学年广东高中学业水平测试物理第2章 物体间的相互作用.docx

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学年广东高中学业水平测试物理第2章物体间的相互作用

形变、弹性、胡克定律

[基础知识填充]

1．力的概念

（1）力是物体对物体的作用，物体之间的力是相互的．

（2）力的作用效果：

可以改变物体的形状也可以改变物体的运动状态，即产生加速度．

（3）力的三要素：

大小、方向、作用点，可用力的图示形象描述．

2．力的基本特性

（1）依赖性：

力不能脱离物体而单独存在．

（2）相互性：

物体间力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体．

（3）矢量性：

力既有大小又有方向，力可以用带箭头的线段表示，线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭首（或箭尾）画在作用点上．

（4）独立性：

一个力作用于某个物体上产生的效果，与这个物体是否受其他力的作用无关．

（5）力可以按其性质和作用效果分类

①根据力的性质命名有重力、弹力、分子力、电场力、磁场力等；

②根据力的作用效果命名即效果力，如拉力、压力、向心力等．

3．重力

（1）定义：

由于地球的吸引，而使物体受到的力．

（2）大小：

G＝mg（g为重力加速度，它的数值在地球上的两极最大，赤道最小；在同一地理位置，离地面越高，g值越小）．一般情况下，在地球表面附近我们认为重力是恒力．

（3）方向：

竖直向下．

（4）作用点——重心：

质量均匀分布、有规则形状的物体重心在物体的几何中心，物体的重心可以不在物体上，质量分布不均或形状不规则的薄板形物体的重心可采用悬挂法粗略确定．

4．弹力

（1）定义：

发生弹性形变的物体由于要恢复原状对与它接触的物体产生力的作用．

（2）产生条件

①两物体直接接触；

②物体发生弹性形变．

（3）方向：

弹力的方向总是与使物体形变的外力的方向相反．

（4）大小

①与形变程度有关，一般用平衡条件或动力学规律求出．

②弹簧弹力大小——胡克定律：

F＝kx.（式中的k被称为劲度系数，它的单位是N/m，它由弹簧本身决定；式中的x是弹簧的形变量）

[学考真题对练]

1．（2018·广东学业水平考试）如图所示，一根弹簧未悬挂重物时，其自由端B的指针正对刻度5，在弹性限度内，当挂上80N重物时指针正对刻度45，若要指针正对刻度20，应挂重物的重力大小为（　　）

A．40N　　　　　　　B．30N

C．35ND．25N

B　[由胡克定律可知：

F＝kΔx,80＝k（45－5），F＝k（20－5），解得：

F＝30N．]

2．（2017·广东学业水平考试）弹簧一端固定，另一端受到拉力F的作用，F与弹簧伸长的关系如图所示，该弹簧的劲度系数为（　　）

A．2N/m　　　　　　B．4N/m

C．20N/mD．0.05N/m

C　[当弹簧的伸长量为0.2m时，弹簧弹力F＝4N，故弹簧的劲度系数k＝

＝20N/m.]

3．（2015·广东学业水平考试1月）在弹性限度内，弹簧的弹力F与弹簧的伸长量x的关系图象是选项中的（　　）

B　[根据胡克定律F＝kx可判断B项正确．]

4．（2015·广东学业水平考试1月）如图所示，小球放在光滑斜面上，被一固定挡板挡住，小球所受外力个数是（　　）

A．两个B．四个

C．三个D．五个

C　[小球受竖直向下的重力、垂直挡板向右上方的弹力及垂直斜面向上的弹力．]

1.弹力的方向（如图所示），对于不同的接触面，弹力的方向遵循如下规律：

（1）点和平面接触时，弹力的方向垂直平面．

（2）点和曲面接触时，弹力的方向垂直于过切点的切面．

（3）两个平面接触时，弹力的方向垂直于接触面．

（4）平面和曲面接触时，弹力的方向垂直于平面．

2．对弹力有无的判断方法可采用“假设法”分析：

即假设与研究对象接触的物体不存在，看研究对象运动状态是否发生变化，若变化，说明弹力存在；若不变化，说明弹力不存在．如图所示，甲、乙图中a、b之间都没有弹力，而丙图中，a、b球间有弹力．

