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專題16
運動和力(二)
【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．（2020?杭州）慣性是物體的一種性質，下列說法正確的是（　?。?br/>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2．（2020?黑龍江）轎車除了安全帶以外，還有一種安全裝置“頭枕”，對人起保護作用。如圖所示，“頭枕”主要是防止以下哪種情況對人體造成傷害（　?。?br/>A．緊急剎車
B．左右轉彎
C．前方碰撞
D．后方追尾
【解答】解：當后方追尾時，坐在座椅上的人由于慣性要保持原來的運動狀態，頭會突然后仰，這時較軟的頭枕會保護頭頸不被撞傷。
故選：D。
例3．（2018?杭州）大游輪向東勻速直線行駛，小金面朝游輪前進方向，在游輪上的A位置豎直向上起跳，落下時的位置在（不計空氣阻力）（　?。?br/>A．A
位置的東側
B．A
位置的西側
C．A
位置
D．以上三種情況都有可能
【解答】解：游輪勻速直線運動時，在游輪上的A位置豎直向上起跳，由于慣性仍然保持原來的運動速度和運動方向，所以會落回原處。
故選：C。
例4．（2018?嘉興）近年來，車貼已經成為一種時尚。下列車貼中的提示語屬于防止因慣性帶來危害的是（　?。?br/>A．
B．
C．
D．
【解答】解：
A、“堵車不堵心，拒絕路怒”勸告駕乘人員保持一種平和心態，與慣性無關，故A不符合題意；
B、“別嘟嘟，越催越慢”屬于不文明駕駛行為，與慣性無關，故B不符合題意；
C、“夜間會車，拒絕遠光燈”可以避免過強的光照影響駕駛員視線，減少交通事故的發生，與慣性無關，故C不符合題意；
D、“新手上路，保持車距”是新司機在汽車行駛過程中可能會隨時緊急剎車或行駛速度較慢，后面汽車在剎車時由于慣性會有一段剎車距離，所以要保持一定車距，防止慣性帶來危害，故D符合題意；
故選：D。
例5．（2018?六盤水）小冬用繩子拴著一石塊，使石塊繞手做圓周運動，如果石塊受到的力突然全部消失，石塊將（　　）
A．立即停止運動
B．做勻速直線運動
C．繼續做圓周運動
D．速度越來越慢直到停止運動
【解答】解：根據牛頓第一定律可知，一切物體在沒有受到力的作用時，總將保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。如果石塊受到的力突然全部消失，由于石塊初始狀態是運動的，所以石塊將保持繩子斷開的那一瞬間的速度永遠勻速運動下去。故A、C、D錯誤。
故選：B。
例6．（2020?邵陽）教室里水平講臺上放有一個靜止的黑板刷，下列分析正確的是（　　）
A．講臺受到的重力和講臺對地面的壓力是一對平衡力
B．講臺對黑板刷的支持力和黑板刷對講臺的壓力是一對平衡力
C．講臺對黑板刷的支持力和黑板刷受到的重力是一對平衡力
D．講臺對地面的壓力和地面對講臺的支持力是一對平衡力
【解答】解：
A、講臺受到的重力和講臺對地面的壓力沒有作用在同一物體上，不是一對平衡力，故A錯誤；
B、講臺對黑板刷的支持力和黑板刷對講臺的壓力沒有作用在同一物體上，不是一對平衡力，故B錯誤；
C、講臺對黑板刷的支持力和黑板刷受到的重力作用在同一物體上、大小相等、方向相反、作用在同一直線上，是一對平衡力，故C正確；
D、講臺對地面的壓力和地面對講臺的支持力沒有作用在同一物體上，不是一對平衡力，故D錯誤。
故選：C。
例7．（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（　?。?br/>A．
B．
C．
D．
【解答】解：
A．地面對人的支持力和人的重力兩個力的作用點在重心，但兩個力沒有作用在同一條直線上，不是一對平衡力，所以A姿勢不可能在水平地面上保持，故A符合題意；
BCD．圖中地面對人的支持力和人的重力兩個力的作用點在重心，兩個力大小相等、方向相反、作用在同一直線上、作用在同一個物體上，是一對平衡力，所以BCD姿勢可能在水平地面上保持，故BCD不符合題意。
故選：A。
例8．（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（　?。?br/>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。
