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第8.1讲 牛顿第一定律和二力平衡【教材为纲·探题源】-2024年中考物理一轮复习讲义
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知识点1：牛顿第一定律
牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。这就是著名的牛顿第一定律（Newtnfirst law）。牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理而概括出来的。
惯性：从牛顿第一定律可以知道，如果物体不受力的作用，原来静止的物体将一直保持静止状态；原来运动的物体将保持匀速直线运动。一切物体都有保持原有静止状态或匀速直线运动状态不变的性质，我们把这种性质叫做惯性（inertia）。
【典例探究1】关于物体的惯性，以下说法中正确的是（ ）
A．静止的物体才具有惯性 B．质量大的物体才具有惯性
C．运动的物体才具有惯性 D．惯性是物体的属性，与物体的运动状态无关
【解题思路】惯性不是力，大小看质量
惯性不是力，不能说受到惯性，也不能说惯性力，可以说具有惯性；惯性只和物体质量有关，质量越大，惯性越大；质量越小，惯性越小。
【答案】D
【解题大招】惯性只与质量有关，是物体的固有属性，与其他因素没有任何关系。故答案为D。
【典例探究2】如图，物体A和弹簧放在光滑的水平面上。用手将A弹出，A向左运动。当弹簧右端被A压至B处时，A速度为零。A向左的运动是（ ）
A．先匀速后减速 B．先加速后减速 C．先加速后匀速 D．一直减速
【解题思路】同加异减
当物体所受合力方向与物体运动方向相同时，物体做加速运动。当物体所受合力方向与物体运动方向相反时，物体做减速运动。
【答案】A
【解题大招】水平面光滑，物体A不受摩擦力，当物体A向左运动未接触弹簧时，做匀速直线运动；当物体A与弹簧接触后，受到的合力向右，此时合力方向与运动方向相反，则速度将减小，故答案为A。
【典例探究3】小丽在玩荡秋千，若当她运动到最高点她所受的力全部消失，那么她将（ ）
A．做匀速圆周运动 B．做匀速圆周运动 C．继续来回摆动 D．保持静止状态
【解题思路】调头静止，转弯匀直
当遇到物体运动过程中假设在某一位置所有外力都消失，判断物体的运动状态的问题时，可以使用本大招。“调头静止”，物体速度方向发生反转的位置，若外力全部消失，物体将保持静止；“转弯匀直”，物体运动过程中，速度方向不反转的位置外力全部消失，物体将继续做匀速直线运动。
【答案】D
【解题大招】荡秋千在最高点位置速度方向发生反转。根据大招“调头静止，转弯匀直”可知，在速度方向发生反转的位置所有外力消失，物体将会保持静止。故答案为D。
【归纳总结】1．解答有关惯性现象问题的一般思路
（1）明确研究对象；（2）明确研究对象原来处在什么运动状态；（3）指明某物体或物体的某一部分因受力而改变运动状态；（4）指明另一物体或物体的另一部分由于惯性而保持原来的运动状态；（5）得出结论。
2．对惯性的理解
注意：惯性是一种性质，不是力，因此不能表示为“受到惯性作用”。
3．惯性大小口诀：物体有惯性，惯性物属性，大小看质量，不论动与静。
知识点2：二力平衡
平衡状态：物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡（equilibrium），物体处于平衡状态。
二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。简记：等大、反向、共线、同体。
【典例探究1】汽车在平直公路上匀速直线行驶时，下列属于一对平衡力的是（ ）
A．汽车受到的牵引力和阻力 B．汽车受到的支持力和地面受到的压力
C．汽车受到的牵引力和重力 D．汽车受到的牵引力和地面受到的压力
【解题思路】解题口诀技巧“同物反向等大共线”。
二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。巧记口诀：同物反向等大共线。
【答案】A
【解题大招】A ．中汽车受到的牵引力和阻力满足“同物反向等大共线”，即正确；
B．中最容易判断不满足“同物”，即错误；
C． 中最容易判断不满足“反向”，即错误；
D．中最容易判断不满足“同物”，即错误。
故答案为A。
【典例探究2】将一本物理书放在水平桌面上静止时，下列选项中的两个力相互平衡的是（ ）
A．书的重力与书对桌面的压力 B．书的重力与桌面对书的支持力
C．书对桌面的压力与桌面对书的支持力 D．书对桌面的压力与课桌的重力
【解题思路】1．区分平衡力与相互作用力
2．平衡力与相互作用力常用解题技巧
（1）平衡力八字方针：等大、反向、共线、同体。
（2）相互作用力十字方针：等大、反向、共线、异体、同时。
经典互换公式：A对B，B对A。
（3）区分平衡力与相互作用力口诀：平则同，互则换。
理解：平衡力的受力物体只有一个，相互作用力的受力物体有两个，且施力物体和受力物体要互换。
（4）不受外力的两个叠放物体：上2下3，上面的物体受2个力（重力和支持力）平衡，下面的物体受3个力（重力、压力和支持力）平衡。
【答案】B
【解析】 书的重力与书对桌面的压力的方向相同，没有作用在同一个物体上，不是一对平衡力，A 错误；书的重力与桌面对书的支持力作用在同一物体上，在一条直线上，大小相等，方向相反，是一对平衡力，B 正确；书对桌面的压力与桌面对书的支持力，没有作用在同一个物体上，不是一对平衡力，C错误；书对桌面的压力与课桌的重力，力的方向相同，不是一对平衡力，D错误。故选B。
【典例探究3】小明操控遥控器使电动遥控飞机匀速上升过程中，遥控飞机相对于小明是______（选填“静止”或“运动”）的；小明调整遥控器，使飞机急转弯，这是因为力可以改变__________。
【解题思路】1．解非平衡力作用下物体的运动问题的一般思路
（1）要明确力和运动的关系
（2）利用力和运动关系的互逆性进行分析判断。
2．力与运动解题技巧
（1）同则促，反则阻，异则曲：受力方向与运动方向相同，物体做加速运动；受力方向与运动方向相反，物体做减速运动；受力方向与运动方向不在一条直线，物体做曲线运动。
（2）蹦极、弹簧相连类问题：物体先加速后减速，加速与减速的转折点为受力平衡时。
（3）雨滴类空气阻力问题：物体先加速后匀速，加速与匀速的转折点是受力平衡时。
【答案】运动 运动状态
【解析】电动遥控飞机匀速上升过程中，遥控飞机相对于小明位置发生了改变，所以遥控飞机是运动的；小明调整遥控器，使飞机急转弯，飞机的运动方向发生了改变，这是因为力改变了飞机的运动状态。
一、单选题
1．（2023·江苏徐州·统考中考真题）子弹从枪膛里射出后，仍能向前运动，这是因为子弹（ ）
A．具有惯性B．受到推力C．受到重力D．不受力
【答案】A
【解析】子弹从枪膛里射出后，仍能向前运动，这是因为子弹具有惯性，保持原来的运动状态，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．（2023·山东滨州·统考中考真题）下列关于体育运动场景的描述和分析，正确的是（ ）
A．田径场上400m比赛的整个过程中，运动员的运动状态保持不变
B．投出的篮球在空中飞行时，若受到的力突然消失，它将立刻静止
C．跳远运动员起跳前的助跑，是为了增大惯性
D．足球场上滚动的足球慢慢停下来，是因为受到阻力的作用
【答案】D
【解析】A．田径场上400m比赛的整个过程中，运动员的速度方向发生改变，故运动员的运动状态发生改变，故A错误；
