沪科版物理八年级下学期7.3 力的平衡
一、单选题
1.(2021九上·广州开学考)如图,水平桌面上的甲、乙两物体分别在水平拉力作用下处于静止状态,G甲>G乙.甲受到的摩擦力( )
A.大于5N B.等于5N
C.大于乙受到的摩擦力 D.等于乙受到的摩擦力
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】因为甲保持静止,所以它受到的摩擦力和拉力F1是平衡力,那么摩擦力f1=F1=5N;
因为乙保持静止,所以它受到的摩擦力和拉力F2是平衡力,那么摩擦力f2=F2=10N;
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
【分析】根据二力平衡的知识解答。
2.(2020九上·常州开学考)一人站在电梯上随电梯一起匀速上升,如图所示,人受到的力有( )
A.人受到重力、竖直向上的弹力以及水平向右的摩擦力
B.人受到重力、竖直向上的弹力以及水平向左的摩擦力
C.人受到重力、竖直向上的弹力
D.人受到重力、竖直向上的弹力、电梯对人斜向上与速度方向一致的推力
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】因为人站在匀速上升的电梯上,只受到重力和竖直向上的弹力的作用,此二力为平衡力,C符合题意,ABD不符合题意.
故答案为:C
【分析】人做匀速运动,受到的合外力为零,相互平衡的两个力,要大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上。
3.(2020九上·长沙开学考)如图所示是医疗机器人抱着病人在水平地面上匀速前行的情景。下列说法正确的是( )
A.病人的重力就是病人对机器人的压力
B.机器人的重力和地面对机器人的支持力是一对平衡力
C.机器人对地面的压力与地面对机器人的支持力是一对相互作用力
D.机器人对病人支持力和病人的重力是一对相互作用力
【答案】C
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【解答】A.病人的重力施力物体是地球,病人对机器人的压力施力物体是人,二者不相同,A不符合题意;
B.机器人的重力和地面对机器人的支持力大小不相等,不是一对平衡力,B不符合题意;
C.机器人对地面的压力与地面对机器人的支持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,C符合题意;
D.机器人对病人支持力和病人的重力作用在同一个物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】平衡力和相互作用力的区别在于是否作用在同一物体上,两个等大反向的力作用在同一物体上,即位平衡力,作用在不同物体上即为相互作用力。
4.(2020九上·孝南开学考)下列说法中正确的是( )
A.两个力的三要素相同,则这两个力不平衡
B.用力推地上的木箱没推动,是因为推力小于摩擦力
C.运动的小球受到的一切力消失,小球会静止
D.鸡蛋碰石头,鸡蛋对石头的作用力小于石头对鸡蛋的作用力
【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.二力平衡的条件是两个力方向相反、大小相等、作用在同一直线上、作用在同一物体上,两个力三要素中的方向相同后,则这两个力一定不平衡,A符合题意;
B.用力推地上的木箱没推动,是因为木箱处于平衡状态,两个力大小相等,B不符合题意;
C.运动的小球受到的一切力消失,将保持现有的速度永远运动下去,即以现在的速度做匀速直线运动,C不符合题意;
D.鸡蛋碰石头,反过来石头给鸡蛋一个反作用力,两个力是一对大小相等的相互作用力,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】力的三要素是:力的大小、方向作用点;二力平衡的条件是两个力方向相反、大小相等、作用在同一直线上、作用在同一物体上。
5.(2020九上·广州开学考)如图所示茶杯静止在水平桌面上,下列哪对力属于平衡力( )
A.茶杯的重力与桌面对茶杯的弹力
B.桌子的重力与桌面对茶杯的弹力
C.茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力
D.茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的弹力
【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A.茶杯的重力与桌面对茶杯的弹力,这两个力满足了二力平衡的四个条件:等大、反向、共线、作用在同一物体上.所以是一对平衡力.A符合题意;
B.桌子的重力与桌面对茶杯的弹力,这两个力作用在不同的物体上,大小也不同,不是一对平衡力,B不符合题意;
C.茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力,这两个力作用在不同的物体上,方向也相同,不是一对平衡力,C不符合题意;
D.茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力,作用在不同的物体上,是一对相互作用力,不是平衡力,D不符合题意.
