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15. 如图所示，在玻璃杯内装满米，将筷子紧紧插入米中，然后用手抓住筷子并沿竖直方向慢慢提起，装有米的玻璃杯可以静止在空中。已知玻璃杯与米的总质量是 0.8 kg，则此时筷子与米之间的摩擦力是 N，米受到的摩擦力的方向。(g 取 10 N/kg)
答案
8
竖直向上
【解析】
先计算玻璃杯与米的总重力：$ G = mg = 0.8\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 8\ \mathrm{N} $。
由于装有米的玻璃杯静止在空中，处于平衡状态，筷子与米之间的摩擦力与总重力是一对平衡力，大小相等，故摩擦力为8N。
米有向下运动的趋势，因此米受到的摩擦力方向竖直向上。
【答案】
8；竖直向上
【知识点】
二力平衡条件、摩擦力方向判断、重力计算
【点评】
本题考查二力平衡的应用及摩擦力方向的判断，通过受力分析结合平衡条件求解，注重对基础知识的理解与应用。
【难度系数】
0.7
竖直向上
【解析】
先计算玻璃杯与米的总重力：$ G = mg = 0.8\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 8\ \mathrm{N} $。
由于装有米的玻璃杯静止在空中，处于平衡状态，筷子与米之间的摩擦力与总重力是一对平衡力，大小相等，故摩擦力为8N。
米有向下运动的趋势，因此米受到的摩擦力方向竖直向上。
【答案】
8；竖直向上
【知识点】
二力平衡条件、摩擦力方向判断、重力计算
【点评】
本题考查二力平衡的应用及摩擦力方向的判断，通过受力分析结合平衡条件求解，注重对基础知识的理解与应用。
【难度系数】
0.7
解析
【分析】
首先确定研究对象为玻璃杯与米的整体，它们静止在空中，处于平衡状态，竖直方向上受到的重力和筷子与米之间的摩擦力是一对平衡力。第一步先根据重力公式计算总重力；第二步利用二力平衡条件，平衡力大小相等，得出摩擦力的大小；第三步判断米的运动趋势，摩擦力方向与相对运动趋势方向相反，从而确定摩擦力方向。
【解析】
1. 计算玻璃杯与米的总重力：
$ G = mg = 0.8\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 8\ \mathrm{N} $
2. 分析受力平衡：
装有米的玻璃杯静止在空中，处于平衡状态，竖直方向上筷子与米之间的摩擦力与总重力是一对平衡力，根据二力平衡条件，平衡力大小相等，所以摩擦力$f = G = 8\ \mathrm{N}$。
3. 判断摩擦力方向：
米有向下运动的趋势，根据摩擦力方向与相对运动趋势方向相反，可知米受到的摩擦力方向竖直向上。
【答案】
8；竖直向上
【知识点】
二力平衡条件、摩擦力方向判断、重力计算
【点评】
本题考查二力平衡的应用及摩擦力方向的判断，通过对研究对象进行受力分析，结合平衡条件求解，注重对基础知识的理解与实际应用能力的考查。
【难度系数】
0.7
首先确定研究对象为玻璃杯与米的整体，它们静止在空中，处于平衡状态，竖直方向上受到的重力和筷子与米之间的摩擦力是一对平衡力。第一步先根据重力公式计算总重力；第二步利用二力平衡条件，平衡力大小相等，得出摩擦力的大小；第三步判断米的运动趋势，摩擦力方向与相对运动趋势方向相反，从而确定摩擦力方向。
【解析】
1. 计算玻璃杯与米的总重力：
$ G = mg = 0.8\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 8\ \mathrm{N} $
2. 分析受力平衡：
装有米的玻璃杯静止在空中，处于平衡状态，竖直方向上筷子与米之间的摩擦力与总重力是一对平衡力，根据二力平衡条件，平衡力大小相等，所以摩擦力$f = G = 8\ \mathrm{N}$。
3. 判断摩擦力方向：
米有向下运动的趋势，根据摩擦力方向与相对运动趋势方向相反，可知米受到的摩擦力方向竖直向上。
【答案】
8；竖直向上
【知识点】
二力平衡条件、摩擦力方向判断、重力计算
【点评】
本题考查二力平衡的应用及摩擦力方向的判断，通过对研究对象进行受力分析，结合平衡条件求解，注重对基础知识的理解与实际应用能力的考查。
【难度系数】
0.7
16. 如图所示是探究二力平衡条件的实验，轻质小车置于水平桌面，两端的轻质细绳绕过定滑轮并挂有等质量的钩码。F₁是小车受到的向左的拉力，F₂是小车受到的向右的拉力，F₁与 F₂在同一水平直线上。下列说法错误的是()。
A.因为摩擦可忽略，小车在水平方向上只受到 F₁、F₂作用
B.增减钩码个数是探究两个力的大小对小车平衡的影响
C.F₁、F₂大小相等时，小车一定处于平衡状态
D.将小车水平扭转 90°时，F₁、F₂仍在同一直线上
A.因为摩擦可忽略，小车在水平方向上只受到 F₁、F₂作用
B.增减钩码个数是探究两个力的大小对小车平衡的影响
