八年级下册9.1二力平衡同步练习（含答案）

9.1 二力平衡 同步练习
一、单选题
1．如图，在水平推力F的作用下，木块向下匀速运动，现在逐渐增大水平推力，直到木块静止，则下列说法正确的是（　　）
A．木块静止时的摩擦力大于匀速运动时的摩擦力
B．在匀速下落过程中摩擦力一直小于重力
C．在逐渐增大水平推力的过程中摩擦力逐渐增大
D．在整个过程中摩擦力大小和方向一直不变
2．已知作用在同一物体上的两个在同一条直线上的力F1、F2。当F1=18N，F2=8N时，它们的合力大小（　　）
A．一定是26N B．一定是10N
C．26N或10N D．无法判断
3．2022年2月8日，在北京冬奥会自由式滑雪大跳台项目决赛上，中国选手谷爱凌获得金牌。如图所示，当她静止站立在水平领奖台上时，下列分析正确的是（　　）
A．领奖台受到的重力和地面对领奖台的支持力是一对平衡力
B．谷爱凌受到的重力与领奖台对谷爱凌的支持力是相互作用力
C．谷爱凌对领奖台的压力与地面对领奖台的支持力是相互作用力
D．谷爱凌受到的重力与领奖台对谷爱凌的支持力是一对平衡力
4．下雨天，有的同学将带有弯柄的雨伞倒挂在课桌边，雨伞保持静止。下列四幅图中，能正确表示雨伞受力示意图的是（　　）
A． B． C． D．
5．一个静止在水平地面上的物体，从t=0开始受到一个水平向右拉力F的作用，如图甲所示。将物体的s-t图像记录在图乙中，则下列有关说法正确的是（　　）
A．t=ls时，物体受到的摩擦力为0N
B．在4～6s的过程中，拉力F逐渐增大
C．物体0～6s内，物体一直处于非平衡状态
D．物体做匀速直线运动阶段的速度大小为3m/s
6．小阳观看中央电视台体育频道的围棋讲座时发现，棋子在竖直放置的棋盘上不会掉下来，如图所示，原来棋盘和棋子是用磁性材料制成的，下列说法中正确的是（ ）
A．棋子受到的重力与棋盘对棋子的吸引力是一对平衡力
B．棋子对棋盘的压力与棋盘对棋子的支持力是一对平衡力
C．棋子受到的重力与棋盘对棋子的阻力是一对平衡力
D．棋子对棋盘的吸引力与棋盘对棋子的吸引力是一对平衡力
7．《猴子捞月》是人们所熟知的童话，如图所示的三只小猴在专注地捞着月亮，下列说法正确的是（　　）
A．乙对丙的拉力大于丙对乙的拉力
B．甲对乙的拉力与乙所受重力是一对平衡力
C．甲对乙的拉力与乙对甲的拉力是一对相互作用力
D．甲对乙的拉力大小等于乙对丙的拉力与丙的重力之和
8．如图所示，木块a放在粗糙水平桌面上，木块b放在木块a上面，在水平拉力F作用下ab一起向右做匀速直线运动，不计空气阻力，下列判断正确的是（　　）
A．a受到两个摩擦力
B．b在水平方向上不受力
C．a受到的重力与支持力是一对平衡力
D．b受到水平向右的摩擦力
9．下列物体中，受到平衡力的是（　　）
A．正在腾空而起的火箭 B．自由竖直下落的石子
C．沿光滑斜面下滑的木块 D．在平直轨道上匀速直线行驶的火车
10．用线将吊灯悬挂在天花板上，下列说法正确的是（　　）
A．天花板对线的拉力和灯受的重力是一对相互作用力
B．天花板对线的拉力和灯对线的拉力是一对相互作用力
C．灯对线的拉力和线对灯的拉力是一对平衡力
D．线对灯的拉力和灯受的重力是一对平衡力
11．关于静止在桌面上的一杯水，下列说法中错误的是（　　）
A．桌面受到水杯的压力，压力是弹力
B．放在桌面上的水杯受到的支持力是由于水杯发生弹性形变产生的
C．桌面受到水杯的压力是由于水杯发生弹性形变产生的
D．放在桌面上的水杯受到桌面对它的支持力与水杯受到的重力是一对平衡力
12．如图所示，物体A、B间用不计重力的轻弹簧连接，A物体的重力为8 N，B物体的重力为10 N。用竖直向上大小为10 N的力F提着物体A，当A静止时，物体B对地面的压力为（　　）
A．10 N B．8 N C．18 N D．0
二、填空题
13．如图所示，一个物块重20N，现用50N的水平压力F将它紧压在竖直的墙面上，当物块静止时，物块与墙面间的摩擦力f为______N，方向______，现将压力F增大到100N，物块与墙面间的摩擦力为______N。