例9．（2018?黑龍江）小明參加體育考試，下列說法不正確的是（　　）
A．引體向上時，靜止掛在橫桿上的小明受到的重力與拉力是一對平衡力
B．小明長跑時，沖過終點不能立即停下來，是由于小明具有慣性
C．墊排球時，排球向上彈起說明力可以改變物體的形狀
D．墊排球時，小明感到手疼痛，說明力的作用是相互的
【解答】解：
A、引體向上時，靜止掛在橫桿上的小明受到的拉力和他受的重力大小相等、方向相反、作用在同一物體上、作用在一條直線上，是一對平衡力，故A正確；
B、小明長跑時沖過終點不能立即停下來，是由于小明具有慣性，故B正確；
C、墊排球時，排球向上彈起，改變了排球的運動方向，說明力可以改變物體的運動狀態，故C錯誤；
D、墊排球時，手對排球施加了力，同時排球也對小明的手施加了力，小明感到手疼痛，說明物體間力的作用是相互的，故D正確。
故選：C。
例10．（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。
【習題鞏固】
一．選擇題（共16小題）
1．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（　?。?br/>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。
2．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（　?。?br/>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。
3．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（　?。?br/>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，手對易拉罐沒有力的作用，故A錯誤；
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，受到的重力和大氣的壓力是作用在同一個物體上的兩個力，并且大小相等、方向相反、作用在同一條直線上，所以是一對平衡力，故C正確；
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：C。
4．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（　?。?br/>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。
5．如圖“竹筷提米”實驗中玻璃杯和米被提起后，與玻璃杯自身受到的重力相平衡的力是（　?。?br/>A．米對玻璃杯向上的摩擦力
B．竹筷對米向上的摩擦力
C．手對竹筷向上的提力
D．米對竹筷產生的壓力
【解答】解：由題意知：玻璃杯在空中靜止處于平衡狀態，此時玻璃杯受到的重力與米對玻璃杯向上的摩擦力是一對平衡力，它們大小相等，方向相反，且在同一條直線上；
而玻璃杯自身受到的重力與竹筷對米向上的摩擦力、手對竹筷向上的提力、米對竹筷產生的壓力都不是作用在同一個物體上，所以不是平衡力，故A正確、BCD錯誤。
故選：A。
6．上、下底及材料相同，質量相同的兩圓臺形物體置于水平地面上，如圖放置，若用大小分別為Fa和Fb的力拉動物體在同一水平地面上做勻速直線運動，則（　?。?br/>A．Fa＞Fb
B．Fa＜Fb
C．Fa＝Fb
D．不知速度，無法判斷
【解答】解：兩圓臺型物體AB質量相同，重力相同，放在水平地面上，對水平地面的壓力相同，接觸面粗糙程度相同，所以受到的滑動摩擦力相同，即fa＝fb，兩圓臺型物體AB均做勻速運動，受力平衡，fa＝Fa，fb＝Fb；所以Fa＝Fb；故ABD錯誤，故C正確。
故選：C。
7．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（　?。?br/>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。
8．如圖所示，用力擊打一摞棋子中的一個，該棋子飛出而上面的棋子落下。以下說法正確的是（　　）
A．棋子被擊打出去是因為力可以改變物體的形狀
B．擊打出去的棋子能飛得很遠是因為受到慣性作用
C．擊打前，最上面的棋子所受的重力和支持力是一對平衡力
D．擊打前，最下面的棋子所受的壓力和支持力是一對相互作用力
