初中物理苏科版八年级下册二力平衡同步练习题
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知识点01平衡状态和平衡力
物体在几个力的作用下保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说该物体处于平衡状态。物体在受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力是平衡力。
【知识拓展】
1.平衡力与平衡状态的关系:物体在平衡力的作用下,处于平衡状态,物体处于平衡状态时要么不受力,若受力一定是平衡力。
2.物体受平衡力或不受力保持静止或匀速直线运动状态。
1.下列物体在运动过程中,处于平衡状态的是( )
A. 在空中自由下落的苹果B. 在平直公路上匀速行驶的汽车
C. 正在草坪上越滚越慢的足球D. 风中摇摆的树叶
2.如图所示,下列物体受力示意图中,物体能处于平衡状态的是( )
A. B. C. D.
知识点02 二力平衡
作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
【微点拨】
1.二力平衡的条件
概括说就是“同物、等大、反向、共线”。
(1)同物:作用在同一物体上的两个力。
(2)等大:大小相等。
(3)反向:两个力方向相反。
(4)共线:两个力作用在同一条直线上。
2.二力平衡的条件的应用:
(1)根据平衡力中一个力的大小和方向,判定另一个力的大小和方向。
(2)根据物体的平衡状态,判断物体的受力情况。
3.如图所示,一根羽毛放置在长木片上,并保持静上状态。下列对羽毛受到的重力的分析中错误的是( )
A. 重力是由于地球的吸引而受到的力
B. 重力方向是竖直向下的
C. 重心位置在羽毛上的a点
D. 重心位置在羽毛上的b点
4.迈克尔⋅杰克逊在演唱会中经常会亮出自己的独家舞蹈招牌动作。其中有一个是身体前倾45度而不倒地。这个动作的超级秘密就是在特制鞋的鞋跟上预留一个钩扣位置,当他需要向前倾斜时,舞台会升起一排钩扣,杰克逊与舞蹈演员就趁机把鞋跟滑到钩上扣住,再进行前倾表演。在如图所示的倾斜表演时,演员所受的力是______(选填“平衡力”或“非平衡力”),此时所受的重力方向是______。
5.如图所示,作用在物体上的力属于平衡力的是( )
A. B.
C. D.
6.如图所示,用6N的力握住总重为1.5N的水杯静止不动,水杯受到的重力与____(选填序号:A.手对杯子的握力/B.手对杯子的摩擦力)是一对平衡力。如果将水杯总重增加到2N,手握住水杯,仍然保持静止不动,那么手与水杯之间摩擦力的大小是____N.
7.重1.2×104N的汽车在公路上做匀速直线运动,它受到的阻力是车重的0.2倍,则汽车发动机的牵引力是______N;静止在地面上的汽车受到地面______N的支持力。
8.如图所示,用细绳悬挂一个小球,小球与光滑斜面相接触,并保持静止,绳子处于竖直状态。请画出小球的受力示意图。
9.如图用4N的水平推力把重2N的物理书压在竖直黑板上静止,下列说法正确的是( )
A. 书对黑板的压力与黑板对书的支持力彼此平衡
B. 黑板对书的摩擦力为4N
C. 书受到摩擦力的方向竖直向下
D. 书受到两对平衡力的作用
知识点03 二力平衡与相互作用力的区别
10.超市里,小明用水平方向的力,推着购物车在水平地面上做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A. 购物车对地面的压力与地面对购物车的支持力是一对平衡力
B. 购物车所受的推力与地面对购物车的摩擦力是一对平衡力
C. 购物车所受的重力与购物车对地面的压力是一对相互作用力
D. 购物车对小明的力与地面对小明的摩擦力是一对相互作用力
11.小欣的质量50kg,当她站在地面上时受到的重力的方向是 ,大小是 N,重力与地面对小欣的支持力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”)。(取g=10N/kg)
12.如图所示,教室里悬挂着的电灯处于静止状态,绳子对电灯的拉力与电灯受到的重力是一对______ (选填“相互作用力”或“平衡力”)。
规律方法整合练
13.以下所给出的现象中,物体运动状态不发生改变的是
A. 原来静止的火车开始出站台B. 小孩乘坐摩天轮匀速转动
C. 熟透的苹果从树上下落D. 人站在自动扶梯上匀速斜向上运动
14.如下图所示,下列物体能处于平衡状态的是( )
