2021-2022学年八年级物理下册(人教版)第八章:运动和力
第2节:二力平衡(培优练习)
一、单选题
1.关于平衡力和相互作用力,下列说法正确的是( )
A.物体受平衡力作用时,运动状态可能会改变
B.静止在地面上的物体所受的重力和它对地面的压力是一对相互作用力
C.跳水运动员蹬跳板时,他对跳板的力和跳板对他的力是一对相互作用力
D.拔河比赛中甲队对乙队的拉力等于乙队对甲队的拉力,是一对平衡力
2.如图所示,用手握饮料罐在空中静止时,罐底所在平面是水平的,下列选项中哪两个力属于平衡力( )
A.罐受到的重力与手对罐的摩擦力 B.罐对手的摩擦力与手对罐的摩擦力
C.罐受到的重力与手对罐的压力 D.手对罐的压力与罐对手的压力
3.如图所示,是国庆70周年参加阅兵的05A两栖装甲突击车,下列关于05A两栖装甲突击车的说法中正确的是( )
A.突击车所受重力和地球对突击车的吸引力是一对相互作用力
B.突击车所受重力和突击车对地面的压力是一对相互作用力
C.突击车对地面的压力和地面对突击车的支持力是一对平衡力
D.突击车所受重力和地面对突击车的支持力是一对平衡力
4.体育课上小明和小李在玩篮球休息时他们讨论了一些关于打篮球时的物理问题,他们的讨论中说法不正确的是( )
A.投篮时,篮球离开手后继续向上运动,是因为篮球具有惯性
B.篮球从篮筐中下落时,速度逐渐加快,是因为重力的作用
C.静止在地面上的篮球,他所受的重力与篮球对地面的压力平衡
D.篮球撞在篮板上被弹回,是力改变了物体的运动状态
5.如图所示,甲图是小强在水平地面上向右直线推物体A,乙图是水平推力F随时间t变化的关系图象,丙图是物体A的速度v随时间t变化的关系图象。以下说法正确的是( )
A.在0~1s内物体A受到的摩擦力为0N B.在1~2s内物体A受到的摩擦力为60N
C.在1~3s内物体A受到的摩擦力为40N D.在0~3s内物体A受到的摩擦力为40N
6.如图所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系、物体的运动速度v与时间t的关系如图乙、丙所示,由图象可知t=1s、t=3s时物体所受摩擦力大小分别为( )
A.2N 6N B.2N 4N C.0N 4N D.0N 6N
7.如图所示,光滑的两个球体直径均为,置于一直径为的圆桶内,且有,在桶与球接触的三点A、B、C,受到的压力大小分别为、、,如果桶的直径增大,但仍小于,则、、的变化情况是( )
A.增大,不变,增大 B.减小,不变,减小
C.减小,减小,增大 D.增大,减小,减小
8.某地中考体育测试项目中,小徐同学抛出的实心球在空中运动的轨迹如图所示。忽略空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.抛出后在空中飞行,是因为受推力的作用
B.抛出后继续向前,是因为实心球具有惯性的作用
C.运动到最高点时速度为 0,受平衡力的作用
D.抛出后空中飞行过程中运动状态不断改变,因为受重力的作用
9.甲、乙两个物体材料相同,甲的体积大于乙的体积,分两次在水平地面上用力推动它们, 使它们一起做匀速直线运动,第一次如图1所示,第二次如图2所示,下列说法正确的是( )
①图1中甲所受摩擦力大于图2中甲所受摩擦力
②F1 大于 F2
③F1小于 F2
④图1中乙所受地面摩擦力大于图2中乙所受摩擦力
A.只有②④是正确的 B.只有①④是正确的
C.只有①②④是正确的 D.只有①③是正确的
10.如图所示,A、B两个物体叠放在水平面上,同时有F1、F2的两个水平力分别作用于A、B两物体上,使A、B两个物体处于静止状态,下列分析不正确的是( )
A.A受B的摩擦力为7N,方向水平向右
B.地面对B的摩擦力为3N,方向水平向左
C.B对地面的摩擦力为3N,方向水平向右
D.A、B整体受到的合力为3N,方向水平向右
11.如图所示,一个铁球从竖直立在地面的轻弹簧的正上方某处自由下落,接触弹簧后将弹簧压缩至最短,设在弹簧被压缩的过程中小球的速度为v,小球受到的重力和弹簧弹力的合力为F,则( )
A.F不断变小,v先变大后变小 B.F先变小后变大,v先变大后变小
C.F不断变小,v不断变小 D.F先变小后变大,v不断变小
12.始终只受到两个力F1和F2的作用,一开始物体处于静止状态,且F1=F0。在t1时间内保持F1不变,只改变F2的大小,此过程中物体所受合力的方向始终与F1方向相同。下图中可以表示F2大小随时间变化的图像是( )
A. B. C. D.
13.形状一样、质量相等的A、B两个契形物块放置在水平桌面上。质量均为m的两个物块分别沿A、B的斜面下滑,其中,A斜面粗糙且斜面上的物体恰好匀速下滑,而B斜面光滑。两物体下滑时A、B都始终保持静止。该过程中,A、B对地面的正压力分别为NA、NB,A、B对地面的摩擦力分别为fA、fB,则下列判断正确的是( )
A.NA>NB,fA>fB=0 B.NA>NB,fB>fA=0
C.NB>NA,fB>fA=0 D.NB>NA,fB=fA=0
14.在缓慢抬起直杆的过程中,要确保直杆B端始终和地面保持相对静止,直杆和地面之间的摩擦因数至少为( )
