人教版八年级下 8.2 二力平衡
一、单选题
1.如图所示,小球在AB之间摆动,O为最低点,C为OB之间一点,不计空气阻力,关于小球的下列说法中正确的是( )
A.小球到达B点时,如果所有外力全部消失,小球将静止
B.小球向右摆动到C点时,受到重力、绳子拉力和向右上方的动力
C.小球在O点时受到的重力和绳子拉力是一对平衡力
D.小球所受的绳子拉力是由于小球发生弹性形变产生的
2.如图所示为2022年北京冬奥会的一些运动项目,关于这些项目中的情景,下列说法中正确的是( )
A.跳台滑雪运动员在空中下落的过程中受到平衡力的作用
B.短道速滑运动员在滑行过程中,若所有的外力消失,他将停止运动
C.冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动,是由于冰壶受到惯性的作用
D.推出的冰球在水平冰面上滑行,冰球对冰面的压力是由于冰球的弹性形变产生的
3.如图一个杯子静止在水平桌面上,以下说法正确的是( )
A.杯子受到的重力和地面对桌子的支持力是一对平衡力
B.杯子受到的重力和杯子对桌面的压力是一对相互作用力
C.桌面对杯子的支持力和杯子对桌面的压力是一对相互作用力
D.杯子受到的重力和杯子对桌面的压力是一对平衡力
4.怀旧的竹蜻蜓给孩子们的童年带来了无穷的乐趣,下列静止的竹蜻蜓所受支持力的示意图正确的是( )
A. B. C. D.
5.第24届冬奥会将于2022年2月4日至20日在北京市和张家口市联合举行。关于冬奥会的部分比赛项目,下列分析正确的是( )
A.冰球运动员向后蹬冰面就会前进说明物体间力的作用是相互的
B.短道速滑运动员匀速过弯道时运动状态不变
C.滑雪运动员冲过终点后不能立即停下来是因为受到惯性的作用
D.被推出的冰壶在水平冰面上会停下来是因为不再受推力作用
6.物理课代表阳阳在抱作业去办公室时,用双手水平地夹住一叠作业,简化后如图所示,已知他在这叠作业的两端,单手可施加的最大摩擦力均为60N,每本作业的质量为300g,作业与作业之间能产生的最大摩擦力为45N,则阳阳能水平夹住不滑落的作业本数最多为( )
A.30 B.32 C.40 D.42
7.如图所示,小丽用力F把一木块压在竖直墙面上静止,现有以下受力分析,下述受力分析正确的是( )
A.小丽对木块的压力F和墙对木块的弹力是一对相互作用力
B.小丽对木块的压力F和木块的重力是一对平衡力
C.木块受到的摩擦力和小丽对木块的压力F是一对平衡力
D.小丽对木块的压力F和木块对小丽的弹力是一对相互作用力
8.如图所示,用细线将物体A悬挂在顶板上,B物体放在水平地面上。A、B间有一劲度系数为100N/m的轻弹簧(劲度系数为100N/m,即该弹簧每受到100N的力,压缩或伸长1m),此时弹簧压缩了2cm。已知细线受到的拉力为3N,地面对B的支持力为5N,则A、B两物体的重力分别是( )
A.1N和7N
B.5N和3N
C.7N和3N
D.5N和7N
9.对于静止在水平桌面上的矿泉水瓶,下列说法正确的是( )
A.桌面对瓶子的支持力与瓶子所受重力是相互作用力
B.瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力是平衡力
C.瓶子正放与倒放时,对桌面的压力大小相等
D.桌面对瓶子的支持力是由瓶子发生弹性形变而产生的
10.如图,甲物重25N,乙物重15N,甲乙均静止,不计测力计自重,测力计示数 ( )
A.35N B.10N C.15N D.25N
二、填空题
11.如图所示,物体A重5N,放在水平桌面上,通过绳子和滑轮连接重为4N的物体B,此时物体A恰能向右匀速直线运动。则A受到的摩擦力是_____N,若在物体A上加一个水平向左的拉力F,使物体A沿桌面水平向左匀速直线运动,则所加拉力的大小为_____N(不计绳子、滑轮的质量以及绳子与滑轮间的摩擦)
12.放在水平桌面上水杯所处的静止状态和列车所处的匀速直线运动状态,都是______状态,水杯此时受到______个力的作用,若水杯重为2N,则它受到的支持力是______N。
13.如图所示,木块A与平板小车一起在水平桌面上静止,当小车突然向左运动时,木块由于______会在小车的平板上向______(选填“左”或“右”)滑行,画出木块滑行过程中受力的示意图。______
