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(教师版).docx
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1、初中物理自主招生讲练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m和m2(已知m2m),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()m21 _1OOA.mi和m2间距离缩小Bm和m2间距离增大C.和m2间距离不变D.条件不足,无法判断答案与解析:两物体随车一起做匀速直线运动,当车突然停止时,由于惯性,两个物体仍会保持原来的速度和方向不变,继续向前运动一段距离,因此,它们之间的距离不会改变。故选:Co2.如图所示,一个小球系在细线上在竖直平面内绕0点运动(不计空
2、气阻力).小球运动的最低点是a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()A.若在a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a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C.若在a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a点剪断细线,轨迹是曲线;在b点剪断细线后,轨迹是曲线答案与解析:小球在a点时,速度最大,方向为水平方向;因此若在a点剪断细线,小球由于惯性还要保持原来水平方向的运动状态,又因为重力的作用,小球也要向下运动,因此轨迹是曲线;小球在b点是,速度为零,若在b点剪断细线后,由
3、于重力作用,小球沿竖直向下的方向运动,因此轨迹是竖直向下的直线。故选:Co3 .如图所示,在一辆表面光滑的小车上,放有质量分别为mi、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)()m0m?。vA.一定相碰B.一定不相碰C.若mim2,则肯定相碰D.无法确定是否相碰答案与解析:车停止前,两个小球和小车一起做匀速直线运动,并且两个小球和小车具有共同的速度,当小车突然停止时,由于小球在光滑接触面上,因此两个小球由于惯性,还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动,因此两个小球间的距离不变,一定不会相碰。故选:Bo4 .一个物体在两个力的作用下,处于匀
4、速直线运动状态,若其中的一个力突然消失时,则物体()A.将立即停止运动B.仍做匀速直线运动C.运动方向一定改变D.运动状态一定改变答案与解析:在两个力作用下处于匀速直线运动状态,则这两个力大小相等、方向相反,合力为零。若其中一个力突然消失,则合力必然不为零。物体在不为零的外力作用下,运动状态一定会改变,即B错误。但因不知剩下的力的方向与运动方向的关系,所以并不能判断是否停止或是运动方向改变,即A、C错误。故选:Do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=6Rv(式中R为球的半径,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
5、时速度会越来越大,最终达到一个最大值,则()A.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C.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答案与解析:由于物体下落速度到一定值后,球的重力和阻力会相等,即其会受力平衡,不再有加速度,处于匀速直线运动的平衡状态。假如球的速度达到V时最大,即此时G=f,即mg=6Rv;对于大小不同的两个球来说,其材料相同,即密度相同,由于球的体积是V=里风,故其质量是m=p里凡,所以mg=6Rv即为333P生手一g=6Rv,即该式可以化简为2V=2pRg,所以大球的R大,则其速度的极限值大。故选:B。96 .如图,在水平
6、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/m0.270.420.79B.小车受到力就运动,小车不受力就不运动C.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答案与解析:小车受到的阻力越小,平面越光滑,运动状态越难改变,速度减小的越慢;运动物体不受力,将保持匀速直线运动A、C、D正确。如果不受力将永远运动下去,小车静止时受到重力和支持力但他不动,说明力不是使物体运动的原因,B错;故选:Bo7 .在研究牛顿第一定律的
7、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:使小车滑到斜面底端时,具有相等(2)小车在不同的平面上运动的距离不等,可直接得到结论:小车受到的阻力越小,小车运动的路程越长;(3)从这个实验可推理概括出什么结论?如果小车在绝对光滑的水平面上运动,即不受到阻力作用,小车将永远沿直线运动。答案与解析:(1)使小车从同一高度滑下,目的是为了让小车到达水平面就具有相同的速度。(2)小车在不同平面上同过的距离不等,就说明了小车受到的摩擦阻力不同,小车运动距离越长就说明摩擦阻力越小;即在小车速度相等
