练习(二)
力的平衡、 力与运动
建议用时：30分钟
力 的 平 衡
1．下列运动过程中，处于平衡状态的物体是(D)
A．在空中自由下落的苹果
B．竖直向上抛出的石子
C．沿光滑斜坡滚动的小球
D．在空中匀速直线下降的跳伞运动员
【解析】处于平衡状态的物体一定受力平衡，即处于静止或匀速直线运动状态。在空中自由下落的苹果，速度越来越大，不是平衡状态，故A错误；竖直向上抛出的石子，上升速度越来越小，不是平衡状态，故B错误；沿光滑斜坡滚动的小球，速度越来越大，不是平衡状态，故C错误；在空中匀速直线下降的跳伞运动员，一直保持匀速直线运动，是平衡状态，故D正确。故选D。
2．(2021·深圳质检)如图所示，无风时，站在地面上的小蚂蚁骄傲地托着果实，下列说法正确的是(D)
A．果实受到的重力和蚂蚁对它的支持力是一对相互作用力
B．蚂蚁受到的重力和地面对它的支持力是一对相互作用力
C．蚂蚁受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力
D．果实受到的重力和蚂蚁对它的支持力是一对平衡力
【解析】果实受到的重力和蚂蚁对它的支持力是作用在同一个物体上的两个力，是一对平衡力，不是一对相互作用力，故A错误，D正确；地面对蚂蚁的支持力大小等于果实和蚂蚁的重力之和，故蚂蚁受到的重力和地面对它的支持力大小不等，不是一对平衡力，也不是相互作用力，故B、C错误。
3．(2021·河池期中)如图所示，李叔叔推着失去动力的汽车在平直道路上匀速前进，下列说法正确的是(A)
A．汽车所受的推力与地面对汽车的摩擦力是一对平衡力
B．汽车对地面的压力与地面对汽车的支持力是一对平衡力
C．汽车所受的重力与汽车对地面的压力是一对平衡力
D．汽车所受的重力与汽车对地面的压力是一对相互作用力
【解析】李叔叔推着失去动力的汽车在平直道路上匀速前进，汽车处于平衡状态，在水平方向上，汽车所受的推力与地面对汽车的摩擦力是一对平衡力，故A正确；汽车对地面的压力与地面对汽车的支持力是作用在不同物体上的两个力，所以不是一对平衡力，故B错误；汽车所受的重力与汽车对地面的压力是作用在不同物体上的两个力，且方向相同，所以不是一对平衡力，也不是一对相互作用力，故C、D错误。
4．(2021·南充中考)关于体育活动项目，下列说法正确的是(B)
A．跳远项目中，助跑是为了增大运动员的惯性
B．单杠活动中，运动员手涂防滑粉是为了增大摩擦
C．拔河比赛中，获胜方对绳子的拉力大于另一方对绳子的拉力
D．举重过程中，地面对运动员的支持力和运动员自身的重力是一对平衡力
【解析】惯性只与物体的质量有关，与速度无关，助跑不能增大运动员的惯性，故A错误；手涂防滑粉是通过使接触面变粗糙的方法增大摩擦，故B正确；拔河比赛中，获胜方对绳子的拉力与另一方对绳子的拉力是一对平衡力，大小相等，故C错误；举重过程中，地面对运动员的支持力大于运动员自身的重力，它们不是一对平衡力，故D错误。
5．(2021·厦门质检)水平放置的水桶重300 N，一人用100 N的力竖直向上提水桶，则水桶受到的合力大小为(D)
A．100 N B．300 N C．400 N D．0 N
【解析】水桶受到竖直向上的力小于水桶的重力，所以水桶处于静止状态，故水桶受平衡力作用，即合力为0 N，故D正确。
6．(2021·威海期末)一个重50 N的箱子放在水平地面上，受到10 N的水平推力，箱子恰好做匀速直线运动，这时箱子受到的摩擦力为__10__N，当水平推力增大到18 N时，箱子所受合力的大小为__8__N。
【解析】箱子受10 N的水平推力时，恰好做匀速直线运动，所以此时摩擦力与推力是一对平衡力，二力的大小相等，则这时箱子受到的摩擦力等于10 N；当水平推力增大到18 N时，箱子对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力的大小不变，仍为10 N，此时箱子所受合力的大小为：F合＝F′－f＝18 N－10 N＝8 N。
7．如图所示，重型运输直升机空中吊运挖土机去抢险救灾。直升机用钢丝绳吊着1.2×105 N的挖土机，当挖土机静止吊在空中时，钢丝绳对挖土机的拉力
__等于__1.2×105 N；当直升机吊着挖土机以1 m/s的速度匀速上升时，钢丝绳对挖土机的拉力__等于__1.2×105 N。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
【解析】本题考查二力平衡条件的应用。挖土机静止或匀速上升时，它受到的都是一对平衡力，即它所受重力和钢丝绳对它的拉力二力平衡，所以拉力等于重力。
