人教版（新课标）8.2 二力平衡（含解析）

人教版（新课标）8.2 二力平衡
一、单选题：本大题共7小题，共14分。
1.排球比赛中，跳发球是最具威力的发球方式，其动作要领可简化为“抛球、腾空、击球和落地”四个过程，下列说法中正确的是( )
A. 球在空中运动时，受到了非平衡力的作用
B. 用手击打排球时，手对排球的作用力与排球对手的作用力是一对平衡力
C. 排球被重扣后加速向下运动的过程中，惯性增大
D. 把排球竖直向上抛出，到最高点时速度为零，此时排球处于平衡状态
2.如图所示，物体处于平衡状态的是( )
A. 加速下降的跳伞运动员B. 被磁体吸引运动轨迹改变的铁球
C. 绕手做匀速圆周运动的橡皮D. 匀速直线运动的太阳能汽车
3.下列图像中能够说明物体受平衡力的是( )
A. B.
C. D.
4.年月日，第十四届全国冬运会高山滑雪比赛在国家高山滑雪中心开赛。如图所示，这是运动员沿斜坡加速下滑时的情景，此过程中运动员( )
A. 惯性变大 B. 运动状态发生变化
C. 所受重力的方向改变 D. 受平衡力的作用
5.关于冬奥会的比赛项目，下列分析正确的是( )
A. 图甲，以下落的跳台滑雪运动员为参照物，地面是运动的
B. 图乙，短道速滑运动员在转弯滑行过程中，处于平衡状态
C. 图丙，掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力是相互作用力
D. 图丁，花样滑冰运动员向前滑行，是由于受到惯性力的作用
6.如图所示，物体静止在电梯底部，其上表面通过轻质弹簧与电梯顶部相连。对电梯底部的压力用表示，忽略和电梯的形变，内，电梯静止，弹簧处于伸长状态，时刻后电梯由静止开始沿竖直方向运动。内，随时间变化的图线如图所示，则( )
A. 内，电梯可能向上运动
B. 内，电梯可能处于静止，也可能在做匀速直线运动
C. 内，一定在做减速运动
D. 内，电梯可能做加速运动
7.如图所示是单板滑雪的示意图。当运动员滑雪板看做运动员的一部分沿直坡面匀速下滑时，下列有关受力的分析正确的是( )
A. 运动员受到的重力与雪地对运动员的支持力是一对平衡力
B. 运动员对雪地的压力和雪地对运动员的支持力是一对平衡力
C. 运动员受到的重力与雪地对运动员的摩擦力是一对平衡力
D. 运动员受到的几个力相互平衡
二、填空题：本大题共4小题，共8分。
8.一个物体受力的作用做直线运动。物体在运动过程中，如果分别以甲、乙、丙、丁四种状态运动，如图所示：其中物体受到平衡力的是状态 ；物体处于平衡状态时，受到的力的方向 选填“一定”或“不一定”沿运动的方向。
9.竖直向上抛出一小球，小球达到最高点时处于 选填“平衡”或“非平衡”状态，若小球达到最高点时所受力全部消失，则小球将 。斜向上抛出一小球，小球达到最高点时处于 选填“平衡”或“非平衡”状态，若小球达到最高点时所受力全部消失，则小球将做 。
10.标枪运动员为取得好成绩，掷标枪前需要助跑．这是利用 选填“运动员”或“标枪”的惯性；标枪飞行过程中到达最高点时，受力 选填“平衡”或“不平衡”；顺着地球自转方向或逆着地球自转方向投掷标枪对成绩 选填“有”或“没有”影响．
