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2019年高中物理 第4單元 第1節(jié) 伽利略的理想實驗與牛頓第一定律課后知能檢測 粵教版必修1 1．(xx佛山高一檢測)關(guān)于牛頓第一定律的建立，以下說法中符合物理學(xué)發(fā)展史的是(　　) A．是牛頓在伽利略等科學(xué)家的研究基礎(chǔ)上總結(jié)出來的 B．是牛頓在亞里士多德的研究基礎(chǔ)上總結(jié)出來的 C．是牛頓在胡克的研究基礎(chǔ)上總結(jié)出來的 D．是牛頓在愛因斯坦的研究基礎(chǔ)上總結(jié)出來的 【解析】　牛頓第一定律是牛頓在伽利略和笛卡兒工作的基礎(chǔ)上提出的一條動力學(xué)基本規(guī)律，故A正確，B、C、D錯誤． 【答案】　A 2．火車在平直水平軌道上勻速行駛，門窗緊閉的車廂內(nèi)有一人向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍落回到車上原處，這是因為(　　) A．人跳起后，車廂內(nèi)空氣給他以向前的力，帶著他隨同火車一起向前運動 B．人跳起后直到落地，在水平方向上人和車始終有相同的速度 C．人跳起的瞬間，車廂的地板給他一個向前的力，推動他隨火車一起向前運動 D．人跳起后車在繼續(xù)向前運動，所以人落下后一定偏后一些，只是由于時間短，偏后的距離太小，不明顯而已 【解析】　人隨火車共同運動，具有向前的速度，當(dāng)人跳起后，由于慣性將保持原水平方向的速度，所以仍落回到車上原處．B項正確． 【答案】　B 3．(xx舟山高一檢測)下面關(guān)于物體慣性大小的說法中，正確的是(　　) A．運動速度大的物體比速度小的物體難以停下來，所以速度大的物體具有較大慣性 B．物體受的力越大，要它停下來就越困難，所以物體受的力越大，慣性越大 C．行駛中的車輛突然剎車，乘客前傾，這是由慣性引起的 D．材料不同的兩個物體放在地面上，用一個相同的水平力分別推它們，則難以推動的物體的慣性較大 【解析】　慣性是物體的固有屬性，物體在任何情況下都有慣性，且慣性的大小與物體的運動狀態(tài)及受力情況均無關(guān)，它僅取決于物體的質(zhì)量大小，故A、B錯誤；車輛突然剎車，乘客前傾，是人的上身由于慣性繼續(xù)向前運動的結(jié)果，C正確；因兩物體的材料不同，用相同的水平力分別推它們，難以推動可能是摩擦力的緣故，D錯誤． 【答案】　C 4．交通法規(guī)規(guī)定，坐在小汽車前排的司機和乘客都應(yīng)在胸前系上安全帶，這主要是為了減輕下列哪種情況出現(xiàn)時，可能對人造成的傷害(　　) A．車速太快　　　　　　 B．緊急剎車 C．車速太慢 D．突然啟動 【解析】　汽車高速勻速行駛，司機和乘客隨車一起運動，具有和車同樣前行的速度．若汽車突剎車，司機和乘客具有慣性，仍保持原來的速度前進．為防止出現(xiàn)交通事故，司機和乘客系上安全帶，這時安全帶對人有向后的作用力，強迫司機和乘客停止，故答案為B. 【答案】　B 5．如圖4－1－6所示，一個劈形物體M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面放一個光滑小球m.劈形物體由靜止開始釋放，則小球在碰到斜面前的運動軌跡是(　　) A．沿斜面向下的直線 B．豎直向下的直線 圖4－1－6 C．無規(guī)則的曲線 D．拋物線 【解析】　由于小球處在物體M上，接觸面光滑，在M滑下過程中，由于小球水平方向上不受外力作用，該方向上運動狀態(tài)不會改變，原來靜止，則下滑過程中，小球在水平方向上沒有位移，故B正確． 