【解答】解：
A、棋子被擊打出去是因為力可以改變物體的運動狀態。故A錯誤；
B、擊打出去的棋子能飛得很遠是因為棋子具有慣性，但慣性不是力，不能說受到慣性作用。故B錯誤；
C、擊打前，最上面的棋子所受的重力和支持力大小相等、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C正確；
D、最下面的棋子所受的壓力和支持力是作用在同一個物體上的兩個力，且大小不相等，不是相互作用的力。故D錯誤。
故選：C。
9．如圖所示的“押加”是我國少數民族體育項目之一，又稱為“大象拔河”。比賽中，甲、乙雙方通過腿、腰、肩和頸用力拖動布帶互拉，以決勝負。以下關于比賽過程中的說法正確的是（　　）
A．甲拉乙的力和乙拉甲的力大小并不始終相等
B．甲若獲勝是因為甲拉乙的力大于乙拉甲的力
C．在僵持狀態下，甲拉繩的力與乙拉繩的力是一對平衡力
D．在僵持狀態下，甲對乙的拉力與乙受到地面的摩擦力是一對相互作用力
【解答】解：A、甲拉乙的力和乙拉甲的力是一對相互作用力，所以大小始終相等，故A錯誤；
B、甲拉乙的力和乙拉甲的力是一對相互作用力，大小始終相等，甲若獲勝是因為甲受到地面的摩擦力更大，故B錯誤；
C、在僵持狀態下，甲拉繩的力與乙拉繩的力大小相等、方向相反、作用在同一直線上，是一對平衡力，故C正確；
D、在僵持狀態下，甲對乙的拉力與乙受到地面的摩擦力是一對平衡力，不是一對相互作用力，故D錯誤。
故選：C。
10．學習慣性知識之后，你認為在如圖所示的實驗中，具有慣性的物體是（　?。?br/>A．只有小鋼球
B．只有塑料片
C．只有支架
D．小鋼球、塑料片和支架
【解答】解：
慣性指物體保持原來運動狀態不變的性質，任何物體在任何情況下都具有慣性，所以小鋼球、塑料片和支架都具有慣性，故D正確。
故選：D。
11．我國《道路交通安全法》明文規定：“機動車行駛時，駕駛人、乘坐人員應當按規定使用安全帶?！边@主要是為了減輕在下列哪種情況出現時可能對人造成的傷害（　?。?br/>A．車速太快
B．車速太慢
C．緊急剎車
D．突然起動
【解答】解：
A、B、車速太快或太慢時，人相對于車靜止，人不會受到傷害，系上安全帶與不系安全帶沒有影響，故AB錯誤；
C、當汽車緊急剎車時，人由于慣性要保持原來向前的速度，沒有安全帶坐在小汽車前排的司機和乘客會向前飛出，造成傷害，系上安全帶后會減輕對人造成的傷害，故C正確；
D、突然起動時，由于坐椅的作用，使人隨車前進，此時安全帶不起什么作用，故D錯誤。
故選：C。
12．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（　?。?br/>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。
13．2019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。
14．如圖，玻璃水箱中有一個氣泡和一塊石頭，本來都處于靜止狀態，現在用水平向右的外力猛推水箱，則水箱加速時，氣泡和石頭相對于水箱（　　）
A．氣泡和石頭都向左運動
B．氣泡和石頭都向右運動
C．氣泡向右運動，石頭向左運動
D．氣泡向左運動，石頭向右運動
【解答】解：當玻璃水箱由靜止開始向右沿水平方向運動時，玻璃水箱的水由于慣性，仍然要保持原來的靜止狀態，使水涌向水箱的左端，則氣泡相對于水箱向右運動，石頭向左運動。
故選：C。
15．小金和同學們坐大巴車一起去春游，當大巴車在高速公路上勻速直線行駛時，小金輕輕地將空礦泉水瓶豎直放在平整的腳墊上，接下來可以觀察到（　?。?br/>A．礦泉水瓶向前翻倒
B．礦泉水瓶向后翻倒
C．礦泉水瓶靜止不動
D．以上三種情況都有可能
【解答】解：當大巴車在高速公路上勻速直線行駛時，小金輕輕地將空礦泉水瓶豎直放在平整的腳墊上，由于慣性礦泉水瓶保持與大巴車一樣的速度做勻速直線運動，接下來可以觀察到礦泉水瓶靜止不動，與大巴車相對靜止。
故選：C。
16．如圖所示是炮彈的運行軌跡，當其運動到最高點時，若外力突然消失，則炮彈將（　?。?br/>A．處于靜止狀態
B．向左做勻速直線運動
C．豎直向下做勻速直線運動
D．按原來的軌跡運動
【解答】解：如圖從炮口斜向上射出的炮彈，當它運動到最高點的一瞬間，還有一個向左前的速度，當它受到的一切外力全部消失時，它將保持原來的速度做勻速直線運動。
故選：B。
二．填空題（共1小題）
