8.3 力改变物体的运动状态 练习
一、单选题
1．下列现象中，物体运动状态发生变化的是
A．平直公路上匀速行驶的汽车
B．小球在水平桌面上做匀速圆周运动
C．飞艇静止在空中
D．在空中匀速直线上升的气球
2．关于力和运动的认识，以下描述正确的是（ ）
A．物体受力越大，速度越快
B．物体不受力时，速度一定为
C．力就是物体对物体的推、拉、提、压作用
D．两个相互接触的物体间有摩擦力，必受压力的作用
3．关于平衡力，下列说法正确的是
A．物体在平衡力的作用下一定保持静止状态
B．作用在物体上的两个力三要素完全相同，这两个力一定是平衡力
C．物体受到重力和拉力的作用，这两个力方向相反，它们一定是平衡力
D．在平衡力的作用下保持运动的物体，一定在做匀速直线运动
4．2022年2月20日，北京冬奥会圆满闭幕，全世界的目光再次聚焦北京。如图所示是运动员正在滑雪的场景，下列说法正确的是（ ）
A．运动员对滑雪板的压力与运动员受到的重力是一对平衡力
B．运动员用滑雪杆撑地加速滑行，说明力是维持物体运动的原因
C．运动员受到的重力与滑雪板对运动员的支持力是一对相互作用力
D．运动员在水平滑向终点时，停止用力不能立即停下来是因为他具有惯性
5．中国已成为机器人与智能装备产业全球最大的应用市场，如图所示是送餐机器人工作时在水平直线轨道上匀速前行，下列说法正确的是（ ）
A．餐盘受到的重力和机器人受到的重力是一对相互作用力
B．机器人对地面压力与地面对机器人的支持力是一对平衡力
C．餐盘受到平衡力作用
D．机器人在水平地面匀速前行时不受摩擦力的作用
6．下面说法不正确的是（ ）
A．物体质量越大，惯性越大
B．力是保持物体运动状态的原因
C．物体的惯性越大，物体的运动状态越难改变
D．突然刹车时，乘客向前倾倒是因为惯性
7．同一个物体先后在水平拉力F1、F2、F3、F4的作用下，在同一粗糙水平面上沿水平方向运动．如图是四次运动的路程-时间图像，由图像可以判断
A．F1>F2=F3>F4 B．F2=F1>F3>F4 C．F4>F3=F2>F1 D．F3>F1=F2>F4
8．排球是体育项目之一，同学们在打排球时，下列分析正确的是（ ）
A．排球上升到最高点时受平衡力的作用
B．排球上升到最高点时只受重力的作用
C．排球下降时速度增大，说明力是维持物体运动的原因
D．排球离开手后还能继续向上运动是由于受到惯性的作用
9．关于运动和力的关系，正确的是（ ）
A．物体受到力的作用，运动状态一定发生改变
B．物体不受力的作用，运动状态一定不会改变
C．物体运动状态不变，说明它不受力的作用
D．物体运动状态改变了，不一定受到力的作用
10．下列情形中，物体运动状态不变的是（ ）
A．图甲中减速下落的跳伞运动员
B．图乙中利用撑杆越过高处的跳高选手
C．图丙中用力推而未动的木箱
D．图丁中绕地球匀速转动的中国空间站
二、多选题
11．下列说法错误的是
A．力是使物体位置变化的原因
B．力是改变物体运动速度大小的原因
C．力是改变物体运动速度方向的原因
D．力是维持物体速度不变的原因
12．关于运动和力，下列说法正确的是
A．物体受到平衡力作用时，一定处于静止状态
B．物体没有受到外力作用时，一定处于匀速直线运动状态
C．静止的物体，如果受到推力的作用，它的运动状态可能不变
D．要改变物体的运动状态，一定要对它施加力的作用
三、填空题
13．小华在超市购物时，用30N的力水平推着重150N的购物车匀速直线前进，此时购物车受到的摩擦力为 N；突然前方不远处有小孩窜出，小华马上用50N的水平力向后拉购物车，使其减速前进，此时购物车水平方向所受合力为 N。
14．小丽在超市购物时，用5N的水平力推着一辆重为80N购物车在水平地面上做匀速直线运动，这时小车受到地面的摩擦力为 N；突然，她发现前面有一个小孩，她马上有20N的水平力向后拉小车，使小车减速，在减速运动的过程中，小车受到地面的摩擦力为 N。
15．质量是50kg的长方体木块放在水平的桌面上，在100N的水平拉力的作用下向西做匀速直线运动，则木块受到的摩擦力大小为 N，方向 ；受到的重力是 N，方向 ；若受120N的水平拉力作用时，则木块受到的摩擦力为 N，运动状态 （填“不变”或“改变”）。（g取10N/kg）