8．(2021·衡阳中考)如图所示，一个小球停放在水平地面的墙角处，请画出小球的受力示意图。
答：
【解析】小球停放在水平地面的墙角处，小球的重力G与地面对它的支持力FN是一对平衡力，其大小相等、方向相反；以球的重心为起点竖直向下作重力G的示意图，竖直向上作支持力FN的示意图。
9．(2021·武威质检)某物理学习小组在“探究二力平衡的条件”实验时，自制了一套如图所示的实验装置，将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角的细线，分别跨过左右支架上的定滑轮。
(1)本实验中的研究对象是__小卡片__。
(2)在细线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向__相反__(选填“相同”或“相反”)，并通过调整钩码的数量来改变两端拉力的__大小__。
(3)当两端所挂钩码数量相同时，把小卡片转至如图所示位置，松手时小卡片将__转动__(选填“转动”或“静止”)，说明不在同一直线上的两个力__不能__(选填“能”或“不能”)平衡。
(4)在细线两端挂上质量相等的钩码时，卡片保持静止，用剪刀从卡片中间剪开，发现分开后的卡片向相反方向运动，由此可得出结论：一对平衡力一定作用在__同一物体上__。
【解析】本题考查探究二力平衡的条件。(1)实验中通过观察小卡片能否静止，确定其是否处于平衡状态，故研究对象是小卡片；
(2)小卡片两端通过滑轮挂上钩码，钩码由于重力通过细线对小卡片施加了两个相反方向的拉力，拉力的大小等于钩码的重力，钩码的数量越多，拉力就越大；
(3)小卡片转过一个角度，小卡片两端的拉力不在一条直线上，纸片就会转动，说明不在同一直线上的两个力不能平衡；
(4)当用剪刀从卡片中间剪开，发现分开后的卡片向相反方向运动，由此可得出结论：二力平衡时，两个力必须作用在同一个物体上。通过剪开卡片形成两个物体，看到此时二力不能平衡，从而说明二力平衡的一个条件是必须作用在同一个物体上。
力 与 运 动
1．(2021·连云港中考)关于运动和力，下列说法正确的是(C)
A．彼此不接触的物体，不可能发生力的作用
B．用力推车，车未动，是因为推力小于摩擦力
C．物体运动状态改变了，说明一定受到了力的作用
D．运动员百米赛跑后很难停下，是因为受到惯性力
【解析】彼此不接触的物体，也可能发生力的作用，如非接触力重力，故A错误；用力推车，车未动，处于静止状态，受平衡力的作用，推力等于摩擦力，故B错误；力是改变物体运动状态的原因，物体运动状态改变了，一定受到了力的作用，故C正确；惯性不是一种力，只能说物体具有惯性，不能说物体受到惯性或惯性力，故D错误。
2．某同学对下列物体进行了受力分析，其中错误的是(C)
A.甲图中地面上的箱子重100 N，受到150 N向上的拉力时，箱子所受合力为
50 N
B．乙图中手里静止的瓶子所受合力为零
C．丙图中人推木箱匀速运动，人对木箱的推力与木箱对地面的摩擦力彼此平衡
D．丁图中踢出去的足球在空中飞行时，受到重力和空气阻力的作用
【解析】重100 N的箱子受到150 N的拉力时，箱子受到的合力：F＝150 N－100 N＝50 N，故A正确；静止在手里的瓶子处于平衡状态，所以受到的合力为零，故B正确；木箱在水平方向上匀速运动，处于平衡状态，所以在水平方向上受到的力：人对木箱的推力和地面对木箱的摩擦力是平衡力，而不是木箱对地面的摩擦力，故C错误；空中飞行的足球，受到重力和空气阻力的作用，故D正确。
3．(2021·临沂中考)2021年2月4日晚，北京冬奥会倒计时一周年活动在国家游泳中心“冰立方”举行，如图是中国女子冰壶队积极备战训练的情景。掷球员将冰壶沿水平冰面推出后，冰壶由于__惯性__继续向前运动；刷冰员不停地刷冰面可以__减小__(选填“增大”或“减小”)冰壶受到的摩擦力；如果摩擦力为零，运动的冰壶将__做匀速直线运动__(选填“静止”“逐渐停下来”或“做匀速直线运动”)。
【解析】本题综合考查惯性、减小摩擦的方法、牛顿第一定律。掷球员将冰壶沿水平冰面推出后，冰壶由于惯性继续向前运动。刷冰员不停地刷冰面，冰面光滑，可以减小冰壶受到的摩擦力。如果摩擦力为零，运动的冰壶将做匀速直线运动。
4．(2021·许昌模拟)如图所示，被细绳拴着的小球在水平桌面绕O点以大小为v的速度做圆周运动，轨迹如图的圆圈所示。每时刻小球的速度方向均与细绳垂直，不计小球与桌面的摩擦力，某时刻小球在图中M点时细绳断开。