14．如图 甲所示，放在水平地面上的物体，受到水平向右的拉力F 的作用，F 的大小与时间t 的关系如图乙所示，物体运动速度 v 与时间t 的关系如图丙所示，由图象可知，当 t=1.5s 时，物体受到摩擦力为______N；当t=4.8s 时，物体受到的合力为________N。
15．一只体重为0.5N的壁虎在竖直的玻璃外窗上匀速向上爬，它的质量为_______g，受到的摩擦力方向_______（选填“竖直向上”或“竖直向下”）。下雨了，一些雨水落在玻璃上，壁虎沿玻璃匀速滑下，这时它受到的摩擦力的大小_______（选填“变大”“变小”或“不变”）。（g=10N/kg）
16．起重机吊着重为8×103N的重物，当重物水平向右匀速运动时，此时钢丝绳对重物的拉力_______8×103N；当重物加速上升时，钢丝绳对重物的拉力_____8×103N。（均选填“大于”“等于”或“小于”）。
三、综合题
17．质量均为2t的甲、乙两件货物在两台吊车钢索的牵引力作用下竖直向上运动，它们运动的s－t图象分别如图甲、乙所示，则：
(1)作匀速直线运动的是哪个物体？速度为多少？
(2)吊车对甲物体的拉力为多少？
(3)吊车对乙物体的拉力和物体的重力是否相等？为什么？
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．阅读材料题
在“佛山市中小学生创新能力展示”活动中，为每个参赛小组提供一根条形磁铁，参赛者要自备电池、漆包线、铁芯等材料自制小型电磁铁，丙现场组装成磁力运输车参赛．
比赛要求在60min内制作出磁力运输车，利用磁铁同名磁极相互排斥或异名磁极相互吸引原理让车子至少前进1.5m，车子与磁铁接触取消接触后成绩．
评分要求车辆1m加5分，
（1）在如图所示的条形磁铁与小车之间产生的是_______（填“斥力”或“引力”）
（2）当匀速运动时，小车在水平方向受到_____力和_____力作用，小车处于受力平 衡状态．
（3）当重量增加时，地面对小车的____力和摩擦力都增加，要让小车增加运载电池数量的方法是___________________________________________________________．
20．电梯是高层住宅必备的交通工具。如图甲所示是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成，电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与对重的运动方向始终相反。对重的质量为400kg，空轿厢的质量是500kg，额定载重量是1000kg。某次电梯满载上升时的v-t图像如图乙所示。不计钢丝绳重力和一切摩擦。(g=10 N/kg)
（1）电梯匀速上升的高度是多少？
（2）电梯匀速运动阶段，对重的重力做的功是多少？
（3）电梯匀速运动时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是多少？
（4）简述对重的作用。（至少两条）
21．由于流体的粘滞性，使得在流体中运动的物体要受到流体阻力，在一般情况下，半径为R的小球以速度v运动时，所受的流体阻力可用公式f＝4πgηRv表示．
（1）小球在流体中运动时，速度越大，受到的阻力_____．
（2）密度为ρ、半径为R的小球在密度为ρ0、粘滞系数为η的液体中（足够深）由静止自由下落时的v﹣t图象如图所示，请推导出速度vr的数学表达式：vr＝_____．（球的体积公式V＝4/3πR3）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
AB．木块在竖直方向上，受到重力和摩擦力的作用，木块静止或向下匀速运动时，木块处于平衡状态，所以摩擦力与重力是一对平衡力，大小相等，f=G，方向竖直向上，故AB错误；
CD．在逐渐增大水平推力的过程中，木块由运动变为静止，木块做减速运动，说明木块的运动状态发生了变化，则木块在竖直方向上受非平衡力的作用，木块受到滑动的摩擦力大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，木块在向下运动时，接触面的粗糙程度不变，压力逐渐增大，则木块受到的滑动摩擦力增大，故C正确，D错误。
