3.5 二力平衡
目录
TOC \o "1-1" \h \u 一.二力平衡的概念(共2小题) 1
二.平衡状态的判断(共4小题) 2
三.平衡力的辨别(共4小题) 3
四.平衡力和相互作用力的区分(共2小题) 4
五.二力平衡条件的应用(共7小题) 4
六.摩擦力的大小(共6小题) 6
七.摩擦力大小的影响因素(共4小题) 7
八.摩擦力产生的条件(共2小题) 8
九.摩擦力的方向(共4小题) 8
一十.摩擦力的种类(共4小题) 9
一十一.增大或减小摩擦的方法(共4小题) 10
一十二.摩擦力的示意图(共3小题) 10
一十三.探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验(共6小题) 11
参考答案与试题解析 15
一.二力平衡的概念(共2小题) 15
二.平衡状态的判断(共4小题) 15
三.平衡力的辨别(共4小题) 16
四.平衡力和相互作用力的区分(共2小题) 17
五.二力平衡条件的应用(共7小题) 17
六.摩擦力的大小(共6小题) 20
七.摩擦力大小的影响因素(共4小题) 21
八.摩擦力产生的条件(共2小题) 22
九.摩擦力的方向(共4小题) 22
一十.摩擦力的种类(共4小题) 23
一十一.增大或减小摩擦的方法(共4小题) 24
一十二.摩擦力的示意图(共3小题) 25
一十三.探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验(共6小题) 26
一.二力平衡的概念(共2小题)
1.小张同学做“探究二力平衡的条件”实验时,他应选择在较 的水平桌面进行(选填“粗糙”或“光滑”),并保持物体处于 状态或匀速直线运动状态。如图所示是他在实验过程中的某个情景,该情景中物体受到的两个水平拉力 (选填“平衡”或“不平衡”),说明小张当时是在探究相互平衡的两个力的 关系。
2.如图所示为“探究二力平衡的条件”实验情景,实验中以 (选填“甲”、“乙”或“丙”)为研究对象进行实验。当按图(a)所示操作时,应在硬纸板处于 状态时读取测力计的示数;图(b)是为了探当物体受两个力作用处于平衡状态时,这两个力 (选填“作用点”或“作用线”)的关系,探究结果表明:物体受两个力作用平衡时,这两个力作用在 上。
二.平衡状态的判断(共4小题)
3.在下列所给出的现象中,运动状态发生改变的物体是( )
A.在平直高速公路上匀速行驶的汽车
B.教室顶上的日光灯
C.立在商场斜向上匀速运动电梯上的学生
D.绕太阳运动的地球
4.以下实例中,物体受力一定不平衡的是( )
A.天花板上的吊灯 B.停在路边的汽车
C.投向篮筐的篮球 D.传送带上的行李
5.学习物体的平衡条件时,小明同学提出了下列疑问:
只受一个力作用的物体能保持平衡状态吗?只受两个力作用的物体一定保持平衡状态吗?物体处于平衡状态时一定只受两个力作用吗?
为此他做了如图所示的实验,研究物体处于平衡状态时的受力情况。当他将一小球用一根细线悬挂起来,如图(a)所示,剪断细线后小球落下,如图(b)所示。当他又将一小球用两根细线悬挂起来,如图(c)所示,剪断其中的一根细线,小球发生摆动,如图(d)所示。
通过实验,疑问都得到了解决。根据实验现象及相关条件,小明归纳得出的初步结论:
(1)由图(a)和(b)可知:只受一个力作用的物体 (选填“能”或“不能”)保持平衡状态。
(2)由图(a)和(d)可知: 。
(3)由图(a)和(c)可知: 。
6.如图所示,拴在细线下的小球在竖直平面内来回摆动,小球到达A点和B点时均处于 状态(选填“平衡”或“非平衡”),你判断的依据是 。
三.平衡力的辨别(共4小题)
7.如图所示,笔记本电脑放在水平桌面上,下列各对力中属于平衡力的是( )
A.笔记本电脑对桌面的压力和桌面对笔记本电脑的支持力
B.笔记本电脑受到的重力和笔记本电脑对桌面的压力
C.笔记本电脑受到的重力和桌面对笔记本电脑的支持力
D.笔记本电脑对桌面的压力和地面对桌子的支持力
8.如图所示,小红提着包站在水平地面上,下列各对力中属于平衡力的是( )
A.手对包的拉力与包对手的拉力
B.小红所受的重力与包对手的拉力
C.手对包的拉力与包所受的重力
D.包所受的重力与地面对小红的支持力
9.如图所示,重物所受到的重力和塑料板对它的支持力是一对 ;当塑料板上压的重物越重,塑料板的弯曲程度 ,重物所受到的支持力 。
10.你觉得下面哪个概念与“漂浮物体所受的浮力”是有联系的。备选概念:质量、密度、摩擦、平衡力。你选 ;理由是: 。
四.平衡力和相互作用力的区分(共2小题)
11.区分两个力是“平衡力”还是“相互作用力”,可依据这两个力( )
A.是否大小相等 B.是否方向相反
C.是否作用在同一物体上 D.是否作用在同一直线上
12.木块静止在水平桌面上,如图所示。关于木块对桌面的压力和木块所受重力之间的关系,下列说法中正确的是( )
A.一对平衡力 B.一对相互作用力
C.作用在同一物体上 D.两力的大小相同
五.二力平衡条件的应用(共7小题)
13.分别用力F1、F2拉同一物体,使物体先后沿竖直方向向上、向下运动,物体运动的s﹣t图像分别如图中的a、b所示,不计空气阻力,则( )
A.F1可能大于F2,二力方向一定相同
B.F1可能大于F2,二力方向可能相同
C.F1一定等于F2,二力方向一定相同
D.F1一定等于F2,二力方向可能相同
14.手握酱油瓶不掉下来的原因是( )
A.手对瓶的摩擦力大于瓶的重力
B.手对瓶的摩擦力等于瓶的重力
C.手对瓶的压力大于瓶的重力
D.手对瓶的压力小于瓶的重力
15.如图,某小组同学利用弹簧测力计、细线等实验器材进行“探究 ”的实验。实验前,弹簧测力计需要 ;实验中,物体应在 的作用下,使物体处于 状态,记录物体受到的力。
16.某同学用弹簧测力计拉着木块在水平长木板上缓慢地做匀速直线运动,测力计的示数为1.5牛,根据 条件可知木块受到的摩擦力为 牛。如果该同学拉着此木块较快地做匀速直线运动,则测力计示数将会 1.5牛(选填大于、小于或等于).如果在木块上施加一个竖直方向的力,测力计示数 变小(选填“一定”、“可能”、“不可能”)。
17.如图所示,一架质量为2千克的无人机悬停在空中。
(1)求:该无人机所受重力大小G。
(2)求:无人机螺旋桨产生的升力F的大小和方向。
(3)若无人机出现故障(螺旋桨停止转动),在坠落过程中,它所受空气阻力大小为0.5牛,求:无人机所受的重力和空气阻力的合力F的大小和方向?