故答案为:A
【分析】平衡力使物体处于平衡状态,包括静止状态和匀速直线运动状态。
6.(2020九上·安徽开学考)一个人用30N的力沿水平方向推一个重500N的小车在水平地面上匀速前进,在这个过程中( )
A.小车受到的阻力是500N B.小车对地面的压力是30N
C.地面对小车的支持力是30N D.地面对小车的支持力是500N
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.小车受向下的重力、向上的支持力、向前的推力及向后的摩擦力,在这些力的作用下匀速运动,因此小车在水平方向和竖直方向上受力平衡,故阻力等于推力即30N,A不符合题意;
BCD.小车对地面的压力与地面对小车的支持力为一对相互作用力,小车对地面的压力等于地面对小车的支持力,大小为小车的重力即500N,BC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】静止或匀速直线运动时,物体受到平衡力的作用,二力平衡时力的大小相等。
7.(2020·鸡西)如图,甲物重15N,乙物重5N,甲乙均静止,不计测力计自重,则测力计示数( )
A.5N B.10N C.15N D.20N
【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】如图为定滑轮组,对乙物受力分析可知,乙在绳拉力与自身重力作用下处于平衡状态,故绳拉力等于其自身重力,即测力计示数为5N;A符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据二力平衡条件,测力计静止时,对弹簧的拉力相等。
8.(2020·天津)一辆在水平道路上做匀速直线运动的汽车,它受到的平衡力有( )
A.一对 B.二对 C.三对 D.四对
【答案】B
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【解答】因汽车做匀速直线运动,处于平衡状态,受平衡力作用,在水平方向上,受牵引力和阻力的作用,两个力作用于汽车,大小相等,方向相反,作用于同一条直线,是一对平衡力;在竖直方向,受重力和水平面对汽车的支持力作用,两个力作用于汽车,大小相等,方向相反,作用于同一条直线,是一对平衡力;故汽车受二对平衡力的作用。
故答案为:B。
【分析】水平面上匀速直线运动的物体,受到重力和支持力是平衡力,牵引力和阻力是平衡力。
9.(2020·江西)如图所示,小明去公园遛狗时,用力拉住拴狗的绳子,正僵持不动,此时,若不计绳子重力,以下两个力是一对平衡力的是( )
A.小明拉绳子的力与狗拉绳子的力
B.狗受到的重力与地面对狗的支持力
C.绳子对狗的拉力与地面对狗的阻力
D.绳子对狗的拉力与狗对绳子的拉力
【答案】A
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【解答】A.小明拉绳子的力与狗拉绳子的力,大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上,属于平衡力,符合题意;
B.狗受到的重力、地面对狗的支持力及绳子的拉力,狗受到的重力与地面对狗的支持力大小不相等,不是平衡力,不符合题意;
C.绳子对狗的拉力与地面对狗的阻力,没有作用在同一直线上,不是平衡力,不符合题意;
D.绳子对狗的拉力与狗对绳子的拉力,作用在两个物体上,不是平衡力,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】力的作用是相互的,物体A对物体B施加一个力,那么物体B一定会对物体A施加一个等大反向的力。
10.(2020·青海)在测量滑动摩擦力的实验中,用弹簧测力计水平拉动木块,使它在桌面上做匀速直线运动,下列说法中正确的是( )
A.木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力是一对平衡力
B.木块所受的拉力与木块所受的摩擦力是一对平衡力
C.木块所受的重力与木块对桌面的压力是一对相互作用力
D.弹簧测力计对木块的拉力与木块对弹簧测力计的拉力是一对平衡力
【答案】B
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【解答】A.木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力分别作用在桌面和木块上,没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力,A不符合题意;
B.木块在桌面上做匀速直线运动,木块所受的拉力与木块所受的摩擦力等大、反向、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,B符合题意;