A. B. C. D.
二、填空题
15.两个质地均匀的实心球A和B,质量均为m,A球半径为B球的2倍,用一根轻质的细线把A和B连接在一起,由高空自由下落,当整体匀速直线下落时如图所示,此时空气阻力与球体的最大横截面积成正比。那么此时A和B球受到的空气阻力方向为______;细线对B球的拉力为______。(本题重力常数用g表示)
16.在老师的指导下,小明用小球和弹簧等器材进行了实验探究(不考虑空气阻力)。如图甲,让小球从某高度处开始下落到竖直放置的轻弹簧上,小球在刚接触轻弹簧时速度为(如图乙),图丙是小球将弹簧压缩至最短的情景。在整个过程中,小球的速度和弹簧缩短的长度之间的关系如图丁所示,其中为图线的最高点。已知该轻弹簧每受到的压力就缩短,并且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变。
(1)从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球速度的变化情况是______;
(2)当小球的速度为时,弹簧产生的弹力与小球的重力的大小关系是:______;
(3)实验中所用小球的质量为______,全过程中,弹簧中弹力的最大值为______。
17.如图所示,两个实心物体A、B叠放在水平面上,物体A重5N,B重10N。同时有F=2N的两个水平力分别作用于A、B两物体上,使A、B两个物体处于静止状态,则A和B之间摩擦力为______N,地面对B的摩擦力为______N,地面对B的支持力为______N。
18.如图甲所示,用水平拉力F向右拉放在粗糙程度相同的水平地面上的A物体,拉力F的大小与时间t的关系和A物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。由图像可知,物体0~6s受到的摩擦力是 ______N,第3s物体受到的合力是 _________N。
19.如图所示,是孙老师在物理课堂上做的一个演示实验:把一个生鸡蛋A快速地向另一个完全一样的静止的生鸡蛋B撞去(用同一部分撞击),结果每次都是______(选填“A”或“B”)鸡蛋被撞破,A对B的作用力______(选填“大于”或“等于”或“小于”)B对A的作用力。
20.如图所示,一重为15N的探空气球(包括其下方的吊篮),若气球所受总浮力始终保持60N不变,方向始终是竖直向上;气球受到的空气阻力与速度成正比,即f=kv,不计吊篮受到的浮力和阻力。此时气球以1m/s的速度竖直向下匀速运动;若吊篮中物体的重量减少30N,经过一段时间后,气球恰好以2m/s的速度竖直向上匀速运动;则气球以2m/s的速度匀速上升时,吊篮中物体的重量为___________ N。若去掉吊篮中的所有物体,气球能达到的最大速度为______ m/s。
21.如图所示,水平桌面上有A、B、C三个物体叠放在一起,在5N的水平拉力F的作用下以共同的速度在桌面上匀速滑动。那么在匀速滑动过程中,物体B作用于物体A的摩擦力大小为______N。桌面作用于物体C的摩擦力大小为______N。
三、实验题
22.一同学根据生活中的一些现象猜想:运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关.他在老师的帮助下利用一些“小纸杯”作为研究对象,用超声测距仪等先进仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度,在相同的实验条件下,该同学首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离,将数据填入下表中,图(a)是对应的路程-时间图线.
(1)图(a)中的AB段反映了运动物体在做______运动,表中x处的值约为_________m.接下来,该同学将不同数量(1只、2只、3只、4只、5只)的“小纸杯”先后叠放在一起从空中释放,并分别测出它们的速度一时间图线,如图(b)中图线1、2、3、4、5所示.
(2)观察图(b)中单个纸杯的速度一时间图线1可知,小纸杯在直线下落的开始阶段,其运动速度______的特点(增大、减小、不变),小纸杯最后做匀速直线运动,此时,它所受空气的阻力________自身重力(选填“大于”、“小于”或“等于”),依据______原理.
(3)单个纸杯和5只叠放纸杯比较,在它们各自到达匀速运动时所受的空气阻力之比为f1:f5=___________;再结合图(b)中的图线1和图线5可知,物体运动时遇到的阻力确实随着速度的增加而增大,但不成正比例关系,理由是:___________.
23.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__________,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_________(能/不能)平衡.设计此实验步骤的目的是为了探究二力平衡时,两个力必须满足___________________的条件.
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,小华下一步的操作是 将卡片_____________.
(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,其主要原因是能减少木块受到的_____________对实验的影响.
(5)小华在探究活动结束后想到物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态,那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢?小明提出了自己的实验方案:用弹簧测力计拉着钩码在________ (水平方向/竖直方向/任意方向)做匀速直线运动,根据观察到弹簧测力计的读数________________的现象,可以得出结论:物体静止时的二力平衡条件同样适用于物体处于匀速直线运动状态.
四、计算题
24.质量分别为1kg、2kg、3kg的木块a、b、c与两个原长均为10cm、劲度系数均为的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图所示,其中a放在光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长,木块都处于静止。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止,取。
求:(1)开始时q弹簧的长度;
(2)木块刚好离开水平地面时绳子对b的拉力大小;
(3)该过程p弹簧的左端向左移动的距离。
25.现有一氢气球载有货物匀速下降,若氢气球抛出一些货物就可以匀速上升,气球自身重力不计,上升或下降时所受阻力大小不变,氢气球与货物所受浮力恒为。(注:气体或液体对浸入其中的物体竖直向上的力叫浮力,)。求:
(1)气球匀速下降时所受阻力;
(2)气球抛出质量为多少的货物才能匀速上升。
26.现有一个重力为500N箱子静止在水平地面上,小明用力推箱子,让箱子在水平地面上匀速向前滑动,已知箱子所受到的阻力为自身重力的0.2倍。求:
(1)此时,物体受到的阻力的大小;
(2)小明所用的推力的大小;
(3)突然小明发现前方有障碍物,小明立即改用200N的力反向拉物体,由于惯性物体继续向前滑行,则在物体继续向前滑行过程中受到的合力大小和方向。