[最新模拟快练]

1．（2019·珠海学测模拟）以下说法中正确的是（　　）

A．物体受到的重力是由于地球吸引而产生的

B．地球上的物体只有静止时才受到重力的作用

C．一个挂在绳子上的物体，它所受到的重力就是物体对悬绳的拉力

D．物体从赤道移到北极，物体的重力大小保持不变

答案：

A

2.如图所示，“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶，是我国古代雕塑艺术的稀世之宝，飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上，是因为（　　）

A．马跑得快

B．马蹄大

C．马的重心在飞燕上

D．马的重心位置和飞燕在一条竖直线上

答案：

D

3．（2018·汕头学考模拟）在轻质弹簧下端悬挂一质量为0.1kg的物体，当物体静止后，弹簧伸长了0.01m，g取10m/s2.该弹簧的劲度系数为（　　）

A．1N/mB．10N/m

C．100N/mD．1000N/m

答案：

C

4.如图所示为某同学在篮球比赛中进行击地传球的示意图，下列说法中，正确的是（　　）

A．地面给篮球的弹力方向竖直向下

B．篮球给地面的弹力方向斜向下

C．地面对篮球的支持力大于篮球对地面的压力

D．篮球受到地面的支持力，是由于地面发生了形变而产生的

答案：

D

5.如图所示的复合弹簧是在金属弹簧周围包裹一层橡胶材料复合硫化而成．这种弹簧已广泛应用于工程技术上以代替金属弹簧，其物理性能与金属弹簧相同．由此可知，复合弹簧（　　）

A．不再遵循胡克定律

B．弹力与形变量成正比

C．劲度系数与粗细无关

D．劲度系数与材料无关

答案：

B

6．（2018·河源学考模拟）一根弹簧原长10cm，挂上重2N的砝码时，伸长1cm，这根弹簧挂上重8N的物体时，它的长度为（弹簧的形变是弹性形变）（　　）

A．4cmB．44cm

C．15cmD．14cm

答案：

D

7．（2018·化州学考模拟）在光滑水平桌面上放置一刻度模糊的弹簧测力计，两位同学各用100N的水平力拉弹簧的两端，测得弹簧伸长5cm，则弹簧测力计的示数和弹簧的劲度系数为（　　）

A．弹簧测力计的示数为200N，劲度系数为1000N/m

B．弹簧测力计的示数为200N，劲度系数为2000N/m

C．弹簧测力计的示数为100N，劲度系数为1000N/m

D．弹簧测力计的示数为100N，劲度系数为2000N/m

答案：

D

8．在下图所示的四种情况中，物体A、B之间一定有弹力的是（　　）

A　　　　　B　　　　C　　　　　D

答案：

B

滑动摩擦力、静摩擦力、动摩擦因数

[基础知识填充]

两种摩擦力的比较

摩擦力

静摩擦力

滑动摩擦力

定义

两个相对静止的相接触的物体间的摩擦力

两个发生相对运动的相接触物体间的摩擦力

产生条件

①两物体直接接触；

②接触面粗糙且

相互挤压（发生形变）；

③两物体间有相对运动趋势

①两物体直接接触；

②接触面粗糙且相互挤压（发生形变）；

③两物体间有相对运动

大小

0≤f≤fm（fm为两物体间的最大静摩擦力）

f＝μN

方向

与受力物体相对运动趋势的方向相反

与受力物体相对运动方向相反

作用效果

总是阻碍物体间的

相对运动趋势

总是阻碍物体间的相对运动

[学考真题对练]

1.（2019·广东学业水平考试）如图所示，木块M被水平力F压在竖直墙壁上，保持静止状态．关于物体受到墙壁的静摩擦力，下列说法正确的是（　　）

A．因为木块静止，所以静摩擦力为零

B．如果增大F，静摩擦力仍保持不变

C．如果增大F，静摩擦力将增大

D．因为木块有下滑的趋势，所以静摩擦力的方向竖直向下

答案：

B

2.（2019·广东学业水平考试）如图所示，一个重为20N的物体放在水平地面上，当它受到F＝4N水平向左的拉力作用时，处于静止状态．已知物体与地面间的动摩擦因数为0.25，则物体受到的摩擦力（　　）

