第四章 第1节 牛顿第一定律-【创新教程】2025-2026学年高中物理必修第一册五维课堂课时作业（人教版2019）

　　　第四章　运动和力的关系 　　　　　第１节　牛顿第一定律 一、单项选择题 １．伽利略创造的把 实验、假设和逻辑 推理相结合的科学方法,有力地促进了 人类科学认识的发展．利用如图所示的 装置做如下实验:小球从左侧斜面上的 O点由静止释放后沿斜面向下运动,并 沿右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种 粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右 侧斜面上升到的最高位置依次为１、２、 ３．根据三次实验结果的对比,可以得到 的最直接的结论是 (　　) A．如果斜面光滑,小球将上升到与 O 点等高的位置 B．如果小球不受力,它将一直保持匀速 运动或静止状态 C．如果小球受到力的作用,它的运动状 态将发生改变 D．小球受到的力一定时,质量越大,它 的加速度越小 ２．围绕“力与运动”的关系的认识与研究 人类经历了漫长的历史时期,下列叙述 不符合历史事实的是 (　　) A．亚里士多德根据“用力推车,车子前 进,停止用力,车子就停下来”这一现 象,提出了力是维持物体运动的原因 B．亚里士多德在分析“推车问题”时,只 强调了推力,而忽视了摩擦力的作 用,因而得到了错误的结论 C．伽利略用自己设计的理想实验,观察 到了没有摩擦力的作用时小球就可 以以恒定的速度运动下去,从而推翻 了力是维持物体运动的原因的错误 结论 D．伽利略的理想实验虽然是假想实验, 无法完成,但由此得到的结论是可 靠的 ３．关于牛顿第一定律的理解,下列说法中 正确的是 (　　) A．物体受到的外力越大时惯性越小 B．物体运动状态发生变化时必定受到 外力的作用 C．物体不受外力作用时一定处于静止 状态 D．在水平地面上滑动的物体最终要停 下来,是因为没有外力来维持 ４．关于物体的惯性,下列说法中正确的是 (　　) A．骑自行车的人,上坡前要紧蹬几下, 是为了增大惯性冲上坡 B．子弹从枪膛中射出后,在空中飞行速 度逐渐减小,因此惯性也减小 C．宇航员在绕地球飞行的宇宙飞船中, 可以“飘来飘去”,是因为他的惯性消 失了 D．做自由落体运动的小球,速度越来越 大,但惯性不变 ５．一天下着倾盆大雨,某人乘坐列车时发 现,车厢的双层玻璃窗内积水了．列车 进站过程中(箭头表示列车进站的方 向),他发现水面的形状如选项图中的 (　　) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰７８１􀅰 第四章　运动和力的关系 ６．如图,在车厢中的 A是用绳拴在底部上 的氢气球,B是用绳挂在车厢顶的金属 球,开始时它们和车顶一起向右做匀速 直线运动,若忽然刹车使车向右做匀减 速运动．则下列哪个图能正确表示刹车 期间车内的情况 (　　) ７．我国已成为世界上高铁商业运营速度 最快的国家．一乘客在一列匀加速直线 行驶的“复兴号”车厢里相对车厢以一 定的速度竖直向上抛出一个小球,则小 球 (　　) A．在最高点对地速度最大 B．在最高点对地速度为零 C．抛出时车厢速度越大,落点位置离乘 客越远 D．落点位置与抛出时车厢的速度大小 无关 ８．如图所示,一个劈形物体 A 放在斜面上,A的各个表面 光滑且上表面水平,在 A 的上表面上放置一个小球 B,由静止释 放 A,则小球B在碰到斜面之前的运动 轨迹是 (　　) A．沿斜面向下的直线 B．竖直向下的直线 C．抛物线 D．双曲线 二、多项选择题 ９．如图所示,重球系于绳 DC 下 端,重球下再系一根同样的绳 BA,下列说法正确的是 (　　) A．在绳的A 端缓慢增加拉力,结果CD 绳先断 B．在绳的A 端缓慢增加拉力,结果AB 绳先断 C．在绳的A 端突然猛一拉,结果AB 绳 先断 D．在绳的A 端突然猛一拉,结果CD 绳 先断 １０．在列车的车厢内,有一个 自来水龙头C．第一段时 间内,水滴落在水龙头的 正下方B 点,第二段时间 内,水滴落在B 点的右方A 点,如图 所示．那么列车可能的运动是 (　　) A．先静止,后向右做加速运动 B．先做匀速运动,后做加速运动 C．先做匀速运动,后做减速运动 D．上述三种情况都有可能 １１．