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專題16 運動和力(二)
【思維導圖】
【知識點回顧】
一、二力平衡
一個物體在兩個力的作用下，如果保持________狀態或________運動狀態，就說這兩個力是________的。
作用在一個物體上的兩個力，如果________、________，并且在________上，則這兩個力就彼此平衡。
應用二力平衡條件解釋有關問題時，首先要確定物體是否平衡且受到兩個力，其次再利用二力平衡條件，根據已知的一個力的三要素去推知另一個力的三要素。
考點4　根據物體的受力情況，解釋物體運動狀態變化的原因　
1．當物體處于平衡狀態時，可依據________，用已知的力去推斷未知力的大小和方向。也可以根據兩個力是平衡力推斷出物體一定處于平衡狀態，保持原來運動狀態________。
2．當物體運動狀態改變時，物體一定受到________作用，反之當物體受到非平衡力作用時，運動狀態一定發生________。
二、牛頓第一定律
1．一切物體在沒有受到外力作用時，總________或________。
2．牛頓第一定律揭示了力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態的原因。
3．牛頓第一定律是在大量經驗事實基礎上，通過推理概括出來的。我們周圍的物體，都受到這個力或那個力的作用，因此不可能用實驗來直接證明這一定律。
1．物體保持運動狀態不變的特性叫做慣性。慣性是物體的一種屬性，與物體是否運動、運動速度的大小、是否受力、受力的大小均無關。慣性的大小取決于________。
2．一切物體都具有慣性。
在應用慣性解釋有關常見現象時，不能說物體受到慣性的作用，因為慣性是物體的屬性，應該說物體由于慣性。
考點1　靜止　勻速直線　平衡
考點2　大小相等　方向相反　同一條直線
考點4　1.二力平衡條件　不變　2.非平衡力　改變
考點5　1.保持靜止狀態　勻速直線運動狀態
考點6　1.物體的質量
【例題精析】
例1．（2021 杭州）小金在進行百米賽跑時經歷了加速、減速等階段，最終沖過終點線。以下關于慣性的說法正確的是（　　）
A．小金加速跑時的慣性比減速跑時大
B．小金沖過終點線，停下來時沒有慣性
C．小金整個跑步過程慣性大小不變
D．小金在加速、減速等運動狀態改變時才有慣性
【解答】解：A、物體慣性的大小只與質量有關，質量越大，慣性越大；與物體運動快慢無關，故A錯誤；
BD、慣性是指物體保持原來運動狀態不變的性質，一切物體在任何情況下都具有慣性，故B、D錯誤；
C、物體慣性的大小只與質量有關，質量越大，慣性越大。小金在整個跑步過程中，質量不變，其慣性大小不變，故C正確；
故選：C。
例2．（2020 杭州）慣性是物體的一種性質，下列說法正確的是（　　）
A．物體運動狀態改變時才有慣性
B．物體速度越大慣性也越大
C．靜止或勻速運動的物體沒有慣性
D．物體受力或不受力時都具有慣性
【解答】解：慣性是物體保持運動狀態不變的性質，一切物體在任何情況下都具有慣性，不論是運動還是靜止、受力還是不受力、勻速運動還是變速運動。物體都具有慣性，慣性大小只與質量有關。與物體是否受力、物體速度大小無關，故ABC錯誤，D正確
故選：D。
例3．（2021 嘉興）用如圖裝置研究二力平衡時，在輕質塑料片兩端的細繩上掛等重的鉤碼，手放開塑料片后，可觀察到塑料片將（　　）
A．向左下運動 B．向右上運動
C．仍靜止不動 D．轉過一定角度
【解答】解：二力平衡的條件：大小相等，方向相反，同一直線，同一物體；圖中位置雖然二力看起來是斜的，但依然滿足二力平衡條件，故松手后保持靜止。
故選：C。
例4．（2020 寧波）健身者在沒有其它輔助的情況下，下列姿勢不可能在水平地面上保持的是（　　）
A． B． C． D．
【解答】解：
A．地面對人的支持力和人的重力不在同一條直線上，不是一對平衡力，故該姿勢不能在水平地面上保持，故A符合題意；
BCD
．地面對人的支持力和人的重力作用在同一直線上，是一對平衡力，故這幾種姿勢能在水平地面上保持，故BCD不符合題意。
故選：A。
例5．（2019 嘉興）研究二力平衡的條件時，小明用剪刀將圖中靜止的薄塑料片從中間剪斷，他要研究的是這兩個力是否（　　）
A．作用在同一直線上 B．方向相反
C．作用在同一物體上 D．大小相等
【解答】解：在卡片平衡時，用剪刀將卡片從中間剪斷，即成了兩個物體，此時卡片不能平衡，即可以得到二力平衡的又一個條件是作用在同一物體；故ABD錯誤，C正確。
故選：C。
6．（2015 義烏市）小明游玩了意大利比薩斜塔后，買了一個模型，當模型塔靜止在水平桌面上時（如圖），小明對模型塔的分析不正確的是（　　）
A．傾斜的塔不受桌面對它的摩擦力
B．以跑動的小狗為參照物塔是運動的
C．塔受到桌面對它的支持力豎直向上
D．塔對桌面的壓力和桌面對塔的支持力是一對平衡力
【解答】解：
A、傾斜的塔相對于桌面沒有運動趨勢，所以不受桌面對它的摩擦力。此選項正確；
