人教版八年级下 8.2 二力平衡
一、单选题
1.如图甲,大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上做直线运动。此过程M、N的动能随时间变化的关系如图乙所示用GM和GN、fN、vM和vN分别表示M、N所受的重力、摩擦力和运动速度的大小,下列判断一定正确的是( )
A.GM<GN B.vM>vN C.fM<fN D.fM=fN
2.如图,两木块A和B被水平力F通过挡板C压在竖直墙上,处于静止状态,则( )
A.物体A对B没有静摩擦力
B.物体A对B的静摩擦力方向竖直向下
C.物体A对B的静摩擦力与B对A的静摩擦力是一对平衡力
D.条件不足,无法判断
3.质量相同的甲、乙两辆小车同时从同一地点出发,沿水平地面做直线运动,它们运动的s-t图像如图所示。则下列说法中正确的是( )
A.甲车的速度大于乙车的速度 B.经过6秒,甲、乙两车可能相距16米
C.甲车的惯性比乙车小 D.甲车受到的合力大于乙车受到的合力
4.如图,用作用力F1使重为G的物体以大小为v1的速度斜向上做匀速直线运动,后再用作用力F2使同一物体以大小为以v2的速度竖直向上做匀速直线运动,且v1>v2,若不计空气阻力,则( )
A.F1方向斜向上,方向与v1相同 B.F2可能小于G
C.F1一定大于F2 D.F1一定等于F2
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,关于历届冬奥会的部分比赛项目,下列说法正确的是( )
A.短道速滑运动员匀速过弯道时运动状态不变
B.被推出的冰壶在水平冰面上减速滑动时受力平衡
C.滑雪运动员的速度越快越难停下,是因为其速度大惯性大
D.被击打的冰球由静止开始运动,说明力可以改变物体的运动状态
6.体育课上有爬绳和爬杆两种运动,某同学先后以相同的姿势顺着绳子和杆匀速向上爬,受到的摩擦力( )
A.爬绳时受到的摩擦力较大,是因为绳子粗糙
B.爬绳和爬杆时,受到的摩擦力一样大
C.爬杆时受到的摩擦力较大,是因为爬杆时手握杆的力要大些
D.爬绳和爬杆时受到的摩擦力都向上
7.俗话说“马善被人骑”, 英国小狗弗里迪可能也明白这个道理。若马驮着小狗静立在水平草地上,小狗端坐于马背上,如图所示,以下描述正确的是( )
A.马受到的支持力与小狗对马的压力是一对平衡力
B.小狗受到的重力与马对小狗的支持力是一对相互作用力
C.小狗受到的重力与小狗对马的压力大小相等
D.马受到的重力与草地对马的支持力是一对平衡力
8.如图所示,关闭动力拉下制动后,某满载旅客的高铁沿平直轨道缓缓驶入南阳东站。下列说法正确( )
A.列车受到的重力和铁轨对它的支持力是一对平衡力
B.列车由运动变为静止,列车的惯性减小了
C.列车减速前进时,坐在列车上的乘客相对于车站是静止的
D.列车由运动变为静止,说明物体的运动要靠力来维持
9.如图所示,甲乙叠放在一起,静止在水平地而上,下列说法正确的是( )
A.甲受到的重力与甲对乙的压力是一对平衡力
B.乙受到的重力与地面对乙的支持力是一对相互作用力
C.甲受到的重力与乙对甲的支持力是一对相互作用力
D.甲受到的重力与乙对甲的支持力是一对平衡力
10.如图所示,将弹簧测力计左端固定在墙上,右端用细线与木块相连,木块放在上表面水平的小车上,弹簧测力计保持水平,现用大小为10N的拉力F拉动小车沿水平方向向右做匀速直线运动,木块静止时弹簧测力计的示数为4N,则小车所受地面摩擦力的大小和方向分别为( )
A.10N,水平向右 B.14N,水平向左
C.6N,水平向左 D.4N,水平向右
二、填空题
11.重600N的物体受到700N的竖直向上的拉力,这物体在竖直方向上受到合力的大小为______。
