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第8课时 牛顿第一定律 二力平衡
真题回顾 把握考向
命题点一 力与运动综合
1.[2019·呼和浩特,5题2分]小明开着小货车运送货物,货车在平直公路上做匀速直线运动,下列说法正确的是 ( )
A.小货车所受的重力与路面对小货车的支持力是一对平衡力
B.小货车行驶过程中以路边的树木为参照物,车是静止的
C.小货车刹车后还要滑行一段距离,是因为受到惯性力的作用
D.小货车对公路的压力与公路对小货车的支持力是一对相互作用力
2.[2018·呼和浩特,5题2分]如图8-1所示,一铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上,在竖直向上的拉力F的作用下,铁块竖直向上做匀速直线运动。下列说法正确的是 ( )
图8-1
A.磁性平板对铁块的吸引力和铁块对磁性平板的吸引力是一对平衡力
B.拉力和重力是一对相互作用力
C.若一切外力突然消失,铁块会一直向上做匀速直线运动
D.铁块受到的滑动摩擦力方向竖直向上
3.[2016·呼和浩特,8题2分]以下说法正确的是 ( )
A.投篮时,篮球离手后继续飞向篮筐是因为篮球受推力的作用
B.手握水杯静止在空中,水杯只受重力、摩擦力这两个力的作用
C.太阳东升西落,说明无论以什么物体为参照物,它都是运动的
D.以卵击石,虽然卵破,但卵对石头的力与石头对卵的力大小相等
4.[2015·呼和浩特,6题2分]如图8-2所示,物体在20 N的水平拉力F作用下沿水平地面向右以3 m/s的速度匀速运动了10 m。撤去水平拉力后,该物体又向前运动了1.5 m后停了下来。则 ( )
图8-2
A.物体受到的重力和它对地面的压力是一对作用力和反作用力
B.撤去拉力后,物体慢慢停止运动,说明惯性与速度有关
C.物体匀速运动时拉力与它受到的摩擦力是一对平衡力
D.撤去拉力后,物体慢慢停止运动,说明力是维持物体运动的原因
5.(多选)[2014·呼和浩特,9题3分]下列判断正确的是 ( )
A.在探究“动能大小与什么因素有关”的实验中,先探究质量一定时,动能与速度的关系,研究问题的方法是“控制变量法”
B.地球同步卫星相对于地球上的建筑物是静止的
C.如果两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上,这两个力就彼此平衡
D.惯性是物体的固有属性,一切物体都有惯性
命题点二 探究运动和力的关系
6.[2017·呼和浩特,13题3分]在探究运动和力关系的实验中,将同一辆小车从相同的高度处由静止开始沿斜面滑下,如图8-3所示。第一次水平木板上铺有毛巾,第二次是棉布,第三次直接滑在水平木板上,小车在三种不同的水平面运动一段距离后,分别停在木板上的不同位置。
图8-3
(1)小车在三个不同的水平面上运动时,水平面越光滑,小车运动的距离越 (选填“远”或“近”),这表明小车受到的摩擦力越 (选填“大”或“小”)。
(2)对上问实验分析后可以推测:如果小车在水平面受到的阻力为零,物体将保持 运动状态不变。
(3)英国科学家 对上面实验进行科学的推理,并概括出著名的 定律。
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|基础达标|
一、选择题
1.研究物理问题的常见方法有:控制变量法、等效替代法、转换法、模型法、比较法、归纳法、类比法和实验+推理等,下列判断正确的是 ( )
A.在研究磁场时,引入磁感线对磁场进行形象地描述,采用了归纳法
B.探究杠杆平衡条件的实验中,通过计算对应的动力与动力臂的乘积、阻力与阻力臂的乘积,得出杠杆的平衡条件,采用了控制变量法
C.在探究阻力对物体运动的影响时,推理出物体不受阻力时将以恒定不变的速度永远运动下去。采用了实验+推理的方法
D.在探究电流的热效应跟电阻的关系时,用质量相等的煤油的温度变化来比较不同电阻丝产生的热量,采用了模型法
2.北京时间2015年7月14日19点49分,这是一个注定要载入天文学史册的历史时刻——美国国家航空航天局(NASA)发射的“新视野号”飞船,经过9年的星际旅行,首次近距离飞越冥王星,如图8-15所示是飞船拍下的冥王星的高清照片,如果飞船所受外力全部消失,那么飞船将 ( )
图8-15
A.沿原路径返回地球
B.沿原方向做减速直线运动
C.沿原方向做加速直线运动
D.沿原方向做匀速直线运动
3.[2018·扬州]图8-16中人或物体运动到最高点时,若外力全部撤销,能保持做匀速直线运动的是( )
图8-16