【答案】　B 6．從水平勻速向右飛行的飛機上按相等的時間間隔依次放出a、b、c三個球，不考慮空氣阻力，站在地面上的人看到它們在空中的排列情況是(　　) 【解析】　從飛機上釋放的球在水平方向上沒有受到外力的作用，由牛頓第一定律可知，在水平方向上，a、b、c三個球的運動狀態(tài)保持不變，即都以與飛機相同的水平速度作勻速直線運動，故三個球始終在飛機的正下方，三球的連線是一條豎直線． 【答案】　B 7．月球表面上的重力加速度為地球表面上的重力加速度的，同一個飛行器在月球表面上時與在地球表面上時相比較(　　) A．慣性減小為在地球上的，重力不變 B．慣性和重力均減小為在地球上的 C．慣性不變，重力減小為在地球上的 D．慣性和重力都不變 【解析】　物體的慣性大小僅與物體的質(zhì)量大小有關(guān)，因質(zhì)量是恒量，同一物體的質(zhì)量與它所在位置及運動狀態(tài)無關(guān)，所以這個飛行器從地球到月球，其慣性大小不變．物體的重力是個變量，這個飛行器在月球表面上的重力為G月＝mg月＝mg地＝G地． 【答案】　C 8．(雙選)汽車上固定一個儀器，電路如圖4－1－7所示，其中M是質(zhì)量較大的一個金屬塊，則關(guān)于汽車啟動和剎車時的判斷正確的是(　　) 圖4－1－7 【解析】　汽車開始啟動時，由于慣性，金屬塊保持不動，而車向前開動，所以觸頭向后壓縮彈簧，和a接觸構(gòu)成回路，綠燈亮．汽車做勻速運動時，金屬塊和車具有相同的運動狀態(tài)，兩燈均不亮．當(dāng)汽車急剎車時，金屬塊由于慣性，向前壓縮彈簧，觸頭和b接觸，構(gòu)成回路，紅燈亮．故選項BC正確． 【答案】　BC 9．如圖4－1－8所示，在一輛表面光滑足夠長的小車上，有質(zhì)量為m1和m2的兩個小球(m1＞m2)，兩小球原來隨車一起運動．當(dāng)車突然停止時，如不考慮其他阻力，則兩個小球(　　) A．一定相碰 B．一定不相碰 圖4－1－8 C．不一定相碰 D．無法確定 【解析】　因小車表面光滑，因此球在水平方向上沒有受到外力作用．原來兩球與小車有相同速度，當(dāng)車突然停止時，由于慣性，兩小球的速度不變，所以不會相碰． 【答案】　B 10．(雙選)(xx徐州高一檢測)在火車的車廂內(nèi)，有一個自來水龍頭C.第一段時間內(nèi)，水滴落在水龍頭的正下方B點，第二段時間內(nèi)，水滴落在B點的右方A點，如圖4－1－9所示．那么火車可能的運動是(　　) A．先靜止，后向右做加速運動 B．先做勻速運動，后做加速運動 圖4－1－9 C．先做勻速運動，后做減速運動 D．上述三種情況都有可能 【解析】　水滴下落時，水平方向保持原來的速度，若車勻速運動，車的水平位移與水滴的水平位移相同，則落在B點；若車向左加速運動，則水滴仍保持下落時的水平速度，而車的水平位移增大，故水滴可落在A處；同理，車向右減速運動，水滴也會落在A處．故選B、C項． 【答案】　BC 11．找兩個瓶子，內(nèi)盛清水．用一細(xì)繩分別系一鐵球、一泡沫塑料球置于水中，使鐵球懸掛、塑料球懸浮，如圖4－1－10(甲)所示． 圖4－1－10 當(dāng)瓶子突然向右運動時(有向右的加速度)，觀察比較兩個球的運動狀態(tài)．你看到的現(xiàn)象也許會讓你驚訝，小鐵球的情況正如你所想的一樣，相對于瓶向左運動，但塑料球相對于瓶卻向右運動，如圖4－1－10(乙)所示．試分析其原因． 