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专题16 运动和力(二)
【思维导图】
【知识点回顾】
一、二力平衡
一个物体在两个力的作用下，如果保持________状态或________运动状态，就说这两个力是________的。
作用在一个物体上的两个力，如果________、________，并且在________上，则这两个力就彼此平衡。
应用二力平衡条件解释有关问题时，首先要确定物体是否平衡且受到两个力，其次再利用二力平衡条件，根据已知的一个力的三要素去推知另一个力的三要素。
考点4　根据物体的受力情况，解释物体运动状态变化的原因　
1．当物体处于平衡状态时，可依据________，用已知的力去推断未知力的大小和方向。也可以根据两个力是平衡力推断出物体一定处于平衡状态，保持原来运动状态________。
2．当物体运动状态改变时，物体一定受到________作用，反之当物体受到非平衡力作用时，运动状态一定发生________。
二、牛顿第一定律
1．一切物体在没有受到外力作用时，总________或________。
2．牛顿第一定律揭示了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。
3．牛顿第一定律是在大量经验事实基础上，通过推理概括出来的。我们周围的物体，都受到这个力或那个力的作用，因此不可能用实验来直接证明这一定律。
1．物体保持运动状态不变的特性叫做惯性。惯性是物体的一种属性，与物体是否运动、运动速度的大小、是否受力、受力的大小均无关。惯性的大小取决于________。
2．一切物体都具有惯性。
在应用惯性解释有关常见现象时，不能说物体受到惯性的作用，因为惯性是物体的属性，应该说物体由于惯性。
考点1　静止　匀速直线　平衡
考点2　大小相等　方向相反　同一条直线
考点4　1.二力平衡条件　不变　2.非平衡力　改变
考点5　1.保持静止状态　匀速直线运动状态
考点6　1.物体的质量
【例题精析】
例1．（2021 杭州）小金在进行百米赛跑时经历了加速、减速等阶段，最终冲过终点线。以下关于惯性的说法正确的是（　　）
A．小金加速跑时的惯性比减速跑时大
B．小金冲过终点线，停下来时没有惯性
C．小金整个跑步过程惯性大小不变
D．小金在加速、减速等运动状态改变时才有惯性
【解答】解：A、物体惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大；与物体运动快慢无关，故A错误；
BD、惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质，一切物体在任何情况下都具有惯性，故B、D错误；
C、物体惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大。小金在整个跑步过程中，质量不变，其惯性大小不变，故C正确；
故选：C。
例2．（2020 杭州）惯性是物体的一种性质，下列说法正确的是（　　）
A．物体运动状态改变时才有惯性
B．物体速度越大惯性也越大
C．静止或匀速运动的物体没有惯性
D．物体受力或不受力时都具有惯性
【解答】解：惯性是物体保持运动状态不变的性质，一切物体在任何情况下都具有惯性，不论是运动还是静止、受力还是不受力、匀速运动还是变速运动。物体都具有惯性，惯性大小只与质量有关。与物体是否受力、物体速度大小无关，故ABC错误，D正确
故选：D。
例3．（2021 嘉兴）用如图装置研究二力平衡时，在轻质塑料片两端的细绳上挂等重的钩码，手放开塑料片后，可观察到塑料片将（　　）
A．向左下运动 B．向右上运动
C．仍静止不动 D．转过一定角度
【解答】解：二力平衡的条件：大小相等，方向相反，同一直线，同一物体；图中位置虽然二力看起来是斜的，但依然满足二力平衡条件，故松手后保持静止。
故选：C。
例4．（2020 宁波）健身者在没有其它辅助的情况下，下列姿势不可能在水平地面上保持的是（　　）
A． B． C． D．
【解答】解：
A．地面对人的支持力和人的重力不在同一条直线上，不是一对平衡力，故该姿势不能在水平地面上保持，故A符合题意；
BCD
．地面对人的支持力和人的重力作用在同一直线上，是一对平衡力，故这几种姿势能在水平地面上保持，故BCD不符合题意。
故选：A。
例5．（2019 嘉兴）研究二力平衡的条件时，小明用剪刀将图中静止的薄塑料片从中间剪断，他要研究的是这两个力是否（　　）
A．作用在同一直线上 B．方向相反
C．作用在同一物体上 D．大小相等
【解答】解：在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪断，即成了两个物体，此时卡片不能平衡，即可以得到二力平衡的又一个条件是作用在同一物体；故ABD错误，C正确。
故选：C。
6．（2015 义乌市）小明游玩了意大利比萨斜塔后，买了一个模型，当模型塔静止在水平桌面上时（如图），小明对模型塔的分析不正确的是（　　）
A．倾斜的塔不受桌面对它的摩擦力
