26讲 平衡状态、平衡力与相互作用力、二力平衡条件、力的合成与应用（学生版） 2023年初中物理自主招生讲义68讲

第1 页/ 共20 页 初中物理自主招生讲义26 平衡状态、平衡力与相互作用力、二力平衡条件、力的合成与应用 一．牛顿第一定律的概念（共4 小题） 1．在一个很长的光滑平板车上，有两个物体m1 和m2（已知m2＞m1），如图所示。它们 随着车一道做匀速直线运动，若车受到阻力而停止运动，则下列哪种情形可能发生（ ） ．m1和m2间距离缩小 B．m1和m2间距离增大 ．m1和m2间距离不变 D．条件不足，无法判断 2．如图所示，一个小球系在细线上在竖直平面内绕点运动（不计空气阻力）．小球运动的 最低点是点，最高点是b 点，则在突然剪断细线后，小球在落地前的运动轨迹是 （ ） ．若在点剪断细线，轨迹是竖直向下的直线；在b 点剪断细线后，轨迹是竖直向下的直 线 B．若在点剪断细线，轨迹是竖直向下的直线；在b 点剪断细线后，轨迹是曲线 ．若在点剪断细线，轨迹是曲线；在b 点剪断细线后，轨迹是竖直向下的直线 D．若在点剪断细线，轨迹是曲线；在b 点剪断细线后，轨迹是曲线 3．如图所示，在一辆表面光滑的小车上，放有质量分别为m1、m2的两个小球，随车一起 做匀速直线运动。当车突然停止运动，则两小球（设车无限长，其他阻力不计） （ ） 第1 页/ 共20 页 ．一定相碰 B．一定不相碰 ．若m1＜m2，则肯定相碰 D．无法确定是否相碰 4．一个物体在两个力的作用下，处于匀速直线运动状态，若其中的一个力突然消失时，则 物体（ ） ．将立即停止运动 B．仍做匀速直线运动 ．运动方向一定改变 D．运动状态一定改变 二．探究阻力对物体运动的影响（共3 小题） 5．设球形物体在空气中下落时受空气的阻力f＝6πηRv（式中R 为球的半径，η 为空气的 粘滞系数，v 为球的速度），当质量分布均匀的球从高空由静止开始下落时速度会越来 越大，最终达到一个最大值，则（ ） ．大、小木球的最大速度一样大 B．大木球的最大速度比小木球最大速度大 ．大木球的最大速度比小木球最大速度小 D．半径相同的球的最大速度都一样大 6．如图，在水平桌面上铺粗糙程度不同的物体，让小车自斜面顶端同一高度、从静止开始 滑下。小车在不同表面运动的距离见下表。通过探究，我们可以反驳如下说法中的哪一 条（ ） 表面情况 棉布 木板 玻璃 小车运动的距离/m 027 042 079 ．小车所受阻力越小，小车速度减小得越慢 B．小车受到力就运动，小车不受力就不运动 ．若平面绝对光滑，小车的速度将保持不变，永远运动下去 D．运动物体不受力，将保持匀速直线运动 7．在研究牛顿第一定律的实验中，如图所示，用同一小车从同样的斜面同一高度滑下，接 着在材料不同的平面上继续运动，分别停在如图所示的位置。 （1）为什么要使小车从斜面的同一高度滑下？答： ； （2）小车在不同的平面上运动的距离不等，可直接得到结论： ； 第1 页/ 共20 页 （3）从这个实验可推理概括出什么结论？ 。 三．惯性与惯性现象（共11 小题） 8 ．为了保证飞机在起降过程中的安全，飞机起飞和降落时下列操作中正确的是（ ） ．起飞时前轮先离开地面，降落时前轮先接触地面 B．起飞时前轮先离开地面，降落时后轮先接触地面 ．起飞时前轮先离开地面，降落时前、后轮同时接触地面 D．起飞时前、后轮同时离开地面，降落时前、后轮同时接触地面 9 ．人站在行驶的车箱中，突然身体向左前方倾倒，这说明车在突然（ ） ．加速 B．减慢 ．左转弯 D．右转弯 10 ．关于物体的惯性，下列说法正确的是（ ） ．物体只有运动时才具有惯性 B．物体只有静止时才具有惯性 ．物体只有受力作用时才具有惯性 D．惯性是物体的一种属性 11．