A．大小为4N，方向水平向右

B．大小为4N，方向水平向左

C．大小为5N，方向水平向左

D．大小为5N，方向水平向右

答案：

A

3．（2018·广东学业水平考试）（多选）在下列各种现象中，静摩擦力起作用的有（　　）

A．握在手中的瓶子不会滑落

B．物块在粗糙斜面上下滑

C．汽车在水平路面上转弯

D．消防员手握绳索向上爬

ACD　[物块在粗糙斜面上下滑，受滑动摩擦力作用，其他三项均是静摩擦力起作用．]

4.（2018·广东学业水平考试）如图所示，放在水平桌面上的木块，受到水平推力F1＝6N和F2＝1N的作用处于静止状态．关于木块受到的合力F和摩擦力f，下列说法正确的是（　　）

A．F＝5N，方向向右

B．F＝5N，方向向左

C．f＝5N，方向向右

D．f＝5N，方向向左

D　[木块处于静止状态，所以合力为0，摩擦力f＝6N－1N＝5N，方向向左．]

5．（2017·广东学业水平考试）如图所示，物体在大小为10N，方向斜向上的拉力F的作用下，沿水平桌面做匀速直线运动，则物体与桌面间的摩擦力大小（　　）

A．等于10N

B．大于10N

C．小于10N

D．等于零

C　[物体在大小为10N，方向斜向上的拉力F的作用下，沿水平桌面做匀速直线运动，则物体与桌面间的摩擦力大小小于10N，C正确．]

（2017·广东学业水平考试）如图所示，在水平压力F作用下，重为G的物体紧靠着竖直墙壁保持静止．关于物体此时受到的摩擦力，下列说法正确的是（　　）

A．摩擦力的大小小于G

B．摩擦力的大小大于G

C．摩擦力的方向水平向右

D．摩擦力的方向竖直向上

D　[物体保持静止，物体受到的摩擦力大小等于重力G，方向竖直向上，D正确．]

6．（2016·广东学业水平考试）关于物体在同一接触面受到的弹力和摩擦力之间的关系，下列说法正确的是（　　）

A．有弹力一定有摩擦力

B．有摩擦力不一定有弹力

C．弹力方向和摩擦力方向一定互相垂直

D．摩擦力的大小与弹力大小总是成正比

C　[两个粗糙的物体互相接触且挤压，有相对运动或相对运动趋势时，才会产生摩擦力，弹力是因形变产生的，有摩擦力一定有弹力，但有弹力不一定有摩擦力，A、B错误．摩擦力是接触力、切向力，C正确．注意涉及的摩擦力，可能是滑动摩擦力，也可能是静摩擦力，静摩擦力不与弹力成正比，D错误．]

（2016·广东学业水平考试）如图所示，质量为5kg的物体以初速度v沿水平桌面向右做直线运动，它与桌面间的动摩擦因数μ＝0.2，受水平拉力F＝8N，g取10m/s2.则运动过程中物体受到的摩擦力（　　）

A．方向向左，大小是8N

B．方向向右，大小是8N

C．方向向左，大小是10N

D．方向向右，大小是10N

C　[物体向右滑，故f为滑动摩擦力，方向向左，f＝μmg＝0.2×5×10N＝10N．]

理解摩擦力必须跨跃三个误区

误区一　认为静止的物体总受静摩擦力，运动的物体总受滑动摩擦力

两物体间产生静摩擦力，两物体一定保持相对静止，而不一定静止，两者可以以共同速度运动．两物体间若产生滑动摩擦力，两物体一定发生了相对运动，而不一定都运动，可以是一个运动，另一个静止．

误区二　认为摩擦力的方向总与物体运动方向相反，摩擦力总是阻力

摩擦力的方向与产生摩擦力的两物体间的相对运动或相对运动趋势的方向相反，但与这两个物体相对于其他物体的运动方向没有关系．因此，摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以相反或成某个角度．

误区三　认为静摩擦力的大小随正压力的变化而变化

滑动摩擦力的大小与正压力FN成正比，但静摩擦力的大小与正压力无关，它与物体的运动状态和所受外力的大小有关，只是最大静摩擦力与正压力成正比．

[最新模拟快练]