11.让我们荡起双桨，小船儿推开波浪，海面倒映着美丽的白塔，四周环绕着绿树红墙，小船儿轻轻飘荡在水中，迎面吹来了凉爽的风”。同学们对这首歌一定很熟悉，歌曲中含有许多物理知识，例如：
人坐在静止的小船上，人受到重力和船对人的支持力，这两个力是一对 力。
船桨向后划水，船向 运动，说明物体间力的作用是 的。
三、作图题：本大题共1小题，共2分。
12.作图题。
如图所示，五代时期的文物倒流壶静止在博物馆的水平展台上，请在点画出倒流壶受到的重力和支持力的示意图。
请在图中画出重锤静止时受力的示意图以“”点为力的作用点。
四、实验探究题：本大题共2小题，共12分。
13.某小组用如图所示装置探究“二力平衡的条件”，每个钩码质量均为。
如图甲所示，小组同学在左边挂一个钩码，右边挂两个钩码时，木块仍然保持静止状态，产生这一现象的原因是木块受到___________力的作用，这时木块在水平方向受到的力______选填“平衡”或“不平衡”；
经过讨论，小组同学设计出了如图乙所示装置，要求卡片的质量较___________。在图乙装置左边和右边各挂一个钩码后，将小卡片转动一小角度，松手后，小卡片旋转后又恢复原状，这表明相互平衡的两个力需要作用在___________ 上；
为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”，如果利用如图乙所示装置进行实验，下一步的操作是___________。
14.在“探究二力平衡的条件”活动中，小明、小红选择器材后，设计组装的实验装置分别如图甲、乙所示。
当物体处于静止状态或_____状态时，它受到的力是相互平衡的。
从实验效果的角度分析，你认为_____选填“小明”或“小红”选择的实验器材更加合理，理由是：可以减小_____对实验带来的影响。
在探究力的大小对二力平衡的影响时，通过调整_____来改变和的大小。
实验乙中保持与相等，将小车在水平桌面上扭转一个角度后再释放，发现小车不能处于静止状态，设计此实验步骤是为了证明相互平衡的两个力必须作用在______。
五、综合题：本大题共9小题，共64分。
15.一辆车在水平地面上沿直线向右匀速行驶，车的顶上用细绳悬挂一个水晶球装饰品如图所示，突然汽车制动，速度减小。
请在如图中大约画出此过程中水晶球和绳子的位置；__________
制动过程中，水晶球受到绳子拉力和重力是否平衡？__________选填“平衡”或“不平衡”。判断的依据是：__________。
16.如图，一辆做平直运动的汽车，在车厢顶上挂一个小球，当观察到如图所示的情景时，汽车正在做 填“加速”、“匀速”或“减速”运动，画出小球所受重力示意图 。此时绳子对球的拉力和球受到的重力 选填“是”或“不是”一对平衡力。
17.网上购物带动了快递业的发展，包裹的分捡常需借助传送带，如图所示；
不考虑空气阻力，包裹与传送带一起做水平匀速直线运动，请在如图中画出包裹的受力示意图；_____
请利用平衡力和相互作用力相关知识分析：包裹平放在水平传送带上静止时，包裹对传送带的压力与包裹的重力的关系。_____
18.
