- 牛顿运动定律
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“理想实验”是研究物理规律的一种重要的思想方法,它以大量可靠的事实为基础,以真实的实验为原形,通过合理的推理得出物理规律.“理想实验“能深刻地揭示出物理规律的本色.如图是伽利略著名的“斜面理想实验”,实验设想的步骤有:
①减小右边第二个斜面的倾角,小球在该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,小球将滚上另一个斜面
③继续减小右边第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球将沿水平面做持续的匀速直线运动
④如果没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度
(1)请将上述步骤按照正确的顺序排列______(只要填写序号).
(2)在上述设想步骤中,有的属于可靠事实,有的则是理想化的推论.下面关于这些事实和推论的分类,正确的是______
A.①是事实,②③④是推论 B.②是事实,①③④是推论
C.③是事实,①②④是推论 D.④是事实,①②③是推论
(3)请你另外列举一个课本上的例子说明理想化实验:______.
正确答案
解析
解:①斜面实验中,小球从同一斜面的同一高度滚下,可以让小球到达水平面上时保持相同的初速度;如果斜面光滑,则小球不受阻力作用,会上升到原来释放时的高度;然后逐渐减小斜面的倾角,发现小球仍然会达到原先释放时的高度;那么可以推断,若将斜面变为水平面,那么小球为了达到原先释放时的高度会一直运动下去,由此判断排序.
②伽利略的理想实验中,假如右侧斜面没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度;当变成水平放置,小球将为了达到那个永远无法达到的高度而一直滚动下去,属于理想化的推理.故属于可靠事实的是②;属于理想化的推论的是①③④;
③初中物理实验中还有“探究真空不能传声”等实验,都是利用理想实验的方法.
答:(1)②④①③;
(2)B;
(3)探究真空不能传声.
在教室里悬挂着的电灯正处于静止状态,假如它受到的力突然全部消失,它将( )
正确答案
解析
解:电灯所受的所有力都消失,由于惯性,它将保持原有的静止状态,
故选C.
一切物体在没有受到力的时候,总保持______或______状态,这就是______定律.首先通过实验,正确认识力和运动的关系,推翻“力是维持物体运动的原因”的物理学家是______,在前人实验探究基础上,建立惯性定律的物理学家是______.
正确答案
静止状态
匀速直线运动
牛顿第一
伽利略
牛顿
解析
解:(1)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,这就是牛顿第一定律.原来运动的物体,如果突然不受任何力,则保持匀速直线运动状态.
(2)历史上首先正确认识力和运动的关系,推翻“力是维持物体运动的原因”的物理学家是伽利略;
(3)牛顿总结了伽利略的观点,经过科学推理,说明了“惯性是维持物体运动状态的原因”.
故答案为:静止状态;匀速直线运动;牛顿第一;伽利略;牛顿.
牛顿第一定律是( )
正确答案
解析
解:因为牛顿定律的内容是在物体不受任何外力的作用下保持静止状态或匀速直线运动状态,而现实生活中没有不受任何外力的物体,所以牛顿第一定律是在实验的基础上,结合推理得出来的.牛顿第一定律无法通过实验和生活经验直接得出,也不可能是科学家假想出来的.
故选D.
根据实验事实和一定的理论推理,揭示自然规律是研究科学的重要方法.如图所示,从斜面上同一高度下滑的小车.
①在铺有毛巾的水平面上,运动路程很短;
②如果在没有摩擦的水平面上,将做匀速直线运动;
③如果在较光滑的水平面上,运动路程很长;
④在铺有棉布的水平面上,运动路程较短;
⑤在水平平整的木板表面上,运动路程较长.
则下面的判断和排列次序正确的是______
A.事实①④⑤,推论②③B.事实①④⑤,推论③②
C.事实①②③,推论④⑤D.事实①③②,推论⑤④
正确答案
解析
解:由题目给出的五个步骤可以看出,该实验的思路是令小车从斜面的同一高度下滑(控制小车到达平面时的初速度相同),然后逐步减小平面的粗糙程度,观察小车滑行的距离,进而推测出平面较光滑和绝对光滑时,小车的滑行情况,最后总结得出结论;根据这个思路,可以判断出:该实验的排序为:①④⑤③②;其中,可以通过实验观察到的是①④⑤,由推论得出的结论是③②.
故选B.
一个物体若不受外力作用,则它将( )
正确答案
解析
解:由牛顿第一定律可知,物体不受任何外力作用,总保持静止状态或匀速直线运动状态;
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.选项A、B、C均不符合牛顿第一定律.
故选 D.
某人用绳子拉着一个物体在光滑的水平面上运动,若绳子突然断开,则此时物体将______,这时物体在水平方向上受到的力是______N.
正确答案
做匀速直线运动
0
解析
解:物体原来是运动的,水平面光滑,对物体没有摩擦力,若绳子断开,则物体在水平方向不受力的作用,将保持匀速直线运动.
