8.1 牛顿第一定律（专题训练）【六大题型】（解析版）

81 牛顿第一定律（专题训练）【六大题型】 一．牛顿第一定律的概念（共8 小题） 二．物体运动状态变化的判断（共6 小题） 三．探究阻力对物体运动的影响（共8 小题） 四．惯性与惯性现象（共9 小题） 五．惯性在实际生活中的应用（共6 小题） 六．力与运动的关系（共9 小题） 一．牛顿第一定律的概念（共8 小题） 1．（2023 春•蓟州区校级月考）牛顿第一定律的发现和总结是（ ） ．由斜面小车实验直接得到的结论 B．通过日常生活和生产实际得出的结论 ．仅仅通过理论分析和数学推导就得出的规律 D．在实验的基础上，经过分析推理概括得到的结论 【答】D 【解答】解：牛顿第一定律的内容是一切物体在不受任何外力时，总保持原来的静止状 态或匀速直线运动状态。 牛顿第一定律的得出是牛顿在大量实验的基础上，通过分析推理概括得到的结论。此结 论不能从实验中直接得出。也无法通过理论分析和数学推导就得出。 故选：D。 2．（2023 春•临澧县期末）在学校田径运动会的铅球比赛中，运动员将铅球抛出后，当铅 球在空中飞行时所受外力突然消失了，它将（ ） ．立即停止运动 B．慢慢停下来 ．做匀速直线运动 D．仍做曲线运动 【答】 【解答】解：运动员将铅球抛出后，当铅球在空中飞行时处于运动状态，所受外力突然 消失了，由牛顿第一定律知，铅球将保持原来的运动状态做匀速直线运动。 故选：。 3．（2023 春•宜昌期末）如图所示，小红的妈妈陪妹妹在公里荡秋千，假如妹妹荡到左边 最高点受到的外力突然全部消失，她将会（ ） ．向左上方做匀速直线运动 B．从左边摆向右边 ．竖直向下运动 D．静止不动 【答】D 【解答】解：牛顿第一定律告诉我们：一切物体在没有受到外力作用时，总保持静止状 态或匀速直线运动状态，外力消失时，若速度为零，将处于静止状态，否则，将做匀速 直线运动；在左边最高点时，妹妹的速度为零，若外力突然消失，由牛顿第一定律可知， 她将处于静止状态。故、B、错误，D 正确。 故选：D。 4．（2023 春•汶上县期末）关于牛顿第一定律的理解，下列说法正确的是（ ） ．牛顿第一定律是凭空想象出来的 B．物体只要运动，就一定受到力的作用 ．不受力的物体，只能保持静止状态 D．运动着的物体不受力时将做匀速直线运动 【答】D 【解答】解：、牛顿第一定律是在实验的基础上经过科学的推理得出的，不能用实验直 接验证，但它不是凭空想象出来的，经受了实践的检验，故错误； B、物体运动时，可能受平衡力，也可能不受力，故B 错误； 、由牛顿第一定律可知，不受力的物体，可能保持静止状态，也可能保持匀速直线运动 状态，故错误； D、由牛顿第一定律可知，运动着的物体不受力时将做匀速直线运动，故D 正确。 故选：D。 5．（2023•阿荣旗二模）如图所示，将一小球由点释放，沿光滑的弧形轨道运动到B 点时， 小球将沿着图中的 b 轨迹运动；若此时小球所受外力突然全部消失，则小球将沿着 图中的 轨迹运动。 【答】见试题解答内容 【解答】解：小球由点释放，沿光滑的弧形轨道运动到B 点时，小球具有惯性，保持向 前运动的趋势，同时小球还受到重力的作用，因此，小球将沿着图中的b 轨迹运动； 若此时小球所受外力突然全部消失，此时运动方向为水平向右，则小球的运动状态不会 改变，故小球将沿着图中轨迹做匀速直线运动。 故答为：b；。 6．（2023 春•镇平县期中）我们知道，当水平抛出一个物体时，由于地球的吸引，它将落 回地面，但物体抛出的速度越大，它运动的距离越远。请你推测：如果物体水平抛出时 的速度够大时，物体的运动情况会是 绕地球运动 。我们学过的 牛顿第一 定律也 是这样得到的。 【答】见试题解答内容 【解答】解：根据伽利略的理想实验可以推测：如果物体水平抛出时的速度够大时，物 体的运动情况会是绕地球运动。 