B．投出的篮球在空中飞行时，若受到的力突然消失，篮球由于惯性会继续飞行，故B错误；
C．惯性只与物体的质量有关，跳远运动员起跳前的助跑，其质量不变，惯性不变，故C错误；
D．足球场上滚动的足球慢慢停下来，是因为受到阻力的作用，使得运动状态改变，故D正确。
故选D。
3．（2023·广东·统考中考真题）如题图所示，公交车上的乘客都拉好了扶手，当车的运动状态突然发生改变时，乘客都向东倾，产生此现象的原因可能是（ ）
A．车由静止突然向东起动B．车匀速前行时突然加速
C．车匀速前行时突然减速D．匀速倒车时突然减速题
【答案】C
【解析】A．公交车由静止突然向东启动，乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向东运动，而上半身由于惯性还保持原来的静止状态，此时乘客会都会向西倾斜，故A不符合题意；
B．车匀速前行时突然加速，乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向东运动，而上半身由于惯性还保持原来的匀速运动，此时乘客会都会向西倾斜，故B不符合题意；
C．车匀速前行时突然减速，乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向西减速运动，而上半身由于惯性还保持原来的速度运动，此时乘客会都会向东倾斜，故C符合题意；
D．匀速倒车时突然减速题，乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向东减速运动，而上半身由于惯性还保持原来的倒车速度运动，此时乘客会都会向西倾斜，故D不符合题意。
故选C。
4．（2023·湖北·统考中考真题）滑草是一项时尚的运动，可以让游客感受风一般速度。如图是游客随滑草板下滑的情景。下列说法正确的是（ ）
A．游客以下滑的滑草板为参照物是运动的
B．游客随滑草板一起下滑是因为受到惯性作用
C．游客下滑时所受重力方向始终竖直向下
D．游客对滑草板的压力与她受到的支持力是一对平衡力
【答案】C
【解析】A．游客以下滑的滑草板为参照物，游客相对于滑草板的位置不变，故游客是静止的，故A错误；
B．游客随滑草板一起下滑是因为游客和滑草板都具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性作用，故B错误；
C．重力的方向始终竖直向下，游客下滑时所受重力方向始终竖直向下，故C正确；
D．游客对滑草板的压力与她受到的支持力是一对相互作用力，大小相等、方向相反，故D错误。
故选C。
5．（2023·湖北荆州·统考中考真题）2023年5月21日，中国羽毛球队发扬永不放弃、顽强拼搏的团队精神，第十三次捧起苏迪曼杯，如图所示。在比赛过程中，下列说法正确的是（ ）
A．羽毛球受到球拍的作用力是因为球拍发生了形变
B．羽毛球被击飞说明力可以改变物体的形状
C．在空中飞行的羽毛球运动到最高点时只受重力的作用
D．静止在场地上的羽毛球受到的支持力与它对地面的压力是一对平衡力
【答案】A
【解析】A．球拍由于发生了弹性形变，要恢复到原来的形状而对羽毛球产生弹力。所以羽毛球受到球拍的作用力是因为球拍发生了形变。故A正确；
B．羽毛球被击飞说明力可以改变物体的运动状态。故B错误；
C．在空中飞行的羽毛球运动到最高点时仍具有水平方向的速度，因此除了受到重力的作用外，还会受到空气的阻力。故C错误；
D．静止在场地上的羽毛球受到的支持力与它对地面的压力，这两个力的受力物体不同，所以不是一对平衡力。故D错误。
故选A。
6．（2023·江苏无锡·统考中考真题）如图所示，用手拉弹簧使弹簧伸长，弹簧发生了弹性形变。关于该实验，下列说法中错误的是（ ）
A．说明力能改变物体的形状
B．拉弹簧的力越大弹簧伸长越长
C．发生形变后的弹簧对手指产生弹力
D．手对弹簧的拉力和弹簧对手的拉力是一对平衡力
【答案】D
【解析】A．用手拉弹簧使弹簧伸长，即用力使弹簧形状改变，所以说明力能改变物体的形状，故A正确，不符合题意；
B．由于在弹性限度内，弹簧伸长量与弹簧受到拉力成正比，所以拉弹簧的力越大弹簧伸长越长，故B正确，不符合题意；
C．由于力的作用是相互的，手对弹簧有力的作用，所以发生形变后的弹簧对手指产生弹力，故C正确，不会符合题意；
D．手对弹簧的拉力的受力物体是弹簧，弹簧对手的拉力的受力物体是手，两个力大小相等、方向相反，所以是一对相互作用力，故D错误，符合题意。
故选D。
7．（2023·湖南益阳·统考中考真题）如图所示，人骑在马背上，人和马均处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．地面对马的支持力和马受到的重力是一对平衡力
B．马对地面的压力和地面对马的支持力是一对平衡力
C．马对人的支持力和人受到的重力是一对相互作用力
D．地面对马的支持力大小等于人和马受到的重力之和
【答案】D
【解析】A．地面对马的支持力和马与人的总重是平衡力，地面对马的支持力和马受到的重力大小不等，不是平衡力，故A错误；
B．马和人对地面的压力和地面对马的支持力是一对相互作用力，不是一对平衡力，故B错误；
C．马对人的支持力和人受到的重力是一对平衡力，不是一对相互作用力，故C错误；
D．地面对马的支持力和马与人的总重是平衡力，地面对马的支持力大小等于人和马受到的重力之和，故D正确。
故选D。
二、填空题
8．（2023·宁夏·统考中考真题）2023年11月1日4时27分，梦天实验舱与空间站组合体顺利实现交会对接（空间站组合体由问天实验舱和天和核心舱组成），中国空间站主体结构组装完成。为了调整对接时的飞行姿态，对接过程设置了四个停泊点，如图，梦天实验舱进入停泊点后，相对于组合体是 的（选填“运动”或“静止”）；梦天实验舱在最后一个19米停泊点向组合体靠拢时，发动机喷气口应向 （选填“前”或“后”）喷气，待发动机短暂工作后，便可依靠 继续向组合体运动；梦天实验舱从19米停泊点到与组合体对接口接触，用时约90秒，此过程梦天实验舱相对于组合体的平均速度是 m/s。（计算结果保留两位小数）
【答案】 静止 后 惯性 0.21
【解析】[1]梦天实验舱进入停泊点后，相对于组合体，梦天实验舱的位置没有改变，所以是静止的。
[2]梦天实验舱在最后一个19米停泊点向组合体靠拢时，即要加速靠近组合体，根据力的作用是相互的可知发动机喷气口应向后喷气。
[3]发动机短暂工作后停止喷气，组合体仍能继续向前运动，是由于组合体具有惯性。
[4]根据速度公式求出梦天实验舱相对于组合体的平均速度
9．（2023·山东烟台·统考中考真题）2023年5月21日中国羽毛球队在苏迪曼杯世界羽毛球混合团体锦标赛的决赛上取得胜利．实现三连冠的同时第13次捧起苏迪曼杯。比赛中，当运动员用球拍击打羽毛球后，羽毛球高速飞出，说明力可以改变物体的 ，打出去的羽毛球继续前进是因为羽毛球具有 ，羽毛球最终会落到地面上，是由于受到 的作用。
【答案】 运动状态 惯性 重力
【解析】[1]比赛中，当运动员用球拍击打羽毛球后，羽毛球高速飞出，羽毛球因受力其运动状态发生了改变，说明力可以改变物体的运动状态。
[2]羽毛球由于具有惯性，当被球拍击打出去后会保持原有的运动状态。
[3]由于羽毛球受到竖直向下的重力，所以羽毛球最终会落到地面上。
10．（2023·江苏无锡·统考中考真题）如图所示，在探究阻力对物体运动的影响时，每次让小车从斜面的 处由静止释放，让小车到达水平面时，获得相同的速度，小车在水平面运动时，所受的 和支持力是一对平衡力，先后在水平面上铺设粗糙程度不同的材料，通过比较小车在水平面上运动的 来比较阻力对物体运动的影响。
【答案】 相同高度 重力 距离