B．以跑动的小狗为参照物塔是运动的
C．塔受到桌面对它的支持力竖直向上
D．塔对桌面的压力和桌面对塔的支持力是一对平衡力
【解答】解：
A、倾斜的塔相对于桌面没有运动趋势，所以不受桌面对它的摩擦力。此选项正确；
B、以跑动的小狗为参照物，塔的位置不断不变，所以是运动的。此选项正确；
C、塔由于受到重力作用，对桌面有竖直向下的压力；由于力的作用是相互的，所以桌面对塔有竖直向上的支持力。此选项正确；
D、塔对桌面的压力和桌面对塔的支持力，作用在两个物体上，是一对作用力与反作用力，不是平衡力。此选项错误。
故选：D。
例7．（2017 温州）头盔、赛车服、头颈支持系统是赛车手极其重要的防护装备（如图），分别保护赛车手身体的不同部位。
（1）专业赛车服由导热性能极弱的材料制成，可以在高温时对赛车手起保护作用，导热性属于物质的　物理性质　（选填“物理性质”或“化学性质”）。
（2）比赛过程中若发生意外撞击，在安全带的保护下，车手的身体能被固定在座椅上，佩戴头颈支持系统可以避免头部由于　惯性　向前摆动，从而起到保护作用。
【解答】解：（1）专业赛车服有导热性能极弱的材料制成，导热性属于物质的物理性质；
（2）比赛过程中若发生意外撞击，汽车的运动状态会发生变化，而佩戴头颈支持系统可以避免头部由于惯性而向前摆动，从而起到保护作用。
故答案为：（1）物理性质；（2）惯性。
例8．（2020 台州）为研究作用在物体上的两个力满足什么条件时，才能使物体处于平衡状态，进行如下实验。
（1）选用轻薄塑料片作为图甲实验研究对象的原因是　减小研究对象的自重对实验的影响　。
（2）将图甲中静止的研究对象转到虚线位置，松手后发现研究对象发生转动。据此可以得出结论：作用在物体上的两个力需要满足的条件是　在同一直线上　，物体才处于静止状态。
（3）如图乙，若启动电动机继续进行研究：当弹簧测力计示数与物体重力大小相等时，观察物体的运动状态；当弹簧测力计示数与物体重力大小不相等时，再观察物体的运动状态。继续这项研究的目的是　作用在物体上的两个力满足什么条件，物体才能保持匀速直线运动状态　。
【解答】解：（1）由于小卡片的质量很小，重力远小于卡片受到的拉力，所以其重力可以不考虑；
（2）图甲中静止的研究对象转到虚线位置，此时两个力不在同一条直线上，松手后发现研究对象发生转动，这表明二力平衡时，这两个力需要满足的条件是在同一条直线上，物体才处于静止状态；
（3）当弹簧测力计示数与物体重力大小相等时，可以观察到物体做匀速直线运动，当弹簧测力计示数与物体重力大小不相等时，可以观察到物体做变速运动，所以研究的目的是：作用在物体上的两个力满足什么条件，物体才能保持匀速直线运动状态。
故答案为：（1）减小研究对象的自重对实验的影响；（2）在同一直线上；（3）作用在物体上的两个力满足什么条件，物体才能保持匀速直线运动状态。
例9．（2017 舟山）在生活中人们常会有一些模糊或错误的认识，其实只要应用科学知识进行分析，就能作出合理解释。
（1）人们经常认为，汽车的速度越大惯性越大，所以要限速，但是高速公路限速牌上却显示，大型车辆最高限速比小型车辆低，原因是汽车的　质量　越大惯性越大。
（2）在今年第四次成品油调价中，汽油价格下调250元/吨，柴油价格下调235元/吨。但细心的小明发现，加油站的汽油价格下调0.18元/升，柴油价格下调0.20元/升，每升柴油价格反而比汽油下调得多，其原因是　柴油比汽油的密度大　。
（3）现在高速公路上不仅有即时测速，还有区间测速，即在某一路段上设置两个监控点，根据车辆通过前后两个监控点的时间来测算车辆有无超速。在如图所示限速要求的高速公路上，第一个监控点测得某辆小车于8：10以115千米/时的速度通过，相距30千米的第二个监控点于8：22测得该小车以118千米/时的速度通过。请通过计算判断该小车行驶途中是否超速。
【解答】解；（1）惯性的大小只与质量有关，大型车辆比小型车辆的质量大，速度相同时，大型车的惯性大，故大型车辆最高限速比小型车辆低；
（2）由汽油每吨降低250元，可算出降低1元对应的质量m1，
则m11000kg＝4kg，也就是4kg的汽油下调价格是1元，
由汽油每升降低0.18元，可算出下调1元对应的体积V1，
则V11LL10﹣3m3，
也就是L的汽油下调价格是1元，
所以，汽油的密度：
ρ汽油0.72×103kg/m3；
同理，根据以上方法可以求出柴油的密度为：ρ柴油＝0.85×103kg/m3。
比较可知柴油比汽油的密度大，这是出现价格差异的原因；
（3）小车运动的时间为：t＝8：22﹣8：10＝12min＝0.2h；
小车在该路段中的平均速度为：v150km/h，而小车在高速公路上允许的最大速度为120km/h，故小车超速了。
故答案为：（1）质量；（2）柴油比汽油的密度大；（3）超速。
【习题巩固】
一．选择题（共19小题）
1．疫情期间，无人机快递业务激增（如图），下列无人机运动过程中，其下端所运载的货物受到拉力和货物重力不是一对平衡力的是（　　）
A．静止准备 B．匀速上升飞行
C．匀速水平飞行 D．减速降落飞行
【解答】解：A、静止准备处于平衡状态，货物受到拉力和货物重力是一对平衡力，故A不符合题意；