我们学过的牛顿第一定律也是这样得到的，即大实验事实的基础上，通过概括推理得出 理想状态下的结论。 故答为：绕地球运动；牛顿第一。 7．（2023•瑶海区校级模拟）如图所示，上表面水平且光滑的小车上有、B 两个物体，两 物体与小车以相同的速度一起向右匀速运动，B 在的正前方，B 的质量小于的质量，假 设小车的上表面足够长，不计空气阻力，小车遇到障碍物突然停止后，、B 两物体的速 度关系v ＝ vB（选填“＞”、“＜”或“＝”）。 【答】＝。 【解答】解：小车的表面是光滑的，两物体与小车间不存在摩擦力；小车遇到障碍物突 然停止后，由于、B 在水平方向上不受力，根据牛顿第一定律可知，、B 两物体会保持 原来的速度做匀速直线运动，所以、B 两物体的速度相等，即v＝vB。 故答为：＝。 8．（2021•凉州区校级模拟）如图，将小球竖直向上抛出，小球在、B、三点的速度分别为 υ＝4m/s、υB＝2m/s、υ＝0．如果小球在经过B 处时，重力突然消失，则小球将做 匀 速直线 运动，速度大小为 2m/s ；若小球在处时，重力突然消失，则小球将 保持 静止状态 。（不考虑空气阻力） 【答】见试题解答内容 【解答】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。 抛出去的小球，不计空气阻力，小球只受重力作用，当小球在B 点时，小球的速度大小 为2m/s，而重力突然消失，则小球不受任何外力作用，所以小球将以2m/s 的速度做匀 速直线运动；而小球在处的速度为0，当重力突然消失后，小球还保持原来的状态即静 止状态。 故答为：匀速直线，2m/s，保持静止状态。 二．物体运动状态变化的判断（共6 小题） 9．（2023 秋•梁山县校级期中）下列物体运动过程中，运动状态不发生改变的是（ ） ．篮球从篮筐中落下 B．火车在平直铁轨上匀速行驶 ．卫星绕地球匀速转动 D．火箭发射升空 【答】B 【解答】解：、篮球从篮筐中落下，在自身重力的作用下，速度越来越快，所以它的运 动状态在改变； B、火车在平直铁轨上匀速行驶，速度一定而且沿直线运动，所以火车的运动状态不改 变； 、卫星绕地球匀速转动，虽然速度一定，但卫星做的是圆周运动，它的运动方向不停的 在改变； D、刚刚起飞的火箭，受到推力的作用，做加速运动，所以它的运动状态在改变。 故选：B。 10．（2023 春•平桂区 期中）下列事例中，物体在力的作用下运动状态发生改变的是（ ） ．静止在桌面上的课本 B．在平直铁路上匀速行驶的动车 ．在弯道上行驶的自行车 D．两手用力拉弹簧后，弹簧伸长了 【答】 【解答】解：．静止在桌面上的课本处于静止状态，运动状态不变，故错误； B．在平直铁路上匀速行驶的动车，运动的快慢和方向都没有发生改变，运动状态不变， 故B 错误； ．在弯道上行驶的自行车的运动方向发生改变，运动状态发生改变，故正确； D．两手用力拉弹簧后，弹簧伸长了，说明力能改变物体的形状，但弹簧的运动状态不 变，故D 错误。 故选：。 11．（2023 秋•泗县校级月考）2023 年5 月30 日9 时31 分，搭载“神舟十六号”载人飞船 的“长征二号F 遥十六”运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，如图所示。由景海鹏、 朱杨柱、桂海潮3 名航天员组成的全新飞行乘组，将与“神舟十五号”乘组在空间站胜 利会师。火箭发射过程中，下列说法正确的是（ ） ．以火箭为参照物，“神舟十六号”飞船是运动的 B．火箭在加速上升过程中，运动状态发生了变化 ．火箭飞行方向改变时，运动状态不一定改变 D．加速上升过程中，“神舟十六号”飞船做匀速直线运动 【答】B 【解答】解：．以火箭为参照物，“神舟十六号”飞船与火箭之间的位置没有改变，因 而是静止的，故错误； B．火箭在加速上升过程中，速度的大小改变，运动状态发生了变化，故B 正确； ．