4.[2019·潍坊]2019年4月28日,第55届世界乒乓球锦标赛单项赛在匈牙利结束,中国乒乓球队时隔八年再度包揽单项赛全部五枚金牌。图8-17是运动员在比赛中的场景,下列说法正确的是 ( )
图8-17
A.乒乓球速度越大,惯性越大
B.击球时,球和拍都会发生弹性形变
C.球在空中运动时,运动状态不变
D.球被水平击出后,若所受外力全部消失,球将立即竖直下落
5.[2019·泰安]关于惯性,下列四个现象对应的说法正确的是 ( )
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
6.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8-18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 ( )
图8-18
7.[2017·盐城]每年都有一大批丹顶鹤从北方迁徙到盐城市滩涂越冬。如图8-19所示,一只丹顶鹤正沿直线朝斜下方向匀速滑翔,此过程中,空气对它作用力的方向 ( )
图8-19
A.竖直向上 B.竖直向下
C.与运动方向相同 D.与运动方向相反
8.[2019·南京]如图8-20所示,两辆相同的小车上分别固定一块磁体和一个铁块,将它们靠近到一定距离后由静止释放,两小车同时运动。下列说法正确的是( )
图8-20
A.两小车相互远离
B.小车运动起来是因为小车有惯性
C.磁体对铁块有作用力,同时铁块对磁体也有作用力
D.磁体对铁块的作用力和铁块受到的重力是一对平衡力
9.[2019·成都]如图8-21所示,“和谐号”动车满载旅客从成都东站缓缓驶出前往西安。下列说法正确的是 ( )
图8-21
A.坐在列车上的乘客相对于车站是静止的
B.列车由静止变为运动,列车的惯性减小了
C.列车受到的牵引力和铁轨对它的支持力是一对平衡力
D.列车加速前进时,它受到的牵引力大于它受到的阻力
10.[2019·鄂州]2019年6月6日,世界女排联赛香港站中,中国女排在比分落后的情况下,发扬顽强拼搏的精神,连续扳回三局,最终以总比分3∶2逆转夺冠。下列有关情景中的说法不正确的是 ( )
A.排球在空中运动过程中受力不平衡
B.排球被重扣后加速向下运动的过程中,惯性越来越大
C.队员发球时,击球瞬间对球做了功
D.二传手向上撑球,球向上运动;主攻手用力向下扣球,球急转直下。说明力的方向会影响力的作用效果
11.[2019·德州]2019年3月10日,“长征三号乙”运载火箭成功将“中星6C”通信卫星送入太空,“中星6C”卫星是一颗用于广播和通信的地球同步卫星,图8-22所示是火箭发射时的场景。下列说法不正确的是 ( )
图8-22
A.火箭升空利用了力的作用是相互的
B.火箭加速升空过程中,推力和阻力是一对平衡力
C.进入预定轨道后,“中星6C”通信卫星相对地面是静止的
D.“中星6C”卫星是利用电磁波传递高质量语音、数据、广播电视等信息
12.[2019·连云港]下列关于运动和力的说法正确的是 ( )
A.物体不受力时,一定保持静止状态
B.牛顿第一定律是通过实验直接总结出来的
C.运动的物体具有惯性,静止的物体没有惯性
D.静止在地面上的“歼-20”战机,受平衡力的作用
二、实验题
13.[2018·眉山]如图8-23所示,在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,观察将毛巾、棉布分别铺在水平木板上和只有木板的三种情况下,让小车分别从斜面顶端由静止下滑时,小车在水平面上滑行的距离。
图8-23
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止下滑的目的是:使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小
(选填“相等”或“不相等”)。
(2)实验中改变小车所受阻力大小,是通过改变 来实现的。
(3)实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近;在棉布表面滑行的距离较远;在木板表面滑行的距离最远。说明小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”)。
(4)推理:如果小车在水平面上滑行,受到的阻力越来越小,直到变为零,它将做 。
(5)在大量经验事实的基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出了牛顿第一定律,所以牛顿第一定律虽然不是直接由实验得出的,但是是通过符合逻辑的 得出的正确结论。