C.F₁、F₂大小相等时，小车一定处于平衡状态
D.将小车水平扭转 90°时，F₁、F₂仍在同一直线上
答案
D
【解析】
逐一分析各选项：
A. 由于摩擦可忽略，小车在水平方向仅受向左的拉力$F_1$和向右的拉力$F_2$，竖直方向重力与支持力平衡，该选项正确。
B. 增减钩码个数可改变拉力大小，以此探究两个力的大小对小车平衡的影响，该选项正确。
$C. F_1$、$F_2$大小相等，且方向相反、作用在同一直线、同一物体上，满足二力平衡条件，小车一定处于平衡状态，该选项正确。
D. 将小车水平扭转90°时，$F_1$、$F_2$分别沿两侧绳子方向，此时两个力不在同一直线上，该选项错误。
【答案】
D
【知识点】
二力平衡条件
【点评】
本题考查二力平衡条件的探究实验，需准确理解二力平衡的四个条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线、作用在同一物体上，同时明确实验中各操作的探究目的。
【难度系数】
0.6
【解析】
逐一分析各选项：
A. 由于摩擦可忽略，小车在水平方向仅受向左的拉力$F_1$和向右的拉力$F_2$，竖直方向重力与支持力平衡，该选项正确。
B. 增减钩码个数可改变拉力大小，以此探究两个力的大小对小车平衡的影响，该选项正确。
$C. F_1$、$F_2$大小相等，且方向相反、作用在同一直线、同一物体上，满足二力平衡条件，小车一定处于平衡状态，该选项正确。
D. 将小车水平扭转90°时，$F_1$、$F_2$分别沿两侧绳子方向，此时两个力不在同一直线上，该选项错误。
【答案】
D
【知识点】
二力平衡条件
【点评】
本题考查二力平衡条件的探究实验，需准确理解二力平衡的四个条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线、作用在同一物体上，同时明确实验中各操作的探究目的。
【难度系数】
0.6
解析
【分析】
首先回忆二力平衡的四个条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。然后逐个分析选项：
1. 分析A选项，摩擦可忽略时，小车竖直方向的重力与支持力平衡，水平方向仅受F₁、F₂，该说法正确；
2. 分析B选项，增减钩码个数能改变拉力大小，以此探究力的大小对小车平衡的影响，该说法正确；
3. 分析C选项，F₁、F₂大小相等时，同时满足方向相反、作用在同一直线和同一物体上，符合二力平衡条件，小车一定处于平衡状态，该说法正确；
4. 分析D选项，将小车水平扭转90°时，F₁、F₂分别沿两侧绳子方向，此时两个力不在同一直线上，该说法错误，题目要求选错误选项，因此锁定D。
【解析】
逐一分析各选项：
A. 因为摩擦可忽略，小车竖直方向受到重力和桌面的支持力，二者是一对平衡力；水平方向上只受到$F_1$、$F_2$作用，该选项正确。
B. 增减钩码个数可以改变拉力的大小，通过观察小车的状态，能探究两个力的大小对小车平衡的影响，该选项正确。
C. 当$F_1$、$F_2$大小相等时，这两个力方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体（小车）上，满足二力平衡的条件，所以小车一定处于平衡状态，该选项正确。
D. 将小车水平扭转90°时，$F_1$沿左侧绳子方向，$F_2$沿右侧绳子方向，此时$F_1$、$F_2$不在同一直线上，该选项错误。
【答案】
D
【知识点】
二力平衡条件
【点评】
本题考查二力平衡条件的探究实验，需准确掌握二力平衡的四个条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线、作用在同一物体上，同时要明确实验中不同操作对应的探究目的，学会结合实验情景分析各选项的正误。
【难度系数】
0.6
首先回忆二力平衡的四个条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。然后逐个分析选项：
1. 分析A选项，摩擦可忽略时，小车竖直方向的重力与支持力平衡，水平方向仅受F₁、F₂，该说法正确；
2. 分析B选项，增减钩码个数能改变拉力大小，以此探究力的大小对小车平衡的影响，该说法正确；
3. 分析C选项，F₁、F₂大小相等时，同时满足方向相反、作用在同一直线和同一物体上，符合二力平衡条件，小车一定处于平衡状态，该说法正确；
4. 分析D选项，将小车水平扭转90°时，F₁、F₂分别沿两侧绳子方向，此时两个力不在同一直线上，该说法错误，题目要求选错误选项，因此锁定D。
【解析】
逐一分析各选项：
A. 因为摩擦可忽略，小车竖直方向受到重力和桌面的支持力，二者是一对平衡力；水平方向上只受到$F_1$、$F_2$作用，该选项正确。
B. 增减钩码个数可以改变拉力的大小，通过观察小车的状态，能探究两个力的大小对小车平衡的影响，该选项正确。
