第7章　力与运动

7.1 科学探究：牛顿第一定律

1.牛顿第一定律

伽利略对亚里士多德的观点“物体的运动需要力来维持”提出了质疑。通过实验发现运动的物体不受力，将会继续保持同样的速度沿直线永恒运动下去。

牛顿通过实验探究，已经对伽利略等前人的观点进行总结得出了牛顿第一定律。

一切物体在不受任何外力作用的时候，总保持匀速直线运动或静止状态。

牛顿第一定律是通过大量的实验积累，并进行进一步推理得出的。（理想实验法或推理法）

2.惯性

定义：任何物体都有保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质。且惯性只于质量有关。

惯性的利用：洗衣机脱水，跳远助跑

防止惯性的危害：系安全带，禁止超重

【重要提示】

只能说具有惯性或者有惯性，题目说到惯性力或者受到惯性都是错误的

1.探究阻力对物体运动的影响

【例1】（2020·江苏省初二期中）如图1所示，为探究阻力对物体运动的影响，让小车自斜面顶端从静止开始下滑。

(1)让小车从同一高度滑下，目的是为了控制小车每次滑到水平面时的速度_____；

(2)在实验中是通过改变_____来改变小车所受阻力大小的；

(3)在实验中，发现小车在毛巾表面上滑行的距离最近，在棉布表面滑行的距离较远，在木板上滑行的距离最远，说明小车受到的阻力越小，速度减小得_____（选填“越慢”或“越快”）；

(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_____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_____（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；

【答案】相等    接触面的粗糙程度    越慢    匀速直线运动    伽利略    推理    不需要    运动状态     

【解析】

(1)[1]每次都从斜面上同一位置释放，使小车运动到斜面底端时的速度相等。

(2)[2]在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体，由毛巾表面到棉布再到木板，接触面的粗糙程度减小，小车受到的阻力也减小，即目的是改变水平面的粗糙程度，从而改变阻力的大小。

(3)[3]实验中发现：小车在毛巾表面上滑行的距离最短，在木板的表面上滑行的距离最长，这表明表面越光滑，阻力就越小，小车运动的距离就越远，这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。

(4)[4]假如小车受到的阻力为零，即小车不受力，小车的运动状态将不会改变，做匀速直线运动。

(5)[5][6]由上分析可知，牛顿第一定律是在实验的基础上，总结了伽利略等人的研究成果，通过推理得出的，不是用实验直接得出的。

(6)[7][8]牛顿第一定律的内容为：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，这表明物体的运动不需要力来维持，一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。

2.惯性

【例2】（2020·湖北省初二期中）以下关于惯性的说法正确的是（  ）

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．匀速行驶中的客车突然刹车，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