关于牛顿第一定律,以下说法中正确 的有 (　　) A．牛顿第一定律是依靠实验事实,直 接归纳总结得出的 B．牛顿第一定律是以可靠实验为基 础,通过抽象出理想化实验而得出 的结论 C．根据牛顿第一定律可知,力是维持 物体运动的原因 D．根据牛顿第一定律可知,力是改变 物体速度的原因 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰８８１􀅰 必修第一册 １２．下列关于惯性的分析,正确的是 (　　) A．战斗机在空战时,甩掉副油箱是为 了减小惯性,提高飞行的灵活性 B．高速公路上要限速,是因为车速越 大惯性越大 C．机床安装在笨重的底座上,是为了 增大惯性,提高稳定性 D．坦克车制造很重,是为了增大惯性, 提高行驶的平稳度 三、非选择题 １３．如图所示,一 木 块和小车一起做 匀 速 直 线 运 动, 当小车遇到一障碍物的瞬间,则:(设 小车不反弹) (１)如果小车上表面粗糙,木块将如何 运动? (２)如果小车上表面光滑,木块将如何 运动? １４．在做匀速直线运动的小车上水平放置 一密闭的装有水的瓶子,瓶内有一气 泡,如图所示,当小车突然停止运动 时,气泡相对于瓶子怎样运动? 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰９８１􀅰 第四章　运动和力的关系 (２)人在水平方向仅受绳OB 的拉力FOB 和地面的摩擦 力Ff 作用,根据平衡条件有: Ff＝FOB＝ ３ ４m１g ,方向水平向左． (３)人在竖直方向上受重力m２g和地面的支持力FN 作 用,因此有:FN＝m２g 要使人不滑动,需满足:Ff≤Ffm＝μFN 联立以上各式解得:m１≤ ４ ３μm２＝２４kg． 答案:(１)５４m１g　 ３ ４m１g　 (２)３４m１g　 方向水平向左 (３)２４kg １４．(１)３４mg　 (２)２mg　(３)３４mg　 方向水平向左 第四章　运动和力的关系 第１节　牛顿第一定律 １．A　[根据题意,铺垫材料粗糙程度降低时,小球上升的 最高位置升高,当斜面绝对光滑时,小球在斜面上没有 能量损失,因此可以上升到与O 点等高的位置,而 B、C、 D三个选项从题目不能直接得出,所以选项 A正确．] ２．C　[围绕“力与运动”的关系的认识,由物理学史 可 知 A、B两选项是正确的;在伽利略的实验中不可能真正观 察到无摩擦力时小球以恒定速度做直线运动这一现象, 故 C选项错误;“理想实验”是人们假想的实验,但是由 此推理得到的结论是可靠的,故 D选项正确．] ３．B　[牛顿第一定律反映力是改变物体运动状态的原因, 惯性是物体的运动状态保持不变的性质,是物体本身固 有的属性,与物体的运动状态无关,与物体受力情况无 关,故 A 错误;牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运 动状态的原因———惯性,又揭示了运动状态改变的原因 ———力．运动状态发生变化时,物体必定受到外力的作 用,故B正确;物体只有不受外力时,能处于静止状态或 匀速直线运动状态,故 C 错误;在水平地面上滑动的物 体最终要停下来,是因为有摩擦力改变了物体运动的状 态,故 D错误．] ４．D　[惯性的大小只与物体的质量有关,与其他因素无 关,骑自行车的人质量没有改变,所以惯性不变,故 A 错 误;子弹从枪膛中射出后质量不变,惯性不 变,故 B 错 误;宇航员 在 绕 地 球 飞 行 的 宇 宙 飞 船 中,可 以“飘 来 飘 去”,处于完全失重状态,有质量就有惯性,故 C错误;做 自由落体运动的小球,质量不变,惯性不变,故 D正确．] ５．C　[列车进站时刹车,速度减小,而水由于惯性仍要保 持原来较大的速度,所以水向前涌,水面形状和选项 C 中一致．] ６．D　[开始时金属球、车厢及氢气球有向右的相同速度, 突然刹车使车厢做减速运动时,由于金属球比车厢内同 体积的空气质量大,惯性大,运动状态不易改变,相对车 厢还是向右运动,因此B向右偏,故B、C错误;氢气球虽 然有惯性因为氢气密度小,空气的密度大(惯性比气球 大),所以向前会撞到空气,力的作用是相互的,被空气 向后推开,相对车厢向左运动,故 A错误,D正确．] ７．