14.如图所示,摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C,B是最低点,在B点摆球受 _____(选填“平衡力”或“非平衡力”),如果摆球摆到右侧最高点C时所受的力全部消失,则摆球将 _____(选填“往回摆”、“静止”或“做匀速置线运动”)。
15.如图是学校举行的班级之间的拔河比赛场景。经过激烈比赛比拼,最终甲队战胜了乙队获得了胜利。若甲队对乙队的拉力为F甲,乙队对甲队的拉力为F乙;甲队受到地面的摩擦力为f甲,乙队受到地面的摩擦力为f乙,则F甲______F乙,f甲______f乙(选填“>”、“<”或者“=”)。
三、综合题
16.骄傲啊,我的祖国!如图所示是承载着中华民族“飞天梦”的“神舟十号”飞船顺利升空的情景:
(1)“神舟十号”进入太空轨道后,在绕地球轨道运行时,________(选填“受平衡力”、“受非平衡力”或“不受力”)的作用.
(2)“神舟十号”与“天宫一号”对接后,若宇航员将在“天宫一号”太空舱中进行下列科学实验,其中不能完成的是_________(选填序号).
A.用秒表测量时间
B.用天平测量物体的质量
C.用弹簧测力计测量力
D.用温度计测量温度
(3)观察图示并思考利用火箭将“神舟十号”飞船发生升空时,不断地向后喷射高温的燃气,使火箭携“神舟十号”飞船加速上升的力的施力物体是_________(选填“空气”或“飞船”),该过程中涉及的物理力学知识是(写出两点即可):
①________________________;②________________.
17.请阅读《浮子流量计》
浮子流量计
在石油天然气工业中,管道运输方式和铁路、公路、水路、航空等运输方式相比,具有成本低、不用转运、没有损耗、极少发生泄漏、对环境污染小、能长期连续稳定运行、受恶劣环境响小等明显优势。当前,中哈、中俄、中缅和中巴油气管道,已成为保障我国能源安全的大动脉。为了保障能源运营安全,需要检测管道中气体或液体的流量,生活、生产中也要对气体或液体的流量进行控制。
气体或液体的流量等于单位时间内流过管道的气体或液体的体积。浮子流量计是测量气体或液体流量的仪器,其结构如图所示。
在一个上粗下细的锥形管内,倒放一个铝制的圆锥体浮子。以气体流量计为例,流量计工作时,气体从锥形下端流入,向上冲击浮子。如果浮子受到气流的冲力大,就会向上移动,浮子和锥形管之间的环形空隙加大,气体流速变小,对浮子的冲力就会变小,这样浮子最终稳定在某一位置,这个位置的高度大小就直观反映了气体流量的大小。科技工作者将浮子的高度大小h转换成电流信号输出,这就是浮子流量计的原理。
浮子流量计主要用于测量单向流动的液体或气体的流量,如果气体中含有液滴或液体中含有微粒固体就不再适用了,因为浮子在液流中附着微粒或微小气泡均会影响测量值,浮子流量计在石化、医药和污水处理等方面有着广泛的应用。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)浮子流量计使用时,锥形管应处于______;
A.水平方向 B.竖直方向 C.斜向上 D.斜向下
(2)浮子所受气体浮力很小,可以忽略。当浮子稳定在某一位置时,气流对浮子的冲力______浮子重力(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)浮子流量计能测量的最大流量是有限的,如果要让这个浮子流量计测量的流量更大,请你提出一条可行的改进措施:______;
(4)某输气管道内径的横截面积为S,管道内气体的流速为v,输气时间为t。请你根据文中对流量的定义,计算出这段时间内气体的流量,气体流量用字母Q来表示。则Q=______(用字母表示)。
18.通过生活经历我们知道力的作用是相互的,实验证明,两个物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反。如图所示,悬挂的小球处于静止状态。
(1)画出小球所受各力的示意图;
(2)如果小球重5 N,试推导小球拉绳的力也等于5 N。
19.请根据下述材料,回答下列问题:
空气对球形物体的阻力
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,当阻力增加到与重力相等时,将以某一速度作匀速直线运动,这个速度称为收尾速度.