【解析】[1]探究阻力对物体运动的影响时，应控制小车到达水平面时的初速度相同，所以让小车从斜面的相同高度处由静止释放。
[2]小车在水平面运动时，受到重力作用在小车上，受到的支持力也作用在小车上，两个力大小相等，方向相等，作用在同一条直线上，所以小车受到的重力和支持力是一对平衡力。
[3]实验中运用转换法，将阻力对物体运动的影响转换为小车在水平面上运动的距离，所以通过比较小车在水平面上运动的距离来比较阻力对物体运动的影响。
三、简答题
11．（2023·福建·统考中考真题）如图，小华利用家中物品做实验，他将玻璃杯放在桌布上，然后猛地将桌布从桌面抽出时，玻璃杯几乎不随桌布运动，请用物理知识说明玻璃杯不随桌布运动的理由。
【答案】见解析所示
【解析】玻璃杯与桌布原来处于静止状态，桌布受力被抽出，玻璃杯由于惯性，仍保持原来的静止状态，所以玻璃杯几乎不随桌布运动。
四、作图题
12．（2023·福建·统考中考真题）投掷实心球是体育项目之一。请在图中画出静止在水平地面上实心球的受力示意图。
【答案】
【解析】静止在水平地面上实心球受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，它们是一对平衡力，过重心沿竖直向下的方向和竖直向上的方向表示出重力G和支持力F，因为这两个力是一对平衡力，所以作图时两条线段长度要相等，如图所示：
五、实验题
13．（2023·四川内江·统考中考真题）在“探究相互作用力的关系”的实验中，取A、B两个相同的弹资测力计，平放在水平桌面上，让它们互相钩挂在一起。
实验一：用两只手水平向左右两边拉A和B；
实验二：固定B，用手水平向左拉A；
如图所示，当弹簧测力计均静止时，观察弹簧测力计所显示的拉力大小，则：
（1）由图可知，所选弹簧测力计的分度值为 N；
（2）弹簧测力计A在竖直方向上受到的合力为 N；
（3）在第一次实验中，弹簧测力计A显示的是B对A的作用力F1，弹簧测力计B显示的是A对B的作用力F2，这两个相互作用力的关系是F1 F2（选填“<”“>”或“=”）；
（4）如果每只手的拉力均相同，那么，在两次实验中弹簧测力计B的示数 （选填“相等”或“不相等”）。
【答案】 0.1 0 = 相等
【解析】（1）[1]由图可知，1N里面有10个小格，每小格代表0.1N，则所选弹簧测力计的分度值为0.1N。
（2）[2]由于弹簧测力计静止，处于平衡状态，故在竖直方向受到平衡力的作用，合力为0N。
（3）[3]由于物体间力的作用是相互的，B对A有力的作用的同时，A对B也有力的作用，这两个力符合作用力与反作用力的要求，因此这两个力是一对相互作用力，大小相等，即F1=F2。
（4）[4]每只手的拉力均相同，故两次实验手对A的拉力相等；由于A处于静止状态，水平方向上受到的是平衡力作用，即手对A的拉力大小等于B对A的拉力大小，故两次实验B对A的拉力大小相等。根据物体间力的作用是相互的可知，A对B的拉力大小等于B对A的拉力大小，则A对B的拉力大小相等，即在两次实验中弹簧测力计B的示数相等。
一、单选题
1．（2023·陕西西安·西安市庆安初级中学校考三模）2023年3月23日，“天宫课堂”上王亚平轻推静止的“冰墩墩”，“冰墩墩”沿直线运动到对面叶光富的手中。下列说法正确的是（ ）
A．“冰墩墩”由静止变为运动，是因为受到力的作用
B．王亚平推“冰墩墩”时，“冰墩墩”对王亚平没有力的作用
C．以运动的“冰墩墩”为参照物，叶光富是静止的
D．“冰墩墩”被叶光富接住后不再具有惯性
【答案】A
【解析】A．力是改变物体运动状态的原因，“冰墩墩”由静止变为运动，是因为受到力的作用，故A正确。
B．力的作用是相互的，王亚平推“冰墩墩”时，“冰墩墩”对王亚平也有力的作用，故B错误。
C．以运动的“冰墩墩”为参照物，叶光富的位置是发生变化的，所以是运动的，故C错误。
D．惯性是物体的一种固有属性，惯性大小只与质量有关，冰墩墩”被叶光富接住后依然具有惯性，故D错误。
故选A。
2．（2023·广西南宁·统考二模）如图所示，作用在物体上的力属于平衡力的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】A．图中两个力满足大小相等、方向相反、作用在同一物体上、在一条直线上是一对平衡力，故A符合题意；
B．图中两个力同时满足大小相等、方向相反，但不是作用在同一直线上，故不是平衡力，故B不符合题意；
C．图中两个力的大小不相等，不是平衡力，故C不符合题意；
D．图中两个力同时满足大小相等、方向相反，但不是作用在同一直线上，故不是平衡力，故D不符合题意。
故选A。
3．（2023·河北保定·一模）打羽毛球是同学们喜爱的体育活动，下列与这项活动有关的说法正确的是（ ）
A．发球时，球拍对羽毛球的力与羽毛球对球拍的力是一对平衡力
B．羽毛球飞行的速度越大，惯性越大
C．迎面飞来的羽毛球被球拍挡回，说明力可以改变物体的运动状态
D．羽毛球离开球拍在空中飞行时，不受任何力的作用
【答案】C
【解析】A．发球时，球拍对羽毛球的力与羽毛球对球拍的力是一对相互作用力，故A错误；
B．惯性是指物体具有保持原来运动状态的性质，质量是物体惯性大小的量度，跟物体的运动状态无关，故B错误；
C．迎面飞来的羽毛球被球拍挡回时，球拍对球的力使其运动状态改变，故C正确；
D．羽毛球在空中运动时受重力和阻力作用，达到最高点时速度为零，但所受重力不变，故D错误。
故选C。
二、实验题
4．（2023·贵州·统考模拟预测）水上乐园一直深受人们的喜爱，特别是“极速坠水”项目更是让人深感刺激。小亮从滑梯上滑下，经水平轨道落入水中，发现滑出水平轨道时的速度越大，落入水中的水平距离越远。于是他提出：在空中水平抛出的物体，落地的水平距离大小与哪些因素有关？
据此现象他做了如下猜想：
①与抛出点的高度h有关；
②与抛出的初速度v有关；
为验证猜想，小亮找来了如图所示的装置进行实验（斜槽和水平槽均光滑）：
（1）水平槽上有一气泡水平仪，当液体中空气泡居中时，表示实验装置水平，若空气泡在左端，为保证实验装置水平，应调节升降旋钮使左边的桌面 （选填“升高”或“降低”）；
（2）为探究猜想①，逐步降低高度h，每次都让同一小球从斜槽上A处自由滚下，目的是保持小球运动到水平槽时的 相同，分别测出不同高度对应的 进行对比，发现在空中水平抛出的物体，抛出点越高，落地的水平距离越远；
（3）为探究猜想②，保持水平槽的高度不变，分别让同一小球从斜槽上的A、B、C位置由静止滚下，分别测出小球落地的水平距离sA、sB、sC，发现
sA>sB>sC
可得出结论：在空中水平抛出的物体， ；
（4）探究完上述两个猜想后，小明想继续探究抛出的水平距离与物体的质量是否有关，于是他保持水平槽的高度不变，用两个体积相同、质量不同的小球从A点自由释放，发现质量较小的球抛出的水平距离较小，请分析质量小的球抛出的水平距离较小的原因是 。
【答案】 升高 初速度 小球落地的水平距离 抛出的高度不变时，抛出的初速度越大，落地的水平距离就越大 质量小的小球所受空气阻力更大，使得质量小的小球抛出的初速度更小，从而使得其抛出的水平距离更小
【解析】（1）[1]若空气泡在左端，则说明水平槽左高右低，故为保证实验装置水平，应调节升降旋钮使左边的桌面升高。
（2）[2][3]为探究猜想①，则由控制变量法可知，应使小球抛出的初速度v相同，改变小球抛出点的高度h，故每次都让同一小球从斜槽上A处自由滚下，目的是保持小球运动到水平槽的初速度相同，再分别测出不同高度对应的小球落地的水平距离进行对比。
（3）[4]由题意可知，保持水平槽的高度不变时，即抛出点的高度h不变时，小球从斜槽上释放的高度越大，小球水平抛出的初速度就越大，落地的水平距离也越大，故可知在空中水平抛出的物体，抛出的高度不变时，抛出的初速度越大，落地的水平距离就越大。