1．（2018·深圳学考模拟）关于弹力和摩擦力，下列说法中错误的是（　　）

A．弹力和摩擦力都是接触力

B．有摩擦力必有弹力

C．有弹力必有摩擦力

D．同一接触面上的弹力和摩擦力一定相互垂直

答案：

C

2.（2019·惠州第二次考试）如图所示，某人用手握住一个保温杯，则下列说法中正确的是（　　）

A．若保持保温杯始终静止，则手握得越紧，保温杯受到的摩擦力越大

B．握着保温杯匀速向上运动，保温杯所受的摩擦力向上

C．握着保温杯匀速向下运动，保温杯所受的摩擦力向下

D．握着保温杯水平匀速运动，保温杯不受摩擦力

答案：

B

3．（2018·茂名学考模拟）在粗糙的地面上匀速移动桌子，采用下列施力方式，其中桌子受到的摩擦力最小的是（　　）

答案：

A

4.（2019·潮州学测模拟）如图所示，铁质的棋盘竖直放置，每个棋子都是一个小磁铁，能吸在棋盘上保持静止，不计棋子间的相互作用力，下列说法正确的是（　　）

A．小棋子共受三个力作用

B．棋子对棋盘的压力大小一定等于重力

C．磁性越强的棋子所受的摩擦力越大

D．棋子的质量不同时，所受的摩擦力也不同

D　[棋子受重力、吸引力、弹力、摩擦力四个力的作用，静摩擦力与重力二力平衡，D正确．]

5.如图所示，粗细均匀的直棒下端置于粗糙水平地面上，上端用线拴着并被提起，线处于竖直方向，直棒静止，则直棒下端受到地面的摩擦力为（　　）

A．零

B．有向左的摩擦力

C．有向右的摩擦力

D．不能确定

A　[把它们看成整体，系统受到向下的重力作用，而绳子是竖直的，则水平方向不受力作用，故摩擦力为零．选项A正确．]

6．冰壶比赛的冰道表面覆盖着特制的微小颗粒．比赛时运动员常在冰壶滑行的前方用冰刷快速擦刷冰面，使冰壶滑得更远．设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ，受到的滑动摩擦力为Ff，则冰道被擦刷后（　　）

A．μ和Ff都增大B．μ和Ff都减小

C．μ增大，Ff减小D．μ减小，Ff增大

B　[冰壶受的摩擦力为滑动摩擦力Ff＝μFN，擦刷冰面，动摩擦因数减小，摩擦力减小，B正确．]

7．（2018·东莞学考模拟）如图所示，一同学站在木板上用力向右推木箱，该同学的脚与地面之间没有相对运动，若地面与木板、木箱之间均是粗糙的，下列说法正确的是（　　）

A．若木箱静止，木板向左运动，则地面对木板的摩擦力方向向右，对木箱没有摩擦力

B．若木板静止，木箱向右运动，则地面对木板的摩擦力方向向右，对木箱的摩擦力方向向左

C．若木板、木箱均静止，地面对木箱和木板均没有摩擦力

D．若木箱向右运动，木板向左运动，则地面对木板的摩擦力方向向左，对木箱的摩擦力方向向右

答案：

B

8．某同学在擦黑板，已知黑板擦对黑板的压力为8N，与黑板间的动摩擦因数为0.4，则黑板擦与黑板间的滑动摩擦力大小为（　　）

A．2NB．3.2N

C．20ND．32N

答案：

B

力的合成与分解、矢量与标量

[基础知识填充]

1．标量：

只有大小没有方向的量．

2．矢量：

既有大小又有方向的量．

3．力的合成

（1）力的合成：

求力的合力的过程．

（2）力（矢量）的合成遵守平行四边形定则．

（3）一条直线上的两力的合成：

在规定了正方向后，可利用代数法直接运算．

两个共点力的合力范围：

|F1－F2|≤F合≤F1＋F2.两个力的大小不变时，其合力随夹角的增大而减小，当两力反向时合力最小，为|F1－F2|；当两力同向时合力最大，为F1＋F2.