A. B.
C. D.
15.如图所示,在“探究二力平衡的条件”时,选质量为5g的卡片作为研究对象,在线的两端分别挂上等质量的重物,对卡片施加两个拉力,为探究这两个力满足什么条件才能平衡,则所挂重物质量合适的是( )
A. 3g B. 5g
C. 10g D. 200g
16.如图,小雯在做家务劳动时,用平行于水平地面的力推沙发,沙发有相对地面运动的趋势,但它没有被推动。在上述过程中( )
A. 地面对沙发没有摩擦力的作用
B. 人对沙发的推力与地面对沙发的摩擦力大小相等
C. 人对沙发的推力与沙发对人的推力是一对平衡力
D. 沙发受到的重力与地面对沙发的支持力是一对相互作用力
17.一个箱子重为150N,放在水平面上,受10N的水平推力,箱子未推动,这是因为推力______箱子受到摩擦力(填“>”、“<”、“=”).当水平推力增大到15N时箱子恰好做匀速直线运动。当水平推力增大到20N时,箱子受到的摩擦力为______N。
18.如图所示,物体A重30 N,被F1=50 N的力垂直压在墙上静止不动,则物体A受到的摩擦力是____N;物体B重30 N,受到F2=20 N的水平推力,在水平桌面上静止不动,则物体B受到的摩擦力是____N。
19.如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整____________来改变拉力的大小。
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片____(选填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究_______________________。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小华下一步的操作是:___________________。
(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验。其主要原因是____。
A.减少摩擦力对实验结果的影响 B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D.小卡片容易扭转。
规律方法提优练
20.用如图装置研究二力平衡时,在轻质塑料片两端的细绳上挂等重的钩码,手放开塑料片后,可观察到塑料片将( )
A. 向左下运动
B. 向右上运动
C. 仍静止不动
D. 转过一定角度
21.如图甲所示,相同的两物块A,B叠放在粗糙程度相同的水平地面上,在20 N的水平推力F1的作用下一起做匀速直线运动,此时物块B所受的摩擦力为f1,若将A,B物块按图乙所示紧靠放在水平桌面上,用水平力F2推A,使它们一起做匀速直线运动,则
A. f1=0 N,F2=20 N
B. f1=10 N,F2=20 N
C. f1=20 N,F2=40 N
D. f1=10 N,F2=40 N
22.如图所示,在物体A和B之间用一根水平轻弹簧相连,放在粗糙水平面上,物体A,B静止时弹簧的长度大于原长.若再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向右推A,直到把A推动.在A被推动之前的过程中,下列说法正确的是( )
A. 弹簧对A的拉力和地面对A的摩擦力始终不变
B. 弹簧对B的拉力和地面对B的摩擦力逐渐增大
C. 弹簧对A的拉力不变,地面对A的摩擦力增大
D. 弹簧对A的拉力减小,地面对A的摩擦力减小
23.如图所示,小明用绳子提着物体站在扶梯上,人和物体相对扶梯静止,扶梯斜向上匀速直线运动,物体的受力示意图是( )
A. B. C. D.
24.)如图所示,小明去公园遛狗时,用力拉住拴狗的绳子,正僵持不动。此时,若不计绳子重力,以下两个力是一对平衡力的是( )
A. 小明拉绳子的力与狗拉绳子的力
B. 狗受到的重力与地面对狗的支持力
C. 绳子对狗的拉力与地面对狗的阻力
D. 绳子对狗的拉力与狗对绳子的拉力
25.如图所示,物块A的重力GA=20 N,物块B的重力GB=10N,水平推力F作用在A上,A与竖直墙面接触。当A和B匀速下滑时,A所受到的摩擦力是________N。在推力F保持不变时,将B取走,在A的下方施加一个力F1,使物体A恰好向上做匀速直线运动,则F1的大小________N。
26.A、B两物体叠放在水平桌面上,如图所示,当右端挂5N的物体C时,物体 A、B恰好能一起向右做匀速直线运动,此时A、B间的摩擦力为______N;若对物体B施加一个水平向左的力使物体 A、B一起向左做匀速直线运动,绳与滑轮间的摩擦忽略不计,该力的大小为______N。
27.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示,由图像可知,物体在2∼6s内受到的摩擦力为 N,物体在0∼2s内受到的摩擦力 (填“大于”,“小于”或“等于”) 2∼6s内受到的摩擦力。
拓展提优创新练
28.如图所示,用大小为8N的水平拉力F拉上表面粗糙程度各处相同的物体A,使其在水平地面上以1m/s匀速运动,当物体B静止不动时,与水平绳相连的弹簧测力计的示数为3N保持不变(不计绳和弹簧测力计重),下列说法正确的是( )
A. 水平拉力F与地面对A的摩擦力是一对平衡力
