21. 以下是我们生活中常见到的几种现象：① 篮球撞击在篮板上被弹回；② 用力揉面团，面团形状发生变化；③ 用力握小球,球变瘪了；④ 一阵风把地面上的灰尘吹得漫天飞舞.在这些现象中,物体因为受力而改变运动状态的是
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A.①②
B.①④
C.②③
D.②④

B

【分析】
要解决这道题，首先需要明确力的两个作用效果：一是改变物体的运动状态（包括物体运动速度的大小、方向发生变化），二是改变物体的形状。接下来我们逐个分析题目中的现象：
1. 篮球撞击篮板被弹回，篮球的运动方向发生了改变，属于运动状态的改变；
2. 揉面团使面团形状变化，这是力改变了物体的形状；
3. 握小球使球变瘪，同样是力改变了物体的形状；
4. 风把灰尘吹得漫天飞舞，灰尘由静止变为运动，运动速度发生变化，属于运动状态的改变。
最后筛选出受力后改变运动状态的现象，对应找到正确选项。
【解析】
力的作用效果有两种：①改变物体的运动状态（运动速度大小或方向改变）；②改变物体的形状。
现象①：篮球撞击篮板被弹回，篮球的运动方向改变，说明力改变了物体的运动状态；
现象②：用力揉面团，面团形状改变，说明力改变了物体的形状；
现象③：用力握小球，球变瘪，说明力改变了物体的形状；
现象④：风把灰尘吹得漫天飞舞，灰尘由静止变为运动，运动速度改变，说明力改变了物体的运动状态。
因此，物体因为受力而改变运动状态的是①④，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
力的作用效果
【点评】
本题考查力的两种作用效果的区分，关键在于准确判断物体是运动状态（速度、方向）发生变化，还是形状发生变化。需要注意的是，物体从静止到运动、运动方向改变都属于运动状态的改变，这类基础题需要逐个分析现象，避免混淆两种作用效果。
【难度系数】
0.8

22. 一个物体重为$100 \mathrm{N}$,在竖直方向运动时受到的空气阻力恒为$20 \mathrm{N}$.若该物体只受到重力和空气阻力，且物体所受重力和空气阻力在同一直线上，则物体所受的合力
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A.一定为$120 \mathrm{N}$
B.一定为$80 \mathrm{N}$
C.可能为$100 \mathrm{N}$或$20 \mathrm{N}$
D.可能为$120 \mathrm{N}$或$80 \mathrm{N}$

D

【分析】
要解决这道题，需明确空气阻力的方向与物体运动方向相反，因此要分两种情况分析物体的受力：
1. 当物体竖直向上运动时，重力方向竖直向下，空气阻力方向也竖直向下，两个力方向相同，合力为两力之和；
2. 当物体竖直向下运动时，重力方向竖直向下，空气阻力方向竖直向上，两个力方向相反，合力为两力之差。
通过分别计算两种情况下的合力，即可确定正确选项。
【解析】
已知物体重力$G=100\mathrm{N}$，空气阻力$f=20\mathrm{N}$，分两种情况计算合力：
1. 物体竖直向上运动时：
重力与空气阻力方向均竖直向下，同一直线上方向相同的二力合成，合力大小为两力之和：
$F_{\mathrm{合1}}=G+f=100\mathrm{N}+20\mathrm{N}=120\mathrm{N}$；
2. 物体竖直向下运动时：
重力方向竖直向下，空气阻力方向竖直向上，同一直线上方向相反的二力合成，合力大小为两力之差：
$F_{\mathrm{合2}}=G-f=100\mathrm{N}-20\mathrm{N}=80\mathrm{N}$。
因此物体所受合力可能为$120\mathrm{N}$或$80\mathrm{N}$。
【答案】
D
【知识点】
同一直线上二力的合成、阻力的方向判断
【点评】
本题考查同一直线上二力合成的应用，解题的关键是考虑到物体竖直方向运动的两种可能（向上、向下），明确阻力方向与运动方向相反，避免因只考虑单一情况而漏解。
【难度系数】
0.6

23. 在水平轨道上有一辆实验车，其顶部装有电磁铁，电磁铁下方吸有一颗钢珠.在实验车向右做匀速直线运动的过程中，钢珠因断电下落，如图是描述钢珠下落的四个示意图，图中虚线表示钢珠下落的路径.以实验车为参照物，正确描述钢珠下落路径的示意图是
()

