北师大版八年级下 7.5、二力平衡 同步练习
一、单选题
1.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
2.用大小不变的水平拉力拉木块沿水平桌面上做匀速直线运动,如图所示。木块在运动过程中,下列说法正确的是( )
A.木块对桌面的压力和木块受到的重力是一对平衡力
B.木块受到的摩擦力与绳子对手的拉力是一对平衡力
C.绳对木块的拉力与木块所受的摩擦力是一对平衡力
D.绳对木块的拉力和木块对绳的拉力是一对平衡力
3.如图所示,下列各组力属于平衡力的是( )
A. B. C. D.
4.滑雪运动包含了很多科学知识,如图是小雪正在滑雪的场景,下列说法正确的是( )
A.小雪受到的重力与滑雪板对小雪的支持力是一对相互作用力
B.小雪和滑雪板的总重力与地面对滑雪板的支持力大小相等
C.小雪用滑雪杆撑地加速滑行,说明力是维持物体运动状态的原因
D.小雪在水平滑道滑向终点时,停止用力不能立即停下来是因为她受到惯性的作用
5.一个物体同时受到同一直线上两个力的作用,其中F1=3N,F2=4N,若用一个力等效代替这两个力,则这个力的大小可能是( )
A.2N B.5N C.7N D.9N
6.三个完全相同的弹簧测力计按如图所示的方法连接起来,在第3个弹簧测力计下面挂一个物体,已知第1、2个弹簧测力计的示数分别为2N、1.5N,第3个弹簧测力计刻度模糊不清。请根据第1、2个弹簧测力计的示数,求出所挂物体所受的重力为( )
A.1N B.1.5N C.2N D.0.5N
7.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
8.下列物体中,受到平衡力的是( )
A.从手中飞出的纸飞机 B.做圆周运动的链球
C.在手中静止的瓶子 D.减速运动的车子
9.物体在平衡力的作用下,将( )
A.一定处于静止状态 B.一定做匀速直线运动
C.处于静止或匀速直线运动状态 D.以上说法都不对
10.水平桌面上放有一本物理书。处于静止状态,关于书和桌面受力情况,下列说法正确的( )
A.书受到重力与书对桌面的压力是同一个力
B.书受到重力与桌面对书的支持力是一对平衡力
C.书对桌面的压力与桌面对书支持力是一对平衡力
D.书受到重力与桌面对书的支持力是一对相互作用力
11.小芳同学站在教室的水平地面上,下列两个力是一对平衡力的是( )
A.小芳受到的重力和她对地面的压力
B.小芳对地面的压力和地面对她的支持力
C.小芳受到的重力和地面对她的支持力
D.以上都不是
12.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.
二、填空题
13.2021年5月30日天舟二号货运飞船与天和核心舱完成精准对接,如图是对接的瞬间。“太空快递”完美送达,“快递”包含了数吨重的宇航员生活物质。两者对接时要朝一个方向等速度飞行,对接成功后,以天和核心舱为参照物天舟二号是 ______的。之后,两者一起绕地球做近似圆形的轨道匀速转动,则天舟二号 ______(选填“处于”“不处于”)平衡状态。
14.吊车以2m/s的速度将的重物竖直向上匀速提起,这时钢索对重物的拉力大小________,若吊车改为2m/s的速度使重物匀速下降,则钢索对重物的拉力大小________。(均填“>”“<”或“=”)
15.扫地时,为了打扫得更干净,同学们需要把水平地面上重为200N的讲桌推开再进行打扫,小华用20N的水平推力推讲桌时,讲桌未被推动,这时讲桌受到的摩擦力________(选填“大于”、“等于”或“小于”)20N;当推力增加到30N时,讲桌做匀速直线运动,此时讲桌受到的摩擦力等于________N。
16.如图所示,用力 F=50N 将 m=2kg 的物体压在天花板上静止,则天花板给物体的力是_______,方向______,物体受到的合力为______。
三、综合题
17.2020年12月17日凌晨,嫦娥五号返回器携带装有月壤的收集容器返回地球,标志着我国具备了地月往返能力。“嫦娥五号”探测器由轨道器、返回器、着陆器、上升器四部分组成(如图),分别承担不同的任务。进入月球轨道后,载有上升器的着陆器会择机着陆月面,按计划开展自动采样工作。
(1)着陆前,着陆器会环绕月球运动进行拍照获取信息,请你判断着陆器在绕月运动过程中是否受到力的作用并说明理由 _____;
(2)着陆器采用喷气式减速着陆。着陆过程中,着陆器应该 _____(选填“朝着”或“背向”)月面喷气;
(3)着陆后,着陆器采用表钻结合的方式,既铲挖了月面表层土壤,又深孔钻取了月面至2米深处的“月壤柱”,_____(选填“表面土壤”或“月壤柱”)样品对研究月球地质演化历史更有价值。
18.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______ 。
19.如图所示,用一大小为20N的水平力F将重10N的木块压在竖直墙壁上,木块处于静止状态则木块受到墙壁的摩擦力大小为_______N,方向向_______(选填“上”、“下”)。若撤去水平力F:
(1)木块与墙壁之间是否有摩擦力?答:_______;你的理由是:______。
(2)忽略空气阻力,用A点表示木块,画出木块此时受到的力_______。
20.如图是用弹簧测力计测量物体在水平地面上所受摩擦力大小的示意图.牛顿第三定律告诉我们:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上.当匀速拉动物体A时,弹簧测力计的示数F′(即弹簧测力计所受A的拉力)就等于物体A所受滑动摩擦力f的大小,即F′=f.请你依据牛顿第三定律和二力平衡的条件对此加以证明______________.