小明用鸡蛋壳做了一个“不倒翁”。“不倒翁”的质量为，它的重力为_______，“不倒翁”不倒的原因是它的重心设计的非常_______选填“高”或“低”；
小明又用弹簧测力计做实验如图所示，整个装置保持静止，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦均不计，则物体的重力为_______，弹簧测力计的示数为_______；
如图所示，质量的小明同学、质量小刚两同学站在滑板上，在旱冰场上相对而立，如果小明用的力推小刚，小刚向后退，小刚对小明的推力为_______选填“”“”或“”，看到小明也后退，说明_______。
19.如图所示，水平地面上的一物体，为重心，受到方向不变的水平拉力的作用，的大小与时间的关系如图乙，物体的速度与时间的关系如图丙所示：
在图甲中画出物体受到的重力和支持力的示意图；______
在时间内，物体受到的拉力的大小是______；
在时间内，物体所做的运动是_______选填“加速”、“减速”或“匀速”运动；
在时间内，物体所受的拉力和_______是一对平衡力，这段时间内物体移动的距离是______ 。
20.如题图甲所示，“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动，某运动员做蹦极运动，所受绳子拉力的大小随时间变化的情况如题图乙所示将蹦极过程近似为在竖直方向的运动。
过程中速度大小的变化情况是 ；
时刻，运动员处于 选填“平衡”或“不平衡”状态；
“蹦极”用的绳子拉得越长，其拉力越 。运动员受到的最大拉力________，运动员重力大小________。
21.某同学在五一期间随父母从义乌火车站站乘动车去上海参加世博会，从义乌到上海的路程是，动车行驶的平均速度为。
画出动车所受力的示意图；
动车行驶完全程需要多少小时？
若动车在某段时间内恰做匀速直线运动，此时其所受阻力为车重的倍，则此时动车产生向前的牵引力为多少牛？已知载人动车总质量为吨，
22.阅读短文，回答问题：
背包式飞行器
深圳光启公司生产的一款单人背包式飞行器，是全球首款商业化、实用化的个人立体飞行器，它的外形像一把有扶手和踏板的座椅，由汽油发动机提供动力，带动两个螺旋桨转动，飞行员通过操纵改变螺旋桨的方向、转速，实现进退、上、下、左右及俯仰飞行，右上甲、乙两图分别是它的侧视图和俯视图。
下表一为它的部分技术参数。
表一：
飞行器类型 一级超轻型 飞行器主要材料 碳纤维
成员数量 单人飞行 飞行距离
满油时飞行器质量 最大飞行速度
最大起飞质量 定速巡航速度
最大承载质量 飞行时间
燃料体积 升限
燃料及油品 汽油 弹射降落伞 超低高度弹射功能
该飞行器还采用了无人飞行控制系统、零空速悬停技术，即在空中双手松开操纵杆之后，飞行器就会在空中悬停，等待你的下一步操作；还使用与赛车相同类型的驾驶舱，可以在撞击时保护飞行员的安全，还配备了弹射降落伞系统，如果遇到特殊情况，飞行器无法正常降落时，可以关闭动力源，同时打开降落伞，利用空气阻力减小下降速度，从而可以避免驾驶者快速落地而造成伤害。该飞行器因此跻身当今世界上最安全的超轻型飞行器之列。
为了给飞行器设计面积合适的降落伞，研究人员对降落伞所受阻力与降落伞的伞面面积、下落速度之间的关系进行了探究，他们分别将伞面面积和总重不同的圆形降落伞，从高处下落，测出最终匀速下落时的速度即收尾速度，实验结果如下表二所示。
表二：
伞面面积
伞和物总重
收尾速度
收尾速度的平方
用碳纤维作为飞行器的主要材料，是因为它具有_____小的物理属性。该飞行器空油时的质量为_____；
该飞行器是利用_____的原理工作的；它在太空中_____选填“可以”或“不可以”飞行；如果不计空气对飞行器的阻力，飞行器匀速上升时的升力_____选填“大于”、“等于”或“小于”匀速下降时的升力；
