粤教版 (2019)必修 第一册第一节 牛顿第一定律课时作业

第四章 第1节牛顿第一定律  同步课时训练

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题(共32分)

1、(4分)爱因斯坦曾把一代代科学家探索自然奥秘的努力比作侦探小说中警员破案。牛顿第一定律就是科学家集体智慧的成果，下列说法正确的是(   )

A.牛顿第一定律揭示了力是维持物体运动状态的原因

B.物体速度越大惯性越大

C.物体质量是惯性的唯一量度

D.给物体施加外力能改变物体的惯性

2、(4分)图甲和乙是某人踩香蕉皮摔倒和一个骑行的人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的照片。下面是从物理的角度去解释这两种情境，其中正确的是(   )

A.甲图中的人踩了香蕉皮摔倒是因为人的惯性变小了

B.乙图中人和车摔倒是因为雨天路面太滑

C.人踩香蕉皮摔倒是因为下半身速度大于上半身的速度

D.自行车行驶速度越大，其惯性越大，所以造成人车倒地现象

3、(4分)如图所示，两端封闭的玻璃管固定在小车上，管内被密封的水银柱中有一段气泡，小车在运动过程中，突然撞到前方的墙壁而停止，整个运动过程中，气泡完整，则气泡相对玻璃管(   )
 

A.向前运动 B.向下运动 C.向上运动 D.向后运动

4、(4分)伽利略是伟大的物理学家和天文学家，爱因斯坦赞扬他：“伽利略的发现以及他所应用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。”下列关于伽利略的贡献的说法错误的是(   )

A.伽利略的科学方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来

B.伽利略研究自由落体运动，得出自由落体运动是匀加速直线运动，忽略空气阻力的情况下重物和轻物下落一样快的结论

C.伽利略通过斜面实验得出力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因

D.伽利略的斜面实验是一个理想实验，本质是在实验基础上依据逻辑推理把实际实验理想化

5、(4分)若将一矿泉水瓶竖放在自行车车篮内，下列说法正确的是(   )

A.自行车加速前进时，车篮对矿泉水瓶的作用力向前

B.自行车匀速前进时，车篮对矿泉水瓶的作用力向前

C.自行车突然刹车时，矿泉水瓶会向前倾是因为受到车篮对矿泉水瓶向前的推力

D.自行车突然刹车时，矿泉水瓶离开车篮掉下的过程中，矿泉水瓶受到重力和空气阻力的作用

6、(4分)牛顿第一定律指出了关于力与运动的关系，下列说法正确的是(   )

A.物体的速度不断增大，物体必受合外力的作用

B.物体所受合外力为零，物体一定处于匀速直线运动状态

C.物体受到的一个外力不为零，则物体的运动状态一定改变

D.物体的速率不变，则其所受合力必为零

7、(4分)伽利略被誉为“近代物理第一人”，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法，一直影响着现代科学研究。伽利略对“落体运动”和“运动和力的关系”做过深入研究，图（a）、（b）分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是(   )
 

A.伽利略通过直接测量图（a）中甲球的速度，得到“速度与时间成正比”的结论，然后合理外推得出小球的竖直下落也是匀变速运动

B.图（a）中，伽利略通过在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，目的是使该小球的重力变小

C.图（b）的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出“力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因”，伽利略并由此提出了牛顿第一定律

D.图（b）的实验推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论，为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据

8、(4分)17世纪，意大利物理学家伽利略根据斜面实验指出：在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故，你认为下列说法正确的是(   )

A.该实验是一理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础，故其结果是荒谬的

B.该实验是以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地反映自然规律

C.该实验证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论

D.该反映了“力是改变物体运动状态的原因”这一物理规律

二、多选题(共24分)

9、(6分)如图，大货车中间安装一个蹦床。在大货车以很大的速度做匀速直线运动过程中，有一个运动员从蹦床中间相对蹦床垂直的方向弹起。忽略空气阻力，则该运动员(   )
 

A.落到车的后面

B.仍然落在蹦床原来的位置

C.弹起时蹦床对运动员的力大于运动员对蹦床的力

D.弹起过程蹦床对运动员的弹力大于运动员本身的重力

10、(6分)我们可以根据牛顿第一定律，利用惯性大小和质量的关系，推出力、质量和加速度存在着某些内在联系，以两个石块为例，下列说法正确的是(   )