D　[小球在空中运动时,其水平方向上的速度大小是不 变的,而竖直方向上其运动速度是变化的,最高点竖直 方向的速度为零,此时相对地速度最小,但不为零,故 A、 B错误;小球在空中运动时,其水平方向上的速度大小是 不变的,列车做加速运动,相对位移为x＝v０t＋ １ ２at ２－ v０t＝ １ ２at ２,与初速度无关,故 D正确,C错误．] ８．B　[小球原来静止时受重力和 支 持 力 作 用,其 合 力 为 零．当劈形物体由静止释放,A 应沿斜面下滑,故 B也将 运动,运动状态就要发生改变,但由于惯性,小球原来速 度为零,没有水平或其他方向上的速度,而 A 的上表面 又光滑,除竖直方向可以有合力外,其他方向上没有合 力,加之力是使物体运动状态改变的原因,小球只能在 竖直方向上有运动,在碰到斜面之前,运动轨迹应为一 条直线,即竖直向下的直线．] ９．AC　[在绳的A 端缓慢增加拉力,重球受力如图 所示,使得 重 球 有 足 够 的 时 间 发 生 了 微 小 的 位 移,以致CD 绳的拉力FT２逐渐增大,这个过程进 行缓慢,可以认为重球始终处于平衡状态,即FT２ ＝FT１＋mg,随着FT１增大,FT２也增大,且FT２总 是大于FT１,所以CD 绳先被拉断,A 项正确,B项错误; 若在A 端猛拉,因为重球质量很大,力的作用时间极短, 由于惯性,重球向下的位移极小(可以看成运动状态未 来得及改变),以致CD 绳的拉力几乎未增加,故 AB 绳 先断,C项正确,D项错误．] １０．BC　[水滴下落时,水平方向保持原来的速度,若车匀 速运动,车的水平位移与水滴的水平位移相同,则落在 B 点;若车向左加速运动,则水滴仍保持下落时的水平 速度,而车的水平位移增大,故水滴可落在A 处;同理, 车向右 减 速 运 动,水 滴 也 会 落 在 A 处,故 选 项 B、 C正确．] １１．BD　[牛顿第一定律不是实验定律,但它是以可靠实验 为基础,通过抽象出理想化实验而得出的结论,A 错,B 对;牛顿第一定律揭示了力与运动的关系,指出力是改 变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的 原因,C错,D对．] １２．AC　[战斗机甩掉副油箱,减小了质量,惯性减小,提高 了飞行的灵活性,A 对;惯性大小与速度无关,B错;机 床与底座连成一体,质量大,惯性大,更稳定,C对;坦克 车装甲厚重,是为了提高抗炮击能力,D错．] １３．解析:当小车遇到障碍物时,小车将停止． (１)如果小车上表面粗糙,则木块上部由于惯性将继续 向右运动;木块下部受到一个向左的摩擦力,运动状态 发生改变,很快停止,故此时木块将向右倾倒． (２)如果小车上表面光滑,则木块下部不受摩擦力,此 时整个木块都将由于惯性而保持向右的匀速直线运动 状态． 答案:(１)向右倾倒　(２)向右匀速直线运动 １４．气泡相对于瓶子向后运动 第２节　实验:探究加速度与力、质量的关系 １．解析:(１)补偿阻力就是让小车在无拉力的作用下做匀 速直线运动,让重力沿斜面的分力等于小车受到的摩擦 力．所以平衡时应将不带滑轮的木板一端适当垫高,在 不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动,故 A、B、C错 误,D正确． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰７４２􀅰 参考答案 (２)把长木板的一端垫得过低,使得倾角偏小,会导致重 力沿斜面向下的分力偏小,摩擦力偏大,而且重力沿斜 面向下的分力小于摩擦力,这样在绳子的拉力大于摩擦 力时,小车就会产生加速度,故选项 D正确． (３)计数点间的时间间隔:t＝２×０􀆰０２s＝０􀆰０４s, 由匀变速直线运动的推论:Δx＝at２ 可知,加速度为:a＝ xCE－xAC ４t２ ＝ (７．２１＋７．７２)－(６．１９＋６．７０) ４×０．０４２ ×１０－２ m/s２ ≈３􀆰２m/s２． 答案:(１)D　(２)D　(３)３􀆰２ ２．解析:(１)在实验中,打点计时器可以测量时间,所以不 需要秒表,上述器材中不必要的为 C． (２)B 点的速度等于AC 段的平均速度,则有: vB＝ x２ ２t＝ ０．１３５９ ２×０．１m /s≈０􀆰６８０m/s 根据 Δx＝aT２ 得: a＝xBC－xAB t２ ＝ x２－２x１ t２ ＝０．