18.如图所示,一辆装载钢卷的卡车在3000的水平牵引力F作用下,沿平直的路面向左做匀速行驶,已知该卡车受到路面的阻力大小为整辆车总重的0.2倍,求:
(1)车受到路面的摩擦阻力f的大小及方向;
(2)卡车和钢卷所受的总重G总的大小。
(3)在运输钢卷时,通常要用钢丝绳将钢卷固定在车身上,这是为什么?
19.质量为1×103千克的汽车在公路上以72千米/小时的速度匀速行驶,所受的牵引力是车重的0.2倍,则
(1)求汽车所受的阻力f;
(2)此时汽车所受的合力F合为多少?
六.摩擦力的大小(共6小题)
20.一物体的重力为10牛,在4牛水平拉力作用下沿水平桌面做匀速直线运动,则该物体受到的滑动摩擦力为( )
A.4牛 B.10牛 C.6牛 D.14牛
21.用弹簧测力计拉着重8N的物体在水平面上以2.5m/s的速度做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为2N。当绳子突然断开时,则( )
A.物体速度保持不变,受到的摩擦力小于2N
B.物体速度逐渐减小,受到的摩擦力等于2N
C.物体速度逐渐减小,受到的摩擦力等于8N
D.物体立即停止,受到的摩擦力为0N
22.重为G 的物体在水平向右拉力F 的作用下,在水平桌面上向右做匀速直线运动,现突然使拉力F 变为原来的一半,则物体在静止前受到的摩擦力大小为( )
A. B.﹣ C.F D.0
23.如图所示,用水平力F把重力为G的正方体物块紧压在竖直墙壁上,正方体处于静止状态。关于正方体受到墙壁的摩擦力f,以下说法中正确的是( )
A.正方体受到的摩擦力f=F
B.增大水平力F的大小,摩擦力f也随之增大
C.增大水平力F的大小,摩擦力f一定不变
D.减小水平力F的大小,摩擦力f一定不变
24.重力为20牛的木块在大小为4牛的水平推力作用下,沿水平路面做匀速直线运动。木块受到的滑动摩擦力为 牛;若突然撤去水平推力,木块在向前运动过程中受到的滑动摩擦力为 牛;若不计空气阻力,将木块匀速向上提起,拉力大小为 牛。
25.水平地面上有一块重20牛的木块,用1牛的力水平向右推木块,木块仍然静止,此时木块与地面之间的摩擦力 1牛(选填“大于”“小于”或“等于”);接着用8牛的力去拉木块,木块向右做匀速直线运动,此时木块与地面之间的摩擦力为 牛,当拉力增大到10牛时,木块受到的摩擦力将 (选填“增大”“减小”或“不变”),理由是 。
七.摩擦力大小的影响因素(共4小题)
26.如图所示,在同一水平面上,有表面粗糙程度相同、质量不同(mP<mQ)的两个木块,按照甲、乙、丙、丁四种方式放置,分别在水平力F1、F2、F3和F4的作用下,做匀速直线运动,则下列关系式正确的是( )
A.F1>F2 B.F2>F3 C.F3>F4 D.F3=F4
27.如图所示,竖直放置的两板间夹有木块A,当向左右两板加压力F时,木块A静止,若将压力都增大到2F,则木块A所受的摩擦力( )
A.是原来的2倍 B.是原来的4倍
C.与原来相同 D.无法计算
28.小明同学喜欢动手用简易器材探究物理问题。某天,他用一块较长的木板N与木块M及弹簧测力计,按如下方法研究滑动摩擦力与压力的关系。先将长木板N平放,用弹簧测力计拉着木块M在N上做匀速直线运动,如图甲,此时木块M所受滑动摩擦力为f甲;然后再将N支起,仍然用弹簧测力计拉着木块M沿N斜向上做匀速直线运动,如图乙,此时木块M所受滑动摩擦力为f乙.请你判断这两种情况下,木块M受到的滑动摩擦力大小关系是:( )
A.f甲>f乙 B.f甲<f乙 C.f甲=f乙 D.f甲≤f乙
29.通过探究发现摩擦力的大小与物体间接触面的大小无关。如图甲所示,两个完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在16N的水平拉力F1作用下,A、B一起向右做匀速直线运动;此时木块B所受的摩擦力为 N;若将甲A、B紧靠着放在水平桌面上,用水平力F2推A使它们一起也向右做匀速直线运动,如图乙所示,则F2是 N。
八.摩擦力产生的条件(共2小题)
30.如图所示,木板B放在粗糙的水平面上,木块A放在B的上面,A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在直立墙壁上,用大小为10N的水平力F向左拉动B,使B以1m/s的速度做匀速运动,这时绳水平拉力为T,则A受到水平向 (填“左”或“右”)的 摩擦力(填“静”或“滑动”),拉力T 拉力F(填“大于”、“小于”或“等于”)。
31.自行车是我们熟悉的交通工具,请你发挥想象“假如没有摩擦”,自行车会出现什么样的情况?写出两个合理的猜想。
(1) ;(2) ;
汽车关闭发动机,在路面上滑行,车子渐渐变慢,施力物体是 ,受力物体是 。
九.摩擦力的方向(共4小题)
32.如图,两相同材料的木块A和B被水平力F通过挡板C压在竖直墙上,处于静止状态,则( )
A.物体A对B没有摩擦力
B.物体A对B的静摩擦力方向竖直向上
C.物体A对B的静摩擦力方向竖直向下
D.条件不足,无法判断
33.运动员用双手握住竖直的竹竿匀速上爬和匀速下滑时,他受到的摩擦力分别为f1和f2,则( )
A.f1方向向上,f2方向向上,且f1=f2
B.f1方向向上,f2方向向下,且f1>f2
C.f1方向向下,f2方向向上,且f1=f2
D.f1方向向上,f2方向向上,且f1<f2
34.在行驶的火车车厢内,水平桌面上放着一个方木块,火车匀速直线运动时,木块受到 个力的作用(不考虑空气阻力),这些力分别是 、 ,火车紧急刹车时,木块将向 滑动,这时木块受到的摩擦力方向向 。(填“前”或“后”)
35.在行驶的火车车厢内,水平桌面上放着一个方木块,火车匀速直线运动时,木块受到 个力的作用(不考虑空气阻力).当火车紧急刹车减速时,木块受到的摩擦力方向向 。(填“前”或“后”)。