火箭飞行方向改变时，运动状态一定改变，故错误； D．加速上升过程中，“神舟十六号”飞船的做变速运动，故D 错误。 故选：B。 12．（2023 春•丰城市期末）用图中的机器人免接触送餐，能有效减少人员交叉感染。送 餐途中，以携带的食物为参照物，机器人是 静止 （填“运动”或“静止”）的， 机器人匀速直线上坡，其运动状态 不变 （填“改变”或“不变”）。 【答】静止；不变。 【解答】解： （1）在送餐过程中，送餐机器人与送餐机器人携带的食物之间的位置没有发生变化， 所以以携带的食物为参照物，机器人是静止的； （2）机器人匀速直线上坡时，机器人的运动方向和运动速度都保持不变，所以其运动 状态不变； 故答为：静止；不变。 13．（2023 春•湛江期末）“嫦娥一号”探月卫星在距月球表面200km 高度经过多次“刹 车制动”，最终绕月球做匀速圆周运动。卫星“刹车制动”时，沿与运动方向 相同 （选填“相同”或“相反”）的方向喷射高温气体，高温气体对卫星施加制动力，这说 明力的作用是 相互 的。在绕月球做匀速圆周运动时，卫星的运动状态是 改变 的（选填“改变”或“不变”）。 【答】相同；相互；改变。 【解答】解：卫星“刹车制动”时，沿与运动方向相同的方向喷射高温气体，由于物体 间力的作用是相互的，高温气体反过来对卫星施加制动力。 在绕月球做匀速圆周运动时，卫星的运动方向不断发生变化，则卫星的运动状态是改变 的。 故答为：相同；相互；改变。 14．（2021 春•汉寿县期中）物体的运动状态变化指的是：物体的 速度大小 变化、 运动（速度）方向 变化，或者二者同时变化。 【答】速度大小；运动（速度）方向 【解答】解：运动状态的内容包括：物体的运动速度与物体的运动方向，速度是矢量， 包括大小和方向，速度的改变包括速度大小的改变、运动（速度）方向的改变。 故答为：速度大小；运动（速度）方向。 三．探究阻力对物体运动的影响（共8 小题） 15．（2023 春•古田县期中）在学习牛顿第一定律的时候，我们做了如图所示实验。下列 有关叙述正确的是（ ） ①运动的小车会停下来，说明力是改变物体运动状态的原因 ②每次实验，都要控制小车在水平面上的初始速度相同 ③实验表明，小车受到的摩擦力越小，运动距离就越远 ④根据甲、乙、丙的实验现象，就可直接得出牛顿第一定律 ．①② B．①②③ ．①③④ D．②③④ 【答】B 【解答】解：①运动的小车会停下来，其运动状态发生了改变，说明力能改变物体的 运动状态，故①正确； ②应该让小车从同一斜面的同一高度由静止开始下滑，是为了让下车每次到达水平面时 速度相同，便于得出小车滑行的距离与摩擦力的关系，故②正确； ③小车在木板表面运动的距离最远，说明小车受到摩擦力越小，运动的距离越远，速度 减小得越慢，故③正确； ④接触面越光滑，摩擦力越小，小车的速度减小得慢，由此推理得出：假如小车受到的 阻力为零，小车将做匀速直线运动；牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理概括出 来的，故④错误。 叙述正确的是①②③。 故选：B。 16．（2022 秋•港北区校级期末）如图所示，在“探究阻力对物体运动的影响”实验中， 以下说法正确的是（ ） ．由实验现象可以直接得到牛顿第一定律 B．由实验现象推理，若不受阻力时，运动的小车将静止 ．实验时，每次必须让同一小车从斜面顶端由静止滑下 D．小车在毛巾、棉布、木板上运动时，受到的阻力大小不同 【答】D 【解答】解：、牛顿第一定律是在实验的基础下通过推理概括出来的，由实验现象不可 以直接得到牛顿第一定律，故错误； B、根据实验现象可知，小车在水平方向上受到的阻力越小，小车通过的距离越长，由 实验现象推理，若不受阻力时，小车通过的距离无限长，即小车做匀速直线运动，即运 动的小车将做匀速直线运动，故B 错误； 、根据控制变量法，实验时，要控制小车下滑到的水平面的速度相同，故每次需让同一 小车从斜面同一位置（高度）静止滑下，但不一定都从顶端滑下，故错误； D、小车在毛巾、棉布、木板上运动时，受到的阻力大小越来越小，阻力大小不同，故 D 正确。 