12.图甲所示,重量为5N的正方形铁块,被水平吸引力吸附在足够大的竖直磁性平板上处于静止状态,这时铁块受到的摩擦力大小为____N;若对铁块施加一个竖直向上的拉力F拉=11N的作用,铁块将沿着该平板匀速向上运动,如图乙所示,此时铁块受到的摩擦力大小为______N。
13.在学校足球赛中,小明用头将球顶进球门,说明力可以改变物体的______,同时头感到疼,因为物体间力的作用是______。足球在地面上运动的越来越慢,是因为受到______ 的作用。
14.A物体受到甲、乙两弹簧测力计向相反方向的拉力,当A物体_____时,它处于平衡状态,如图所示,此时弹簧测力计的示数为____N。
15.现有一瓶某品牌的饮用纯净水,用手握住水瓶在空中静止不动,此时水瓶受到的重力和手对瓶的______力是一对平衡力;若增加手握住水瓶的力,则手对水瓶的摩擦力将______,在松开手的瞬间,若水瓶所受的所有力都突然消失,水瓶将处于______状态。
三、综合题
16.演绎式探究——探索宇宙:
(1)牛顿认为,宇宙中任何两个物体之间都存在引力,引力大小,其中分别为两个物体的质量,为两个物体间的距离,.可见,当两个物体间的距离增大时,它们之间的引力将变______.
(2)当我们用线绳拴着一个小球使它以手为圆心转动时,绳子对小球有一个向圆心拉的力,这个力叫做向心力.这是小球得以绕圆心做圆周运动的条件.宇宙中的星体也是如此:地球绕太阳的运动可以近似地看作是匀速圆周运动(如图),地球受到一个恒定的指向圆心(太阳)的向心力,向心力的大小,其中为地球质量,为地球绕太阳匀速运动的速度,为运动半径(也即两星之间的距离).并且,向心力的大小等于太阳对它的引力,已知地球绕太阳运动一周的时间(周期)为,太阳的质量为,请证明.____________
17.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
18.我们知道两个物体间力的作用是相互的,当把其中的一个力称为作用力时,另一个力就叫做反作用力.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.如图所示,竖直悬挂的弹簧测力计下吊着一个物体,处于静止状态,弹簧测力计的示数表示物体对弹簧的拉力,其大小为F
(1)请画出物体所受力的示意图;
(2)请根据牛顿第三定律和二力平衡的知识证明:物体受到的重力G等于F
19.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。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】
动能与质量和速度有关,从图乙可知,两物体动能的大小随着时间不变,故速度不变,故甲、乙都是匀速直线运动,甲的动能大于乙的的动能,而在水平方向上都受拉力和摩擦力,拉力和摩擦力是平衡力,而拉力相同,故摩擦力的大小相同,故D一定正确。
故选D。
2.B
【详解】
因为当前状态是静止状态,所以两木块A、B和挡板C受到的都是平衡力,
A.如果A和B之间没有摩擦力的话,由于受重力,木块B就会往下掉,就不会处于静止状态了,所以物体A对B有静摩擦力。故A不符合题意;
BD.因为A是处于静止状态,A竖直方向的受力情况:①挡板对A的摩擦力,因为挡板是静止的,挡板受到的重力和摩擦力平衡,挡板对A的摩擦力的方向为竖直向上,根据力的作用是相互的,A对挡板的摩擦力方向为竖直向下;②重力,方向为竖直向下;③B对A的摩擦力。共受这三个力,且这三个力是平衡的,由于①②受力方向都是竖直向下的,所以B对A的摩擦力方向是竖直向上的,根据力的作用的相互性可知,A对B的摩擦力是竖直向下的,故B符合题意,D不符合题意;
C.物体A对B的静摩擦力与B对A的静摩擦力是作用在不同物体上的两个力,所以不是一对平衡力,故C不符合题意。
故选B。
3.B
【详解】
