学年新教材人教版高中物理必修一第四章 运动和力的关系 第1节.docx
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学年新教材人教版高中物理必修一第四章运动和力的关系第1节
运动和力的关系
牛顿第一定律
重难点
题型
分值
重点
牛顿第一定律
选择
4-6分
难点
牛顿第一定律理解
牛顿第一定律
1.牛顿第一定律:
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
注意:
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发生改变。
2.对牛顿第一定律的理解
(1)“力”指物体受到的合力;可以把“不受外力”拓展延伸为“所受外力的合力为0”。
(2)定性说明了力和运动的关系:
①力是改变物体运动状态的原因,或者说力是产生加速度的原因,而不是维持物体运动状态的原因。
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。
(3)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。
物体的固有属性就是保持匀速直线运动状态或静止状态。
注意:
(1)牛顿第一定律不是实验定律,源于伽利略的理想实验。
(2)牛顿第一定律是普遍规律,适用于一切物体。
如图所示,一个劈形物体A,各面均光滑,放在固定的斜面上,上表面呈水平,在水平面上放一个小球B,劈形物体从静止开始释放,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
【答案】B
【解析】楔形物体A释放前,小球受到重力和支持力,两力平衡;楔形物体A释放后,由于楔形物体A是光滑的,则小球水平方向不受力,根据牛顿第一定律知,小球在水平方向的状态不改变,即仍保持静止状态。
而竖直方向:
楔形物体A对B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,所以小球在碰到斜面前的运动是竖直向下的加速运动,其运动轨迹是竖直向下的直线,故B正确。
如图所示,小球A静止放在小车的光滑底板上(设小车底板足够长),当小车受到水平向右的力F作用时,小车从静止开始在水平面上做加速直线运动,则小球A相对于地的运动情况( )
A.做匀速直线运动
B.处于静止状态
C.做与小车同方向速度越来越大的直线运动
D.做与小车反方向速度越来越大的直线运动
【答案】B
【解析】对小球受力分析可知,车内的小球只受竖直方向的重力和支持力,这两个力是一对平衡力,小球所受合外力为零,所以无论车厢如何运动,小球相对于地面仍然处于静止状态,B正确。
如图所示,正在行驶的火车车厢内,有一人相对车厢由静止释放一小球,则小球( )
A.可能落在A处
B.可能落在B处
C.可能落在C处
D.以上都不可能
【答案】ABC
【解析】若火车在做匀速直线运动,小球水平方向不受力的作用,所以水平方向要保持原来的运动状态,即匀速直线运动状态,所以小球落下的位置在B点。
若火车做加速运动,则落在A点,若火车做减速运动,则落在C点,所以落在A、B、C点都有可能,故A、B、C正确,D错误。
1.牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时的状态——总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态
2.揭示了力和运动的关系——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。
3.牛顿第一定律揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性.物体的固有属性就是保持匀速直线运动状态或静止状态。
惯性
重难点
题型
分值
重点
惯性
选择
4-6分
难点
对惯性的理解
惯性
1.惯性:
物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
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(质量是惯性大小的唯一量度),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,惯性表现为“保持”原来的运动状态,有“惰性”的意思。
(2)在受力的条件下,惯性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。
注意:
惯性理解的三大误区
1.误认为运动的物体有惯性,静止的物体没有惯性。
静止的物体总要保持静止(反抗从静到动),运动的物体总要保持运动(反抗从动到静),这就是物体具有惯性的体现。
所以说,物体无论静止还是运动都具有惯性。
2.误认为运动速度大的物体惯性大。
质量是惯性大小的唯一量度,惯性大小与物体的运动速度没有关系。
3.误认为重力越小,惯性越小。
重力小,质量不一定小,因此惯性不一定小。
4.误认为惯性是一种特殊的力。
惯性和力是两个不同的概念,力能改变物体的运动状态,而惯性却要使物体保持原来的运动状态不变。
在水平的路面上有一辆匀速行驶的小车,车上固定一盛满水的碗.现突然发现碗中的水洒出,水洒出的情况如图所示,则关于小车在此种情况下的运动,下列叙述正确的是( )
A.小车匀速向左运动
B.小车可能突然向左加速运动
C.小车可能突然向右减速运动
D.小车可能突然向左减速运动
【答案】BC
【解析】小车匀速向左运动,则水也匀速运动,速度相等,不会从碗中洒出,故A错误;小车突然向左加速,由于惯性,水还没有来得及加速,所以小车向左的速度大于水向左的速度,可以出现图示情况,故B正确;小车突然向右减速,由于惯性,水还没有来得及减速,所以小车向右的速度小于水向右的速度,水向右洒出,故C正确;小车突然向左减速,由于惯性,水还没有来得及减速,所以小车向左的速度小于水向左的速度,水应向左洒出,故D错误。
小轩很喜欢爸爸新买的数码照相机,在旅途中拍下了火车内桌面上小物块瞬间的不同状态,如图中的甲、乙、丙所示,则下列关于火车运动状态的判断可能正确的是( )
