- 牛顿运动定律
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用图所示的实验装置研究运动和力的关系.
(1)让小车从斜面上滑下后沿水平运动,是为了使小车在竖直方向上受到的______力和______力相平衡,其作用效果相互抵消,相当于小车只受水平方向上的摩擦力.
(2)每次都让小车从同一个斜面的______由静止开始滑下,是为了使小车在滑到斜面底端时具有相同的______.
(3)比较图中小车在不同表面滑行的最大距离,可以得出,在初______相同的条件下,水平面越光滑,小车受到的摩擦力______,小车运动的______.
(4)在此实验的基础上进行合理的推理,可以得到:运动物体不受外力时,它将______.
正确答案
重
支持
同一位置
速度
速度
越小
越远
保持匀速直线运动
解析
解:(1)由于小车在水平面上运动,所以小车在竖直方向受重力和支持力作用,根据二力平衡条件可知,重力与支持力符合二力平衡的条件,故二力是一对平衡力;
(2)小车在斜面的不同高度向下滑,滑到斜面底端的速度是不相同的,所以为了使小车在滑到斜面底端时具有相同的速度,应该每次都让小车从同一个斜面的同一高度位置由静止开始滑下;
(3)摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙,摩擦力越大;反之接触面越光滑,则摩擦力越小.当初速度相同时,摩擦力越小,小车运动的距离越远;
(4)在实验中我们发现,小车受到的摩擦力越小,小车运动的距离就越远,小车之所以最终会停下来,是因为受到摩擦力的缘故,所以我们可以推理出:如果物体不受任何力,则物体将永远的保持匀速直线运动状态.
故答案为:(1)重,支持;(2)同一位置,速度.(3)速度,越小,越远.(4)保持匀速直线运动.
牛顿第一定律也叫______定律,它指出:一切物体在______时,总保持______.
正确答案
惯性
没有受到外力的作用
静止状态或匀速直线运动状态
解析
解:(1)牛顿第一定律揭示了惯性概念,所以又叫惯性定律.
故答案为:惯性.
(2)牛顿第一定律的成立条件是物体不受外力(或受平衡力).
故答案为:没有受到外力的作用时.
(3)物体不受力时,由于惯性要保持原来的运动状态,即保持静止状态或匀速直线运动.
故答案为:静止状态和匀速直线运动.
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、苹果从树上掉下来是由于它受到重力的作用,重力的方向是竖直向下的,与惯性无关,说法错误,不合题意;
B、在地上滚动的小球,若所受的一切力突然消失,根据牛顿第一定律,小球将保持匀速直线运动状态,说法正确,符合题意;
C、跳伞运动员和伞在空中匀速直线下降的过程受到重力和阻力的作用,二者是一对平衡力,故说法错误,不合题意;
D、铅球被推出在空中飞行的过程受到重力的空气阻力的作用,球的运动状态在改变,故受的是非平衡力的作用,说法错误,不合题意.
故选B.
正在运动的物体,如果它受到的所有外力同时消失,将发生的现象是( )
正确答案
解析
解: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,
就是说该物体受力为零,所以该物体将做匀速直线运动.选项A正确,B、C、D错误.
故选A.
牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,通过推理抽象概括出来的.
(1)这里所说的“大量经验事实”指的是:以一定初速度沿水平面滑行的滑块,受到的摩擦力越小,它停止运动前滑行的距离就越______;通过的“推理”是:如果受到的摩擦力减小到零,物体将保持这一初速度做______,进而“抽象概括”出牛顿第一定律.
(2)在大量经验事实的基础上,通过推理抽象概括出规律是一种重要的思想方法,可以深刻地揭示出物理现象的本质.当年,牛顿还曾用这一方法研究过另一个问题,牛顿注意到:人们沿水平方向抛出去的石块,运动一段距离后会落回地面;沿水平方向抛石块的力越大,石块的落地点就会越远.他想,如果使用一门大炮用非常非常大的力沿水平方向将石块抛出,会怎样呢?考虑到地球是圆的,于是他做出了一个大胆的推理:石块将会______.(友情提示:你可以画个图来帮助思考!)
现在牛顿通过推理得出的这个结论已经变成了现实,这就是在现代通信等领域大显身手的______.
正确答案
解析
解:(1)以一定初速度沿水平面滑行的滑块,受到的摩擦力越小,它的速度减小得就越慢,它滑行的距离就越远;如果受到的摩擦力减小到零,它的速度将不会减慢,将保持这一初速度做匀速直线运动.
(2)沿水平方向抛石块的力越大,石块的落地点就会越远.由图可推理:当用足够大的力将石块抛出时,石块的速度足够大,石块将不会落回地面,而是离开地球,绕地球旋转,做圆周运动.人造地球卫星就是这一推理结论的重要应用.
故答案为:(1)远;匀速直线运动;(2)离开地球,绕地球旋转,做圆周运动;人造地球卫星.
正在做圆周运动的物体,如果它受到的全部外力同时消失,那么物体将( )
正确答案
解析
解:如果物体受到的力突然全部消失,根据牛顿第一定律可知,物体由于惯性,将保持绳子断的那一瞬间的速度永远匀速运动下去.
故选C.