（4）[5]要探究抛出的水平距离与物体的质量是否相关，则应保持小球抛出的初速度和小球抛出的高度相同，而用两个体积相同、质量不同的小球从A点自由释放时，质量小的小球所受空气阻力更大，使得质量小的小球到达水平槽的速度更小，从而使得其抛出的水平距离更小。
5．（2023·山东聊城·校考模拟预测）在探究“二力平衡的条件”实验中，小聪同学采用的实验装置如图甲所示，小明同学采用的实验装置如图乙所示。
（1）老师指出图乙的装置更科学，原因是选用小车，可以减小 对实验结果的影响；
（2）实验中判断小车是否受平衡力作用的依据是小车保持 （选填“静止”或“匀速直线运动”）状态；
（3）左右两盘放质量相等的砝码，小车保持静止。将左盘中再添加一个砝码，小车将运动，说明彼此平衡的两个力大小 ；
（4）小车处于静止后，保持与的大小不变，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，小车将转动，说明彼此平衡的两个力必须在 上。
【答案】 摩擦力 静止 相等 同一直线
【解析】（1）[1]实验中选用小车为研究对象，滚动摩擦代替滑动摩擦，可以减小摩擦力对实验结果的影响。
（2）[2]实验中通过观察小车能否静止，确定其是否处于平衡状态，如果小车处于静止状态，说明小车受到平衡力的作用。
（3）[3]实验时，向左盘和右盘同时加入相等质量的砝码时，小车在水平方向受到的拉力相等，处于静止状态，将左盘中再添加一个砝码，小车将运动，这表明平衡的两个力需要大小相等。
（4）[4]把小车转过一个角度，然后松手，观察到小车转动，最后恢复到静止状态，说明小车在水平方向上受到的两个力在同一条直线上时才能平衡。
三、填空题
6．（2023·湖北武汉·统考模拟预测）如图为两辆同向行驶的汽车发生“追尾”事故的现场，区间测速显示，后车行驶3km用时2min，则后车的平均速度为 km/h；发生碰撞时，前车车身突然加速，而前车乘客的上半身由于 会保持原来较慢速度，这时车上的 （选填“安全带”、“安全气囊”或“汽车头枕”）会保护人的安全。
【答案】 90 惯性 汽车头枕
【解析】[1]根据题意可知，后车行驶3km用时2min，则后车的平均速度为
[2][3]根据惯性的知识可知，发生碰撞时，前车车身突然加速，前车乘客的下半身突然加速，而前车乘客的上半身由于惯性，保持原来较慢速度的运动状态不变，头部会撞击到座位上，车上的人的头部和颈部会受伤，而汽车头枕会保护人的安全。
7．（2023·广东广州·铁一中学校考二模）如图，列车停在平直轨道上，车厢中的小球b静止，忽略桌面对b的摩擦及空气阻力，若列车突然启动，可能出现下列选项中图的哪些情况？ 。
A． B． C．
D． E. F.
【答案】A、F
【解析】车厢中的小球b静止，忽略桌面对b的摩擦及空气阻力，若列车突然启动，小球b在水平方向没有受到力的作用，小球由于惯性要保持原来的静止状态，小球相对路灯的位置不发生改变。当列车突然向右启动时，出现A的情况；当列车突然向左启动时，出现F的情况。即可能出现A、F的情况。
8．（2023·四川·校联考模拟预测）如图所示，两个质量不相等的实心铁球甲和乙（m甲>m乙）相距s，在无限长的光滑水平面上以相同的速度向左运动（空气阻力不计），则 （选填“甲”或“乙”）球的惯性大，随着时间的延长，乙球 （选填“可能”或“不可能”）撞上甲球。
【答案】 甲 不可能
【解析】[1]惯性只与物体质量有关，质量越大，惯性越大，由于
则甲球惯性大。
[2]光滑水平面对物体没有阻力作用，两球在无限长的光滑水平面上以相同的速度向左运动，根据牛顿第一定律可知，两球将一直保持匀速直线运动，因此甲乙之间的距离不变，两球不可能相撞。
9．（2023·湖北黄冈·校考二模）甲、乙、丙三辆小车同时、同地向同一方向运动，它们运动的图像如图所示，由图像可知：运动速度相同的小车是 ；当小车加速行驶的过程中惯性 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
【答案】 甲、乙 不变
【解析】[1]由第一个图像可知，s-t图像是一条过原点的射线，说明路程和时间成正比，则甲车做匀速直线运动；当甲运动的时间是5秒，其通过的路程为30m时，则甲运动的速度=6m/s；第二个图像是v-t图像，由图可知，乙、丙的速度不随时间的变化而变化，是一个定值，乙的速度6m/s，丙的速度4m/s；所以甲、乙两车的运动速度相同。
[2]在小车加速行驶的过程中，小车的质量不变，则惯性大小不变。
10．（2023·河北·校联考模拟预测）用手把不倒翁放在水平地面，手离开不倒翁的瞬间如图所示，O点是它的重心（忽略它受到空气的浮力）。
（1）画出图中“不倒翁”所受的重力和支承力的示意图 ；
（2）判断：此时，“不倒翁” （选填：“能”或“不能”）处于静止状态；依据： 。
【答案】 不能 重力与支持力二力不平衡
【解析】（1）[1]从重心沿竖直向下画一条带箭头的线段，标出符号为G；过支持力的作用点沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段，用符号F表示；如图所示：
（2）[2][3]从图中可以看出物体受到的重力和支持力不在一条直线上，因此受到的力不是平衡力，故不倒翁不能处于静止状态。
11．（2023·上海·校联考模拟预测）根据 的条件，可以用悬挂法测不规则形状的薄板的重心，如图1所示，应分别选择A、B两点悬挂起来，沿重垂线方向两次画出直线，图中的 （选填“O”、“A”或“B”）点为薄板的重心。如图2所示，书包没有被提起。拉力F 书包的重力G，拉力F与支持力N的合力大小 书包的重力G（后两空均选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【答案】 二力平衡 O 小于 等于
【解析】[1]根据二力平衡的条件，两力的方向是相反的，当悬挂薄板时，薄板受绳的拉力和薄板的重力方向相反，则细绳的方向必然要过物体的重心位置，改变悬挂点的位置，可得到两条过重心的直线，其交点即为薄板的重心位置。
[2]由[1]解析可知，分别选择A、B两点悬挂起来，细绳的方向交点，即为重心位置，从图1可以看到，O点为薄板的重心。
[3]如图2所示，书包没有被提起，处于静止状态，为平衡状态，受力平衡，对书包受力分析，它受到重力、竖直向上的拉力，还有竖直向上的支持力作用，这三力平衡，所以拉力F小于书包的重力G。
[4]由[3]解析可知，这三力平衡，则拉力F与支持力N的合力大小等于书包的重力G。
12．（2023·新疆·校联考三模）某同学在站在升降电梯里受电梯的支持力为F和重力为G，当电梯从底层由静止开始向上加速时，F G；当电梯向上减速停下来时，F G，当电梯在较高楼层由静止向下加速运动时，F G；当电梯向下减速停下来时，F G。（>/=/<）。上述四种情况属于 （是/非）平衡状态。
【答案】 ＞ ＜ ＜ ＞ 非
【解析】[1]电梯向上加速时，电梯中的人处于超重状态，人对电梯的压力大于重力，人对电梯的压力与电梯对人的支持力是一对相互作用的力，其大小相同，所以电梯对人的支持力大于重力，即。
[2]当电梯向上减速停下来时，电梯中的人处于失重状态，人对电梯的压力小于重力，人对电梯的压力与电梯对人的支持力是一对相互作用的力，其大小相同，所以电梯对人的支持力小于重力，即。
[3]当电梯在较高楼层由静止向下加速运动时，电梯中的人处于失重状态，人对电梯的压力小于重力，人对电梯的压力与电梯对人的支持力是一对相互作用的力，其大小相同，所以电梯对人的支持力小于重力，即。
[4]当电梯向下减速停下来时，电梯中的人处于超重状态，人对电梯的压力大于重力，人对电梯的压力与电梯对人的支持力是一对相互作用的力，其大小相同，所以电梯对人的支持力大于重力，即。