１３５９－２×０．０５９９ ０．１２ m/s２ ＝１􀆰６１m/s２ (３)由图３所示图像可知小车的拉力为０时,小车的加速 度大于０,说明合外力大于０,说明补偿阻力过度,即木板 与水平面的夹角太大;该实验中当小车的质量远大于沙 和沙桶的质量时,才能近似认为细线对小车的拉力大小 等于沙和沙桶的总重力大小,随着F 的增大,即沙和沙 桶的质量增大,逐渐地沙和沙桶的质量不再满足小车质 量远大于沙和沙桶的质量,因此会出现较大误差,图像 会产生弯曲． 答案:(１)C　(２)０􀆰６８０　 １．６１　(３)平衡摩擦力过度　 沙和沙桶的质量太大 ３．解析:(１)补偿阻力时,不需要在动滑轮上挂上钩码,故 A 错误;实验过程改变小车质量时,不需要重新补偿阻力, 故B错误;实验前补偿阻力后,在实验过程中改变小车 拉力时,不需要重新补偿阻力,故 C正确． (２)小车所受拉力可以由力传感器测出,不需要满足钩 码质量远小于小车质量; (３)由图示图像乙可知,拉力为零时小车已经产生加速 度,说明小车受到的合力大于细线的拉力,这是由于补 偿阻力时木板倾角过大、补偿阻力过大造成的,故 B正 确,A、C错误． 答案:(１)C　(２)不需要　(３)B ４．解析:(１)Ⅰ直线表明在小车的拉力为０时,小车的加速 度大于０,即合外力大于０,说明补偿阻力过度,即把长木 板的末端抬得过高了,故 A 错误,B正确;Ⅱ直线说明在 拉力大于０时,小车的加速度为０,即合外力为０,说明没 有补偿阻力或补偿阻力不足,也就是没有将长木板的末 端抬高或抬高不够,故 C正确,D错误． (２)每５个点取一个计数点的纸带,相邻的计数点间的时 间间隔T＝０􀆰１s,根据匀变速直线运动中时间中点的速度 等于该过程中的平均速度,得v４＝ ０．０２３９＋０．０２９１ ２×０．１ m /s＝ ０􀆰２６５m/s．根据匀变速直线运动的推论公式 Δx＝aT２ 可 以求出加速度的大小,得:x３－x１＝２a１T２,x４－x２ ＝２a２T２．为了更加准确地求解加速度,我们对两个加速 度取平均值,得:a＝１２ (a１＋a２) ＝０．０２９１＋０．０２３９－０．０１９１－０．０１４１４×０．０１ m /s２ ＝０􀆰４９５m/s２． 答案:(１)BC　(２)０􀆰２６５　０􀆰４９５ ５．解析:(１)打点计时器使用的都是交流电源,每隔０􀆰０２s打 一个点． (２)根据题意,相邻计数点间的时间间隔t＝０􀆰１s,则 vB＝ x１＋x２ ２t ＝ (７．０６＋７．６８)×１０－２ ２×０．１ m /s≈０􀆰７４m/s a＝ (x３＋x４－x１－x２)×１０－２ ４t２ m/s２＝０􀆰６２m/s２． (３)倾角过大,当拉力F＝０时,小车就有加速度,选项 C 正确． 答案:(１)交流电源　０􀆰０２　(２)０􀆰７４　０􀆰６２　(３)C ６．解析:(１)本实验中,在补偿阻力时,不应该将小桶挂在 小车上,并且只需要在实验之前补偿一次阻力即可,不 需要每次改变拉小车的拉力后都重新补偿阻力,实验中 通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力,每次 小车不一定 都 从 同 一 位 置 开 始 运 动,并 且 是 先 接 通 电 源,再放开小车． (２)图线的斜率表示小车受的合力,则 F＝ Δa Δ １m ＝ ２－００．４－０N＝５N． 答案:(１)BCEF　(２)５ ７．解析:(１)②补偿阻力完成的依据是小车在不受拉力作 用时恰好做匀速直线运动． ③为保证细线的拉力不变,细线必须与长木板平行． (２)由匀变速直线运动速度与位移的关系v２B－v２A＝２aL 可得,a＝v ２ B－v２A ２L ． 将v２B －v２A ＝４􀆰６５m２/s２,L＝０􀆰４８m 代入后,可得a≈４􀆰８４m/s２． (３)如图所示． (４)由作出的a－F 图像可知,当拉力F 已经大于０时, 小的加速 度 仍 然 为 ０,故 可 能 的 原 因 是 没 有 完 全 补 偿 阻力． 答案:(１)②匀速直线　③细线与长木板平行 (２) v２B－v２A ２L 　４􀆰８４ (４􀆰８３~４􀆰８５之间也算对) (３)见解析　(４)没有完全补偿阻力 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰８４２􀅰 物理􀅰必修第一册