BC、匀速上升飞行，匀速水平飞行都是处于平衡状态，货物受到拉力和货物重力是一对平衡力，故BC不符合题意；
D、减速降落飞行时，货物受到拉力大于货物重力，受到非平衡力的作用，故D符合题意。
故选：D。
2．我国大型隐身无人攻击机“利剑”的首飞成功，使我国成为世界上第三个拥有大型隐身无人攻击机的国家。下列有关“利剑”说法正确的是（　　）
A．飞机在加速上升过程中，一定受到非平衡力的作用
B．飞机在加速上升过程中，以大地为参照物飞机是静止的
C．飞机在地面静止时，飞机对地面的压力与地面对飞机的支持力是一对平衡力
D．飞机能够隐身的原因是无法反射光线
【解答】解：
A、飞机在加速上升过程中，运动状态不断变化，所以一定受到非平衡力的作用，故A正确；
B、飞机在加速上升过程中，相对于地面位置不断变化，所以以大地为参照物飞机是运动的，故B错误；
C、飞机静止时，飞机对地面的压力与地面对飞机的支持力不是作用在同一物体上，所以不是平衡力，故C错误；
D、隐身无人攻击机的机身材料和涂层对雷达发射的电磁波不具有良好的反射能力，从而使雷达探测不到它，达到隐身的效果，故D错误。
故选：A。
3．一本书静放在水平桌面上，下列各对力中，属于一对平衡力的是（　　）
A．书受到的重力和书对桌面的压力
B．书受到的重力和桌子对书的弹力
C．桌子受到的重力和桌子对地面的压力
D．书对桌面的压力和地面对桌子的支持力
【解答】解：A、书受到的重力和书对桌面的压力，这两个力作用在两个物体上，不是平衡力，故A不符合题意；
B、书受到的重力和桌面对书的弹力即支持力满足平衡力的四个条件，是平衡力，故B符合题意；
C、桌子受到的重力和桌子对地面的压力，这两个力作用在两个物体上，不是平衡力，故C 不符合题意；
D、书对桌面的压力和地面对桌子的支持力这两个力大小不相等，不是平衡力，故C不符合题意。
故选：B。
4．小科在厨房帮忙时发现用刀切土豆的过程中当切入深度较浅时，拿起来竖直放置，土豆会掉下来。当切入深度较深时，拿起来竖直放置土豆不会掉下来（如图）。下列关于该现象分析正确的是（　　）
A．深度较浅时土豆掉下来是因为土豆受到摩擦力小于受到重力
B．深度较深时土豆没有掉下来是因为土豆受到摩擦力大于受到重力
C．深度增大时土豆和刀片的接触面积增大，它们之间的摩擦力增大
D．深度在增大时土豆两边对刀片的压力增大，压力与重力二力平衡
【解答】解：A、深度较浅时土豆掉下来是因为土豆受到摩擦力小于受到重力，则土豆所受力的合力向下，因此土豆会向合力的方向向下运动，故A正确；
B、深度较深时土豆没有掉下来，处于静止状态，土豆受到的摩擦力与受到的重力是一对平衡力，则土豆受到的摩擦力等于受到的重力，故B错误；
C、土豆受到摩擦力的大小与接触面积的大小无关，故C错误；
D、深度增大时土豆静止，受到的摩擦力与受到的重力是一对平衡力，故D错误。
故选：A。
5．北京时间2019年3月21日，在日本埼玉举行的2019年花样滑冰世界锦标赛双人滑比赛中，中国选手隋文静/韩聪以234.84分的总成绩获得冠军。如图是他们比赛的图片。请判断下列的几对力，哪一对是平衡力（　　）
A．隋文静对韩聪的压力与韩聪对隋文静的支持力
B．隋文静的重力与韩聪对隋文静的支持力
C．韩聪的重力与韩聪对隋文静的支持力
D．韩聪的重力与隋文静对地球的吸引力
【解答】解：A、隋文静对韩聪的压力与韩聪对隋文静的支持力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，但两人分别互相为施力物体和受力物体，是一对相互作用力，故A不符合题意。
B、隋文静的重力与韩聪对隋文静的支持力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，且是同一个受力物体，是一对平衡力，故B符合题意。
C、韩聪的重力与韩聪对隋文静的支持力受力物体分别是韩聪和隋文静，不是平衡力，故C不符合题意。
D、韩聪的重力与隋文静对地球的吸引力受力物体分别是韩聪和地球，不是平衡力，故D不符合题意。
故选：B。
6．在水平桌面上放着AB两个相同的木块，AB两个木块用绳子相连，在力F1和F2作用下匀速向左运动，已知F1＝9N，F2＝3N，则绳子对B的拉力大小为（　　）
A．3N B．6N C．9N D．12N
【解答】解：甲乙两木块一起做匀速直线运动，以整体为研究对象，整体受向左的拉力F1、向右的拉力F2和向右的总摩擦力f总（此时不考虑整体内部的作用力）。
整体受力平衡，所以F1＝F2+f总，则总摩擦力：f总＝F1﹣F2＝9N﹣3N＝6N。
粗糙程度不变，由于两木块是相同的，每块木块对桌面的压力等于总压力的一半，故每个木块受到的摩擦力为总摩擦力的一半，即f甲＝f乙f总6N＝3N。
以乙为研究对象，乙受向左的拉力F拉、向右的绳子拉力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错误，B正确。
故选：B。
7．如图是小科表演的空手“吸”易拉罐魔术。当易拉罐保持静止时，下列分析正确的是（　　）
A．手对易拉罐有向下的压力
B．手对易拉罐的摩擦力大于易拉罐重