B. A对B的摩擦力方向水平向右,大小为8N
C. 若A以2m/s匀速运动,拉力F将变大
D. 地面对A的摩擦力方向水平向左,大小为5N
29.球体积与半径的三次方成正比,假设实心球体在空中下落时受到空气阻力大小与球体半径与球体速度平方的乘积成正比。现有实心木球甲和实心铁球乙从高空由静止下落,如图所示,两球的半径为R甲=2R乙,ρ铁=8g/cm3,ρ木=0.5g/cm3,若两球匀速到达地面的速度分别为v1、v2,则甲乙两球速度之比为( )
A. 2:1B. 1:2C. 1:4D. 1:1
30.如图所示,斜劈A放在固定的斜面上,其上表面水平,物体B放在A上,A和B保持静止,图中分别画出了A和B的受力示意图。下列说法正确的是( )
A. F1和GB是一对相互作用力B. F1和GA是一对平衡力
C. F3、f的合力与GA是一对平衡力D. F1和F2是一对相互作用力
31.如图所示,物A重5 N,物B重10 N,现用对A施加一水平推力F=100 N,将A,B压在竖直墙壁上静止,则B的右表面所受的静摩擦力大小和方向为( )
A. 5 N、竖直向上B. 10 N、竖直向上C. 15 N、竖直向上D. 15 N、竖直向下
32.用两个相同的、足够大的水平力F将2016个完全相同的木块夹在两个相同的竖直木板之间,所有木块都如图所示保持静止状态,每个木块的质量都为m,则编号2015和2016号木块之间的摩擦力的大小为( )
A. 0.5mgB. 2016mgC. 1007mgD. 1008mg
33.如图甲所示,完全相同的A、B两物块叠放在水平桌面上,用F1=30N的水平力作用在B物块上,AB一起做匀速直线运动,此时B物块所受的摩擦力为______N;若将F2=50N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,则地面对A物块的摩擦力为______N。
34.如图所示,重为G的物体A被夹在两固定且竖直的平木板之间,设用大小为1.2G的力恰好可将A从木板中竖直向上抽出,那么要使物体A向下匀速运动,则需要给A物体施加一个方向向___,大小为____G的力。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:
A、在空中自由下落的苹果,下落速度越来越快,不是平衡状态;故A错误;
B、在平直公路上匀速行驶的汽车,处于匀速直线运动状态,是平衡状态。故B正确;
C、正在草坪上越滚越慢的足球,速度越来越慢,不是平衡状态,故C错误;
D、风中摇摆的树叶,速度大小和运动方向始终在变化,不是平衡状态,故D错误。
故选:B。
当物体受平衡力时,处于平衡状态,平衡状态包括静止状态和匀速直线运动状态。
本题主要考查了对平衡状态的理解,关键要注意运动状态包括运动方向和快慢。
2.【答案】C
【解析】解:
A、由图知,二力作用在两个物体上,不是一对平衡力,不能处于平衡状态,故C错误;
B、由图知,二力不在同一直线上,不是一对平衡力,不能处于平衡状态。故B错误;
C、由图知,这两个力符合平衡力的条件,因此是一对平衡力,能处于平衡状态,故C正确;
D、由图知,二力的大小不相等,则二力不是一对平衡力,不能处于平衡状态,故D错误。
故选:C。
作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反、作用在同一直线上,这两个力是一对平衡力,此时物体处于平衡状态。
(1)平衡力的条件可以概括为:共物、等大、反向、共线。
(2)物体受平衡力时处于平衡状态,处于平衡状态时受平衡力作用。
3.【答案】D
【解析】A、重力都是受地球的吸引而获得的,重力的施力物体是地球,故A正确;
B、重力的方向总是竖直向下,故B正确;
CD、支持力的作用点在a点,羽毛保持静止状态,说明受力平衡,所以重心在a点,故C正确,D错误。
故选:D。
①重力是任何地球表面的物体都受到的,地球对它的吸引的力;
②重力的方向是竖直向下的,与物体的形状、状态无关;
③重力在物体上的作用点叫重心。
此题考查重力的施力物体,重力的方向和重心的确定,其中确定重心的位置是难点。
4.【答案】平衡力 竖直向下的
【解析】解:在如图所示的倾斜表演时,演员静止,处于平衡状态,所以其所受的力是平衡力,此时所受的重力方向是竖直向下的。
故答案为:平衡力;竖直向下的。
(1)处于平衡状态的物体受到的力是平衡力;
(2)重力的方向始终是竖直向下的。
此题考查平衡状态的判断、重力的方向,理解平衡状态的概念是关键。
5.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了二力平衡的条件,同学们容易忽略的是两个力必须作用在同一个物体上,所以在判断时一定注意。
二力平衡的条件是:两个力作用在同一个物体;大小相等;方向相反;在同一直线上。
【解答】
AB.图中两个力虽然在同一直线上,但大小不相等,故不是平衡力,故AB错误;
C.图中两个力同时满足了两个力作用在同一个物体;大小相等;方向相反;在同一直线上,是平衡力,故C正确;
D.图中两个虽然大小相等,方向相反,但不在同一直线上,故不是平衡力,故D错误。
6.【答案】B;2
【解析】【分析】
此题考查了二力平衡条件的应用及摩擦力大小的判断,对于初中摩擦力的大小不需要利用公式计算,摩擦力大小只要求求出静摩擦力和滑动摩擦力,这两种摩擦力一般与平衡力相结合出题。
