人教版八年级下 8.2 二力平衡
一、单选题
1.一辆小车在水平面上做匀速直线运动,以下几对力中属于相互作用力的是( )
A.小车的重力和水平面对小车的支持力
B.小车受到的推力和地面对小车的摩擦力
C.小车受到的支持力和水平面受到的压力
D.小车的重力和水平面受到的压力
2.有甲、乙两辆小汽车,在牵引力的作用下在水平马路上做直线运动,其速度—时间图像如图所示,由图可知两车在行驶过程中受力情况是( )
A.甲、乙两车都受到平衡力的作用
B.甲车在水平方向受到的牵引力比阻力小
C.乙车在水平方向受到平衡力的作用
D.甲、乙两车在水平方向都不受平衡力的作用
3.在无风的雨天,雨滴着地前的一段时间内是匀速下落的,并且体积较大的雨滴着地时的速度也较大。下列说法正确的是( )
A.体积较大的雨滴下落的高度一定较大
B.体积较大的雨滴在空中运动的时间一定较长
C.不同的雨滴匀速下落时,速度越大,受到的空气阻力越大
D.不同的雨滴匀速下落时,体积越大,受到的空气阻力越小
4.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
5.如图,一物体用弹簧悬于天花板上,下列说法正确的是( )
A.物体所受的重力和天花板拉弹簧的力是一对平衡力
B.天花板拉弹簧的力和弹簧拉物体的力是一对平衡力
C.物体所受的重力和弹簧拉物体的力是一对相互作用力
D.天花板拉弹簧的力和弹簧拉天花板的力是一对相互作用力
6.如图所示,M是放在水平桌面上的物体,两边用细线通过滑轮与吊盘相连。若在左盘中放有未知重力的砝码、右盘中放重为3G的砝码时,物体M恰好以速度v向右匀速直线运动;如果左盘中砝码不变,右盘中放重为G的砝码时,物体M在水平桌面上以速度v向左匀速直线运动,则左盘中砝码重应为(吊盘重不计,绳子与滑轮摩擦不计)( )
A.3G B.2G C.5G D.4G
7.以下对四个体育运动项目中涉及的物理知识描述正确的是( )
A.踢足球——踢出去的足球在草地上越滚越慢是因为足球不受力的作用
B.立定跳远——脚用力向后蹬地,是为了增大惯性
C.打排球——大力扣球,手对球的作用力大于球对手的作用力
D.引体向上——双手握住单杠静止时,人受到的重力与单杠对人的拉力是平衡力
8.有一只装满货物的箱子放在水平地面上,如图所示,小南同学用水平向右的力去推箱子,但没有推动,则下列说法正确的是( )
A.小南对箱子的推力小于箱子与地面间的摩擦力
B.小南对箱子的推力与箱子对地面的摩擦力是一对平衡力
C.箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力是一对相互作用力
D.箱子所受到的重力与地面对箱子的支持力是一对相互作用力
9.在图所示的各种情景中,与大小均相等,则这两个力彼此平衡的是( )
A. B. C. D.
10.如图所示,跳板被跳水运动员压弯,下列说法中不正确的是( )
A.跳板发生的形变是弹性形变
B.跳板发生的弹性形变是由重力产生的
C.运动员站在跳板上不动时,运动员受到平衡力作用
D.运动员离开跳板后在空中最高点时只受重力作用
二、填空题
11.如图,连接弹簧测力计的绳子跨过定滑轮,各挂质量为0.3kg的物体,弹簧测力计已水平调零,不计摩擦,不计绳与弹簧测力计的自重,此时两物体及弹簧测力计均处于静止状态。则弹簧测力计的示数为 ______N,弹簧测力计受到的合力为 ______N。
12.甲、乙两个轻质弹簧测力计如图所示链接,所挂物体重力均为10N,当物体处于静止状态时,弹簧测力计甲的示数为______N,弹簧测力计乙的示数为______N。
13.小军在“验证二力平衡条件”的实验中,将系于卡片两对角的细线分别斜跨过左右支架上的滑轮,在细线的两端挂上等质量的钩码,如图所示,此时卡片保持静止。实验中的卡片应选择质量______(选填“较大”或“较小”)的卡片,小军接下来进行的实验操作是:手扶卡片,绕其中心在竖直平面旋转90°,松手,观察卡片的状态。你认为小军要验证的是:“二力平衡的条件之一是两个力必须作用在______。”
14.同一直线上的两个力F1、F2作用在某一物体上,当F1、F2方向相同时,其合力大小100N;当F1、F2方向相反时,其合力大小为50N,且与F1方向相同。则F1=______N,F2=______N。
15.小明用一只手指“顶起”了一只玩具小鸟,而且无论怎样上下晃动手指,小鸟都不从手指上掉下。某时小鸟恰好处于静止状态(如图所示),则此刻小鸟所受的重力的方向是______的,小鸟所受的重力与手指对小鸟的支持力属于一对______。(选填“相互作用力”或“平衡力”)
三、综合题
16.某品牌太阳能汽车如图所示,通过电池板收集太阳能,玻璃采用防太阳辐射的层压玻璃制作而成,车身轻便灵活.
