思维特训(一)力与运动

思维特训(一)力与运动

|典|例|分|析|

力的平衡

典例1(多选)如图1－TX－1所示，用水平推力F将A、B两木块挤压在竖直的墙壁上，木块B受到木块A的摩擦力为f1，木块B受到墙壁的摩擦力为f2，木块B重为G B，木块A重为G A，下列说法中正确的是()

图1－TX－1

A．f1和f2的方向都向上

B．f1的方向向下，f2的方向向上

C．G A＝f1＋f2

D．G B＝f2－f1

[解析] (1)A在竖直方向上，受竖直向下的重力G A作用、竖直向上的摩擦力f作用，如图1－TX－2①所示，f＝G A。B对A向上的摩擦力f与A对B 向下的摩擦力f1是一对相互作用力，大小相等，方向相反，故f＝f1，所以G A＝f1。B在竖直方向上，受竖直向下的重

力G B、竖直向下的A对B的摩擦力f1、竖直向上的墙壁对B的摩擦力f2作用，如图②所示。

图1－TX－2

由图②可知，物体B静止，处于平衡状态，由力的平衡条件得：f2＝f1＋G B，所以，G B ＝f2－f1。故B、D正确。

[答案] BD

力与运动

典例2在十字路口，一辆卡车、一辆小汽车和一辆摩托车并排停在白线的后面。绿灯

一亮，三辆车同时启动，小汽车冲在最前面，摩托车其次，卡车最慢。看到这一现象后，小

明想到了一个问题：机动车启动的快慢与哪些因素有关呢？

第二天来到学校后，小明和几个同学一起讨论这个问题，并提出了不同的假设。于是他们一起来到实验室，设计了如图1－TX－3所示的装置进行了一组实验。

图1－TX－3

在静止的小车上放上不同质量的砖块，分别用不同大小的力拉动，测出启动后 2 s内前进的距离。实验数据记录在下表中。

实验次数①②③④⑤⑥⑦⑧⑨小车和砖块的

4 4 4 8 8 8 16 16 16

总质量/kg

拉力的大小/N 1 2 4 1 2 4 1 2 4

2 s后小车离起点的

48 98 195 23 50 99 11 24 49

距离s/cm

(1)2 s内小车离起点的距离s越大，表明小车启动越________。

(2)通过比较________三次实验可以看出，在质量相等时，对小车的拉力越大，小车启

动越快，说明物体运动状态改变的快慢与力的大小有关。

(3)通过比较________三次实验可以看出，在对小车的拉力相等时，质量越大，小车启

动越慢，这说明物体运动状态改变的快慢与物体质量大小有关，也说明物体惯性大小与质量大小有关。

(4)摩托车的动力比卡车小，但启动时却比卡车快，请进一步分析实验数据后加以解释。

[解析] (1)在判断小车启动快慢时，采用了转换法，通过观察在相同时间内小车离开起

点的距离来反映小车启动的快慢，离起点距离越大，说明小车启动越快。

(2)在探究时，采用了控制变量法，由于是探究小车启动快慢与动力大小的关系，需控

制质量相等，所以可以比较①②③或④⑤⑥或⑦⑧⑨次实验的数据。

(3)在探究小车启动快慢与质量大小的关系时，需控制动力大小相等，所以可以比较①

④⑦或②⑤⑧或③⑥⑨次实验的数据。

[答案] (1)快(2)①②③或④⑤⑥或⑦⑧⑨(3)①④⑦或②⑤⑧或③⑥⑨

(4)计算拉力与质量的比值发现，比值相同，则启动快慢相同，比值越大，启动越快。

虽然卡车比摩托车的动力大，但摩托车比卡车的质量小得多，所以启动快。

|思|维|集|训|

1．2018·成都系安全带可以减小因汽车紧急刹车对人员造成的伤害，下列说法正确的

是()

A．刹车时人的惯性会消失

B．刹车时人的惯性会增大

C．刹车时人会受到向前的惯性力

D．刹车时人由于惯性会向前倾

2．2017·眉山如图1－TX－4所示，叠放在一起的物体A和B，在F＝15 N的水平拉力作用下沿水平面做匀速直线运动，则下列结论中正确的是()

图1－TX－4

A．A受到的重力与地面对A的支持力是一对平衡力

B．B受到的重力与A对B的支持力是一对相互作用力

C．B物体受到的摩擦力为0

D．若增大拉力，则A与地面间的摩擦力也随着增大

3．2017·内江如图1－TX－5所示，长方体木块M放在水平桌面上，木块m放在木块M上面，在水平拉力F的作用下一起向右做匀速直线运动，在突然撤去水平拉力F的情况下，下列判断正确的是()