16．冰壶和冰球运动是冬奥会比赛项目。某次练习中，两运动员分别同时控制冰球甲、乙从A匀速直线向右滑行到B，水平推力大小相等。每经过1s，频闪摄影记录冰球的位置如图a，在B时撤去推力，两球分别静止在C和D处；
（1）从A运动到B的过程中，甲、乙的速度v甲 v乙（选填“>”、“=”或“>”），若以甲为参照物，乙 （选填“向左运动”、“向右运动”或“静止”）；
（2）从B运动到C的过程中，两冰球所受摩擦力f甲 f乙（选填“>”、“=”或“>”）；
（3）若乙冰球向右运动的过程中撞击静止的冰球丙，撞击力为F，撞击分离后丙向右运动；在图b方框内画出分离后丙运动过程中受到的力的示意图 。（以表示丙）
四、实验题
17．一个物体只受重力作用的情况，在实际中是不存在的．物理学中有时为了研究问题的方便，可以忽略一些对研究问题影响不大的因素（比如空气阻力）．小梅同学在学习了有关力和运动的知识后做出一个判断，她认为一个物体如果只受重力作用，一定会竖直向下运动．请你利用身边的物品或实验器材设计一个实验，说明小梅的结论是不正确的．
（1）写出你选用的物品或实验器材：
（2）简述实验过程、实验现象：
18．某同学用如图所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响。他在水平台面上铺上不同材料，让同一小车从斜面上的同一高度由静止滑下，在小车停下的位置分别做上标记A、B、C。
（1）用同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下是为了使小车到达水平面时小车的 ；
（2）若水平面上铺的材料种类是毛巾、木板、棉布，则标记C是小车在 表面下停下的位置；
（3）当小车在水平台面上运动时，台面对小车的支持力和 是一对平衡力；
（4）三次实验中，小车在 表面上停止的最慢，是因为小车在该表面受到的阻力最 （选填“大”或“小”）；进一步推理可知，若水平面绝对光滑，则小车会在水平面上做 运动；
（5）对上述实进行分析并进一步推理：如果运动的物体在没有受到力的作用时，将 。
五、综合题
19．第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年由北京市和张家口市联合举办。冰壶运动是在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，很有观赏性。
（1）如图甲所示，在某次比赛过程中，运动员将冰壶投掷出去。冰壶在水平冰面上将做 （选填“加速”、“减速”或“匀速”） 运动。
（2）请在图乙中画出冰壶脱手后，直线向前运动时的受力示意图（不考虑空气阻力）。
20．物体在流体(气体或液体)中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫做流体阻力． 流体阻力大小与物体运动速度大小有关，速度越大，阻力越大，流体阻力大小还跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；此外，流体阻力跟物体的形状有关，头圆尾尖（这种形状通常叫做流线型）的物体受到的阻力较小．物体（例如雨滴）从高空由静止下落，速度会越来越大，所受阻力也越来越大，下落一段距离后，将以某一速度做匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度．根据以上资料分析回答：
（1）雨滴在高空形成后开始下落的一段时间内做 运动，此时重力 阻力．（填“大于”“等于”或“小于”）
（2）雨滴下落一段距离后，受到空气阻力增大到等于 时，就不再增大，此时雨滴受力满足 ，雨滴将做 运动．
（3）假设雨滴下落时的阻力与雨滴速度的平方成正比，即F阻=kv2，其中k=1×10-4N/(m/s)2，则一个质量为0.25g的雨滴下落时的收尾（匀速）速度约为 m/s．（g=10N/kg）
六、计算题
21．重力为0.196牛的冰雹从高空竖直下落，受到0.1牛的阻力，求冰雹受到的合力的大小和方向。
