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专题训练(二) 平衡力和非平衡力的应用
第八章 力与运动
类型一 根据运动状态判断物体的受力情况
1.如图Z-2-1所示,小明同学将木块放在被压缩的弹簧旁边,释放弹簧,木块沿水平地面向右运动,离开弹簧后,木块运动一段距离后停下来。下
列说法正确的是( )
A.刚释放弹簧时,木块受到平衡力的作用
B.离开弹簧后,木块在水平方向上不受力
C.木块所受的支持力和它对地面的压力是一对平衡力
D.木块最终停止运动是由于受到摩擦力的作用
图Z-2-1
D
[解析] 刚释放弹簧时,木块沿水平地面向右运动,其运动状态改变,所以木块受到非平衡力的作用,故A错误;
离开弹簧后,木块在水平方向上受到摩擦力的作用,故B错误;
木块所受的支持力和它对地面的压力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故C错误;
木块最终停止运动是由于受到摩擦力的作用,故D正确。
2.将弹簧测力计拉环处固定,挂钩与木块相连,木块放在上表面水平的小车上,弹簧测力计保持水平,现拉动小车沿水平方向向左运动,弹簧测力计稳定时的示数如图Z-2-2所示。则木块所受摩擦力的方向与大小分别是( )
A.水平向右,3.4 N
B.水平向左,3.4 N
C.水平向左,2.6 N
D.水平向右,2.6 N
C
图Z-2-2
3.如图Z-2-3所示,甲、乙两物体叠放在一起,在力F的作用下一起向左做匀速直线运动,关于物体甲所受力的个数,分析正确的是( )
A.一个 B.二个
C.三个 D.四个
B
图Z-2-3
[解析]甲、乙两物体叠放在一起,在力F的作用下一起向左做匀速直线运动,因甲、乙都做匀速直线运动,处于平衡状态,所以甲受到的是平衡力,重力和支持力是一对平衡力,水平方向不受力,否则就不可能处于平衡状态,即甲物体只受两个力,故B正确。
4.小明同学用弹簧测力计吊着物体,第一次使物体竖直静止在空中,第二次使物体竖直向上匀速直线运动,第三次使物体竖直向下匀速直线运动。这三次弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3。不考虑阻力,关于三个力的大小关系,下列正确的是( )
A.F1>F2>F3 B.F1=F2=F3
C.F1<F2<F3 D.F1=F2>F3
B
[解析]由题意可知,物体每次都处于平衡状态,因此,物体受到的是平衡力,不考虑阻力,则拉力与重力平衡,二力的大小相等,物体的重力不变,所以拉力不变,即弹簧测力计的示数都是相等的,故B正确。
5.一个重50 N的木箱放在水平桌面上,在10 N的水平推力作用下静止不动,此时木箱受到的摩擦力为f1;当推力为22 N时,木箱做匀速直线运动,此时木箱受到的摩擦力为f2;当推力为30 N时,木箱做加速直线运动,此时木箱受到的摩擦力为f3,则( )
D
A.f1=0 N,f2=22 N,f3=30 N
B.f1=0 N,f2=50 N,f3=30 N
C.f1=10 N,f2=22 N,f3=30 N
D.f1=10 N,f2=22 N,f3=22 N
[解析]木箱在10 N的水平推力作用下静止不动,此时木箱在水平方向受到的推力和摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件得,f1=10 N;木箱在22 N的水平推力作用下做匀速直线运动,此时木箱在水平方向受到的推力和摩擦力也是一对平衡力,根据二力平衡条件得,f2=22 N;当推力为30 N时,木箱做加速运动,由于压力及接触面的粗糙程度不变,则滑动摩擦力不变,故将推力增大到30 N时,木箱受到的摩擦力仍是22 N。
6.小明用手握着一个重为10 N的水杯在空中静止,杯口竖直向上,手的握力为20 N,则水杯受到的摩擦力为______N;若使手的握力增大到30 N,则水杯受到的摩擦力为______N。
10
10
7.如图Z-2-4所示,小华用不计重力的弹簧测力计拉着一物块以2 m/s的速度在水平地面上匀速前进,弹簧测力计的示数为______N,物块受到的滑动摩擦力的大小为_______N;当速度增加到4 m/s时,物块受到的滑动摩擦力的大小为______N。
3.6
3.6
3.6
图Z-2-4
类型二 根据受力情况判断物体的运动状态
8.如图Z-2-5所示为掷出的实心球的运动轨迹,若实心球离开手后在空中飞行过程中,经过最高点时所受的外力全都消失,则实心球的运动情况将变为( )
A.自由下落
B.静止
C.水平匀速直线运动
D.仍沿原轨迹运动
C
图Z-2-5