(1)请你猜想一下，细绳断后短暂时间内，小球可能出现在图中的a、b、c、d哪个位置？__d__(选填字母)。
(2)你猜想的依据为__此时小球具有水平向右的速度，且不受阻力作用，小球由于惯性而做匀速直线运动__。
【解析】细绳在M点处断开时，小球具有水平向右的速度，且不受阻力作用，小球由于惯性而做匀速直线运动，所以出现的位置可能在d位置。
5．(2021·合肥期中)如图甲所示，水平地面上放有一个质量均匀的长方形物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示，则3～6 s内物体所受摩擦力大小为__4__N；第2 s时物体所受的合力为__0__N。
【解析】由速度—时间图像可知，6～9 s内，物体做匀速直线运动，受平衡力作用，即滑动摩擦力f＝F＝4 N；3～6 s内物体做加速运动，此时物体对水平面的压力不变、水平面的粗糙程度不变，则滑动摩擦力不变，仍为4 N；第2 s时，由v t图像可知，物体处于静止状态，则物体所受的合力为0。
6．(2021·南充中考)请在图中画出小球的受力示意图(细线处于竖直方向)。
答：
【解析】细线处于竖直方向，则小球受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力这一对平衡力的作用，作用点在小球的重心上，方向分别为竖直向下和竖直向上，标出相应的字母即可。
7．(2021·德州质检)在学习“运动和力的关系”时，我们曾追随着物理学家的足迹，设计过这样的“斜面”实验。
(1)如图所示，让小车从斜面滑下后沿水平面运动，是为了使小车在水平面上运动时，竖直方向上受到的__重__力和__支持__力相平衡，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斜面的同一高度由静止开始滑下，目的是使小车到达斜面底端时__速度相同__。
(3)减小图中水平面的粗糙程度，比较小车在不同表面滑行的最大距离，可以得出：在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越__小__，小车运动速度减小得越慢。进一步推理可知，若水平面绝对光滑，则小车会在水平面上一直做__匀速直线__运动。
(4)牛顿第一定律是建立在：__D__。
A．日常生活经验的基础上
B．科学家猜想的基础上
C．直接实验结果的基础上
D．实验和科学推理相结合的基础上
【解析】本题考查探究运动和力的关系。(1)小车在水平面上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，它们是一对平衡力，合力为零，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的作用；(2)每次让小车从同一个斜面的同一高度由静止开始滑下，是为了使小车滑到斜面底端时具有相同的速度；(3)如题图所示，小车在不同表面滑行的距离不同，在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，速度减小得越慢，运动得越远；在实验的基础上进行合理的推理，可知：运动的物体不受外力时它将做匀速直线运动；
(4)牛顿第一定律，它是由英国科学家牛顿在前人的基础上，进一步概括、推理得出的，故选D。
【备选习题】
物体在流体(气体或液体)中运动时,阻力大小与物体运动速度大小、物体的横截面积有关,速度越大,横截面积越大,阻力越大;此外,流体阻力跟物体的形状有关,头圆尾尖的物体受到的阻力较小。物体(例如雨滴)从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,下落一段距离后,将以某一速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。
(1)雨滴在高空形成后从静止开始下落,速度越来越大是由于重力________(选填“大于”“小于”或“等于”)阻力;此过程中若雨滴受到的力全部消失,雨滴将____________________(选填“静止”“加速直线运动”或“匀速直线运动”)。
(2)雨滴下落过程中随着雨滴速度的增大,受到的重力________,受到的阻力________;(前两空均选填“增大”“减小”或“不变”)当雨滴受到的阻力________(选填“大于”“小于”或“等于”)重力时,雨滴开始匀速直线下落。