【答案】C

【解析】

A．惯性大小只与质量有关，与物体速度的大小无关，故A错误；

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，难以推动的物体受到的静摩擦力大，故B错误；

C．匀速行驶中的客车突然刹车，乘客下半身随车减速，而上半身由于惯性保持原来向前的速度而向前倾倒，故C正确；

D．惯性是物体的固有属性，一切物体在任何地点，任何时刻都有惯性，即物体不受外力作用和受力的作用时都有惯性，故D错误。

故选C。

【常考1】牛顿第一定律

【例1】（2020·河北省初二期中）下列情况中运动状态没有发生改变的是（　　）

A．汽车起动 B．汽车拐弯

C．汽车减速上坡 D．汽车在平直的公路上匀速直线行驶

【答案】D

【解析】

A．汽车启动，车由静止变为运动，所以运动状态发生变化，故A不符合题意；

B．汽车拐弯，车的运动方向改变，所以运动状态发生变，故B不符合题意；

C．汽车减速上坡，车的速度减小，运动状态发生改变，故C不符合题意；

D．汽车在平直的公路上匀速行驶,车的速度没有改变，车的运动方向也没有改变，则汽车的运动状态没改变，故D符合题意。

故选D。

【常考2】惯性

【例2】（2020·河北省初二期中）下列有关惯性的说法正确的是（　　）

A．小明没有推动静止的汽车，是由于汽车没有惯性

B．拍打衣服灰尘脱落，是由于灰尘有惯性

C．高速飞行的子弹穿入木头后静止，它的惯性就消失了

D．跳远运动员要助跑后起跳，是为了增大惯性

【答案】B

【解析】

A．一切物体在任何情况下都有惯性，故A错误；

B．衣服和灰尘本来是静止的，当用力拍打衣服时，衣服运动了，而灰尘由于惯性保持静止，和衣服分开而脱落，故B正确；

C．一切物体在任何情况下都有惯性，惯性不会消失，故C错误；

D．惯性只与物体的质量有关，而与速度无关，所以运动员助跑并不是为了增大惯性，故D错误。

故选D。

【热点题型1】惯性

1.（2020·江苏省初二期中）下列现象中，不属于惯性的应用的是（　　）

A．锤头松了，把锤柄的一端在固定物上撞击几下，锤头就紧紧套在锤柄上

B．子弹从枪膛里射出后，虽然不再受到推力作用，但仍能向前运动

C．用力拍打刚晒过的被子，可以除去附着在被子上的灰尘

D．为了防止汽车追尾事故的发生，要求对汽车进行限速和保持一定车距

【答案】D

【解析】

A．锤头松了，把锤柄在地面上撞击几下，锤头由于惯性要保持原来的运动状态继续向下运动，从而锤头就紧套在锤柄上，利用了惯性，故A不符合题意；

B．射击时，子弹在枪膛里受到火药气体的推力作用，并获得很大的速度，离开枪口后由于惯性仍继续高速前进，该现象利用了惯性，故B不符合题意；

C．用手拍打被子时，被子由于受到手的作用力由静止变为运动，而被子上的灰尘由于惯性要保持原来的静止状态，灰尘和被子就会分离，利用了惯性，故C不符合题意；

D．在公路上两辆汽车距离太近时，前面的汽车停车时，后面的汽车刹车不及时，后车由于惯性仍向前运动会撞到前面的汽车，所以为了防止汽车追尾事故的发生，要求对汽车进行限速和保持一定车距，这是防止惯性带来的不利影响，故D符合题意。

故选D。

1.（2020·河北省初三一模）下列有关惯性和运动的说法正确的是 （　　）

A．竖直向上抛出的小球，上升到最高点时虽然速度为零，但处于非平衡态

B．宇航员在太空中是自由漂浮的，因此没有惯性

C．汽车匀速转弯时受到惯性力作用，处于平衡态

D．高速飞行的子弹能打死大雁，是因为子弹的惯性比大雁大

【答案】A

【解析】

A．竖直向上抛出的小球，上升到最高点时虽然速度为零，但受到向下的重力作用，为非平衡力，处于非平衡态，故A项正确；

B．任何物体都有惯性，故B项错误；

C．惯性不是力，故C项错误；

D．惯性大小只与物体质量有关，子弹的质量小于大雁，所以子弹的惯性比大雁小，高速飞行的子弹能打死大雁，是因为子弹具有较大的动能。故D项错误。

故选A。

2.（2019·福建省初二期中）一颗人造地球卫星，正绕着地球做匀速圆周运动，如果在这时它受到的所有的外力突然同时消失，则这颗卫星将（　　）

A．仍在原轨道继续做匀速圆周运动 B．立即匀速落向地面

C．沿直线匀速飞向太空 D．停在原处

【答案】C

【解析】

根据牛顿第一定律可知，正在运动的物体，如果它受到的所有外力同时消失，说明该物体受力为零，所以该物体将做匀速直线运动。

故选C。

3.（2019·福建省初二期中）12月2日是全国交通安全日，而惯性是造成许多交通事故的原因，下列不是为了防止由于惯性而造成交通事故所制定的交通规则是

A．机动车辆不能超载

B．车辆快速行驶时要保持车距

C．车辆要右侧通行

D．小型客车的驾驶员必须系安全带

【答案】C

【解析】

A. 机动车辆不能超载是因为超载使车辆的质量增大，惯性增大，容易造成交通事故，故A不合题意；B. 车辆快速行驶时要保持车距，是因为如果车距过近，当车辆刹车时，由于惯性继续向前运动，容易造成交通事故，故B不合题意；C. 车辆要右侧通行是为了保持良好的通行秩序，与惯性无关，故C符合题意；D. 小型客车的驾驶员必须系安全带，是因为当车辆刹车时，由于惯性人继续向前运动，容易造成碰撞事故，故D不合题意。故选C.