一十.摩擦力的种类(共4小题)
36.在下列各种摩擦中,有害的摩擦是( )
A.人走路时脚与地面间的摩擦
B.电动机运转时各种转动部分间的摩擦
C.皮带传动中皮带与皮轮间的摩擦
D.自行车后轮与地面间的摩擦
37.如图所示,质量为M的圆环用轻绳吊在天花板上,环上有两个质量均为m的小环自大环顶部开始分别向两边滑下,当两个小环下落至与大环圆心等高时,小环所受摩擦力为f,则此时绳对大环的拉力为( )
A.(M+m)g B.(M+2m)g C.Mg+f D.Mg+2f
38.下列各种摩擦中,属于有害摩擦的是 ;属于有益摩擦的是 。
(1)机器运转时,各部分之间的摩擦; (2)拔河比赛时,手与绳子之间的摩擦;
(3)自行车行进时,后轮胎与地面摩擦; (4)吃饭时,筷子与食物之间的摩擦。
39.沿水平方向用力推讲台,但没有推动,这表明讲台受到地面对它的 摩擦力。如果讲台推动起来了,表明讲台受到地面对它的 摩擦力。(均选填“滑动”或“静”)
一十一.增大或减小摩擦的方法(共4小题)
40.冰壶比赛时,冰壶前面运动员用刷子奋力扫冰(如图所示),它可以( )
A.增大冰壶质量 B.增加冰壶动能
C.减小冰壶势能 D.减缓冰壶速度
41.下列做法能增大摩擦力的是( )
A.在手提包的拉链上涂些蜡
B.减小物体间的压力
C.在轴承的滚珠上加润滑油
D.鞋底上做些凹凸不平的花纹
42.一辆做匀速直线运动的汽车从甲地开往乙地,总共花了0.1小时,已知甲乙两地相距8千米,则汽车的速度是 千米/时,汽车所受力的合力大小为 牛;汽车轮胎的橡胶表面压制凹凸不平的花纹,这是为了 (选填“增大”或“减小”)摩擦。
43.汽车轮胎上有凹凸不平的花纹,这是为了 (选填“增大”或“减小”)它与地面之间的摩擦,这种摩擦属于 (选填“有害”或“有益”)摩擦。如图所示,小亮同学用水平力F推停在水平地面上的汽车,但是没有推动,此时水平推力F (选填“大于”、“小于”或“等于”)地面对车的摩擦力f(不计空气阻力)。
一十二.摩擦力的示意图(共3小题)
44.如图所示,重物受到30牛的水平向右拉力作用,在水平地面上做匀速直线运动,下列用力的图示法正确表示物体所受摩擦力f的是( )
A. B.
C. D.
45.如图所示,一木块在水平面上做匀速直线运动,则根据图中画出的水平拉力F,用力的图示法画出摩擦力f。
46.在图中,物体在水平向右、大小为2牛的拉力F的作用下向右做匀速直线运动。用力的图示法画出物体所受的滑动摩擦力f。
一十三.探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验(共6小题)
47.如图所示,装有沙的箱子在水平拉力F的作用下沿水平地面做匀速直线运动,若要增大箱与地面的摩擦力,可以怎样做?( )
A.取出一些沙子
B.增加一些沙子
C.在箱与地面之间放上几根圆木棍
D.增大拉力F
48.某同学在研究滑动摩擦力与哪些因素有关的实验中,所用的器材有木块一个(木块各表面的光滑程度相同)、长木板一块、弹簧测力计一个、若干相同砝码。他用弹簧测力计拉着木块在水平木板上向右做匀速直线运动,实验过程如图所示。请仔细观察图中的操作和弹簧测力计的示数,回答下列问题。
(1)在该实验中为了测出滑动摩擦力的大小,利用了 的原理。
(2)分析比较图(a)与图(b)可知,他想研究 和 的关系,得到的结论是:两者 (选填“有关”或“无关”)。
(3)分析图(a)与图(c)与图(d)可得结论: 。
49.在探究滑动摩擦力的大小可能跟哪些因素有关的实验中,某小组同学将一梯形木块放在水平面上,用弹簧测力计水平拉动木块沿直线缓慢运动(可看做匀速直线运动)。四次的实验操作如图所示。请仔细观察图中操作和弹簧测力计的示数。
(1)分析比较图 可知:接触面材料相同,压力越大,物体受到的滑动摩擦力越大。
(2)分析比较图(a)与(c)可知: 。
(3)图(a)与(d)是研究 的关系。
50.在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小明同学用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三个实验:
(1)实验时,将木块放在水平木板或毛巾上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使木块做 运动,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)分析甲、乙两个实验现象和数据,可得:当接触面相同时, 越大,滑动摩擦力越大。
(3)分析 两个实验现象和数据,可得:当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)小明认为滑动摩擦力的大小还可能跟接触面的面积大小有关,于是他在上述实验的基础
上,将木块沿竖直方向切成两部分继续放木板上进行实验,测得数据记录如下表:
次数 木块大小 接触面积S/cm2 摩擦力f/N
1 整块 150 1.5
2 三分之二块 100 1.0
3 三分之一块 50 0.6
小明的这个做法是 (洗埴“正确”或“错误”)的。
51.某小组同学做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。他们先用弹簧秤拉着木块在水平玻璃板上做匀速直线运动,并在木块上逐次加砝码,得到的实验数据如表一所示。然后他们分别用弹簧秤拉着木块在水平木板和毛巾表面上做匀速直线运动,并重复上述实验过程,得到的实验数据如表二、表三所示。
表一 玻璃板 表二 木板 表三 毛巾表面
实验序号 压力(牛) 滑动摩擦力(牛) 实验序号 压力(牛) 滑动摩擦力(牛) 实验序号 压力(牛) 滑动摩擦力(牛)
1 5 0.5 4 5 1.0 7 5 1.5