(3)假设雨滴下落时的阻力与雨滴下落速度的平方成正比,即F阻=kv2,其中k=1×
10-4 N/(m/s)2,则一个质量为0.25 g的雨滴下落时的收尾速度约为________m/s。(g取10 N/kg)
【解析】(1)雨滴在高空形成后从静止开始下落,由于开始时重力大于阻力,合力方向向下,所以速度越来越大;雨滴原来是运动状态,如果受到的力全部消失,雨滴将以一定的速度做匀速直线运动;
(2)雨滴下落过程中,质量不变,由公式G=mg知,受到的重力不变;由“流体阻力大小与物体运动速度大小有关,速度越大,阻力越大”知,雨滴下落过程中受到的阻力随速度的增加而增大;当雨滴受到的阻力等于重力时,雨滴的速度不再改变,开始做匀速运动;
(3)由题意知,当雨滴下落到收尾速度时,阻力
F阻=G=mg=0.25×10-3 kg×10 N/kg=2.5×10-3 N;
由F阻=kv2得,
v===5 m/s。
答案:(1)大于 匀速直线运动
(2)不变 增大 等于 (3)5
PAGE练习(二)
力的平衡、 力与运动
建议用时：30分钟
力 的 平 衡
1．下列运动过程中，处于平衡状态的物体是( )
A．在空中自由下落的苹果
B．竖直向上抛出的石子
C．沿光滑斜坡滚动的小球
D．在空中匀速直线下降的跳伞运动员
2．(2021·深圳质检)如图所示，无风时，站在地面上的小蚂蚁骄傲地托着果实，下列说法正确的是( )
A．果实受到的重力和蚂蚁对它的支持力是一对相互作用力
B．蚂蚁受到的重力和地面对它的支持力是一对相互作用力
C．蚂蚁受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力
D．果实受到的重力和蚂蚁对它的支持力是一对平衡力
3．(2021·河池期中)如图所示，李叔叔推着失去动力的汽车在平直道路上匀速前进，下列说法正确的是( )
A．汽车所受的推力与地面对汽车的摩擦力是一对平衡力
B．汽车对地面的压力与地面对汽车的支持力是一对平衡力
C．汽车所受的重力与汽车对地面的压力是一对平衡力
D．汽车所受的重力与汽车对地面的压力是一对相互作用力
4．(2021·南充中考)关于体育活动项目，下列说法正确的是( )
A．跳远项目中，助跑是为了增大运动员的惯性
B．单杠活动中，运动员手涂防滑粉是为了增大摩擦
C．拔河比赛中，获胜方对绳子的拉力大于另一方对绳子的拉力
D．举重过程中，地面对运动员的支持力和运动员自身的重力是一对平衡力
5．(2021·厦门质检)水平放置的水桶重300 N，一人用100 N的力竖直向上提水桶，则水桶受到的合力大小为( )
A．100 N B．300 N C．400 N D．0 N
6．(2021·威海期末)一个重50 N的箱子放在水平地面上，受到10 N的水平推力，箱子恰好做匀速直线运动，这时箱子受到的摩擦力为__ __N，当水平推力增大到18 N时，箱子所受合力的大小为__ __N。
7．如图所示，重型运输直升机空中吊运挖土机去抢险救灾。直升机用钢丝绳吊着1.2×105 N的挖土机，当挖土机静止吊在空中时，钢丝绳对挖土机的拉力
__ __1.2×105 N；当直升机吊着挖土机以1 m/s的速度匀速上升时，钢丝绳对挖土机的拉力__ __1.2×105 N。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
8．(2021·衡阳中考)如图所示，一个小球停放在水平地面的墙角处，请画出小球的受力示意图。
9．(2021·武威质检)某物理学习小组在“探究二力平衡的条件”实验时，自制了一套如图所示的实验装置，将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角的细线，分别跨过左右支架上的定滑轮。
(1)本实验中的研究对象是__ __。
(2)在细线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向__ __(选填“相同”或“相反”)，并通过调整钩码的数量来改变两端拉力的__ __。
(3)当两端所挂钩码数量相同时，把小卡片转至如图所示位置，松手时小卡片将__ __(选填“转动”或“静止”)，说明不在同一直线上的两个力__ __(选填“能”或“不能”)平衡。
(4)在细线两端挂上质量相等的钩码时，卡片保持静止，用剪刀从卡片中间剪开，发现分开后的卡片向相反方向运动，由此可得出结论：一对平衡力一定作用在__ __。