A.如果施加给二者相同的力，质量大的石块惯性大，速度改变得慢，则它的加速度小

B.如果施加给二者相同的力，质量小的石块惯性小，速度改变得大，则它的加速度大

C.如果两个石块质量相同，受力大的石块，速度改变得快，则它的加速度大

D.如果两个石块质量相同，受力小的石块速度改变得小，则它的加速度小

11、(6分)下面是摘自上个世纪美国报纸上的一篇文章：阿波罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中，宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话。宇航员：“汤姆，我们现在已关闭了火箭上所有的发动机，正向月球飞去。”汤姆：“你们关闭了所有的发动机，那么靠什么力量推动火箭向前运动呢？”宇航员犹豫了半天，说：“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧。”若不计月球等天体对火箭的吸引作用，由上述材料可知下列说法正确的是(   )

A.汤姆问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”

B.宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”

C.宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持”

D.宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行

12、(6分)伽利略研究落体运动的“斜面实验”被评为两千年来十大最美物理实验之一。关于伽利略对落体运动的研究，下列说法正确的是(   )

A.伽利略认为“日常生活中常会见到，较重的物体下落的比较快，是因为空气阻力对不同物体的影响不同”
B.伽利略科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来
C.伽利略是通过实验直接验证了自由落体运动是匀加速直线运动
D.伽利略从亚里士多德的论断出发，通过逻辑的推理，肯定了亚里士多德的论断

三、实验题(共44分)

13、(14分)理想实验有时更能反映自然规律，伽利略设想一个理想实验，其中有一个实验步骤是事实，其余是推论：
a.减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍达到原来的高度
b.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
c.如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度
d.继续减小第二个斜面的倾角，最后使它水平，小球将沿着水平面持续做匀速运动

（1）请将上述理想实验的步骤按照正确的顺序排列________；

（2）上述设想步骤中，属于推论的是_________。

14、(14分)伽利略斜面实验被誉为物理学史上最美实验之一，研究小组尝试使用“节拍法”来重现伽利略的斜面实验，研究物体沿斜面运动的规律。实验所用节拍频率是每秒2拍，实验装置如图（a）所示。在光滑倾斜的轨道上装有可沿轨道移动的框架，框架上悬挂轻薄小金属片，滑块下滑撞击金属片会发出“叮”的声音（金属片对滑块运动的影响可忽略）。实验步骤如下：
 

①从某位置（记为）静止释放滑块，同时开始计时，调节框架的位置，使相邻金属片发出的“叮”声恰好间隔1个拍，并标记框架在轨道上的位置；
②测量到的距离如图（b）所示；
③将测量数据记录于下表，并将节拍数n转换成对应时间的平方。

（1）表格中“C”处的数据应为_________。

（2）由表中数据分析可得，s与呈________关系（填“线性”或“非线性”）。

（3）滑块的加速度大小为________（结果保留2位小数）。

15、(16分)理想实验有时能更深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，下面对如图所示的斜面实验的设想步骤中，有一个是可靠事实，其余是推论。

①减小第二个斜面的倾角，小球在这个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如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度；

④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它变成水平面，小球将沿水平面做持续的匀速直线运动。

(1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列：________(填写序号即可)。

(2)将上述设想步骤中的可靠事实和理想化的推论进行分类。

属于可靠事实的步骤是________；

属于理想化推论的步骤是________。

参考答案

1、答案：C

解析：

2、答案：C

解析：题甲图中人踩了香蕉皮摔倒是因为人的脚向前滑，由于惯性，上半身还要保持原来的运动状态，从而使得人下半身速度大于上半身的速度，所以人会向后倾倒，而不是人惯性变小了，选项A错误，选项C正确；题乙图中人和车摔倒是因为车的前轮陷入水坑后前轮立刻停止运动，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态，因此人和车将向前倾倒，而不是因为雨天路面太滑造成的，选项B错误；惯性只与物体的质量有关，与速度大小没有关系，选项D错误。

3、答案：D

解析：当小车在运动过程中突然撞到前方的墙壁而停止时，由于水银具有惯性，管内的水银要保持原来的运动状态向前运动，则气泡将向后运动，D正确。

4、答案：C

解析：伽利略的科学方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来，A正确；伽利略研究自由落体运动，得出自由落体运动是匀加速直线运动，忽略空气阻力的情况下重物和轻物下落一样快的结论，B正确；力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因，是牛顿在伽利略和笛卡儿的基础上提出的牛顿第一定律的内容，而非伽利略得出，C错误；由于阻力不可能完全消除，第二个斜面也不可能做得无限长，所以伽利略的斜面实验是一个理想实验，本质是在实验基础上依据逻辑推理把实际实验理想化，D正确。