飞行员通过操纵改变螺旋桨的方向、转速，可实现各种飞行，说明力的作用效果跟力的_____和_____有关；
分析表二数据可知，降落伞所受阻力与伞面面积下落速度的平方之间的关系式为_____；在使用降落伞时，要使飞行器的收尾速度不超过，则降落伞的面积至少为_____。
23.阅读短文，回答问题。
空气阻力在赛车界中有这么一句话：“谁控制好空气，谁就能赢得比赛”这里所说的空气，指的就是空气阻力。物体在空气中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫做空气阻力。空气阻力的大小与物体的运动速度有关，速度越大，阻力越大；空气阻力的大小还跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；此外，空气阻力的大小跟物体的形状也有关，头圆尾尖的物体受到的阻力较小。物体以雨滴为例从高空由静止下落，速度会越来越大，它所受的空气阻力也会越来越大；下落一段距离后，雨滴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。
在研究物体在流体中受阻力大小与速度关系时，应控制物体的横截面积和_____相同。
雨滴在高空形成后从静止开始下落，其速度越来越大，是由于它受到的重力_____选填“大于”“小于”或“等于”空气阻力。
下落过程中，随着雨滴速度的增大，雨滴受到的重力_____，受到的空气阻力_____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，雨滴的速度达到收尾速度。
人造地球卫星一般不需要设计成头圆尾尖的形状，这是因为_____。
若雨滴下落时受到的空气阻力仅与其速度的平方成正比，即，其中，则一滴质量为的雨滴下落时的收尾速度为_____。取
答案和解析
1.【答案】
【解析】球在空中运动时，受到重力和空气阻力的作用，运动状态发生改变，受到的力是非平衡力，故A正确；
B.用手击打排球时，手对排球的作用力与排球对手的作用力大小相等、方向相反，作用在同一直线上，但分别作用在相互作用的两个物体上，是一对相互作用力，故B错误；
C.惯性只与物体的质量有关，排球被重扣后加速向下运动的过程中质量不变，其惯性大小不变，故C错误；
D.把排球竖直向上抛出，到最高点时速度为零，此时排球只受重力作用，处于非平衡状态，故D错误。
故选A。
2.【答案】
【解析】物体受到平衡力作用时保持平衡状态，即静止状态或匀速直线运动状态。
A.加速下降的跳伞运动员，速度不断变化，不是平衡状态，故A不符合题意；
B.被磁体吸引运动轨迹改变的铁球，运动方向不断变化，不是平衡状态，故B不符合题意；
C.绕手做匀速圆周运动的橡皮，运动方向不断变化，不是平衡状态，故C不符合题意；
D.匀速直线运动的太阳能汽车，处于匀速直线运动状态，是平衡状态，故D符合题意。
故选D。
3.【答案】
【解析】由图可知，路程与时间成正比，即速度不变，物体做匀速直线运动，说明物体处于平衡状态，受力平衡，故A符合题意；
由图可知，路程与时间不成正比，速度大小改变，物体做变速运动，受力不平衡，故BC不符合题意；
D.由图可知，物体速度随时间逐渐变大，物体做加速运动，受力不平衡，故D不符合题意。
故选A。
4.【答案】
【解析】惯性是物体的属性，只与物体的质量有关，因此运动员沿斜坡加速下滑时惯性不变，故 A不符合题意；
B.运动员沿斜坡加速下滑时，速度逐渐增大，所以运动员的运动状态发生变化，故B符合题意；
C.重力的方向始终是竖直向下的，不随物体位置的变化而变化，故C不符合题意；
D.运动员沿斜坡加速下滑时，不处于平衡状态，因此不受平衡力，故D不符合题意。
故选B。
5.【答案】
【解析】跳台滑雪运动员在下落过程中，地面与运动员有位置变化，以运动员为参照物，地面是运动的，故A正确；
B.短道速滑运动员在转弯滑行过程中，速度方向发生变化，运动状态改变，处于非平衡状态，故B错误；
