课后练习解答提示

练习一（课本第5页）

（1）举出几个实例，说明力是物体之间的相互作用．

     答：放在桌子上的墨水瓶对桌子施加了压力，同时桌子对墨水瓶有支持力；踢足球时，脚对足球有弹力的作用，同时脚受到足球的弹力．

（2）画出以下几个力的图示，并指出受力物体和施力物体．

    a．人对车水平向右的推力250 N．

b锤对钉子竖直向下的打击力400 N．

     答：人对车水平向右的推力如图1—1，铁锤对钉子竖直向下的打击力如图1—2，水对船竖直向上的浮力

（3）画出下面几个物体受到的重力的图示．

     a．放在水平桌面上的质量m＝0.05 kg的墨水瓶．

   　c．沿着滑梯下滑的质量m＝20 kg的小孩．

     d．抛出后在空中飞行的质量m=4 kg的铅球．

     答：a．如图1—4所示．　b．如图1—5所示．　c．如图1—6所示．　d．如图1—7所示．

（4）重量为12 N、质量分布均匀的等厚正三角形薄板，被一根细绳悬吊着静止（图l—8）．试标出薄板重心的位置．根据初中学过的二力平衡条件．求出绳对薄板作用力的大小和方向，画出薄板受力的图示．

     答：三角形三条中线的交点是三角形的几何重心，均匀正三角形薄板的重心就在正三角形的几何重心上（图1—9中的C点）作用在薄板上的重力G和绳的拉力F平衡，由二力平衡条件可知，F＝G＝12 N，F的方向竖直向上，受力图如图1—9所示．

练习二（课本第8页）

（1）在水平桌面上有两个球，它们靠在一起，但不互相压挤，它们之间有强力的相互作用吗？为什么？

     答：它们之间没有弹力的作用．因为两球不相互挤压，没有发生形变．

（2）停放在地面上的篮球，受到几个力的作用？施力物体各是什么物体？各是哪种性质的力？各力的方向是怎样的？画出物体受力的示意图．

     答：篮球受到重力和支持力的作用．施力物体分别是地球和地面．重力的方向竖直向下，地面的支持力是弹力，方向竖直向上．力的示意图1—l0所示．

（3）用两根绳子把一个小工艺品挂起来（图1—11），小工艺品受到几个力的作用？各是什么物体对它的作用？各是哪种性质的力？各力的方向是怎样的？画出受力的示意图．

（4）质量均匀的钢管，一端支在水平地面上，另一端被一根竖直绳悬吊着（图1—13），钢管受到几个力的作用？各是什么物体对它的作用？各是哪种性质的力？各力的方向是怎样的？画出钢管受力的示意图．

（5）一个重量G＝10 N的物体静止地放在斜面上，斜面的倾角（斜面和水平面的夹角）为45°，斜面对物体的支持力F＝7 N，画出所给情景的示意图，并选择一定的标度，画出重力G和支持力F的图示．

     答：重力G和支持力F的图示如图1—15所示．

练习三（课本第11页）

（1）手压着桌面向前移动，会明显地感觉到有阻力阻碍手的移动．手对桌面的压力越大，会感到阻力越大．试一试，并说明道理．

     答：手压着桌面向前移动时手受到桌面的滑动摩擦力作用，滑动摩擦力的方向与手移动的方向相反，阻碍手的移动．因为滑动摩擦力的大小与压力成正比，手对桌面的压力越大，滑动摩擦力也越大，阻力就越大．

  木箱从原地移动以后，用38 N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速运动．这时木箱所受的滑动摩擦力F＝__，动摩擦因数欤絖_．

（3）在上题中，如果用20 N的水平推力推木箱，木箱是否会从原地移动？有没有相对运动的趋势？所受静摩擦力F＝__．

  用80 N的水平推力推着木箱运动，木箱所受的滑动摩擦力F＝__．

     答：用20 N的水平力推上题中的木箱，木箱不会移动，但有相对运动的趋势，此时木箱所受的静摩擦力F′＝20 N．用80 N的水平力推木箱运动，木箱所受的滑动摩擦力仍为F＝38 N．

（4）用20 N的水平力拉着一块重量为40 N的砖，可以使砖在水平地面上匀速滑动．求砖和地面之间的动摩擦因数．

     解：由于砖在20 N水平恒力下匀速滑动，砖在水平方向上所受的两力平衡，即拉力与滑动摩擦力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上．

  这两个力也满足二力平衡的条件，有N＝G＝40 N．由牛顿第三定律可知，地面对砖的支持力N与砖对地面的压力N′是一对作用力和反作用力，因此有N＝N′＝40 N．

思考与讨论（课本第13页）

  根据你所作的图，研究下面的问题：

（1）栌°增大到180°的过程中，合力F的大小怎样变化？

（2）什么情况下合力最大？最大值等于多大？什么情况下合力最小？最小值等于多大？

练习四（课本第14页）

（1）有两个力，一个是8 N，一个是12 N，合力的最大值等于__，最小值等于__．

     解：合力最大值＝8 N＋12 N＝20 N，最小值＝12 N－8 N＝4 N．

（2）有两个力，一个是10 N，一个是2 N，它们的合力能等于5 N，10 N，15 N吗？

     答：两个力的夹角为0°时，合力最大，等于12 N；两个力的夹角为180°时，合力最小，等于8 N．因此两个力的合力必定在最小值8 N和最大值12 N之间．可见合力可能为10 N，但不可能等于5 N和15 N．