2 6 0.6 5 6 1.2 8 6 1.8
3 7 0.7 6 7 1.4 9 7 2.1
(1)分析比较实验序号 的数据及相关条件,可得出的初步结论是:在接触面的材料性质粗糙程度相同的情况下,滑动摩擦力大小与压力成正比。
(2)分析比较实验序号1、4、7(或2、5、8,或3、6、9)的数据及相关条件,可得出的初步结论是: 。
(3)请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及相关条件,并归纳得出结论。
(a)分析比较表一、表二或表三中的数据及相关条件,可初步得出: ;
(b)分析比较表一、表二和表三中的数据及相关条件,可初步得出: 。
52.如图所示为“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验。
(1)三次实验中应用弹簧测力计水平 拉动木块,分别读出弹簧测力计的示数为F1、F2和F3,其中最大的是 。
(2)比较甲、乙两次实验,得出的结论是:在压力相同时, ,滑动摩擦力越大。
(3)在丙图中,弹簧测力计示数F3为1.6N,若弹簧测力计示数增大到2N,此时的木块A所受滑动摩擦力为 N。
(4)小华比较甲和丙两组数据得出结论:压力越大,滑动摩擦力就越大。老师指出这样得出的结论是不对的。理由是: 。
参考答案与试题解析
一.二力平衡的概念(共2小题)
1.【解答】解:做“探究二力平衡的条件”实验时,为了减小摩擦力对实验结果的影响,应选用较光滑的平面。
实验中,要使物体处于静止状态或匀速直线运动状态,此时的拉力等于摩擦力;
由图可知,两个力不相同,故物体受到的两个水平拉力不平衡;说明小张当时是在探究相互平衡的两个力的大小关系。
故答案为:光滑;静止;不平衡;大小。
2.【解答】解:(1)由实验装置图可知,以硬纸板(乙)为研究对象,利用弹簧测力计,细线等器材可以探究二力平衡条件实验;
(2)按图a所示进行实验操作时,为了方便读数,应在硬纸板处于静止状态下读取测力计的示数;
(3)按图b所示进行实验操作时,放开硬纸板前,应使两测力计的示数相同,两细线对硬纸板拉力的方向相反。由于图中两个力的方向不在一条直线上,所以放手后纸板不能保持静止。
故答案为:乙;静止;作用线;同一直线。
二.平衡状态的判断(共4小题)
3.【解答】解:A、在平直的高速公路上匀速行驶的汽车,处于平衡状态,因此受平衡力作用,运动状态没有发生改变,故A不符合题意。
B、匀教室顶上的日光灯处于平衡状态,因此受平衡力作用,运动状态没有发生改变,故B不符合题意;
C、立在商场斜向上匀速运动电梯上的学生处于平衡状态,因此受平衡力作用,运动状态没有发生改变,故C不符合题意;
D、绕太阳运动的地球运动状态不断发生改变,因此受非平衡力作用,故D符合题意。
故选:D。
4.【解答】解:A、天花板上的吊灯静止,属于平衡状态,受到的一定是平衡力,不合题意;
B、停在路边的汽车静止,属于平衡状态,受到的一定是平衡力,不合题意;
C、投向篮筐的篮球,其速度和方向都在发生改变,即运动状态改变,故一定受力不平衡,符合题意;
D、传送带上的行李,做匀速直线运动,属于平衡状态,受到的一定是平衡力,不合题意。
故选:C。
5.【解答】解:(a)小球受到拉力和重力作用,小球在两个力作用下处于静止状态,小球处于平衡状态。
(b)只受重力作用,小球向下运动,小球处于非平衡状态。
(c)小球受到两个拉力和重力作用,小球在三个力作用下处于静止状态,小球处于平衡状态。
(d)小球在(c)状态,剪断一根线,去掉一个力,小球受到的力不在同一条直线上,小球会摆动,说明两个力不在同一条直线上,小球处于非平衡状态。
由此可知:由图(a)和(b)可知:只受一个力作用的物体不能保持平衡状态;
由图(a)和(d)可知:处于平衡状态的两个力一定在同一直线上。
由图(a)和(c)可知:物体处于平衡状态时不一定只受两个力作用;
故答案为:(1)不能;(2)处于平衡状态的两个力一定在同一直线上;(3)物体处于平衡状态时不一定只受两个力作用。
6.【解答】解:
当小球到达A点时,小球处于单摆的最高点,这时虽处于静止状态,但小球受到的重力和绳子对它的拉力不在同一直线,不是平衡力,小球会在非平衡力的作用下,立即改变小球的运动状态;所以小球在到达A点时,小球处于非平衡状态。
故答案为:非平衡;小球受到的重力和绳子对它的拉力不在同一直线。
三.平衡力的辨别(共4小题)
7.【解答】解:
A.笔记本电脑对桌面的压力作用在桌面上,桌面对笔记本电脑的支持力作用在电脑上,即二力不是作用在同一物体上,所以二力不是一对平衡力,故A错误;
B.笔记本电脑的重力作用在电脑上,笔记本电脑对桌面的压力作用在桌面上,且两个力的方向相同,所以二力不是一对平衡力,故B错误;
C.笔记本电脑受到的重力与桌面对笔记本电脑的支持力,两个力的大小相等、方向相反、作用在同一直线,作用在同一个物体上,是一对平衡力,故C正确;
D.笔记本电脑对桌面的压力等于笔记本电脑的重力,地面对桌子的支持力等于桌子和笔记本电脑的总重力,这两个力大小不相等,不是一对平衡力,故D错误。
故选:C。
8.【解答】解:A、手对包的拉力与包对手的拉力,作用在两个不同的物体上,它们不是一对平衡力,是一对相互作用力,故A错误;
B、小红和包的总重力与包对手的拉力大小不相等,它们不是一对平衡力,故B错误;
C、手对包的拉力与包的重力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,它们是一对平衡力,故C正确;
D、包的重力与地面对小红的支持力,作用在不同的物体上,它们不是一对平衡力,故D错误;
故选:C。
9.【解答】解:重物受到的重力与塑料板对它的支持力,此时物体处于静止状态,因此,所受到这两个力是一对平衡力。