22．一滴质量为0.25g的雨滴从高空由静止开始竖直落下（不计横向风的影响），设雨滴下落过程中受到的空气阻力F阻与下落速度的平方（v2）成正比，关系为F阻=k v2，其中k为常数，且k=110-4N·s2/m2。求：
（1）该雨滴的重力？
（2）该雨滴匀速下落时所受空气阻力的大小？
（3）雨滴匀速下落时的速度为多少？
（4）请在图画出从开始下落到落地这一过程中雨滴的运动速度随时间变化的图像。（描绘出大致变化情况即可）
参考答案：
1．B
【详解】A. 在水平路面上，汽车做匀速直线运动，物体的速度大小和方向都没有发生改变，所以物体的运动状态没有改变，故不符合题意；
B. 做匀速圆周运动的小球，小球的方向不停地发生改变，速度在变化，所以物体的运动状态发生改变，故符合题意；
C. 飞艇静止在空中，飞艇速度大小和方向都没有发生改变，所以物体的运动状态没有改变，故不符合题意；
D. 在空中匀速直线上升的气球，气球速度大小和方向都没有发生改变，所以物体的运动状态没有改变，故不符合题意．
2．D
【详解】A．物体运动速度的大小与受力大小无关，物体受力越大，速度可能越慢，故A错误；
B．由牛顿第一定律可知，物体不受力时，可以做匀速直线运动，速度不为零，故B错误；
C．力是物体对物体的作用，物体之间的推、拉、提、压、吸引或排斥等，都体现了物体间的相互作用，故C错误；
D．两物体的接触面粗糙、物体间存在压力、物体间有相对运动或相对运动趋势时，物体间存在摩擦力，所以两个相互接触的物体间有摩擦力，必受压力的作用，故D正确。
故选D。
3．D
【详解】A．物体在平衡力的作用下，物体处于静止状态或匀速直线运动状态，所以A选项说法错误；
B．二力的三要素相同，由于力的方向相同，所以二力一定不是平衡力，所以B选项说法错误；
C．物体受到的拉力可能小于或大于重力，所以拉力和重力不一定是平衡力，故C选项说法错误；
D．运动的物体在平衡力的作用下，一定保持匀速直线运动状态，D选项说法正确．
4．D
【详解】A．运动员对滑雪板的压力与运动员受到的重力，方向都是向下的，故不是一对平衡力，故A错误；
B．运动员用滑雪杆撑地加速滑行，运动的运动状态发生了改变，说明力是改变物体的运动状态的原因，故B错误；
C．运动员受到的重力与滑雪板对运动员的支持力是一对平衡力，这两个力作用在同一个物体，不是一对相互作用力，故C错误；
D．不能立即停下来是因为他具有惯性，要保持原来的运动状态继续前进，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】A．餐盘受到的重力和机器人受到的重力都是竖直向下的，两个力方向相同，并且大小不相等，不满足相互作用力的条件，不是一对相互作用力，故A错误；
B．机器人对地面的压力作用在地面上，而地面对机器人的支持力作用在机械人上，两个力作用在不同的物体上，不满足平衡力的条件，所以不是一对平衡力，故B错误；
C．餐盘跟机器人一起做匀速直线运动，处于平衡状态，受到了平衡力作用，故C正确；
D．机器人能在水平地匀速前行，受到平衡力的作用，水平方向上受到的两个力，动力和摩擦力是一对平衡力，故D错误。
故选C。
6．B
【详解】A、质量是物体惯性大小的唯一量度，与速度无关，物体的质量越大，惯性越大故A正确；
B根据伽利略理想斜面实验研究结果得知：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，故B错误．
C、物体的惯性越大，物体的运动状态越难改变，这种说法正确；
D、突然刹车时，乘客正是因为惯性仍要保持原来的运动状态所以向前倾倒．正确
故答案选：B
【点睛】本题就是看对惯性概念的理解，惯性就是物体保持原来的运动状态的性质，惯性的大小与物体的运动状态无关，惯性大小的唯一量度是物体的质量．
7．C
【详解】同一个物体在相同的粗糙平面上沿着水平方向运动，压力相同，接触面的粗糙程度相同，所以物体受到的摩擦力相同；
根据s-t图象知，物体在F1的作用下，随着时间的增加，路程增加得越来越慢（即图象越来越平缓），所以物体做减速直线运动，此时拉力小于摩擦力，即F1＜f；物体分别在F2和F3的作用下，运动的路程与时间成正比，则物体做匀速直线运动，此时拉力等于摩擦力，即F2=F3=f；