（3）用两根结实的绳子拉一辆陷在泥地里的车，两条绳对车的拉力都是2000 N，两绳互成45°角．用作图法求出合力的大小和方向．

（4）两个力互成30°角，大小分别是90 N和120 N．用作图法求出合力的大小和方向．

     如果这两个力的大小不变，两力间的夹角变为150°，用作图法求出合力的大小和方向．

练习五（课本第15页）

    解：分别如图1—25甲、乙、丙所示．

（2）一个物体的重量为20 N，把它放在一个斜面上，斜面长与斜面高之比是5：3．把重力分解，求出平行于斜面使物体下滑的分力和垂直于斜面使物体紧压斜面的分力．

（3）把竖直向下的180 N的力分解为两个分力，一个分力在水平方向上并等于240 N，求另一个分力的大小和方向．

习题（课本第16页）

（1）水平射出的箭，斜向上方投出的篮球，斜向下方击出的网球（图l—29），它们各受几个力的作用？画出受力示意图．不计空气阻力．

     答：它们都只受到重力的作用，受力示意图略．

（2）放在水平光滑冰面上的木块．受到斜向上方的拉力F，沿冰面向右运动（图1—30）．画出木块的受力示意图．

     所谓光滑，是指木块与冰面间的摩擦力很小，可以忽略不计．

（3）如图1—32所示，一个球停放在两块光滑夹板a和b中间．球受几个力的作用？画出受力示意图．

（5）一只啤酒瓶，在下列情况下是否受到摩擦力的作用？如果受到，摩擦力的方向如何？

     a．啤酒瓶静止在粗糙水平桌面上．     b．啤酒瓶静止在倾斜的桌面上．

     c．啤酒瓶被握在手中，瓶口朝上．     d．啤酒瓶压着一张纸，挡住啤酒瓶把纸抽出．

  答：  a．如图l—35（a）所示． b．如图l—35（b）所示．  c．如图1—35（c）所示．  d．如图l—35（d）所示．图l—35

     a．啤酒瓶静止在水平桌面上．啤酒瓶只受到竖直方向上的两个力的作用，即自身的重力和桌面对它的支持力N的作用．这两个力是一对平衡力．同时在水平方向上合力也为零，因而不受摩擦力的作用．

     d．抽出纸时啤酒瓶未动．此时啤酒瓶在水平方向上受力平衡．它受到一个纸对它的滑动摩擦力和挡住瓶的力．两者等大反向．

（6）如图l—36所示，为了防止电线杆倾倒，常在两侧对称地拉上钢绳．设两条钢绳间的夹角是60°，两条钢绳的拉力都是300 N，求两条钢绳作用在电线杆上的合力．

     解：以5 mm长的线段表示100 N的力，作出力的平行四边形，如图1—37所示．用刻度尺量得合力F的对角线长为26 mm，

（7）两人共提一桶水（图1—38），两人手臂间的夹角大些省力，还是小些省力？说明理由，并用橡皮筋做个简单的实验，证明你的结论．

     答：提绳间的夹角小些省力．两人所用的力的合力应该等于一桶水所受的重力．因此这两个力的合力大小一定，当两力夹角较小时，用较小的两个力就能合成等于这个一定的合力．

 

课后练习解答提示

练习一（课本第21页）

（1）平常我们说的太阳升起和落下，是用什么做参考系的？我们说地球绕着太阳运动，又是用什么作参考系的？

     答：平常我们说的太阳升起和落下，是用地面或固定在大地上的物体为参考系的．我们说地球绕太阳运动，是以太阳为参考系的．

（2）研究自行车的车轮绕车轴的运动时，能不能把自行车当做质点？研究马路上行驶的自行车的速度时，能不能把自行车当作质点？

     答：研究自行车的车轮绕车轴的转动时，不能把自行车当作质点．因为如果当成质点，对质点而言是不存在转动问题的．而研究在马路上行驶的自行车的速度时，则可以把自行车当作质点．因为在这种情况下，自行车车身上各点的运动情况即行驶速度相对于地面上静止物体来说是相同的．

（3）我国运动员王军霞在1996年第26届奥运会上创造了女子5000 m的奥运会记录：14 min 59.88 s．这个数据是时刻还是时间间隔？

  火车站服务处都有《旅客列车时刻表》出售，它为什么不叫《时间表》？

     答：王军霞的长跑成绩指的是时间间隔，故这个成绩不是时刻．而《旅客列车时刻表》中列的都是时刻。而不是时间间隔，所以不叫《时间表》

（4）出租汽车司机是按位移收费还是按路程收费？     答：出租汽车司机是按路程收费的．

（5）中学的垒球场的内场是一个边长为16.77 m的正方形，在它的四个角分别设本垒和一、二、三垒（图2—1）．一位球员击球后。由本垒经一垒、二垒跑到三垒．他运动的路程是多大？位移是多大？位移的方向如何？

