2021年中考物理微专题复习 专题06 牛顿第一定律及惯性中考问题（教师版含解析）

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专题06  牛顿第一定律与惯性问题知识点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。知识点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 。知识点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。【例题1】(2020河南)公安交通管理部门要求驾驶员和乘客必须使用安全带，汽车匀速行驶时，坐在座位上的乘客相对于汽车是______的。如果不系安全带，汽车一旦发生碰撞突然停止运动，乘客由于______继续向前运动，就会与车身发生碰撞，对人身造成伤害。行驶的汽车受到碰撞停止运动，说明力可以改变物体的______。【答案】 (1) 静止 (2) 惯性  (3) 运动状态【解析】(1)汽车匀速行驶时，坐在座位上的乘客和汽车之间没有发生位置的改变，以汽车为参照物，乘客是静止的。(2)当汽车突然发生碰撞而停止运动时，由于阻力作用，车身停止运动，而驾驶员和前排乘客由于惯性还要保持原来的运动状态向前运动，在车内与车身撞击，严重时可能把挡风玻璃撞碎而向前飞出车外，所以驾驶员和前排乘客必须使用安全带。(3)力的作用效果有两个：一是使物体发生形变，二是改变物体的运动状态。行驶的汽车受到碰撞停止运动，说明力可以改变物体的运动状态。【对点练习】(2020大庆模拟)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(　　)①牛顿的观点：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静止状态；②亚里士多德：物体在水平面上的运动，需要借助外力维持。如果外力停止作用，物体就静止下来；③伽利略：如果物体在运动中不受力的作用，它的速度将保持不变。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．【例题2】(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。【对点练习】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．一、选择题1．(2020黑龙江龙东农垦森工)轿车除了安全带以外，还有一种安全装置“头枕”，对人起保护作用。如图所示，“头枕”主要是防止以下哪种情况对人体造成伤害(　　)A．紧急刹车       B．左右转弯     C．前方碰撞     D．后方追尾【答案】D【解析】当后方追尾时，坐在座椅上的人由于惯性要保持原来的运动状态，头会突然后仰，这时较软的头枕会保护头颈不被撞伤。2.(2020江苏连云港)排球是我市中考体育测试项目之一，同学们在排球考试时，下列分析正确的是(　　)A. 排球上升到最高点时受平衡力的作用B. 排球下降时速度增大，说明力是维持物体运动的原因C. 假如正在上升的排球所受的力全部消失，它将做匀速直线运动D. 排球离开手后还能继续向上运动是由于受到惯性的作用【答案】C【解析】A．排球上升到最高点时，只受重力作用，因此受力不平衡，故A错误；B．排球下降时速度增大，由于重力大于阻力，说明力是改变物体运动状态的原因，故B错误；C．正在上升的排球所受的力全部消失，由牛顿第一定律可知，排球将做匀速直线运动，故C正确；D．排球离开手后还能继续向上运动是由于排球具有惯性，故D错误。3.(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；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。4.(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。5.(2020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.(2020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.(2020齐齐哈尔模拟)牛顿第一定律是建立在实验和科学推理相结合的基础上得到的。为了探究这个问题，小万与同学们设计了如图所示的实验。下列做法或者说法错误的是 (   )A.为了控制小车在水平面上开始滑行时的速度相等，采用了让小车放在同一斜面的同一位置，由静止开始下滑的方法；B.据小车滑行距离的远近或小车速度减慢的快慢来比较“摩擦力”对“物体运动的影响”；C.根据实验可知，表面越粗糙，滑行距离越近；表面越光滑，滑行距离越远，所以如果表面绝对光滑时，小车将不受摩擦力，将永远运动下去，即做匀速直线运动；D. 