21.阅读短文,回答文后问题
失重现象
在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验∶用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,分别使重物处于静止和匀速下降,再让其加速下降。同学们发现,重物在静止和匀速下降时,弹簧测力计的示数相同-就等于物体所受的重力;而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小,好像物体的重力突然间减小了。
老师解释说∶“这在物理学上称为失重现象,失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯地面压力就小于人受到的重力”小勇在老师指导下到电梯内做失重实验,如图甲,他将一个体重秤放在电梯水平地面上,然后站上秤台。如图乙所示,在电梯向下运动的过程中,他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图像如图丙所示(已知小勇的实际质量为60kg,g取10N/kg)
课后小勇和同学们查资料还了解到∶当电梯更快向下加速时,体重秤的示数为零,即说明他对体重秤的压力为零,我们称这种现象为完全失重现象。
(1)电梯静止时,小勇的重力是 ____ N;
(2)根据图丙分析,小勇在 _____ 段时间内处于失重状态;
(3)物体处于完全失重状态,是指物体的 _____ (选填∶A质量为零B重力为零C受到的支持力或拉力为零);
(4)我国宇航员王亚平利用小球在中太空中做了两次实验,第一次实验时,将小球偏离竖直位置后放手,第二次实验时,将小球偏离竖直位置后,在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力,下列四图表示小球在这两次实验中可能出现的运动情况,其中符合实际的是 ( )
A.甲、丙B.甲、丁C.乙、丙D.乙、丁
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【解析】
【分析】
【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。
2.C
【解析】
【详解】
A.木块对桌面的压力和木块受到的重力,二力方向相同,作用在不同的物体上,因此不是一对平衡力,故A错误;
B.木块受到的摩擦力与绳子对手的拉力,二力作用在不同的物体上,因此不是一对平衡力,故B错误;
C.绳对木块的拉力与木块所受的摩擦力,二力大小相等、方向相反、同一物体、同一直线,因此是一对平衡力,故C正确;
D.绳对木块的拉力和木块对绳的拉力,二力大小相等、方向相反、不同物体、同一直线,因此是一对相互作用力,故D错误。
故选C。
3.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.两个力作用在同一物体上,大小相等、方向相反并且在同一直线上,是平衡力,故A符合题意;
B.两个力不在一条直线上,不是平衡力,故B不符合题意;
C.两个力大小不相等,不是平衡力,故C不符合题意;
D.两个力不作用在一个物体上,不是平衡力,故D不符合题意;
故选A。
4.B
【解析】
【详解】
A.小雪受到的重力与滑雪板对小雪的支持力作用在一个物体上,是一对平衡力,不是一对相互作用力。故A错误;
B.以滑雪板和小雪的组合体作为研究对象,它在水平雪面上时,竖直方向上受到的力是一对平衡力,这两个相互平衡的力是:总重力、雪对滑雪板向上的支持力。故B正确;
C.小雪用滑雪杆用力撑地,力的作用是相互的,地也对小雪产生了一个向前的作用力,这个力改变了小雪的运动速度。这说明力是改变物体运动状态的原因。故C错误;
D.保持原来运动状态不变,是物体自身的属性,不是外界迫使物体这样的。故不能说受到了惯性的作用。故D错误。
故选B。
5.C
【解析】
【详解】
作用在同一个物体、同一直线上的两个力,,;当两个力的方向相反时,合力为
当两个力的方向相同时,合力为
因此合力有两种情况,可能是1N,也可能是7N。
故选C。
6.A
【解析】
【分析】
【详解】
设物体重G,每个弹簧测力计重G0,则弹簧测力计3的示数