8、的情况下,受到的阻力越小,滑行的距离越长;(3)从实验可以得出,小车受到的阻力越小,小车滑行的距离越远;因此如果小车不受阻力作用,那么小车将保持原来的速度和方向永远运动下去;即运动的小车,当不受到阻力作用时,将保持匀速直线运动。故答案为:(1)使小车滑到斜面底端时,具有相等的速度。(2)小车受到的阻力越小,小车运动的路程越长。(3)如果小车在绝对光滑的水平面上运动,即不受到阻力作用,小车将永远沿直线运动。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()A,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
9、触地面C.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、后轮同时接触地面答案与解析:(1)飞机的重心在前后轮之间,前三点式起落架飞机的重心离后轮最近,升力也基本上作用在重心附近,地面对前轮的支持力比后轮小,起飞时在升力达到一定的时候前轮先抬起来,这是一个杠杆模型;(2)飞机飞行减速后,控制动力系统都在机翼后面,后轮先着地,可以平稳降落,出现意外时,随时可以加速起飞。故选:Bo9 .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()A,加速B,减慢C.左转弯D.右转弯答案与解析:惯性是一切物体固有的性质,汽车突然向右转弯时,乘客由于惯性仍然保
10、持原来的运动状态,所以身体会向左前倾斜。故选:Do10 .关于物体的惯性,下列说法正确的是()A.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C.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答案与解析:由于一切物体在任何情况下都有惯性,并且惯性是物体的固有属性,因此ABC选项错误,D选项正确。故选:Do11 .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()A.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C.人跳起后,车在继续向前运动,所以人落下
11、后必定偏后一些,只是由于时间很短,偏后距离太小,不明显而己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答案与解析:A、人跳起后,车厢内空气给他的阻力很小,不足以使他随火车一起向前运动。故A错误。B、C、D人跳起时,水平方向由于惯性保持与火车相同的速度,而起跳后,在水平方向人不受外力做匀速直线运动,速度与火车保持相同。故BC错误,D正确。故选:Do12 .下列现象与惯性无关的是()A.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C.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答案与解析:A、跳远运动员助跑一段距离才起跳,是利用了惯性,这样跳得更远
12、一些,不符合题意;B、举重运动员把杠铃举在空中不动,原因是杠铃受到的支持力与重力平衡,与惯性无关,符合题意;C、百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来,由于惯性还要保持原来的运动状态,所以不能马上停下来,不符合题意;D、踢出去的足球之所以继续向前飞行是由于惯性,不符合题意。故选:Bo13.一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。A.(1)或(2)B.(1)或(3)C.(2)或(3)D.(2)或(4)答案与解析:由图可知:水面向右倾
13、斜。水面发生倾斜的原因是由于水具有惯性。(1)列车突然向右启动,杯子由于受到桌子的摩擦力,会随列车一起向右运动,而杯子中的水由于惯性还将保持原来的静止状态,此时水面会向左倾斜;(2)列车突然向左启动,杯子由于受到桌子的摩擦力,会随列车一起向左运动,而杯子中的水由于惯性还将保持原来的静止状态,此时水面会向右倾斜;(3)列车向右运动时突然刹车,杯子由于受到桌子的摩擦力,会随列车突然停止,而杯子中的水由于惯性还将保持原来的运动状态向右运动,所以此时水面会向右倾斜;(4)列车向左运动时突然刹车,杯子由于受到桌子的摩擦力,会随列车突然停止,而杯子中的水由于惯性还将保持原来的运动状态向左运动,所以此时水面
14、会向左倾斜;故选:C(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C.乙车做的是匀速运动D.乙车做的是减速运动答案与解析:因为甲车中的小球的悬线正好在竖直方向,说明小球的运动速度始终不变,所以甲车做匀速直线运动;因为乙车中的小球的悬线与斜面垂直,说明小球由于惯性还要保持原来的运动状态(即原来的速度大于后来的速度),向前运动的缘故导致图中现象的,因此乙小车做减速运动。故选:ADo15 .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具有惯性;石子在上升过程中,速度越来越小
15、,其原因是一石子受到重力和空气阻力作用。石子到了最高点时,假设它所受的力全部消失,则石子会静止(填“静止”或“匀速直线运动”)。答案与解析:(1)竖直向上抛出一个小石子,石子离开手,虽不受手的作用力,但由于石子具有惯性,仍会继续向上运动;(2)子在上升过程中,速度越来越小,说明其运动状态在发生变化;其原因是受到了非平衡力的作用,即受到了竖直向下的重力和空气阻力作用;(3)石子到了最高点时,将处于静止状态,此时假设它所受的力全部消失,则石子将保持静止状态;故答案为:(1)石子具有惯性;(2)石子受到重力和空气阻力作用;(3)静止。16 .如图,两根完全相同的棉线AB和CD,A端固定在天花板上,B