     答：击球员运动的路程是16.77 m×3＝50.31 m，位移是16.77 m，位移方向由本垒指向三垒．

（6）如图2—2甲，一根细长的弹簧系着一个小球，放在光滑的桌面上．手握小球把弹簧拉长，放手后小球便左右来回运动，B为小球向右到达的最远位置．小球向右经过中间位置O时开始计时，其经过各点的时刻如图2—2乙所示．若测得OA＝OC＝7 cm，AB＝3 cm，则自O时刻开始：

  答：    a．0.2 s内小球发生的位移大小是7 cm，方向向右，经过的路程是7 cm．

 b．0.6 s内小球发生的位移大小是7 cm，方向向右，经过的路程是13 cm．

   c．0.8 s内小球发生的位移是0 cm，经过的路程是20 cm．

    d．1.0 s内小球发生的位移大小是7 cm，方向向左，经过的路程是27 cm．

练习二（课本第24页）

（1）根据课文中给出的汽车运动的数据表，请你判断：汽车在每秒内发生的位移是多大？这辆汽车继续匀速行驶，从计时开始经过25 s行驶的距离是多长？

     答：根据课文中给出的汽车运动的数据表，可以判断出汽车在每秒内发生的位移是20 m，继续匀速行驶，从计时开始经过25 s行驶的距离是500 m．

（2）图2—3是一架民航飞机的位移图象．这架飞机做什么运动？从这个图象求出：飞机在30 min内的位移，飞行700 km所用的时间．

     答：由图象可知：飞机做匀速直线运动，飞机在30 min内位移为300 km．飞行700 km所用时间为70 min．

（3）图2—4是一辆火车运动的位移图象．线段OA和BC表示火车做什么运动？线段AB与横轴平行，表示火车做什么运动？火车在4 min内的位移是多少？通过12 km用多长时间？火车在中途停了多长时间？

     答：OA段和BC段表示火车做匀速运动．AB段表示火车静止．火车在4 min内位移大小是6 km．通过12 km路程用l0 min．火车在中途停了3 min．

练习三（课本第26页）

（2）子弹以900 m/s的速度从枪筒射出，这里指的是平均速度还是瞬时速度？汽车在北京长安街上行驶，有时快、有时慢，2 min行驶了1.8 km，汽车的行驶速度是54 km/h，这里指的是什么速度？

     答：子弹以900 m/s的速度从枪筒射出，这里指的是瞬时速度．汽车在北京长安街上行驶，时快、时慢，2 min行驶了1.8 km，汽车的行驶速度是54 km/h，这里指的是平均速度．

  c．在零时10分这一时刻火车的瞬时速度是0．

（4）图2—5是两个匀速直线运动的位移图象．哪条直线所表示的运动的速度大？各是多大？

（5）用飞机进行航空测量，飞机离地高度保持500 m．巡航速度为400 km/h．飞机上测量仪器可在120°视角范围内测量（图2—6）．飞机每小时测量的覆盖面积是多大？

     解：已知h＝500 m，v＝400 km/h，幔°，t＝l h，飞机每小时测量的覆盖面积如图2—7所示，可看出此面积为图中阴影部分面积．此矩形的长为飞机在1 h内飞行的距离s＝vt＝400 km/h×l h＝400 km，图2—7

练习四（课本第28页）

（1）有两个物体，从同一点开始向相同方向做匀速直线运动，速度分别是3 m/s和5 m/s，画出它们的位移图象和速度图象，并根据这两种图象分别求出它们在5 s内的位移

     解：这两个物体的位移图象、速度图象如图2—8、图2—9所示．在图中，①表示运动速度为3 m/s的物体，②表示运动速度为5 m/s的物体．由图象可知：它们在5 s内的位移分别为15 m和25 m．

（2）图2—10所示的几个速度图象分别描述的是什么运动？图2－10

（3）图2—11是一个物体运动的速度图象．请你根据此图说出物体在这1 min内各阶段的运动情况．

     答：由速度图象可知，在0至10 s的时间内，物体做初速度为零的匀加速直线运动，末速度为30 m/s．在10 s至40 s这段时间内，物体以30 m/s的速度做匀速直线运动．在40 s至60 s这段时间内，物体做初速度为30 m/s的匀减速直线运动，末速度为零．

（4）图2—12是一个物体运动的位移图象，请你根据此图说出物体在这1 min内各阶段的运动情况．

     答：观察位移时间图象，在0至10 s的这段时间内，物体做匀速直线运动，速度为3 m/s，通过的位移为30 m．在10 s至40 s这段时间内，物体静止．在40 s至60 s的这段时间内，物体反向做匀速直线运动，速度为1.5 m/s，通过的路程为30 m．

练习五（课本第30页）

（1）加速度为零的运动是什么运动？     答：加速度为零的运动是静止或匀速直线运动。

（2）速度为18 m/s的火车，制动后15 s停止运动．求火车的加速度．

（3）枪筒内的子弹在某一时刻的速度是100 m/s，经过0.0015 s速度增加到700 m/s．求子弹的加速度．

（5）图2—13的直线①和②分别表示两个匀加速直线运动的速度图象．它们的初速度各是多大？哪一个的加速度大？经过多长时间它们的速度大小相同？

练习六（课本第33页）

（4）钢球在斜槽上做初速度为零的匀加速运动，开始运动后0.2 s内通过的路程是3 cm，1 s内通过的路程是多少？如果斜面长1.5 m，钢球由斜面顶端滚到底端需要多长时间？