(1)若该车身的材料要求强度高且轻便,则表中最理想的材料是____________.
(2)车身全部采取(1)中材料制作时,该车车身质量为400kg,则其体积为多少m3?________
(3)当其正常在图示路面匀速行驶时,不计空气阻力,所受路面阻力为车总重的十分之一,已知该车其余部分质量共140kg,现载人质量共计160kg,则当其在该路面匀速直线行驶时,动力是多少牛?______
17.阅读短文,回答问题。
空气阻力
日常生活中存在这样的现象:飞机、轮船、汽车等交通工具运行时,受到空气阻力;人在水中游泳、船在水中行驶时,受到水的阻力;百米赛跑时,奔跑得越快,我们感到风的阻力越大,这是什么原因呢?
查阅相关资料得知:物体在流体中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体受到的阻力较小。物体从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,下落一段距离后,当阻大到与重力相等时,将以某一速度作匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。 某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验,测量数据见下表。(g取10N/kg)
小球编号 1 2 3
小球质量/g 2 5 45
小球半径/10-3m 5 5 15
小球的收尾速度/ (m·s-1) 16 40 40
(1)1号小球受到空气阻力最大时的速度为______m/s,此时空气阻力为______N,依据______原理;
(2)轿车的外形常做成______,目的是______ 。
18.起重机用8100N竖直向上的力吊起质量为800kg的钢板,这个钢板的重力是多少______N?钢板受力是否平衡____________?
19.阅读《“嫦娥”飞天,惊艳全球》,回答问题。
“嫦娥”飞天,惊艳全球
“嫦娥”飞天,举世瞩目。23天来,嫦娥五号以完美无瑕的表现惊艳全球,在月球表面留下一个崭新的印迹,在中国探索太空的历史上留下了一串闪光的足迹。
2020年11月24日4时30分,长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,火箭飞行约2200秒后,顺利将嫦娥五号探测器送入预定轨道。
嫦娥五号探测器总重8.2吨,由轨道器、返回器、着陆器、上升器四部分组成(如图甲所示),后续在经历地月转移、近月制动、环月飞行后,着陆器和上升器组合体Ⅰ将与轨道器和返回器组合体Ⅱ分离,组合体Ⅱ留轨运行,组合体Ⅰ择机实施月球正面预选区域软着陆,按计划开展月面自动采样等后续工作。
嫦娥五号的组合体Ⅰ着陆月球表面后,顺利完成了约2kg的月壤钻取采样及封装。取样后,嫦娥五号上升器开动发动机约6分钟,将上升器送离月球表面,进入到预定环月轨道。这是我国首次实现地外天体起飞。之后,嫦娥五号上升器成功与组合体Ⅱ交会对接(如图乙所示),并将样品容器安全转移至返回器中。这是中国首次实现月球轨道交会对接。之后,组合体Ⅱ与上升器成功分离,组合体Ⅱ环绕月球运动(如图丙所示),准备择机返回地球。
12月17日凌晨,嫦娥五号返回器携带月球样品,采用半弹道跳跃方式再入返回,在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆。嫦娥五号执行此次任务有着非常重要的意义。这次任务实现了我国开展航天活动以来的四个“首次”:首次在月球表面自动采样;首次从月面起飞;首次在38万公里外的月球轨道上进行无人交会对接;首次带着月壤以接近第二宇宙速度返回地球。
根据上述材料,回答下列问题。
(1)上升器与组合体Ⅱ交会对接成为一体,以组合体Ⅱ为参照物,上升器是______的;(选填“运动”或“静止”)
(2)假设嫦娥五号钻取的月壤样品恰好是2kg,带回地球后,它的质量______;(选填选项前的字母)
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定
(3)交会对接后,月壤样品容器被转移到返回器中,组合体Ⅱ与上升器成功分离,组合体Ⅱ环绕月球运动(如图丙所示),请你判断组合体Ⅱ在绕月运动过程中是否受到力的作用,并说明理由。______
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】