故答案为:做匀速直线运动;0.
如图所示,是研究牛顿第一定律的实验操作示意图.
(1)每次都要让小车从同一高度滑下来的原因是______.
(2)当在实验桌上铺上不同的材料时,小车滑行距离是不一样的.如果所用材料分别为毛巾、木板和平板玻璃时,小车在______材料上滑行距离最远.当没有摩擦力时,滑行的小车将做______运动.
正确答案
让小车到达水平面就具有相同的速度
平板玻璃
匀速直线
解析
解:(1)使小车从同一高度滑下,目的是为了让小车到达水平面就具有相同的速度.
(2)小车在不同平面上同过的距离不等,就说明了小车受到的摩擦阻力不同,小车运动距离越长就说明摩擦阻力越小;因此小车在平板玻璃上滑行的最远;
从实验可以得出,小车受到的阻力越小,小车滑行的距离越远,因此当小车不受到阻力作用时,将保持匀速直线运动.
故答案为 (1)让小车到达水平面就具有相同的速度;(2)平板玻璃,匀速直线.
科学探究摩擦力对物体运动的影响.如图所示给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体(如毛巾、棉布等),让小车自斜面顶端从静止开始滑下.观察小车从同一高度滑下后,在不同表面运动的实验结论:表面越光滑,小车运动的距离越______,这说明小车受到的摩擦力越______.猜想:如果物体不受力,它将______.
正确答案
远
小
做匀速直线运动
解析
解:从实验中可知,运动表面越光滑,其摩擦力越小,物体运动得越远.从而推理得:如果物体不受外力,它将做匀速直线运动.
故答案为:远;小;做匀速直线运动.
(2015秋•兰州校级期末)下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、国际单位制中与力学有关的基本单位有:米(m)、千克(kg)、秒(s),故A错误;
B、在实验中使用打点计时器时,应该先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,故B错误;
C、设全程的位移为2x,则通过前一半位移的时间为,通过后一半位移的时间为
,故全程的平均速度
=
=
m/s=2.4m/s,故C正确;
D、牛顿根据伽利略的理想斜面实验总结出牛顿第一定律,故D错误;
故选:C
2013年6月20日,“神舟十号”航天员在“天宫一号”中为全国青少年进行了太空授课,授课中进行了用“质量测量仪”测定人体质量的实验.如图所示,“质量测量仪”能够对人产生一个恒力F,同时能测量出F的大小和F对人产生的加速度a的大小,由此得出人的质量m,此实验依据原理是( )
正确答案
解析
解:根据牛顿第二定律F=ma得:m=
故选:B
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、惯性的大小与物体的运动状态无关,无论物体是静止还是运动,惯性都不变,故A正确.
B、由可知加速度速度变化率有挂,与速度大小无关,故B错误.
C、由牛顿第二定律可知,力是改变物体运动状态的原因,故C错误.
D、无论超重还是失重,物体重力都不会改变,故D错误.
故选:A.
有下列几种情景,请根据所学知识选择对情景的分析和判断正确的说法( )
正确答案
解析
解:A、质量是惯性大小的量度,运动得快的汽车,不容易停下来,是因为减速运动的加速度小的缘故,故A错误.
B、轿车紧急刹车,速度变化很快,根据加速度的定义式a=可知,加速度很大,故B正确.
C、伽利略的理想实验是依据他所做的实验,进行的理想化的推理,不是凭空想象出来的,对实际的生产和生活有非常重要的指导意义,故C错误.
D、马能够把车拉动,是因为马拉车的力大于车受到的阻力,但是马拉车的力和车拉马的力总是相等的,故D错误.
故选:B
在物理学史上,对于“落体的轻重与下落的快慢关系”、“力与物体运动的关系”等一系列根本性的物理焦点问题上,有两位接触大师(亚里士多德和伽利略)的看法,存在着根本性的分歧,这些分歧,这些分歧看似简单,但内涵丰富,至今对人类的世界观仍产生深远的影响.阅读下表,深刻领会之,并完成其中的填空:
正确答案
重的物体下落快
轻的物体下落慢
无须
外力的推动
解析
解:亚里士多德根据日常生活经验,不通过实验验证认为重的物体下落快,轻的物体下落慢,维持物体运动需要力;伽利略通过对自由落体运动的研究推翻了他的观点,伽利略认为物体下落快慢与物体轻重无关,维持物体运动不需要力.
故答案为:重的物体下落快,轻的物体下落慢;无须外力的推动;
几个不同倾角的光滑斜面,有共同的底边,顶点在同一竖直面上,一个物体从斜面上端由静止自由下滑到下端用时最短的斜面倾角为( )
正确答案
解析
解:设斜面的倾角为θ,则下滑的加速度为:a==gsinθ,
下滑的位移为:x=,
根据x=at2得:t=
=
.
因为gsinθcosθ=gsin2θ,知θ=45°时,t最小.故B正确,A、C、D错误.
故选:B.
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