（5）以18 m/s的速度行驶的汽车，制动后做匀减速运动，在3 s内前进36 m．求汽车的加速度．

练习七（课本第35页）

（2）有一些航空母舰上装有帮助起飞的弹射系统．

     如果要求该飞机滑行100 m后起飞，那么，弹射系统必须使飞机具有多大的初速度？

（4）以54 km/h的速度行驶的汽车，刹车后做匀减速运动，经过2.5 s停下来，汽车刹车后到停下来前进了多远？

练习八（课本第38页）

（1）为了测出井口到井里水面的深度，让一个小石块从井口落下，经过2 s后听到石块落到水面的声音．求井口到水面的大约深度（不考虑声音传播所用的时间）．

（2）一个物体从22.5m高的地方自由下落，到达地面时的速度是多大？

（3）一个自由下落的物体，到达地面的速度是39.2 m/s．这个物体是从多高落下的？落到地面用了多长时间？

（4）1991年5月11日《北京晚报》，报道了一位青年奋勇接住一个从15层高楼窗口跌出的孩子的动人事迹．设每层楼高度是2.8 m，这位青年从他所在的地方冲到楼窗下需要的时间是1.3 s，请你估算一下他要接住孩子，至多允许他有多长的反应时间．

  习题（课本第42页）

（1）关于质点，下列各说法是否正确？    A．质点一定代表一个小球．

    B．质量很大的物体不能用质点表示．    C．无论大物体还是小物体，在机械运动中一律看做质点．

  答：都不正确．质点在物理学中是一种理想化的模型，是一种科学的抽象，当我们研究的物体在某些情况下可以不考虑其形状和大小时，就可以把该物体看成一个质点．

（2）关于位移和路程，下列4位同学的说法是否正确？

     同学甲：位移和路程在大小上总相等，只是位移有方向，是矢量，路程无方向，是标量．

     同学乙：位移用来描述直线运动，路程用来描述曲线运动．

     同学丙：位移是矢量，它取决于物体的始末位置；路程是标量，它取决于物体实际通过的路线．

     同学丁：其实，位移和路程是一回事．

  答：同学丙正确．

（3）火车在两站间正常行驶时，一般可看做匀速运动．一位同学根据车轮通过两段铁轨交接处时发出的响声来估测火车的速度．他从车轮的某一次响声开始计时，并从此之后数着车轮响声的次数，他在一分半钟内共听到66次响声．已知每段铁轨长25 m．根据这些数据，你能估测出火车的速度是多少吗？（这也是铁路员工常用来估测火车在这种铁轨上行驶速度的一种方法．）

（4）骑自行车的人沿着坡路下行，在第l s内通过l m，在第2 s内通过3 m，在第3 s内通过5 m，在第4 s内通过7 m．求最初2 s内、最后2 s内以及全部运动时间内的平均速度．

（5）小李讲了一个龟兔赛跑的故事，按照小李讲的故事情节，兔子和乌龟的位移图象如图2—14所示．请你依照图象中的坐标，并结合物理学的术语来讲述这个故事．在讲故事之前，先回答下列问题：

     a．小李故事中的兔子和乌龟是否在同一地点同时出发？     b．乌龟做的是什么运动？

     c．兔子和乌龟在比赛途中相遇过几次？

  解：a．故事中的兔子和乌龟是在同一地点，但不是同时出发，兔子出发的时间晚．

     b．乌龟做的是匀速直线运动．     c．兔子和乌龟在比赛途中相遇过两次．

     d．乌龟先通过预定位移到达终点．

（6）关于速度和加速度的关系，以下说法正确的是什么？

     A．物体的速度越大，则加速度也越大．   B．物体的速度变化越大，则加速度越大．

     C．物体的速度变化越快，则加速度越大．   D．物体加速度的方向，就是物体速度的方向．

  答：C正确．变化率只表示变化的快慢，但并不表示变化的大小．加速度是速度对时间的变化率，因此它只表示速度变化的快慢及速度变化的方向（而不是速度的方向），所以A、B、D错．

  所以汽车在这20 s内的位移是250 m，平均速度是12.5 m/s，汽车在加速的10 s内的平均速度是15 m/s．

（8）一辆汽车沿平直公路从甲站开往乙站，起动时加速度为2 m/s2，加速行驶5 s后，匀速行驶2 min__，然后刹车，滑行50 m，正好到达乙站，求甲、乙两站的距离和汽车从甲站到乙站所用的时间．

（9）图2—15为某汽车直线运动的__图象．从图象可知，汽车在前10 s做的是__运动，初速度大小等于__，加速度大小等于__，通过的位移等于__．汽车在10 s末至40 s末这段时间内做__运动，通过的位移等于__．汽车在最后l0 s内做__运动，初速度大小等于__，末速度等于__，通过的位移等于__．汽车在50 s时间内的总位移等于__．