当重力增加时,在方向和作用点都不变的情况下,力越大,力的作用效果越明显,即塑料板的弯曲程度越大。由于支持力与重力始终是一对平衡力,所以支持力会随着重力的增大而增大。
故答案为:平衡力;越大;越大
10.【解答】解:漂浮物体所受的浮力与重力相平衡,而使其处于平衡状态,即静止状态,而与质量、密度、摩擦联系不大。
故答案为:平衡力;漂浮物体受重力和浮力作用处于平衡状态。
四.平衡力和相互作用力的区分(共2小题)
11.【解答】解:平衡力和相互作用力最大的区别在于:平衡力作用在一个物体上,而相互作用力作用在两个物体上,所以判断是平衡力还是非平衡力需要观察这两个力是否作用在同一个物体上。
故选:C。
12.【解答】解:
木块放在水平桌面上保持静止,木块对桌面的压力大小等于木块受的重力;
木块对桌面的压力是桌面受到的,木块所受重力是木块受到的,两个力作用在两个物体上,且方向相同,所以,它们既不是平衡力,又不是相互作用力,故ABC错误,D正确。
故选:D。
五.二力平衡条件的应用(共7小题)
13.【解答】解:由图可知,a、b的s﹣t图像为一条斜线,这表明物体做的是匀速直线运动,a的速度要大于b的速度;
物体在竖直方向上做匀速直线运动时,不计空气阻力,受到竖直向上的拉力、竖直向下的重力,这两个力是一对平衡力,大小相等,故F1一定等于F2,二力方向相同,故C正确。
故选:C。
14.【解答】解:
用手沿竖直方向握着一个酱油瓶静止不动,则瓶子受力平衡;
对瓶子进行受力分析,竖直方向上瓶子受向下的重力和向上的静摩擦力,二力平衡,所以静摩擦力等于重力;而握力(压力)沿水平方向,其大小与重力的大小无关,故B正确,ACD错误。
故选:B。
15.【解答】解:(1)由实验装置图可知,以物体甲为研究对象,物体甲同时受到大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上的两个力,所以此实验可以探究二力平衡条件;
(2)弹簧测力计使用前要调零;
(3)当物体受到平衡力的作用时,物体处于静止状态或匀速直线运动状态,物体处于平衡状态,物体原本是静止的,受到平衡力后仍然静止,且物体静止时读数较方便。
故答案为:二力平衡的条件;调零;平衡力;静止。
16.【解答】解:
(1)木块在水平木板上进行匀速直线运动,木块在水平方向上受到拉力和滑动摩擦力作用,滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,拉力是1.5N,滑动摩擦力也是1.5N;
(2)如果该同学拉着此木块较快地做匀速直线运动时,压力和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变,还是1.5N,此时的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,拉力是1.5N;
(3)如果在木块上施加一个竖直方向的力,如果是向下的压力,木块对桌面的压力增大,摩擦力会增大,如果是向上的拉力,木块对桌面的压力减小,摩擦力会减小,所以测力计示数可能变小。
故答案为:二力平衡;1.5;等于;可能。
17.【解答】解:
(1)此无人机受到的重力为:
G=mg=2kg×10N/kg=20N;
(2)无人机悬停在空中,无人机处于平衡运动状态,螺旋桨产生的举力等于重力F=G=20N;
方向与重力方向相反,升力的方向竖直向上;
(3)无人机出现故障(螺旋桨停止转动),在坠落过程中,受到竖直向下的重力G和竖直向上的阻力f作用;
故合力大小为F合=G﹣f=20N﹣0.5N=19.5N,方向为竖直向下。
答:
(1)无人机所受重力大小为20N;
(2)无人机螺旋桨产生的升力F的大小为20N,方向竖直向上;
(3)若无人机出现故障(螺旋桨停止转动),在坠落过程中,人机所受的重力和空气阻力的合力F的大小为19.5N,方向竖直向下。
18.【解答】解:
(1)由于卡车在平直的公路上匀速直线行驶,卡车受到的牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,方向相反,即f=F=3000N,因为牵引力水平向左,所以摩擦力水平向右;
(2)卡车受到路面的阻力大小为整辆车总重的0.2倍,即f=0.2G,
则卡车和钢卷所受的总重G总的大小为:
G总===15000N;
(3)在运输钢卷时,通常要用钢丝绳将钢卷固定在车身上,防止车刚启动时钢卷由于惯性仍保持静止状态而从车后滚下来,且防止停车时钢卷由于惯性继续向前运动,将驾驶室压坏,出现事故。
答:(1)车受到路面的摩擦阻力f的大小为3000N,方向水平向右;
(2)卡车和钢卷所受的总重G总的大小为15000N。
(3)在运输钢卷时,通常要用钢丝绳将钢卷固定在车身上,防止车刚启动时钢卷由于惯性仍保持静止状态而从车后滚下来,且防止停车时钢卷由于惯性继续向前运动,将驾驶室压坏,出现事故。
19.【解答】解:
(1)汽车的重力:G=mg=1×103kg×10N/kg=1×104N;
匀速行驶时所受的牵引力是车重的0.2倍,
则由二力平衡条件可得,汽车所受的阻力:
f=F=0.2G=0.2×1×104N=2×103N;
(2)因为汽车做匀速直线运动,
所以汽车的牵引力与阻力为一对平衡力,大小相等、方向相反,此时汽车所受的合力F合为0N。
答:(1)汽车所受的阻力f为2×103N;
(2)此时汽车所受的合力F合为0N。
六.摩擦力的大小(共6小题)
20.【解答】解:物体在水平桌面上匀速向右运动时,水平方向上受到拉力F和路面对物体的摩擦力f,这两个力是一对平衡力,大小相等,大小为4N。
故选:A。
21.【解答】解:由于物体在水平面上做匀速直线运动,那么在水平方向上,物体受到一对平衡力的作用:拉力和摩擦力;
即这两个力的大小相同,由弹簧测力计的示数可知拉力为2N,因此摩擦力等于2N;