C. 当$F_1$、$F_2$大小相等时，这两个力方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体（小车）上，满足二力平衡的条件，所以小车一定处于平衡状态，该选项正确。
D. 将小车水平扭转90°时，$F_1$沿左侧绳子方向，$F_2$沿右侧绳子方向，此时$F_1$、$F_2$不在同一直线上，该选项错误。
【答案】
D
【知识点】
二力平衡条件
【点评】
本题考查二力平衡条件的探究实验，需准确掌握二力平衡的四个条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线、作用在同一物体上，同时要明确实验中不同操作对应的探究目的，学会结合实验情景分析各选项的正误。
【难度系数】
0.6
17. 起重机吊着一重物静止在空中，钢绳对重物的拉力为 5 000 N；当重物以 1.5 m/s 的速度匀速上升时，钢绳对重物的拉力(大于/等于/小于，下同)5 000 N；当重物以 2 m/s 的速度匀速上升时，钢绳对重物的拉力 5 000 N；当重物加速下降时，钢绳对重物的拉力 5 000 N。
答案
等于
等于
小于
【解析】
当重物静止或匀速上升时，重物处于平衡状态，钢绳对重物的拉力与重物的重力是一对平衡力，大小相等，已知重力为5000N，故这两种情况下拉力等于5000N；当重物加速下降时，重物所受合力方向向下，重力大于钢绳的拉力，因此拉力小于5000N。
【答案】
等于；等于；小于
【知识点】
二力平衡条件；力与运动的关系
【点评】
本题考查对平衡状态及力与运动关系的理解，关键是判断物体的运动状态，明确平衡状态下二力平衡，非平衡状态下合力方向与运动方向的关系。
【难度系数】
0.8
等于
小于
【解析】
当重物静止或匀速上升时，重物处于平衡状态，钢绳对重物的拉力与重物的重力是一对平衡力，大小相等，已知重力为5000N，故这两种情况下拉力等于5000N；当重物加速下降时，重物所受合力方向向下，重力大于钢绳的拉力，因此拉力小于5000N。
【答案】
等于；等于；小于
【知识点】
二力平衡条件；力与运动的关系
【点评】
本题考查对平衡状态及力与运动关系的理解，关键是判断物体的运动状态，明确平衡状态下二力平衡，非平衡状态下合力方向与运动方向的关系。
【难度系数】
0.8
解析
【分析】
我们可以通过判断重物的运动状态来分析其受力情况：
1. 首先明确，当物体处于静止或匀速直线运动状态时，物体处于平衡状态，此时受到的力为平衡力，大小相等；
2. 已知重物静止时钢绳拉力为5000N，由此可知重物的重力等于5000N；
3. 当重物匀速上升时，无论速度大小，都属于匀速直线运动，即平衡状态，拉力与重力是平衡力，大小相等；
4. 当重物加速下降时，运动状态改变，合力方向与运动方向相同（向下），说明重力大于钢绳的拉力，因此拉力小于重力。
【解析】
1. 当重物静止在空中时，重物处于平衡状态，钢绳对重物的拉力与重物的重力是一对平衡力，大小相等，因此重物的重力$ G = 5000N $；
2. 当重物以1.5m/s或2m/s的速度匀速上升时，重物仍处于平衡状态，钢绳拉力与重力仍是一对平衡力，根据二力平衡条件，拉力大小等于重力，即这两种情况下拉力都等于5000N；
3. 当重物加速下降时，重物的运动状态发生改变，合力方向与运动方向一致（向下），因此重物所受的重力大于钢绳对重物的拉力，即拉力小于5000N。
【答案】
等于；等于；小于
【知识点】
二力平衡条件；力与运动的关系
【点评】
本题考查对平衡状态及力与运动关系的理解，关键在于准确判断物体的运动状态，明确平衡状态下二力平衡，非平衡状态下合力方向与运动方向的关系。
【难度系数】
0.8
我们可以通过判断重物的运动状态来分析其受力情况：
1. 首先明确，当物体处于静止或匀速直线运动状态时，物体处于平衡状态，此时受到的力为平衡力，大小相等；
2. 已知重物静止时钢绳拉力为5000N，由此可知重物的重力等于5000N；
3. 当重物匀速上升时，无论速度大小，都属于匀速直线运动，即平衡状态，拉力与重力是平衡力，大小相等；
4. 当重物加速下降时，运动状态改变，合力方向与运动方向相同（向下），说明重力大于钢绳的拉力，因此拉力小于重力。
【解析】
1. 当重物静止在空中时，重物处于平衡状态，钢绳对重物的拉力与重物的重力是一对平衡力，大小相等，因此重物的重力$ G = 5000N $；
2. 当重物以1.5m/s或2m/s的速度匀速上升时，重物仍处于平衡状态，钢绳拉力与重力仍是一对平衡力，根据二力平衡条件，拉力大小等于重力，即这两种情况下拉力都等于5000N；
3. 当重物加速下降时，重物的运动状态发生改变，合力方向与运动方向一致（向下），因此重物所受的重力大于钢绳对重物的拉力，即拉力小于5000N。
【答案】
等于；等于；小于
【知识点】
二力平衡条件；力与运动的关系
【点评】
本题考查对平衡状态及力与运动关系的理解，关键在于准确判断物体的运动状态，明确平衡状态下二力平衡，非平衡状态下合力方向与运动方向的关系。
【难度系数】
0.8