17．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?。ㄟx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．實驗探究題（共3小題）
18．科學實驗中要盡可能避免無關變量對實驗的影響，以使實驗能夠得到客觀正確的結論。
（1）某實驗小組研究“二力平衡的條件”時，設計并組裝了如圖所示的實驗裝置。但同學們討論后認為此裝置還不夠完善，其存在的問題是　物體本身受重力，此時物體一共受三個力的作用，且兩個拉力不在同一直線上　。
（2）上述實驗設計中的干擾因素在以下實驗中也會影響實驗結論。
①在牛頓第一運動定律的探究實驗中，為避免影響，實驗時要研究小車　在水平面上運動　的情況。
②在研究紅墨水擴散快慢與溫度關系的實驗中，為避免影響，針筒往水中注入紅墨水采取的具體操作是　用針筒將紅墨水緩緩注入水的底部　。
【解答】解：
（1）由圖可知，此時物體受到三個力的作用：豎直向下的重力、向左的拉力、向右的拉力；由于物體重力的影響，兩個拉力不在同一直線上，這是實驗裝置存在的問題；
（2）①小車在斜面上運動時由于受到重力的作用會向下加速運動，所以不能通過小車在斜面上的運動情況來探究牛頓第一運動定律；為避免重力的影響，實驗時要研究小車在水平面上的運動情況，此時小車在豎直方向上受力是平衡的，水平方向上只受到阻力的作用；
②探究紅墨水擴散快慢與溫度關系的實驗中，若從上部注入紅墨水，由于紅墨水受到豎直向下的重力會向下運動的，就無法判定分子的無規則運動情況；所以為避免重力的影響，需要慢慢的用針筒將紅墨水緩緩注入水的底部。
故答案為：（1）物體本身受重力，此時物體一共受三個力的作用，且兩個拉力不在同一直線上；
（2）①在水平面上運動；②用針筒將紅墨水緩緩注入水的底部。
19．在探究“二力平衡條件”的實驗中：
（1）甲、乙兩組同學分別選擇器材后，設計組裝的實驗裝置如圖所示。老師指出乙組同學選擇的器材更加合理，其原因是：　減小摩擦力對實驗的影響　。
（2）在探究力的大小對二力平衡的影響時，并通過調整　鉤碼的個數（質量）　來改變F1和F2的大小。
（3）保持F1與F2相等，用手將小車扭轉到圖丙中的位置，松手后，小車將無法在此位置平衡。實驗中設計這一步驟的目的是為了探究二力平衡時，兩個力必須滿足哪個條件？　作用在一條直線上　。
【解答】解：
（1）甲圖中的是木塊，它與桌面之間的摩擦是滑動摩擦，而乙圖中的是小車，它與桌面之間是滾動摩擦，其摩擦力較小可以忽略，實驗更準確些；
（2）小車受到的拉力F1和F2分別等于水平桌面兩端所掛鉤碼的重力，可以通過調整鉤碼的個數（質量）來改變F1和F2的大小；
（3）保持F1與F2相等，用手將小車扭轉到圖丙中的位置，即此時兩個力不在同一直線上，所以松手后，小車將轉動，即二力只有在同一條直線上時才會平衡，因此利用該環節可以驗證二力方向問題。
故答案為：（1）減小摩擦力對實驗的影響；（2）鉤碼的個數（質量）；（3）作用在一條直線上。
20．如圖甲是小華同學探究二力平衡條件時的實驗情景。
（1）當小卡片平衡時，小華將小卡片轉過一個角度，松手后小卡片　不能　（選填“能”或“不能”）平衡。設計此實驗步驟的目的是為了探究　一對平衡力在同一直線上　。
（2）為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，在圖甲所示情況下，小華下一步的操作是：　用剪刀將卡片剪開　。
（3）在探究同一問題時，小明將木塊放在水平桌面上，設計了如圖乙所示的實驗。同學們認為小華的實驗優于小明的實驗。其主要原因是　A　。
A．減少摩擦力對實驗結果的影響
B．小書片是比較容易獲取的材料
C．容易讓小卡片在水平方向上保持平衡
D．小卡片容易扭轉
【解答】解：
（1）要探究一對平衡力在同一直線上，可將小卡片轉過一個角度，使小卡片兩端的拉力不在一條直線上，觀察小卡片是否平衡；
（2）為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，下一步就是驗證作用在不同物體上的兩個力是否能平衡，做法就是把卡片變成兩個物體，最簡單的方法就是用剪刀將卡片剪開；
（3）小華實驗用的小卡片重力小，可以忽略，懸在空中不受摩擦力影響；
小明實驗用的小車放在水平桌面上，小車和桌面之間存在摩擦力，摩擦力是不能消除的，實驗要受到摩擦力影響，所以還是小華的實驗方案好，故A正確。