故选C。
2．C
【详解】
两个力方向相同时，合力
F=F1+F2=18N+8N=26N
方向与F1、F2的方向相同，两个力方向相反时，合力
F′=F2-F1=18N-8N=10N
方向与F1的方向相同；
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
3．D
【详解】
A．领奖台受到的重力和地面对领奖台的支持力（大小等于领奖台受到的重力和谷爱凌受到的重力之和）大小不同，不是一对平衡力，故A错误；
B．谷爱凌受到的重力与领奖台对谷爱凌的支持力作用在同一物体上，不是相互作用力，故B错误；
C．谷爱凌对领奖台的压力与地面对领奖台的支持力大小不同，不是相互作用力，故C错误；
D．谷爱凌受到的重力与领奖台对谷爱凌的支持力作用在同一物体上，大小相同，方向相反，是一对平衡力，故D正确。
故选D。
4．C
【详解】
雨伞静止，说明处于平衡状态，受到平衡力的作用；雨伞受到竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F，这两个力是一对平衡力，大小相等、方向相反，作用在一条直线上；重力作用点画再重心上，支持力作用点可以画在重心上，也可以画在接触点上，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
5．D
【详解】
A．t=1s时，从乙图可知，此时物体处于静止状态。此时物体受到了向右的拉力，却处于静止，必然受到了向左的摩擦力，故A错误；
B．在4～6s的过程中，从乙图可知，s-t图像处于倾斜的直线，故此时物体是做匀速直线运动，则拉力与摩擦力是平衡力，滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力有关，而这两者的大小都不变，故摩擦力的大小不变，故拉力的大小不变，故B错误；
C．物体0～4s内，s-t图像不是倾斜的直线，故不是匀速直线运动，而4～6s的过程中，是匀速直线运动，故C错误；
D．物体做匀速直线运动阶段的速度大小为
故D正确。
故选D。
6．C
【详解】
A．棋子受到的重力与棋盘对棋子的吸引力不在同一条直线上，故不是平衡力，故A错误；
B．棋子对棋盘的压力与棋盘对棋子的支持力是两个物体间的相互作用，是相互作用力，故B错误；
C．棋子受到的重力与棋盘对棋子的阻力是同一条直线上的两个力，其大小相等，方向相反，且作用在棋子上，故是一对平衡力，故C正确；
D．棋子对棋盘的吸引力与棋盘对棋子的吸引力是相互作用力，故D错误。
故选C。
7．C
【详解】
A．乙对丙的拉力与丙对乙的拉力是一对相互作用力，大小相等，故A错误；
BD．甲要同时拉起乙和丙，故甲对乙的拉力与乙和丙所受的重力是一对平衡力，甲对乙的拉力大小等于乙和丙所受的重力之和。故BD错误；
C．甲对乙的拉力与乙对甲的拉力，这两个力大小相等，方向相反，作用在两个不同的物体上，且作用在同一直线上，所以是一对相互作用力，故C正确。
故选C。
8．B
【详解】
BD．已知a、b一起向右做匀速直线运动，对b进行受力分析可知，竖直方向上受到支持力和重力的作用，水平方向不受拉力，也不受摩擦力，否则b不能做匀速直线运动，即b在水平方向上不受力，也就是木块a对木块b并没有摩擦力，根据相互作用力的特点可知，木块b对木块a也没有摩擦力。故B正确，D错误；
A．木块a向右做匀速直线运动，处于平衡状态，则在水平方向上a受到向右的拉力F和向左的摩擦力平衡，地面对木块a有向左的摩擦力，但是木块b对木块a并没有摩擦力，所以，a只受到一个摩擦力，故A错误；
C．由于物体b对a有向下的压力，a受到的重力小于地面对a的支持力，a受到的重力和地面对a的支持力不是一对平衡力，故C错误。
故选B。
9．D
【详解】
受平衡力作用的物体，保持静止或者匀速直线运动状态。
ABC．正在腾空而起的火箭、自由竖直下落的石子、沿光滑斜面下滑的木块，物体都做加速运动，故受到的力不是平衡力，故ABC不符合题意；
D．在平直轨道上匀速直线行驶的火车，火车受到的是平衡力，故D符合题意。
故选D。
10．D
【详解】