B、以跑動的小狗為參照物，塔的位置不斷不變，所以是運動的。此選項正確；
C、塔由于受到重力作用，對桌面有豎直向下的壓力；由于力的作用是相互的，所以桌面對塔有豎直向上的支持力。此選項正確；
D、塔對桌面的壓力和桌面對塔的支持力，作用在兩個物體上，是一對作用力與反作用力，不是平衡力。此選項錯誤。
故選：D。
例7．（2017 溫州）頭盔、賽車服、頭頸支持系統是賽車手極其重要的防護裝備（如圖），分別保護賽車手身體的不同部位。
（1）專業賽車服由導熱性能極弱的材料制成，可以在高溫時對賽車手起保護作用，導熱性屬于物質的　物理性質　（選填“物理性質”或“化學性質”）。
（2）比賽過程中若發生意外撞擊，在安全帶的保護下，車手的身體能被固定在座椅上，佩戴頭頸支持系統可以避免頭部由于　慣性　向前擺動，從而起到保護作用。
【解答】解：（1）專業賽車服有導熱性能極弱的材料制成，導熱性屬于物質的物理性質；
（2）比賽過程中若發生意外撞擊，汽車的運動狀態會發生變化，而佩戴頭頸支持系統可以避免頭部由于慣性而向前擺動，從而起到保護作用。
故答案為：（1）物理性質；（2）慣性。
例8．（2020 臺州）為研究作用在物體上的兩個力滿足什么條件時，才能使物體處于平衡狀態，進行如下實驗。
（1）選用輕薄塑料片作為圖甲實驗研究對象的原因是　減小研究對象的自重對實驗的影響　。
（2）將圖甲中靜止的研究對象轉到虛線位置，松手后發現研究對象發生轉動。據此可以得出結論：作用在物體上的兩個力需要滿足的條件是　在同一直線上　，物體才處于靜止狀態。
（3）如圖乙，若啟動電動機繼續進行研究：當彈簧測力計示數與物體重力大小相等時，觀察物體的運動狀態；當彈簧測力計示數與物體重力大小不相等時，再觀察物體的運動狀態。繼續這項研究的目的是　作用在物體上的兩個力滿足什么條件，物體才能保持勻速直線運動狀態　。
【解答】解：（1）由于小卡片的質量很小，重力遠小于卡片受到的拉力，所以其重力可以不考慮；
（2）圖甲中靜止的研究對象轉到虛線位置，此時兩個力不在同一條直線上，松手后發現研究對象發生轉動，這表明二力平衡時，這兩個力需要滿足的條件是在同一條直線上，物體才處于靜止狀態；
（3）當彈簧測力計示數與物體重力大小相等時，可以觀察到物體做勻速直線運動，當彈簧測力計示數與物體重力大小不相等時，可以觀察到物體做變速運動，所以研究的目的是：作用在物體上的兩個力滿足什么條件，物體才能保持勻速直線運動狀態。
故答案為：（1）減小研究對象的自重對實驗的影響；（2）在同一直線上；（3）作用在物體上的兩個力滿足什么條件，物體才能保持勻速直線運動狀態。
例9．（2017 舟山）在生活中人們常會有一些模糊或錯誤的認識，其實只要應用科學知識進行分析，就能作出合理解釋。
（1）人們經常認為，汽車的速度越大慣性越大，所以要限速，但是高速公路限速牌上卻顯示，大型車輛最高限速比小型車輛低，原因是汽車的　質量　越大慣性越大。
（2）在今年第四次成品油調價中，汽油價格下調250元/噸，柴油價格下調235元/噸。但細心的小明發現，加油站的汽油價格下調0.18元/升，柴油價格下調0.20元/升，每升柴油價格反而比汽油下調得多，其原因是　柴油比汽油的密度大　。
（3）現在高速公路上不僅有即時測速，還有區間測速，即在某一路段上設置兩個監控點，根據車輛通過前后兩個監控點的時間來測算車輛有無超速。在如圖所示限速要求的高速公路上，第一個監控點測得某輛小車于8：10以115千米/時的速度通過，相距30千米的第二個監控點于8：22測得該小車以118千米/時的速度通過。請通過計算判斷該小車行駛途中是否超速。
【解答】解；（1）慣性的大小只與質量有關，大型車輛比小型車輛的質量大，速度相同時，大型車的慣性大，故大型車輛最高限速比小型車輛低；
（2）由汽油每噸降低250元，可算出降低1元對應的質量m1，
則m11000kg＝4kg，也就是4kg的汽油下調價格是1元，
由汽油每升降低0.18元，可算出下調1元對應的體積V1，
則V11LL10﹣3m3，
也就是L的汽油下調價格是1元，
所以，汽油的密度：
ρ汽油0.72×103kg/m3；
同理，根據以上方法可以求出柴油的密度為：ρ柴油＝0.85×103kg/m3。
比較可知柴油比汽油的密度大，這是出現價格差異的原因；
（3）小車運動的時間為：t＝8：22﹣8：10＝12min＝0.2h；
小車在該路段中的平均速度為：v150km/h，而小車在高速公路上允許的最大速度為120km/h，故小車超速了。
故答案為：（1）質量；（2）柴油比汽油的密度大；（3）超速。
【習題鞏固】
一．選擇題（共19小題）
1．疫情期間，無人機快遞業務激增（如圖），下列無人機運動過程中，其下端所運載的貨物受到拉力和貨物重力不是一對平衡力的是（　　）
A．靜止準備 B．勻速上升飛行
C．勻速水平飛行 D．減速降落飛行
【解答】解：A、靜止準備處于平衡狀態，貨物受到拉力和貨物重力是一對平衡力，故A不符合題意；
BC、勻速上升飛行，勻速水平飛行都是處于平衡狀態，貨物受到拉力和貨物重力是一對平衡力，故BC不符合題意；