故选：D。 17．（2023•道里区开学）在探究“阻力对物体运动的影响”时，使用的器材有斜面、木板、 棉布、毛巾、小车。实验选用粗糙程度不同的表面，目的是为了改变水平面对小车 阻力 的大小；通过实验我们明白了力 不是 （填“是”或“不是”）维持物体运 动状态的原因。 【答】阻力；不是。 【解答】解：在探究“阻力对物体运动的影响”时，使用的器材有斜面、木板、棉布、 毛巾、小车。实验选用粗糙程度不同的表面，是在压力一定，改变接触面的粗糙程度改 变摩擦阻力，即目的是为了改变水平面对小车 阻力的大小；通过实验我们明白了力是 改变物体运动状态的原因，不受力可以作用匀速直线运动，即力不是维持物体运动状态 的原因。 故答为：阻力；不是。 18．（2023 春•南海区校级期中）如图所示，在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中， 让小车从斜面的同一高度由静止下滑，观察小车在不同材料（毛巾、棉布、木板）的水 平面上滑行的距离。 （1）实验中每次都让小车从斜面的同一高度由静止下滑，这样能够使小车每次到达水 平面时具有相同的 速度 。 （2）实验中是通过改变 水平面的粗糙程度 来改变小车所受阻力大小的。 （3）根据这个实验推理：若水平面绝对光滑，那么小车将 做匀速直线运动 。 【答】（1）速度；（2）水平面的粗糙程度；（3）做匀速直线运动。 【解答】解：（1）根据控制变量法，要控制小车下滑到水平面的速度相同，实验中每 次都让小车从斜面的同一高度由静止下滑，这样能够使小车每次到达水平面时具有相同 的速度。 （2）毛巾、棉布、木板接触面粗糙程度不同，故实验中是通过改变水平面的粗糙程度 来改变小车所受阻力大小的。 （3）根据实验现象，水平面越光滑，小车水平方向上受到的阻力越小，通过的距离越 长，据此推理，若水平面绝对光滑，小车在水平方向上不受力的作用，小车通过的距离 无限长，那么小车将匀速直线运动。 故答为：（1）速度；（2）水平面的粗糙程度；（3）做匀速直线运动。 19．（2023 春•毕节市期中）如图所示，在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，观察 将毛巾、棉布分别铺在水平木板上和只有木板的三种情况下，让小车分别从斜面顶端由 静止下滑，研究小车在水平面上滑行的距离。 （1）实验中每次均让小车从斜面顶端由静止下滑的目的是： 使小车运动到斜面底端 时的速度相等 。 （2）实验中改变小车所受阻力大小，是通过改变接触面 粗糙程度 来实现的。 （3）实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近，在棉布表面滑行的距离较远，在木 板表面滑行的距离最远。说明小车受到的阻力越小，速度减小得越 慢 （填“快” 或“慢”）。 （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 匀速直线 运动。 （5）在此基础上，牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出牛顿第一定律，请问：牛 顿第一定律 不能 （选填“能”或“不能”）直接由实验得出。 （6）牛顿第一定律告诉了我们物体的运动 不需要 （填“需要”或“不需要”）力 来维持，力是 改变 物体运动状态的原因。 【答】（1）使小车运动到斜面底端时的速度相等；（2）粗糙程度；（3）慢；（4）匀 速直线；（5）不能；（6）不需要；改变。 