C．易拉罐的重力和大气对易拉罐的压力是一对平衡力
D．易拉罐的重力和易拉罐对手的压力是一对相互作用力
【解答】解：
A、表演魔术时，尽可能挤出易拉罐和手之间的空气，易拉罐在大气压力的作用下被手“吸”起，手对易拉罐有向下的压力，故A正确；
B、易拉罐保持静止时，易拉罐和手之间没有相对运动的趋势，手对易拉罐不存在摩擦力，故B错误；
C、易拉罐保持静止时，易拉罐受到重力、大气的压力和手对易拉罐向下的压力三个力的作用，所以易拉罐的重力和大气对易拉罐的压力不是一对平衡力，故C错误；
D、易拉罐保持静止时，易拉罐对手有向下的拉力，但没有向上的压力，因此，不能说“易拉罐的重力和易拉罐对手的压力是一对相互作用力”，故D错误。
故选：A。
8．体育课有爬绳和爬杆两种运动，某同学先后以相同的姿势顺着绳和杆匀速上爬，以下说法正确的是（　　）
A．爬绳时受到的摩擦力较大，因为绳子粗糙
B．爬杆时受到的摩擦力较大，因为爬杆时握杆的力要大些
C．若爬绳和爬杆的速度不一样，则速度大的摩擦力大
D．爬绳和爬杆受到的摩擦力一样大
【解答】解：
AD、该同学顺着绳和杆匀速上爬，受力平衡，摩擦力等于自己的重力，所以摩擦力相等；绳子的接触面虽然粗糙，但手对它的压力小，故A错误，D正确；
B、爬杆压力大，是因为杆比绳的接触面光滑，摩擦力与重力是一对平衡力，摩擦力等于重力，故B错误；
C、摩擦力的大小与速度无关，取决于压力大小和接触面的粗糙程度，故C错误。
故选：D。
9．如图是意大利居民在疫情期间专门提供给那些流浪汉索取的篮子，这些篮子里边有一些食物。当篮子装着食物正在被匀速下降时，下列说法分析正确的是（　　）
A．食物受到的重力和绳子对篮子的拉力是平衡力
B．此时篮子和食物都受到平衡力的作用
C．食物的重力和它对篮子的压力是一对平衡力
D．食物受到的重力大于篮子对它的支持力
【解答】解：A、食物受到的重力和绳子对篮子的拉力，没有作用在同一物体上，不是平衡力，故A错误；
B、篮子和食物处于匀速直线运动状态，都受平衡力的作用，故B正确；
C、食物的重力和它对篮子的压力，没有作用在同一物体上，不是平衡力，故C错误；
D、食物匀速运动受平衡力，故食物受到的重力等于篮子对它的支持力，故D错误。
故选：B。
10．你所答的这张物理试卷放在水平桌面上静止时。下列属于平衡力的是（　　）
A．试卷对桌面的压力和桌面对试卷的支持力
B．试卷受到的重力和桌面对试卷的支持力
C．试卷对桌面的压力和试卷受到的重力
D．桌面对试卷的静摩擦力和试卷受到的重力
【解答】解：A、卷子对桌面的压力和桌面对卷子的支持力是作用在不同物体上的两个力，不是平衡力，故A错误；
B、卷子受到的重力和桌面对卷子的支持力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上，是一对平衡力，故B正确；
C、试卷对桌面的压力和试卷受到的重力方向相同，不是一对平衡力，故C错误；
D、桌面对试卷的静摩擦力和试卷受到的重力不在同一直线上，不是平衡力，故D错误。
故选：B。
11．如图是杂技表演独轮车在某一时刻停止在地面的情景，下列分析正确的是（　　）
A．人受到的重力与独轮车对人的支持力是一对平衡力
B．人受到的重力与人对独轮车的压力是一对平衡力
C．人受到的重力与人对独轮车的压力是一对相互作用力
D．人对独轮车的压力与独轮车对人的支持力是一对平衡力
【解答】解：
A、人受到的重力与独轮车对人的支持力，二力的大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上，是一对平衡力，故A正确；
BC、人受到的重力与人对独轮车的压力，二力作用在两个物体上，且方向相同，既不是一对平衡力，也不是一对相互作用力，故BC错误；
C、人对独轮车的压力与独轮车对人的支持力，二力的大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上，是一对相互作用力，故D错误；
故选：A。
12．如图所示，在一根结实的细绳的一端栓一个小球，绳子的一端固定在悬挂点O上，做成一个单摆。拉动小球到B处，放手后使它摆动起来，则小球在摆动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球运动到最低处A时，细绳对它拉力与它受到重力平衡
B．小球运动到最高处B时，细绳对它拉力与它受到重力平衡
C．小球运动到最高处C时，细绳对它拉力与它受到重力平衡
D．在摆动过程的任一位置，小球受到的力都不平衡
【解答】解：
A、小球运动到最低处A时，细绳对它拉力大于重力，会使得小球做圆周运动，故小球受力不平衡，故A错误；
BC、小球运动到最高处B和C时，细绳对它的拉力和它受到的重力没有作用在同一条直线上，且大小不相等，故它们不是平衡力，故BC错误；
D、在摆动过程的任一位置，小球都不静止或匀速直线运动，处于非平衡状态，受到的力都不平衡，故D正确。
故选：D。
13．如图所示，两个完全相同的条形磁铁A和B，质量均为m，将它们竖直放在水平地面上，用弹簧秤通过一根细线竖直向上拉磁铁A，若弹簧秤读数为mg，则B对A的支持力F1以及水平地面对B的支持力F2分别为（　　）