火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到 车上原处，这是因为（ ） ．人跳起后，厢内空气给他向前的力，带着他随同火车一起向前运动 B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动 ．人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很短，偏 后距离太小，不明显而已 D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和车始终具有相同的速度 12 ．下列现象与惯性无关的是（ ） ．跳远运动员助跑一段距离才起跳 B．举重运动员把杠铃举在空中不动 第1 页/ 共20 页 ．百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来 D．踢出去的足球继续向前飞行 13．一杯水放在列车内的水平桌面上，如果水面突然发生了如图所示的变化，则列车的运 动状态可能发生的变化是（ ） （1）列车突然向右启动； （2）列车突然向左启动； （3）列车向右运动时突然刹车； （4）列车向左运动时突然刹车。 ．（1）或（2） B．（1）或（3） ．（2）或（3） D．（2）或（4） （多选）14．如图所示，甲、乙两车都沿斜面向上运动，两车内都用细线悬挂一小球，当 小球都与小车相对静止时，甲车内悬线正好在竖直方向上，乙车内悬线与斜面垂直，则 （ ） ．甲车做的是匀速运动 B．甲车做的是加速运动 ．乙车做的是匀速运动 D．乙车做的是减速运动 15．竖直向上抛出一个小石子，石子离开手后仍继续向上运动的原因是 ；石子在上 升过程中，速度越来越小，其原因是 。石子到了最高点时，假设它所受的力全部 消失，则石子会 “ ” “ ” （填静止或匀速直线运动）。 16．如图，两根完全相同的棉线B 和D，端固定在天花板上，B 端悬挂一质量较大的金属 球，现突然用力向下一拽D 端，则先断的棉线为 。 17．以下活动中，利用惯性的有 ，防止惯性的有 。（填写序号） ①用力拍打，掸去身上的灰尘；②跳远前，先助跑一定的距离；③驾驶员行车时，要 第1 页/ 共20 页 系安全带；④雨雪天气，慢速行驶；⑤标枪离开手后，飞向远处；⑥鸭子抖动身体， 水珠四溅。 18．为什么交通管理部门要对汽车行驶速度进行限制？ 四．平衡状态的判断（共3 小题） 【知识点的认识】 物体处于静止或匀速直线运动的状态叫平衡状态，物体受到的合力为零时处于平衡状态． 如挂着的电灯、放在桌面上的书、在平直公路上做匀直线运动的汽车、在空中匀速直线下 降的降落伞都处于平衡状态． 【命题方向】 物体是否处于平衡状态，与牛顿第一定律的联系，是命题的知识点． 例1 ：竖直向上抛出一小球，小球到达最高点时处于 “ ” “ 状态（选填平衡或非平 ” 衡），你判断的依据是 ．（忽略空气阻力） 例2 ：下列运动过程中，处于平衡状态的物体是（ ） ．在空中自由下落的苹果 B．竖直向上抛出的石子 ．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 19．已知、B 两物体重力相等，用相同的细绳、b 把它们按如图所示方式悬挂，用力猛拉B 物体和慢慢拉B 物体时，细绳、b 的断开情况是（ ） ．都是先断 B．都是b 先断 ．用力猛拉先断，慢慢拉b 先断 D．用力猛拉b 先断，慢慢拉先断 20．如图，两木块和B 被水平力F 通过挡板压在竖直墙上，处于静止状态，则（ ） 第1 页/ 共20 页 ．物体对B 没有静摩擦力 B．物体对B 的静摩擦力方向竖直向下 ．物体对B 的静摩擦力与B 对的静摩擦力是一对平衡力 D．条件不足，无法判断 21．