【解答】解：（1）实验中每次均让小车从斜面顶端由静止下滑，目的是使小车运动到 斜面底端时的速度相等； （2）在做“斜面小车实验”时，给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体，目的是探究阻 力对物体运动的影响，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； （3）由实验知：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）假如小车受到的阻力为零，即小车不受阻力，小车的运动状态将不会改变，做匀 速直线运动； （5）由上分析可知，牛顿第一定律是在实验的基础上，通过推理得出的，不能由实验 直接得出的； （6）牛顿第一定律的内容为：一切物体在不受外力时，总保持静止状态或匀速直线运 动状态；这反映了力和运动的关系，表明了物体的运动不需要力来维持，而力是改变物 体运动状态的根本原因。 故答为：（1）使小车运动到斜面底端时的速度相等；（2）粗糙程度；（3）慢；（4） 匀速直线；（5）不能；（6）不需要；改变。 20．（2023 春•沈阳月考）小明同学在探究“阻力对物体运动影响”的实验时，利用如图 甲所示的装置，实验中该同学先后三次将同一小车放在同一斜面上的同一高度，然后分 别用不同的力推了一下小车，使其沿斜面向下运动。 （1）在实验操作中有一处明显的错误是（不必解释错误的原因） 分别用不同的力推 了一下小车 。 （2）改正后小明进行了如下操作： 如图乙，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 如图丙，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。 如图丁，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。 以上操作中错误的一次是 b （选填“”、“b”或“”）。 （3）实验中，观察“小车在水平面上通过的距离”的目的是用来反映了小车 。 受到阻力的大小 B 速度的快慢 速度减小的快慢 （4）在水平面滑行的小车受到的重力和小车对水平面的压力 不是 （选填“是”或 “不是”）一对平衡力。 （5）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，它将一直做 匀速直线 运动，表明物体的运动 不需要 （选填 “需要”或“不需要”）力来维持。 （6）在实际实验中，常常发现小车或木块会滑出木板，无法记录其滑动的距离，在不 添加实验器材的基础上，通过实验操作，使其不再滑出木板，做法是 降低小车在斜 面上下滑的高度 。 （7）设想小车从水平面上冲到绝对光滑的“斜面”上运动到如图戊位置，此时所有的 力都消失，则下列表述正确的是 ① （填写序号）。 ①沿着斜面方向做匀速直线运动 ②若斜面足够长，开始减速运动，最后静止在斜面某处 ③若斜面足够长，开始做减速运动，然后反向从斜面运动到水平面上 ④若斜面长度有限，开始做匀速直线运动，到达斜面顶端后沿竖直方向掉落到水平面上 【答】（1）分别用不同的力推了一下小车； （2）b； （3）； （4）不是；（5）匀速 直线；不需要； （6）降低小车在斜面上下滑的高度；（7）①。 【解答】解：（1）由控制变量法，要控制小车下滑到水平面的速度相相同，故要使小 车从斜面的同一高度处自由下滑，实验操作中有一处明显的错误是：分别用不同的力推 了一下小车。 （2）本实验研究阻力对运动的影响，故只能改变水平面的粗糙响度，结合（1），要控 制小车下滑到水平面的速度相相同，故要使小车从斜面的同一高度处自由下滑，以上操 作中错误的一次是b。 （3）小车之所以会停下来，是因为受到了摩擦阻力的作用，接