C.木块所受的重力与木块对桌面的压力的方向是相同的,不是一对相互作用力,C不符合题意;
D.弹簧测力计对木块的拉力与木块对弹簧测力计的拉力是两个物体之间的相互作用力,不是一对平衡力,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,即物体处于平衡状态,此时物体受到的力为平衡力;相互平衡的两个力,要大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上。
11.(2020·宜昌)如图用4N的水平推力把重2N的物理书压在竖直黒板上静止,下列说法正确的( )
A.书对黑板的压力与黑板对书的支持力彼此平衡
B.黑板对书的摩擦力为4N
C.书受到摩擦力的方向竖直向下
D.书受到两对平衡力的作用
【答案】D
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【解答】A.书对黑板的压力与黑板对书的支持力是一对相互作用力,不是平衡力,A不符合题意;
BC.书处于静止状态,则书在竖直方向上所受的两个力:书所受的竖直向下重力G和黑板对书的竖直向上摩擦力f是一对平衡力,所以f=G=2N,BC不符合题意;
D.书处于平衡状态,除了受到竖直方向的平衡力之外,还受到水平方向的推力、黑板对书的支持力这一对平衡力,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】静止的物体受到平衡力的作用,二力平衡时,力的大小相等,方向相反。
12.(2020八下·北京期末)在“探究二力平衡条件”的实验中,将系于轻质小卡片两对角的细线分别斜跨过左右吸在黑板上的滑轮,在细线的两端挂上钩码,如图所示.此时作用在卡片上的两个力大小相等、方向相反.若要证明:“两个力平衡的必要条件之一是必须作用在同一条直线上”,则下列实验操作正确的是( )
A.手扶卡片,在右侧加挂一个钩码,松手
B.手扶卡片,使其竖直向下移动一些,松手
C.手扶卡片,绕其中心在竖直平面旋转90°,松手
D.手扶卡片,将右侧滑轮竖直向下移动至与左侧滑轮在同一水平线上,松手
【答案】C
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】A.手扶卡片,在右侧加挂一个钩码,松手,此时力的大小不同,不能平衡,验证二力平衡与力的大小的关系,A不符合题意;
B.手扶卡片,使其竖直向下移动一些,此时力不在同一直线上,但方向也不相反,没有控制好变量,B不符合题意;
C.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,这个操作可以探究相互平衡的两个力是否必须处于同一直线上,C符合题意;
D.滑轮的位置,即主否同高,不影响两个力大小相等,方向相反,还是作用在同一直线上,作用在同一个物体上,故不能验证两个力还必须作用在同一条直线上才能彼此平衡,D不符合题意;
故答案为:C.
【分析】探究二力平衡时,两个力是否在同一直线上,需要通过改变两个力的方向进行实验观察。
13.(2020八下·来宾期末)如图所示是轻质物体的受力示意图,其中能使物体处于平衡状态的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】平衡力的辨别;平衡状态的判断
【解析】【解答】物体受到平衡力的作用时处于平衡状态,要求二力共线、作用在同一物体上,方向相反且大小相等;D符合题意。
故答案为:D。
【分析】作用在同一物体上,方向相反、大小相等,在同一直线上的力是平衡力。
14.(2020八下·浦北期末)如图所示,物体受到的两个力中彼此平衡的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别
【解析】【解答】一对平衡力要求两个力作用在同一物体,沿同一直线,方向相反,大小相等;D符合题意。
故答案为:D。
【分析】作用在同一物体,沿同一直线,方向相反,大小相等的力是平衡力。
二、填空题
15.(2020九上·盐池开学考)小明用20N的水平推力推着重为50N的长方体木箱,在水平地面上做匀速直线运动,则地面木箱的摩擦力大小为 N.若小明将推力增大到30N时,木箱受到的摩擦力大小 .(填“变大”“不变”、或“变小”)
【答案】20;不变
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】根据题意知道,重50N的木箱,在20N水平推力作用下,在水平地面上做匀速直线运动,所以,水平方向上受到推力和摩擦力是平衡力,大小相等,方向相反,即摩擦力大小是20N;小明将推力增大到30N时,木箱对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,故摩擦力不变仍未20N.