(6)牛顿第一定律告诉了我们物体的运动 (选填“需要”或“不需要”)力来维持,一切物体都有保持原来
不变的性质。
14.[2019·内江]如图8-24所示,是“探究二力平衡条件”的实验装置图。
图8-24
(1)实验时使用小车而不使用木块,是因为小车与桌面间的 更小,从而减小对实验结果的影响。
(2)在实验开始时,由于粗心只在左盘中放入砝码,小车立即向左运动,在运动过程中,左盘中砝码的重力势能将 ,动能将 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)当两个盘中分别放上相同的砝码后,小车静止在桌面上,这说明二力平衡时,两个力的大小 。
三、综合题
15.[2019·枣庄]如图8-25所示,在拉力F=10 N的作用下,物体沿水平面向右做匀速直线运动,物体受到的摩擦力是 N;当撤去拉力F时,物体将 ,此时,假设重力突然消失,在不计空气阻力的情况下,物体将 。(最后两空均选填“保持静止状态”“做减速直线运动”或“做匀速直线运动”)
图8-25
16.[2019·潍坊]一遥控小电动车在平直的路面上做直线运动,其速度v随时间t变化的图像如图8-26所示。已知在4~8 s内小车受到的牵引力恒为10 N,则在4~8 s内小车受到的合力为 N,运动的路程为 m;在0~4 s内小车受到的摩擦力 (选填“大于”“等于”或“小于”)10 N。
图8-26
17.物体只在重力作用下由静止开始下落的运动,叫自由落体运动,这种运动只在没有空气的空间才能发生,在有空气的空间,如果空气阻力相对物体的重力比较小,可以忽略,物体的下落也可以近似地看作自由落体运动。
(1)为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关,物理学习研究小组(一)提出了如下猜想:
猜想一:物体下落的时间与物体的材料有关;
猜想二:物体下落的时间与物体的质量有关;
猜想三:物体下落的时间与物体下落的高度有关。
为验证猜想的正确性,小组同学用6个金属球做了一系列实验,实验数据记录如下:
实验
序号
材料
质量/g
下落高度/m
下落时间/s
1
铁球
50
10
1.43
2
铝球
50
10
1.43
3
铜球
50
10
1.43
4
铝球
50
15
1.75
5
铜球
80
20
2.02
6
铁球
80
10
1.43
①为了验证猜想一,应比较实验序号为 、 和 的实验数据;分析可知,物体下落的时间与物体的材料 (选填“有关”或“无关”)。
②为了验证猜想二,应比较实验序号为 和 的实验数据;分析可知,物体下落的时间与物体的质量 (选填“有关”或“无关”)。
③为了验证猜想三,应比较实验序号为 和 的实验数据;分析可知,物体下落的时间与物体下落的高度 (选填“有关”或“无关”)。
(2)物理学习研究小组(二)也对这个问题进行了研究,他们让质量相等的铁球和纸团同时从同一高度由静止开始下落,他们发现两者下落时间不相等,原因是: 。
(3)如图8-27甲是某实验小组绘制的金属球由静止自由下落的高度h与时间t的关系图像;则图乙中描述重力对该球做功W与时间t关系的四种图像中,正确的图像是 。
图8-27
|挑战自我|
18.[2019·广州]静止在水平地面上的密闭装置内部如图8-28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,请由此判断该装置是向哪个方向运动 ( )
图8-28
A.东 B.南 C.西 D.北
19.[2018·内江]如图8-29所示,A、B、C三个石块叠在一起处于静止状态,下列说法正确的是( )
图8-29
A.石块B所受合力不为零
B.石块B受到石块A的重力和压力的作用
C.石块B受到的重力和石块C对石块B的支持力是一对平衡力
D.石块B对石块C的压力和石块C对石块B的支持力是一对相互作用力
20.[2018·攀枝花]地球自转的方向为自西向东,太空中的地球同步卫星相对于学校操场是 (选填“静止”或“运动”)的,小明在操场进行立定跳远时,向哪个方向跳成绩更好? (选填“向东”“向西”或“都一样”)。
【参考答案】
真题回顾 把握考向
1.D
2.C
3.D
4.C
5.ABD
6.(1)远 小 (2)匀速直线 (3)牛顿 牛顿第一
达标检测 巩固提升
1.C
2.D
3.C
4.B [解析]惯性的大小只与物体的质量有关,与其他因素无关,乒乓球的质量没有改变,所以惯性不变,A错误;力可以改变物体的形状,球拍击球时,它们之间的作用力会使乒乓球和球拍的形状发生形变,即乒乓球和球拍都会发生弹性形变,故B正确;球在空中运动时,其方向不断发生变化,则运动状态发生改变,故C错误;球被水平击出后,若所受外力全部消失,根据牛顿第一定律可知,球将沿水平方向做匀速直线运动,故D错误。
