第四章牛顿运动定律测试.docx

1、第四章 牛顿运动定律测试第四章 第1节 牛顿第一定律一、学习目标(1)能大致叙述发现牛顿第一定律的历史过程，并能作出初步评述。(2)能清楚地描述伽利略关于力与运动的思想观念，以及对应设计出的理想实验和相应的推理结论。(3)能准确表述牛顿第一定律，并能对定律有较为深入地理解，体会定律深刻的思想性和认识问题的本质性。（1） 能举例说明：物体的质量是其惯性大小的量度。二、自学教材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直到有外力迫使它改变这种状态为止，牛顿第一定律又叫惯性定律 2.惯性：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。3.理想实验的魅力(1)亚里士多德观点：必须有力作用在

2、物体上物体才能 ；没有力的作用，物体就要 在某个地方，即力是 物体运动的原因。(2)伽利略理想斜面实验小球沿斜面由 滑下，再滚上另一个斜面，如果不计摩擦将滚到 处放低后一斜面，小球仍达到同一高度但要滚得 ；若放平后一斜面，球将 滚下去。(3)伽利略观点： 不是维持物体运动的原因，而恰恰是 物体运动状态的原因 (4)笛卡儿观点：除非物体 的作用，物体将永远保持其 或运动状态，永远不会使自己沿 运动，而只保持在直线上运动4牛顿物理学的基础惯性定律一切物体总保持 状态或 状态，除非作用在它上面的 迫使它改变这种状态5惯性与质量 （1)惯性的概念：物体保持 状态或 状态的性质叫惯性，任何物体都有惯性（

3、2)惯性的量度： 是物体惯性大小的惟一量度质量只有大小，没有方向，是 量在国际单位制中，质量单位是千克，符号为kg.探究讨论有人认为，只有静止或做匀速直线运动的物体才具有惯性，做变速运动的物体不具有惯性，这种看法对吗？ 不对任何物体在任何情况都具有惯性，惯性是物体的固有属性，质量是惯性的惟一量度惯性的大小与物体所处的运动状态无关三、重点与难点（一）、牛顿第一定律1牛顿第一定律正确揭示了力和运动的关系，明确了力是改变物体运状态的原因。2描述了物体不受外力作用时的状态是匀速直线运动状态或静止状态，这是一种理想化的状态.3揭示了物体都有惯性，所以又叫惯性定律4牛顿第一定律无法用实验加以验证，它是在“

4、理想实验”的基础上加以“科学推理”得出的，所导航学校 物理必修一 111谓“理想实验”是由在实际实验的基础上，根据实验现象，抓住问题的主要方面，忽影响实验的次要因素，对实验进行合理外推得到结论的实验方法 【典型例题1】 关于牛顿第一定律，下列说法中正确的( )A.伽利略的斜面实验是牛顿第一定律的实验基础B.笛卡儿在牛顿总结出第一定律之前，已经正确地表述了牛顿第一定律的内容C.牛顿第一定律在任何条件下都成立D.牛顿第一定律已孕育着牛顿第二定律产生的因素解析 (1)伽利略的理想斜面实验揭示了物体如果不受外力，将保持原来的运动状态不变这一基本属性，为牛顿第一定律的建立奠定了坚实的实验基础(2)笛卡儿

5、进一步补充和完善了伽利略的观点，他指出：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向，牛顿在伽利略、笛卡儿等人的研究基础上，系统地总结了力学的知识，得出了牛顿第一定律(3)牛顿第一定律适用于任何物体，具有定律的普遍性，但也是有条件的，只有在惯性系中才成立(4)牛顿第一定律已经孕育着牛顿第二定律产生的因素，如果物体受到的合力不为零，其运动状态必然会改变，也就是说必然会产生加速度正确选项为：A、B、D， 点评 在掌握知识的同时，也应对相关的物理学史有所了解， 反馈练习1 以下各说法中正确的是A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动B.不

6、受外力作用时，物体运动状态保持不变，是由于物体具有惯性 C.在水平面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持它运动的结果 D.物体运动状态变化时，物体必定受到外力作用反馈练习2. 伽利略理想斜面实验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： 1 减小第二个斜面的倾角，小球在这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，小球将滚上另一斜面； 3 如果没有摩擦，小球将上升到释放的高度；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匀速运动，请按实验先后次序排列，并指出它究竟属于可靠的事实，还是通过思维过程