4.（2019·福建省初二期中）惯性是一切物体固有的属性．在如图所示的四种物体中，惯性最大的是（　　）

A．飞翔的老鹰 B．出膛的子弹

C．行驶的汽车 D．进站的动车

【答案】D

【解析】

四个选项中，动车的质量最大，质量大的物体惯性就大，惯性大小和物体的运动速度无关．

故选D．

5.（2020·安徽省初二月考）司机在驾驶汽车时必须要系上安全带，系上安全带可以（ ）

A．减小汽车的惯性，防止发生事故

B．减小司机的惯性，防止发生事故

C．减小因汽车突然减速造成的伤害

D．减小因汽车突然加速造成的伤害

【答案】C

【解析】

AB．汽车和司机的质量是一定的，有无安全带，汽车行驶速度大小，汽车和司机的惯性都不变。不符合题意；

C．司机原来和车一起向前运动，紧急刹车时，车由运动突然变成静止，而司机由于具有惯性，继续向前运动，容易撞到挡风玻璃发生伤害，使用安全带可以起到保护作用。符合题意；

D．司机原来和车一起向前运动，突然加速时，司机由于具有惯性，会向后运动，座椅可以对实际起到保护作用。此时安全带不起作用。不符合题意。

故选C。

6.（2020·安徽省初二月考）下列情境中物体的运动状态没有发生改变的是

A．正在弯道上速滑的运动员

B．正在做匀速圆周运动的物体

C．水平桌面上静止的物理书

D．沿滑梯加速下滑的小孩

【答案】C

【解析】

A．正在弯道上速滑的运动员，速度不变，但运动方向时刻在变，即运动状态发生改变，故A不符合题意；

B．正在做匀速圆周运动的物体，速度不变，但运动方向时刻在变，即运动状态发生改变，故B不符合题意；

C．水平桌面上静止的物理书，由于处于静止状态，所以其运动状态不变，故C符合题意；

D．沿滑梯加速下滑的小孩，速度大小时刻改变，即运动状态发生改变，故D不符合题意．

7.（2020·甘肃省初二期中）下列事例或现象中不能用惯性知识解释的是 (    )

A．在马路上骑自行车不宜太快，防止造成交通事故

B．树上熟透的苹果，沿竖直方向落下

C．汽车在刹车或启动时，乘客会前倾或后仰

D．在匀速行驶的列车上，晓明向上跳起后仍然落回原处

【答案】B

【解析】

A．自行车骑的太快，保持原来的快速运动状态不容易停下来，造成交通事故，故A不符合题意；

B．中熟透的苹果之前静止，受重力作用沿竖直方向落，没有变现出保持原来静止状态不变的性质，只是说明重力方向是竖直向下的，符合题意；

C．汽车刹车时，汽车已经慢下来了，人由于惯性还保持原来的速度向前，就会比车快，所以向前倾．启动时刚好相反，不符合题意；

D．匀速行驶列车上，晓明挑起后由于惯性还保持原来的匀速的速度，和火车速度一样，所以扔落回远处，不符合题意。

故选B。

8.（2020·河北省初三其他）下列关于运动和力的说法正确的是（  ）

A．乘车时系上安全带是为了减小惯性

B．空中自由下落的小球速度越来越快，小球的惯性越来越大

C．如果所有的力突然全部消失，在空中飞行的足球将保持匀速直线运动

D．离开枪膛的子弹向前飞行是因为受到惯性作用

【答案】C

【解析】

A．一切物体都有惯性，只与物体的质量有关，与其他因素都无关，系好安全带不是为了减小惯性，而是为了防止因为惯性而产生的运动，故A错误；

B．一切物体都有惯性，只与物体的质量有关，自由下落的小球的惯性不变，故B错误；

C．物体不受外力作用时，原来静止的物体将永远保持静止状态，原来运动的物体将永远做匀速直线运动，因为足球原来是运动状态，当外力突然消失，足球仍然保持原来的运动状态，所以足球将保持原来的速度作匀速直线运动，故C正确；

D．惯性是物体的一种性质，子弹离开枪膛后能在空中继续飞行，是因为子弹具有惯性，而不是受到惯性的作用，故D错误。

故选C。

9.（2020·河北省初三其他）同学们对运动场上出现的现象进行了讨论。下列说法正确的是（　　）

A．百米运动员冲过终点时，由于受到惯性力的作用不会立即停下来

B．抛出去的篮球会在空中继续运动，是因为篮球具有惯性

C．踢出去的足球在地上越滚越慢，说明物体的运动需要力来维持

D．跳远运动员助跑起跳，是为了增大惯性

【答案】B

【解析】

A、百米运动员冲过终点时，由于具有惯性不会立即停下来。惯性不是力，不能说受到惯性力的作用，故A错误；

B、抛出去的篮球会在空中继续运动，是因为篮球具有惯性，要保持原来的运动状态，故B正确；

C、踢出去的足球在地上越滚越慢，说明力是改变物体运动状态的原因，故C错误；

D、惯性的大小只与物体的质量有关，所以跳远运动员助跑起跳，是利用了惯性，但不能增大惯性，故D错误。

10.（2019·福建省初二期中）在探究“阻力对物体运动的影响”时，使用的器材有斜面、木板、毛巾、棉布和小车。

（1）实验时要固定斜面，并让小车从斜面上_____（选填“同一”或“不同”）位置由静止滑下，目的是使小车到达水平面时的速度大小____（选填“相同”或“不相同”）