4．力的分解

（1）力的分解：

求一个力的分力的过程．

（2）分解法则：

平行四边形定则．

5．正交分解法

（1）把一个力分解成两个互相垂直的分力，这种分解方法称为正交分解法．

（2）用正交分解法求合力的步骤：

①首先建立平面直角坐标系，并确定正方向．

②把各个力向x轴、y轴上投影，但应注意的是：

方向与规定的正方向相同的力为正，与规定的正方向相反的力为负，用正、负号表示被正交分解的力的分力的方向．

③求在x轴上的各分力的代数和Fx合及在y轴上的各分力的代数和Fy合．

④求合力的大小F＝

.

（3）合力的方向：

tanα＝

（α为合力F与x轴的夹角）．

[学考真题对练]

1．（2019·广东学业水平考试）下列物理量为矢量的是（　　）

A．位移　　　B．质量　　　C．路程　　　D．时间

答案：

A

（2018·广东学业水平考试）下列物理量中，均属于矢量的是（　　）

A．质量、位移、功

B．质量、加速度、时间

C．位移、速度、时间

D．力、位移、速度

D　[有大小有方向的物理量叫矢量．有大小无方向的物理量叫标量．]

2．（2019·广东学业水平考试）一物体只受到两个共点力的作用，力的大小分别为10N和20N，物体受到的合力大小可能为（　　）

A．0B．5NC．25ND．35N

答案：

C

3.（2018·广东学业水平考试）引体向上是人们经常做的一项健身运动．如图所示，开始做引体向上时，人悬吊在单杠上静止，通常情况下，两手间的距离与肩膀等宽，下列说法正确的是（　　）

A．单杠对人的作用力大于人受到的重力

B．单杠对人的作用力小于人受到的重力

C．单杠对人每只手臂的作用力大于人受到的重力

D．单杠对人每只手臂的作用力小于人受到的重力

D　[人静止，处于静止状态，合力为零，单杠对人的作用力等于人受到的重力，单杠对人体每只手臂的作用力小于人受到的重力．]

4．（2017·广东学业水平考试）下列表述中，加点标示的物理量属于矢量的是（　　）

A．汽车行驶时牵引力的功率

B．“天宫一号”绕地球运动的周期

C．火车由北京开往广州的平均速率

D．物体做平抛运动时在某一时刻的速度

D　[功率、周期、速率都是标量，速度是矢量，D正确．]

5．（2017·广东学业水平考试）一体操运动员倒立并静止在水平地面上，下列图示姿势中，沿手臂的力F最大的是（　　）

答案：

D

（2016·广东学业水平考试）把一个7N的力沿两个方向分解，这两个分力的大小可能是（　　）

A．4N,4N　　　　　B．3N,3N

C．2N,2ND．1N,1N

A　[两个分力的合力范围为|F1－F2|≤F合≤F1＋F2，所以A正确．]

6．（2016·广东学业水平考试）如图所示，倾角不同的光滑斜面固定于地面上，挡板垂直固定于斜面．四个相同的小球靠着挡板静止在斜面上，则球对斜面压力最小的是（　　）

D　[球对斜面的压力N＝mgcosα，可知应选D.]

1.合力与分力的关系是“等效替代”．

2．合力与分力的大小关系

（1）合力大小范围：

|F1－F2|≤F≤F1＋F2.合力不一定比分力大．

（2）在两个分力F1、F2大小不变的情况下，两个分力的夹角越大（小于180°），合力越小．

（3）合力不变的情况下，夹角越大（小于180°），两个等值分力的大小越大．

3．力的分解方法：

用平行四边形定则，力的分解是力的合成的逆运算，同一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力，一个已知力究竟怎样分解，这要根据实际情况来决定．

[最新模拟快练]