7、的推论，下列选项中正确的是 ( )A.事实推论事实推论 B.事实推论推论推论C.事实推论推论推论 D.事实推论事实推论（二）、惯性1.惯性不是力，是物体的一种固有属性，是保持原来运动状态不变的性质 2.惯性大小由物体的质量惟一决定，而与物体的运动状态及物体受力与否均无关3.惯性的表现形式：物体不受力时，惯性表现为保持匀速直线运动或静止状态这种原来的状态在受力时，惯性表现物体运动状态改变的难易程度，质量越大，惯性越大，物体运动状态越难以改变【典型例题2】 将一玻璃瓶装水后密闭放在水平桌面上，在瓶的中部有一个气泡处于静止状态，如图所示，现突然用力将瓶子向前推动一下，则可以看到气泡相对于瓶子的运动情

8、况是 A.不动 B.向前 C.向后 D.无法确定解析: 物体受外力时，惯性表现为物体运动状态改变的难易程度由于惯性大小与质量有关，而同等体积的水的质量大于气泡的质量因此水的惯性远大于气泡的惯性，突然用力推瓶，水的惯性比气泡的惯性大，水保持静止状态的趋势远大于气泡保持静止状态的趋势，所以，气泡导航学校 物理必修一 112相对于瓶子向前运动，B项正确同理当玻璃瓶由运动突然停止时，气泡将相对于瓶 子向后运动，本题正确答案为B点评 物体惯性的大小由质量决定，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小.反馈练习3、下面关于惯性的说法中，正确的是A 运动速度大的物体比速度小的物体难以停下来，所以运动速度大的物

9、体具有较大的惯性B 物体受的力越大，要它停下来就越困难，所以物体受的推力越大，则惯性越大C物体的体积越大，惯性越大D 物体含的物质越多，惯性越大反馈练习4、如图所示，在水平平直公路上匀遠行驶的小车顶上，用绳子悬挂着一个小球(1)若剪断绳子，小球将落至A、B、C中的 点；(2)若小车速度突然减小，小球将偏向 方；(3)若小车速度突然增大，小球将偏向 方误区警示 在分析力学问题时，误认为运动的物体就一定受到力的作用，且运动物体的运动方向必与其受力方向相同，速度越大，则物体受力越大因此，必须深刻认识到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，物体的惯性只与物体的质量有关，质量是物体惯性大

10、小的量度惯性与物体的运动状态、速度大小、所处位置无关【典型例题3】 关于力和运动的关系，下列说法中正确的是A.物体的速度不断增大，表示物体必受力的作用B.物体的位移不断增大，表示物体必受力的作用C.物体朝什么方向运动，则这个方向上物体必受力的作用D.物体的速度大小不变，则其所受的合力必为零错解ABCD 剖析 该题错选的主要原因就是对基本概念理解不深刻，且日常错误观念影响误以为只有有力作用在物体上，物体才会运动，撤去外力，物体就要停下来，实际上，力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因运动状态的改变即速度的改变，而速度的改变包括大小和方向两个要素，速度的大小不变而方向改变，也是运动状态

11、改变了，说明一定有外力作用， 正解A第1节 牛顿第一定律同步检测基础巩固1、下列说法中正确的是A.物体不受力的作用就一定静止 B.物体不受力的作用就一定做匀速直线运动C.物体受力才能运动 D.以上说法都是错误的2、关于运动和力的关系，下列说法中正确的是 A.力是物体速度不断变化的原因 B.力是产生加速度的原因C.力是物体的位移不断增大的原因 D.力是物体运动状态发生变化的原因3、以下几种情况中，不需要对物体施加力的是 A.物体从静止变为运动 B.物体从运动变为静止C.物体的运动方向不断改变 D.物体的速度大小和运动方向都不改变4、火车在长直的轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现

12、仍落回到原处，这是因为 A.人跳起后，车厢内空气给他以向前的力，带着他随火车一起向前运动 导航学校 物理必修一 113B.人跳起的瞬间，车厢的地板给人一个向前的力，推动他随火车一起运动C.人跳起后，车继续前进，所以人落下必然偏后一些，只是由于时间很短，偏后的距离不易观察出来D.人跳起后直到落地，在水平方向上人和车具有相同的速度5、建筑工地上吊车正吊着一小车建筑材料匀速上升，某时刻车子边缘掉落一小块石子，则它掉落后（不计空气阻力）A.立即向下运动 B.仍将向上运动一小段时间C.它只受重力作用 D.它除受重力作用外，还受向上的冲力作用6关于惯性的大小，下列说法中正确的是 A.高速运动的物体不容易让