D、減速降落飛行時，貨物受到拉力大于貨物重力，受到非平衡力的作用，故D符合題意。
故選：D。
2．我國大型隱身無人攻擊機“利劍”的首飛成功，使我國成為世界上第三個擁有大型隱身無人攻擊機的國家。下列有關“利劍”說法正確的是（　　）
A．飛機在加速上升過程中，一定受到非平衡力的作用
B．飛機在加速上升過程中，以大地為參照物飛機是靜止的
C．飛機在地面靜止時，飛機對地面的壓力與地面對飛機的支持力是一對平衡力
D．飛機能夠隱身的原因是無法反射光線
【解答】解：
A、飛機在加速上升過程中，運動狀態不斷變化，所以一定受到非平衡力的作用，故A正確；
B、飛機在加速上升過程中，相對于地面位置不斷變化，所以以大地為參照物飛機是運動的，故B錯誤；
C、飛機靜止時，飛機對地面的壓力與地面對飛機的支持力不是作用在同一物體上，所以不是平衡力，故C錯誤；
D、隱身無人攻擊機的機身材料和涂層對雷達發射的電磁波不具有良好的反射能力，從而使雷達探測不到它，達到隱身的效果，故D錯誤。
故選：A。
3．一本書靜放在水平桌面上，下列各對力中，屬于一對平衡力的是（　　）
A．書受到的重力和書對桌面的壓力
B．書受到的重力和桌子對書的彈力
C．桌子受到的重力和桌子對地面的壓力
D．書對桌面的壓力和地面對桌子的支持力
【解答】解：A、書受到的重力和書對桌面的壓力，這兩個力作用在兩個物體上，不是平衡力，故A不符合題意；
B、書受到的重力和桌面對書的彈力即支持力滿足平衡力的四個條件，是平衡力，故B符合題意；
C、桌子受到的重力和桌子對地面的壓力，這兩個力作用在兩個物體上，不是平衡力，故C 不符合題意；
D、書對桌面的壓力和地面對桌子的支持力這兩個力大小不相等，不是平衡力，故C不符合題意。
故選：B。
4．小科在廚房幫忙時發現用刀切土豆的過程中當切入深度較淺時，拿起來豎直放置，土豆會掉下來。當切入深度較深時，拿起來豎直放置土豆不會掉下來（如圖）。下列關于該現象分析正確的是（　　）
A．深度較淺時土豆掉下來是因為土豆受到摩擦力小于受到重力
B．深度較深時土豆沒有掉下來是因為土豆受到摩擦力大于受到重力
C．深度增大時土豆和刀片的接觸面積增大，它們之間的摩擦力增大
D．深度在增大時土豆兩邊對刀片的壓力增大，壓力與重力二力平衡
【解答】解：A、深度較淺時土豆掉下來是因為土豆受到摩擦力小于受到重力，則土豆所受力的合力向下，因此土豆會向合力的方向向下運動，故A正確；
B、深度較深時土豆沒有掉下來，處于靜止狀態，土豆受到的摩擦力與受到的重力是一對平衡力，則土豆受到的摩擦力等于受到的重力，故B錯誤；
C、土豆受到摩擦力的大小與接觸面積的大小無關，故C錯誤；
D、深度增大時土豆靜止，受到的摩擦力與受到的重力是一對平衡力，故D錯誤。
故選：A。
5．北京時間2019年3月21日，在日本埼玉舉行的2019年花樣滑冰世界錦標賽雙人滑比賽中，中國選手隋文靜/韓聰以234.84分的總成績獲得冠軍。如圖是他們比賽的圖片。請判斷下列的幾對力，哪一對是平衡力（　　）
A．隋文靜對韓聰的壓力與韓聰對隋文靜的支持力
B．隋文靜的重力與韓聰對隋文靜的支持力
C．韓聰的重力與韓聰對隋文靜的支持力
D．韓聰的重力與隋文靜對地球的吸引力
【解答】解：A、隋文靜對韓聰的壓力與韓聰對隋文靜的支持力大小相等，方向相反，作用在同一直線上，但兩人分別互相為施力物體和受力物體，是一對相互作用力，故A不符合題意。
B、隋文靜的重力與韓聰對隋文靜的支持力大小相等，方向相反，作用在同一直線上，且是同一個受力物體，是一對平衡力，故B符合題意。
C、韓聰的重力與韓聰對隋文靜的支持力受力物體分別是韓聰和隋文靜，不是平衡力，故C不符合題意。
D、韓聰的重力與隋文靜對地球的吸引力受力物體分別是韓聰和地球，不是平衡力，故D不符合題意。
故選：B。
6．在水平桌面上放著AB兩個相同的木塊，AB兩個木塊用繩子相連，在力F1和F2作用下勻速向左運動，已知F1＝9N，F2＝3N，則繩子對B的拉力大小為（　　）
A．3N B．6N C．9N D．12N
【解答】解：甲乙兩木塊一起做勻速直線運動，以整體為研究對象，整體受向左的拉力F1、向右的拉力F2和向右的總摩擦力f總（此時不考慮整體內部的作用力）。
整體受力平衡，所以F1＝F2+f總，則總摩擦力：f總＝F1﹣F2＝9N﹣3N＝6N。
粗糙程度不變，由于兩木塊是相同的，每塊木塊對桌面的壓力等于總壓力的一半，故每個木塊受到的摩擦力為總摩擦力的一半，即f甲＝f乙f總6N＝3N。
以乙為研究對象，乙受向左的拉力F拉、向右的繩子拉力F2和向右的摩擦力f乙，
乙受力平衡，所以F拉＝F2+f乙，＝3N+3N＝6N。
故ACD錯誤，B正確。
故選：B。
7．如圖是小科表演的空手“吸”易拉罐魔術。當易拉罐保持靜止時，下列分析正確的是（　　）
A．手對易拉罐有向下的壓力
B．手對易拉罐的摩擦力大于易拉罐重
C．易拉罐的重力和大氣對易拉罐的壓力是一對平衡力
D．易拉罐的重力和易拉罐對手的壓力是一對相互作用力
【解答】解：