【分析】物体处于平衡状态,受到的合力为零,相互平衡的两个力,要大小相等、方向相反;物体与地面接触面的粗糙程度和压力会影响滑动摩擦力的大小,与速度和接触面大小无关。
16.(2020九上·宝应开学考)物体所受重力是100N,当如图对它施加一个水平向左的30N的压力将它压在竖直墙面上处于静止,此时它受到的摩擦力是 N,方向 ;当将它放在水平桌面用40N的水平力向西拉它时,它在水平面上匀速直线运动,此时它受到的摩擦力是 N,方向 。
【答案】100;竖直向上;40;水平向东
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】对物体进行受力分析可知,在竖直方向上,物体受到的静摩擦力和重力平衡,即
方向竖直向上。在水平桌面用40N的水平力向西拉它时,它在水平面上匀速直线运动,此时物体水平方向上受到的滑动摩擦力与拉力二力平衡,故有
方向水平向东。
【分析】对物体进行受力分析,物体处于平衡状态,合外力为零,相互平衡的两个力,要大小相等、方向相反;摩擦力的方向都与物体相对于地面的运动趋势和运动方向相反。
17.(2020·雅安)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。
【答案】静止(或匀速直线运动);1.8
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别
【解析】【解答】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。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。
【分析】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。
18.(2020八下·宾阳期末)起重机的钢丝绳吊着重1000N的重物,若静止在空中,钢丝绳的拉力 1000N;若匀速上升,钢丝绳的拉力 1000N。(不计空气阻力)(均选填“大于” “小于”或“等于)
【答案】等于;等于
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】当物体静止在空中时,钢丝绳对物体的拉力和物体自身的重力是一对平衡力,由于物体的重力为1000N,则钢丝绳对物体的拉力也为1000N。当物体匀速运动上升时,钢丝绳对物体的拉力和物体自身的重力也是一对平衡力,所以钢丝绳对物体的拉力等于1000N。
【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,即物体处于平衡状态,此时物体受到的力为平衡力;相互平衡的两个力,要大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上。
19.(2020八下·双台子期末)如图甲所示,物体甲重40 N,被50 N的水平压力F甲压在竖直墙壁上保持静止;如图乙所示,物体乙重60 N,在35
N的水平拉力F乙作用下,沿水平桌面匀速向右运动。则物体甲受到的摩擦力f甲为 N,物体乙受到的摩擦力f乙为 N;若增大F甲,则物体甲受到的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】40;35;不变
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】以物体甲为研究对象,甲物体在水平方向受到压力和墙壁的支持力,竖直方向受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,由于甲物体静止,因此这两对力都是平衡力,所以f甲=G甲=40N
物体甲受到的摩擦力为40N。以乙物体为研究对象,乙物体在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,水平方向受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力,由于乙匀速向右运动,因此拉力和摩擦力是一对平衡力,所以f乙=F乙=35N
物体乙受到的摩擦力为35N。若增大F甲,甲物体在竖直方向仍受力平衡,摩擦力仍等于物体重力,故物体甲受到的摩擦力不变。
【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,即物体处于平衡状态,此时物体受到的力为平衡力;相互平衡的两个力,要大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上。
三、作图题
20.(2020八下·花都期末)如图所示,物体在两个力的作用下处于静止状态。请在图中画出该物体所受到的另一个力F2;
【答案】解:如图所示:
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】根据牛顿第一定律,物体处于静止状态时,受到平衡力的作用,故物体所受到的另一个力F2与力F1大小相等,方向相反,沿同一直线作用在同一物体上,如图所示:
。
【分析】当物体处于静止状态时,受到平衡力的作用,二力平衡时,力的大小相等,方向相反,作用在同一直线上,同一物体上。
四、实验探究题
21.(2020·常德)在探究“二力平衡条件”的实验中,实验装置如图所示。
(1)实验时,向左盘和右盘同时放入等重的砝码,这时木块保持静止,说明一对平衡力的 ; 但小明在实验时发现,若向左盘和右盘同时放入不等重的砝码时木块仍然保持静止状态,则产生这一现象的原因是 ;
(2)现保持F1与F2相等,将木块换成小车,然后扭转一个角度,松手后,小车将 ,设计这一步骤的目的是为了验证二力平衡时的两个力一定 ;
(3)如果将木块换成弹簧测力计,左右两盘各放入重5N的砝码,则弹簧测力计的示数为______。
A.10N B.5N C.0N
【答案】(1)大小相等;木块与桌面间存在摩擦力
(2)转动回来;在同一直线上
(3)B
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1)左盘和右盘同时放入等重的砝码,则木块左右两边所受的拉力的大小相等,能处于静止状态,所以能说明一对平衡力的大小相等。小明在实验时,放入左右盘的砝码并不等重,但木块仍能保持静止,是因为木块与桌面之间有摩擦,所以木块所受的左右两个拉力大小不等,但由于摩擦力的影响,还是能处于平衡状态。(2)将木块换成小车后,小车与桌面的摩擦力较小,小车所受的两个拉力大小虽然相等,但两个拉力的方向不在同一直线上,于是两个拉力让小车转回原位,所以二力平衡时,两个力大小要相等,方向也需要在同一直线上。(3)把木块换成弹簧测力计后,在左右盘中放入5N的砝码,则弹簧测力计所受的拉力为5N,所以其示数为5N,B选项正确。
【分析】(1)水平面上静止的物体,受到平衡力的作用,若两侧的拉力大小不相等,是因为受到摩擦力的作用;(2)二力平衡时,力的作用在同一直线上;(3)弹簧测力计示数是作用在弹簧测力计挂钩上的力。
22.(2020八下·西城期末)在图所示的“探究二力平衡的条件”实验中:
(1)把小车放在较为 (选填“光滑”或“粗糙”)的水平桌面上,分别向两边的 相同的小盘里加砝码,当两盘中砝码的质量 (选填“相等”或“不相等”) 时,小车静止,说明彼此平衡的两个力一定大小相等;
(2)保持两盘中砝码的质量相等,把小车在水平桌面上扭转一个角度,使拉力 F1、F2
不在同一直线上,放开手时,观察到小车发生转动,说明作用在同一辆小车上的彼此平衡的两个力一定作用在 上。
【答案】(1)光滑;相等
(2)一条直线
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1)在做该实验时,为了防止摩擦力对实验造成影响,所以实验时,应将小车放在光滑的水平桌面上,然后向两端的小盘里加砝码,发现当两盘砝码质量相等时,小车静止,说明彼此平衡的两个力一定大小相等。(2)保持两盘砝码的质量相等,把小车在水平桌面上扭转一个角度,此时作用在小车的两个拉力不在同一直线上,放开手时,观察到小车发生转动,说明作用在同一辆小车上的彼此平衡的两个力一定作用在一条直线上。
【分析】物体在两个力的作用下处于平衡状态,那么这两个力需要满足大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上这四个条件,缺一不可;改变力的大小,可以通过加减砝码实现,改变力的方向,可以通过改变绳子的方向来实现,要探究是否作用在同一物体上,可以把中间的物体剪为两部分进行观察是否平衡。
23.(2020八下·浦北期末)如图所示是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景:
(1)实验中的研究对象是 (选填“卡片”或“钩码”)卡片通过调整 (选填“卡片大小”或“钩码个数”)来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究不在 (进填“同一直线”或“同一物体”)上的两个力是否平衡;
(3)当小卡片平衡时,将卡片沿图中虚线剪成两半,小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡,说明只有作用在 (选填“同一直线”或“同一物体”)上的两个力才能平衡。
【答案】(1)卡片;钩码个数
(2)不能;同一直线
(3)不能;同一物体