ABD.由图示知,甲、乙两车的s-t图像都是一条倾斜直线,说明两车都做匀速直线运动,处于平衡状态,受到平衡力的作用,所受的合力都为0;经过6s,甲车通过的路程为4m,乙车通过的路程为12m,在相同的时间内,乙通过的路程大,那么乙的速度大于甲的速度;因为两车同时同地出发,则经过6s,同向运动时,两车的距离
s1=s乙-s甲=12m-4m=8m
反向运动时,两车的距离
s2=s甲+s乙=4m+12m=16m
故B正确,AD错误;
C.两车的质量相同,则两车的惯性相同,故C错误。
故选B。
4.D
【详解】
无论物体往哪个方向做匀速直线运动,都是处于平衡状态,在空中只受两个力(其中一个是重力)的话,此二力必都是等大反向共线的,即F1=G,F2=G,F1=F2,故ABC错误,D正确。
故选D。
5.D
【详解】
A.短道速滑运动员匀速过弯道时运动方向发生改变,所以运动状态改变,故A错误;
B.被推出的冰壶在水平冰面上滑行时做减速运动,处于非平衡状态,所以受力不平衡,故B错误;
C.物体的惯性大小只与物体的质量有关,与物体运动的快慢无关,即与速度大小无关,故C错误;
D.冰球被击打后,由静止开始运动,冰球的运动状态发生了变化,说明力可以改变物体的运动状态,故D正确。
故选D。
6.B
【详解】
匀速爬绳与爬杆,人受到的摩擦力与重力是一对平衡力,大小相等,由于重力不变,爬绳和爬杆时,受到的摩擦力一样大。
故选B。
7.C
【详解】
二力平衡条件:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上;相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在两个物体上。
A.马受到的支持力大小等于马和小狗的重力之和,小狗对马的压力等于小狗的重力大小,二力大小不相等,不是一对平衡力,故A错误;
B.小狗受到的重力与马对小狗的支持力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、作用在同一条直线上,是一对平衡力,故B错误;
C.小狗静止时处于平衡状态,受到的重力和马对小狗的支持力是一对平衡力,这两个力大小相等;而小狗对马的压力和马对小狗的支持力是一对相互作用力,小狗对马的压力大小等于马对小狗的支持力大小,所以小狗受到的重力与小狗对马的压力大小相等,故C正确;
D.草地对马的支持力等于马和小狗的重力之和,不等于马受到的重力大小,故D错误。
故选C。
8.A
【详解】
A.列车受到的重力和铁轨对它的支持力大小相等、方向相反、同一直线,作用在同一个物体上,是一对平衡力,故A正确;
B.惯性大小只与物体的质量有关,列车由静止变为运动,列车的质量没有改变,则列车的惯性大小也不变,故B错误;
C.坐在列车上的乘客相对于车站来说,其位置发生了变化,所以列车上的乘客相对于车站是运动的,故C错误;
D.列车由运动变为静止,说明力是改变物体运动状态的原因,而不能说明物体的运动要靠力来维持,故D错误。
故选A。
9.D
【详解】
A.甲受到的重力与甲对乙的压力是两个受力物体,故不是一对平衡力,故A错误;
B.乙受到的重力与地面对乙的支持力两个力的大小不同,所以不是一对相互作用力,故B错误;
CD.甲受到的重力与乙对甲的支持力,受力物体都是甲,两个力的大小相等,方向相反,故是平衡力,故C错误;D正确。
故选D。
10.C
【详解】
在小车匀速沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中,木块静止,受力平衡,弹簧测力计的示数为4N,木块受到水平向左的拉力为4N,则木块受到小车水平向右的摩擦力为4N,根据力的作用是相互的特点,小车受到木块水平向左的摩擦力为f1=4N,小车受到向右的拉力为F=10N,小车匀速运动受力平衡,则地面对小车水平向左的摩擦力为
f2=F-f1=10N-4N=6N