物体在F4的作用下，随着时间的增加，路程增加的越来越快（即图象越来越陡），所以物体做加速直线运动，此时拉力大于摩擦力，即F4＞f；
综合分析可知F4＞F3=F2＞F1；
8．B
【详解】AB．排球上升到最高点时只受到重力的作用，受力不平衡，故A错误，B正确；
C．排球下降时速度增大，是因为受到竖直向下的重力的作用，说明力是改变物体运动状态的原因，故C错误；
D．排球离开手后还能继续向上运动是由于排球具有惯性，不能说受到惯性的作用，故D错误。
故选B。
9．B
【详解】A．物体受到非平衡力的作用时，运动状态一定会发生改变，但是受到平衡力的作用时，运动状态就不会发生变化，故A错误；
B．物体不受力的作用时，可能处于静止状态或匀速直线运动状态，运动状态一定不会改变，故B正确；
C．物体的运动状态不变，可能不受力也可能受平衡力，故C错误；
D．物体运动状态发生改变了，一定受到力的作用，故D错误。
故选B。
10．C
【详解】A．图甲中减速下落的跳伞运动员，速度大小发生变化，其运动状态发生改变，故A不符合题意；
B．图乙中利用撑杆越过高处的跳高选手，速度大小和运动方向发生变化，其运动状态发生改变，故B不符合题意；
C．图丙中用力推而未动的木箱，相对地面保持静止状态，其运动状态不发生改变，故C符合题意；
D．图丁中绕地球匀速转动的中国空间站，运动方向发生改变，其运动状态发生改变，故D不符合题意。
故选C。
11．AD
【详解】A. 在没有受到力的情况下物体做匀速直线运动，也就改变了物体的位置，故A错误，符合题意；
B. 物体运动状态的改变，包括运动速度大小的改变，力是改变物体运动速度大小的原因，故B正确，不符合题意；
C. 物体运动状态的改变，是指物体运动方向或运动快慢的改变或它们同时改变，故C正确，不符合题意；
D. 力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动速度不变的原因，故D错误，符合题意。
故选AD。
12．CD
【分析】力是改变物体运动的原因；物体在平衡力的作用下会保持静止或者匀速直线运动，物体在非平衡力的作用下会做变速运动．
【详解】AB、物体在平衡力或者不受力的作用时会保持静止状态或者匀速直线运动的状态，故A、B错误；
C、若物体在地面上处于静止状态，如果受到推力与其受到的摩擦力平衡，则物体仍处于静止状态，故C正确；
D、力是改变物体运动状态的原因，所以要改变物体的运动状态，必须对它施加力的作用，故D正确．
故选CD．
13． 30 80
【详解】[1]用30N的水平力推着小车在水平地面上做匀速直线运动，购物车受到推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力是
f=F=30N
[2]当购物车在减速运动时，小车所受摩擦力与向后的拉力方向相同，水平向后，滑动摩擦力大小不变，还是30N，故合力为二力大小之和，即
F合=F′+f=50N+30N=80N
14． 5 5
【详解】[1]购物车在5N的水平推力作用下在地面上做匀速直线运动，即处于一种平衡状态，所以说，购物小车受到了平衡力的作用，经分析可知，此时水平方向上只存在两个力：水平向前的推力和水平向后的摩擦力，这是一对平衡力，大小相等，即5N。
[2]小车在水平方向受拉力和摩擦力的作用，二力方向相同，所以在减速的过程中，由于对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，故摩擦力不变仍为5N。
15． 100 水平向东 500 竖直向下 100 改变
【详解】[1][2][3][4]由题意知，长方体木块的重力为
重力的方向始终竖直向下。长方体木块在水平桌面上向西做匀速直线运动，水平方向上受到拉力和摩擦力是平衡力，根据二力平衡力的条件得
摩擦力方向与木块运动方向相反，即水平向东。
[5][6]压力大小、接触面的粗糙程度不变，摩擦力也不变仍为100N，在120N的水平拉力的作用下长方体木块将向西做加速直线运动，其运动状态改变。