故答案為：（1）不能；一對平衡力在同一直線上；（2）用剪刀將卡片剪開；（3）A。專題16
運動和力(二)
【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．（2020?杭州）慣性是物體的一種性質，下列說法正確的是（　?。?br/>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2．（2020?黑龍江）轎車除了安全帶以外，還有一種安全裝置“頭枕”，對人起保護作用。如圖所示，“頭枕”主要是防止以下哪種情況對人體造成傷害（　?。?br/>A．緊急剎車
B．左右轉彎
C．前方碰撞
D．后方追尾
例3．（2018?杭州）大游輪向東勻速直線行駛，小金面朝游輪前進方向，在游輪上的A位置豎直向上起跳，落下時的位置在（不計空氣阻力）（　?。?br/>A．A
位置的東側
B．A
位置的西側
C．A
位置
D．以上三種情況都有可能
例4．（2018?嘉興）近年來，車貼已經成為一種時尚。下列車貼中的提示語屬于防止因慣性帶來危害的是（　?。?br/>A．
B．
C．
D．
例5．（2018?六盤水）小冬用繩子拴著一石塊，使石塊繞手做圓周運動，如果石塊受到的力突然全部消失，石塊將（　?。?br/>A．立即停止運動
B．做勻速直線運動
C．繼續做圓周運動
D．速度越來越慢直到停止運動
例6．（2020?邵陽）教室里水平講臺上放有一個靜止的黑板刷，下列分析正確的是（　?。?br/>A．講臺受到的重力和講臺對地面的壓力是一對平衡力
B．講臺對黑板刷的支持力和黑板刷對講臺的壓力是一對平衡力
C．講臺對黑板刷的支持力和黑板刷受到的重力是一對平衡力
D．講臺對地面的壓力和地面對講臺的支持力是一對平衡力
例7．（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（　?。?br/>A．
B．
C．
D．
例8．（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（　?。?br/>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9．（2018?黑龍江）小明參加體育考試，下列說法不正確的是（　?。?br/>A．引體向上時，靜止掛在橫桿上的小明受到的重力與拉力是一對平衡力
B．小明長跑時，沖過終點不能立即停下來，是由于小明具有慣性
C．墊排球時，排球向上彈起說明力可以改變物體的形狀
D．墊排球時，小明感到手疼痛，說明力的作用是相互的
例10．（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　
　。
【習題鞏固】
一．選擇題（共16小題）
1．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（　?。?br/>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
2．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
3．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（　?。?br/>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
4．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
5．如圖“竹筷提米”實驗中玻璃杯和米被提起后，與玻璃杯自身受到的重力相平衡的力是（　?。?br/>A．米對玻璃杯向上的摩擦力
B．竹筷對米向上的摩擦力
C．手對竹筷向上的提力
D．米對竹筷產生的壓力
6．上、下底及材料相同，質量相同的兩圓臺形物體置于水平地面上，如圖放置，若用大小分別為Fa和Fb的力拉動物體在同一水平地面上做勻速直線運動，則（　?。?br/>A．Fa＞Fb
B．Fa＜Fb
C．Fa＝Fb
D．不知速度，無法判斷
7．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（　?。?br/>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
8．如圖所示，用力擊打一摞棋子中的一個，該棋子飛出而上面的棋子落下。以下說法正確的是（　?。?br/>A．棋子被擊打出去是因為力可以改變物體的形狀
