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20. 下列各种动作中，不借用工具的情况下，在水平地面上无法保持的是 (
A
B
C
D
B
)A
B
C
D
答案
B
解析
【分析】
要判断哪个动作无法在水平地面保持，需明确人体保持平衡的核心：人体重心的竖直向下的重力作用线必须落在与地面接触的部位构成的支撑面内，若超出支撑面则无法保持平衡。我们可以逐个分析选项中动作的支撑面与重心位置的关系：
1. 分析A选项，四肢着地的姿势支撑面是四肢与地面接触点围成的区域，重心垂线在该区域内，能保持平衡；
2. 分析B选项，该姿势类似坐在椅子上，但无工具支撑时仅脚跟接触地面，人体重心的垂线会落在脚跟的支撑区域外，没有其他支撑无法维持这个姿势；
3. 分析C、D选项，二者均为单脚支撑，重心垂线落在支撑脚的范围内，可保持平衡。
通过上述分析可找出无法保持的动作。
【解析】
A选项：四肢着地，支撑面范围较大，重心竖直垂线落在支撑面内，可在水平地面保持该动作；
B选项：无工具支撑时，仅脚跟与地面接触，人体重心的竖直垂线超出脚跟的支撑区域，没有其他支撑的情况下，无法保持该动作；
C选项：单脚支撑，重心竖直垂线落在支撑脚的支撑范围内，可保持平衡；
D选项：单脚支撑，重心竖直垂线落在支撑脚的支撑范围内，可保持平衡。
【答案】
B
【知识点】
物体平衡条件、重心的应用
【点评】
本题将物理平衡知识与生活实际动作结合，考查学生对重心和平衡条件的理解与应用，需要结合生活经验判断，注重知识的生活化迁移。
【难度系数】
0.7
要判断哪个动作无法在水平地面保持，需明确人体保持平衡的核心：人体重心的竖直向下的重力作用线必须落在与地面接触的部位构成的支撑面内，若超出支撑面则无法保持平衡。我们可以逐个分析选项中动作的支撑面与重心位置的关系：
1. 分析A选项，四肢着地的姿势支撑面是四肢与地面接触点围成的区域，重心垂线在该区域内，能保持平衡；
2. 分析B选项，该姿势类似坐在椅子上，但无工具支撑时仅脚跟接触地面，人体重心的垂线会落在脚跟的支撑区域外，没有其他支撑无法维持这个姿势；
3. 分析C、D选项，二者均为单脚支撑，重心垂线落在支撑脚的范围内，可保持平衡。
通过上述分析可找出无法保持的动作。
【解析】
A选项：四肢着地，支撑面范围较大，重心竖直垂线落在支撑面内，可在水平地面保持该动作；
B选项：无工具支撑时，仅脚跟与地面接触，人体重心的竖直垂线超出脚跟的支撑区域，没有其他支撑的情况下，无法保持该动作；
C选项：单脚支撑，重心竖直垂线落在支撑脚的支撑范围内，可保持平衡；
D选项：单脚支撑，重心竖直垂线落在支撑脚的支撑范围内，可保持平衡。
【答案】
B
【知识点】
物体平衡条件、重心的应用
【点评】
本题将物理平衡知识与生活实际动作结合，考查学生对重心和平衡条件的理解与应用，需要结合生活经验判断，注重知识的生活化迁移。
【难度系数】
0.7
21. 如图甲所示，完全相同的 A、B 两物块叠放在水平桌面上，用$F_1=30$N 的水平力作用在 B 物块上，AB 一起做匀速直线运动，此时 B 物块所受 A 的摩擦力为$f_B$；若将$F_2=50$N 的水平力按如图乙所示，作用在 A 物块上，它们仍一起做直线运动，则 A 物块所受地面的摩擦力为$f_A$，下列正确的是 (
A.$f_B=30$N $f_A=30$N
B.$f_B=30$N $f_A=50$N
C.$f_B=0$N $f_A=30$N
D.$f_B=0$N $f_A=50$N
A
)A.$f_B=30$N $f_A=30$N
B.$f_B=30$N $f_A=50$N
C.$f_B=0$N $f_A=30$N
D.$f_B=0$N $f_A=50$N
答案
A
解析
【分析】
首先分析甲图：AB一起匀速直线运动，先对B受力分析，B受水平向右的$F_1$，由于匀速，水平方向受力平衡，因此A对B的摩擦力$f_B$与$F_1$平衡；再对AB整体分析，整体匀速，水平方向$F_1$与地面的滑动摩擦力平衡，可确定地面滑动摩擦力的大小。
再分析乙图：滑动摩擦力的大小由压力和接触面粗糙程度决定，乙图中AB对地面的压力、接触面粗糙程度均未改变，因此地面给A的摩擦力大小不变，结合选项判断即可。
【解析】
1. 甲图中B的摩擦力分析：
AB一起做匀速直线运动，对B物块进行受力分析，水平方向B受到向右的拉力$F_1=30\ \mathrm{N}$，由于B处于匀速直线运动状态，水平方向受力平衡，因此A对B的摩擦力$f_B$与$F_1$是一对平衡力，根据二力平衡条件可得：
$f_B=F_1=30\ \mathrm{N}$。
2. 乙图中地面的摩擦力分析：
对甲图中的AB整体分析，整体做匀速直线运动，水平方向拉力$F_1$与地面对A的滑动摩擦力平衡，因此地面对A的滑动摩擦力大小为$30\ \mathrm{N}$。
滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，乙图中，AB对地面的压力大小不变，接触面粗糙程度也不变，因此地面对A的滑动摩擦力大小不变，即$f_A=30\ \mathrm{N}$。