13、它停下来，所以物体运动速度越大，惯性越大 B.用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C.两个物体只要质量相同，那么惯性就一定相同D.在月球上举重比在地球上容易，所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小7、在空中下落的雨滴，在落至地面附近时可以看成是匀速直线运动，下述说法中正确的是 ( )A.雨滴开始下落阶段，运动状态不断改变，说明雨滴受到了力的作用B.匀速下落时，不受任何力的作用C.下落过程中，受到的各力大小不变D.匀速下落时，受到了平衡力的作用能力提升8、如图所示，在一辆表面光滑的小车上，有质量分别为m1，m2的两个小球(m1 ) m2)随车一起匀速运动，当

14、车突然停止时，如不考虑其他阻力，设车足够长，则两个小球( )A.一定相碰 B.一定不相碰C.不一定相碰 D.难以确定是否相碰，因为不知小车的运动方向9、有一仪器中电路如图所示，其中M是质量较大的一个金属块，两端与弹簧相连接，将仪器固定在一辆汽车上，当汽车急刹车时，哪只灯会亮？当汽车启动时，哪只灯会亮？为什么？ 10、如图所示，较重的书系于线CD的下端，书下再系根同样的线BA. (1) 若在线的A端慢慢增加拉力，则 线先断(2) 若在线的A端突然用力一拉，则 线先断 11、如图所示c俯视图，以速度v匀速行驶的列车车厢内有一水平桌面，桌面上的A处有一小球，若车厢中的旅客突然发现小车沿图中虚线由A向

15、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，向北转弯导航学校 物理必修一 114第2节实验：探究加速度与力、质量的关系导学案【学习目标】(l) 理解探究加速度与力、质量的关系的合理性和必要性。(2) 理解实验思路的合理性，以及用图象处理实验数据的有效性。(3) 经历实验的操作和测量过程，以及通过图象处理实验数据的过程，体验如何平衡摩擦阻力、减小系统误差（钩码所受的重力不等于小车所受的拉力等）的操作办法。(4) 体会整个探究过程的科学严谨和合理性。【自学教材】一、 实验原理保持物体的质量不变，测量物体在不同的力的作用下的加速度，分析加

16、速度与力的关系，保持物体所受力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系。实验中取一个小车做研究物体，需要测量的物理量有三个：小车的质量、小车所受的拉力、小车的加速度小车的质量可以用天平测量，要改变小车的质量，可以在小车中增减砝码；用小盘和砝码牵引小车，使小车做匀加速运动的力与小盘和砝码的重力相等，增减小盘中的砝码就可以改变小车受到力；在小车上安装一条打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度。分析以上所测数据，得出加速度与力、质量的关系。二、实验器材 一端带滑轮的光滑长木板，小车，纸带，细绳，小盘，砝码，打点计时器，导线，电源，天平，刻度尺。三、实验步骤1用天

17、平测出小盘的质量备用。2如图所示，把附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定于长木板上没有滑轮的一端，连接好电路，把纸带穿过打点计时器，一端固定在小车的后面；把细绳的一端拴在小车上，使细绳跨过滑轮3利用斜面平衡小车所受的摩擦力： 先去掉钩码，用垫块垫起木板的后端，选择合适的角度，在车后拖上纸带。打点计时器打点时，用手给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点子间隔基本均匀，就表明小车做匀速运动，即小车受到的阻力跟它的重力沿斜面方向的分力平衡。（此处同学们可以在实验后再分析）4在细绳下面系上小盘，盘中放上一个小砝码，记下小-盘和砝码的总质量，填入表1中。5使小车靠近打点计

18、时器，先接通电源，后放开小车，纸带随着小车运动，打点计时器就在纸带上打出一系列的小点。6取下纸带，选定某点，用刻度尺测量出出发点到该点的距离x，数出点的间隔得到时间t，根据a = x/t2算出加速度a,填入表1中。7更换纸带，增加砝码个数，重复上述步骤五次，把所有数据均填人表l中。8用天平测出小车的质量，填入表2中。9如图所示，把附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定于长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。把纸带穿过打点计时器，一端固定在小车的后面；把细绳的一端拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边系上小盘，盘中放上一个砝码。 10使小车靠近打点计时器，先接通电源，后放开