[5]上述四种情况人受力不平衡，属于非平衡状态。
知识点1：牛顿第一定律
牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。这就是著名的牛顿第一定律（Newtnfirst law）。牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理而概括出来的。
惯性：从牛顿第一定律可以知道，如果物体不受力的作用，原来静止的物体将一直保持静止状态；原来运动的物体将保持匀速直线运动。一切物体都有保持原有静止状态或匀速直线运动状态不变的性质，我们把这种性质叫做惯性（inertia）。
【典例探究1】关于物体的惯性，以下说法中正确的是（ ）
A．静止的物体才具有惯性 B．质量大的物体才具有惯性
C．运动的物体才具有惯性 D．惯性是物体的属性，与物体的运动状态无关
【解题思路】惯性不是力，大小看质量
惯性不是力，不能说受到惯性，也不能说惯性力，可以说具有惯性；惯性只和物体质量有关，质量越大，惯性越大；质量越小，惯性越小。
【答案】D
【解题大招】惯性只与质量有关，是物体的固有属性，与其他因素没有任何关系。故答案为D。
【典例探究2】如图，物体A和弹簧放在光滑的水平面上。用手将A弹出，A向左运动。当弹簧右端被A压至B处时，A速度为零。A向左的运动是（ ）
A．先匀速后减速 B．先加速后减速 C．先加速后匀速 D．一直减速
【解题思路】同加异减
当物体所受合力方向与物体运动方向相同时，物体做加速运动。当物体所受合力方向与物体运动方向相反时，物体做减速运动。
【答案】A
【解题大招】水平面光滑，物体A不受摩擦力，当物体A向左运动未接触弹簧时，做匀速直线运动；当物体A与弹簧接触后，受到的合力向右，此时合力方向与运动方向相反，则速度将减小，故答案为A。
【典例探究3】小丽在玩荡秋千，若当她运动到最高点她所受的力全部消失，那么她将（ ）
A．做匀速圆周运动 B．做匀速圆周运动 C．继续来回摆动 D．保持静止状态
【解题思路】调头静止，转弯匀直
当遇到物体运动过程中假设在某一位置所有外力都消失，判断物体的运动状态的问题时，可以使用本大招。“调头静止”，物体速度方向发生反转的位置，若外力全部消失，物体将保持静止；“转弯匀直”，物体运动过程中，速度方向不反转的位置外力全部消失，物体将继续做匀速直线运动。
【答案】D
【解题大招】荡秋千在最高点位置速度方向发生反转。根据大招“调头静止，转弯匀直”可知，在速度方向发生反转的位置所有外力消失，物体将会保持静止。故答案为D。
【归纳总结】1．解答有关惯性现象问题的一般思路
（1）明确研究对象；（2）明确研究对象原来处在什么运动状态；（3）指明某物体或物体的某一部分因受力而改变运动状态；（4）指明另一物体或物体的另一部分由于惯性而保持原来的运动状态；（5）得出结论。
2．对惯性的理解
注意：惯性是一种性质，不是力，因此不能表示为“受到惯性作用”。
3．惯性大小口诀：物体有惯性，惯性物属性，大小看质量，不论动与静。
知识点2：二力平衡
平衡状态：物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡（equilibrium），物体处于平衡状态。
二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。简记：等大、反向、共线、同体。
【典例探究1】汽车在平直公路上匀速直线行驶时，下列属于一对平衡力的是（ ）
A．汽车受到的牵引力和阻力 B．汽车受到的支持力和地面受到的压力
C．汽车受到的牵引力和重力 D．汽车受到的牵引力和地面受到的压力
【解题思路】解题口诀技巧“同物反向等大共线”。
二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。巧记口诀：同物反向等大共线。
【答案】A
【解题大招】A ．中汽车受到的牵引力和阻力满足“同物反向等大共线”，即正确；
B．中最容易判断不满足“同物”，即错误；
C． 中最容易判断不满足“反向”，即错误；
D．中最容易判断不满足“同物”，即错误。
故答案为A。
【典例探究2】将一本物理书放在水平桌面上静止时，下列选项中的两个力相互平衡的是（ ）
A．书的重力与书对桌面的压力 B．书的重力与桌面对书的支持力
C．书对桌面的压力与桌面对书的支持力 D．书对桌面的压力与课桌的重力
【解题思路】1．区分平衡力与相互作用力
2．平衡力与相互作用力常用解题技巧
（1）平衡力八字方针：等大、反向、共线、同体。
（2）相互作用力十字方针：等大、反向、共线、异体、同时。
经典互换公式：A对B，B对A。
（3）区分平衡力与相互作用力口诀：平则同，互则换。
理解：平衡力的受力物体只有一个，相互作用力的受力物体有两个，且施力物体和受力物体要互换。
（4）不受外力的两个叠放物体：上2下3，上面的物体受2个力（重力和支持力）平衡，下面的物体受3个力（重力、压力和支持力）平衡。
【答案】B
【解析】 书的重力与书对桌面的压力的方向相同，没有作用在同一个物体上，不是一对平衡力，A 错误；书的重力与桌面对书的支持力作用在同一物体上，在一条直线上，大小相等，方向相反，是一对平衡力，B 正确；书对桌面的压力与桌面对书的支持力，没有作用在同一个物体上，不是一对平衡力，C错误；书对桌面的压力与课桌的重力，力的方向相同，不是一对平衡力，D错误。故选B。
【典例探究3】小明操控遥控器使电动遥控飞机匀速上升过程中，遥控飞机相对于小明是______（选填“静止”或“运动”）的；小明调整遥控器，使飞机急转弯，这是因为力可以改变__________。
【解题思路】1．解非平衡力作用下物体的运动问题的一般思路
（1）要明确力和运动的关系
（2）利用力和运动关系的互逆性进行分析判断。
2．力与运动解题技巧
（1）同则促，反则阻，异则曲：受力方向与运动方向相同，物体做加速运动；受力方向与运动方向相反，物体做减速运动；受力方向与运动方向不在一条直线，物体做曲线运动。
（2）蹦极、弹簧相连类问题：物体先加速后减速，加速与减速的转折点为受力平衡时。
（3）雨滴类空气阻力问题：物体先加速后匀速，加速与匀速的转折点是受力平衡时。
【答案】运动 运动状态
【解析】电动遥控飞机匀速上升过程中，遥控飞机相对于小明位置发生了改变，所以遥控飞机是运动的；小明调整遥控器，使飞机急转弯，飞机的运动方向发生了改变，这是因为力改变了飞机的运动状态。
一、单选题
1．（2023·江苏徐州·统考中考真题）子弹从枪膛里射出后，仍能向前运动，这是因为子弹（ ）
A．具有惯性B．受到推力C．受到重力D．不受力
【答案】A
【解析】子弹从枪膛里射出后，仍能向前运动，这是因为子弹具有惯性，保持原来的运动状态，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．（2023·山东滨州·统考中考真题）下列关于体育运动场景的描述和分析，正确的是（ ）
A．田径场上400m比赛的整个过程中，运动员的运动状态保持不变
B．投出的篮球在空中飞行时，若受到的力突然消失，它将立刻静止
C．跳远运动员起跳前的助跑，是为了增大惯性
D．足球场上滚动的足球慢慢停下来，是因为受到阻力的作用
【答案】D
【解析】A．田径场上400m比赛的整个过程中，运动员的速度方向发生改变，故运动员的运动状态发生改变，故A错误；
B．投出的篮球在空中飞行时，若受到的力突然消失，篮球由于惯性会继续飞行，故B错误；
C．惯性只与物体的质量有关，跳远运动员起跳前的助跑，其质量不变，惯性不变，故C错误；
D．足球场上滚动的足球慢慢停下来，是因为受到阻力的作用，使得运动状态改变，故D正确。