B．擊打出去的棋子能飛得很遠是因為受到慣性作用
C．擊打前，最上面的棋子所受的重力和支持力是一對平衡力
D．擊打前，最下面的棋子所受的壓力和支持力是一對相互作用力
9．如圖所示的“押加”是我國少數民族體育項目之一，又稱為“大象拔河”。比賽中，甲、乙雙方通過腿、腰、肩和頸用力拖動布帶互拉，以決勝負。以下關于比賽過程中的說法正確的是（　?。?br/>A．甲拉乙的力和乙拉甲的力大小并不始終相等
B．甲若獲勝是因為甲拉乙的力大于乙拉甲的力
C．在僵持狀態下，甲拉繩的力與乙拉繩的力是一對平衡力
D．在僵持狀態下，甲對乙的拉力與乙受到地面的摩擦力是一對相互作用力
10．學習慣性知識之后，你認為在如圖所示的實驗中，具有慣性的物體是（　?。?br/>A．只有小鋼球
B．只有塑料片
C．只有支架
D．小鋼球、塑料片和支架
11．我國《道路交通安全法》明文規定：“機動車行駛時，駕駛人、乘坐人員應當按規定使用安全帶。”這主要是為了減輕在下列哪種情況出現時可能對人造成的傷害（　　）
A．車速太快
B．車速太慢
C．緊急剎車
D．突然起動
12．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
13．2019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
14．如圖，玻璃水箱中有一個氣泡和一塊石頭，本來都處于靜止狀態，現在用水平向右的外力猛推水箱，則水箱加速時，氣泡和石頭相對于水箱（　　）
A．氣泡和石頭都向左運動
B．氣泡和石頭都向右運動
C．氣泡向右運動，石頭向左運動
D．氣泡向左運動，石頭向右運動
15．小金和同學們坐大巴車一起去春游，當大巴車在高速公路上勻速直線行駛時，小金輕輕地將空礦泉水瓶豎直放在平整的腳墊上，接下來可以觀察到（　?。?br/>A．礦泉水瓶向前翻倒
B．礦泉水瓶向后翻倒
C．礦泉水瓶靜止不動
D．以上三種情況都有可能
16．如圖所示是炮彈的運行軌跡，當其運動到最高點時，若外力突然消失，則炮彈將（　?。?br/>A．處于靜止狀態
B．向左做勻速直線運動
C．豎直向下做勻速直線運動
D．按原來的軌跡運動
二．填空題（共1小題）
17．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　
?。ㄟx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．實驗探究題（共3小題）
18．科學實驗中要盡可能避免無關變量對實驗的影響，以使實驗能夠得到客觀正確的結論。
（1）某實驗小組研究“二力平衡的條件”時，設計并組裝了如圖所示的實驗裝置。但同學們討論后認為此裝置還不夠完善，其存在的問題是　
　。
（2）上述實驗設計中的干擾因素在以下實驗中也會影響實驗結論。
①在牛頓第一運動定律的探究實驗中，為避免影響，實驗時要研究小車　
　的情況。
②在研究紅墨水擴散快慢與溫度關系的實驗中，為避免影響，針筒往水中注入紅墨水采取的具體操作是　
　。
19．在探究“二力平衡條件”的實驗中：
（1）甲、乙兩組同學分別選擇器材后，設計組裝的實驗裝置如圖所示。老師指出乙組同學選擇的器材更加合理，其原因是：　
　。
（2）在探究力的大小對二力平衡的影響時，并通過調整　
　來改變F1和F2的大小。
（3）保持F1與F2相等，用手將小車扭轉到圖丙中的位置，松手后，小車將無法在此位置平衡。實驗中設計這一步驟的目的是為了探究二力平衡時，兩個力必須滿足哪個條件？　
　。
20．如圖甲是小華同學探究二力平衡條件時的實驗情景。
（1）當小卡片平衡時，小華將小卡片轉過一個角度，松手后小卡片　
?。ㄟx填“能”或“不能”）平衡。設計此實驗步驟的目的是為了探究　
　。
（2）為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，在圖甲所示情況下，小華下一步的操作是：　
　。
（3）在探究同一問題時，小明將木塊放在水平桌面上，設計了如圖乙所示的實驗。同學們認為小華的實驗優于小明的實驗。其主要原因是　
　。
A．減少摩擦力對實驗結果的影響
B．小書片是比較容易獲取的材料
C．容易讓小卡片在水平方向上保持平衡
D．小卡片容易扭轉

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