择参照的标准，即参照物，物体的位置相对于参照物发生变化，则运动， 不发生变化，则静止．物体保持运动状态不变的性质叫惯性．惯性是物体的一种属性，一切物体都有惯性；8 地球表面的一切物体都会受到重力的作用，且重力的方向是竖直向下的． 13．（2018 辽宁抚顺）一天，在某段市区道路上发生了一起两小车追尾相撞事故，交警询问时，前车司机 说：“我的车速很慢．后车突然加速撞了我的车尾，当时我女儿坐在后排，撞车导致她的头撞到了前排座 椅背上．”后车司机说：“前车司机在行驶过程中突然刹车，我来不及刹车就追尾撞上了．”请你用学过 的物理知识问答：哪个司机在说谎？你判断的理由是什么？请你写出一条交通安全警示语． 【答案】前车司机在说谎，因为在追尾时，前车突然加速，而前车中的人由于惯性会向后倒，所以前车乘 客的头不会撞在前面的座椅背上，故是前车司机在说谎． 以上事故是由于超速造成的，故应写的警示语是“保持车距”． 【解析】惯性是一切物体具有的保持原来运动状态不变的性质，据此分析图中出现的现象，同时在交通安 全中要严格遵守交通规则． 14.（2018 吉林）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． 【答案】惯性是物体保持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，所以军军会向前倾． 【解析】一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或者静止状态的性质就是惯性． 四、实验探究题 15.（2019 武汉）如图所示是“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置。 （1）实验时，将棉布铺在______（填“斜面”“水平木板”或“斜面和水平木板”）上，让小车从斜面顶 端由静止滑下，观察小车滑行的距离；去掉棉布，再次让小车从______滑下，观察小车滑行的距离。 （2）由实验可以看出，运动的小车所受的阻力减小，向前滑行的距离______。推理可知：如果小车运动时 不受阻力，它将______。 【答案】（1）水平木板；斜面顶端由静止；（2）变大；保持匀速直线运动。 【解析】（1）为改变小车受到的阻力大小，实验时，将棉布铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑9 下，观察小车滑行的距离；去掉棉布，再次让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车滑行的距离； （2）由 实验可以看出，运动的小车所受的阻力减小，向前滑行的距离变大，速度减小变慢，据此推理可知，如果 小车运动时不受阻力，它将运动的无穷远，速度大小不变，即做匀速直线运动。 16．（2018 深圳）小明探究了牛顿第一定律的实验： （1）如图甲，小明让小车从斜面　　　（选填“同一”或“不同”）高度自由滑下，分别记录了小车在三 种不同材料的水平面上运动的距离和时间，得到了如下实验记录表格（见乙）. （2）小明分析实验数据得出：小车在木板表面速度减小得最慢．说明小车在越光滑平面上受到的摩擦力越 小．由此我们可以推断：若运动的小车在水平方向不受力，将做 运动．可见，力不是使物体运动的 原因，力是 物体运动状态的原因． 【答案】（1）同一（2）匀速直线运动 改变。 【解析】（1）控制小车从同一高度下滑，让小车到达斜面底端速度一致，来研究小车在粗糙程度不同的平 面运动。 （2）分析表格数据看到平面越光滑，其运动的越远。这样推理下去就能知道，平面十分光滑，没有摩擦， 小车会一直运动下去。 17.（2018 湖北仙桃）刘伟同学为了探究“运动和力的关系”，设计了如图所示的斜面实验． （1）为了使小车在滑到水平面时的初速度相同，在实验中刘伟让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑 下，刘伟采用的研究问题的方法是　 　． （2）从甲、乙、丙三次实验小车所停位置情况看，　　图中小车所受阻力最大． （3）刘伟从实验推理可知，若水平面绝对光滑，则运动的小车会在水平面上做　 　运动． （4）牛顿在前人 研究成果的基础上，总结处牛顿第一定律，它的内容是：　　．10 【答案】（1）控制变量法；（2）甲；（3）匀速直线；（4）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，除非作用在它上面的力迫使它改变这种运动状态． 【解析】本题考点是阻力对物体运动影响的探究实验． （1）让小车每次从斜面的同一高度由静止开始滑下，这样做是为了使小车到达水平面时速度相同；采用的 方法是控制变量法； （2）在这三次实验中，小车在毛巾表面上运动的距离最短，这是因为毛巾表面最粗糙，小车在该表面受到 的阻力最大； （3）若水平面绝对光滑，小车在水平方向上不受力的作用，小车的运动状态将不发生改变，小车将保持原 来的速度进行匀速直线运动； （4）牛顿第一定律的内容是：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，除 非作用在它上面的力迫使它改变这种运动状态，这就是牛顿第一定律，也叫惯性定律．