19、小车，纸带随着小车运动，打点计时器就在纸带上打出一系列的小点。11取下纸带，选定某点，用刻度尺测量出出发点到该点的距离x，数出点的间隔得到时间t，根据a =x/t2算出加速度a，填入表2中。12更换纸带，在小车中增加砝码个数，重复上述步骤7-9五次，把所有数据均填人表2中。导航学校 物理必修一 115表1实验次数123456小盘和砝码总质量（M/kg）小车所受拉力F/N小车加速度a/(m.s2)表2实验次数123456小车总质量（M/kg）小车加速度a/(m.s2)四、实验结论当小车质量不变时，加速度与拉力成正比关系；当拉力不变时，加速度与小车质量成反比关系五、注意事项1平衡摩擦力时不要挂重物

20、，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变盘和砝码的质量还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦。，2实验中必须满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝码总质量，只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等3各纸带上的加速度a都应是该纸带上的平均加速度4作图像时，要使劲尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点尽可能对称分布在所作直线两侧，离直线较远的点应舍去。5 小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手。【典型例题1】 一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的说法中正确的是A. 车速越大，它的惯性越大 B. 质量越大，它的惯性C. 车速越大，刹车后滑行

21、的路程越长 D. 车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大析：物体的惯性只决定于物体的质量，质量越大，惯性越大，刹车后滑行的路程与初速度和路面情况有关，初速度越大，滑行的路程越长，所以B、C是正确的【反馈练习1】在保持小车质量M不变，探究a与F的关系时，小车质量M和沙及沙桶质量m分别选取下列四组值，若其他操作都正确，那么在选用哪一组值测量时，所画出的a-F图线较准确？ A.M=500 g,，m分别为50 g、70 g、l00 g、125 g B.M=500 g，m分别为20 g、30 g、40 g、50 gC.M=200 g，m分别为 50 g、70 g、100 g、125 g D.M=1

22、00 g，m分别为30 g、40 g、50 g、60 g【反馈练习2】“控制变量法”是物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一在探究加速度与力、质量的关系的实验中，我们就用到了“控制变量法”下列说法中，你认为符合实际的是A.通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系B.通过保持小车质量不变，只改变小车拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系C.通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系D.先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量

23、三者之间的关系误区警示在利用打点计时器打出的纸带求运动物体的加速度时，错误地利用公式x = （x2-x1）导航学校 物理必修一 116+(x3-x2)+(xn-xn-1)=aT2来求，实际上，就成为x= (xn-xn-1) =aT2，这样就等于只用了两个数据，误差必然较大【典型例题2】实验装置如图甲所示，一木块放在水平长木板上，左侧拴有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连，木块右侧与打点计时器的纸带相连，在重物牵引下，木块在木板上向左运动，重物落地后，木块继续向左做匀减速运动，图乙给出了重物落地后，打点计时器在纸带上打出的一些点，试根据给出的数据，求木块与木板间的动摩擦因数u，要求写

24、出主要的运算过程，结果保留两位有效数字（打点计时器所用交流电频率为50 Hz，不计纸带与木块间的拉力，取重力加速度g=10 m/s2）错解 有给出的数据可知，重物落地后，木块在连续相等的时间内的位移分别是：x1= 7. 72 cm, x2=7. 21 cm, x3= 6.71 cm, x4 = 6. 25 cm, . :x5 =5. 76 cm, x6=5. 29 cm, x7=4. 81 cm, x8 =4. 31 cm根据匀变速直线运动的规律知，（x2-x1）+(x3-x2)+(x8-x7)=7 aT2,a=（x8 - x1）/7T2=-3.0m/s2.重物落地后木块只受滑动摩擦力的作用，

25、以m表示木块的质量，根据牛顿第二定律，有-mg=ma，解得=0.30.剖析：在处理打点计时器打出的纸带，求解运动物体的加速度时，要利用逐差法，这样各个数据都被利用了，计算结果误差较小，而利用上面的解法，只是利用了第一个和最后个数据，误差会较大。正解 由给出的数据可知，重物落地后，木块在连续相等的时间T内的位移分别是：x1= 7. 72 cm, x2=7. 21 cm, x3= 6.71 cm, x4 = 6. 25 cm, . :x5 =5. 76 cm, x6=5. 29 cm, x7=4. 81 cm, x8 = 4. 31 cm.以a表示加速度，根据匀变速直线运动的规律，有x = （x5