A．F1＝0，F2＝mg B．F1＝mg，F2＝0 C．F1＞0，F2＜mg D．F1＞0，F2＝mg
【解答】解：（1）磁铁A受到向下的重力、向上的拉力、B对A的向下引力和B对A向上的支持力，这四个力平衡，因为拉力和重力大小相等，所以B对A的向下引力和B对A向上的支持力相等，所以，F1＞0，但不一定等于mg，所以AB错误。
（2）把磁铁A和B当成一个整体，这个整体的重力等于2mg，向上的拉力为mg，还有向上的支持力，根据这三个力平衡，所以水平地面对B的支持力F2的大小等于mg，故C错误，D正确。
故选：D。
14．如图（a）所示，木块与小车一起向右做匀速直线运动，某时刻观察到如图2（b）所示的现象，由此可判断（　　）
A．小车突然加速运动
B．小车突然减速运动
C．小车保持匀速运动
D．小车可能做加速、也可能做减速运动
【解答】解：由于木块与小车一起向右做匀速直线运动，当小车突然加速运动时，木块底部也随之加速，而木块的上部由于惯性仍要保持原来的匀速直线运动状态，所以会出现如图（b）所示的现象。选项B、C、D均与图（b）所示的现象不符。
故选：A。
15．汽车追尾时，很容易造成后车前段变形，造成后车前端变形的力是（　　）
A．后车撞击前车的力
B．后车所受的重力
C．前车撞击后车的力
D．以上三个力共同作用的结果
【解答】解：汽车追尾时，是因为后车由于惯性不能及时停下而撞到前车的车尾，由于力的作用是相互的，所以前车也会给后车一个撞击的反作用力，造成后车前端变形。因此，造成后车前端变形的力是前车撞击后车的力。只有选项C符合题意。
故选：C。
16．2019赛季斯诺克中国公开赛于4月1至7日在北京举行。在比赛中，球杆击打白球，白球离开球杆后继续滚动并撞击红球，白球缓慢静止而红球向前滚动。下列有关球的受力情况及运动状态的描述中，正确的一项是（　　）
A．白球离开球杆后能继续运动，是因为受到球杆的推力
B．白球向红球靠近的过程中，红球相对于白球是静止的
C．红球受到白球撞击后能继续运动，是因为红球具有惯性
D．整个运动过程中，白球在水平方向上始终受到平衡力的作用
【解答】解：
A、白球离开球杆后能继续运动，是因为白球具有惯性，而不是受到球杆的推力，故A错误；
B、白球向红球靠近的过程中，红球相对于白球的位置发生了改变，所以红球是运动的，故B错误；
C、红球受到白球撞击后能继续运动，是因为红球具有惯性，故C正确；
D、整个运动过程中，白球的速度发生了变化，其运动状态发生了改变，因此，白球在水平方向上受到的是非平衡力的作用，故D错误。
故选：C。
17．在匀速运动的列车车厢里有一水平桌面，桌上有一静止小球，小球突然沿图中虚线所示路线由A运动到B，如图，这是列车正在（　　）
A．减速行驶，向南转弯 B．减速行驶，向北转弯
C．加速行驶，向南转弯 D．加速行驶，向北转弯
【解答】解：小球与水平面间的摩擦可以不计，所以小球在水平面内不受力作用，始终与列车一起向前做匀速直线运动，发现小球沿如图中的虚线从A点运动到B点，知列车和桌子的速度慢下来，小球要保持以前的速度继续运行，所以会向前运动。出现如图的曲线，是因为桌子跟着列车向北拐弯，而小球要保持匀速直线运动。故B正确，A、C、D错误。
故选：B。
18．下列给出了几种事例，其中利用惯性的是（　　）
①从树上掉下的苹果；②司机为节省燃油，在汽车进站时，提前关闭油门；③锤头松了，把锤柄的一端在物体上撞击几下；④绕地球做圆周运动的人造卫星；⑤跳远运动员都是跑一段距离才起跳；⑥公共汽车的乘务员，时常提醒乘客扶住车的扶手，待车停稳后再下车。
A．①②③⑤ B．②③⑤⑥ C．②③⑤ D．③④⑤⑥
【解答】解：①从树上掉下的苹果是由于地球的吸引力；
②司机为节省燃油，在汽车进站时，提前关闭油门，汽车由于惯性仍要保持原来的运动状态，顺利进站，利用了惯性，；
③锤头松了，把锤柄的一端在物体上撞击几下撞击时，锤柄停止，锤头由于惯性继续运动而套在锤柄上；
④绕地球做圆周运动的人造卫星，是由于受到地球的吸引力；
⑤跳远运动员助跑一段距离才起跳，是利用惯性这样才能跳得更远一些；
⑥公共汽车的乘务员，时常提醒乘客扶住车的扶手，待车停稳后再下车，是防止惯性带来的危害。
综上分析利用惯性的是②③⑤。
故选：C。
19．如图，在一辆放在水平地面上的表面光滑的小车上，静止放置质量为m1、m2的两个小球（m1＞m2）。当车从静止突然水平向右起动时，则两个小球（　　）
A．一起向左运动，且m2的速度大于m1的速度
B．一起向右运动，且m2的速度大于m1的速度
C．一起向右运动，且m2的速度等于m1的速度
D．对地面仍保持静止
【解答】解：小车与小球原来处于相对静止状态，由于小车表面光滑，表面无摩擦，当小车运动时，小球由于惯性仍保持原来的运动状态不变。即：相对地面静止。
故选：D。
二．填空题（共2小题）
20．今年2月11日，网上传言“这一天地球的引力最小，最容易将扫帚竖立”。于是，大量如图所示的“立扫帚挑战”照片占领了微信朋友圈。其实，扫帚能竖立的原因是它所受的重力与　地面给它的支持力　二力平衡。要进一步通过实验证明传言的错误，你的建议是　过几天，重复上述实验，观察扫帚能否竖起来　。