     汽车在0至10 s做匀加速直线运动，在l0 s至40 s这段时间内做匀速直线运动，在最后10 s内汽车做匀减速直线运动，最后速度为零．

（10）某人在室内以窗户为背景摄影时，恰好把窗外从高处落下的一小石子摄在照片中．已知本次摄影的曝光时间是0.02 s，量得照片中石子运动痕迹的长度为1.6 cm，实际长度为100 cm的窗框在照片中的长度为4.0 cm．凭以上数据，你知道这个石子是从多高的地方落下的吗？

  解：设在曝光的0.02 s内，石子实际下落的距离为l．据题意有：

  4 cm：100 cm＝1.6 cm：l，  l＝40 cm＝0.4 m．

  则可算出石子开始被摄入时的瞬时速度为  答：石子是从距这个窗户20 m的高处落下的．

（12）已知一物体做匀加速运动，加速度为a．试证明在一段时间t内的平均速度等于该段时间中点t/2时刻的瞬时速度．

  证明：设做匀加速直线运动的物体在时间t内的位移为s，由平均速度的定义有

 

课后练习解答提示

练习一（课本第48页）

（1）被踢出的冰块以2 m/s的速度在阻力可以忽略的水平冰面上滑动，冰块受不受向前的作用力？5 s后它的速度将是多大？

     答：根据牛顿第一定律，冰块不受向前的作用力．5 s后它的速度仍是2 m/s．

（2）一列在平直铁路上匀速行驶的火车，在车厢的水平桌面上放着一个小球．当火车突然加速时，坐在车厢里的人会看到小球运动吗？如果会看到，小球是向哪个方向动？当火车突然减速时，又会看到什么现象？

     答：由于惯性，小球将保持原来的运动状态．火车突然加速时，小球将继续保持静止状态，车厢里的人看到小球向后运动；当火车突然减速时，小球将保持原来的运动状态，故车厢里的人看到小球向前运动．

（3）回答下列问题：

  a．运动员冲到终点后，为什么不能马上停住，还要向前跑一段距离？

  b．在自行车紧急刹车后，轮子不转了，车子为什么还会向前滑动？

  c．锤头松动的时候，为什么把锤子倒立，把锤柄末端向石头上去磕一磕，锤头就安牢了？

  d．地球由西向东转，为什么我们向上跳起来以后，还落到原地，而不落到原地的西边？

     答：a．由于惯性，运动员冲到终点后要保持原来的运动状态，继续向前运动，所以运动员不能马上停住，还要向前跑一段距离．

  b．自行车紧急刹车后，轮子不转了，由于惯性，自行车还要向前运动一段距离．

  c．锤子倒立，锤柄末端向石头上磕的过程中，锤头和锤柄一起向下运动，当锤柄磕到石头上停止运动后，锤头由于惯性仍向下运动，锤头就牢固了．

  d．地球由西向东转，人跟地球一起由西向东运动．当人跳起后，由于惯性人仍保持与地球相同的速度，由西向东运动，故人又落回原地．

（4）我国公安交通部门规定，从1993年7月1日起，在各种小型车辆前排乘坐的人（包括司机）必须系好安全带．为什么要这样规定？请从物理学的角度定性地加以说明．

     答：如果不系安全带，当紧急刹车时，车虽然停下来，但人由于惯性仍然要向前运动，会发生危险．系上安全带后，人虽然因惯性向前运动，但安全带对人有阻力，可避免危险的发生．

（5）请分别举出几个利用惯性和防止惯性不利影响的实例．你能不能把惯性应用到某一实际问题中去？

     答：利用惯性的实例很多，例如踢足球，把篮球抛出．足球脱离脚后和篮球脱离手后，虽然都不再受到推力的作用，但由于惯性，它们仍然继续向前运动，达到目标．用铲子铲石头或把泥土抛到远处也是相同道理．射击时，子弹在枪膛里受到火药气体的推力获得很大速度，离开枪口后，不再受到推力，但由于惯性可继续高速前进击中远处目标．又如投掷手榴弹，弹离手后由于惯性前进；汽车、火车司机在快到达站口时，关闭发动机，使车由于惯性而继续前进到达站口，从而节约能源．我们骑自行车上坡可在平路上猛蹬后，利用惯性冲上坡顶，可以节省体力．

  同时惯性也有不利的一面．目前大多数的交通事故，都是由于行驶中的汽车、火车在紧急刹车后，而车由于惯性太大不能马上停止下来而造成的．且车行驶的速度越快，刹车后向前滑行的距离越长，也就越容易造成事故．

练习二（课本第53页）

（1）从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度．可是，我们用力提一个很重的箱子，却提不动它．这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？

     答：没有矛盾．牛顿第二定律公式F＝ma式中F指的是物体所受的合外力，而不是其中的某一个力．当我们用力提一个放在地面上的重物时，物体受重力、人对重物的作用力及地面对重物的支持力，而这三个力的合力为零，因此物体静止．如果人对重物的作用力小于重力，则支持力只是减小，而物体仍然静止，故物体的加速度为零．