故选D。
3．（2023·广东·统考中考真题）如题图所示，公交车上的乘客都拉好了扶手，当车的运动状态突然发生改变时，乘客都向东倾，产生此现象的原因可能是（ ）
A．车由静止突然向东起动B．车匀速前行时突然加速
C．车匀速前行时突然减速D．匀速倒车时突然减速题
【答案】C
【解析】A．公交车由静止突然向东启动，乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向东运动，而上半身由于惯性还保持原来的静止状态，此时乘客会都会向西倾斜，故A不符合题意；
B．车匀速前行时突然加速，乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向东运动，而上半身由于惯性还保持原来的匀速运动，此时乘客会都会向西倾斜，故B不符合题意；
C．车匀速前行时突然减速，乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向西减速运动，而上半身由于惯性还保持原来的速度运动，此时乘客会都会向东倾斜，故C符合题意；
D．匀速倒车时突然减速题，乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向东减速运动，而上半身由于惯性还保持原来的倒车速度运动，此时乘客会都会向西倾斜，故D不符合题意。
故选C。
4．（2023·湖北·统考中考真题）滑草是一项时尚的运动，可以让游客感受风一般速度。如图是游客随滑草板下滑的情景。下列说法正确的是（ ）
A．游客以下滑的滑草板为参照物是运动的
B．游客随滑草板一起下滑是因为受到惯性作用
C．游客下滑时所受重力方向始终竖直向下
D．游客对滑草板的压力与她受到的支持力是一对平衡力
【答案】C
【解析】A．游客以下滑的滑草板为参照物，游客相对于滑草板的位置不变，故游客是静止的，故A错误；
B．游客随滑草板一起下滑是因为游客和滑草板都具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性作用，故B错误；
C．重力的方向始终竖直向下，游客下滑时所受重力方向始终竖直向下，故C正确；
D．游客对滑草板的压力与她受到的支持力是一对相互作用力，大小相等、方向相反，故D错误。
故选C。
5．（2023·湖北荆州·统考中考真题）2023年5月21日，中国羽毛球队发扬永不放弃、顽强拼搏的团队精神，第十三次捧起苏迪曼杯，如图所示。在比赛过程中，下列说法正确的是（ ）
A．羽毛球受到球拍的作用力是因为球拍发生了形变
B．羽毛球被击飞说明力可以改变物体的形状
C．在空中飞行的羽毛球运动到最高点时只受重力的作用
D．静止在场地上的羽毛球受到的支持力与它对地面的压力是一对平衡力
【答案】A
【解析】A．球拍由于发生了弹性形变，要恢复到原来的形状而对羽毛球产生弹力。所以羽毛球受到球拍的作用力是因为球拍发生了形变。故A正确；
B．羽毛球被击飞说明力可以改变物体的运动状态。故B错误；
C．在空中飞行的羽毛球运动到最高点时仍具有水平方向的速度，因此除了受到重力的作用外，还会受到空气的阻力。故C错误；
D．静止在场地上的羽毛球受到的支持力与它对地面的压力，这两个力的受力物体不同，所以不是一对平衡力。故D错误。
故选A。
6．（2023·江苏无锡·统考中考真题）如图所示，用手拉弹簧使弹簧伸长，弹簧发生了弹性形变。关于该实验，下列说法中错误的是（ ）
A．说明力能改变物体的形状
B．拉弹簧的力越大弹簧伸长越长
C．发生形变后的弹簧对手指产生弹力
D．手对弹簧的拉力和弹簧对手的拉力是一对平衡力
【答案】D
【解析】A．用手拉弹簧使弹簧伸长，即用力使弹簧形状改变，所以说明力能改变物体的形状，故A正确，不符合题意；
B．由于在弹性限度内，弹簧伸长量与弹簧受到拉力成正比，所以拉弹簧的力越大弹簧伸长越长，故B正确，不符合题意；
C．由于力的作用是相互的，手对弹簧有力的作用，所以发生形变后的弹簧对手指产生弹力，故C正确，不会符合题意；
D．手对弹簧的拉力的受力物体是弹簧，弹簧对手的拉力的受力物体是手，两个力大小相等、方向相反，所以是一对相互作用力，故D错误，符合题意。
故选D。
7．（2023·湖南益阳·统考中考真题）如图所示，人骑在马背上，人和马均处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．地面对马的支持力和马受到的重力是一对平衡力
B．马对地面的压力和地面对马的支持力是一对平衡力
C．马对人的支持力和人受到的重力是一对相互作用力
D．地面对马的支持力大小等于人和马受到的重力之和
【答案】D
【解析】A．地面对马的支持力和马与人的总重是平衡力，地面对马的支持力和马受到的重力大小不等，不是平衡力，故A错误；
B．马和人对地面的压力和地面对马的支持力是一对相互作用力，不是一对平衡力，故B错误；
C．马对人的支持力和人受到的重力是一对平衡力，不是一对相互作用力，故C错误；
D．地面对马的支持力和马与人的总重是平衡力，地面对马的支持力大小等于人和马受到的重力之和，故D正确。
故选D。
二、填空题
8．（2023·宁夏·统考中考真题）2023年11月1日4时27分，梦天实验舱与空间站组合体顺利实现交会对接（空间站组合体由问天实验舱和天和核心舱组成），中国空间站主体结构组装完成。为了调整对接时的飞行姿态，对接过程设置了四个停泊点，如图，梦天实验舱进入停泊点后，相对于组合体是 的（选填“运动”或“静止”）；梦天实验舱在最后一个19米停泊点向组合体靠拢时，发动机喷气口应向 （选填“前”或“后”）喷气，待发动机短暂工作后，便可依靠 继续向组合体运动；梦天实验舱从19米停泊点到与组合体对接口接触，用时约90秒，此过程梦天实验舱相对于组合体的平均速度是 m/s。（计算结果保留两位小数）
【答案】 静止 后 惯性 0.21
【解析】[1]梦天实验舱进入停泊点后，相对于组合体，梦天实验舱的位置没有改变，所以是静止的。
[2]梦天实验舱在最后一个19米停泊点向组合体靠拢时，即要加速靠近组合体，根据力的作用是相互的可知发动机喷气口应向后喷气。
[3]发动机短暂工作后停止喷气，组合体仍能继续向前运动，是由于组合体具有惯性。
[4]根据速度公式求出梦天实验舱相对于组合体的平均速度
9．（2023·山东烟台·统考中考真题）2023年5月21日中国羽毛球队在苏迪曼杯世界羽毛球混合团体锦标赛的决赛上取得胜利．实现三连冠的同时第13次捧起苏迪曼杯。比赛中，当运动员用球拍击打羽毛球后，羽毛球高速飞出，说明力可以改变物体的 ，打出去的羽毛球继续前进是因为羽毛球具有 ，羽毛球最终会落到地面上，是由于受到 的作用。
【答案】 运动状态 惯性 重力
【解析】[1]比赛中，当运动员用球拍击打羽毛球后，羽毛球高速飞出，羽毛球因受力其运动状态发生了改变，说明力可以改变物体的运动状态。
[2]羽毛球由于具有惯性，当被球拍击打出去后会保持原有的运动状态。
[3]由于羽毛球受到竖直向下的重力，所以羽毛球最终会落到地面上。
10．（2023·江苏无锡·统考中考真题）如图所示，在探究阻力对物体运动的影响时，每次让小车从斜面的 处由静止释放，让小车到达水平面时，获得相同的速度，小车在水平面运动时，所受的 和支持力是一对平衡力，先后在水平面上铺设粗糙程度不同的材料，通过比较小车在水平面上运动的 来比较阻力对物体运动的影响。
【答案】 相同高度 重力 距离
【解析】[1]探究阻力对物体运动的影响时，应控制小车到达水平面时的初速度相同，所以让小车从斜面的相同高度处由静止释放。
[2]小车在水平面运动时，受到重力作用在小车上，受到的支持力也作用在小车上，两个力大小相等，方向相等，作用在同一条直线上，所以小车受到的重力和支持力是一对平衡力。