9.一个重20 N的物体,受到20 N竖直向上的拉力时,则(不计空气阻力)( )
A.物体一定处于静止状态
B.物体一定处于匀速直线运动状态
C.物体的运动状态可能要发生变化
D.物体可能处于静止状态,也可能处于匀速直线运动状态
D
10.如图Z-2-6所示,当热气球匀速上升时,坐在吊篮中的人不慎从吊篮中漏掉一件物品。那么,站在地面上的人看到该物品的运动情况是( )
A.因受重力而加速下落到地面
B.保持掉落时跟气球相同的速度继续上升
C.保持掉落时的速度下降
D.先减速上升,然后加速下降
D
图Z-2-6
[解析]物体和气球一起匀速上升,如果物体脱离了气球,由于惯性,物体会继续向上运动一段距离,又因为物体受到重力的作用,向上的速度越来越小,当速度为零时,物体开始加速向下运动。
11.林红同学用250 N的力竖直向上提起一个重200 N的水桶时,如图Z-2-7所示,下列有关桶的运动状态的说法中正确的是( )
A.匀速向上运动
B.静止
C.加速向上运动
D.加速向下运动
C
图Z-2-7
12.如图Z-2-8所示,物体在拉力F作用下,沿水平面向右做匀速直线运动。当撤去拉力F时,物体将做__________运动,此时,假设重力突然消失,请推断物体的运动状态:_______________。(不计空气阻力)
图Z-2-8
减速直线
匀速直线运动
[解析]物体在拉力F作用下,沿水平面向右做匀速直线运动,则所受拉力和摩擦力是一对平衡力;当撤去拉力F后,物体只受到与运动方向相反的摩擦力作用,将做减速运动;由题知,撤去拉力F时,再假设重力突然消失,则物体对水平面的压力、物体与水平面间的摩擦力以及支持力都会同时消失,即此时物体不再受到力的作用,所以其运动状态不变,将做匀速直线运动。
13.如图Z-2-9所示,小物块A和弹簧放在光滑的水平面上,弹簧左端固定于竖直墙面。向左移动物块A并压缩弹簧至B处,静止释放物块A,当物块离开弹簧后物块受到_____个力的作用,物块的运动速度将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
2
不变
图Z-2-9
[解析]由于水平面光滑,所以物块A不受摩擦力的作用,故离开弹簧后只受重力和支持力的作用;物块离开弹簧后,因水平面光滑,它在水平方向不受力,故物块将做匀速直线运动。
类型三 力与图像的结合
14.甲、乙两辆汽车在水平路面上做直线运动,速度随时间的变化关系如图Z-2-10所示,在水平方向上受到平衡力作用的是( )
A.甲车
B.乙车
C.两车都是
D.两车都不是
B
图Z-2-10
15.林红同学乘坐竖直电梯上楼过程中,她相对于地面向上的“速度v与时间t”的图像如图Z-2-11甲所示,她所受电梯水平地板的“支持力F与时间t”的图像漏画了一部分,如图乙所示。若将图乙补充完整,如图Z-2-12所示四个图像中可能正确的是( )
C
图Z-2-11
图Z-2-12
[解析]由题意知,人受到电梯水平地板支持力和重力作用,由图乙可知:
0~t1时间段内,人加速向上运动,则F支1>G;
t1~t2时间段内人做匀速直线运动,所以人受到的重力和支持力是一对平衡力,即F支2=G;
t2~t3时间段内人减速向上运动,则F支3<G。
所以t1~t2时间段内的支持力大小应在F支1与F支3之间,且大小不变,故C选项正确。
16.如图Z-2-13甲所示,小明同学用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉水平面上的一个重物,图乙为拉力随时间变化的关系图像,图丙为重物运动速度随时间变化的关系图像。根据图中所给信息可知:当t=4 s时,重物所受拉力大小为______N,
所受摩擦力大小为______N,当
t=6 s时,重物所受拉力大小为
_____N,所受摩擦力大小为_____N。
5.5
5.5
图Z-2-13
5.1
5.1
[解析] (1)由图乙可知,当t=4 s时,重物所受拉力F1=5.5 N,
由图丙可知,物体处于静止状态,受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,二力大小相等,
则物体受到的摩擦力f1=F1=5.5 N。
(2)由图乙可知,当t=6 s时,重物所受拉力F2=5.1 N,
由图丙可知,物体做匀速直线运动,受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,二力大小相等,
则物体受到的摩擦力f2=F2=5.1 N。
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