【解答】解：扫帚能竖立时处于静止状态，此时受到的重力和地面对扫帚的支持力是一对平衡力，大小相等；
要想进一步通过实验证明传言的错误，可以过几天重复上述的实验，观察扫帚能否竖起来。
故答案为：地面给它的支持力；过几天，重复上述实验，观察扫帚能否竖起来。
21．如图是一种流行的指尖陀螺玩具，这种玩具中间为一轴承，两侧各有一飞叶，拨动飞叶后可以在手指上转动，时长可达4～6分钟。这种陀螺的寿命是由轴承中滚珠决定，一般采用陶瓷滚珠，这是利用该材料的　耐磨性强　（选填“耐磨性强”、“密度大”或“导热性好”），同时飞叶一般
采用密度大的金属制作，目的是为了通过增大质量来增大飞叶的　惯性　，从而在停止拨动陀螺后，陀螺依然能够长时间转动。
【解答】解：
①由题知，陀螺的寿命是由轴承中滚珠决定，一般采用陶瓷滚珠，这是利用该材料的耐磨性强的特点；
②因为一切物体都有惯性，惯性大小只跟物体的质量大小有关，质量越大，惯性越大。所以，为了使飞叶在工作时更稳定，可以通过增大质量从而增大惯性。
故答案为：耐磨性强；强惯性。
三．解答题（共1小题）
22．3D打印技术发明到现在仅有几十年的时间，美国《时代》周刊已将十大增长最快的工业”。发展前景比互联网还要大，目前体积最小的打印机只有牛奶盒一般大小，而巨型的打印机甚至有一栋楼房那么高。而传统的油墨和纸张也被尼龙、尼龙玻钎、尼龙碳纤维、尼龙铝粉、Peek材料等材料代替，只要有3D设计图，就能打印所需要的模型，包括玩具，骨骼，甚至枪支。
（1）3D打印机用Peek材料打印出了一个“长城模型”，这个打印过程属于　化学　变化。
（2）工程师去推动打印机但是没有推动，是因为推力　＝　摩擦力（选＞＝＜）。
【解答】解：（1）3D打印机用Peek材料打印出了一个“长城模型”，这个过程有新物质生成，该打印过程属于化学变化。
（2）打印机没有被推动，是静止的，处于平衡状态，受到的摩擦力和推力是一对平衡力，二力大小相等。
故答案为：（1）化学；（2）＝。专题16 运动和力(二)
【思维导图】
【知识点回顾】
一、二力平衡
一个物体在两个力的作用下，如果保持________状态或________运动状态，就说这两个力是________的。
作用在一个物体上的两个力，如果________、________，并且在________上，则这两个力就彼此平衡。
应用二力平衡条件解释有关问题时，首先要确定物体是否平衡且受到两个力，其次再利用二力平衡条件，根据已知的一个力的三要素去推知另一个力的三要素。
考点4　根据物体的受力情况，解释物体运动状态变化的原因　
1．当物体处于平衡状态时，可依据________，用已知的力去推断未知力的大小和方向。也可以根据两个力是平衡力推断出物体一定处于平衡状态，保持原来运动状态________。
2．当物体运动状态改变时，物体一定受到________作用，反之当物体受到非平衡力作用时，运动状态一定发生________。
二、牛顿第一定律
1．一切物体在没有受到外力作用时，总________或________。
2．牛顿第一定律揭示了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。
3．牛顿第一定律是在大量经验事实基础上，通过推理概括出来的。我们周围的物体，都受到这个力或那个力的作用，因此不可能用实验来直接证明这一定律。
1．物体保持运动状态不变的特性叫做惯性。惯性是物体的一种属性，与物体是否运动、运动速度的大小、是否受力、受力的大小均无关。惯性的大小取决于________。
2．一切物体都具有惯性。
在应用惯性解释有关常见现象时，不能说物体受到惯性的作用，因为惯性是物体的属性，应该说物体由于惯性。
【例题精析】
例1．（2021 杭州）小金在进行百米赛跑时经历了加速、减速等阶段，最终冲过终点线。以下关于惯性的说法正确的是（　　）
A．小金加速跑时的惯性比减速跑时大
B．小金冲过终点线，停下来时没有惯性
C．小金整个跑步过程惯性大小不变
D．小金在加速、减速等运动状态改变时才有惯性
例2．（2020 杭州）惯性是物体的一种性质，下列说法正确的是（　　）
A．物体运动状态改变时才有惯性
B．物体速度越大惯性也越大
C．静止或匀速运动的物体没有惯性
D．物体受力或不受力时都具有惯性
例3．（2021 嘉兴）用如图装置研究二力平衡时，在轻质塑料片两端的细绳上挂等重的钩码，手放开塑料片后，可观察到塑料片将（　　）
A．向左下运动 B．向右上运动
C．仍静止不动 D．转过一定角度
例4．（2020 宁波）健身者在没有其它辅助的情况下，下列姿势不可能在水平地面上保持的是（　　）
A． B． C． D．
例5．（2019 嘉兴）研究二力平衡的条件时，小明用剪刀将图中静止的薄塑料片从中间剪断，他要研究的是这两个力是否（　　）
A．作用在同一直线上 B．方向相反
C．作用在同一物体上 D．大小相等
例6．（2015 义乌市）小明游玩了意大利比萨斜塔后，买了一个模型，当模型塔静止在水平桌面上时（如图），小明对模型塔的分析不正确的是（　　）
A．倾斜的塔不受桌面对它的摩擦力
B．以跑动的小狗为参照物塔是运动的