(1)作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡;
(2)正确对物体进行受力分析,根据平衡力的关系判断摩擦力的大小。
【解答】
解:手握水杯静止不动,在竖直方向受重力和向上的摩擦力作用,所以水杯受到的重力和手对杯子的摩擦力是一对平衡力,f=G=1.5N,方向竖直向上;
若将水杯总重增加到2N,手握住水杯仍然静止不动,所以摩擦力与重力仍然平衡,则f′=G′=2N。
7.【答案】2400 1.2×104
【解析】解:由于汽车在公路上做匀速直线运动,处于平衡状态,根据二力平衡条件可知:受到的牵引力和阻力是一对平衡力,故:F牵=f阻=0.2G=0.2×1.2×104N=2400N;
同时汽车在竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力,因此F支持=G=1.2×104N。
故答案为:2400;1.2×104。
已知汽车做匀速直线运动,则水平方向上汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力,即牵引力大小等于阻力的大小;竖直方向上汽车受到的重力和支持力是一对平衡力,即支持力等于汽车受到的重力。
此题考查了二力平衡条件的应用,解答此题的关键是根据平衡力的知识来判断汽车前进的牵引力和支持力的大小。
8.【答案】
【解析】解:
因为是光滑的斜面,且绳子处于竖直状态(球与斜面虽然接触但不发生挤压),所以小球不受摩擦力和支持力的作用;分析可知,小球受到重力和拉力的作用,重力的方向竖直向下,拉力的方向沿绳子向上,两个力的作用点都画在重心上。如图所示:
画力的示意图,首先要对物体进行受力分析,看物体受几个力,要先分析力的大小、方向和作用点,再按照画图的要求画出各个力。
画力的示意图的一般步骤为:一画简图二定点,三画线,四画尖,五把力的符号标尖边。按照这个作图步骤,很容易能够画出指定力的示意图。
9.【答案】D
【解析】解:
A、书对黑板的压力与黑板对书的支持力,没有作用在同一物体上,二力不平衡,故A错误;
B、物理书压在竖直黑板上静止,根据受力分析可知,竖直方向上物理书受到的摩擦力与重力平衡,摩擦力大小等于重力,即f=G=2N,故B错误;
C、根据受力分析可知,竖直方向上物理书受到的摩擦力与重力平衡,摩擦力大小等于重力,方向与重力方向相反,竖直向上,故C错误;
D、书受到两对平衡力的作用:书在竖直方向上,受到的重力和摩擦力是一对平衡力;水平方向上受到的压力和支持力是一对平衡力,故D正确。
故选:D。
(1)二力平衡的条件:大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,两个力作用在同一个物体上;
(2)静止的物体受到平衡力作用,平衡力大小相等;
(3)平衡力的方向相反;
(4)物体静止时处于平衡状态,受平衡力的作用。
本题考查平衡力判断、摩擦力的大小,属于基础题目。
10.【答案】B
【解析】【分析】
平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
相互作用力:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
判断是平衡力还是相互作用力,抓住平衡力和相互作用力的条件,有一个条件不符,也不是平衡力或相互作用力。
【解答】
A.购物车对地面的压力与地面对购物车的支持力,这两个力不是同一个受力物体,不是平衡力。说法错误。
B.购物车所受的推力与地面对购物车的摩擦力,这两个力受力物体都是购物车,两个力的方向相反,作用在同一直线上,大小相等,是平衡力。说法正确。
C.购物车所受的重力与购物车对地面的压力,这两个力方向都竖直向下,既不是平衡力,也不是相互作用力。说法错误。
D.购物车对小明的力作用在小明的胳膊上,地面对小明的摩擦力作用在脚上,两个力的受力物体都是小明,不是相互作用力。说法错误。
故选B。
11.【答案】竖直向下 500 平衡力
【解析】人受到的重力的方向是竖直向下的,大小为G=mg=50kg×10N/kg=500N,
重力与地面对小欣的支持力大小相等、方向相反、在同一直线上、都作用同一物体上,是一对平衡力。
故答案为:竖直向下;500;平衡力。
重力的方向竖直向下,利用G=mg求出小欣的重力;二力平衡的条件:大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于同一物体上。缺一不可。
此题考查重力的计算、平衡力和相互作用力,关键是知道平衡力和相互作用力的区别。
12.【答案】平衡力
【解析】解:教室里悬挂着的电灯处于静止状态,绳子对电灯的拉力与电灯受到的重力是一对平衡力。
故答案为:平衡力。
平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
此题考查平衡力的辨别,难度不断,属于基础题目。
13.【答案】D
【解析】【分析】
本题主要考查平衡状态。
解题关键是要知道通过分析速度的方向和大小判断物体的运动状态是否发生改变。
【解答】
A.原来静止的火车开始出站台,火车的速度发生变化,物体的运动状态发生变化,故A错误;
B.小孩乘坐摩天轮匀速转动,小孩的速度方向不断变化,运动状态不断变化,故B错误;