综上，$f_B=30\ \mathrm{N}$，$f_A=30\ \mathrm{N}$，对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
二力平衡、滑动摩擦力的影响因素
【点评】
本题考查受力分析与摩擦力的综合判断，需灵活运用整体法与隔离法分析受力，同时明确滑动摩擦力的大小与拉力大小无关，仅由压力和接触面粗糙程度决定。
【难度系数】
0.6
首先分析甲图：AB一起匀速直线运动，先对B受力分析，B受水平向右的$F_1$，由于匀速，水平方向受力平衡，因此A对B的摩擦力$f_B$与$F_1$平衡；再对AB整体分析，整体匀速，水平方向$F_1$与地面的滑动摩擦力平衡，可确定地面滑动摩擦力的大小。
再分析乙图：滑动摩擦力的大小由压力和接触面粗糙程度决定，乙图中AB对地面的压力、接触面粗糙程度均未改变，因此地面给A的摩擦力大小不变，结合选项判断即可。
【解析】
1. 甲图中B的摩擦力分析：
AB一起做匀速直线运动，对B物块进行受力分析，水平方向B受到向右的拉力$F_1=30\ \mathrm{N}$，由于B处于匀速直线运动状态，水平方向受力平衡，因此A对B的摩擦力$f_B$与$F_1$是一对平衡力，根据二力平衡条件可得：
$f_B=F_1=30\ \mathrm{N}$。
2. 乙图中地面的摩擦力分析：
对甲图中的AB整体分析，整体做匀速直线运动，水平方向拉力$F_1$与地面对A的滑动摩擦力平衡，因此地面对A的滑动摩擦力大小为$30\ \mathrm{N}$。
滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，乙图中，AB对地面的压力大小不变，接触面粗糙程度也不变，因此地面对A的滑动摩擦力大小不变，即$f_A=30\ \mathrm{N}$。
综上，$f_B=30\ \mathrm{N}$，$f_A=30\ \mathrm{N}$，对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
二力平衡、滑动摩擦力的影响因素
【点评】
本题考查受力分析与摩擦力的综合判断，需灵活运用整体法与隔离法分析受力，同时明确滑动摩擦力的大小与拉力大小无关，仅由压力和接触面粗糙程度决定。
【难度系数】
0.6
22. 如图所示，一辆小车水平向右匀速运动. 在车厢顶部用细绳竖直悬挂一个小球，小球与竖直车厢壁刚好接触. 作出小车向右匀速运动时小球受力的示意图.
答案
解析
【分析】
首先判断小球的运动状态：小车水平向右匀速运动，小球随小车一起做匀速直线运动，处于平衡状态，受力需满足平衡条件。
接着分方向分析受力：
1. 竖直方向：小球受到竖直向下的重力，这是地球的吸引产生的，同时受到绳子竖直向上的拉力，这两个力是一对平衡力，大小相等、方向相反；
2. 水平方向：小球与车厢壁刚好接触，但由于小球匀速运动，若车厢壁对小球有弹力，水平方向无其他力与之平衡，会打破平衡状态，因此小球与车厢壁间无挤压，水平方向不受力。
综上，小球只受重力和绳子的拉力，据此绘制受力示意图。
【解析】
1. 选取小球的几何中心作为力的作用点；
2. 从作用点竖直向下画带箭头的线段，标注“G”，表示重力；
3. 从作用点竖直向上画一条与重力线段等长的带箭头的线段，标注“F拉”，表示绳子的拉力；
最终受力示意图如参考答案所示。
【答案】
受力示意图：以小球重心为作用点，竖直向下画重力G，竖直向上画等长的拉力F拉，示意图对应参考答案的图示。
【知识点】
二力平衡条件，受力分析，力的示意图绘制
【点评】
本题核心是利用平衡状态判断受力情况，易错点是误认为小球与车厢壁接触就受到弹力，需明确：接触且发生弹性形变才会产生弹力，匀速运动时小球与车厢壁无挤压，因此不受弹力。
【难度系数】
0.6
首先判断小球的运动状态：小车水平向右匀速运动，小球随小车一起做匀速直线运动，处于平衡状态，受力需满足平衡条件。
接着分方向分析受力：
1. 竖直方向：小球受到竖直向下的重力，这是地球的吸引产生的，同时受到绳子竖直向上的拉力，这两个力是一对平衡力，大小相等、方向相反；
2. 水平方向：小球与车厢壁刚好接触，但由于小球匀速运动，若车厢壁对小球有弹力，水平方向无其他力与之平衡，会打破平衡状态，因此小球与车厢壁间无挤压，水平方向不受力。
综上，小球只受重力和绳子的拉力，据此绘制受力示意图。
【解析】
1. 选取小球的几何中心作为力的作用点；
2. 从作用点竖直向下画带箭头的线段，标注“G”，表示重力；
3. 从作用点竖直向上画一条与重力线段等长的带箭头的线段，标注“F拉”，表示绳子的拉力；
最终受力示意图如参考答案所示。
【答案】
受力示意图：以小球重心为作用点，竖直向下画重力G，竖直向上画等长的拉力F拉，示意图对应参考答案的图示。
【知识点】
二力平衡条件，受力分析，力的示意图绘制
【点评】
本题核心是利用平衡状态判断受力情况，易错点是误认为小球与车厢壁接触就受到弹力，需明确：接触且发生弹性形变才会产生弹力，匀速运动时小球与车厢壁无挤压，因此不受弹力。
【难度系数】
0.6