A．天花板对线的拉力，施力物体、受力物体分别是天花板、线；灯受的重力，施力物体、受力物体是地球、灯。故这不是一对相互作用力。故A错误；
B．天花板对线的拉力，施力物体、受力物体分别是天花板、线；灯对线的拉力，施力物体、受力物体分别是灯、线。故这不是一对相互作用力。故B错误；
C．灯对线的拉力，施力物体、受力物体分别是灯、线。线对灯的拉力，施力物体、受力物体分别是线、灯。且两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，故这两个力是一对相互作用力。故C错误；
D．线对灯的拉力和灯受的重力，大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、两力都作用在灯上，故这两个力是一对平衡力。故D正确。
故选D。
11．B
【详解】
A．桌面受到水杯的压力，是由于水杯发生弹性形变产生的，所以水杯对桌面的压力属于弹力，故A正确，不符合题意；
B．弹力是施力物体发生弹性形变而产生的，静止在水平桌面上的水杯，受到的支持力的施力物体是桌面，所以是由于桌面发生弹性形变而产生的，故B错误，符合题意；
C．弹力是施力物体发生弹性形变而产生的，桌面受到水杯的压力的施力物体是水杯，所以是水杯发生弹性形变而产生的，故C正确，不符合题意；
D．放在桌面上的水杯受到桌面的支持力与水杯受到的重力均作用在水杯上，这两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，故是一对平衡力，故D正确，不符合题意。
故选B。
12．B
【详解】
把A、B和弹簧看成整体，在竖直方向上，处于静止状态，受到竖直向上的地面对整体的支持力F支和对整体的拉力F，根据力的平衡有
F支+F＝GA+GB
物体B受到地面的支持力，即整体受到的支持为为
F支＝GA+GB﹣F＝8N+10N﹣10N＝8N
物体B对地面的压力与地面对B的支持力是一对相互作用的力，故当A静止时，物体B对地面的压力为
F压＝F支＝8N
故选ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
此题考查对物体的受力分析及力的平衡、力的相互性的知识，采用整体法分析比较方便。
13． 20 竖直向上 20
【详解】
[1][2]当物体静止时，物块在竖直方向上受到的重力和摩擦力是一对平衡力，由二力平衡的条件可知摩擦力大小等于重力大小，即
f=G=20N
方向竖直向上。
[3]现将压力F增大到100N，物块仍然保持静止状态，物块与墙面间的摩擦力和重力是平衡力，摩擦力的大小不变，为20N。
14． 2 0
【详解】
[1]从丙图可知，在0~2s时是静止，在2~4s是加速，在4~6s是匀速，匀速时，摩擦力等于拉力，等于4N，当 t=1.5s 时，物体处于静止，摩擦力属于静摩擦力，物体处于平衡状态，拉力等于推力等于2N，故其大小为2N。
[2]当t=4.8s 时，物体做匀速直线运动，物体处于平衡状态，故合力为零。
15． 50 竖直向上 不变
【详解】
[1]体重是0.5N，则壁虎的质量
[2]一只体重为0.5N的壁虎在竖直的玻璃外窗上匀速向上爬，在竖直方向上壁虎受到重力和摩擦力的作用，这两个力是平衡力，大小相等，方向相反，重力方向竖直向下，所以摩擦力竖直向上，大小为0.5N。
[3]下雨了，一些雨水落在玻璃上，壁虎沿玻璃匀速滑下，在竖直方向上壁虎受到重力和摩擦力的作用，这两个力是平衡力，大小相等，方向相反，壁虎的重力是0.5N，则壁虎受到的摩擦力大小也是0.5N，所以它受到的摩擦力的大小不变。
16． 等于 大于
【详解】
[1]当重物水平向右匀速运动时，在竖直方向上处于静止状态，受平衡力作用，即重物受到的重力和拉力是一对平衡力，因此拉力等于8×103N。
[2]当重物加速上升时，受非平衡力作用，钢丝绳对重物向上的拉力大于8×103N。
17．(1)甲物体； 0.067m/s；(2) 2×104N；(3)拉力和重力不相等．因为乙物体不是做匀速直线运动，乙物体受力不是平衡力．
根据题中“作匀速直线运动的是哪个物体？速度为多少？”“吊车对甲物体的拉力为多少”可知，本题考查了路程与时间的关系图像、速度的计算、二力平衡条件的应用，运用速度公式、力和运动的关系分别计算和分析．