用等长的两根轻质细线把两个质量相等的小球（看做有质量但大小不计的点）悬挂起 来，如下左图所示。现对小球b 施加一个水平向左的恒力F，同时对小球施加一个水平 向右的恒力3F ，最后达到平衡状态，表示平衡状态的图是右图中的（ ） ． B． ． D． 五．平衡力与相互作用力的辨别（共5 小题） 【知识点的认识】两个力同时作用在同一物体同一直线上，如果物体保持静止或匀速直线 运动状态，则这两个力对物体运动状态的作用效果相互抵消（合力为0），我们就说这两 个力平衡．两个力作用在物体上，如果物体不能保持静止或匀速直线运动状态，则这两个 力的作用效果不可相互抵消（合力不为0），我们就说这两个不力平衡，也叫非平衡力． 【命题方向】 判断两个力是否为平衡力，平衡状态的物体有哪些平衡力都是中考的命题方向． 例1：如图所示，人抓住牵牛绳沿水平方向拉牛，但没有拉动．其中说法正确的是 （ ） ．绳拉牛的力小于牛拉绳的力 B．绳拉牛的力小于地面对牛的摩擦力 ．绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力 第1 页/ 共20 页 D．绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力 例2：踢出去的足球在水平草地上滚动，在以下列举的各对力中，属于一对平衡力的是（ ） ．球对草地的压力和草地对球的支持力 B．球所受的重力和球所受的摩擦力 ．球所受的重力和球对草地的压力 D．球所受的重力和草地对球的支持力 【命题方向】 判断两个力是否为一对平衡力，还是相互作用力是命题方向，因为学生往往区别不开． 例1 ：有一茶杯静止在水平桌面上．下列说法正确的是（ ） ．茶杯受到的重力和茶杯对桌面的压力是一对相互作用力 B．茶杯受到的重力和桌面对茶杯的支持力是一对平衡力 ．茶杯受到的重力和茶杯对桌面的压力是一对平衡力 D．茶杯受到的重力与桌面对茶杯的支持力是一对相互作用力 例2 ：杯子静止在书桌上，桌面对杯子有支持力，与支持力平衡的力是 ，与支持力 是相互作用力的是 ． 22．电动平衡车是现代人用来作为代步工具、休闲娱乐的一种新型的绿色环保产物。如图 所示，当人驾驶平衡车在水平路面上做匀速直线运动时，下列说法正确的是（ ） ．平衡车处于非平衡状态 B．人对平衡车的压力和地面对平衡车的支持力是一对相互作用力 ．平衡车所受的重力与地面对平衡车的支持力是一对平衡力 D．人所受的重力与平衡车对人的支持力是一对平衡力 第1 页/ 共20 页 23 ．如图所示，平板车置于水平地面上，下列说法正确的是（ ） ．人站在平板车上保持静止时，人所受的重力和地面对平板车的支持力是一对平衡力 B．人站在平板车上保持静止时，平板车对人的支持力与平板车对地的压力是一对作用 力和反作用力 ．人竖直向上加速起跳阶段，人所受的重力与人对平板车的压力大小相等 D．人竖直向上加速起跳阶段，平板车对人的支持力与人对平板车的压力大小相等 24 “ ” ．对于静止在水平轨道上的复兴号列车，下列分析中正确的是（ ） ．列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力 B．列车所受重力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力 ．列车所受重力和列车对铁轨的压力是一对相互作用力 D．列车所受重力和铁轨对列车的支持力是一对相互作用力 25．如图所示，水平地面上静止叠放着、B 两物体，物体上表面受到一竖直向下的压力 F ，下列说法正确的是（ ） ．物体受到的支持力与B 物体受到的压力是一对相互作用力 B．物体受到的重力与物体受到的支持力是一对平衡力 ．B 物体受到的支持力大小等于物体和物体B 的总重力 D．