5、答案：D

解析：自行车加速前进时，车篮内的矿泉水瓶也加速前进，则矿泉水瓶所受重力和车篮对矿泉水瓶作用力的合力水平向前，所以车篮对矿泉水瓶的作用力斜向上，A错误；自行车匀速前进时，矿泉水瓶受到的合外力为零，车篮对矿泉水瓶的作用力竖直向上，B错误；自行车突然刹车时，矿泉水瓶会向前倾是由于惯性而继续保持原来的运动状态，不是因为受到车篮向前的推力，C错误；自行车突然刹车时，矿泉水瓶离开车篮后不再受车篮的作用力，在下落过程中受到重力和空气阻力的作用，D正确。

6、答案：A

解析：物体的速度无论增大还是减小，都表明物体运动状态发生改变，根据牛顿第一定律，A正确；如果物体所受合外力为零，物体可能静止或做匀速直线运动，B错误；牛顿第一定律中的力指的是物体受到的合力，而不是具体某一个力，C错误；物体的速率只是速度的大小，速度大小不变但方向可以改变，则物体运动状态改变，合力不为零，D错误。

7、答案：D

解析：伽利略当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明，如果速度与时间成正比，那么位移与时间的二次方成正比，A错误；由于当时用滴水法计时，无法记录较短的自由落体运动的时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力的作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长得多，所以容易测量，B错误；伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持，推翻了亚里士多德“力是维持物体运动状态的原因”的结论，但没有提出力是改变物体运动状态的原因，也没有提出牛顿第一定律，只是为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据，C错误，D正确。

8、答案：B

解析：AB、伽利略的斜面实验是以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地反映自然规律，A错误，B正确；
C、该实验否定了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论，C错误;
D、在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故，反映了“力是改变物体运动状态的原因”这一物理规律，D错误。
故选：B。

9、答案：BD

解析：因为运动员具有惯性，运动员弹起时，运动员以与车相等的速度，保持双方在水平方向运动是同步的，所以仍然落在弹起的位置，A错误，B正确；根据牛顿第三定律，蹦床对运动员的力等于运动员对蹦床的力，C错误；弹起过程蹦床对运动员的弹力大于运动员本身的重力，D正确。

10、答案：AC

解析：加速度描述物体速度变化的快慢，运动状态容易改变，意味着物体速度变化快（不是大），对应的加速度就大，反之亦然。所以A、C正确，B、D错误。

11、答案：ACD

解析：A项，汤姆说：“你们关闭了所有的发动机，那么靠什么力量推动火箭向前运动呢？”，言下之意是火箭向前运动需要力的维持，即“力是维持物体运动的原因”，即A项正确。

B、C、D项，宇航员说：“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧。”伽利略设计理想实验证实了力不是维持物体运动的原因，牛顿在总结伽利略理想实验等研究成果基础上得出了惯性定律，所以宇航员的言下之意是火箭正在依靠惯性飞行，表现了“物体运动不需要力来维持”的物理思想，即B项错误，C、D项正确。

综上所述，本题正确答案为ACD。

12、答案：AB

解析：A.伽利略认为日常生活中常会见到，较重的物体下落的比较快，是因为空气阻力对不同物体的影响不同，如果没有空气的阻力，较重的物体下落应该一样快，故A正确；B.伽利略科学思想方法的核心是把“斜面实验”和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学认识的发展，故B正确；C.伽利略是通过“斜面实验”，将斜面实验的结果合理“外推”，说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动，故C错误；D.伽利略从亚里士多德的论断出发，通过逻辑的推理，否定了亚里士多德的论断，故D错误。

故选AB。

13、答案：（1）bcad

（2）acd

解析：（1）伽利略设计的理想实验的步骤是：先在两个对接的斜面上，让静止的小球沿第一个斜面滚下，小球将滚上第二个斜面；如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度；接着减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍达到原来的高度；继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做匀速直线运动，所以正确的排列顺序是bcad；
（2）关于理想实验的描述中，有的属于可靠的事实，有的是理想化的推论。斜面与小球间不可能没有摩擦，故小球不可能达到原来的高度，因有摩擦，即使是水平面小球也不可能匀速运动，则b是事实，acd是推论。

14、答案：（1）2.25

（2）线性

（3）0.77

解析：（1）所用节拍频率是每秒2拍，所以每拍0.5 s，表格中“C”处对应的是3拍，对应时间是1.5 s，平方后为。

（2）表中s与的比值近似为一常量，所以s与呈线性关系。

（3）由逐差法求得加速度。

15、答案：(1)②③①④

(2)②;①③④

解析：伽利略理想实验是在可靠事实的基础上进行合理的推理，将实验理想化，并符合物理规律，得到正确的结论。②是可靠事实，因此放在第一步，③①是在无摩擦的情况下的设想，④属于理想化推论。