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
11.100N
已知物体受两个力,二力方向相反,则由力的合成可求得合力的大小。
【详解】
由题意知,物体受到两个力的作用,分别是:重力
方向竖直向下,拉力
方向竖直向上,则可知,合力
【点睛】
本题考查力的合成,由于是同一条直线上二力的合成,故注意二力的大小及方向即可求解。
12. 5 6
【详解】
[1]重量为5N的正方形铁块在平板上处于静止状态;根据二力平衡的条件,竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力F是一对平衡力,所以,铁块受到的摩擦力大小为5N。
[2]铁块沿着该平板匀速向上运动,所以,它受到的竖直方向上的拉力就等于物体的重力加上摩擦力,拉力F=11N,正方形铁块的重力为5N,所以,摩擦力为
f=11N﹣5N=6N
13. 运动状态 相互 阻力
【详解】
[1]小明用头顶球,球的运动方向时刻变化,速度大小也在变化,说明力可以改变物体的运动状态。
[2]用头将球顶进球门时,头给球一个作用力,由于力的作用是相互的,则球也给人一个作用力,所以头感到疼。
[3]足球在地面上运动的越来越慢,是因为受到了阻碍,即足球受到了地面的阻力作用。
14. 静止(或匀速直线运动) 1.8
弹簧测力计使用时,总是处于静止状态或匀速直线运动状态,此时弹簧测力计处于平衡状态,受到的就是一对平衡力,平衡力的大小相等、方向相反;可以分别以其中一个弹簧测力计为研究对象进行受力分析,测力计的示数等于某一个力的大小;弹簧测力计显示的是弹簧挂钩上所受到的拉力的大小,吊环上的作用力起固定作用。
【详解】
[1]A物体受到甲、乙两弹簧测力计向相反方向的拉力,当A物体静止(或匀速直线运动)时,它处于平衡状态。
[2]以左侧弹簧测力计为研究对象,测力计处于平衡状态,受到一对为1.8N的平衡力,弹簧测力计的示数等于1.8N;同理以右侧弹簧测力计为研究对象,测力计处于平衡状态,受到一对为1.8N的平衡力,弹簧测力计的示数仍为1.8N。
15. 摩擦 不变 静止
【详解】
[1][2]用手握住水瓶在空中静止不动,此时处于平衡状态,受到平衡力的作用,在竖直方向上,水瓶受到的重力和手对瓶的摩擦力是一对平衡力,这两个力大小相等、方向相反。增加手握住水瓶的力,水瓶仍处于平衡状态,重力的大小不变,则手对水瓶的摩擦力也不变。
[3]原来水瓶是静止的,在松开手的瞬间,若水瓶所受的所有力都突然消失,由牛顿第一定律可知,水瓶仍保持静止。
16. 小 详见解析
【详解】
(1)[1]由公式得到两个物体间的距离增大时,它们之间的引力将变小;
(2)[2]向心力:
F心= ,
地球绕太阳做圆周运动的向心力由太阳对地球的万有引力提供,即
,
.
17. 600 0---t1 C B
(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。
18.(1) (2)物体处于静止状态,物体在受到拉力和重力是一对平衡力,所以拉力等于重力,即 ;而测力计对物体的拉力 与物体对测力计拉力F是一对作用力与反作用力,由牛顿第三定律可知:F=F′,因此可得:F=G.
【详解】
(1)木块受竖直向下的重力和竖直向上拉力的作用,如图所示:
(2)证明:因为物体处于静止状态,物体在竖直方向上受到拉力和重力是一对平衡力,所以弹簧测力计对物体的拉力等于物体所受重力,即 ;而测力计对物体的拉力 与物体对测力计拉力F是一对作用力与反作用力,由牛顿第三定律可知:F=F′,由以上分析可得:F=G.
19.(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
答案第1页,共2页
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