B 物体受到对它的压力大小与F 的大小相同 26 ．汽车在牵引力的作用下沿平直公路做匀速直线运动，下列判断正确的是（ ） ．汽车的重力和汽车对地面的压力是一对平衡力 B．汽车受到的牵引力和摩擦力是一对相互作用力 ．汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力是一对相互作用力 D．如果汽车所受外力突然完全消失，则汽车慢慢停下来 六．二力平衡条件的应用（共12 小题） 第1 页/ 共20 页 【知识点的认识】 二力平衡的条件是：作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且作用在 同一直线上，这两个力就彼此平衡，对于二力平衡条件，我们必须注意以下四个要点，且 这四个要点缺一不可．二力平衡是初中物理的重点、难点内容之一，在中考试卷中出现的 几率较大，很多同学难以正确掌握二力平衡条件，出现了许多模糊甚至是错误的认识，静 止的物体只受两个力作用时，这两个力一定是平衡力；匀速直线运动的物体，如果只受两 个力作用，那么这两个力也一定是平衡力． 【命题方向】 主要命题有以下几个方面：（1）根据物体的状态，判断物体所受的力是否为平衡力． 例：跳伞运动员在空中张开降落伞后，跳伞运动员匀速下降，这是因为跳伞运动员 （ ） ．没有受到力的作用 B ．受到的重力小于阻力 ．受到的重力等于阻力 D．受到的重力大于阻力 （2）已知两个力为平衡力，根据一个力的大小和方向来确定另一个力的大小和方向． 例：某人沿水平方向用20 的力推着一辆车匀速向西运动，车受到的阻力大小是 ，方 向是 ． 例：在抗震救灾中，我空降部队从高空跳伞，当伞兵受到的合力为零时，他将（ ） ．加速下降 B ．匀速下降 ．减速下降 D．加速上升 27．我国北方常遭遇严重的沙尘暴天气。所谓沙尘暴可简化为如下情景：快速向上刮起的 大风将大量沙尘颗粒扬起后悬浮在空中（不动），这时风对沙尘的作用力与沙尘的重力 平衡，其作用力大小可近似表达为f＝ ，其中ρ 为空气密度，S 为沙尘颗粒的 横截面积，v 为风速。如果沙粒的密度ρ 沙＝3×103kg/m3，沙粒半径r＝25×10 4 ﹣m，地面 的空气密度ρ0 为125kg/m3 ，那么要形成沙尘暴现象，地面的风速至少为（ ）（沙 粒可近似看成球体，且体积V＝ πr3，g＝98m/s2） ．4m/s B．5m/s ．6m/s D．7m/s 28 ．如图用力水平向左推桌子，没有推动，下述说法正确的是（ ） 第1 页/ 共20 页 ．没有推动的原因是人对桌子的推力小于桌子受到的摩擦力 B．人对桌子的推力小于桌子对人的推力 ．桌子对地面的压力就是桌子的重力 D．人对桌子的推力与桌子受到的摩擦力是一对平衡力 29．如图所示，有一重力不计的方形容器，被水平力F 压在竖直的墙面上处于静止状态， 现缓慢地向容器内注水，直到将容器刚好盛满为止，在此过程中容器始终保持静止，则 下列说法中正确的是（ ） ．容器受到的摩擦力不变 B．容器受到的摩擦力逐渐增大 ．水平力F 一定不变 D．水平力F 必须逐渐增大 30．如图是一只猴子在竹竿上玩耍的情景，猴子双手握住竖直竹竿匀速下滑时（不计空气 阻力），它所受的摩擦力为F ，下列说法正确的是（ ） ．摩擦力F 向下，F＝mg B．摩擦力F 向上，F＜mg ．摩擦力F 向上，F＝mg D．摩擦力F 向下，F＞mg 31．如图所示，木块的质量为m1，一端与水平细绳相连，细绳的另一端挂着质量为m2 （m2＜m1）的钩码B，木块恰好在桌面上匀速运动。若在上再加一个质量为m 的砝 码，同时在B 下再挂上一个质量为m 的钩码，木块的速度将（ ） 第1 页/ 共20 页 ．不变 B．变快 ．变慢 D．