A.甲图中火车在匀速运动,乙图中火车突然向左加速,丙图中火车突然向左减速
B.甲图中火车在匀速运动,乙图中火车突然向右加速,丙图中火车突然向左加速
C.甲图中火车在匀速运动,乙图中火车突然向右减速,丙图中火车突然向右加速
D.甲图中火车在匀速运动,乙图中火车突然向左加速,丙图中火车突然向右减速
【答案】AC
【解析】题图甲中,小物块相对于桌面的位置没有发生改变,因此它们的运动状态是相同的,说明此时在匀速运动,题图乙中,小物块向右倾斜,说明火车突然向左加速(或向右减速),因为,火车突然向左加速时,小物块的下部由于摩擦也随着加速,而上部由于惯性仍保持原来的运动状态,所以才会向右倾倒,火车向右减速时的情形也可用类似的方法解释;题图丙中,小物块向左倾倒,说明火车突然向左减速(或向右加速),因为,火车突然向左减速时,小物块的下部由于摩擦也随着减速,而上部由于惯性仍保持原来的运动状态,所以才会向左倾倒,火车向右加速时的情形也可用类似的方法解释,所以,题图甲中火车在匀速运动,题图乙中火车突然向左加速(或向右减速),题图丙中火车突然向左减速(或向右加速),选项A、C正确。
1.惯性:
物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
2.决定因素:
质量是惯性大小的唯一量度。
3.固有属性:
一切物体任何状态下都具有惯性。
(答题时间:
25分钟)
1.下列关于力、运动状态及惯性的说法,正确的是( )
A.牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因
B.笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献
C.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”
D.牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度,而不仅仅是使之运动
E.伽利略根据理想实验推论出,如果没有摩擦,在水平面上的物体,一旦具有某一个速度,将保持这个速度继续运动下去
F.车速越大,刹车后滑行的路程越长,所以惯性越大
2.如图所示,乘客在公交车上发现车厢顶部A处有一小水滴落下,并落在地板偏前方的B点处,由此判断公交车的运动情况是( )
A.向前加速运动
B.向前减速运动
C.向后匀速运动
D.向后减速运动
3.下列说法中,正确的是( )
A.同一运动,选择任何参照物观察的结果都是相同的
B.物体的位移不断增大,表示物体必受力的作用
C.物体的速度不断增大,表示物体必受力的作用
D.以加速运动的物体为参考系,牛顿第一定律才成立
4.下列对牛顿第一定律的理解正确的是( )
A.牛顿第一定律是说当弹簧的劲度系数一定时,弹簧的弹力与形变量成正比
B.牛顿第一定律表明物体有保持原来运动状态不变的性质
C.选择不同的参考系时物体的运动状态不同,但牛顿第一定律总是成立
D.可以用实验直接验证牛顿第一定律
5.如图所示,滑板运动员沿水平地面向前滑行,在横杆前相对于滑板竖直向上起跳,人与滑板分离,分别从横杆的上、下通过,忽略人和滑板在运动中受到的阻力.则运动员( )
A.起跳时脚对滑板的作用力斜向后
B.在空中水平方向先加速后减速
C.越过杆后落在滑板的后方
D.越过杆后仍落在滑板上起跳的位置
6.如图所示(的视图),以速度v匀速行驶的列车车厢内有一光滑水平桌面,桌面上的A处有一小球,若车厢中的旅客突然发现小球沿图中虚线由A向B运动,则由此可判断列车( )
A.减速行驶,向南转弯
B.减速行驶,向北转弯
C.加速行驶,向南转弯
D.加速行驶,向北转弯
7.在车厢中的A是用绳拴在底部的氢气球,B是用绳挂在车厢顶的金属球,开始时它们和车厢一起向右做匀速直线运动,若忽然刹车使车厢做匀减速运动,则下列选项图中能正确表示刹车期间车内情况的是( )
A.
B.
C.
D.
8.某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球,一手拿着球筒的中部,另一手用力击打羽毛球筒的上端,则( )
A.此同学无法取出羽毛球
B.该同学是在利用羽毛球的惯性
C.羽毛球筒向下运动过程中,羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来
D.羽毛球会从筒的下端出来
1.【答案】BDE
【解析】A项中,最早提出力不是维持物体运动的原因的人是伽利略,牛顿是根据伽利略斜面实验的思想,建立了牛顿第一定律;B项中,笛卡尔研究了力与运动的关系,为牛顿第一定律的建立做出了贡献,正确;C项中,一个运动的物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来,本身这个说法就是错误的,不符合牛顿第一定律的描述;D项中,牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度,而不仅仅是使之运动,这是牛顿第一定律和牛顿第二定律所揭示的力与运动的关系,正确;E项的说法符合伽利略理想实验,正确;F项中,刹车的长度与惯性没有关系,与车的动能有关。
答案:
BDE
2.【答案】B
【解析】水滴离开车顶后,由于惯性在水平方向上保持离开时的速度不变,而水滴落点B在A点正下方的前面,表明若车向前行驶,水滴下落时,车正在减速,A错误,B正确;若车向后减速运动时,水滴下落时将落在A点正下方的后方,故D错误.若车向后匀速运动,水滴将落在A点的正下方,C错误。
3.【答案】C
【解析】判断物体的运动和静止,参照物可以任意选择,参照物不同,结论可能不同。
A错误;物体不受力的作用也可以运动,位移也不断增大,故B错误,物体的速度不断增大,力是改变物体运动状态的原因,所以物体必受力的作用,C正确;牛顿第一定律适用于惯性参考系,D错误。
4.【答案】B
【解析】胡克定律是说当弹簧的劲度系数一定时,弹簧的弹力与形变量成正比,A错误,牛顿第一定律表明物体有保持原来运动状态不变的性质,故B正确,选择非惯性参考系牛顿第一定律不成立,C错误,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,不能直接通过实验得出,但能接受住实践的检