当绳子断开后,拉力消失,平衡状态被打破,在摩擦力的作用下,物体速度逐渐减小,物体慢慢停下来,但影响滑动摩擦力的因素没有发生变化,因此摩擦力仍等于2N,只有B符合题意;
故选:B。
22.【解答】解:物体在匀速运动,由平衡条件得:摩擦力f=F;
因为压力、接触面粗糙程度不变,
所以,当拉力变为原来的一半为时,物体在静止前受到的摩擦力不变,故ABD错误,C正确。
故选:C。
23.【解答】解:
A、物块保持静止状态(平衡状态),合力为零;对物块进行受力分析可知:水平方向上的推力F和墙壁对它向右的支持力N是一对平衡力,则F=N;竖直方向上的重力G和静摩擦力f是一对平衡力,则f=G,摩擦力的方向竖直向上,故A错误;
BC、增大水平力F的大小(即增大压力F),物体仍静止,所以摩擦力与重力仍是一对平衡力,大小相等,f=G,摩擦力大小不变;故B错误,C正确。
D、减小水平力F的大小(即减小压力F),物体可能静止,也可能下滑;若物体下滑,则摩擦力f<G,此时摩擦力的大小发生变化,故D错误;
故选:C。
24.【解答】解:木块在大小为4牛的水平推力作用下,沿水平路面做匀速直线运动,木块水平方向上受到推力和滑动摩擦力作用,这两个力是平衡力,大小相等,推力是4N,所以滑动摩擦力是4N。
若突然撤去水平推力,物体对水平路面的压力不变,水平路面的粗糙程度不变,所以滑动摩擦力大小不变,所以此时滑动摩擦力大小为4N。
若不计空气阻力,将木块匀速向上提起,木块在竖直方向上进行匀速直线运动,木块在竖直方向上受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力作用,这两个力是平衡力,大小相等,重力是20N,所以拉力是20N。
故答案为:4;4;20。
25.【解答】解:(1)在水平桌面上,用1牛的力水平向右推木块,木块静止不动,拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,摩擦力等于1N。
(2)在水平桌面上,用8N的拉力拉木块,木块向右做匀速直线运动,拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,摩擦力等于8N。
(3)在水平桌面上,当拉力增大到10牛时,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力大小不变,仍为8N。
故答案为:等于;8;不变;压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力大小不变。
七.摩擦力大小的影响因素(共4小题)
26.【解答】解:摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,两个影响因素不变,摩擦力不变。
(1)表面粗糙程度相同、质量不同甲、乙两图中,
∵(mp<mQ),
∴Gp<GQ,
∴F1<F2,故A错误;
(2)乙、丙比较,表面粗糙程度相同,F3>F2,故B错误;
(3)丙、丁实验在压力大小和接触面的粗糙程度不变时,改变了接触面积的大小,摩擦力不变,故D正确。
故选:D。
27.【解答】解:水平方向左右挡板对A的压力是一对平衡力,同时在竖直方向,A受到的重力和摩擦力也是一对平衡力,当压力增大时,由于木块A仍然是静止的,所以A受到的力仍然是平衡力,所以此时A受到的摩擦力和重力仍然是一对平衡力,故摩擦力的大小仍然等于重力;
故选:C。
28.【解答】解:因木板及木块不变,故接触面的粗糙程度不变,因甲中物体在水平面上,乙中物体在斜面上,故甲中物体对木板的压力要大于乙中物体对木板同的压力,故甲中物体受木板的摩擦力大;
故选:A。
29.【解答】解:
由甲图知,木块A和B叠放在水平桌面上,当A向右匀速直线运动时,AB间没有相对运动的趋势,木块B所受的摩擦力为0N;
从甲图到乙图,改变的只是物体AB与地面的接触面积,而摩擦力的大小与接触面积无关,所以物体AB受到的摩擦力不变;在两种情况下,物体都处于平衡状态,拉力都等于摩擦力,故拉力F2=F1=16N。
故答案为:0;16。
八.摩擦力产生的条件(共2小题)
30.【解答】解:对A、B受力分析:由于A时刻静止,则A受水平向右的拉力和水平向左的摩擦力,由于AB间有位置的变化,所以是滑动摩擦力;根据二力平衡可知,拉力T等于B对A的摩擦力;
木板B放在粗糙的水平面上,则B受到A对B的摩擦力和地面的摩擦力,因此拉力T要小于拉力F。
故答案为:左;滑动;小于。
31.【解答】解:假如没有摩擦力,运动的自行车将永远运动;静止的自行车将永远静止。
汽车关闭发动机,在路面上滑行,车子渐渐变慢,是因为受到摩擦力的作用,摩擦力得施力物体是地面,受力物体是汽车。
故本题答案为:猜想1:运动的自行车将永远运动;猜想2:静止的自行车将永远静止。
地面,汽车。
九.摩擦力的方向(共4小题)
32.【解答】解:因为当前状态是静止状态,所以所有力都是平衡的,你要把握这点就不难了。你可以先做排除法:
A、如果A和B之间没有摩擦力的话,由于受重力,A和挡板就会往下掉,就不会处于静止状态了,所以不可能选A;
D、条件已经给足了,我想你在生活中也遇到这个情况,这种情况是可以实现的,题目中已经把所需要的实物及条件都提供的。所以也不可能选D;
BC、因为A是处于静止状态的,分析目前A竖直方向的受力情况,1、挡板对它的摩擦力,挡板是静止的,挡板的重力和摩擦力平衡,是A对挡板的摩擦力等于挡板的重力,方向向上,反过来说,挡板对A的摩擦力为挡板的重力,方向向下;2、重力,方向向下;3、B对他的摩擦力。总共就这三个力,且这三个力是平衡的,由于1、2受力方向都是向下的,所以B对A的摩擦力方向是向上的,力的作用是相互的,相互作用力的方向相反,A对B的摩擦力是向下的,所以正确答案是选C。
故选:C。
33.【解答】解:(1)运动员用双手握住竖直的竹竿匀速上爬时,受到的摩擦力向上,因为匀速f1=G;