C．塔受到桌面对它的支持力竖直向上
D．塔对桌面的压力和桌面对塔的支持力是一对平衡力
例7．（2017 温州）头盔、赛车服、头颈支持系统是赛车手极其重要的防护装备（如图），分别保护赛车手身体的不同部位。
（1）专业赛车服由导热性能极弱的材料制成，可以在高温时对赛车手起保护作用，导热性属于物质的　 　（选填“物理性质”或“化学性质”）。
（2）比赛过程中若发生意外撞击，在安全带的保护下，车手的身体能被固定在座椅上，佩戴头颈支持系统可以避免头部由于　 　向前摆动，从而起到保护作用。
例8．（2020 台州）为研究作用在物体上的两个力满足什么条件时，才能使物体处于平衡状态，进行如下实验。
（1）选用轻薄塑料片作为图甲实验研究对象的原因是　 　。
（2）将图甲中静止的研究对象转到虚线位置，松手后发现研究对象发生转动。据此可以得出结论：作用在物体上的两个力需要满足的条件是　 　，物体才处于静止状态。
（3）如图乙，若启动电动机继续进行研究：当弹簧测力计示数与物体重力大小相等时，观察物体的运动状态；当弹簧测力计示数与物体重力大小不相等时，再观察物体的运动状态。继续这项研究的目的是　 　。
例9．（2017 舟山）在生活中人们常会有一些模糊或错误的认识，其实只要应用科学知识进行分析，就能作出合理解释。
（1）人们经常认为，汽车的速度越大惯性越大，所以要限速，但是高速公路限速牌上却显示，大型车辆最高限速比小型车辆低，原因是汽车的　 　越大惯性越大。
（2）在今年第四次成品油调价中，汽油价格下调250元/吨，柴油价格下调235元/
吨。但细心的小明发现，加油站的汽油价格下调0.18元/升，柴油价格下调0.20元/升，每升柴油价格反而比汽油下调得多，其原因是　 　。
（3）现在高速公路上不仅有即时测速，还有区间测速，即在某一路段上设置两个监控点，根据车辆通过前后两个监控点的时间来测算车辆有无超速。在如图所示限速要求的高速公路上，第一个监控点测得某辆小车于8：10以115千米/时的速度通过，相距30千米的第二个监控点于8：22测得该小车以118千米/时的速度通过。请通过计算判断该小车行驶途中是否超速。
【习题巩固】
一．选择题（共19小题）
1．疫情期间，无人机快递业务激增（如图），下列无人机运动过程中，其下端所运载的货物受到拉力和货物重力不是一对平衡力的是（　　）
A．静止准备 B．匀速上升飞行
C．匀速水平飞行 D．减速降落飞行
2．我国大型隐身无人攻击机“利剑”的首飞成功，使我国成为世界上第三个拥有大型隐身无人攻击机的国家。下列有关“利剑”说法正确的是（　　）
A．飞机在加速上升过程中，一定受到非平衡力的作用
B．飞机在加速上升过程中，以大地为参照物飞机是静止的
C．飞机在地面静止时，飞机对地面的压力与地面对飞机的支持力是一对平衡力
D．飞机能够隐身的原因是无法反射光线
3．一本书静放在水平桌面上，下列各对力中，属于一对平衡力的是（　　）
A．书受到的重力和书对桌面的压力
B．书受到的重力和桌子对书的弹力
C．桌子受到的重力和桌子对地面的压力
D．书对桌面的压力和地面对桌子的支持力
4．小科在厨房帮忙时发现用刀切土豆的过程中当切入深度较浅时，拿起来竖直放置，土豆会掉下来。当切入深度较深时，拿起来竖直放置土豆不会掉下来（如图）。下列关于该现象分析正确的是（　　）
A．深度较浅时土豆掉下来是因为土豆受到摩擦力小于受到重力
B．深度较深时土豆没有掉下来是因为土豆受到摩擦力大于受到重力
C．深度增大时土豆和刀片的接触面积增大，它们之间的摩擦力增大
D．深度在增大时土豆两边对刀片的压力增大，压力与重力二力平衡
5．北京时间2019年3月21日，在日本埼玉举行的2019年花样滑冰世界锦标赛双人滑比赛中，中国选手隋文静/韩聪以234.84分的总成绩获得冠军。如图是他们比赛的图片。请判断下列的几对力，哪一对是平衡力（　　）
A．隋文静对韩聪的压力与韩聪对隋文静的支持力
B．隋文静的重力与韩聪对隋文静的支持力
C．韩聪的重力与韩聪对隋文静的支持力
D．韩聪的重力与隋文静对地球的吸引力
6．在水平桌面上放着AB两个相同的木块，AB两个木块用绳子相连，在力F1和F2作用下匀速向左运动，已知F1＝9N，F2＝3N，则绳子对B的拉力大小为（　　）
A．3N B．6N C．9N D．12N
7．如图是小科表演的空手“吸”易拉罐魔术。当易拉罐保持静止时，下列分析正确的是（　　）
A．手对易拉罐有向下的压力
B．手对易拉罐的摩擦力大于易拉罐重
C．易拉罐的重力和大气对易拉罐的压力是一对平衡力
D．易拉罐的重力和易拉罐对手的压力是一对相互作用力
8．体育课有爬绳和爬杆两种运动，某同学先后以相同的姿势顺着绳和杆匀速上爬，以下说法正确的是（　　）
A．爬绳时受到的摩擦力较大，因为绳子粗糙
B．爬杆时受到的摩擦力较大，因为爬杆时握杆的力要大些
C．若爬绳和爬杆的速度不一样，则速度大的摩擦力大
D．爬绳和爬杆受到的摩擦力一样大
9．如图是意大利居民在疫情期间专门提供给那些流浪汉索取的篮子，这些篮子里边有一些食物。当篮子装着食物正在被匀速下降时，下列说法分析正确的是（　　）
A．食物受到的重力和绳子对篮子的拉力是平衡力