C.熟透的苹果从树上下落,苹果的速度变大,苹果的运动状态发生改变,故C错误;
D.人站在自动扶梯上匀速斜向上运动,人的速度大小与方向没有变化,物体的运动状态不变,故D正确。
故选D。
14.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查了二力平衡的条件;二力平衡的条件是:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
作用在同一物体上的大小相等,方向相反,作用在同一条直线上的两个力,我们称之为平衡力,在平衡力的作用下物体才处于平衡状态;则由大小、方向及是否共线进行判断物体是否处于二力平衡状态。
【解答】
A、由图可知,二力不是作用在同一条直线上,不是一对平衡力,物体不能处于平衡状态,故A错误;
B、由图可知,二力符合平衡力的条件,因此是一对平衡力,能处于平衡状态,故B正确;
C、由图可知,二力不是作用在同一个物体上,不是一对平衡力,物体不能处于平衡状态,故C错误;
D、由图可知,二力作用在同一直线上,但二力的大小不相等,二力不是一对平衡力,不能处于平衡状态,故D错误。
15.【答案】D
【解析】解:质量为5g的卡片作为研究对象;当卡片受到的拉力远大于卡片的重力时,卡片的重力可以忽略不计,此时卡片可以看作只在两个拉力的作用下平衡,故应选质量大的重物来拉卡片,故D符合要求。
故选:D。
结合二力平衡的条件可知:若要使卡片受到的两个拉力平衡,就必须忽略卡片重力的影响。
本题主要考查学生对二力平衡的理解,比较简单,学生利用二力平衡条件分析即可。
16.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查二力平衡的条件和相互作用力的条件,并且会区分平衡力和相互作用力,根据二力平衡的条件和相互作用力的条件对各选项逐一进行分析。
(1)两个相互接触的物体,当它们要发生而尚未发生相对运动时,在它们的接触面上产生一种阻碍物体相对运动趋势的力,称为静摩擦力;
(2)处于静止和匀速直线运动状态的物体,受到平衡力的作用;
(3)二力平衡的条件:大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在一个物体上;
(4)相互作用力的条件:大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在不同的物体上。
【解答】
解:A、因为沙发有相对地面运动的趋势但它没有被推动,所以地面对沙发有静摩擦力,故A错误;
B、人对沙发的推力与地面对沙发的摩擦力一对平衡力力,其大小相等,故B正确;
C、人对沙发的推力和沙发对人的推力,没有作用在同一物体上,不是平衡力,故C错误;
D、沙发受到的重力与地面对沙发的支持力是作用在同一个物体上的两个力,所以重力和支持力不是一对相互作用力,故D错误。
17.【答案】=;15
【解析】解:
箱子受10N的水平推力,箱子未动,说明箱子处于静止状态,则在水平方向上所受的推力与摩擦力相互平衡,摩擦力等于推力等于10N;
当水平推力增大到15N时,箱子恰好做匀速运动,所以此时摩擦力与推力是一对平衡力,大小等于15N;
当水平推力增大到20N时,箱子对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,仍为15N。
故答案为:=;15。
(1)掌握二力平衡条件,知道一对平衡力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
(2)掌握影响摩擦力大小的因素:压力和接触面的粗糙程度。
此题考查了二力平衡条件的应用,当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,受平衡力的作用,是一道基础性题目。
18.【答案】30;20
【解析】【分析】
(1)摩擦力的大小计算应当联系二力平衡的知识与力的合成(当物体静止或做匀速直线运动时物体受力一定受平衡力)。
(2)二力平衡的特点是两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一物体上。根据两个物体的具体运动情况,分析受力即可。
本题考查摩擦力大小的判定,考查了学生对平衡力概念和大小判断的具体掌握情况。
【解答】
(1)左图中,物体被50N的水平向力压在竖直墙壁上静止不动,即处于平衡状态,此时水平方向上受到的压力和支持力是平衡力,物体竖直方向上受到重力和摩擦力是一对平衡力,重力是30N,方向竖直向下,所以摩擦力的大小是30N;
(2)右图中,B重30N,受到F2等于20N的水平推力静止不动,B处于静止状态,属于平衡状态,所以受到的是平衡力。在竖直方向上受到重力和支持力作用,二力平衡,水平方向受到摩擦力与推力作用,是一对平衡力,推力的大小为20N,所以摩擦力也是20N。
19.【答案】(1)钩码质量;
(2)不能;二力平衡时两个力是否作用在同一直线;
(3)将卡片从中间剪开;
(4)A
【解析】【分析】
此题探究的是二力平衡的条件,二力平衡是初中物理力学中的难点,也是一个重点需要掌握。
(1)钩码由于重力的作用,会对小卡片施加一个拉力的作用,左端的钩码对小卡片施加一个向左的拉力,右端的钩码对小卡片施加了一个向右的拉力,拉力的大小等于钩码的重力;