图1－TX－5

A．木块m将向左倾倒

B．木块m受到方向向右的摩擦力

C．木块m对木块M的摩擦力方向向右

D．木块M受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力

4．如图1－TX－6所示，物体在重力、支持力和摩擦力的作用下沿水平面向右做减速

直线运动。假设在运动过程中重力突然消失，物体将()

图1－TX－6

A．立即停止运动

B．向右沿水平方向做减速直线运动直至停止

C．向右沿水平方向做匀速直线运动

D．向右上方做匀速直线运动

5．有甲、乙两个物体在力的作用下沿水平面做直线运动，其速度－时间图像如图1－TX－7所示。由图可知，两物体运动过程中水平方向上的受力情况是()

图1－TX－7

A．两物体都受平衡力的作用

B．两物体都受非平衡力的作用

C．甲受平衡力的作用，乙受非平衡力的作用

D．甲受非平衡力的作用，乙受平衡力的作用

6．如图1－TX－8所示，小物块A和弹簧放在光滑的水平面上，弹簧左端固定于竖直

墙面上。向左移动物块A并压缩弹簧至B处，由静止释放物块A，此后物块的运动是()

图1－TX－8

A．一直加速

B．一直匀速

C．先加速后匀速

D．先加速后减速

7．某物体在一对平衡力的作用下做匀速直线运动，现仅减小其中一个力的大小，则该

物体的运动情况是()

A．有可能做曲线运动

B．一定做变速直线运动

C．一定做加速直线运动

D．一定做减速直线运动

8．如图1－TX－9所示，甲、乙两物体叠放在水平桌面上，在F1和F2的作用下，以相同的速度向右做匀速直线运动，已知F1＝9 N，F2＝5 N。则甲物体对乙物体产生的摩擦

力大小为________N，方向________；水平桌面对乙物体产生的摩擦力大小为________N。

图1－TX－9

9．2017·襄阳如图1－TX－10所示，三个相同的物体叠放在一起，当B受到5 N的水平拉力时，三个物体一起向右做匀速直线运动，则A与B之间、B与C之间的摩擦力分别为________ N和________N。

图1－TX－10

10．2017·娄底为研究雨滴从高空下落的运动情况，小明用小木球从高处释放来模拟雨

滴的下落(如图1－TX－11所示)。他查阅资料了解到：物体下落过程中会受到空气阻力的作用，阻力f的大小与物体的速度v的平方成正比，公式为f＝kv2(k为比例常数)。小木球质量为m，让木球从足够高处由静止下落，则小木球在整个竖直下落过程中的速度是

________(选填“一直增大”“先增大后匀速”或“先增大后减小”)，小木球下落过程中能达到的最大速度为________。

图1－TX－11

11．小明通过实验探究物体受力情况与运动状态之间的关系。他在弹簧测力计下悬挂一个3 N的钩码(如图1－TX－12所示)，钩码的运动状态与弹簧测力计的示数记录如下表所示：

图1－TX－12

实验次数钩码的运动状态弹簧测力计示数/N

①匀速向上运动 3.0

②匀速向下运动 3.0

③加速向上运动 4.5

④加速向下运动 2.3

⑤减速向上运动 2.4

⑥减速向下运动 3.8

(1)由①②可知，钩码做匀速直线运动时，弹簧测力计对钩码的拉力________(选填“大于”“等于”或“小于”)钩码的重力。

(2)由③⑥可知，钩码加速向上运动或减速向下运动时，弹簧测力计对钩码的拉力

________(选填“大于”“等于”或“小于”)钩码的重力。

(3)由④⑤可知，钩码加速向下运动或减速向上运动时，弹簧测力计对钩码的拉力

________(选填“大于”“等于”或“小于”)钩码的重力。

(4)小明在体重计上静止时，体重计的示数为550 N，当小明从站立到迅速蹲下的过程中，可看作先加速向下运动，然后减速向下运动，最后静止，据(1)(2)(3)中的结论可知体重计的示数变化为：______________________________________________________________

________________________________________________________________________。

详解详析

1．D[解析] 惯性是物体的一种属性，任何物体都有惯性，惯性只有大小而无方向。

车在行驶时，人随车向前运动，当刹车时，人由于惯性会向前倾。

2．C[解析] A受到的重力与地面对A的支持力大小不相等，不是一对平衡力，故A 错误。B受到的重力与A对B的支持力是作用在同一个物体上的两个力，不是一对相互作

用力，故B错误。A、B同时向前做匀速直线运动，所以A、B之间没有相对运动的趋势，B 不受摩擦力的作用，即B物体受到的摩擦力为0，故C正确。若增大拉力F，A对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以A与地面间的摩擦力不变，故D错误。