（2）根据实验现象，可以得出结论，水平面越光滑，小车受到的阻力越______，在水平面上运动的距离越_______；

（3）如果水平面绝对光滑，对小车没有阻力，则小车将做_______运动。

【答案】同一    相同    小    远    匀速直线   

【解析】

(1)[1][2]让小车从斜面的同一高度由静止下滑的目的是，当小车到达水平面时，使小车的速度相同。

(2)[3][4]毛巾、棉布、木板粗糙程度变小，阻力变小，根据实验现象，可以得出结论，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，在水平面上运动的距离越远。

(3)[5]由(2)知，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，在水平面上运动的距离越远；如果水平面绝对光滑，对小车没有阻力，则小车将做匀速直线运动。

1.（2020·四川省初二期中）“后羿射日”是大家熟悉的我国上古时期的神话故事．后羿射出去的箭离地而起后，假设突然不受任何力的作用，射出去的箭会（  ）

A．落回地面 B．飞向太阳 C．停在空中 D．绕地球转动

【答案】B

【解析】

根据牛顿第一定律可知，当物体不受任何外力的情况下，总保持静止状态或匀速直线运动状态，射出的箭是运动的，所以当突然不受任何力的作用时，箭将保持原来的速度和方向不变，做匀速直线运动，一直飞向太阳。

故选B。

2.（2020·四川省初二期中）一位乘客乘坐在一辆由南向北作匀速直线运动的火车上，他把一个苹果竖直向上抛去，苹果下落后将（  ）

A．正落在手中 B．落在手南面 C．落在手北面 D．都有可能

【答案】A

【解析】

在做匀速直线运动的火车车厢内，乘客把苹果竖直向上抛出，苹果由于具有惯性仍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抛出点的正下方，即落入乘客的手中。

故选A。

3.（2020·甘肃省初二期中）一氢气球吊着一重物以1米/秒的速度匀速竖直上升，在上升过程中，吊物体的绳子突然断了，则在绳子断开后物体

A．立即下落，且速度越来越快

B．立即匀速下落

C．由于惯性，物体以1米/秒的速度匀速上升

D．先上升一段距离再下落，下落时速度越来越快．

【答案】D

【解析】

重物原本随气球竖直向上匀速上升，绳子断了，重物虽不受向上的拉力，但由于重物具有惯性，仍会继续向上运动；

重物在上升过程中，速度越来越小，最终会下落，其原因是受到了非平衡力的作用，即受到了竖直向下的重力和向上的空气阻力作用；

重物下落过程中速度越来越快，是因为重物所受竖直向下的重力大于竖直向上的空气阻力，从而向下做加速运动．

故选D.

4.（2020·福建省初二期中）“戴口罩”、“不聚集”、“保持安全距离”等，都是抗击新冠肺炎疫情中防止“飞沫传播”的重要防护措施。病人咳嗽、打喷嚏时，病原体以飞沫形式从病人口中排出后会继续飞行1—2米，是因为飞沫具有（  ）

A．惯性 B．速度 C．质量 D．重力

【答案】A

【解析】

病人咳嗽、打喷嚏时，病原体以飞沫形式从病人口中排出后，由于飞沫具有惯性会继续飞行。

故选A。

5.（2020·湖北省初二期中）许多交通事故的发生都是与物体具有惯性有关的，为了减少此类事故的发生，在公路边有许多警示牌。请写出其中的两条以上与惯性有关的交通安全警示语：

(1)_____；

(2)_____。

【答案】请系好安全带    请勿超速，保持安全车距   

【解析】

(1)[1]当行驶的汽车突然停车时，人由于惯性向前运动，会造成对人的伤害，所以行车时要系安全带。

(2)[2]由于汽车具有惯性，行驶的汽车由于惯性很难停下来，所以汽车不能超速并要保持车距。

6.（2020·甘肃省初二期中）雾霾天气，快速行驶的B车司机看到不远处的A车后立即刹车，由于_____仍撞到A车，造成追尾事故（如图）。观察A车尾部，说明力能够改变物体的_____。