F3=G ①
弹簧测力计2的示数
F2=G+G0=1.5N ②
弹簧测力计1的示数
F1=G+2G0=2N ③
由①②③解得:G0=0.5N,G=1N。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
7.C
【解析】
【分析】
【详解】
塑料片两端挂等重的钩码,受到的力的大小相等,此时塑料片受到的两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,且作用在同一物体上,这两个力彼此平衡,是一对平衡力,原本静止的塑料片受平衡力作用,故仍然保持静止。
故选C。
8.C
【解析】
【详解】
A.从手中飞出的纸飞机;其运动方向和速度不断改变,故不是平衡状态,受到的不是平衡力,故A不符合题意;
B.做圆周运动的链球,其运动方向和速度不断改变,故不是平衡状态,受到的不是平衡力,故B不符合题意;
C.在手中静止的瓶子,处于平衡状态,受到平衡力,故C符合题意;
D.车子做减速运动,故不是平衡状态,受到的不是平衡力,故D不符合题意。
故选C。
9.C
【解析】
【详解】
物体在平衡力的作用下,就会保持平衡状态,则物体的运动状态不变,处于静止或匀速直线运动状态。
故选C。
10.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.物理书放在水平桌面上静止,书受到的重力和书对桌面的压力大小相等,但不是一个力,故A错误;
B.书受到重力与桌面对书的支持力,大小相等、方向相反、在同一直线上、并且都作用在物理书上,符合二力平衡条件,是一对平衡力,故B正确;
C.书对桌面的压力与桌面对书的支持力分别作用在书桌和书上,不符合二力平衡条件,不是平衡力,故C错误;
D.书受到的重力是地球作用给物体的;桌面对书的支持力是桌面作用的;二者不具有作用力和反作用力的关系,故D错误。
故选B。
11.C
【解析】
【详解】
A.小芳受到的重力和她对地面的压力,这二个力的施力物体不同,方向相同,因此不是平衡力,故A不符合题意;
B.小芳对地面的压力和地面对她的支持力,这二个力是相互作用力,不是平衡力,故B不符合题意;
C.小芳受到的重力和地面对她的支持力,这二个力大小相同、方向相反,作用在一个物体上,一条直线上,是平衡力,故C符合题意;
D.C项符合题意,故D不符合题意。
故选C。
12.C
【解析】
【分析】
【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。
13. 静止 不处于
【解析】
【分析】
【详解】
[1]对接成功后,以天和核心舱为参照物,天舟二号相对于天和核心舱的位置没有发生变化,则天舟二号飞船是静止的。
[2]天舟二号与天和核心舱一起绕地球做近似圆形的轨道匀速转动,其方向在不断改变,不属于平衡状态。
14. = =
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]对重物进行受力分析:被吊车吊着的重物,受到竖直向上的拉力F,竖直向下的重力G作用; 重物静止或匀速上升或匀速下降,都处于平衡状态,所以钢索对重物的拉力F与重力G是一对平衡力,由平衡条件得:F与G是一对平衡力,大小相等,方向相反;所以重物无论匀速上升还是下降,钢索对重物的拉力大小等于重力,即
15. 等于 30
【解析】
【详解】
[1]讲桌受到20N的推力时,讲桌处于静止状态,处于平衡状态,讲桌水平方向上受到水平向前的推力和水平向后的静摩擦力作用,这两个力是平衡力,大小相等,推力是20N,静摩擦力是20N。
[2]讲桌受到30N水平推力时,恰好做匀速直线运动,处于平衡状态,讲桌水平方向上受到水平向前的推力和水平向后的滑动摩擦力作用,这两个力是平衡力,大小相等,推力是30N,滑动摩擦力是30N。
16. 30N 竖直向下 0
【解析】
【详解】
[1][2][3]对物体进行受力分析,如图所示:
由图可知,向上受到手对物体的支持力F,向下受物体自身的重力和天花板对物体的压力,由于物体处于静止状态,所以其所受合力为零,即
则天花板给物体的力为
其方向竖直向下。
17. 受到力的作用,因为着陆器绕月运动时处于非平衡状态 朝着 月壤柱
【解析】
【详解】