A、表演魔術時，盡可能擠出易拉罐和手之間的空氣，易拉罐在大氣壓力的作用下被手“吸”起，手對易拉罐有向下的壓力，故A正確；
B、易拉罐保持靜止時，易拉罐和手之間沒有相對運動的趨勢，手對易拉罐不存在摩擦力，故B錯誤；
C、易拉罐保持靜止時，易拉罐受到重力、大氣的壓力和手對易拉罐向下的壓力三個力的作用，所以易拉罐的重力和大氣對易拉罐的壓力不是一對平衡力，故C錯誤；
D、易拉罐保持靜止時，易拉罐對手有向下的拉力，但沒有向上的壓力，因此，不能說“易拉罐的重力和易拉罐對手的壓力是一對相互作用力”，故D錯誤。
故選：A。
8．體育課有爬繩和爬桿兩種運動，某同學先后以相同的姿勢順著繩和桿勻速上爬，以下說法正確的是（　　）
A．爬繩時受到的摩擦力較大，因為繩子粗糙
B．爬桿時受到的摩擦力較大，因為爬桿時握桿的力要大些
C．若爬繩和爬桿的速度不一樣，則速度大的摩擦力大
D．爬繩和爬桿受到的摩擦力一樣大
【解答】解：
AD、該同學順著繩和桿勻速上爬，受力平衡，摩擦力等于自己的重力，所以摩擦力相等；繩子的接觸面雖然粗糙，但手對它的壓力小，故A錯誤，D正確；
B、爬桿壓力大，是因為桿比繩的接觸面光滑，摩擦力與重力是一對平衡力，摩擦力等于重力，故B錯誤；
C、摩擦力的大小與速度無關，取決于壓力大小和接觸面的粗糙程度，故C錯誤。
故選：D。
9．如圖是意大利居民在疫情期間專門提供給那些流浪漢索取的籃子，這些籃子里邊有一些食物。當籃子裝著食物正在被勻速下降時，下列說法分析正確的是（　　）
A．食物受到的重力和繩子對籃子的拉力是平衡力
B．此時籃子和食物都受到平衡力的作用
C．食物的重力和它對籃子的壓力是一對平衡力
D．食物受到的重力大于籃子對它的支持力
【解答】解：A、食物受到的重力和繩子對籃子的拉力，沒有作用在同一物體上，不是平衡力，故A錯誤；
B、籃子和食物處于勻速直線運動狀態，都受平衡力的作用，故B正確；
C、食物的重力和它對籃子的壓力，沒有作用在同一物體上，不是平衡力，故C錯誤；
D、食物勻速運動受平衡力，故食物受到的重力等于籃子對它的支持力，故D錯誤。
故選：B。
10．你所答的這張物理試卷放在水平桌面上靜止時。下列屬于平衡力的是（　　）
A．試卷對桌面的壓力和桌面對試卷的支持力
B．試卷受到的重力和桌面對試卷的支持力
C．試卷對桌面的壓力和試卷受到的重力
D．桌面對試卷的靜摩擦力和試卷受到的重力
【解答】解：A、卷子對桌面的壓力和桌面對卷子的支持力是作用在不同物體上的兩個力，不是平衡力，故A錯誤；
B、卷子受到的重力和桌面對卷子的支持力大小相等、方向相反、作用在同一個物體上，作用在同一條直線上，是一對平衡力，故B正確；
C、試卷對桌面的壓力和試卷受到的重力方向相同，不是一對平衡力，故C錯誤；
D、桌面對試卷的靜摩擦力和試卷受到的重力不在同一直線上，不是平衡力，故D錯誤。
故選：B。
11．如圖是雜技表演獨輪車在某一時刻停止在地面的情景，下列分析正確的是（　　）
A．人受到的重力與獨輪車對人的支持力是一對平衡力
B．人受到的重力與人對獨輪車的壓力是一對平衡力
C．人受到的重力與人對獨輪車的壓力是一對相互作用力
D．人對獨輪車的壓力與獨輪車對人的支持力是一對平衡力
【解答】解：
A、人受到的重力與獨輪車對人的支持力，二力的大小相等、方向相反、作用在同一個物體上，作用在同一條直線上，是一對平衡力，故A正確；
BC、人受到的重力與人對獨輪車的壓力，二力作用在兩個物體上，且方向相同，既不是一對平衡力，也不是一對相互作用力，故BC錯誤；
C、人對獨輪車的壓力與獨輪車對人的支持力，二力的大小相等、方向相反、作用在兩個物體上，作用在同一條直線上，是一對相互作用力，故D錯誤；
故選：A。
12．如圖所示，在一根結實的細繩的一端栓一個小球，繩子的一端固定在懸掛點O上，做成一個單擺。拉動小球到B處，放手后使它擺動起來，則小球在擺動過程中，下列說法正確的是（　　）
A．小球運動到最低處A時，細繩對它拉力與它受到重力平衡
B．小球運動到最高處B時，細繩對它拉力與它受到重力平衡
C．小球運動到最高處C時，細繩對它拉力與它受到重力平衡
D．在擺動過程的任一位置，小球受到的力都不平衡
【解答】解：
A、小球運動到最低處A時，細繩對它拉力大于重力，會使得小球做圓周運動，故小球受力不平衡，故A錯誤；
BC、小球運動到最高處B和C時，細繩對它的拉力和它受到的重力沒有作用在同一條直線上，且大小不相等，故它們不是平衡力，故BC錯誤；
D、在擺動過程的任一位置，小球都不靜止或勻速直線運動，處于非平衡狀態，受到的力都不平衡，故D正確。
故選：D。
13．如圖所示，兩個完全相同的條形磁鐵A和B，質量均為m，將它們豎直放在水平地面上，用彈簧秤通過一根細線豎直向上拉磁鐵A，若彈簧秤讀數為mg，則B對A的支持力F1以及水平地面對B的支持力F2分別為（　　）
A．F1＝0，F2＝mg B．F1＝mg，F2＝0 C．F1＞0，F2＜mg D．F1＞0，F2＝mg
【解答】解：（1）磁鐵A受到向下的重力、向上的拉力、B對A的向下引力和B對A向上的支持力，這四個力平衡，因為拉力和重力大小相等，所以B對A的向下引力和B對A向上的支持力相等，所以，F1＞0，但不一定等于mg，所以AB錯誤。