B．此时篮子和食物都受到平衡力的作用
C．食物的重力和它对篮子的压力是一对平衡力
D．食物受到的重力大于篮子对它的支持力
10．你所答的这张物理试卷放在水平桌面上静止时。下列属于平衡力的是（　　）
A．试卷对桌面的压力和桌面对试卷的支持力
B．试卷受到的重力和桌面对试卷的支持力
C．试卷对桌面的压力和试卷受到的重力
D．桌面对试卷的静摩擦力和试卷受到的重力
11．如图是杂技表演独轮车在某一时刻停止在地面的情景，下列分析正确的是（　　）
A．人受到的重力与独轮车对人的支持力是一对平衡力
B．人受到的重力与人对独轮车的压力是一对平衡力
C．人受到的重力与人对独轮车的压力是一对相互作用力
D．人对独轮车的压力与独轮车对人的支持力是一对平衡力
12．如图所示，在一根结实的细绳的一端栓一个小球，绳子的一端固定在悬挂点O上，做成一个单摆。拉动小球到B处，放手后使它摆动起来，则小球在摆动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球运动到最低处A时，细绳对它拉力与它受到重力平衡
B．小球运动到最高处B时，细绳对它拉力与它受到重力平衡
C．小球运动到最高处C时，细绳对它拉力与它受到重力平衡
D．在摆动过程的任一位置，小球受到的力都不平衡
13．如图所示，两个完全相同的条形磁铁A和B，质量均为m，将它们竖直放在水平地面上，用弹簧秤通过一根细线竖直向上拉磁铁A，若弹簧秤读数为mg，则B对A的支持力F1以及水平地面对B的支持力F2分别为（　　）
A．F1＝0，F2＝mg B．F1＝mg，F2＝0 C．F1＞0，F2＜mg D．F1＞0，F2＝mg
14．如图（a）所示，木块与小车一起向右做匀速直线运动，某时刻观察到如图2（b）所示的现象，由此可判断（　　）
A．小车突然加速运动
B．小车突然减速运动
C．小车保持匀速运动
D．小车可能做加速、也可能做减速运动
15．汽车追尾时，很容易造成后车前段变形，造成后车前端变形的力是（　　）
A．后车撞击前车的力
B．后车所受的重力
C．前车撞击后车的力
D．以上三个力共同作用的结果
16．2019赛季斯诺克中国公开赛于4月1至7日在北京举行。在比赛中，球杆击打白球，白球离开球杆后继续滚动并撞击红球，白球缓慢静止而红球向前滚动。下列有关球的受力情况及运动状态的描述中，正确的一项是（　　）
A．白球离开球杆后能继续运动，是因为受到球杆的推力
B．白球向红球靠近的过程中，红球相对于白球是静止的
C．红球受到白球撞击后能继续运动，是因为红球具有惯性
D．整个运动过程中，白球在水平方向上始终受到平衡力的作用
17．在匀速运动的列车车厢里有一水平桌面，桌上有一静止小球，小球突然沿图中虚线所示路线由A运动到B，如图，这是列车正在（　　）
A．减速行驶，向南转弯 B．减速行驶，向北转弯
C．加速行驶，向南转弯 D．加速行驶，向北转弯
18．下列给出了几种事例，其中利用惯性的是（　　）
①从树上掉下的苹果；②司机为节省燃油，在汽车进站时，提前关闭油门；③锤头松了，把锤柄的一端在物体上撞击几下；④绕地球做圆周运动的人造卫星；⑤跳远运动员都是跑一段距离才起跳；⑥公共汽车的乘务员，时常提醒乘客扶住车的扶手，待车停稳后再下车。
A．①②③⑤ B．②③⑤⑥ C．②③⑤ D．③④⑤⑥
19．如图，在一辆放在水平地面上的表面光滑的小车上，静止放置质量为m1、m2的两个小球（m1＞m2）。当车从静止突然水平向右起动时，则两个小球（　　）
A．一起向左运动，且m2的速度大于m1的速度
B．一起向右运动，且m2的速度大于m1的速度
C．一起向右运动，且m2的速度等于m1的速度
D．对地面仍保持静止
二．填空题（共2小题）
20．今年2月11日，网上传言“这一天地球的引力最小，最容易将扫帚竖立”。于是，大量如图所示的“立扫帚挑战”照片占领了微信朋友圈。其实，扫帚能竖立的原因是它所受的重力与　 　二力平衡。要进一步通过实验证明传言的错误，你的建议是　 　。
21．如图是一种流行的指尖陀螺玩具，这种玩具中间为一轴承，两侧各有一飞叶，拨动飞叶后可以在手指上转动，时长可达4～6分钟。这种陀螺的寿命是由轴承中滚珠决定，一般采用陶瓷滚珠，这是利用该材料的　 　（选填“耐磨性强”、“密度大”或“导热性好”），同时飞叶一般采用密度大的金属制作，目的是为了通过增大质量来增大飞叶的　 　，从而在停止拨动陀螺后，陀螺依然能够长时间转动。
三．解答题（共1小题）
22．3D打印技术发明到现在仅有几十年的时间，美国《时代》周刊已将十大增长最快的工业”。发展前景比互联网还要大，目前体积最小的打印机只有牛奶盒一般大小，而巨型的打印机甚至有一栋楼房那么高。而传统的油墨和纸张也被尼龙、尼龙玻钎、尼龙碳纤维、尼龙铝粉、Peek材料等材料代替，只要有3D设计图，就能打印所需要的模型，包括玩具，骨骼，甚至枪支。
（1）3D打印机用Peek材料打印出了一个“长城模型”，这个打印过程属于　 　变化。
（2）工程师去推动打印机但是没有推动，是因为推力　 　摩擦力（选＞＝＜）。

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