C.掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力的方向是相同的，所以不是相互作用力，故C错误；
D.惯性是物体具有的固有属性，惯性不是力，不能用“受到”描述，故D错误。
故选A。
6.【答案】
【解析】物体静止在电梯底部，弹簧处于伸长状态，内，电梯静止，物体也处于静止，受力平衡，则受到重力，地面的支持力和弹簧的拉力，由于压力与支持力是相互作用力，大小是相等的，则有，当内，压力变为小于的，弹力和重力不变，此时，则物体受力不平衡，由静止变为运动，速度变大了，则运动方向与较大的力方向相同，说明电梯是向下加速运动的，故A不符合题意；
B.由题意及上述分析可得，在内，压力恢复到静止时的大小，说明受力平衡，所以此时电梯匀速向下运动，故B不符合题意；
由题意及上述分析可得，电梯在向下运动，在内，压力大于，此时故运动方式一定是减速向下运动，故C符合题意，不符合题意。
故选C。
7.【答案】
【解析】运动员受到的重力与雪地对运动员的支持力是方向不在同一条直线上，不符合平衡力的条件，故A不符合题意；
B.运动员对雪地的压力和雪地对运动员的支持力是一对相互作用力，故B不符合题意；
C.运动员受到的重力与雪地对运动员的摩擦力方向都不在同一条直线上，故不符合平衡力的条件，故C不符合题意；
D.由于运动员处于匀速直线运动，故此时运动员处于平衡状态，所以运动员受到的几个力相互平衡，故D符合题意。
故选D。
8.【答案】甲和丁 不一定
【解析】物体在不受外力作用或者所受的外力为平衡力的情况下总会处于静止或者匀速直线运动的状态，因此把物体处于静止状态或者匀速直线运动的状态叫做平衡状态。由图可知：左图为图像，甲状态的图像为一过原点的直线，表示物体做匀速直线运动；乙状态的图像为一曲线，表示物体做变速直线运动；右图为图像，丙状态表示物体做加速直线运动，丁状态表示物体做匀速直线运动，故其中物体受到平衡力的是状态甲和丁。
例如：吊车上的钢丝绳吊着一重物沿竖直方向匀速上升，重物受到竖直向下的重力及钢丝绳竖直向上的拉力的作用，重物受到的力的方向沿运动的方向；当钢丝绳吊着这个重物沿水平方向运动时，重物受到的力的方向没有沿运动的方向，故物体处于平衡状态时，受到的力的方向不一定沿运动的方向。
9.【答案】非平衡 静止 非平衡 匀速直线运动
【解析】竖直向上抛出一小球，小球达到最高点时速度为零，此时小球只受重力的作用，所以在最高点时小球处于非平衡状态，若小球达到最高点时所受力全部消失，根据牛顿第一定律可知，小球将保持静止。
斜向上抛出一小球，小球达到最高点的瞬间，忽略空气阻力，小球只受重力的作用，所以在最高点时小球处于非平衡状态，若小球达到最高点时所受力全部消失，因小球在水平方向上速度不为零，所以根据牛顿第一定律可知，小球将做匀速直线运动。
10.【答案】标枪 不平衡 没有
【解析】掷标枪前运动员需要助跑，这是利用了标枪的惯性。当运动员掷出标枪时，由于惯性，标枪会保持原来的运动状态继续向前飞行，从而增加投掷的距离。
标枪飞行过程中到达最高点时，其受力是不平衡的。因为标枪在飞行过程中，除了受到重力的作用外，还会受到空气阻力的作用。这两个力的合力不为零，所以标枪的受力不平衡。
由于地球自转的速度相对于标枪的投掷速度来说非常小，因此地球自转对标枪投掷的轨迹和速度影响几乎可以忽略不计。所以，无论是顺着地球自转方向还是逆着地球自转方向投掷标枪，对成绩都没有影响。
11.【答案】平衡 前 相互
【解析】人坐在静止的小船上，受到重力和船对人的支持力作用，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，是一对平衡力。
船桨向后划水，给水一个向后的力，因为物体间力的作用是相互的，水会给桨一个向前的力，所以船向前运动，该现象说明了物体间力的作用是相互的。
12.【答案】