（2）把磁鐵A和B當成一個整體，這個整體的重力等于2mg，向上的拉力為mg，還有向上的支持力，根據這三個力平衡，所以水平地面對B的支持力F2的大小等于mg，故C錯誤，D正確。
故選：D。
14．如圖（a）所示，木塊與小車一起向右做勻速直線運動，某時刻觀察到如圖2（b）所示的現象，由此可判斷（　　）
A．小車突然加速運動
B．小車突然減速運動
C．小車保持勻速運動
D．小車可能做加速、也可能做減速運動
【解答】解：由于木塊與小車一起向右做勻速直線運動，當小車突然加速運動時，木塊底部也隨之加速，而木塊的上部由于慣性仍要保持原來的勻速直線運動狀態，所以會出現如圖（b）所示的現象。選項B、C、D均與圖（b）所示的現象不符。
故選：A。
15．汽車追尾時，很容易造成后車前段變形，造成后車前端變形的力是（　　）
A．后車撞擊前車的力
B．后車所受的重力
C．前車撞擊后車的力
D．以上三個力共同作用的結果
【解答】解：汽車追尾時，是因為后車由于慣性不能及時停下而撞到前車的車尾，由于力的作用是相互的，所以前車也會給后車一個撞擊的反作用力，造成后車前端變形。因此，造成后車前端變形的力是前車撞擊后車的力。只有選項C符合題意。
故選：C。
16．2019賽季斯諾克中國公開賽于4月1至7日在北京舉行。在比賽中，球桿擊打白球，白球離開球桿后繼續滾動并撞擊紅球，白球緩慢靜止而紅球向前滾動。下列有關球的受力情況及運動狀態的描述中，正確的一項是（　　）
A．白球離開球桿后能繼續運動，是因為受到球桿的推力
B．白球向紅球靠近的過程中，紅球相對于白球是靜止的
C．紅球受到白球撞擊后能繼續運動，是因為紅球具有慣性
D．整個運動過程中，白球在水平方向上始終受到平衡力的作用
【解答】解：
A、白球離開球桿后能繼續運動，是因為白球具有慣性，而不是受到球桿的推力，故A錯誤；
B、白球向紅球靠近的過程中，紅球相對于白球的位置發生了改變，所以紅球是運動的，故B錯誤；
C、紅球受到白球撞擊后能繼續運動，是因為紅球具有慣性，故C正確；
D、整個運動過程中，白球的速度發生了變化，其運動狀態發生了改變，因此，白球在水平方向上受到的是非平衡力的作用，故D錯誤。
故選：C。
17．在勻速運動的列車車廂里有一水平桌面，桌上有一靜止小球，小球突然沿圖中虛線所示路線由A運動到B，如圖，這是列車正在（　　）
A．減速行駛，向南轉彎 B．減速行駛，向北轉彎
C．加速行駛，向南轉彎 D．加速行駛，向北轉彎
【解答】解：小球與水平面間的摩擦可以不計，所以小球在水平面內不受力作用，始終與列車一起向前做勻速直線運動，發現小球沿如圖中的虛線從A點運動到B點，知列車和桌子的速度慢下來，小球要保持以前的速度繼續運行，所以會向前運動。出現如圖的曲線，是因為桌子跟著列車向北拐彎，而小球要保持勻速直線運動。故B正確，A、C、D錯誤。
故選：B。
18．下列給出了幾種事例，其中利用慣性的是（　　）
①從樹上掉下的蘋果；②司機為節省燃油，在汽車進站時，提前關閉油門；③錘頭松了，把錘柄的一端在物體上撞擊幾下；④繞地球做圓周運動的人造衛星；⑤跳遠運動員都是跑一段距離才起跳；⑥公共汽車的乘務員，時常提醒乘客扶住車的扶手，待車停穩后再下車。
A．①②③⑤ B．②③⑤⑥ C．②③⑤ D．③④⑤⑥
【解答】解：①從樹上掉下的蘋果是由于地球的吸引力；
②司機為節省燃油，在汽車進站時，提前關閉油門，汽車由于慣性仍要保持原來的運動狀態，順利進站，利用了慣性，；
③錘頭松了，把錘柄的一端在物體上撞擊幾下撞擊時，錘柄停止，錘頭由于慣性繼續運動而套在錘柄上；
④繞地球做圓周運動的人造衛星，是由于受到地球的吸引力；
⑤跳遠運動員助跑一段距離才起跳，是利用慣性這樣才能跳得更遠一些；
⑥公共汽車的乘務員，時常提醒乘客扶住車的扶手，待車停穩后再下車，是防止慣性帶來的危害。
綜上分析利用慣性的是②③⑤。
故選：C。
19．如圖，在一輛放在水平地面上的表面光滑的小車上，靜止放置質量為m1、m2的兩個小球（m1＞m2）。當車從靜止突然水平向右起動時，則兩個小球（　　）
A．一起向左運動，且m2的速度大于m1的速度
B．一起向右運動，且m2的速度大于m1的速度
C．一起向右運動，且m2的速度等于m1的速度
D．對地面仍保持靜止
【解答】解：小車與小球原來處于相對靜止狀態，由于小車表面光滑，表面無摩擦，當小車運動時，小球由于慣性仍保持原來的運動狀態不變。即：相對地面靜止。
故選：D。
二．填空題（共2小題）
20．今年2月11日，網上傳言“這一天地球的引力最小，最容易將掃帚豎立”。于是，大量如圖所示的“立掃帚挑戰”照片占領了微信朋友圈。其實，掃帚能豎立的原因是它所受的重力與　地面給它的支持力　二力平衡。要進一步通過實驗證明傳言的錯誤，你的建議是　過幾天，重復上述實驗，觀察掃帚能否豎起來　。
【解答】解：掃帚能豎立時處于靜止狀態，此時受到的重力和地面對掃帚的支持力是一對平衡力，大小相等；
要想進一步通過實驗證明傳言的錯誤，可以過幾天重復上述的實驗，觀察掃帚能否豎起來。