5.B
6.B
7.A [解析] 当丹顶鹤沿直线匀速下滑时,它处于平衡状态,受力平衡,丹顶鹤受到重力和空气对它的作用力,这两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,重力的方向竖直向下,所以空气对丹顶鹤的作用力的方向竖直向上,故选A。
8.C [解析]因为磁体对铁块具有吸引力,所以将它们靠近到一定距离后由静止释放,两小车将靠近,故A错误;力是改变物体运动状态的原因,小车运动起来是因为磁体和铁块之间彼此产生了力的作用,力使小车运动,故B错误;物体间力的作用是相互的,所以磁体对铁块有作用力,同时铁块对磁体也有作用力,故C正确;磁体对铁块的作用力和铁块受到的重力不在一条直线上,方向不相反,大小也不一定相等,不是一对平衡力,故D错误。
9.D [解析]坐在列车上的乘客和车站的位置发生了变化,乘客相对于车站是运动的,故A错误。惯性只与质量大小有关,与速度无关,故B错误。牵引力沿水平方向,支持力沿竖直方向,二者没有作用在同一直线上,不是一对平衡力,故C错误。列车加速运动时,合力方向与速度方向一致,牵引力大于阻力,故D正确。
10.B
11.B [解析]火箭升空时,向下喷出高温高压的燃气,燃气对火箭施加向上的作用力,利用了反冲力,说明物体间力的作用是相互的,故A正确;火箭加速升空,受到的不是平衡力,受平衡力时应做匀速直线运动,故B错误;“中星6C”通信卫星进入预定轨道后,与地面的相对位置不再发生改变,因此相对于地面是静止不动的,故C正确;卫星在太空飞行过程中,利用电磁波传递信息,故D正确。
12.D [解析]物体不受力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,故A错误;牛顿第一定律是通过实验,再加上科学的推理得出的,故B错误;任何物体都具有惯性,惯性与物体运动状态无关,静止和运动的物体都具有惯性,故C错误;静止在地面上的“歼-20”战机,处于平衡状态,受到平衡力的作用,故D正确。
13.(1)相等 (2)水平面的粗糙程度 (3)慢
(4)匀速直线运动 (5)推理 (6)不需要 运动状态
14.(1)摩擦力 (2)变小 变大 (3)相等
[解析](2)只在左盘中放入砝码,小车向左加速运动,则砝码加速下降,由于砝码质量不变,则左盘中砝码的重力势能变小,动能变大。
15.10 做减速运动 做匀速直线运动
[解析]在拉力F=10 N的作用下,物体沿水平面向右做匀速直线运动,物体受到的摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等;
当撤去拉力F时,物体只受摩擦力的作用,受力不平衡,故物体将做减速运动,此时,假设重力突然消失,则压力消失,摩擦力也消失,物体在水平方向上不受力的作用,在不计空气阻力的情况下,物体由于惯性,将保持力消失瞬间的运动状态不变,做匀速直线运动。
16.0 16 等于
[解析]由图像可知,在4~8 s内小车做匀速直线运动,处于平衡状态,因此受到的合力为0 N;其速度为4 m/s,其运动的路程为s=vt=4 m/s×4 s=16 m;由于在4~8 s内做匀速直线运动,其牵引力与摩擦力相等,故摩擦力为10 N;在0~4 s内小车做加速运动,但压力和接触面粗糙程度均不变,所以摩擦力也不变,为10 N。
17.(1)①1 2 3 无关 ②1 6 无关 ③2 4 有关 (2)纸团受到阻力较大 (3)C
18.B [解析]因为装置运动,当小球从杆上落下后,装置仍然运动,而小球由于惯性,在水平方向上保持静止,在重力的作用下将下落,因此落在装置的后方;由图乙可知,小球落在装置的北方,所以装置向南运动;故A、C、D错误,B正确。
19.D [解析] 石块B处于静止状态,所受合力为零,故A错误;石块A的重力作用在石块A上,石块B受到石块A的压力,这个压力大小等于石块A的重力,但与石块A的重力不是一个力,也不能认为这两个力同时作用在石块B上,故B错误;石块C对石块B的支持力大小等于A、B两个石块的总重力,与石块B受到的重力大小不相等,故C错误;物体间力的作用是相互的,石块B对石块C有压力作用,反之,石块C对石块B有支持力作用,这两个力大小相等,方向相反,作用在两个物体上,作用在同一直线上,是一对相互作用力,故D正确。
20.静止 都一样
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