3．C[解析] 木块m放在木块M上面，在水平拉力F的作用下一起向右做匀速直线运动，在突然撤去水平拉力F的情况下，m下部很快减速，而m上部由于惯性仍然保持原来

的运动速度，故会向右倾倒，故A错误。m由于具有惯性，相对于M来说有向右运动的趋势，故所受摩擦力是向左的，故B错误。M对m的摩擦力与m对M的摩擦力是一对相互作用力，故木块m对木块M的摩擦力向右，故C正确。地面对M的支持力等于m和M的总重力，故D错误。

4．C[解析] 假设在运动过程中重力突然消失，则物体对水平面的压力、水平面对物

体的支持力和摩擦力都会同时消失。根据牛顿第一定律我们知道，物体不受外力作用时，原来静止的物体将永远保持静止状态；原来运动的物体将永远做匀速直线运动，速度的大小和方向都不改变。因为物体原来是向右运动的，故当外力突然消失，物体仍然保持原来的运动

状态，所以物体将保持原来的速度向右做匀速直线运动。

5．C[解析] 由图可知，甲做匀速直线运动，乙做加速直线运动，所以甲受平衡力的

作用，乙受非平衡力的作用。

6．C[解析] 水平面光滑，物块A不受摩擦力。被压缩的弹簧在恢复原长前，对物块

A施加向右的推力，使得物块A受力加速向右运动；当弹簧恢复原长后，不再给物块A施力，物块A在水平方向不受任何力的作用，将保持匀速直线运动状态向右继续运动。

7．A[解析] 如果一个物体在水平方向上做匀速直线运动，受到一对竖直方向上的平

衡力，平衡力中的一个力减小时，合力与速度方向不共线，物体可能做曲线运动，故A正确。如果在竖直方向做匀速直线运动的物体在竖直方向受到一对平衡力的作用，当一个力减小时，合力不为零，速度一定变化，如果是与速度方向相同的力减小，则合力与速度方向相反，速度减小；如果是与速度方向相反的力减小，则合力与速度方向相同，则速度变大；故

B、C、D错误。

8．5水平向左 4

[解析] 在水平方向上，甲受水平向左的拉力F2、水平向右的乙对甲的摩擦力f，甲做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：f＝F2＝5 N。物体间力的作用是相互的，则甲

对乙的摩擦力f′＝5 N，方向水平向左。甲、乙两物体整体在水平方向上受水平向左的拉力

F2、水平向左桌面对乙的摩擦力f地、水平向右的拉力F1，它们一起做匀速直线运动，处于

平衡状态，由平衡条件得：F1＝F2＋f地，f地＝F1－F2＝9 N－5 N＝4 N。

9．05[解析] 对A受力分析，A受竖直方向的重力和B对A的支持力，由于三个物

体一起向右做匀速直线运动，A与B相对静止，故A、B之间不存在摩擦力，即摩擦力为0 N；对A、B整体进行受力分析，受重力、C对它们的支持力、水平向右的拉力，以及C对B的摩擦力，由于三个物体一起向右做匀速直线运动，处于平衡状态，故B、C之间的摩擦力等于拉力，f BC＝F＝5 N。

10．先增大后匀速mg k

[解析] (1)小木球所受的重力不变，开始下落时，小木球的速度较小，所受阻力较小，

合力向下，小木球向下做加速运动；由题知，速度增大时，所受阻力增大，当速度达到一定

值后，小木球所受阻力与重力相等，小木球所受合力为零，处于平衡状态，做匀速直线运动，速度保持不变；所以，整个过程中小木球的速度先增大后不变。

(2)由(1)可知，小木球做匀速直线运动时速度最大，根据力的平衡可得G＝f，因为f＝

kv2，所以G＝mg＝kv2，解得最大速度为v＝mg k

。

11．(1)等于(2)大于(3)小于

(4)先小于550 N，后大于550 N，最后等于550 N

[解析] (1)因为钩码做匀速直线运动，此时二力平衡，所以弹簧测力计对钩码的拉力等

于钩码的重力。

(2)钩码在加速向上或减速向下运动时，受非平衡力作用，由③⑥可知：弹簧测力计的

示数，即弹簧测力计对钩码的拉力大于钩码的重力，合力方向向上。

(3)钩码在加速向下或减速向上运动时，受非平衡力作用，由④⑤可知：弹簧测力计对

钩码的拉力小于钩码的重力，即合力方向向下。

(4)小明从站立到迅速蹲下的过程中，分为三个阶段：

①加速向下运动，由(3)的结论知：小明受到的合力F方向向下，那么体重计的支持力(即

示数)：F示＝G－F＜G＝550 N；

②减速向下运动，由(2)的结论知：小明受到的合力F方向向上，体重计的支持力(即示数)：F示＝G＋F＞G＝550 N；

③静止，此时小明受平衡力的作用，合力为0，体重计的支持力，即F示＝G＝550 N。

综上分析可知，整个过程体重计的示数先减小后增大，最后等于550 N。