故答案為：地面給它的支持力；過幾天，重復上述實驗，觀察掃帚能否豎起來。
21．如圖是一種流行的指尖陀螺玩具，這種玩具中間為一軸承，兩側各有一飛葉，撥動飛葉后可以在手指上轉動，時長可達4～6分鐘。這種陀螺的壽命是由軸承中滾珠決定，一般采用陶瓷滾珠，這是利用該材料的　耐磨性強　（選填“耐磨性強”、“密度大”或“導熱性好”），同時飛葉一般
采用密度大的金屬制作，目的是為了通過增大質量來增大飛葉的　慣性　，從而在停止撥動陀螺后，陀螺依然能夠長時間轉動。
【解答】解：
①由題知，陀螺的壽命是由軸承中滾珠決定，一般采用陶瓷滾珠，這是利用該材料的耐磨性強的特點；
②因為一切物體都有慣性，慣性大小只跟物體的質量大小有關，質量越大，慣性越大。所以，為了使飛葉在工作時更穩定，可以通過增大質量從而增大慣性。
故答案為：耐磨性強；強慣性。
三．解答題（共1小題）
22．3D打印技術發明到現在僅有幾十年的時間，美國《時代》周刊已將十大增長最快的工業”。發展前景比互聯網還要大，目前體積最小的打印機只有牛奶盒一般大小，而巨型的打印機甚至有一棟樓房那么高。而傳統的油墨和紙張也被尼龍、尼龍玻釬、尼龍碳纖維、尼龍鋁粉、Peek材料等材料代替，只要有3D設計圖，就能打印所需要的模型，包括玩具，骨骼，甚至槍支。
（1）3D打印機用Peek材料打印出了一個“長城模型”，這個打印過程屬于　化學　變化。
（2）工程師去推動打印機但是沒有推動，是因為推力　＝　摩擦力（選＞＝＜）。
【解答】解：（1）3D打印機用Peek材料打印出了一個“長城模型”，這個過程有新物質生成，該打印過程屬于化學變化。
（2）打印機沒有被推動，是靜止的，處于平衡狀態，受到的摩擦力和推力是一對平衡力，二力大小相等。
故答案為：（1）化學；（2）＝。專題16 運動和力(二)
【思維導圖】
【知識點回顧】
一、二力平衡
一個物體在兩個力的作用下，如果保持________狀態或________運動狀態，就說這兩個力是________的。
作用在一個物體上的兩個力，如果________、________，并且在________上，則這兩個力就彼此平衡。
應用二力平衡條件解釋有關問題時，首先要確定物體是否平衡且受到兩個力，其次再利用二力平衡條件，根據已知的一個力的三要素去推知另一個力的三要素。
考點4　根據物體的受力情況，解釋物體運動狀態變化的原因　
1．當物體處于平衡狀態時，可依據________，用已知的力去推斷未知力的大小和方向。也可以根據兩個力是平衡力推斷出物體一定處于平衡狀態，保持原來運動狀態________。
2．當物體運動狀態改變時，物體一定受到________作用，反之當物體受到非平衡力作用時，運動狀態一定發生________。
二、牛頓第一定律
1．一切物體在沒有受到外力作用時，總________或________。
2．牛頓第一定律揭示了力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態的原因。
3．牛頓第一定律是在大量經驗事實基礎上，通過推理概括出來的。我們周圍的物體，都受到這個力或那個力的作用，因此不可能用實驗來直接證明這一定律。
1．物體保持運動狀態不變的特性叫做慣性。慣性是物體的一種屬性，與物體是否運動、運動速度的大小、是否受力、受力的大小均無關。慣性的大小取決于________。
2．一切物體都具有慣性。
在應用慣性解釋有關常見現象時，不能說物體受到慣性的作用，因為慣性是物體的屬性，應該說物體由于慣性。
【例題精析】
例1．（2021 杭州）小金在進行百米賽跑時經歷了加速、減速等階段，最終沖過終點線。以下關于慣性的說法正確的是（　　）
A．小金加速跑時的慣性比減速跑時大
B．小金沖過終點線，停下來時沒有慣性
C．小金整個跑步過程慣性大小不變
D．小金在加速、減速等運動狀態改變時才有慣性
例2．（2020 杭州）慣性是物體的一種性質，下列說法正確的是（　　）
A．物體運動狀態改變時才有慣性
B．物體速度越大慣性也越大
C．靜止或勻速運動的物體沒有慣性
D．物體受力或不受力時都具有慣性
例3．（2021 嘉興）用如圖裝置研究二力平衡時，在輕質塑料片兩端的細繩上掛等重的鉤碼，手放開塑料片后，可觀察到塑料片將（　　）
A．向左下運動 B．向右上運動
C．仍靜止不動 D．轉過一定角度
例4．（2020 寧波）健身者在沒有其它輔助的情況下，下列姿勢不可能在水平地面上保持的是（　　）
A． B． C． D．
例5．（2019 嘉興）研究二力平衡的條件時，小明用剪刀將圖中靜止的薄塑料片從中間剪斷，他要研究的是這兩個力是否（　　）
A．作用在同一直線上 B．方向相反
C．作用在同一物體上 D．大小相等
例6．（2015 義烏市）小明游玩了意大利比薩斜塔后，買了一個模型，當模型塔靜止在水平桌面上時（如圖），小明對模型塔的分析不正確的是（　　）
A．傾斜的塔不受桌面對它的摩擦力
B．以跑動的小狗為參照物塔是運動的
C．塔受到桌面對它的支持力豎直向上
D．塔對桌面的壓力和桌面對塔的支持力是一對平衡力