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1)实验中的研究对象是小卡片;实验中拉力的大小是通过钩码的数量来反映的。左右两边的滑轮可以改变力的方向,钩码对线的拉力大小等于钩码重力,在线的两端挂上钩码的作用是使两个拉力的方向相反,可通过调整钩码的数量来改变拉力的大小。(2)小华将小卡片转过一个角度,两个拉力不在同一直线上,其它都没改变,松手后纸片就会转动,所以设计此实验步骤的目的是为了探究:不在同一直线上的两个力能否平衡。(3)为了验证平衡力是否作用在同一物体上,应使两力分别作用在不同物体上,其它都不变,所以可以把纸片剪成两半,观察两个小卡片是否处于平衡状态。
【分析】(1)探究二力平衡时,通过改变物体两侧的钩码个数改变物体受到的拉力;(2)二力平衡时,力必须在同一直线上;(3)二力平衡时,必须是同一受力物体。
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一、单选题
1.(2021九上·广州开学考)如图,水平桌面上的甲、乙两物体分别在水平拉力作用下处于静止状态,G甲>G乙.甲受到的摩擦力( )
A.大于5N B.等于5N
C.大于乙受到的摩擦力 D.等于乙受到的摩擦力
2.(2020九上·常州开学考)一人站在电梯上随电梯一起匀速上升,如图所示,人受到的力有( )
A.人受到重力、竖直向上的弹力以及水平向右的摩擦力
B.人受到重力、竖直向上的弹力以及水平向左的摩擦力
C.人受到重力、竖直向上的弹力
D.人受到重力、竖直向上的弹力、电梯对人斜向上与速度方向一致的推力
3.(2020九上·长沙开学考)如图所示是医疗机器人抱着病人在水平地面上匀速前行的情景。下列说法正确的是( )
A.病人的重力就是病人对机器人的压力
B.机器人的重力和地面对机器人的支持力是一对平衡力
C.机器人对地面的压力与地面对机器人的支持力是一对相互作用力
D.机器人对病人支持力和病人的重力是一对相互作用力
4.(2020九上·孝南开学考)下列说法中正确的是( )
A.两个力的三要素相同,则这两个力不平衡
B.用力推地上的木箱没推动,是因为推力小于摩擦力
C.运动的小球受到的一切力消失,小球会静止
D.鸡蛋碰石头,鸡蛋对石头的作用力小于石头对鸡蛋的作用力
5.(2020九上·广州开学考)如图所示茶杯静止在水平桌面上,下列哪对力属于平衡力( )
A.茶杯的重力与桌面对茶杯的弹力
B.桌子的重力与桌面对茶杯的弹力
C.茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力
D.茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的弹力
6.(2020九上·安徽开学考)一个人用30N的力沿水平方向推一个重500N的小车在水平地面上匀速前进,在这个过程中( )
A.小车受到的阻力是500N B.小车对地面的压力是30N
C.地面对小车的支持力是30N D.地面对小车的支持力是500N
7.(2020·鸡西)如图,甲物重15N,乙物重5N,甲乙均静止,不计测力计自重,则测力计示数( )
A.5N B.10N C.15N D.20N
8.(2020·天津)一辆在水平道路上做匀速直线运动的汽车,它受到的平衡力有( )
A.一对 B.二对 C.三对 D.四对
9.(2020·江西)如图所示,小明去公园遛狗时,用力拉住拴狗的绳子,正僵持不动,此时,若不计绳子重力,以下两个力是一对平衡力的是( )
A.小明拉绳子的力与狗拉绳子的力
B.狗受到的重力与地面对狗的支持力
C.绳子对狗的拉力与地面对狗的阻力
D.绳子对狗的拉力与狗对绳子的拉力
10.(2020·青海)在测量滑动摩擦力的实验中,用弹簧测力计水平拉动木块,使它在桌面上做匀速直线运动,下列说法中正确的是( )
A.木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力是一对平衡力
B.木块所受的拉力与木块所受的摩擦力是一对平衡力
C.木块所受的重力与木块对桌面的压力是一对相互作用力
D.弹簧测力计对木块的拉力与木块对弹簧测力计的拉力是一对平衡力
11.(2020·宜昌)如图用4N的水平推力把重2N的物理书压在竖直黒板上静止,下列说法正确的( )
A.书对黑板的压力与黑板对书的支持力彼此平衡
B.黑板对书的摩擦力为4N
C.书受到摩擦力的方向竖直向下
D.书受到两对平衡力的作用
12.(2020八下·北京期末)在“探究二力平衡条件”的实验中,将系于轻质小卡片两对角的细线分别斜跨过左右吸在黑板上的滑轮,在细线的两端挂上钩码,如图所示.此时作用在卡片上的两个力大小相等、方向相反.若要证明:“两个力平衡的必要条件之一是必须作用在同一条直线上”,则下列实验操作正确的是( )
A.手扶卡片,在右侧加挂一个钩码,松手
B.手扶卡片,使其竖直向下移动一些,松手
C.手扶卡片,绕其中心在竖直平面旋转90°,松手
D.手扶卡片,将右侧滑轮竖直向下移动至与左侧滑轮在同一水平线上,松手
13.(2020八下·来宾期末)如图所示是轻质物体的受力示意图,其中能使物体处于平衡状态的是( )