【解析】倒流壶在重力与支持力的作用下处于平衡状态，重力与支持力大小相等，过重心分别做竖直向下、竖直向上的带箭头的直线分别表示重力与支持力，两力的线段等长，如图所示：
重锤静止时受到平衡力的作用，过重锤的重心作竖直向下的重力和沿绳子向上的拉力，因为拉力和重力是平衡力，故二者线段长度要相等，如图所示：
13.【答案】摩擦平衡
小； 同一条直线
剪开卡片

【解析】物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动。若左边挂一个钩码，右边挂两个钩码时，木块仍然保持静止状态，木块处于平衡状态，受到平衡力作用，因物体两侧受到的拉力不同，故此时木块和桌面之间的摩擦力对实验产生了影响。
如图乙所示装置中，乙装置选取卡片质量要小，以减小重力的影响。
在左边和右边各挂一个钩码后，将小卡片转动一小角度，这样两个力不在同一直线上，卡片将无法在这个位置平衡，因而松手后，小卡片旋转后又恢复原状，这表明相互平衡的两个力需要作用在同一直线上。
为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”，此时把小卡片从中间剪开，使小卡片变成两个小卡片，观察两个小卡片的运动情况。
14.【答案】匀速直线运动
小红； 摩擦力
砝码个数
同一条直线上

【解析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，物体处于平衡状态，当物体处于平衡状态时，受力是平衡的。
甲图中的是木块，它与桌面之间的摩擦是滑动摩擦，而乙图中的是小车，它与桌面之间是滚动摩擦，其摩擦力较小可以忽略，因此选小车代替木块的好处是可以减小摩擦力对实验的影响，所以小红选择实验器材更合理。
小车受到的拉力和分别等于水平桌面两端所放砝码的重力，可以通过调整砝码的个数质量来改变和的大小。
保持和相等，用手将小车扭转一个角度，两个力不在同一条直线上，松手后，小车将无法在此位置平衡。实验中设计这一步骤的目的是为了证明探究二力平衡时，两个力必须满足的条件是作用在同一条直线上。
15.【答案】 ；不平衡；制动过程中，水晶球受到绳子的拉力和水晶球的重力不在同一直线上，所以二力不平衡。
【解析】车在水平地路面上沿直线向右匀速行驶，汽车制动，速度突然减小，水晶球由于惯性，仍要保持原来的运动状态，所以向右运动，故此过程中水晶球和绳子的位置如图所示：
制动过程中，水晶球受到绳子的拉力和水晶球的重力不在同一直线上，所以二力不平衡。
16.【答案】加速 不是
【解析】汽车匀速运动时，小球与汽车相对静止，当汽车加速运动时，车的运动速度变快，小球由于惯性保持原来的运动状态，小球要向后运动，由此说明汽车在做加速运动。
小球受竖直向下的重力，力的作用点画在小球的重心球心，从球心分别沿竖直向下、画一带箭头的线段表示重力，如图所示：
小球受竖直向下的重力、沿绳斜向右上方的拉力的作用，这两个力不在同一直线上。因为一对平衡力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，所以小球受力不是平衡力。
17.【答案】 ；包裹对传送带的压力等于包裹的重力
【解析】不考虑空气阻力，包裹与传送带一起做水平匀速直线运动，此时包裹不受摩擦力的作用，只受到竖直向下的重力和支持力两个力的作用，作用点都在重心，受力示意图如下图所示
包裹平放在水平传送带上静止时，对传送带的压力和传送带对包裹的支持力大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上，是相互作用力；包裹的重力与传送带对包裹的支持力大小相等、方向相反、作用在同一物体上，作用在同一条直线上，是一对平衡力，由此可知包裹对传送带的压力等于包裹的重力。
18.【答案】；低；；；；力的作用是相互的。
【解析】“不倒翁”的重力
物体的重心越低、越稳定，因此不倒翁之所以不易倾倒，是因为它的重心位置非常低。