（2）有几个物体，在受到相同的力作用时，如果某物体速度变化较慢，我们说，它的惯性较大；在速度变化快慢相同时。如果某物体所需作用的力较大．我们也说．它的惯性较大．

  试用牛顿第二定律公式说明：质量是物体惯性大小的量度．

     答：力相同，质量大的加速度小，速度变化小，说明物体惯性大；反之．加速度大，速度变化大，说明物体惯性小．因此，质量是物体惯性大小的量度．

（5）一架飞机起飞时在跑道上加速滑行，已知飞机的质量是l0 t，所受的合力为2.0×l03 N，这架飞机的加速度有多大？

（6）如果用G表示物体的重量，用m表示物体的质量，用G表示重力加速度，由牛顿第二定律可知，G＝mg．这个公式在初中学过，当时用G表示重量G和质量m的比值，并且取G值为9.8 N/kg．

由于各地的g值略有差异，所以相同质量的物体在各地的重量也略有差异．

（7）质量是2 kg的物体，受到互成90°角的两个力的作用，这两个力都是14 N，这个物体产生的加速度的大小和方向是怎样的？

练习三（课本第55页）

（1）用牛顿第三定律判断下列说法是否正确：

    a．人走路时，地对脚的力大于脚蹬地的力，所以人才往前走．

    b．只有你站在地上不动，你对地面的压力和地面对你的支持力，才是大小相等方向相反的．

    c．物体A静止在物体B上，A的质量是B的质量的100倍，所以A作用于B的力大于B作用于A的力．

    d．以卵击石，石头没损伤而鸡蛋破了，这是因为石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力．

答：a．不正确．根据牛顿第三定律，地对脚的力和脚蹬地的力大小相等，方向相反，分别作用于人（脚）和地两个物体上，在地对人的作用下，人往前走．

    b．不正确．人对地面的压力和地面对人的支持力是一对作用力和反作用力，不论人动还是不动，它们总是大小相等，方向相反的．

    c．不正确．A与B的相互作用的力是一对作用力和反作用力，总是大小相等，与它们的质量大小无关．

    d．不正确．鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力应该大小相等，蛋壳不如石头结实，所以破了．

（2）在水平桌面上静止的物体受到两个力的作用．这两个力的反作用力各作用在什么物体上？在这四个力中，哪两对力是作用力和反作用力？哪两个力是相互平衡的力？

     答：水平桌面上静止的物体受重力和支持力的作用．这两个力的反作用力分别是物体对地球的作用力及物体对桌面的压力，作用于地球和桌面上；其中重力和物体对地球的作用力是作用力和反作用力．支持力和压力也是作用力和反作用力．重力和支持力是平衡力．

（3）挂在竖直悬绳（或弹簧）上的物体受到两个力的作用．这两个力的反作用力各作用在什么物体上？在这四个力中，哪两对力是作用力和反作用力？哪两个力是相互平衡的力？

     答：挂在竖直悬绳（或弹簧）上的物体受到两个力的作用，这两个力分别是重力G和竖直向上的绳（或弹簧）的拉力F，G的反作用力G′作用在地球上，G和G′，是一对作用力和反作用力．F的反作用力F′作用在悬绳（或弹簧）上．F和F′是一对作用力和反作用力．G和F是相互平衡的力．

（4）一个物体静止地放在水平支持物上，试证明物体对支持面的压力的大小等于物体所受重力的大小．在证明过程中说出你的依据．

    证明：物体静止在水平支持物上，受重力G和支持力F的作用，如图3—2所示．根据二力平衡条件有G＝F，物体对支持面的压力F′和F是一对作用力和反作用力．根据牛顿第三定律F′＝F，所以F＝G．

（5）把一个物体挂在弹簧秤上并保持静止，试证明物体对弹簧秤的拉力的大小等于物体所受重力的大小．在证明过程中说出你的依据．

    证明：物体挂在弹簧秤上静止，物体受两个力G和F作用，如图3—3所示．根据二力平衡条件F＝G物体对弹簧秤的拉力F′与F是一对作用力和反作用力．根据牛顿第三定律F′＝F，所以G＝F′．

（6）放在水平桌面上的木块被一根拉长的轻弹簧水平向右牵引着，并处于静止．木块在水平方向上受到哪两个力作用？试分别说出这两个力的反作用力的受力物体以及反作用力的性质和方向．

（7）有人认为，既然作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上，这两个力就是相互平衡的力．这种说法对不对？如果不对，错在哪里？说明理由．

     答：不对．这种说法是将作用力和反作用力同二力平衡的概念混淆．相互作用的一对力大小相等，方向相反，作用在两个物体上，即分别作用在发生相互作用的两个物体上的，而相互平衡的两个力是作用在同一物体上的，两个概念根本不同．

练习四（课本第57页）

（1）一个原来静止的物体，质量是600 g，在0.2 N力作用下，1 s内发生的位移是多少？

（2）一个质量是100 g的运动物体，初速度是1 m/s，在方向跟速度方向相同、大小是2 N的力作用下，3 s末的速度是多大？

（3）一辆速度为4 m/s的自行车，在水平公路上匀减速地滑行40 m后停止．如果自行车和人的总质量是100 kg，自行车受到的阻力是多大？

（5）计算下面两个小题：

    a．一辆以10 m/s的速度行驶的汽车，刹车后经2 s停下来．已知汽车的质量为4 t，汽车所受的制动力有多大？

    b．一艘在太空飞行的宇宙飞船，开动推进器后，受到的推力是900 N，开动3 s的时间，速度的改变为0.9 m/s，飞船的质量是多大？

练习五（课本第60页）.