16、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CDoD答案与解析:任何物体都有保持静止或匀速直线运动状态的性质,金属球也不例外,金属球将保持原来静止的状态,现突然用力向下一拽D端,CD断了,AB还没有反应过来,即AB还将保持原来的运动状态不变,因此,先断的棉线为CD。故答案为:CDo17 .以下活动中,利用惯性的有,防止惯性的有。(填写序号)用力拍打,惮去身上的灰尘;跳远前,先助跑一定的距离;驾驶员行车时,要系安全带;雨雪天气,慢速行驶;标枪离开手后,飞向远处;鸭子抖动身体,水珠四溅。答案与解析:惯性在生活中有很多应用,我们利用惯性可以让物体离开力后能继续前进,如用力拍打衣服
17、时,衣服动而灰尘由于惯性离开衣服;跳远时,助跑一段距离后,人由于惯性可以在空中继续前进;标枪离开手后,能保持速度而继续前进;鸭子抖动身体时,水珠由于惯性会离开鸭子。同样,惯性也能给人类带来危害,如刹车时人会向前冲,雨雪天人会在路上滑倒等,故也要注意防止,如为了防止人在刹车时撞向玻璃,在行车时要系安全带;路滑时要减速行驶等。故答案为:;。18 .为什么交通管理部门要对汽车行驶速度进行限制?答案与解析:因汽车具有惯性,刹车后需一段时间才能停下来;速度越大,从刹车到停止的时间越长;若汽车的速度过快,出现险情时,因刹车时间太长容易造成交通事故。所以交通管理部门要对汽车的速度进行限制。4.平衡状态的判断
18、【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非平衡状态(选填“平衡”或“非平衡”),你判断的依据是小球只受重力作用.(忽略空气阻力)分析:竖直向上抛出一小球,小球到达最高点时只受重力作用,物体只受一个力的作用,根据几个力平衡的概念可知一个不能平衡.解:到达最高点时,小球只受到重力一个力的作用,所以它受到的力不是平衡力,它处于非
19、平衡状态.故答案为:非平衡,小球只受重力作用.点评:物体受到两个或两个以上的力的作用时,物体处于静止状态或匀速直线运动状态,我们说这几个力平衡.物体处于平衡状态时,它受到的力是平衡力,并且合力为零.例2:下列运动过程中,处于平衡状态的物体是()A.在空中自由下落的苹果B.竖直向上抛出的石子C.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分析;解答此题的关键是把握什么状态是平衡状态,静止状态和匀速直线运动状态是平衡状态.解:物体受到平衡力作用时能保持平衡状态,即静止状态或在空中匀速直线下降的跳伞运动.A、在空中自由下落的苹果,下落速度越来越快,不是平衡状态;B、竖直向上抛出的石子,上升
20、速度越来越小,不是平衡状态;C、沿光滑斜坡滚动的小球,速度越来越快,不是平衡状态;D、在空中匀速直线下降的跳伞运动员,处于匀速直线运动状态,是平衡状态.故选D.点评:此题主要考查学生对平衡状态的理解和掌握.判断方法:静止状态和匀速直线运动状态都是平衡状态;物体受到的力平衡时,物体处于平衡状态.【解题方法点拨】在判断物体受力是否平衡时,先要看合外力是否为零,这是个前提.物体的运动状态就为静止或匀速直线运动的状态.四.平衡状态的判断(共3小题)19.已知A、B两物体重力相等,用相同的细绳a、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a、b的断开情况是()A.都是a先断B.都是
21、b先断C.用力猛拉a先断,慢慢拉b先断D.用力猛拉b先断,慢慢拉a先断答案与解析:当慢慢拉B物体时,由于a在上端,所受到的拉力始终比b要大,所以a先断;当猛拉物体B时,由于物体A具有惯性会保持原来的静止状态,在A还没有来得及改变原有的静止状态时,绳子b就已经断了,所以b先断。故只有选项D的说法符合题意。故选:Do20 .如图,两木块A和B被水平力F通过挡板C压在竖直墙上,处于静止状态,则()A.物体A对B没有静摩擦力B.物体A对B的静摩擦力方向竖直向下C.物体A对B的静摩擦力与B对A的静摩擦力是一对平衡力D.条件不足,无法判断答案与解析:因为当前状态是静止状态,所以所有力都是平衡的。A、如果A
22、和B之间没有摩擦力的话,由于受重力,A和挡板就会往下掉,就不会处于静止状态了,故A错误。B、因为A是处于静止状态,A竖直方向的受力情况:挡板C对A的摩擦力,因为挡板C是静止的,挡板C受到的重力和摩擦力平衡,故A对挡板C的摩擦力竖直向上,根据力的作用是相互的可知,挡板C对A的摩擦力的方向为竖直向下;重力,方向为竖直向下;B对A的摩擦力。共受这三个力,且这三个力是平衡的,由于受力方向都是竖直向下的,所以B对A的摩擦力方向是竖直向上的,根据力的作用的相互性可知,A对B的摩擦力是竖宜向下的,故B正确,D错误。C、物体A对B的静摩擦力与B对A的静摩擦力是作用在不同物体上的两个力,所以不是一对平衡力,故C
23、错误。故选:Bo21 .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a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答案与解析:先对两两球连同之间的细线看成个整体,对整体进行受力分析可知,其水平方向受向左的力F和向右的力3F,故上面绳子一定向右偏;设上面的绳子与竖直方向夹角为,贝J:Tsin=2F,Tcosa=2mg,设下面绳子与竖直方向夹角为,则Tsin=F,Tcos=mg,联立可得,。=仇故选:Co5.平衡力与相互作用力的辨别【知识点的认识】两个力同时作用在同一物体
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