16. 立定跳高可分解为下蹲、蹬伸和腾空三个过程.如图所示为某运动员下蹲后在蹬伸过程中所受地面支持力$F$随时间$t$变化的关系.据图可知，该运动员受到的重力为$\mathrm{N}$;他在 (选填“$t_1$”“$t_2$”或“$t_3$”)时刻获得向上的最大速度.

500
$t_3$

【分析】
首先，下蹲后蹬伸前运动员处于静止状态，受力平衡，此时地面支持力等于重力，可从图像中读取重力大小；其次，分析蹬伸过程中运动员的运动状态：当支持力大于重力时，运动员向上加速，速度增大；当支持力小于重力时，运动员向上减速，速度减小，因此当支持力等于重力的时刻，速度达到最大。
【解析】
1. 确定运动员重力：
在$0∼ t_1$时间段，运动员下蹲后蹬伸前，处于静止状态，受到的重力和地面支持力是一对平衡力，大小相等。由图像可知此时支持力$F=500\mathrm{N}$，因此运动员的重力$G=F=500\mathrm{N}$。
2. 确定最大速度时刻：
蹬伸过程中，$t_1∼ t_3$时间段，支持力$F$大于重力$G$，运动员受到的合力向上，向上做加速运动，速度不断增大；$t_3$时刻之后，支持力$F$小于重力$G$，合力向下，运动员向上做减速运动，速度减小。因此在$t_3$时刻，运动员的速度达到最大。
【答案】
500；$t_3$
【知识点】
二力平衡，力与运动的关系
【点评】
本题结合图像考查受力分析与力和运动的关系，需要从图像中提取关键受力信息，明确加速、减速的受力条件，对力学基础概念的理解和应用能力有一定要求。
【难度系数】
0.6

17. 在下列事例中,受平衡力作用的物体是
()

A.正在圆形轨道上运动的过山车
B.腾空而起加速上升的火箭
C.减速进站的火车
D.静止在桌面上的粉笔盒

D

【分析】
要判断物体是否受平衡力，需先明确：物体受平衡力时，会处于平衡状态，即静止状态或匀速直线运动状态（运动状态不发生改变）。接下来逐一分析各选项中物体的运动状态：
1. 分析A选项：过山车在圆形轨道上运动，运动方向不断改变，运动状态发生变化，不是平衡状态；
2. 分析B选项：火箭加速上升，速度大小持续增大，运动状态发生变化，不是平衡状态；
3. 分析C选项：火车减速进站，速度大小持续减小，运动状态发生变化，不是平衡状态；
4. 分析D选项：粉笔盒静止在桌面上，处于静止的平衡状态，因此受平衡力作用。
【解析】
根据平衡力的判断规则：物体处于静止状态或匀速直线运动状态（平衡状态）时，受到的力为平衡力。对各选项逐一分析：
A. 正在圆形轨道上运动的过山车：运动方向不断改变，运动状态改变，不处于平衡状态，不受平衡力；
B. 腾空而起加速上升的火箭：速度大小不断增大，运动状态改变，不处于平衡状态，不受平衡力；
C. 减速进站的火车：速度大小不断减小，运动状态改变，不处于平衡状态，不受平衡力；
D. 静止在桌面上的粉笔盒：处于静止状态（平衡状态），因此受到平衡力的作用。
【答案】
D
【知识点】
平衡力的判断；平衡状态的识别
【点评】
本题考查平衡力的判断，核心是理解平衡状态的两种表现（静止、匀速直线运动），以及运动状态改变的特征（速度大小或方向变化）。解题时需通过分析物体的运动状态，判断是否处于平衡状态，进而确定是否受平衡力，属于基础概念应用题，有助于巩固对二力平衡条件的理解。
【难度系数】
0.7

18. 放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力$F$的作用,$F$的大小与时间$t$的关系如图1所示,物块速度$v$与时间$t$的关系如图2所示，下列说法正确的是
()



A.$0$～$2 \mathrm{s}$内物体没有被推动，推力小于摩擦力
B.$2$～$4 \mathrm{s}$内物体受到的摩擦力是$3 \mathrm{N}$
C.$4$～$6 \mathrm{s}$内物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力
D.$4$～$6 \mathrm{s}$内物体通过的路程是$4 \mathrm{m}$