（1）一个原来静止的物体，质量是2 kg，在两个大小都是50 N且互成60°角的力作用下，3 s末物体的速度是多大？3 s内物体发生的位移是多大？

（5）用弹簧秤拉着一个物体在水平支持面上匀速运动，弹簧秤的示数是0.4 N．然后，用弹簧秤拉着这个物体在这个水平支持面上匀加速运动，弹簧秤的示数是2.1 N，

（6）民用航空客机的机舱，除了有正常的舱门和舷梯连接，供旅客上下飞机，一般还设有紧急出口．发生意外情况的飞机在着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊构成的斜面，机舱中的人可沿该斜面滑行到地面上来．若机舱离气囊底端的竖直高度为3.2 m，气囊所构成的斜面长度为4.0 m，一个质量60 kg的人在气囊上滑下时所受的阻力是240 N，人滑至气囊底端时速度有多大？

思考与讨论（课本第62页）

  物体对水平支持面的压力，或者，水平支持面对物体的支持力，是否总等于物体所受的重力？在什么条件下，压力或支持力等于物体所受的重力？

  物体对竖直悬绳的拉力，或者，竖直悬绳对物体的拉力，是否总等于物体所受的重力？在什么条件下，拉力等于重力？

  答：物体对水平面的压力，或者水平支持面对物体的支持力，并不总是等于物体所受的重力．比如放在升降机地板上的物体，当升降机加速或减速上升或下降时，上述压力和支持力就不等于物体的重力．只有当升降机静止或匀速运动时，压力和支持力才等于物体的重力．也就是说，当放在水平支持面上的物体与水平支持面都相对地球处于静止状态或匀速直线运动状态时，上述压力或支持力才等于物体重力．

  同理，竖直悬绳对物体的拉力也不都总等于此物体的重力．只有在竖直悬绳拉着物体，共同处于相对于地球静止状态或匀速直线运动状态时，绳对物体的拉力大小才等于此物体的重力．

练习六（课本第64页）

（1）如图3—7所示，一架电梯匀减速向上运动，请在图3—7中标出加速度方向．图3—8中哪个图正确表示了作用在电梯上的力的情况？（F为钢索拉力，G为重力）

  解：加速度方向如图3—9所示．图3—8中第二幅图正确表示了作用在电梯上的力．

（3）弹簧秤的秤钩上挂一个4 kg的物体，在下列情况下，弹簧秤读数是多大？

  解：挂在秤钩上的物体只受两个力的作用，即拉力T和自身重力mg．在下列各情况下根据牛顿第二定律F＝ma均可求得T＝ma＋mg，方向向上．

习题（课本第69页）

（1）关于惯性的大小，下面说法中正确的是：

    A．两个质量相同的物体，在阻力相同的情况下，速度大的不容易停下来，所以速度大的物体惯性大．

    B．两个质量相同的物体，不论速度大小，它们的惯性的大小一定相同．

    C．推动地面上静止的物体，要比维持这个物体做匀速运动所需的力大，所以物体静止时惯性大．

    D．在月球上举重比在地球上容易，所以质量相同的物体在月球上比在地球上惯性小．

  解：B对．选项A，由于惯性是物体的固有特性，与物体的速度大小无关，只与物体的质量大小有关，质量大惯性大，反之则小，质量是衡量物体惯性大小的量度．A项概念错．C项中，由于物体从静止到运动时，推力不仅要克服静摩擦力的作用，还要使物体的运动状态发生改变．而后者当物体正做匀速直线运动时推力只需克服滑动摩擦力，故而推力小些．而惯性的大小只由物体质量大小决定，这是同一物体，因而惯性相同，C错．D项中，由于同一物体的质量无论是在地球或月球上是相同的，因而惯性大小是相同的．

而改变物体运动状态难易的原因是由两个因素决定的，一个是合外力，另一个是惯性，即质量．当质量相同时，其难易程度就由合外力决定了，故D错．

（2）关于运动状态与所受外力的关系，下面说法中正确的是：

    A．物体受到恒定的力作用时，它的运动状态不发生改变．

    B．物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态要发生改变．

    C．物体受到的合力为零时，它一定处于静止状态．    D．物体的运动方向一定与它所受的合力的方向相同．

  解：B对．选项A中，只要受到合外力的作用，无论是恒定的还是变化的，物体运动状态均会发生变化，故A错．C项中，根据牛顿第一、第二定律，物体受合外力为零时，原来匀速直线运动的物体，仍可继续保持此运动状态，故C错．物体所受合外力的方向与物体运动方向无关，故D错．

（3）关于作用力和反作用力，下面说法中正确的是：

    A．一个作用力和它的反作用力的合力等于零．    B．作用力和反作用力可以是不同性质的力．    C．作用力和反作用力同时产生，同时消失．   D．两物体处于相对静止时，它们之间的作用力和反作用力的大小才相等．

  解：C正确．作用力和反作用力是作用在两个物体上的力，是不存在合力的，故A错．作用力和反作用力一定是同性质的力，故B错．作用力和反作用力在任何情况下都大小相等，故D错．