[3]实验中运用转换法，将阻力对物体运动的影响转换为小车在水平面上运动的距离，所以通过比较小车在水平面上运动的距离来比较阻力对物体运动的影响。
三、简答题
11．（2023·福建·统考中考真题）如图，小华利用家中物品做实验，他将玻璃杯放在桌布上，然后猛地将桌布从桌面抽出时，玻璃杯几乎不随桌布运动，请用物理知识说明玻璃杯不随桌布运动的理由。
【答案】见解析所示
【解析】玻璃杯与桌布原来处于静止状态，桌布受力被抽出，玻璃杯由于惯性，仍保持原来的静止状态，所以玻璃杯几乎不随桌布运动。
四、作图题
12．（2023·福建·统考中考真题）投掷实心球是体育项目之一。请在图中画出静止在水平地面上实心球的受力示意图。
【答案】
【解析】静止在水平地面上实心球受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，它们是一对平衡力，过重心沿竖直向下的方向和竖直向上的方向表示出重力G和支持力F，因为这两个力是一对平衡力，所以作图时两条线段长度要相等，如图所示：
五、实验题
13．（2023·四川内江·统考中考真题）在“探究相互作用力的关系”的实验中，取A、B两个相同的弹资测力计，平放在水平桌面上，让它们互相钩挂在一起。
实验一：用两只手水平向左右两边拉A和B；
实验二：固定B，用手水平向左拉A；
如图所示，当弹簧测力计均静止时，观察弹簧测力计所显示的拉力大小，则：
（1）由图可知，所选弹簧测力计的分度值为 N；
（2）弹簧测力计A在竖直方向上受到的合力为 N；
（3）在第一次实验中，弹簧测力计A显示的是B对A的作用力F1，弹簧测力计B显示的是A对B的作用力F2，这两个相互作用力的关系是F1 F2（选填“<”“>”或“=”）；
（4）如果每只手的拉力均相同，那么，在两次实验中弹簧测力计B的示数 （选填“相等”或“不相等”）。
【答案】 0.1 0 = 相等
【解析】（1）[1]由图可知，1N里面有10个小格，每小格代表0.1N，则所选弹簧测力计的分度值为0.1N。
（2）[2]由于弹簧测力计静止，处于平衡状态，故在竖直方向受到平衡力的作用，合力为0N。
（3）[3]由于物体间力的作用是相互的，B对A有力的作用的同时，A对B也有力的作用，这两个力符合作用力与反作用力的要求，因此这两个力是一对相互作用力，大小相等，即F1=F2。
（4）[4]每只手的拉力均相同，故两次实验手对A的拉力相等；由于A处于静止状态，水平方向上受到的是平衡力作用，即手对A的拉力大小等于B对A的拉力大小，故两次实验B对A的拉力大小相等。根据物体间力的作用是相互的可知，A对B的拉力大小等于B对A的拉力大小，则A对B的拉力大小相等，即在两次实验中弹簧测力计B的示数相等。
一、单选题
1．（2023·陕西西安·西安市庆安初级中学校考三模）2023年3月23日，“天宫课堂”上王亚平轻推静止的“冰墩墩”，“冰墩墩”沿直线运动到对面叶光富的手中。下列说法正确的是（ ）
A．“冰墩墩”由静止变为运动，是因为受到力的作用
B．王亚平推“冰墩墩”时，“冰墩墩”对王亚平没有力的作用
C．以运动的“冰墩墩”为参照物，叶光富是静止的
D．“冰墩墩”被叶光富接住后不再具有惯性
【答案】A
【解析】A．力是改变物体运动状态的原因，“冰墩墩”由静止变为运动，是因为受到力的作用，故A正确。
B．力的作用是相互的，王亚平推“冰墩墩”时，“冰墩墩”对王亚平也有力的作用，故B错误。
C．以运动的“冰墩墩”为参照物，叶光富的位置是发生变化的，所以是运动的，故C错误。
D．惯性是物体的一种固有属性，惯性大小只与质量有关，冰墩墩”被叶光富接住后依然具有惯性，故D错误。
故选A。
2．（2023·广西南宁·统考二模）如图所示，作用在物体上的力属于平衡力的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】A．图中两个力满足大小相等、方向相反、作用在同一物体上、在一条直线上是一对平衡力，故A符合题意；
B．图中两个力同时满足大小相等、方向相反，但不是作用在同一直线上，故不是平衡力，故B不符合题意；
C．图中两个力的大小不相等，不是平衡力，故C不符合题意；
D．图中两个力同时满足大小相等、方向相反，但不是作用在同一直线上，故不是平衡力，故D不符合题意。
故选A。
3．（2023·河北保定·一模）打羽毛球是同学们喜爱的体育活动，下列与这项活动有关的说法正确的是（ ）
A．发球时，球拍对羽毛球的力与羽毛球对球拍的力是一对平衡力
B．羽毛球飞行的速度越大，惯性越大
C．迎面飞来的羽毛球被球拍挡回，说明力可以改变物体的运动状态
D．羽毛球离开球拍在空中飞行时，不受任何力的作用
【答案】C
【解析】A．发球时，球拍对羽毛球的力与羽毛球对球拍的力是一对相互作用力，故A错误；
B．惯性是指物体具有保持原来运动状态的性质，质量是物体惯性大小的量度，跟物体的运动状态无关，故B错误；
C．迎面飞来的羽毛球被球拍挡回时，球拍对球的力使其运动状态改变，故C正确；
D．羽毛球在空中运动时受重力和阻力作用，达到最高点时速度为零，但所受重力不变，故D错误。
故选C。
二、实验题
4．（2023·贵州·统考模拟预测）水上乐园一直深受人们的喜爱，特别是“极速坠水”项目更是让人深感刺激。小亮从滑梯上滑下，经水平轨道落入水中，发现滑出水平轨道时的速度越大，落入水中的水平距离越远。于是他提出：在空中水平抛出的物体，落地的水平距离大小与哪些因素有关？
据此现象他做了如下猜想：
①与抛出点的高度h有关；
②与抛出的初速度v有关；
为验证猜想，小亮找来了如图所示的装置进行实验（斜槽和水平槽均光滑）：
（1）水平槽上有一气泡水平仪，当液体中空气泡居中时，表示实验装置水平，若空气泡在左端，为保证实验装置水平，应调节升降旋钮使左边的桌面 （选填“升高”或“降低”）；
（2）为探究猜想①，逐步降低高度h，每次都让同一小球从斜槽上A处自由滚下，目的是保持小球运动到水平槽时的 相同，分别测出不同高度对应的 进行对比，发现在空中水平抛出的物体，抛出点越高，落地的水平距离越远；
（3）为探究猜想②，保持水平槽的高度不变，分别让同一小球从斜槽上的A、B、C位置由静止滚下，分别测出小球落地的水平距离sA、sB、sC，发现
sA>sB>sC
可得出结论：在空中水平抛出的物体， ；
（4）探究完上述两个猜想后，小明想继续探究抛出的水平距离与物体的质量是否有关，于是他保持水平槽的高度不变，用两个体积相同、质量不同的小球从A点自由释放，发现质量较小的球抛出的水平距离较小，请分析质量小的球抛出的水平距离较小的原因是 。
【答案】 升高 初速度 小球落地的水平距离 抛出的高度不变时，抛出的初速度越大，落地的水平距离就越大 质量小的小球所受空气阻力更大，使得质量小的小球抛出的初速度更小，从而使得其抛出的水平距离更小
【解析】（1）[1]若空气泡在左端，则说明水平槽左高右低，故为保证实验装置水平，应调节升降旋钮使左边的桌面升高。
（2）[2][3]为探究猜想①，则由控制变量法可知，应使小球抛出的初速度v相同，改变小球抛出点的高度h，故每次都让同一小球从斜槽上A处自由滚下，目的是保持小球运动到水平槽的初速度相同，再分别测出不同高度对应的小球落地的水平距离进行对比。
（3）[4]由题意可知，保持水平槽的高度不变时，即抛出点的高度h不变时，小球从斜槽上释放的高度越大，小球水平抛出的初速度就越大，落地的水平距离也越大，故可知在空中水平抛出的物体，抛出的高度不变时，抛出的初速度越大，落地的水平距离就越大。
（4）[5]要探究抛出的水平距离与物体的质量是否相关，则应保持小球抛出的初速度和小球抛出的高度相同，而用两个体积相同、质量不同的小球从A点自由释放时，质量小的小球所受空气阻力更大，使得质量小的小球到达水平槽的速度更小，从而使得其抛出的水平距离更小。