【答案】惯性    形状   

【解析】

[1]汽车B原来处于运动状态，当司机遇到情况紧急刹车时，由于惯性，车不能立即停止，会向前继续运动一段距离，这是B车撞到A车的真正原因。

[2]图中A车的尾部发生形变，这是力的作用的结果，这是因为力能够使物体发生形变。

7.（2020·安徽省初三三模）如图所示，在一起交通事故中，车头受到所载水泥管的冲击，严重挤压变形，这起事故发生在汽车突然_____（选填“加速”或“减速”）时，水泥管由于惯性保持原来运动状态所致。

【答案】减速

【解析】

水泥管原来与汽车一起运动，当汽车突然减速时，水泥管由于具有惯性，仍要保持原来的运动状态，以原来的速度向前运动，所以车头受到所载水泥管的冲击，严重挤压变形。

8.（2020·河北省初二期中）如图所示是某同学探究牛顿第一定律的实验方案，试根据探究方案回答下列问题：

(1)为了得出科学结论，三次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑，这样做的目的是______________________

(2)三次实验中，小车在______表面上停止得最慢，是因为在该表面受到的阻力最______；

(3)推理可知，若水平面绝对光滑，则小车会在水平面上做_____________运动。

【答案】使小车到达水平面上的速度相同    毛巾    小    匀速直线运动   

【解析】

(1)[1]因为该实验是要研究阻力对物体运动的影响，所以应该采用控制变量法，即控制其它因素都相同，只让水平面的阻力大小不同，所以三次实验中应使小车运动到斜面底端时的速度相等。要想让小车运动到斜面底端时的速度相等，就应该让小车从斜面的同一高度处释放。

(2)[2][3]在这三次实验中，小车在木板表面上运动的距离最长，这是因为木板表面最光滑，小车在该表面受到的阻力最小。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)[4]由此我们可以推理得出：若水平面绝对光滑(即小车不受摩擦力)，则小车会在水平面上做匀速直线运动。

9.（2020·甘肃省初二期中）在探究运动和力的关系实验中，将同一辆小车分别从相同的高度处由静止开始沿斜面滑下，小车在三种不同的水平面运动一段距离后，分别停在如图所示的位置。

（1）让小车从斜面的同一高度滑下，是为了使小车到达水平面时的_______相同；

（2）小车在三个水平面上运动时，水平面越光滑，小车运动的距离越_______，这表明小车受到的摩擦力越_______，由此推断，当小车不受摩擦力作用时，将保持_______运动状态不变；

（3）由这个实验可以推理得出的物理学基本定律是_______。

【答案】速度    远    小    匀速直线    牛顿第一定律   

【解析】

(1)[1]让小车从斜面的同一高度由静止下滑的目的是，当小车到达水平面时，使小车的速度相同。

(2)[2][3][4]水平面越光滑，小车在水平面上运动时受到的摩擦力越小，由实验可知，水平面越光滑，小车运动的距离越远；由此可以推理，当小车不受摩擦力，小车运动的距离无限远，即：小车将做匀速直线运动。

(3)[5]由这个实验现象，加上科学的推理得出的物理规律是牛顿第一定律。

10.（2020·山西省山西大附中初二期末）古希腊哲学家亚里土多德认为∶地面上物体的“自然本性”是静止，要维持物体的运动就必须给它施加一定的力。

(1)伽利略却敢于向权威挑战，他通过“理想实验”发现力不是维持物体运动的原因。两者冲突的核心原因是有没有思考_______对运动物体的影响。牛顿的智慧是通过探究__________，再通过推理抽象概括出牛顿第一定律；

(2)为了得出科学结论，小明进行了如图所示的实验。三次实验中，小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑，这样做的目的是_____________________；

(3)在本实验装置的基础上，如果可以补充器材，你还能进行的实验有___________（写出一个即可）。

【答案】阻力    速度相同的同一物体在不同接触面上运动的距离不同    使小车到达底面的速度相等    探究动能的大小与哪些因素有关   

【解析】

(1)[1][2]伽利略理想实验说明力不是维持物体运动的原因。亚里士多德认为力是维持物体运动状态的原因。两者冲突的核心原因是有没有思考阻力对运动物体的影响。牛顿通过探究速度相同的同一物体在不同接触面上运动的距离不同，再通过推理抽象概括出牛顿第一定律。

(2)[3]每次都要让小车从斜面上的同一位置开始下滑，可以控制小车到达底面的速度相等。

(3)[4]在本实验装置的基础上，如果可以补充器材，还能进行的实验∶①探究摩擦力的大小与哪些因素有关（需补充弹簧测力计、木块和钩码等）；②探究动能的大小与哪些因素有关。