A.小车的重力和水平面对小车的支持力作用在同一物体上,大小相等、方向相反,作用在同一直线上,是一对平衡力,故A不符合题意;
B.小车在水平面上做匀速直线运动,其受到的推力和地面对其的摩擦力作用在同一物体上,大小相等、方向相反,作用在同一直线上,是一对平衡力,故B不符合题意;
C.小车受到的支持力和水平面受到的压力分别作用在两个物体上,大小相等、方向相反,作用在同一直线上,是一对相互作用力,故C符合题意;
D.小车的重力和水平面受到的压力方向都是竖直向下,不是一对相互作用力,故D不符合题意。
故选C。
2.C
【详解】
由图像可知,甲的速度随时间的增加而增大,甲车在水平方向受到的牵引力比阻力大,因此甲受非平衡力作用;乙的速度随时间的增加保持不变,因此乙做匀速直线运动,因此乙受平衡力作用;综上所述,甲车在水平方向受到的牵引力比阻力大,甲受非平衡力作用,乙在水平方向受平衡力作用。
故选C。
3.C
【详解】
A.雨滴是在同一高度下落,雨滴下落的高度与雨滴的体积无关,故A错误;
B.由题意知,体积较大的雨滴着地时的速度也较大,平均速度越大,相同的高度,速度越大,时间越短,故B错误;
CD.体积较大的雨滴的重力也较大,雨滴做匀速直线下落运动时,在竖直方向上,重力等于阻力,所以不同的雨滴匀速下落时,速度越大,受到的空气阻力越大,故D错误,C正确。
故选C。
4.B
【详解】
由丙图知:时物体的速度大小为零,则当t=1s时,物体处于静止状态,物体在水平方向受到的力平衡;由乙图知:t=1s时,推力F=2N, 所以推力等于摩擦力,摩擦力的大小为2N;由丙图知:时,物体匀速运动,由乙图知:内推力F=4N,由于摩擦力与推力F是一对平衡力,因此摩擦力的大小为4N;内,物体加速运动,受力不平衡,推力大于摩擦力,但由于物体对地面的压力和接触面的粗糙程度都没有改变,所以摩擦力大小不变,即仍为4N,由以上分析可知,B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.D
【详解】
A.物体所受的重力作用在物体上,天花板拉弹簧的力作用在弹簧上,两个力没有作用在同一物体上,所以二者不是一对平衡力,故A错误;
B.天花板拉弹簧的力作用在弹簧上,弹簧拉物体的力作用在物体上,两个力没有作用在同一物体上,所以二者不是一对平衡力,故B错误;
C.物体所受重力与弹簧对物体的拉力,作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,所以二者是一对平衡力,故C错误;
D.天花板拉弹簧的力和弹簧拉天花板的力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,但作用在不同物体上,所以二者是一对相互作用力,故D正确。
故选D。
6.B
【详解】
设左盘中放重为G0的砝码,右盘中放重为3G的砝码时,物体M恰好以速度v向右做匀速直线运动,此时物体M受向左的摩擦力,则
G0+ f =3G ①
当物体向左运动时,摩擦力方向向右,大小不变,要让物体匀速运动,向左的力要等于向右的力,则
G0= G+f ②
由①②两式得
G0= 2G
故左盘中砝码的重应为2G。
故选B。
7.D
【详解】
A.踢出去的足球在草地上越滚越慢是因为足球受到了阻力的作用,故A错误;
B.一脚用力向后蹬地,是为了增大动能,惯性只与质量有关,故B错误;
C.大力扣球,手对球的作用力与球对手的作用力是相互作用力,大小相等,方向相反,故C错误;
D.双手握住单杠静止时,人受到的重力与单杠对人的拉力,满足同一物体,大小相等,方向相反,且人也处于静止状态,故人受到的重力与单杠对人的拉力是平衡力,故D正确。
故选D。
8.C
【详解】
A.小南用水平力推静止在水平地面上的箱子,没有推动,所以箱子处于静止状态,根据二力平衡可知,箱子在水平方向上所受的推力与地面对它的摩擦力是一对平衡力,所以小南对箱子的推力等于箱子与地面间的摩擦力,故A错误;
B.小南对箱子的推力与箱子对地面的摩擦力没有作用在同一个物体上,因此不是一对平衡力,故B错误;
C.箱子对地面的压力和地面对箱子的支持力大小相等,方向相反,作用在同一直线,施力物体和受力物体互为彼此,是一对相互作用力,故C正确;
D.箱子所受到的重力的施力物体是地球,受力物体是箱子,而地面对箱子的支持力的施力物体是地面,受力物体是箱子,因此这两个力不是一对相互作用力,故D错误。