(2)运动员用双手握住竖直的竹竿匀速滑下时,受到的摩擦力向上,因为匀速f2=G。
∴f1=f2
故选:A。
34.【解答】解:木块静止在水平桌面上,受到重力和桌面对它的支持力这一对平衡力的作用。
当汽车刹车时,木块由于惯性仍保持原来的运动状态,向前运动,摩擦力要阻碍这种相对运动。故其方向向后。
故答案为:两;重力;支持力;前;后
35.【解答】解:(1)木块在匀速直线运动的火车上处于静止状态,水平方向不受力,竖直方向受到重力和受到的支持力是一对平衡力。
(2)当火车紧急刹车减速时,木块由于惯性仍保持原来向前运动的状态,摩擦力要阻碍这种相对运动,故其方向向后。
故答案为:两;后。
一十.摩擦力的种类(共4小题)
36.【解答】解:有益摩擦要增大,有害摩擦要减小。
A、人走路时脚与地面间的摩擦是有益摩擦,所以要增大,如果摩擦减小,人走路会滑到;
B、机器运转时,各部件之间的摩擦是在压力一定时,加润滑油减小接触面的粗糙程度,减小摩擦力。属于有害摩擦。
C、皮带传动中皮带与皮轮间的摩擦是有益摩擦,要增大,如果摩擦减小,皮带会打滑;
D、自行车行进时,后轮胎与地面摩擦。属于有益摩擦。否则自行车会在原地打滑;
故选:B。
37.【解答】解:小环受到大环的摩擦力大小为f,方向向上,根据力的作用是相互的,大环受到两个小环的摩擦力大小各为f,方向向下;以大环为研究对象,处于静止状态,受力满足平衡关系,向上的力是绳子对它的拉力F,向下的力有:大环的重力G、两个小环的摩擦力2f;根据平衡力的大小相等的特点,得到F=G+2f=Mg+2f;
故选:D。
38.【解答】解:有益摩擦要增大,有害摩擦要减小。
(1)机器运转时,各部件之间的摩擦是在压力一定时,加润滑油减小接触面的粗糙程度,减小摩擦力。属于有害摩擦。
(2)拔河比赛时,手与绳子之间的摩擦是在接触面粗糙程度一定时,用力握住绳子增大压力,增大摩擦力。属于有益摩擦。
(3)自行车行进时,后轮胎与地面摩擦。属于有益摩擦。否则自行车会在原地打滑;
(4)吃饭时,筷子与食物之间的摩擦。是在接触面粗糙程度一定时,用力夹食物可以增大压力,增大摩擦力。属于有益摩擦。
故答案为:(1);(2)(3)(4)。
39.【解答】解:因为沿水平用力推讲台,但没有推动,而讲台有相对于地面运动的趋势,因此由于讲台的静止,此时的摩擦力称之为静摩擦力;
当讲台推动起来,讲台将在地面上发生滑动,因此此时的摩擦力称之为滑动摩擦力。
故答案为:静,滑动。
一十一.增大或减小摩擦的方法(共4小题)
40.【解答】解:
冰壶比赛时,冰壶前面运动员用刷子奋力扫冰,克服摩擦做功,冰的内能增大、温度升高,达到熔点而熔化,在冰面和冰壶之间形成水膜,减小了冰壶和冰面之间的摩擦力,从而增加了冰壶的运动速度,增大了冰壶的动能;此过程中不能改变冰壶的质量,其高度也不变,不能改变其势能;故ACD错误,B正确。
故选:B。
41.【解答】解:A、在手提包的拉链上涂些蜡,在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力;故A不合题意;
B、减小物体间的压力,在接触面粗糙程度一定时,减小压力可以减小摩擦力。故B不合题意;
C、在轴承的滚珠上加润滑油,通过使接触面脱离来减小摩擦力。故C不合题意;
D、鞋底上做些凹凸不平的花纹,在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。故D符合题意。
故选:D。
42.【解答】解:汽车的速度:v===80km/h;
汽车做匀速直线运动,处于平衡状态,故所受合力为0N;
汽车轮胎的橡胶表面压制凹凸不平的花纹,这是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
故答案为:80;0;增大。
43.【解答】解:汽车轮胎上有凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大它与地面之间的摩擦,属于有益摩擦;
某同学用水平推力推停在平直公路上的汽车,没能推动,说明此时汽车在水平方向上受到平衡力的作用,所以根据二力平衡的条件可以判断,这时的推力等于汽车所受的阻力。
故答案为:增大;有益;等于。
一十二.摩擦力的示意图(共3小题)
44.【解答】解:
A、重物在水平地面上做匀速直线运动,受到的拉力和摩擦力为一对平衡力,摩擦力f=F=30N,拉力水平向右,摩擦力方向水平向左,图中摩擦力方向画错了。故A错误;
BC、重物在水平地面上做匀速直线运动,受到的拉力和摩擦力为一对平衡力,摩擦力f=F=30N,拉力水平向右,摩擦力方向水平向左,但表示摩擦力f的线段的长度必须与标度统一起来。图中摩擦力f的线段的长度与标度不统一。故BC错误;
D、重物在水平地面上做匀速直线运动,受到的拉力和摩擦力为一对平衡力,摩擦力f=F=30N,拉力水平向右,摩擦力方向水平向左,但表示摩擦力f的线段的长度必须与标度统一起来。图中摩擦力f的线段的长度恰为标度的2倍。故D正确。
故选:D。
45.【解答】解:木块在水平面上做匀速直线运动,受到的拉力F 和摩擦力f是一对平衡力,二者大小相等,方向相反;
由图可知,标度为5N,从物体的重心沿水平向左的方向画一条有向线段,使线段的长度等于拉力F的长度,并标明f=15N,如图所示:
46.【解答】解:由于物体在水平地面上做匀速直线运动,所以物体受到的滑动摩擦力f=F=2N,作用点在接触面上,方向与物体运动方向相反,即水平向左,如图所示:
一十三.探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验(共6小题)
47.【解答】解:A、取出一些沙子,箱子对地面的压力减小,滑动摩擦力减小。不符合题意。
B、增加一些沙子,箱子对地面的压力增大,滑动摩擦力增大。符合题意。