(2)小卡片转过一个角度,小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上,是验证不在同一直线上两个力是否平衡;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力是否平衡,可以将卡片剪成两半,使力作用在两个卡片上;
(4)小明将木块放在水平桌面上,木块在水平桌面上静止或运动都可能受到摩擦力的作用,就会影响实验效果。
【解答】
(1)小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,拉力的大小等于钩码的重力,钩码的数量越多,拉力就越大;
(2)小卡片转过一个角度,小卡片两端的拉力就不在一条直线上,纸片就会转动,说明了不在同一直线上的两个力不能平衡;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,可以将小卡片剪成两半,使拉力作用在两个小卡片上;
(4)小明将木块放在水平桌面上,木块和水平桌面上就会产生摩擦力,就会影响实验效果(当木块两端的拉力相差很小时,因为受到摩擦力的作用,木块保持平衡),故选A。
故答案为:(1)钩码质量;(2)不能;二力平衡时两个力是否作用在同一直线;(3)将卡片从中间剪开;(4)A。
20.【答案】C
【解析】解:二力平衡的条件:大小相等,方向相反,同一直线,同一物体;图中位置虽然二力看起来是斜的,但依然满足二力平衡条件,故松手后保持静止。
故选:C。
体在平衡力的作用下,会保持静止状态或匀速直线运动状态。
此题考查了二力平衡的条件的应用,要深刻理解二力平衡的内涵,不要死学知识。
21.【答案】A
【解析】【分析】
本题主要考查摩擦力大小的影响因素,影响因素不变,摩擦力的大小也不变,但是注意摩擦力不能直接测量,都是根据平衡力的知识间接得出。
此题应利用二力平衡的知识,求出摩擦力,并知道,摩擦力的大小与压力以及接触面的粗糙程度有关,而与接触面积无关。
【解答】
在甲图中,物体A、B在20N的水平推力F1作用下,一起作匀速直线运动,AB没有发生相对运动或相对运动的趋势,所以物体B不受摩擦力,即摩擦力f1=0N;
以AB组成的整体为研究对象,AB做匀速直线运动,所以受到地面的摩擦力与拉力平衡,则摩擦力大小等于推力的大小,为F1=20N;
在乙图中,若将A、B紧靠着放在水平桌面上,接触的粗糙程度不变,压力也不变,因此摩擦力也不变,使它们一起匀速运动,因此推力与此时的摩擦力为一对平衡力,推力的大小也为20N,即F2=20N,故A正确,BCD错误。
故选A。
22.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查对物体的受力分析,属于一道中档题。
A.因F向右推的力逐渐增大,当物体A被推动之前始终静止,故受到的静摩擦力随F的增大而增大;
B.在 A被推动之前,弹簧的形变不发生变化,故弹簧对B的拉力和地面对B的摩擦力均不变;
CD.在A被推动之前,弹簧的形变不发生变化,故弹簧对A的拉力不变,当F逐渐增大,A受到的静摩擦力也增大。
【解答】
解:A.因F向右推的力逐渐增大,当物体A被推动之前始终静止,故受到的摩擦力随F的增大而增大,故A错误;
B.在A被推动之前,弹簧的形变不发生变化,故弹簧对B的拉力和地面对B的摩擦力均不变,故B错误;
CD.在A被推动之前,弹簧的形变不发生变化,故弹簧对A的拉力不变,当F逐渐增大,A受到的静摩擦力也增大,故C正确,D错误。
故选C。
23.【答案】D
【解析】【分析】
此题考查力的示意图的画法,关键是对物体进行正确的受力分析,并根据物体的状态判断其所受重力和拉力的大小。
(1)小明用绳子提着物体站在扶梯上,人和物体相对扶梯静止,故物体受到的拉力和重力是平衡力,据此对物体进行受力分析,然后结合力的示意图的画法做出选择;
(2)作力的示意图,要用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点,是平衡力的长度要相等。
【解答】
解:小明用绳子提着物体站在扶梯上,人和物体相对扶梯静止,则物体受竖直向下的重力和竖直向上的拉力,并且这两个力是一对平衡力,二者大小相等,从物体的重心开始,分别沿重力和拉力的方向画一条有向线段,并分别用G和F表示,作图时两条线段长度要相等,所以只有D图符合要求。
24.【答案】A
【解析】A.小明拉绳子的力与狗拉绳子的力,二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上,是一对平衡力,故A正确;
B.由图可知,狗静止不动时处于平衡状态,竖直方向的合力为零,对狗受力分析可知,受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力、绳子向上的分力作用,则狗受到的重力与地面对狗的支持力大小不相等,二力不是一对平衡力,故B错误;
C.绳子对狗的拉力与地面对狗的阻力,二力不是作用在同一条直线上,且二力大小不一定相等,所以不是一对平衡力,故C错误;
D.绳子对狗的拉力与狗对绳子的拉力,二力不是作用在同一个物体上,是一对相互作用力,不是一对平衡力,故D错误。
故选:A。
判断二力平衡的方法有:
(1)两个力作用在同一个物体上,它们大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,这两个力就是平衡力。
(2)一个物体在两个力作用下还能保持静止或匀速直线运动状态,这两个力就是平衡力。
本题考查了平衡力的判断,正确的对狗受力分析是关键,要注意二力平衡时的四个条件缺一不可。
25.【答案】30;50
【解析】解:
物体A、B组成的整体,受竖直向下的重力G=GA+GB=20N+10N=30N,竖直向上的摩擦力f,而处于平衡状态,
由平衡条件得A受到的摩擦力:f=G=30N,方向竖直向上;
滑动摩擦与压力和接触面的粗糙程度有关,所以当B取走,推力F保持不变,A受到的摩擦力不变,
在A的下方施加一个力F1,使物体A恰好向上做匀速直线运动,此时A受到竖直向上的推力F1,A受到竖直向下的重力和竖直向下的摩擦力平衡,
所以F1=GA+f=20N+30N=50N。
故答案为:30;50。
先对AB组成的系统进行受力分析,由平衡条件求出A受到的摩擦力;再根据摩擦力的影响因素分析B取走后A受到的摩擦力大小,对A匀速向上运动时进行受力分析,由平衡力的知识得到F1的大小。
本题考查了:受力分析、平衡条件的应用、摩擦力影响因素的认识和理解,正确地选择研究对象以及受力分析是本题解题的关键。
26.【答案】0;10
【解析】物体A、B恰好能一起向右做匀速直线运动,此时A、B之间没有发生相对滑动,也没有发生相对滑动的趋势,所以A、B间的摩擦力为0N;
物体A、B水平向右匀速直线运动时,物体B在水平方向上受到向左的摩擦力和向右的拉力5N,摩擦力和拉力是一对平衡力,所以水平向左的摩擦力与向右的拉力大小相等,为5N;
物体A、B水平向左运动时,由于压力大小不变,接触面粗糙程度不变,物体B受到的摩擦力大小不变,所以物体B水平向左运动时,受到水平向右的摩擦力仍是5N;
物体A、B水平向左匀速直线运动时,水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力5N(物体C对物体B施加的)、水平向右的摩擦力5N,水平向左的拉力和水平向右的拉力、水平向右的摩擦力是平衡力,所以F左=F右+f=5N+5N=10N。
故答案为:0;10。
本题物体B向右匀速直线运动,分析受力情况,根据平衡力条件求出摩擦力大小,根据摩擦力大小的影响因素,判断出物体B向左和向右运动的摩擦力大小不变,物体B向左匀速直线运动,再次分析受力情况,根据平衡力条件求出拉力大小。
27.【答案】20;等于
【解析】【分析】
本类型题的关键是会分析题目中提供的图像,判断出不同状态下的受力情况和速度的大小。
(1)分析乙图中的图象,物体在做匀速直线运动时的受力情况,利用二力平衡分析解答;
(2)由v−t图象可知0−2秒内物体加速运动,利用影响摩檫力大小的因素分析。
【解答】
(1)由图乙所示v−t图象可知,在2~6s内物体做匀速直线运动,处于平衡状态,
由F−t图象可知,此时推力F=20N,由平衡条件可知,滑动摩擦力:f=F=20N;
(2)物体在0−2秒内物体加速运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,物体对水平地面的压力大小和接触面的粗糙程度都没变,摩檫力还是20N,即物体在0∼2s内受到的摩擦力等于2∼6s内受到的摩擦力。
28.【答案】D
【解析】解:
因B静止时处于平衡状态,水平方向受到绳子向左的拉力和A对B向右的摩擦力是一对平衡力,
所以,A对B水平向右摩擦力f=F示=3N,故B错误;
又因A对B的摩擦力和B对A的摩擦力是一对相互作用力,
所以,B对A的摩擦力方向水平向左,大小为3N,
因物体A做匀速直线运动时,受到水平向右的拉力和水平向左B对A的摩擦力、地面的摩擦力处于平衡状态,
所以,由力的合成可得:fB对A+f地=F,
则地面对A水平向左的摩擦力:f地=F−fB对A=8N−3N=5N,故D正确;
由水平拉力F与地面对A的摩擦力大小不相等,所以二力不是一对平衡力,故A错误;
因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,与运动速度的大小无关,
所以,若A以2m/s匀速运动时,水平向左B对A的摩擦力、地面的摩擦力均不变,则拉力F将不变,故C错误。
故选:D。
物体B静止和物体A做匀速直线匀速时均处于平衡状态,对两者水平方向受力分析判断出受力情况,根据二力平衡条件和平衡状态的合力为零得出A对B、地面对A的摩擦力、拉力之间的关系,根据相互作用力的条件得出A对B的摩擦力和B对A摩擦力的大小关系,要注意二力平衡时力的大小相等、滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关。
本题考查了摩擦力的大小和方向、平衡力的辨别以及影响滑动摩擦力大小因素的应用等,正确的判断各力之间的关系是关键。
29.【答案】B
【解析】【分析】
本题为动态变化问题,要注意从题目中找出力与速度的关系,理解物体运动状态的变化,明确物体做匀速运动是解题的关键。
由题意:实心球受到的空气阻力大小正比球体半径与球体速度的乘积,分析球下落时的受力情况及力的变化情况可得出球运动情况。
【解答】
两球匀速到达地面时,竖直方向受到重力G和阻力f,二力平衡,G=f;
由题意可知,阻力f=kRv2,
又知G=mg,故mg=kRv2;
而m=ρ43R3,