某科学活动小组做了“球形物体在空气中下落时,受到的阻力大小与球的半径和速度关系”的实验,测量数据见下表.(取)
球体编号 1 2 3
球体质量()
球体半径()
球体收尾速度()
(1)1号球受到空气阻力的最大值是__________.
(2)分析半径相同的球,收尾速度的大小与__________有关.
(3)对于3号球,当速度为时,受到的空气阻力_________(填“大于”、“等于”或“小于”)重力.
(4)轿车的外形通常做成流线型,其目的是______________________________.
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
【详解】
A.根据牛顿第一定律,一切物体在不受外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。小球到达B点时,此时的速度为0,如果所有外力全部消失,根据牛顿第一定律可知,小球将静止,故A正确;
B.小球向右摆动到C点时,受到两个力的作用:竖直向下的重力、沿绳子向上的拉力,故B错误;
C.小球在O点时做圆周运动,运动方向发生改变改变,处于非平衡状态,故受到的重力和拉力不是一对平衡力,故C错误;
D.弹力是物体发生形变后,在恢复原状的过程中对与其接触的物体所产生的力,球所受的绳子拉力是由于绳子发生弹性形变产生的,故D错误。
故选A。
2.D
【详解】
A.跳台滑雪运动员在空中下落的过程中,其速度大小改变,运动状态改变,所以,受到的不是平衡力,故A错误;
B.运动员在滑行过程中,若一切外力都消失,由牛顿第一定律知道,运动员将做匀速直线运动,故B错误;
C.冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动,是由于冰壶具有惯性,惯性不是力,所以不是受到惯性,故C错误;
D.冰球对冰面的压力是由于冰球发生形变,要恢复原状而对冰面产生的弹力,故D正确。
故选D。
3.C
【详解】
A.杯子受到的重力和地面对桌子的支持力,不是作用在同一物体上,因此不是一对平衡力,故A错误;
B.杯子受到的重力和杯子对桌面的压力,方向相同,因此不是一对相互作用力,故B错误;
C.桌面对杯子的支持力和杯子对桌面的压力,大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,作用在两个物体上,是一对相互作用力,故C正确;
D.杯子受到的重力和杯子对桌面的压力,方向相同,因此不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
4.D
【详解】
竹蜻蜓受重力和支持力处于静止状态,支持力和重力是一对平衡力,重力的方向始终竖直向下,所以竹蜻蜓所受支持力的方向是竖直向上的。
故选D。
5.A
【详解】
A.冰球运动员向后蹬冰面时,冰面受到运动员作用力的同时,运动员也受到冰面的反作用力,说明物体间力的作用是相互的,故A正确;
B.短道速滑运动员匀速过弯道时,速度的大小不变,而速度的方向发生变化,故其运动状态发生变化,故B错误;
C.滑雪运动员冲过终点后不能立即停下来是由于惯性,而惯性不是力,“受到惯性的作用”这一说法错误,故C错误;
D.被推出的冰壶在水平冰面上会停下来是由于受到阻力的作用,故D错误。
故选A。
6.B
【详解】
先将所有的作业本n当作一个整体,由受力分析可知,竖直方向上受到的重力和摩擦力是一对平衡力,由此有
解得
再考虑除最外侧两本作业本(n-2)本,由受力分析可知,竖直方向受到的重力、摩擦力是一对平衡力,由此有
解得
由上述两种情况可得