1．（2018·增城学考模拟）下面给出的物理量中是标量的是（　　）

A．位移B．路程

C．力D．速度

答案：

B

2．（2018·汕头学考模拟）下列把力F分解为两个分力F1和F2的图示中正确的是（　　）

答案：

A

3．（2019·佛山第二次学测模拟）关于合力与其分力的关系，下列说法错误的是（　　）

A．合力与其分力在作用效果上是等效的

B．合力至少比某一个分力大

C．合力可以比任意分力都小

D．合力可以和两个分力的大小相等

答案：

B

4.（2018·信宜学考模拟）如图所示，木块受到F1＝6N，F2＝2N和摩擦力三个水平方向的力作用，静止在水平面上，若撤去F1，木块受到的合力（　　）

A．等于零

B．大小为8N，水平向右

C．大小为6N，水平向右

D．大小为4N，水平向左

答案：

A

5．（2018·云浮学考模拟）有两个共点力，大小分别是4N和7N，则它们的合力大小（　　）

A．最大是12NB．最小是3N

C．可能是28ND．可能是1N

答案：

B

6.（2019·中山学测模拟）如图所示，港澳珠大桥架有很长的引桥，其目的是（　　）

A．增大汽车上桥时对桥面的压力

B．减小汽车上桥时对桥面的压力

C．增大汽车重力沿平行于引桥桥面向下的分力

D．减小汽车重力沿平行于引桥桥面向下的分力

答案：

D

7.如图所示，重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢上的石块就会自动滑下．以下说法正确的是（　　）

A．在石块下滑前后自卸车与石块整体的重心位置不变

B．自卸车车厢倾角越大，石块与车厢的动摩擦因数越小

C．自卸车车厢倾角变大，车厢与石块间的正压力减小

D．石块开始下滑时，受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力

答案：

C

共点力的平衡

[基础知识填充]

1．共点力：

物体同时受几个力的作用，如果这几个力都作用于物体的同一点或者它们的作用线交于一点，这几个力叫共点力．

2．平衡状态：

一个物体如果保持静止或匀速直线运动状态，则该物体处于平衡状态．

3．平衡条件：

物体所受合外力为零．其数学表达式为：

F合＝0或Fx合＝0；Fy合＝0.（其中Fx合为物体在x轴方向上所受的合外力，Fy合为物体在y轴方向上所受的合外力）

4．平衡条件的推论

（1）物体在多个共点力作用下处于平衡状态，则其中的一个力与余下的力的合力等大反向．

（2）物体在三个互不平行的力的作用下处于平衡状态时，这三个力必为共点力（表示这三个力的矢量首尾相接，恰能组成一个封闭的三角形）．

[学考真题对练]

1．（2019·广东学业水平考试）下列正在运动的物体，处于平衡状态的是（　　）

A．沿直线匀速飞行的飞机

B．沿斜坡减速行驶的汽车

C．从车站加速开出的列车

D．匀速率行驶在拱桥上的汽车

答案：

A

2．（2017·广东学业水平考试）物体处于平衡状态时，该物体（　　）

A．一定静止

B．一定做匀速直线运动

C．受到的合外力等于零

D．可能做匀速圆周运动

C　[物体处于平衡状态时，该物体受到的合外力等于零，可能静止也可能做匀速直线运动，不可能做匀速圆周运动，C正确．]

3.（2017·广东学业水平考试）如图所示，小球和光滑斜面接触，并处于静止状态，则关于小球的受力情况，下列分析正确的是（　　）

A．小球只受重力、绳的拉力作用

B．小球受到重力、绳的拉力和斜面的弹力作用

C．小球只受重力、斜面的弹力作用

D．小球只受绳的拉力、斜面的弹力作用

B　[小球处于静止状态，小球受到重力、绳的拉力和斜面的弹力作用，B正确．]

4．（2017·广东学业水平考试）（多选）如图所示，篮球放在固定光滑斜面上，被一垂直斜面的挡板挡住．下列说法正确的有（　　）

A．篮球对挡板的压力大于篮球的重力

B．篮球对挡板的压力小于篮球的重力

C．篮球对斜面的压力大于篮球的重力

D．篮球对斜面的压力小于篮球的重力

BD　[对篮球受力分析，受重力、斜面的支持力和挡板的弹力，将重力沿斜面方向和垂直于斜面方向分解，即可知B、D正确．]

5．（2017·广东学业水平考试）（多选）如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端悬挂在天花板上，弹簧原长为L，另一端悬挂质量为m的物体（弹簧处于弹性限度内），重力加速度为g.当物体静止时，下列说法正确的有（　　）

A．物体对弹簧的拉力大小等于mg

B．弹簧的伸长量等于

C．弹簧的长度等于

＋L

D．物体受到的合外力不为零

答案：

ABC

（2