由m1、m2、m 的大小关系而决定 32．如图所示，在两个大小相等的力F1 和F2 的作用下，质量为m 的木块可在两长板之间 以v 的速度匀速向下滑落，如果保持两力F1和F2的大小方向不变，能使木块m 以3v 的 速度匀速向上滑动，那么木块向上的推力应是（ ） ．F1+F2 B．mg ．2mg D．3mg 33．假设雨点下落过程中受到空气的阻力与雨点（可看成球形）的横截面积S 成正比，与 下落速度v 的平方成正比，即f 阻＝kSv2，其中k 为比例常数。已知球的体积公式：V＝ πr3（r 为半径），每个雨点的密度相同，且最终都做匀速运动。如果两个雨滴的半径 之比为1：2 则这两个雨点的落地速度之比为（ ） ．1：2 B．1： ．1：4 D．1：8 34．吊在室内天花板的电风扇重G，静止时固定杆对它的拉力为F1，当风扇叶片水平转动 起来后，杆对它的拉力为F2 ，则（ ） ．F1＝G、F2＝F1 B．F2＝G、F2＜F1 ．F1＝G、F2＞F1 D．F1＝G、F2＜F1 35．如图所示，用两块位于竖直平面内的平行正对的木板、B 夹住木块，使木块处于静止 状态。木块的重力为G，木板、B 对木块的压力分别为F1、F2，木板、B 对木块的摩擦 力均为f ．则F1、F2是一对 ，且f＝ 。 第1 页/ 共20 页 36．一木块在15 的水平拉力作用下刚好能以2m/s 的速度在水平面上做匀速直线运动，若 要让它以4m/s 的速度在同一水平面上做匀速直线运动，所需的拉力为 。 37 “ ” ．在探究二力平衡条件的实验中： （1）实验装置如图甲所示，用小车进行实验时，在左右两盘同时放入相等质量的砝 码，此时木块保持静止，说明一对平衡力的 ； （2）小明用木块代替小车，放在桌面上进行实验，他发现左右两盘同时放入不等质量 的砝码时，木块仍保持静止状态，产生这一现象的原因是 ； （3）如果将小车换成轻质弹簧测力计，如图乙所示，在左右两盘各放入重4 的砝码， 则弹簧测力计的示数为 。 38 “ ” ．某同学用如图所示的实验装置来验证力的平行四边形定则。弹簧测力计挂于固定点 P，下端用细线挂一重物M．弹簧测力计B 的一端用细线系于点，手持另一端向左拉， 使结点静止在某位置。分别读出弹簧测力计和B 的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记 录点的位置和拉线的方向。 （1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为，图中的示数为 。 （2）下列不必要的实验要求是 。（请填写选项前对应的字母） ．应测量重物M 所受的重力 B．弹簧测力计应在使用前校零 ．拉线方向应与木板平面平行 D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使点静止在同一位置 第1 页/ 共20 页 七．探究二力平衡的条件（共1 小题） 39 “ ” ．在探究二力平衡的条件活动中。 （1）如果物体只受到两个力的作用，且处于 状态，说明这两个力是相互平衡 的。由此，小明提出，能否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件？ （2）小华认为，若采用小明的方，必须测出物体所受的 和 的大小来进行 比较。研究发现，在小明的方中，只能根据相互作用的关系直接测出 的大小，在 未知二力平衡条件的前提下，另一个力无法直接测量，所以这一方无法实施下去。 （3）为此，两位同学不断改进并先后设计了三个实验方，如图乙所示，请你判断出他 们改进的先后顺序： （用字母表示），这样的改进是为了减小 对实验的影 响。 （4）如图丙，是最终确认的实验方。此方中，由于 ，故卡片的