故选C。
9.C
【详解】
一对平衡力的特点: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。A中两个力不在同一条直线上,B中两个力没有作用在同一个物体上,D中两个力不在同一条直线上,而且方向不是相反。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
10.B
【详解】
A.运动员施力的效果是跳板产生了形变,撤去这个力后跳板又恢复原状,所以跳板发生的形变是弹性形变,故A正确,不符合题意;
B.人对跳板的压力使跳板发生的弹性形变,故B错误,符合题意;
C.运动员站在跳板上不动时,运动员受到两个力的作用,即跳板对运动员的支持力和运动员受到的重力,在这两个力的作用下运动员保持静止,所以二力是一对平衡力,故C正确,不符合题意;
D.运动员离开跳板后在空中最高点时只受重力作用,故D正确,不符合题意。
故选B。
11. 3 0
【详解】
[1][2]物体的质量为0.3kg,则物体的重力为3N。使用定滑轮时,只能改变力的方向,所以两侧的物体对弹簧测力计的拉力都为3N。弹簧测力计处于静止状态,受到的合力为0。弹簧挂钩处受到的拉力等于3N,所以弹簧测力计的示数是3N。
12. 10 10
【详解】
[1]图中甲弹簧静止,受到平衡力的作用,弹簧所受的拉力等于物体的重力,因此其示数是10N。
[2]图中乙弹簧也是静止的,因此也受到平衡力的作用,弹簧的示数也等于物体的重力10N。
13. 较小 同一直线
【详解】
[1]应该选用质量较小的卡片,可以减小重力对实验的影响。
[2]手扶卡片,绕其中心在竖直平面旋转90°,将小卡片转过一个角度,两个力不在同一直线上,松手后小卡片不能平衡,发生转动,最后小卡片静止时,两个力又处于同一直线上,所以这个操作是探究相互平衡的两个力是否必须处于同一直线上。
14. 75 25
【详解】
[1][2]同一直线上的两个力F1、F2作用在某一物体上,当F1、F2方向相同时,其合力大小100N,即
当F1、F2方向相反时,其合力大小为50N,且与F1方向相同,即
以上两式解得
,
15. 竖直向下 平衡力
【详解】
[1]重力的方向总是竖直向下的,故小鸟所受重力的方向是竖直向下的。
[2]小鸟受到的重力与手指对小鸟的支持力,是作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力。
16. 碳纤维 0.25m3 700N
【详解】
(1)若该车身的材料要求强度高且轻便,则根据表中信息可知,碳纤维性能最强,密度最小,因此最理想的材料是碳纤维;
(2)由ρ=m/V知道,车身质量为400kg时,其体积为V= m/ρ=400kg/1.6×103kg/m3=0.25m3;
(3)车的总重力是G=(m车+m人)g=(140.kg+160kg+400kg)×10N/kg=7000N
车受到的阻力f=G/10=700N,当车在该路面匀速直线行驶时,F动=f=700N.
17. 16 0.02 二力平衡 流线型 减小空气阻力
【详解】
(1)[1]流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大,1号小球的收尾速度为16m/s,可知此时便是其阻力最大时的速度。
[2][3]此时小球做匀速直线运动,由二力平衡可知,阻力等于重力为
f=G=mg=2×10-3kg×10N/kg=0.02N
(2)[4][5]轿车的外形常做成流线型,受到的阻力较小,所以目的是为了减小空气阻力。
18. 8000 钢板受力不平衡
【详解】
钢板的重力:
G=mg=800kg×10N/kg=8000N,
因为8000N≠8100N,
所以,根据二力平衡的条件可知,钢板受力不平衡.
19. 静止 C 是;组合体Ⅱ在绕月运动过程中方向在改变,说明组合体Ⅱ受到力的作用
【详解】
(1)[1]上升器与组合体Ⅱ交会对接成为一体,以组合体Ⅱ为参照物,上升器的位置没有改变,所以上升器是静止的。
(2)[2]质量是物体内含有物质的多少,质量不因位置的改变而改变。2kg月壤样品带回地球后,它的质量不变,故选C。
(3)[3]力是改变物体运动状态的原因,组合体Ⅱ在绕月运动过程中其运动的方向不断变化,这说明组合体Ⅱ必然受到力的作用。
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