16． < 向右运动 =
【详解】（1）[1]由图可知从A到B运动相同的距离，甲所用的时间比乙用的时间长，所以甲的速度小于乙的速度。
[2]因为甲的速度小于乙的速度，所以乙相对于甲向右运动，即以甲为参照物，乙向右运动。
（2）[3]因为两运动员分别同时控制冰球匀速运动时，水平推力大小相等，所以两球受到的滑动摩擦力大小相等，撤去推力后，两个冰球对冰面的压力，两个冰球和冰面的接触面粗糙程度不变，所以两个冰球所受到的摩擦力仍然相等。
（3）[4]两个冰球撞击分离后，冰球丙由于具有惯性将继续向前运动，最终在摩擦力的作用下停止运动，所以在水平方向上只受到摩擦力，竖直方向上有重力和支持力成一对平衡力，如下图所示
17．选用的物品或实验器材：橡皮
简述实验过程：将橡皮竖直向上抛出
实验现象：橡皮会上升一段距离后竖直向下落下
【详解】（1）根据题意，实验器材可以选用学习用品，例如：橡皮
（2）实验过程：将橡皮竖直向上抛出
橡皮只受重力作用，且与初速度方向相反，所以，观察到的实验现象是：橡皮被抛出后会上升一段距离后竖直向下落下
18． 初速度相同 木板 重力 木板 小 匀速直线运动 保持匀速直线运动
【详解】（1）[1]为了使小车到达水平面时小车的初速度相同，需要用同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下。
（2）[2]若水平面上铺的材料种类是毛巾、木板、棉布，则标记C距离最远，所以应该是相对光滑的表面，受阻力最小。即应该是小车在木板表面下停下的位置。
（3）[3]当小车在水平台面上运动时，竖直方向上静止处于平衡状态，且竖直方向上小车只受竖直向上的支持力和竖直向下的重力，故属于平衡力。
（4）[4][5[6]小车在三个水平面上运动时，水平面越光滑，说明水平面粗糙程度越小，小车受到的摩擦阻力越小，小车运动的距离越远。所以小车在木板表面上停止的最慢，是因为小车在该表面受到的阻力最小；由上述实验可推理得：如果运动的物体在没有受到力的作用时，将做匀速直线运动。
（5）[7]如果水平面绝对光滑，没有阻力的话小车将会一直运动下去，做匀速直线运动，这种研究方法是推理法。
19． 减速
【详解】（1）[1]运动员将冰壶投掷出去，冰壶与水平冰面之间存在摩擦力，所以将做减速运动。
（2）[2]冰壶在运动的过程中，竖直方向上的重力和支持力是一对平衡力，大小相等；水平方向上受到水平向左的摩擦力的作用，这三个力都作用在冰壶的重心上，如下图所示：
20． 加速 大于 重力 二力平衡条件 匀速直线运动 5
【详解】（1）雨滴在高空形成后从静止开始下落后，由于开始重力大于阻力，合力方向向下，所以做加速运动；
（2）雨滴下落过程中，当雨滴受到的阻力等于重力时，雨滴受力平衡，即阻力和重力构成一对平衡力，雨滴的速度不再改变，开始做匀速直线运动；
（3）由题意知，当雨滴下落到收尾速度时，
阻力F阻=G=mg=0.25×10 3kg×10N/kg=2.5×10 3N；
由F阻=kv2得,v===5m/s．
21．0.096N，方向是竖直向下
【详解】解：冰雹的重力为0.196N，方向竖直向下，下落受到0.1N的阻力，方向竖直向上。重力与阻力的合力为
重力大于阻力，因此方向是竖直向下。
22．（1）2.510-3N；（2）2.510-3N；（3）5m/s；（4）
【详解】（1）根据可知，该雨滴的重力为
（2）雨滴匀速下落时，受竖直向下的重力G，竖直向上的空气阻力F阻作用而处于平衡状态，由平衡条件可得
F阻=G=2.5×10－3 N
（3）雨滴匀速下落时，由于
F阻＝2.5×10－3 N
因为F阻=kv2，所以
（4）雨滴所受重力不变，开始下落时，雨滴速度较小，所受阻力较小，合力向下，雨滴向下做加速运动，当速度达到一定值后，雨滴所受重力与阻力相等，雨滴所受合力为零，处于平衡状态，做匀速直线运动，速度保持不变，雨滴的速度随时间变化关系如答图所示。
答：（1）该雨滴的重力为；
（2）该雨滴匀速下落时所受空气阻力为；
（3）雨滴匀速下落时的速度为5m/s；
（4）从开始下落到落地这一过程中雨滴的运动速度随时间变化的图像如下