由图可知，弹簧测力计的分度值为，所以图中弹簧测力计的示数为，物体通过定滑轮与弹簧测力计相连，并且保持静止，此时弹簧测力计的示数等于物体的重力，所以物体的重力是。
弹簧测力计两端受的力，大小相等，方向相反，所以弹簧测力计的示数为。
甲同学对乙同学的推力与乙同学对甲同学的推力是一对相互作用力，二者大小相等，故乙对甲的推力等于甲对乙的推力，等于。甲同学受推力后向后退，小明也后退，这说明力的作用是相互的。
19.【答案】 ； ； 加速 ；摩擦力；
【解析】物体受到重力方向竖直向下，受到支持力竖直向上，重力和支持力是一对平衡力，所以大小相等，如下图所示：
在时间内，由乙图可知，物体受到的拉力的大小为。
在时间内，由丙图可知，随时间推移，速度越来越大，所以物体所做的运动为加速运动。
由丙图可知，在时间内，物体在做匀速直线运动，物体处于平衡状态，所以物体所受的拉力和摩擦力是一对平衡力。
由丙图可知，在时间内，物体运动速度为，运动时间为，所以这段时间内物体移动的距离
20.【答案】先变大后变小
不平衡
大 ； ；。
【解析】过程中，绳子拉力为时，人自由下落，速度逐渐变大，一直增加到重力等于拉力，当拉力大于重力后，合力方向向上，运动方向与合力方向相反，速度减小，所以速度先变大后变小。
在时刻，拉力最大，且拉力大于重力，所以此时刻运动员受力不平衡，处于非平衡状态。
“蹦极”用的绳子拉得越长，弹性形变越大，弹力越大，则其拉力越大。
由图乙可知，运动员受到的最大拉力。
当运动员最终静止时，重力等于拉力，由图乙可知，最后运动员受到的拉力为，即运动员重力大小为
21.【答案】分析可知，动车在水平方向上受到牵引力和摩擦力的作用，在竖直方向上受到重力和支持力的作用；过动车的重心分别沿水平向右和水平向左画出牵引力和摩擦力，沿竖直向下和竖直向上画出重力和支持力，如图所示：
。
因为，所以动车行驶完全程需要的时间
动车行驶完全程需要的时间。
由题意可得，阻力
动车做匀速直线运动，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以牵引力
此时动车产生向前的牵引力为。
答：动车受力示意图见解答。
动车行驶完全程需要。
此时动车产生向前的牵引力为。
22.【答案】密度；；力的作用是相互的；不可以；等于；方向；大小； ；
【解析】碳纤维密度小，同体积较轻，所以用碳纤维作为飞行器的主要材料，装满油后油质量为
该飞行器空油时的质量为
飞行器对空气有向下的力，根据力的作用是相互的，空气对飞行器有向上的力，所以可以飞行。
太空中没有空气，不能飞行。
不计空气对飞行器的阻力，匀速时升力始终等于重力，所以飞行器匀速上升时的升力等于匀速下降时的升力。
改变螺旋桨的方向改变了力的方向，改变螺旋桨的转速改变了力的大小，所以力的作用效果跟力的大小、方向有关。
匀速时阻力等于重力，所以由表中数据可得，降落伞所受阻力与伞面面积下落速度的平方之间的关系式为，要使飞行器的收尾速度不超过，按最大起飞质量计算，最大重力为
面积为
23.【答案】物体的形状
大于
不变 ； 增大； 等于
太空中没有空气，不受空气阻力的作用

【解析】由题中条件知阻力的大小与物体的速度、横截面积、形状有关，在研究物体在流体中受阻力大小与速度关系时，应控制物体的横截面积和物体的形状相同。
雨滴下落时速度越来越大，说明受到向下的力大，即它受到的重力大于空气阻力。
由可知雨滴下落时其质量不变，则重力不变；由已知条件可知速度越大，物体受到的阻力越大，所以随着雨滴速度的增大，受到空气的阻力增大；雨滴的速度达到收尾速度时，其处于平衡状态，则重力和阻力是一对平衡力，大小相等。
太空中没有空气，不存在空气阻力，故不需要将人造地球卫星设计成头圆尾尖的形状。
雨滴处于收尾速度时，受力平衡，则其受到的阻力为
由知该雨滴的收尾速度
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