【详解】
(1)由图象可知，甲图中路程和时间的比值不变，即为匀速直线运动；乙图中路程和时间的比值变小，即不做匀速直线运动；
甲速度为：；
(2)处于平衡状态的物体一定受到平衡力的作用，处于非平衡状态的物体，一定受到非平衡力的作用．甲物体的重力：
G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N，
甲物体做匀速直线运动，受力平衡，所以吊车对甲物体的拉力：F=G=2×104N；
(3)当物体受平衡力时，运动物体会保持匀速直线运动，乙图中路程和时间的比值变小，做减速运动，根据力和运动的关系知，拉力小于重力．即乙物体不是做匀速直线运动，受力不相等．
18． 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。
19． 斥力 斥 摩擦 支持 增加线圈匝数（或增加电池个数；增加铁芯；减小小车质量；用更轻便的材料只做小车；减小摩擦；减小小车与地面的摩擦；减小小车轴承之间的摩擦等）
【详解】
试题分析：（1）画出电磁铁螺线管上电流方向，根据安培定则，可以判断电磁铁的右端为N极，条形磁体的左端为N极，同名磁极相互排斥，二者相互排斥；
（2）小车在水平方向匀速运动时，因为平衡状态，受力平衡，受到磁体向左的斥力及地面向右的摩擦力作用，两个力是平衡力；
（3）重量增加时，小车对地面的压力增大，地面对小车的支持力也增大，地面对小车的摩擦力增加；
要让小车增加运载电池数量，增强电磁铁的磁性，可增大斥力并尽量减小摩擦力．所以可如增加电池个数、增加线圈匝数，可减小摩擦力等．
【考点定位】
安培定则 磁极间的相互作用 增大电磁铁磁性的方法
20．（1）12 m；（2）4.8×104 J；（3）2.2×104W；（4）见解析
【详解】
解：（1）由图乙可知，电梯匀速运动的速度为v=2m/s，匀速运动的时间为t=6s，则由可得，电梯匀速上升的高度为
h=vt=2m/s×6s=12m
（2）由题意可知，对重的重力为
G对重=m对重g=400kg×10N/kg=4×103N
对重下降高度为h对重=12m，则对重的重力做的功为
W对重=G对重h对重=4×103N×12m=4.8×104J
（3）对轿厢受力分析，由平衡条件可得
G对重+F=G轿厢+G额定载重
故电动机钢丝绳对轿厢的拉力：
F=G轿厢+G额定载重﹣G对重=（1000+500﹣400）kg×10N/kg=1.1×104N
则电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率为
P=Fv=1.1×104N×2m/s=2.2×104W
（4）由电梯的工作过程可知，对重可以减小电动机轮与钢丝绳之间的摩擦力，同时减小电动机的功率，延长钢丝绳的寿命。
答：（1）电梯匀速上升的高度是12m；
（2）电梯匀速运动阶段，对重的重力做的功是4.8×104J；
（3）电梯匀速运动时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是2.2×104W；
（4）对重的作用：减小电动机轮与钢丝绳之间的摩擦力，减小电动机的功率，延长钢丝绳寿命。
21． 越大
（1）根据公式f＝4πgηRv分析阻力f与速度v的关系；
（2）对小球进行受力分析，它在流体中下落受到重力、浮力和阻力的作用．由图形分析可知，当小球速度达到vr时便匀速下落，处于平衡状态，G＝F浮+f．将数据代入公式化简即可．
【详解】
（1）由公式f＝4πgηRv可以看出，小球所受流体的阻力f与小球的速度v成正比例关系，所以，小球速度越大，所受阻力越大．
（2）小球在流体中下落时受重力、浮力和阻力的作用．
小球受到的重力：，
根据阿基米德原理得，小球所受浮力：，
小球所受流体阻力：f＝4πgηRv，
由图象可知，当小球速度达到vr时便匀速下落，处于平衡状态，此时小球所受合力为零，则G＝F浮+f．
即：，
化简可得：．
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