(1)[1]着陆器在绕月运动过程中,其方向不断改变,属非平衡状态,因此一定受到了力的作用。
(2)[2]因为物体间力的作用是相互的,所在着陆过程中,着陆器应该朝着月面喷气,利用反作用力来减速。
(3)[3]要研究月球地质演化历史,应取月球上不同层面的月壤,不能只取表面土壤,因此,“月壤柱”样品对研究月球地质演化历史更有价值。
18. 16 0.02 二力平衡 流线型 减小空气阻力
【解析】
【分析】
【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。
19. 10 上 木块与墙壁之间没有摩擦力 木块与墙壁之间没有压力
【解析】
【详解】
(1)[1][2]木块在竖直墙壁上静止,竖直方向上受力平衡,则摩擦力与重力是一对平衡力,故木块受到摩擦力的大小为
f=G=10N
方向竖直向上。
(2)[3][4]若撤去水平力F,木块与墙壁之间没有压力,则木块不受摩擦力作用。
(3)[5]撤去水平力F后,木块将沿墙壁下滑,不考虑空气阻力,此时木块只受到重力,不再受压力、支持力和摩擦力;如图所示:
20.证明:当匀速拉动物体A时,物体A处于平衡状态,物体A在水平方向上受到的拉力F和摩擦力f是一对平衡力,所以弹簧测力计对物体的拉力等于物体所受摩擦力,即F=f;而测力计对物体A的拉力F与物体A对测力计的拉力F′是一对作用力与反作用力,由牛顿第三定律可知:F=F′,所以F′=f.
【解析】
【分析】
先根据处于静止状态或匀速直线运动状态的物体受到平衡力作用,分析物体A在水平方向所受的拉力和摩擦力是一对平衡力;然后再利用作用力与反作用力的关系,分析弹簧测力计对物体A的拉力与物体A对弹簧测力计的拉力是一对相互作用力,根据平衡力大小的特点、相互作用力大小的特点以及利用等效替代法进行证明.
【详解】
证明:当匀速拉动物体A时,物体A处于平衡状态,物体A在水平方向上受到的拉力F和摩擦力f是一对平衡力,所以弹簧测力计对物体的拉力等于物体所受摩擦力,即F=f;而测力计对物体A的拉力F与物体A对测力计的拉力F′是一对作用力与反作用力,由牛顿第三定律可知:,所以.
【点睛】
一对平衡力大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在一个物体上;与相互作用力的不同之处是作用在不同物体上;会利用二力平衡的大小相等、相互作用力的大小相等的特点以及等效替代法证明力的大小关系.
21. 600 0---t1 C B
【解析】
【分析】
(1)电梯静止时,根据可得小勇的重力。
(2)根据已知小勇的实际质量为60kg,结合图象可知在哪段时间内处于失重状态。
(3)根据“失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。”可得出结论。
(4)牛顿第一定律的内容:一切物体在没有受到任何力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。惯性:物体总有保持原有运动状态不变的性质,这种性质叫做惯性。一切物体都有惯性。是改变物体运动状态的原因。
【详解】
(1)[1]电梯静止时,小勇的重力是
G=mg=60kg×10N/kg=600N
(2)[2]已知小勇的实际质量为60kg。由图象可知,在0~t1阶段,小勇的质量为45kg,此时处于失重状态。
(3)[3]由失重现象定义可知,物体处于完全失重状态,是指物体(的)受到的支持力或拉力为零。
(4)[4]飞船内部物体在失重(相当于物体不受重力)情况,第一次实验时,将小球偏离竖直位置后放手,小球不受任何外力,根据牛顿第一运动定律,小球处于静止状态,故甲图正确;第二次实验时,将小球偏离竖直位置后,在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力,由于惯性,小球继续保持匀速直线运动状态,又因为受到细线的拉力作用,所以小球做匀速圆周运动,故丁图正确。故选B。
【点睛】
此题考查了压力及重力与压力的区别以及在失重状态下,物体的运动状态,难度不大,关键要理解惯性的含义,能够利用牛顿第一定律分析。
答案第1页,共2页
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