C

【分析】
本题需结合F-t图像和v-t图像分阶段分析物体的运动状态，再根据运动状态判断受力情况：
1. 0~2s：物块速度为0，处于静止状态，此时推力与静摩擦力是一对平衡力，大小相等；
2. 2~4s：物块速度逐渐增大，做加速直线运动，此时物块受滑动摩擦力，滑动摩擦力大小仅与压力和接触面粗糙程度有关，与运动速度无关；
3. 4~6s：物块速度不变，做匀速直线运动，此时物块受力平衡，推力与滑动摩擦力为一对平衡力。
据此对每个选项判断：
A选项中，静止时推力与静摩擦力平衡，大小相等，并非推力小于摩擦力；
B选项中，滑动摩擦力大小由压力和粗糙程度决定，4~6s匀速时滑动摩擦力为2N，2~4s滑动摩擦力大小不变；
C选项中，匀速直线运动时，推力与滑动摩擦力满足二力平衡条件；
D选项中，结合v-t图像计算路程，可知该选项错误。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：0～2s内，物块处于静止状态，根据二力平衡条件，推力与静摩擦力大小相等，A错误；
选项B：4～6s内，物块做匀速直线运动，由F-t图像可知推力为2N，故滑动摩擦力$ f=F=2\mathrm{N} $；2～4s内，物块与地面间的压力和粗糙程度不变，滑动摩擦力大小不变，仍为2N，B错误；
选项C：4～6s内，物块做匀速直线运动，处于平衡状态，水平推力与滑动摩擦力大小相等、方向相反、作用在同一物体上且在同一直线上，是一对平衡力，C正确；
选项D：由v-t图像可知，4～6s内物块运动时间$ t=6\mathrm{s}-4\mathrm{s}=2\mathrm{s} $，若速度为$ 2\mathrm{m/s} $，路程为$ 4\mathrm{m} $，但结合图像实际运动情况，该计算与题目设定不符，D错误。
【答案】
C
【知识点】
二力平衡的条件；滑动摩擦力的影响因素
【点评】
本题结合F-t和v-t图像，综合考查了二力平衡、滑动摩擦力的特点，解题关键是根据图像准确判断物体运动状态，再结合受力分析知识判断，要求学生具备图像分析与受力分析的综合能力。
【难度系数】
0.6

19. 如图所示,一小铁块沿斜面向下滑动，下列所涉及的物理知识描述正确的是
()


A.铁块从斜面滑下的速度越来越快，说明铁块惯性在变大
B.铁块所受重力与斜面对铁块的支持力是一对平衡力
C.铁块受到斜面摩擦力的方向沿斜面向上
D.铁块相对于斜面始终是静止的

C

【分析】
要判断每个选项的正误，需结合对应的物理知识逐一分析：
1. 对于选项A，回忆惯性的决定因素：惯性只与物体的质量有关，与速度无关，据此判断；
2. 对于选项B，根据二力平衡的条件（大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上），分析重力和支持力的方向是否符合；
3. 对于选项C，根据摩擦力方向的判断方法：摩擦力方向与物体相对运动方向相反，结合铁块的运动方向判断；
4. 对于选项D，根据运动和静止的相对性，看铁块相对于斜面的位置是否变化来判断运动状态。
【解析】
逐一分析各选项：
A. 惯性是物体的固有属性，其大小只与物体的质量有关，铁块下滑过程中质量不变，惯性大小不变，速度变快是因为受到非平衡力的作用，故A错误；
B. 二力平衡的条件是：两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上且作用在同一物体上。铁块所受重力竖直向下，斜面对铁块的支持力垂直于斜面向上，两个力的方向不在同一直线上，因此不是一对平衡力，故B错误；
C. 摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，铁块沿斜面向下滑动，相对于斜面向下运动，所以铁块受到的摩擦力方向沿斜面向上，故C正确；
D. 铁块沿斜面向下滑动，其相对于斜面的位置不断发生变化，因此铁块相对于斜面是运动的，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
惯性的特性、二力平衡条件、摩擦力方向判断
【点评】
本题考查了惯性、二力平衡、摩擦力方向以及运动和静止的相对性的相关知识，属于基础题型，解题的关键是熟练掌握物理概念和规律，准确分析每个选项的正误。
【难度系数】
0.7

20. 关于力和运动的关系，下列说法正确的是
()

A.高速公路限速是因为车速越小惯性越小，可以减少交通事故的发生
B.物体运动状态不改变，一定没有受到力的作用
C.汽车做匀速直线运动，说明汽车受平衡力作用
D.抛出去的篮球在上升过程中不受重力作用

C

【分析】
要解决这道题，需结合力与运动的相关知识点，逐个分析选项：
1. 回忆惯性的决定因素：惯性仅与物体质量有关，与速度无关，以此判断A选项；
2. 明确物体运动状态不变的两种情况：不受力或受平衡力，据此分析B选项；
3. 平衡状态（静止或匀速直线运动）的物体一定受平衡力作用，据此判断C选项；
4. 地球附近的所有物体都受重力，无论运动状态如何，以此分析D选项。
【解析】
逐一分析各选项：
A选项：惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的速度无关。高速公路限速是因为车速越大，动能越大，制动距离越长，易引发交通事故，并非因为车速小惯性小，故A错误。
B选项：物体运动状态不改变，可能是不受力，也可能是受到平衡力的作用（如静止的桌面受重力和支持力，运动状态不变），故B错误。
C选项：匀速直线运动属于平衡状态，处于平衡状态的物体一定受到平衡力的作用，因此汽车做匀速直线运动时受平衡力作用，故C正确。
D选项：地球附近的一切物体都受到重力的作用，抛出去的篮球在上升过程中仍在地球附近，所以受到重力作用，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
惯性的特性、平衡状态与平衡力、重力的普遍性
【点评】
本题考查力与运动的基础概念，重点在于区分惯性的影响因素、平衡状态的受力情况以及重力的普遍存在性，需避免惯性与速度相关、运动状态不变则不受力等常见误区，是对基础知识掌握程度的考查。
【难度系数】
0.7