联立解得:v2=43πρR2g,
因为三球的半径为R甲=2R乙,ρ铁=8g/cm3,ρ木=0.5g/cm3,
根据:v2=43πρR2g可知,
v甲2v乙2=43πρ木R2g43πρ铁R2g=0.5g/cm3×228g/cm3×12=14,
v甲v乙=12,故ACD错误,B正确。
故选B。
30.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查相互作用力与平衡力的辨析,平衡力和相互作用力容易混淆,注意区分:相同点:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。不同点:平衡力是一个受力物体,发生在两个物体之间;相互作用力是两个受力物体,发生在两个物体之间。
平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
【解答】
A、如图所示,F1和GB是作用在同一个物体上的,在这两个力的作用下,使物体B受力平衡,则这两个力是一对平衡力,故A错误;
B、F1和GA是作用在两个物体上的,因此这两个力不是一对平衡力,故B错误;
C、物体A在f、F3和F2和GA的作用下处于平衡状态,因此这四个力是一组平衡力,所以F3、f的合力与GA、F2的合力是一对平衡力,故C错误;
D、因为F1是A对B的支持力,F2是B对A的压力,这两个力大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上,是一对相互作用力,故D正确。
31.【答案】C
【解析】【分析】
本题应明确研究对象选择的重要性,一般在解题时优先选择受力较小的物体做为研究对象。
本题应以A为研究对象,由二力平衡可求得A所受摩擦力,再由相互作用力求得B所受A的摩擦力,再以B为研究对象,可知B受到竖直向下的重力GB,A对B的竖直向下的摩擦力,以及墙壁对B的静摩擦力,由于B才处于静止状态,即平衡状态,根据平衡力可以得出墙壁对B的静摩擦力大小和方向。
【解答】
A在竖直方向上受重力、摩擦力而处于静止状态,故A所受摩擦力应等于重力,即Ff=GA=5N,A所受摩擦力方向向上;
因A对B的作用力与B对A的作用力为大小相等,方向相反,故B受到A摩擦力为5N,方向向下;
以B为对象,B受到竖直向下的重力GB=10N,A对B的竖直向下的摩擦力fA→B=5N,由于B才处于静止状态,
因此墙壁对B的静摩擦力f竖直向上,大小为f=GB+fA→B=10N+5N=15N。
故选C。
32.【答案】C
【解析】解:将2016个木块看成一个整体,对整体进行受力分析,在竖直方向,共受到三个力的作用:竖直向下的重力2016mg,两个相等的竖直向上的摩擦力f,由平衡条件可得:2f=2016mg,f=1008mg,由第2016号受重力mg及摩擦力保持静止,由此可知2015和2016号木块之间的摩擦力的大小为1007mg;故ABD错误,C正确。
故选:C。
首先以整体为研究对象,可以求出1和第2016个木块所受摩擦力的大小,然后从左或者右侧开始隔离木块受力分析,由平衡条件求解编号2015和2016号木块之间的摩擦力。
本题主要考查了有关物体的受力分析问题,注意“整体和隔离法”的应用,对于多个物体组成的系统,在进行受力分析时要优先考虑“整体法”,然后逐步隔离,一一进行受力分析。
33.【答案】30;30
【解析】【分析】
本题主要考查摩擦力大小的影响因素,影响因素不变,摩擦力的大小也不变,但是注意摩擦力不能直接测量,都是根据平衡力的知识间接得出。
此题应利用二力平衡的知识,求出摩擦力,并知道,滑动摩擦力的大小与压力以及接触面的粗糙程度有关,而与接触面积、速度等无关。
【解答】
在甲图中,物体B在30N的水平拉力F1作用下,AB一起做匀速直线运动,B相对于A有向右运动的趋势,所以物体B受A对它向左的摩擦力,即摩擦力为30N; 以AB组成的整体为研究对象,AB做匀速直线运动,所以受到地面的摩擦力与拉力平衡,则摩擦力大小等于拉力的大小为30N; 若将F2=50N的水平力按如图乙所示作用在A物块上,接触的粗糙程度不变,压力也不变,因此摩擦力也不变,摩擦力仍为30N。
故答案:30;30。
34.【答案】上;0.8
【解析】【分析】
本题考查平衡力的应用,难度一般。
竖直向上抽出时,用力根据二力平衡应等于方向向下的力的合力,方向向下的力有重力与摩擦力。竖直向下时,摩擦力方向向上,重力方向向下,根据平衡力的知识分析拉力的方向和大小。
【解答】
竖直向上抽出时,用力根据二力平衡应等于方向向下的力的合力,方向向下的力有重力与摩擦力.即F=G+F摩=1.2G.则摩擦力为0.2G.竖直向下时,摩擦力方向向上,重力方向向下,重力大于摩擦力,所以要使物体A向下匀速运动,拉力方向要竖直向上,根据二力平衡用力F=G−F摩=G−0.2G=0.8G。
故答案为:上;0.8。
平衡力
相互作用力
相同点
大小相等,方向相反,作用在同一直线上
不
同
点
受力物体
作用在同一物体上
作用在两个不同物体上
受力情况
受力物体是同一个,施力物体不是同一物体
两个物体互为施力者,互为受力者
力的变化
一个力变化(增大、减小或消失),另一个力不一定变化,此时物体失去平衡
同时产生,同时变化,同时消失
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