放在水平桌面上的物体在5牛的水平拉力作用下向右作匀速直线运动;若物体所受水平向右的拉力减小为4牛,则物体将( )
正确答案
解析
解:物体在5牛的水平拉力作用下向右作匀速直线运动,说明物体所受的摩擦力大小等于拉力5N;当物体所受的水平向右的拉力减小为4N时,由于滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,因此摩擦力不变,并且摩擦力大于拉力,合力向左,故物体将向右做减速运动.
故选A.
运动物体不受外力作用时,保持______状态;静止物体不受外力作用时,保持______状态;将上述两个结论合在一起,就是______.
正确答案
匀速直线
静止
牛顿第一定律
解析
解:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止 状态或匀速直线运动状态.
表明:原来静止的物体在不受外力作用时,将保持原来的静止状态,
原来运动的物体在不受外力作用时,将保持原来的速度作匀速直线运动.
故答案为 匀速直线,静止,牛顿第一定律.
正在沿盘山公路行驶的汽车,受的一切外力都同时消失,汽车将( )
正确答案
解析
解:根据牛顿第一定律我们知道,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,速度的大小和方向都不改变.因为物体原来是运动状态,当外力突然消失,物体仍然保持原来的运动状态,所以物体将做保持原来的速度作匀速直线运动,故选项B正确.
故选B
牛顿第一定律是( )
正确答案
解析
解:牛顿第一定律不能用实验直接验证,也不是科学家凭空猜想出来的,它是在实验的基础上,经过进一步概括、推理得出的.
故选C.
在太空中飞的宇宙飞船,如果它所受的力全部消失,那么它将做( )
正确答案
解析
解:太空中飞的宇宙飞船,当外力全部消失后,物体将保持原来的速度做匀速直线运动.
故BCD错误,A正确.
故选A.
在一辆表面光滑的小车上,有质量分别m1、m2的两个滑块(m1>m2)随车一起向右匀速运动,当小车突然碰到障碍物而停止时,问:质量大的滑块会不会撞上质量小的滑块?(忽略一切阻力,小车无限长)请说明理由.
正确答案
解析
解:两物体开始同平板车一起向右做匀速直线运动,当车停止时,由于惯性,两物体会继续保持原来的运动状态不变,也就是速度和方向都相同,因此,在不考虑阻力的情况下,它们一定不会相碰.
在水平桌面上铺上粗糙程度不同的材料(如毛巾、棉布、木板等),让小车自斜面顶端从静止开始滑下,三次实验现象如下图所示,比较小车沿水平面运动的距离.
请你观察实验现象思考后回答:
(1)为了得出科学结论,三次实验中应使小车运动到斜面底端时的______相等,即小车应从斜面上的______处释放.
(2)实验直接得出的结论:______;
(3)进一步推理可知,______.
正确答案
解析
解:(1)为了比较小车运行的距离与阻力的关系,因此使小车在斜面的低端具有相同的(水平初)速度;即使小车从斜面的同一高度滑下;
(2)从图中水平面的材料可得,第一次实验中水平面的阻力最大,且小车滑行的距离最短;第三次实验中水平面的阻力最小,且小车滑行的距离最远;
因此可以得出:小车受到的阻力越小,运动的距离越长.
(3)如果水平面没有阻力,小车的运动将物体停止,因此如果不受阻力,小车将永远运动下去(保持匀速直线运动).
故答案为:(1)(水平初)速度,同一高度;
(2)小车受到的阻力越小,运动的距离越长.
(3)如果不受阻力,小车将永远运动下去(保持匀速直线运动).
古希腊学者亚里士多德认为:如果要使一个物体持续运动,就必须对它施加力的作用.而伽利略认为:运动的物体不需要力来维持.到底谁说得对呢?为了探究这个问题,小文设计了如图所示的实验.
(1)要探究运动到底需不需要力的维持,只需研究力对运动物体的影响,所以小文让一辆运动的小车在不同的阻力作用下研究它的速度如何变化,小文在实验中是如何让小车受到不同的阻力的?______.
(2)为了探究不同阻力对运动的影响,应该保持小车受不同阻力前的速度是相同的,你认为小文是如何做到这一点:______.
(3)请将小文在本实验中的结论填写完全:平面越光滑,小车运动的距离______,说明小车受到的摩擦力越小,速度减小得______.如果没有阻力,小车将做______运动.
正确答案
解析
解:(1)小车所受的阻力主要来自车与接触面的摩擦力,因此可以让小车在不同粗糙程度的表面上运动;
(2)让小车具有相同的初速度,可采取让同一小车,从同一斜面的同一高度滑下的方法;
(3)实验表明,毛巾表面最粗糙、摩擦力最大、小车运动得越近,木板表面最光滑、摩擦力最小、小车运动得最远,据此可分析小车运动的情况与所受阻力的关系.
故答案为:(1)让小车在不同的表面上运动;
(2)让小车在同一斜面的同一高度滑下;
(3)越远,越慢,匀速直线.
关于牛顿第一定律的建立,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:牛顿第一定律的实验条件是“物体不受力的作用”.而在现实生活中,物体不受力的情况是不存在的,可见此实验条件无法实现;故实验结论无法由日常经验得出,更不能由实验得出;牛顿第一定律的结论是在大量经验事实的基础上,通过科学的推理而得出的.
故选D.
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