例7．（2017 溫州）頭盔、賽車服、頭頸支持系統是賽車手極其重要的防護裝備（如圖），分別保護賽車手身體的不同部位。
（1）專業賽車服由導熱性能極弱的材料制成，可以在高溫時對賽車手起保護作用，導熱性屬于物質的　 　（選填“物理性質”或“化學性質”）。
（2）比賽過程中若發生意外撞擊，在安全帶的保護下，車手的身體能被固定在座椅上，佩戴頭頸支持系統可以避免頭部由于　 　向前擺動，從而起到保護作用。
例8．（2020 臺州）為研究作用在物體上的兩個力滿足什么條件時，才能使物體處于平衡狀態，進行如下實驗。
（1）選用輕薄塑料片作為圖甲實驗研究對象的原因是　 　。
（2）將圖甲中靜止的研究對象轉到虛線位置，松手后發現研究對象發生轉動。據此可以得出結論：作用在物體上的兩個力需要滿足的條件是　 　，物體才處于靜止狀態。
（3）如圖乙，若啟動電動機繼續進行研究：當彈簧測力計示數與物體重力大小相等時，觀察物體的運動狀態；當彈簧測力計示數與物體重力大小不相等時，再觀察物體的運動狀態。繼續這項研究的目的是　 　。
例9．（2017 舟山）在生活中人們常會有一些模糊或錯誤的認識，其實只要應用科學知識進行分析，就能作出合理解釋。
（1）人們經常認為，汽車的速度越大慣性越大，所以要限速，但是高速公路限速牌上卻顯示，大型車輛最高限速比小型車輛低，原因是汽車的　 　越大慣性越大。
（2）在今年第四次成品油調價中，汽油價格下調250元/噸，柴油價格下調235元/
噸。但細心的小明發現，加油站的汽油價格下調0.18元/升，柴油價格下調0.20元/升，每升柴油價格反而比汽油下調得多，其原因是　 　。
（3）現在高速公路上不僅有即時測速，還有區間測速，即在某一路段上設置兩個監控點，根據車輛通過前后兩個監控點的時間來測算車輛有無超速。在如圖所示限速要求的高速公路上，第一個監控點測得某輛小車于8：10以115千米/時的速度通過，相距30千米的第二個監控點于8：22測得該小車以118千米/時的速度通過。請通過計算判斷該小車行駛途中是否超速。
【習題鞏固】
一．選擇題（共19小題）
1．疫情期間，無人機快遞業務激增（如圖），下列無人機運動過程中，其下端所運載的貨物受到拉力和貨物重力不是一對平衡力的是（　　）
A．靜止準備 B．勻速上升飛行
C．勻速水平飛行 D．減速降落飛行
2．我國大型隱身無人攻擊機“利劍”的首飛成功，使我國成為世界上第三個擁有大型隱身無人攻擊機的國家。下列有關“利劍”說法正確的是（　　）
A．飛機在加速上升過程中，一定受到非平衡力的作用
B．飛機在加速上升過程中，以大地為參照物飛機是靜止的
C．飛機在地面靜止時，飛機對地面的壓力與地面對飛機的支持力是一對平衡力
D．飛機能夠隱身的原因是無法反射光線
3．一本書靜放在水平桌面上，下列各對力中，屬于一對平衡力的是（　　）
A．書受到的重力和書對桌面的壓力
B．書受到的重力和桌子對書的彈力
C．桌子受到的重力和桌子對地面的壓力
D．書對桌面的壓力和地面對桌子的支持力
4．小科在廚房幫忙時發現用刀切土豆的過程中當切入深度較淺時，拿起來豎直放置，土豆會掉下來。當切入深度較深時，拿起來豎直放置土豆不會掉下來（如圖）。下列關于該現象分析正確的是（　　）
A．深度較淺時土豆掉下來是因為土豆受到摩擦力小于受到重力
B．深度較深時土豆沒有掉下來是因為土豆受到摩擦力大于受到重力
C．深度增大時土豆和刀片的接觸面積增大，它們之間的摩擦力增大
D．深度在增大時土豆兩邊對刀片的壓力增大，壓力與重力二力平衡
5．北京時間2019年3月21日，在日本埼玉舉行的2019年花樣滑冰世界錦標賽雙人滑比賽中，中國選手隋文靜/韓聰以234.84分的總成績獲得冠軍。如圖是他們比賽的圖片。請判斷下列的幾對力，哪一對是平衡力（　　）
A．隋文靜對韓聰的壓力與韓聰對隋文靜的支持力
B．隋文靜的重力與韓聰對隋文靜的支持力
C．韓聰的重力與韓聰對隋文靜的支持力
D．韓聰的重力與隋文靜對地球的吸引力
6．在水平桌面上放著AB兩個相同的木塊，AB兩個木塊用繩子相連，在力F1和F2作用下勻速向左運動，已知F1＝9N，F2＝3N，則繩子對B的拉力大小為（　　）
A．3N B．6N C．9N D．12N
7．如圖是小科表演的空手“吸”易拉罐魔術。當易拉罐保持靜止時，下列分析正確的是（　　）
A．手對易拉罐有向下的壓力
B．手對易拉罐的摩擦力大于易拉罐重
C．易拉罐的重力和大氣對易拉罐的壓力是一對平衡力
D．易拉罐的重力和易拉罐對手的壓力是一對相互作用力
8．體育課有爬繩和爬桿兩種運動，某同學先后以相同的姿勢順著繩和桿勻速上爬，以下說法正確的是（　　）
A．爬繩時受到的摩擦力較大，因為繩子粗糙
B．爬桿時受到的摩擦力較大，因為爬桿時握桿的力要大些
C．若爬繩和爬桿的速度不一樣，則速度大的摩擦力大
D．爬繩和爬桿受到的摩擦力一樣大
9．如圖是意大利居民在疫情期間專門提供給那些流浪漢索取的籃子，這些籃子里邊有一些食物。當籃子裝著食物正在被勻速下降時，下列說法分析正確的是（　　）
A．食物受到的重力和繩子對籃子的拉力是平衡力
B．此時籃子和食物都受到平衡力的作用