5．（2023·山东聊城·校考模拟预测）在探究“二力平衡的条件”实验中，小聪同学采用的实验装置如图甲所示，小明同学采用的实验装置如图乙所示。
（1）老师指出图乙的装置更科学，原因是选用小车，可以减小 对实验结果的影响；
（2）实验中判断小车是否受平衡力作用的依据是小车保持 （选填“静止”或“匀速直线运动”）状态；
（3）左右两盘放质量相等的砝码，小车保持静止。将左盘中再添加一个砝码，小车将运动，说明彼此平衡的两个力大小 ；
（4）小车处于静止后，保持与的大小不变，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，小车将转动，说明彼此平衡的两个力必须在 上。
【答案】 摩擦力 静止 相等 同一直线
【解析】（1）[1]实验中选用小车为研究对象，滚动摩擦代替滑动摩擦，可以减小摩擦力对实验结果的影响。
（2）[2]实验中通过观察小车能否静止，确定其是否处于平衡状态，如果小车处于静止状态，说明小车受到平衡力的作用。
（3）[3]实验时，向左盘和右盘同时加入相等质量的砝码时，小车在水平方向受到的拉力相等，处于静止状态，将左盘中再添加一个砝码，小车将运动，这表明平衡的两个力需要大小相等。
（4）[4]把小车转过一个角度，然后松手，观察到小车转动，最后恢复到静止状态，说明小车在水平方向上受到的两个力在同一条直线上时才能平衡。
三、填空题
6．（2023·湖北武汉·统考模拟预测）如图为两辆同向行驶的汽车发生“追尾”事故的现场，区间测速显示，后车行驶3km用时2min，则后车的平均速度为 km/h；发生碰撞时，前车车身突然加速，而前车乘客的上半身由于 会保持原来较慢速度，这时车上的 （选填“安全带”、“安全气囊”或“汽车头枕”）会保护人的安全。
【答案】 90 惯性 汽车头枕
【解析】[1]根据题意可知，后车行驶3km用时2min，则后车的平均速度为
[2][3]根据惯性的知识可知，发生碰撞时，前车车身突然加速，前车乘客的下半身突然加速，而前车乘客的上半身由于惯性，保持原来较慢速度的运动状态不变，头部会撞击到座位上，车上的人的头部和颈部会受伤，而汽车头枕会保护人的安全。
7．（2023·广东广州·铁一中学校考二模）如图，列车停在平直轨道上，车厢中的小球b静止，忽略桌面对b的摩擦及空气阻力，若列车突然启动，可能出现下列选项中图的哪些情况？ 。
A． B． C．
D． E. F.
【答案】A、F
【解析】车厢中的小球b静止，忽略桌面对b的摩擦及空气阻力，若列车突然启动，小球b在水平方向没有受到力的作用，小球由于惯性要保持原来的静止状态，小球相对路灯的位置不发生改变。当列车突然向右启动时，出现A的情况；当列车突然向左启动时，出现F的情况。即可能出现A、F的情况。
8．（2023·四川·校联考模拟预测）如图所示，两个质量不相等的实心铁球甲和乙（m甲>m乙）相距s，在无限长的光滑水平面上以相同的速度向左运动（空气阻力不计），则 （选填“甲”或“乙”）球的惯性大，随着时间的延长，乙球 （选填“可能”或“不可能”）撞上甲球。
【答案】 甲 不可能
【解析】[1]惯性只与物体质量有关，质量越大，惯性越大，由于
则甲球惯性大。
[2]光滑水平面对物体没有阻力作用，两球在无限长的光滑水平面上以相同的速度向左运动，根据牛顿第一定律可知，两球将一直保持匀速直线运动，因此甲乙之间的距离不变，两球不可能相撞。
9．（2023·湖北黄冈·校考二模）甲、乙、丙三辆小车同时、同地向同一方向运动，它们运动的图像如图所示，由图像可知：运动速度相同的小车是 ；当小车加速行驶的过程中惯性 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
【答案】 甲、乙 不变
【解析】[1]由第一个图像可知，s-t图像是一条过原点的射线，说明路程和时间成正比，则甲车做匀速直线运动；当甲运动的时间是5秒，其通过的路程为30m时，则甲运动的速度=6m/s；第二个图像是v-t图像，由图可知，乙、丙的速度不随时间的变化而变化，是一个定值，乙的速度6m/s，丙的速度4m/s；所以甲、乙两车的运动速度相同。
[2]在小车加速行驶的过程中，小车的质量不变，则惯性大小不变。
10．（2023·河北·校联考模拟预测）用手把不倒翁放在水平地面，手离开不倒翁的瞬间如图所示，O点是它的重心（忽略它受到空气的浮力）。
（1）画出图中“不倒翁”所受的重力和支承力的示意图 ；
（2）判断：此时，“不倒翁” （选填：“能”或“不能”）处于静止状态；依据： 。
【答案】 不能 重力与支持力二力不平衡
【解析】（1）[1]从重心沿竖直向下画一条带箭头的线段，标出符号为G；过支持力的作用点沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段，用符号F表示；如图所示：
（2）[2][3]从图中可以看出物体受到的重力和支持力不在一条直线上，因此受到的力不是平衡力，故不倒翁不能处于静止状态。
11．（2023·上海·校联考模拟预测）根据 的条件，可以用悬挂法测不规则形状的薄板的重心，如图1所示，应分别选择A、B两点悬挂起来，沿重垂线方向两次画出直线，图中的 （选填“O”、“A”或“B”）点为薄板的重心。如图2所示，书包没有被提起。拉力F 书包的重力G，拉力F与支持力N的合力大小 书包的重力G（后两空均选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【答案】 二力平衡 O 小于 等于
【解析】[1]根据二力平衡的条件，两力的方向是相反的，当悬挂薄板时，薄板受绳的拉力和薄板的重力方向相反，则细绳的方向必然要过物体的重心位置，改变悬挂点的位置，可得到两条过重心的直线，其交点即为薄板的重心位置。
[2]由[1]解析可知，分别选择A、B两点悬挂起来，细绳的方向交点，即为重心位置，从图1可以看到，O点为薄板的重心。
[3]如图2所示，书包没有被提起，处于静止状态，为平衡状态，受力平衡，对书包受力分析，它受到重力、竖直向上的拉力，还有竖直向上的支持力作用，这三力平衡，所以拉力F小于书包的重力G。
[4]由[3]解析可知，这三力平衡，则拉力F与支持力N的合力大小等于书包的重力G。
12．（2023·新疆·校联考三模）某同学在站在升降电梯里受电梯的支持力为F和重力为G，当电梯从底层由静止开始向上加速时，F G；当电梯向上减速停下来时，F G，当电梯在较高楼层由静止向下加速运动时，F G；当电梯向下减速停下来时，F G。（>/=/<）。上述四种情况属于 （是/非）平衡状态。
【答案】 ＞ ＜ ＜ ＞ 非
【解析】[1]电梯向上加速时，电梯中的人处于超重状态，人对电梯的压力大于重力，人对电梯的压力与电梯对人的支持力是一对相互作用的力，其大小相同，所以电梯对人的支持力大于重力，即。
[2]当电梯向上减速停下来时，电梯中的人处于失重状态，人对电梯的压力小于重力，人对电梯的压力与电梯对人的支持力是一对相互作用的力，其大小相同，所以电梯对人的支持力小于重力，即。
[3]当电梯在较高楼层由静止向下加速运动时，电梯中的人处于失重状态，人对电梯的压力小于重力，人对电梯的压力与电梯对人的支持力是一对相互作用的力，其大小相同，所以电梯对人的支持力小于重力，即。
[4]当电梯向下减速停下来时，电梯中的人处于超重状态，人对电梯的压力大于重力，人对电梯的压力与电梯对人的支持力是一对相互作用的力，其大小相同，所以电梯对人的支持力大于重力，即。
[5]上述四种情况人受力不平衡，属于非平衡状态。
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