所以作业本最多为32本,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
7.D
【详解】
A.从图中可以看到,木块压在竖直墙面上静止,处于平衡状态,受力平衡,对木块受力分析,它在水平方向上,受到小丽对木块的压力F和墙对木块的弹力,这两个力的作用,这两个力作用在同一物体上,方向相反,作用在同一直线上,是一对平衡力,故A错误;
B.小丽对木块的压力F作用在木块上,水平向右,木块的重力作用在木块上,竖直向下,这两个力方向不在同一直线上,不是一对平衡力,故B错误;
C.对木块在竖直方向上受力分析,它受到重力、摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,方向相反,摩擦力竖直向上,小丽对木块的压力F水平向右,这两个力方向不在同一直线上,不是一对平衡力,故C错误;
D.小丽对木块的压力F作用在木块上,水平向右,木块对小丽的弹力作用在小丽的手上,水平向左,大小相等,方向相反,在同一直线上,作用在不同物体上,这是一对相互作用力,故D正确。
故选D。
8.B
【详解】
由题意可知,弹簧压缩了2cm,则弹簧的弹力为
对物体A受力分析可知,物体A受到向上的弹簧的弹力F弹,细线对物体A向上的拉力F拉,向下的重力GA,因物体A处于静止状态,受力平衡,有
解得物体A的重力为
对物体B受力分析可知,物体B受到向下的重力GB,向下的弹簧弹力F弹,地面对物体B向上的支持力F支,因物体B处于静止状态,受力平衡,有
解得物体B的重力为
故可知ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
9.C
【详解】
A.桌面对瓶子的支持力与瓶子所受重力是一对平衡力,不是相互作用力,故A错误;
B.瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力作用在不同的物体上,是一对相互作用力,不是平衡力,故B错误;
C.瓶子正放与倒放时,对桌面的压力相等,都等于瓶子的重力,故C正确;
D.桌面对瓶子的支持力是由桌面发生弹性形变而产生的,故D错误。
故选C。
10.C
【详解】
弹簧测力计受到乙对它一个向右的拉力和甲对它一个向左的拉力,处于平衡态,甲静止在地面上,还受到地面对它竖直向上支持力,所以弹簧测力计所受的拉力大小等于乙的重力,故弹簧测力计示数等于乙的重力大小为15N。故选C。
11. 2 4
【详解】
[1]由题知,不计绳子和滑轮质量以及绳子与滑轮间的摩擦,物体A水平向右运动时,物体A在水平方向上受到绳子向右的拉力为
F=GB=×4N=2N
水平向左的摩擦力作用f,物体A做匀速直线运动,处于平衡状态,由二力平衡条件得
f=F=2N
[2]物体A水平向左运动和水平向右运动时,由于压力不变、接触面粗糙程度不变,则物体A受到的摩擦力不变,所以物体A水平向左运动时,受到水平向右的摩擦力f=2N;物体A水平向左做匀速直线运动时,水平方向上受到水平向左的拉力F′、水平向右的拉力
F=GB=×4N=2N
水平向右的摩擦力f=2N,物体A处于平衡状态,由力的平衡条件得拉力
F′=F+f=2N+2N=4N
12. 平衡 2##两 2
【详解】
[1]物体处于平衡状态时速度大小和运动方向均不变,水杯所处的静止状态和列车所处的匀速直线运动状态,都是平衡状态。
[2][3]水杯受竖直向下的重力、竖直向上的支持力两个力的作用,且这两个力是一对平衡力,大小相等,方向相反,则
F=G=2N
13. 惯性 右
【详解】
[1][2]木块A与平板小车一起在水平桌面上静止,当小车突然向左运动时,由于惯性木块保持原来的静止状态,木块相对于平板小车向右滑动。
[3]在水平方向上受摩擦力的作用,方向向左,在竖直方向上,木块受重力G和支持力F的作用,并且这两个力是一对平衡力,如图所示:
14. 非平衡力 静止
【详解】
[1][2]摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C,B是最低点,在B点摆球速度最大,接入来减速运动,此时受到的是非平衡力;如果摆球摆到右侧最高点C时,速度为零,若所受外力全部消失,则根据牛顿第二定律可知将保持静止。
15. = >
【详解】
[1]由于物体间力的作用是相互的,对于拔河的两个队,甲对乙施加了多大拉力,乙对甲也同时产生一样大小的拉力,故
F甲=F乙
[2]双方之间的拉力并不是决定胜负的因素,哪边能获胜就取决于哪边受到的摩擦力大,甲队获胜,甲队受到地面的摩擦力大于乙队受到地面的摩擦力,故
f甲>f乙
16. 受非平衡力 B 空气 物体间力的作用是相互的 力可以改变物体的运动状态
【详解】
(1)“神舟十号”在绕地球轨道运行时,运动状态时刻在改变,所以受非平衡力作用.
(2)在地球上天平能完成测量,是因为左右两侧的物体对天平两个托盘有不同的压力.但物体在太空中是失重状态,即压力为0,所以物体放天平上对托盘是没有压力的,所以太空中用天平测量物体的质量是测不出来的.所以选择B选项,A、C、D三个选项的实验在失重状态下是可以完成的.
(3)火箭升空时向空气喷射高温燃气,给空气一个向后的力,由于物体间力的作用是相互的,所以同时空气会给火箭一个向前的力,使火箭改变运动状态而加速上升.
17. B 等于 增大浮子的质量 Sv
【详解】
(1)[1]浮子流量计,是利用平衡工作力的,所受的力是重力和浮子所受竖直向上的冲力和浮力,所以锥形管应处于竖直方向,才能让所受的力成为平衡力。
(2)[2]浮子稳定时,处于平衡状态,若所受浮力可忽略则所受的两个力是一对平衡力,其大小相等。
(3)[3]若想让浮子流量计的流量更大必须让其受到的冲力更大,那么浮子所受的重力也应增大,即其质量要增大。
(4)[4]据题意知,气体或液体的流量等于单位时间内流过管道的气体或液体的体积,所以气体流量
18.(1) (2)见解析
【详解】
(1)小球受到重力和绳的拉力,由小球的重心沿竖直向下画出重力的示意图,由小球的重心沿绳的方向画出拉力的示意图,如图所示:
(2)由于小球静止(即处于平衡状态),所以它受到的重力和绳的拉力是一对平衡力,大小相等,即
G=F拉=5N
由于小球拉绳的力和绳对小球的拉力是相互作用力,所以小球拉绳的力和绳对小球的拉力大小相等,即
F拉′= F拉=5N
19. 20 球体质量 小于 减小汽车行驶时受到的阻力
【详解】
(1)对半径一定的物体,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,阻力最终增加到与重力相等;
1号小球的收尾速度为16m/s,此时便是其阻力最大时的速度;此时小球做匀速直线运动,根据二力平衡条件,所以f=G=mg=2kg×10N/kg=20N;
(2)横向比较表中数据,由1、2知,小球的半径相同,球的质量越大,收尾速度越大;
(3)由收尾速度的含义,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,当阻力增加到与重力相等时,将以某一速度作匀速直线运动,这个速度称为收尾速度.由表格中数据知,3号小球的收尾速度为40m/s,而20m/s小于其收尾速度,其速度会逐渐增加,小球在做加速运动,此时阻力小于重力,即重力大于阻力;
(4)在空中物体受到的阻力与其速度和横截面积有关,轿车的外形常做成流线型,目的是为了减小汽车行驶时受到的阻力.
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页