为了让小车受到不同的阻力，采用的做法是使水平面的粗糙程度相同。【答案】D 【解析】(1)我们知道实验中应控制不变的相关因素有同一辆小车；光滑程度相同的斜面；相同坡度的斜坡；小车从相同高度滑下等，这样小车在水平面上开始滑行时的速度相等。(2)实验中有两个变量，其中自变量是水平表面的粗糙程度，因变量是小车运动的距离。(3)若图中水平板是绝对光滑的， 且空气阻力为零，则小车的运动情况为沿直线一直匀速直线运动下去。(4)为了让小车受到不同的阻力，采用的做法是使水平面的粗糙程度不相同，也就是在木板表面上铺设不同物质的器材。解题指导：本题利用控制变量法和理想实验法研究物理问题。得出牛顿第一定律内容是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静止状态。也叫惯性定律。二、填空题8.(2020大连模拟)足球大赛场景中体现出很多物理知识，请根据下面给出的示例再写出两条．示例：用脚踢足球时，足球运动方向改变了．说明力是改变运动状态的原因。(1)　                             　；(2)　                             　．【答案】(1)足球场上奔跑的运动员，相对看台上的观众是运动的。蕴含运动与静止的相对性；(2)停在草地上的足球，受到平衡力作用。【解析】 足球赛场上体育活动蕴含丰富的物理知识，比如重力、摩擦力、运动与静止的相对性、惯性、平衡力、克服足球阻力做功、力是物体对物体的相互作用、力是改变物体运动状态的原因等。具体一些实例有踢出球后，球不再受到脚的作用力，由于惯性，球还能继续运动；飞行中的球始终受到地球的重力，最终会落向地面；球落到地面后要滚一段距离停下，是由于受到阻力的作用；停在草地上的球受到平衡力是地对球的支持力和它受到的重力，这两个力都作用在球上，且大小相等、方向相反、作用在同一直线上等。9.(2020宁德模拟)2019年5月13日清晨，我国首艘国产航母离港海试，向作战舰艇迈出关键一步。当舰载机在甲板上着陆时，由于______会继续向前滑行，需要借助阻拦索的拉力才能尽快停止，说明力的作用效果是         。甲板上的工作人员要佩带有耳难的头盔是为了在            防治噪声。【答案】惯性；力可以改变物体的运动状态；人耳处。【解析】(1)一切物体都有惯性，与物体的运动状态无关。舰载机降落在航母甲板上，舰载机原来处于运动状态，由于惯性还会继续向前滑行。(2)力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态。阻拦索的拉力使舰载机由运动变为静止，说明力可以改变物体的运动状态。(3)减弱噪声的途径有三种：在声源处减弱噪声、阻断噪声的传播、在人耳处减弱噪声。甲板上的工作人员要佩带有耳罩的头盔是为了人耳处减弱噪声。三、简答题10．(2019辽宁抚顺模拟)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．11.(2020吉林模拟)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12.(2019四川攀枝花)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运动下去。13．(2020深圳模拟)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。14.(2020山东临沂模拟)小明利用如图所示的装置，探究在水平面上阻力对物体运动的影响，进行如下操作：A．如图甲，将毛巾铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离．B．如图乙，取下毛巾，将棉布铺在斜面和木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离．C．如图丙，取下棉布，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离．请针对以上操作回答下列问题：(1)以上操作中错误的一次是_______(选填“A”、“B”或“C”)．(2)对比两次正确实验操作能说明：小车受到的阻力越小，通过的距离越________．(3)纠正错误后，多次实验进行分析，并进一步推测：在水平面上滑行的小车，如果受到的阻力为零，它将做_________运动．【答案】(1)B (2)远(3)匀速直线运动【解析】(1)取下毛巾，将棉布铺在木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离．棉布不铺在斜面上，目的是几次实验要控制斜面光滑程度一致，保证几次实验小车到达底端速度一致。(2)通过几次实验知道，水平面粗糙程度不同，小车运动路程不一致，水平面越粗糙，小车运动的路程近，越光滑，小车运动的越远。(3)在水平面上滑行的小车，如果受到的阻力为零，它将永远运动下去，并且做匀速直线运动。