26、-x1）+(x6-x2)+(x7-x3)+(x8-x4)=4aT2，又知T=0.04s，解得a=-3.0m/s2.重物落地后木块只受滑动摩擦力的作用，以m表示木块的质量，根据牛顿第二定律，有-mg=ma 解得=0.30 第2节实验：探究加速度与力、质量的关系同步检测【基础巩固】1、探究“加速度与力和质量的关系”的实验中，下列说法中正确的是A为了减小实验误差，悬挂物的质量应远小于小车和砝码的总质量B为减小小车、纸带受到摩擦力对实验的影响，需把小车运动平板起始端略垫高C实验结果采用描点法画图象，是为了减小误差D实验结果采用坐标作图，是为了根据图象直观地作出判断2、实验台上备有下列器材：A电磁式打点

27、计时器、纸带及复写纸片；B.附有定滑轮的长木板; C.小车; D.砝码;E.钩码；F小桶、细绳、沙；G.两根导线；H.秒表；I.天平（附砝码）；J.刻度尺；K.弹簧秤；L.6V蓄电池;M.学生电源；N.小木板；Q铁架台为探究加速度与力和质量的关系，选用的器材是_.质量m/kg受力F/N加速度a/(m/s2)10.50.2520.5031.0041.051.53、右表是探究牛顿第二定律实验所得到的数据，若利用前三组数据探究加速度与受力的关系，则2、3组数据中物体的质量分别为_ 、 _；若利用后三组数据探究加速度与物体质量的关系，则4、5组数据中物体所受的力分别为_,_.4、实验中保持滑块质量不变

28、，改变滑块受力时，测出滑块在相等时间内由静止开始运动的位移x.以小车的受力F为横坐标，以小车的位移x为纵坐标作图，得出的图象应是导航学校 物理必修一 117_，得出的实验结论应是_.5、用图甲所示的装置研究质量一定时加速度与作用力的关系，研究的对象是放在长木板上的小车，小车的质量为M，长木板是水平的小车前端拴着细轻绳，跨过定滑轮，下面吊着沙桶，实验中认为细绳对小车的作用力F等于沙和桶的总重量mg.用改变沙的质量的办法来改变对小车的作用力F，用打点计时器测出小车的加速度a，得出若干组F和a的数据然后根据测得的数据作出a-F图象.一学生作出如图乙所示的图线，发现横轴上的截距OA较大，明显地超出了偶

29、然误差的范围，这是由于在实验中没有进行下面的步骤，即_.【能力提升】6、在探究加速度与力、质量的关系实验中，某生将实验装置按如图所示进行安装，准备接通电源后开始做实验，但他的装置图中有几个明显的错误，请你给予纠正_7、某学生在探究加速度与力、质量的关系时，先保持小车的质量一定，测得小车的加速度a和所受拉力F的数据如下表所示：F/N0.100.200.300.400.50a/(m/s2)0.100.190.310.390.51(1) 根据表中的数据在图中作出a-F图线.(2) 假设物体的质量等于拉力与加速度的比，即m=其中力的单位取N，加速度的单位取m/s2，请你根据所作的图线，求出物体的质量(

30、3) 在探究加速度和质量的关系时，根据得到的数据作出a-图线，其中加速度的单位是m/s2，质量的单位是kg。如果作用力等于加速度与质量的乘积，那么利用a-图线怎样求出作用力的大小？第1节 牛顿第一定律参考答案自学教材 1 （1）运动 静止 维持 （2）静止 同一高度 更远 永远 (3)力 改变 (4)受到外力 静止状态 曲线 2.匀速直线运动 静止 力 3.(1)匀速直线运动 静止 (2)质量 标反馈平台 l. ABD 2. B 3. D 4(1) B (2) 前 (3) 后 （1）小球落下时，由于具有惯性，保持原来的水平速度，即小球在水平方向上与车相对静止，所以落在悬挂点的正下方；(2)小球落下时，由于惯性保持原来的水平速度，当小车速度减小时，小球在水平方向上相对小车 向前运动，所以落在悬挂点前方；（3）小球落下时，由于惯性保持