B

【分析】
首先明确研究对象是下落的钢珠，先分析钢珠下落前的运动状态：钢珠随实验车一起向右做匀速直线运动。当钢珠断电下落时，根据惯性的知识，钢珠在水平方向上会保持原来的匀速直线运动状态，即和实验车的水平速度相同。接下来以实验车为参照物判断相对运动：由于钢珠和实验车水平速度一致，水平方向上钢珠相对于实验车没有位置变化，只有竖直方向受重力作用向下运动，因此钢珠的下落路径应为竖直向下，据此从选项中选择对应示意图。
【解析】
1. 确定钢珠下落前的运动状态：实验车向右做匀速直线运动，钢珠随实验车一起向右做匀速直线运动，二者水平速度相同。
2. 分析钢珠下落时的运动：钢珠断电后，由于惯性，在水平方向上仍保持与实验车相同的速度向右运动；竖直方向上，钢珠受到重力作用，向下做加速运动。
3. 判断相对运动（以实验车为参照物）：因为钢珠和实验车水平速度相同，水平方向上钢珠相对于实验车没有位置改变，只有竖直方向的下落运动，因此钢珠的下落路径是竖直向下的，对应图B。
【答案】
B
【知识点】
惯性、运动的相对性、参照物
【点评】
本题考查惯性与参照物的综合应用，解题关键是理解钢珠在水平方向因惯性保持原有运动状态，进而判断相对实验车的运动轨迹，易因忽略水平方向惯性错选其他选项。
【难度系数】
0.6

24. 如图所示，在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至$A$点，使细线处于拉直状态，然后让小球以初速度$v_0$从$A$点开始运动.不计摩擦和空气阻力，当小球刚摆到与$A$点等高的$B$点时，细线恰好断开，且所有外力消失，那么小球将
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A.沿轨迹$BC$自由下落
B.沿轨迹$BD$继续运动
C.沿轨迹$BE$继续运动
D.沿轨迹$BF$继续上摆

C

【分析】
首先，分析小球到达B点时的运动状态：小球从A点以初速度$v_0$运动，不计摩擦和空气阻力，机械能守恒，到达与A等高的B点时仍具有速度，且速度方向沿B点圆弧轨迹的切线方向（斜向上）；
其次，根据牛顿第一定律的内容，当所有外力消失时，物体将保持原来的运动状态不变，因此小球会保持在B点的速度方向做匀速直线运动，对应轨迹BE。
【解析】
1. 确定小球在B点的速度方向：小球沿圆弧从A摆到B，不计摩擦和空气阻力，到达B点时，速度方向沿该点圆弧的切线方向，即轨迹BE的方向；
2. 应用牛顿第一定律：一切物体在不受外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。当小球在B点时所有外力消失，小球将保持此时的速度方向做匀速直线运动，因此会沿轨迹BE继续运动。
【答案】
C
【知识点】
牛顿第一定律，曲线运动的速度方向
【点评】
本题结合曲线运动特点考查牛顿第一定律的应用，解题关键是准确判断小球在B点的速度方向，理解外力消失时物体的运动规律，需将速度分析与牛顿第一定律结合分析。
【难度系数】
0.6

25. 一人站在电梯上随电梯一起匀速上升,如图所示，此时人处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态,在图中画出人的受力示意图.

平衡

【分析】
首先回忆平衡状态的定义：物体处于静止或匀速直线运动状态时，运动状态不变，所受合力为零，属于平衡状态。题目中人随电梯一起匀速上升，做匀速直线运动，满足平衡状态的判定条件，因此可判断人处于平衡状态。接着对人进行受力分析：人在竖直方向受到竖直向下的重力，以及电梯对人竖直向上的支持力，由于人处于平衡状态，这两个力是一对平衡力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
【解析】
1. 状态判断：
人随电梯匀速上升，做匀速直线运动，根据平衡状态的定义（物体处于静止或匀速直线运动状态时为平衡状态），可知人处于平衡状态。
2. 受力示意图绘制：
过人体的重心O点，竖直向下画一条带箭头的线段，标注为重力$\boldsymbol{G}$；竖直向上画一条等长的带箭头的线段，标注为支持力$\boldsymbol{F}$（二力平衡，两力大小相等，故线段长度相同）。
【答案】
平衡；受力示意图（过重心O，竖直向下画$\boldsymbol{G}$，竖直向上画等长的$\boldsymbol{F}$）
【知识点】
平衡状态判断，二力平衡，受力示意图绘制
【点评】
本题考查平衡状态的判断与受力分析，核心是理解平衡状态的定义，掌握匀速直线运动物体的受力特点，属于力学基础题型，易于掌握。
【难度系数】
0.8