（4）一辆静止的马车，马用力拉它．有人说，根据牛顿第三定律，马拉车，车也拉马，这两个力大小相等方向相反，彼此平衡，所以马无论如何也拉不动车．这个说法的错误在哪里？

  解：车能否被拉动，是由车在水平方向上所受的合力的大小和方向决定的．当马拉车时，车在水平方向受两力的作用，即马对车的拉力T及地面对车的摩擦力的作用，只要T＞F车就能被拉动，否则就不能动．而题中的说法是把作用力与反作用力及平衡力相混淆了，所以这个说法是错误的．

（5）一个质量m＝2 kg的物体，在几个恒力的作用下处于静止状态．现在撤掉其中一个方向竖直向上的恒力F＝2 N，设其他恒力保持不变，这个物体将如何运动？

  解：据题意，物体原来在几个外力的作用下静止，即这几个恒力的合力为零．故撤掉题中所说一恒力后，其余各力的合力方向必竖直向下，大小为2 N．物体在这个合力F的作用下必做初速度为零的竖直向下运动，其加速度a为

  故这个物体将由静止开始做方向竖直向下的匀加速直线运动．

（9）一个物体从光滑斜面的顶端由静止开始下滑，物体受到哪几个力的作用？有人说，物体受到重力、斜面的支持力和方向沿斜面向下的下滑力的作用．这种说法是否正确？

  设光滑斜面长5 m，高2.5 m，物体的加速度有多大？物体从斜面顶端下滑到底端，要用多长时间？

  题中说法错误，因为物体并没有受到下滑力的作用，物体之所以下滑，是由于物体受到重力沿斜面方向的分力的作用．由题可知．物体所受到的合力F的方向沿斜面向下，物体沿斜面做初速度为零的匀加速运动．

第四章　物体的平衡

课后练习解答提示

思考与讨论（课本第72页）

  在课本图4—l的实验里，当物体保持平衡时，任意两个力的合力与第三个力有什么样的关系？如果你知道二力的平衡条件，你能否推出多个共点力的平衡条件？怎样推导？

  当此物体保持平衡时,此三力的合力为零．根据平行四边形定理作出任两力的合力F之后，则可认为此物体只在两个力的作用下平衡了．于是两力的合力F和剩余的第三个力，且还是共点力，则这两个力必然大小相等，方向相反，合力才能为零．因此，此时任意两个力的合力与第三个力的关系是大小相等，方向相反．

  这就是共点力作用下物体的平衡条件．

练习6一课本第73页）

（1）一个物体静止在倾角15°的斜面上，物体的质量m＝10 kg．物体对斜面的压力有多大？95N 物体所受静摩擦力的方向是怎样的？静摩擦力有多大？25

（2）一个质量为50 kg的物体，在平行于斜面的拉力F作用下，沿倾角为30°的斜面匀速运动（图4—2），已知斜面的动摩擦因数为0.3．求拉力F为多大．

（3）如图4—4所示，用一根绳子a把物体挂起来，再用另一根水平的绳子b把物体拉向一旁固定起来．物体的重量是40 N，绳子a与竖直方向的夹角瑁°，绳子a和b对物体的拉力分别是多大？

  答：物体受力示意图如图4—5所示．

  答：五个力保持平衡，它们的合力为零，其中任意四个力的合力与第五个力总是相互平衡，即大小相等，方向相反．

练习二（课本第76页）

（1）当我们开关门窗时，如果力的作用线通过转动轴，不论用多大的力也不能把门窗打开或者关上．为什么？

  答：力的作用线通过转动轴时，力对轴的力臂为零，因此对轴的力矩为零．力矩为零时，力对物体不发生转动作用，所以不能打开或者关上门窗．

（2）图4—7中的OAB是一个弯成直角的杆，可绕通过O点垂直于纸面的轴转动．杆的OA段长30 cm，AB段长40 cm．现用F＝10 N的力作用在杆OAB上，要使力F对轴O的力矩最大．F应怎样作用在杆上？画出示意图，并求出此最大力矩．

（3）一根木料．抬起它的右端要用480 N竖直向上的力，抬起它的左端要用650 N竖直向上的力．这根木料有多重？

（4）如图4—9所示．螺丝和螺母间最大静摩擦力对轴O的力矩为40 N·m．若用长为20 cm的扳手拧这个螺母，至少要在扳手上用多大的力才能拧动这个螺母？

  解：要想在扳手上用较小的力拧动螺母，此力应作用在扳手的尾端，方向垂直于扳手．

习题（课本第79页）

  解：如图4—11所示．

（2）如图4—12所示，一个质量为m的均匀球体放在倾角（3）有一个气球，系于绳子一端，因受风力影响，气球平衡时绳子与水平方向成60°．若测得绳子的拉力是40 N，风对气球的水平作用力是多大？

  *（4）如图4—15所示，一根均匀直棒OA可绕轴O转动，用水平力F＝10 N作用在棒的A端时，直棒静止在与竖直方向成30°角的位置．直棒有多重？

  解：设直棒的长度为l，由力矩平衡条件有

  提示：这时起重机以O为转动轴而保持平衡．

  解：起重机提起最大货物的重量时，左轮与地面间的作用力可视为零，整个起重机可看作以O为轴的有固定转轴的物体，由力矩平衡条件可得：