C、在箱与地面之间放上几根圆木棍,用滚动代替滑动,摩擦力减小。不符合题意。
D、摩擦力大小的影响因素是压力和接触面的粗糙程度,压力和接触面粗糙程度不变,改变拉力不能改变摩擦力,只能改变物体的运动状态。不符合题意。
故选:B。
48.【解答】解:
(1)根据二力平衡条件可知,当物体做匀速直线运动时,拉力与摩擦力才是一对平衡力,二者的大小相等;
(2)比较图(a)与(b)中测力计的示数及相关条件,接触面的粗糙程度相同,长方体的压力也相同,只有接触面的大小不同,但弹簧测力计的示数相同,因此可以看出他想研究滑动摩擦力与接触面积的关系,得到的结论是:两者无关;
(3)比较图(a)与(c)与(d)中测力计的示数及相关条件,接触面的粗糙程度相同,压力逐渐增大,弹簧测力计的示数逐渐增大,说明摩擦力也逐渐增大,可得结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
故答案为:(1)二力平衡;(2)滑动摩擦力;接触面积;无关;(3)接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
49.【解答】解:(1)研究滑动摩擦力大小与压力大小关系,要控制接触面材料相同,故分析比较图(a)、(b)可知:接触面材料相同,压力越大,物体受到的滑动摩擦力越大。
(2)分析比较图(a)与(c)可知,压力相同,而(c)图中接触面粗糙,测力计示数大,故得出:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)图(a)与(d)中压力大小和接触面粗糙相同,而物体与接触面大小不同,故是研究滑动摩擦力与接触面大的关系。
故答案为:(1)(a)、(b);(2)在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)滑动摩擦力与接触面大小。
50.【解答】解:(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使木块做匀速直线运动,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数,其原理是二力平衡;
(2)比较甲、乙两图,接触面粗糙程度相同,压力越大,测力示数越大,滑动摩擦力越大,结论是在接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大,甲、乙两个实验说明滑动摩擦力的大小与压力有关;
(3)在研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系时,要控制压力大小相同,接触面额粗糙程度不同,故甲丙符合题意;
(4)研究滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,要控制压力和接触面粗糙程度相同,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,压力大小改变了,将测得的数据记录在表格中,由表中数据验证了自己的猜想,这种做法是错误的,理由是没有控制压力大小相同。
故答案为:(1)匀速直线; (2)压力;(3)甲、丙;(3)错误。
51.【解答】解:(1)由实验序号为1、2、3(或4、5、6,或7、8、9)的实验数据可知,接触面的粗糙程度相同而压力不同,滑动摩擦力不同,且滑动摩擦力大小与压力成正比,由此可得:在接触面的材料性质粗糙程度相同的情况下,滑动摩擦力大小与压力成正比。
(2)由实验序号1、4、7(或2、5、8,或3、6、9)的数据可知,压力相同而接触面的粗糙程度不同,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,由此可得:在压力相同的情况下,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
(3)请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及相关条件,并归纳得出结论。
(a)分析比较表一、表二或表三中的数据及相关条件,可初步得出:同一接触面,滑动摩擦力与压力的比值相同;
(b)分析比较表一、表二和表三中的数据及相关条件,可初步得出:不同接触面,滑动摩擦力与压力的比值不同,且比值越大,接触面越粗糙。
故答案为:(1)1、2、3(或4、5、6,或7、8、9).(2)在压力相同的情况下,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
(3)(a)同一接触面,滑动摩擦力与压力的比值相同;(b)不同接触面,滑动摩擦力与压力的比值不同,且比值越大,接触面越粗糙。
52.【解答】解:(1)实验时应水平匀速拉动木块,使木块做匀速直线运动,由图示实验可知,图丙中压力最大,接触面的粗糙程度较大,木块受到的滑动摩擦力最大,由平衡条件可知F3最大。
(2)由图甲、乙所示实验可知,物体间的压力相同而接触面的粗糙程度不同,接触面越粗糙测力计示数越大,滑动摩擦力越大,由此可知,在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)滑动摩擦力由接触面的粗糙程度与物体间的压力决定,在丙图中,弹簧测力计示数F3为1.6N,若弹簧测力计示数增大到2N时,物体间的压力与接触面的粗糙程度都不变,滑动摩擦力不变,此时的木块A所受滑动摩擦力仍为1.6N。
(4)要探究滑动摩擦力与压力的关系应控制接触面的粗糙程度相同而压力不同,由图示可知,甲丙所示实验中接触面的粗糙程度不同,得出的结论是不正确的。
故答案为:(1)匀速;F3;(2)接触面越粗糙;(3)1.6;(4)没有控制接触面的粗糙程度相同。