26. 小陈利用如图所示的装置，探究阻力对物体运动的影响，进行了如下操作：分别将毛巾、棉布铺在水平木板上,让小车从斜面上由静止滑下,观察小车在毛巾、棉布上滑行的距离;去掉木板上的毛巾、棉布,让小车从斜面上由静止滑下,观察小车在木板上滑行的距离.
(1)选用不同表面进行实验，目的是改变小车在水平面运动时受到的.
(2)实验中应控制小车到达斜面底端时的相同，正确的操作是让小车每次从斜面的位置由静止开始下滑.
(3)对比三次实验现象可得：小车受到的阻力越小，速度减小得越 (选填“快”或“慢”)，运动的距离越 (选填“远”或“近”).
(4)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推理：如果运动的物体受到的阻力为零，速度就不会减小,物体将以的速度永远运动下去.
(5)牛顿通过总结伽利略等人的研究成果,概括出一条重要的物理规律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.根据这一定律可知，一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质，这种性质叫；同时可知，是改变物体运动状态的原因.

阻力
速度
同一
慢
远
恒定不变
惯性
力

【分析】
本题是探究阻力对物体运动影响的经典实验，需结合控制变量法和科学推理法分析：
1. 对于第(1)问，不同表面的粗糙程度不同，小车在上面运动时受到的阻力不同，所以选用不同表面是为了改变阻力大小；
2. 第(2)问，要探究阻力对运动的影响，需控制小车到达水平面时的初速度相同，根据控制变量法，应让小车每次从斜面的同一位置（同一高度）由静止滑下，这样小车下滑到斜面底端时的速度才会相同；
3. 第(3)问，观察实验现象：毛巾表面阻力大，小车滑行距离近，速度减小快；木板表面阻力小，小车滑行距离远，速度减小慢，由此可总结阻力大小与速度减小快慢、滑行距离的关系；
4. 第(4)问，基于实验现象进行科学推理，当阻力为零时，小车的速度不会减小，会保持恒定不变的速度一直运动下去；
5. 第(5)问，结合牛顿第一定律的内容，物体保持原来运动状态不变的性质是惯性，力是改变物体运动状态的原因。
【解析】
(1) 毛巾、棉布、木板的粗糙程度不同，小车在不同表面运动时受到的阻力不同，所以选用不同表面进行实验，目的是改变小车在水平面运动时受到的阻力。
(2) 实验要探究阻力对运动的影响，需控制小车到达斜面底端时的速度相同；根据控制变量法，正确的操作是让小车每次从斜面的同一位置（同一高度）由静止开始下滑，这样小车下滑过程中重力势能转化的动能相同，到达底端的速度相同。
(3) 对比三次实验：毛巾表面阻力最大，小车滑行距离最近，速度减小最快；木板表面阻力最小，小车滑行距离最远，速度减小最慢。可得：小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，运动的距离越远。
(4) 基于实验现象科学推理：如果运动的物体受到的阻力为零，速度就不会减小，物体将以恒定不变的速度永远运动下去。
(5) 根据牛顿第一定律，一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质，这种性质叫惯性；同时可知，力是改变物体运动状态的原因。
【答案】
(1) 阻力
(2) 速度；同一
(3) 慢；远
(4) 恒定不变
(5) 惯性；力
【知识点】
控制变量法；阻力对运动的影响；牛顿第一定律
【点评】
本题是力学基础实验题，考查了探究阻力对物体运动影响实验的设计思路、控制变量法的应用、科学推理法的运用以及牛顿第一定律的相关概念，要求学生理解实验原理并能结合实验现象推导结论，是对力学核心知识点的综合考查。
【难度系数】
0.7