力 与 运 动
1．(2021·连云港中考)关于运动和力，下列说法正确的是( )
A．彼此不接触的物体，不可能发生力的作用
B．用力推车，车未动，是因为推力小于摩擦力
C．物体运动状态改变了，说明一定受到了力的作用
D．运动员百米赛跑后很难停下，是因为受到惯性力
2．某同学对下列物体进行了受力分析，其中错误的是( )
A.甲图中地面上的箱子重100 N，受到150 N向上的拉力时，箱子所受合力为
50 N
B．乙图中手里静止的瓶子所受合力为零
C．丙图中人推木箱匀速运动，人对木箱的推力与木箱对地面的摩擦力彼此平衡
D．丁图中踢出去的足球在空中飞行时，受到重力和空气阻力的作用
3．(2021·临沂中考)2021年2月4日晚，北京冬奥会倒计时一周年活动在国家游泳中心“冰立方”举行，如图是中国女子冰壶队积极备战训练的情景。掷球员将冰壶沿水平冰面推出后，冰壶由于__ __继续向前运动；刷冰员不停地刷冰面可以__ __(选填“增大”或“减小”)冰壶受到的摩擦力；如果摩擦力为零，运动的冰壶将__ __(选填“静止”“逐渐停下来”或“做匀速直线运动”)。
4．(2021·许昌模拟)如图所示，被细绳拴着的小球在水平桌面绕O点以大小为v的速度做圆周运动，轨迹如图的圆圈所示。每时刻小球的速度方向均与细绳垂直，不计小球与桌面的摩擦力，某时刻小球在图中M点时细绳断开。
(1)请你猜想一下，细绳断后短暂时间内，小球可能出现在图中的a、b、c、d哪个位置？__ __(选填字母)。
(2)你猜想的依据为__ __。
5．(2021·合肥期中)如图甲所示，水平地面上放有一个质量均匀的长方形物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示，则3～6 s内物体所受摩擦力大小为__ __N；第2 s时物体所受的合力为__ __N。
6．(2021·南充中考)请在图中画出小球的受力示意图(细线处于竖直方向)。
7．(2021·德州质检)在学习“运动和力的关系”时，我们曾追随着物理学家的足迹，设计过这样的“斜面”实验。
(1)如图所示，让小车从斜面滑下后沿水平面运动，是为了使小车在水平面上运动时，竖直方向上受到的__ __力和__ __力相平衡，相当于小车只受水平方向上的__ __。
(2)每次都让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，目的是使小车到达斜面底端时__ __。
(3)减小图中水平面的粗糙程度，比较小车在不同表面滑行的最大距离，可以得出：在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越__ __，小车运动速度减小得越慢。进一步推理可知，若水平面绝对光滑，则小车会在水平面上一直做__ __运动。
(4)牛顿第一定律是建立在：__ __。
A．日常生活经验的基础上
B．科学家猜想的基础上
C．直接实验结果的基础上
D．实验和科学推理相结合的基础上
【备选习题】
物体在流体(气体或液体)中运动时,阻力大小与物体运动速度大小、物体的横截面积有关,速度越大,横截面积越大,阻力越大;此外,流体阻力跟物体的形状有关,头圆尾尖的物体受到的阻力较小。物体(例如雨滴)从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,下落一段距离后,将以某一速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。
(1)雨滴在高空形成后从静止开始下落,速度越来越大是由于重力________(选填“大于”“小于”或“等于”)阻力;此过程中若雨滴受到的力全部消失,雨滴将____________________(选填“静止”“加速直线运动”或“匀速直线运动”)。
(2)雨滴下落过程中随着雨滴速度的增大,受到的重力________,受到的阻力________;(前两空均选填“增大”“减小”或“不变”)当雨滴受到的阻力________(选填“大于”“小于”或“等于”)重力时,雨滴开始匀速直线下落。
(3)假设雨滴下落时的阻力与雨滴下落速度的平方成正比,即F阻=kv2,其中k=1×
10-4 N/(m/s)2,则一个质量为0.25 g的雨滴下落时的收尾速度约为________m/s。(g取10 N/kg)
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