【解析】　因為相同體積的水的質(zhì)量與球的質(zhì)量不相同，質(zhì)量越大，運動狀態(tài)越難以改變，故鐵球運動狀態(tài)的改變比瓶(及瓶中水)慢，所以鐵球向左偏，而塑料球運動狀態(tài)的改變比瓶(及瓶中水)快，所以塑料球向右偏． 【答案】　見解析 12．在足球場上，為了不使足球停下來，運動員帶球前進必須不斷用腳輕輕地踢撥足球(如圖4－1－11甲)．又如為了不使自行車減速，總要不斷地用力蹬腳踏板(如圖4－1－11乙)．這些現(xiàn)象不正說明了運動需要力來維持嗎？那為什么又說“力不是維持物體運動的原因”？ 　　　甲　　　　　　　　　　　　　乙 圖4－1－11 【解析】　對于這一問題，我們可以這樣思考：如果足球不是在草地上滾動，而是以相同的初速度在水平的水 泥地板上滾動，它將會滾出比草地上遠(yuǎn)得多的距離，這說明了由于阻力的存在才導(dǎo)致足球的運動狀態(tài)發(fā)生了改變，足球在草地上滾動時所受阻力大，運動狀態(tài)很快發(fā)生改變；足球在水泥地面上滾動時所受阻力小，運動狀態(tài)改變得慢，但終究還是要停下來．在盤帶足球時，人對足球施加力的作用，是克服摩擦阻力對足球產(chǎn)生的效果．自行車的例子也是同樣的道理． 【答案】　見解析 【備課資源】(教師用書獨具) 伽利略的貢獻 伽利略是第一個意識到直覺有時并不可靠的人．有些人認(rèn)為伽利略是為了推翻亞里士多德關(guān)于力與運動關(guān)系的觀點而提出著名的斜面理想實驗，這種想法是錯誤的． 事實上，伽利略在研究物體在斜面上的運動時，發(fā)現(xiàn)當(dāng)球從一個斜面上滑下來又滾上第二個斜面時，球在第二個斜面上所達(dá)到的高度與從第一個斜面上開始滑下來時的高度幾乎相等．于是伽利略斷定高度上的這點微小差別是由于摩擦而產(chǎn)生的，如果能將摩擦完全消除的話，高度將恰好相等．然后，他進行了推想：在完全沒有摩擦的情況下，不管第二個斜面的傾斜角多么小，即使放平了，小球也“想”運動到原來的高度，于是只好永遠(yuǎn)運動下去了． 通過這個推想，伽利略意識到即使沒有力，物體也可以運動．但當(dāng)他把這個觀點給別人講解并試圖讓別人接受時，卻遇到了阻力，畢竟亞里士多德的觀點早已經(jīng)深入人心．于是，伽利略設(shè)計了眾所周知的斜面滾球理想實驗．也就是說，他是為了讓別人信服自己的想法，才設(shè)計了這個實驗，實驗過程如下： 第一步：從斜面一側(cè)由靜止?jié)L下的小球，若沒有任何摩擦，在另一側(cè)斜面上將達(dá)到原來的高度．這是一個大家都能夠接受的事實，可以把它當(dāng)做一個公理； 第二步：還是沒有摩擦，把另一側(cè)斜面近似放平，為了達(dá)到原來的高度，小球?qū)⒔?jīng)過更長的距離．這也是經(jīng)過推理大家都能接受的一個結(jié)論； 第三步：如果將另一側(cè)斜面完全放平，貼著地面，物體將如何？ 被提問的人肯定在前兩步的基礎(chǔ)上得出：小球為了回到原來的高度，將永遠(yuǎn)運動下去． 到這里，伽利略的觀點才被別人“不得不”接受． 但接下來伽利略錯誤地認(rèn)為，由于小球?qū)⒀刂@個貼著地面的軌道永遠(yuǎn)運動下去，而地球是球形，因此，它將繞地球一周之后再回到水平面上的出發(fā)點． 伽利略的貢獻在于他提出了摩擦是影響物體運動的原因，沒有摩擦物體將在水平面上永遠(yuǎn)運動的觀點．更重要的是他認(rèn)識到要驗證一個結(jié)論是不是正確可以通過實驗的方法來進行．他是第一個走出“直觀觀察就能得出結(jié)論”的誤區(qū)，提出了依靠實驗來驗證自己觀點的科學(xué)研究方法．