C．食物的重力和它對籃子的壓力是一對平衡力
D．食物受到的重力大于籃子對它的支持力
10．你所答的這張物理試卷放在水平桌面上靜止時。下列屬于平衡力的是（　　）
A．試卷對桌面的壓力和桌面對試卷的支持力
B．試卷受到的重力和桌面對試卷的支持力
C．試卷對桌面的壓力和試卷受到的重力
D．桌面對試卷的靜摩擦力和試卷受到的重力
11．如圖是雜技表演獨輪車在某一時刻停止在地面的情景，下列分析正確的是（　　）
A．人受到的重力與獨輪車對人的支持力是一對平衡力
B．人受到的重力與人對獨輪車的壓力是一對平衡力
C．人受到的重力與人對獨輪車的壓力是一對相互作用力
D．人對獨輪車的壓力與獨輪車對人的支持力是一對平衡力
12．如圖所示，在一根結實的細繩的一端栓一個小球，繩子的一端固定在懸掛點O上，做成一個單擺。拉動小球到B處，放手后使它擺動起來，則小球在擺動過程中，下列說法正確的是（　　）
A．小球運動到最低處A時，細繩對它拉力與它受到重力平衡
B．小球運動到最高處B時，細繩對它拉力與它受到重力平衡
C．小球運動到最高處C時，細繩對它拉力與它受到重力平衡
D．在擺動過程的任一位置，小球受到的力都不平衡
13．如圖所示，兩個完全相同的條形磁鐵A和B，質量均為m，將它們豎直放在水平地面上，用彈簧秤通過一根細線豎直向上拉磁鐵A，若彈簧秤讀數為mg，則B對A的支持力F1以及水平地面對B的支持力F2分別為（　　）
A．F1＝0，F2＝mg B．F1＝mg，F2＝0 C．F1＞0，F2＜mg D．F1＞0，F2＝mg
14．如圖（a）所示，木塊與小車一起向右做勻速直線運動，某時刻觀察到如圖2（b）所示的現象，由此可判斷（　　）
A．小車突然加速運動
B．小車突然減速運動
C．小車保持勻速運動
D．小車可能做加速、也可能做減速運動
15．汽車追尾時，很容易造成后車前段變形，造成后車前端變形的力是（　　）
A．后車撞擊前車的力
B．后車所受的重力
C．前車撞擊后車的力
D．以上三個力共同作用的結果
16．2019賽季斯諾克中國公開賽于4月1至7日在北京舉行。在比賽中，球桿擊打白球，白球離開球桿后繼續滾動并撞擊紅球，白球緩慢靜止而紅球向前滾動。下列有關球的受力情況及運動狀態的描述中，正確的一項是（　　）
A．白球離開球桿后能繼續運動，是因為受到球桿的推力
B．白球向紅球靠近的過程中，紅球相對于白球是靜止的
C．紅球受到白球撞擊后能繼續運動，是因為紅球具有慣性
D．整個運動過程中，白球在水平方向上始終受到平衡力的作用
17．在勻速運動的列車車廂里有一水平桌面，桌上有一靜止小球，小球突然沿圖中虛線所示路線由A運動到B，如圖，這是列車正在（　　）
A．減速行駛，向南轉彎 B．減速行駛，向北轉彎
C．加速行駛，向南轉彎 D．加速行駛，向北轉彎
18．下列給出了幾種事例，其中利用慣性的是（　　）
①從樹上掉下的蘋果；②司機為節省燃油，在汽車進站時，提前關閉油門；③錘頭松了，把錘柄的一端在物體上撞擊幾下；④繞地球做圓周運動的人造衛星；⑤跳遠運動員都是跑一段距離才起跳；⑥公共汽車的乘務員，時常提醒乘客扶住車的扶手，待車停穩后再下車。
A．①②③⑤ B．②③⑤⑥ C．②③⑤ D．③④⑤⑥
19．如圖，在一輛放在水平地面上的表面光滑的小車上，靜止放置質量為m1、m2的兩個小球（m1＞m2）。當車從靜止突然水平向右起動時，則兩個小球（　　）
A．一起向左運動，且m2的速度大于m1的速度
B．一起向右運動，且m2的速度大于m1的速度
C．一起向右運動，且m2的速度等于m1的速度
D．對地面仍保持靜止
二．填空題（共2小題）
20．今年2月11日，網上傳言“這一天地球的引力最小，最容易將掃帚豎立”。于是，大量如圖所示的“立掃帚挑戰”照片占領了微信朋友圈。其實，掃帚能豎立的原因是它所受的重力與　 　二力平衡。要進一步通過實驗證明傳言的錯誤，你的建議是　 　。
21．如圖是一種流行的指尖陀螺玩具，這種玩具中間為一軸承，兩側各有一飛葉，撥動飛葉后可以在手指上轉動，時長可達4～6分鐘。這種陀螺的壽命是由軸承中滾珠決定，一般采用陶瓷滾珠，這是利用該材料的　 　（選填“耐磨性強”、“密度大”或“導熱性好”），同時飛葉一般采用密度大的金屬制作，目的是為了通過增大質量來增大飛葉的　 　，從而在停止撥動陀螺后，陀螺依然能夠長時間轉動。
三．解答題（共1小題）
22．3D打印技術發明到現在僅有幾十年的時間，美國《時代》周刊已將十大增長最快的工業”。發展前景比互聯網還要大，目前體積最小的打印機只有牛奶盒一般大小，而巨型的打印機甚至有一棟樓房那么高。而傳統的油墨和紙張也被尼龍、尼龍玻釬、尼龍碳纖維、尼龍鋁粉、Peek材料等材料代替，只要有3D設計圖，就能打印所需要的模型，包括玩具，骨骼，甚至槍支。
（1）3D打印機用Peek材料打印出了一個“長城模型”，這個打印過程屬于　 　變化。
（2）工程師去推動打印機但是沒有推動，是因為推力　 　摩擦力（選＞＝＜）。

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