A. B.
C. D.
14.(2020八下·浦北期末)如图所示,物体受到的两个力中彼此平衡的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题
15.(2020九上·盐池开学考)小明用20N的水平推力推着重为50N的长方体木箱,在水平地面上做匀速直线运动,则地面木箱的摩擦力大小为 N.若小明将推力增大到30N时,木箱受到的摩擦力大小 .(填“变大”“不变”、或“变小”)
16.(2020九上·宝应开学考)物体所受重力是100N,当如图对它施加一个水平向左的30N的压力将它压在竖直墙面上处于静止,此时它受到的摩擦力是 N,方向 ;当将它放在水平桌面用40N的水平力向西拉它时,它在水平面上匀速直线运动,此时它受到的摩擦力是 N,方向 。
17.(2020·雅安)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。
18.(2020八下·宾阳期末)起重机的钢丝绳吊着重1000N的重物,若静止在空中,钢丝绳的拉力 1000N;若匀速上升,钢丝绳的拉力 1000N。(不计空气阻力)(均选填“大于” “小于”或“等于)
19.(2020八下·双台子期末)如图甲所示,物体甲重40 N,被50 N的水平压力F甲压在竖直墙壁上保持静止;如图乙所示,物体乙重60 N,在35
N的水平拉力F乙作用下,沿水平桌面匀速向右运动。则物体甲受到的摩擦力f甲为 N,物体乙受到的摩擦力f乙为 N;若增大F甲,则物体甲受到的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
三、作图题
20.(2020八下·花都期末)如图所示,物体在两个力的作用下处于静止状态。请在图中画出该物体所受到的另一个力F2;
四、实验探究题
21.(2020·常德)在探究“二力平衡条件”的实验中,实验装置如图所示。
(1)实验时,向左盘和右盘同时放入等重的砝码,这时木块保持静止,说明一对平衡力的 ; 但小明在实验时发现,若向左盘和右盘同时放入不等重的砝码时木块仍然保持静止状态,则产生这一现象的原因是 ;
(2)现保持F1与F2相等,将木块换成小车,然后扭转一个角度,松手后,小车将 ,设计这一步骤的目的是为了验证二力平衡时的两个力一定 ;
(3)如果将木块换成弹簧测力计,左右两盘各放入重5N的砝码,则弹簧测力计的示数为______。
A.10N B.5N C.0N
22.(2020八下·西城期末)在图所示的“探究二力平衡的条件”实验中:
(1)把小车放在较为 (选填“光滑”或“粗糙”)的水平桌面上,分别向两边的 相同的小盘里加砝码,当两盘中砝码的质量 (选填“相等”或“不相等”) 时,小车静止,说明彼此平衡的两个力一定大小相等;
(2)保持两盘中砝码的质量相等,把小车在水平桌面上扭转一个角度,使拉力 F1、F2
不在同一直线上,放开手时,观察到小车发生转动,说明作用在同一辆小车上的彼此平衡的两个力一定作用在 上。
23.(2020八下·浦北期末)如图所示是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景:
(1)实验中的研究对象是 (选填“卡片”或“钩码”)卡片通过调整 (选填“卡片大小”或“钩码个数”)来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究不在 (进填“同一直线”或“同一物体”)上的两个力是否平衡;
(3)当小卡片平衡时,将卡片沿图中虚线剪成两半,小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡,说明只有作用在 (选填“同一直线”或“同一物体”)上的两个力才能平衡。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】因为甲保持静止,所以它受到的摩擦力和拉力F1是平衡力,那么摩擦力f1=F1=5N;
因为乙保持静止,所以它受到的摩擦力和拉力F2是平衡力,那么摩擦力f2=F2=10N;
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
【分析】根据二力平衡的知识解答。
2.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】因为人站在匀速上升的电梯上,只受到重力和竖直向上的弹力的作用,此二力为平衡力,C符合题意,ABD不符合题意.
故答案为:C
【分析】人做匀速运动,受到的合外力为零,相互平衡的两个力,要大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上。
3.【答案】C
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【解答】A.病人的重力施力物体是地球,病人对机器人的压力施力物体是人,二者不相同,A不符合题意;
B.机器人的重力和地面对机器人的支持力大小不相等,不是一对平衡力,B不符合题意;
C.机器人对地面的压力与地面对机器人的支持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,C符合题意;
D.机器人对病人支持力和病人的重力作用在同一个物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】平衡力和相互作用力的区别在于是否作用在同一物体上,两个等大反向的力作用在同一物体上,即位平衡力,作用在不同物体上即为相互作用力。
4.【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.二力平衡的条件是两个力方向相反、大小相等、作用在同一直线上、作用在同一物体上,两个力三要素中的方向相同后,则这两个力一定不平衡,A符合题意;
B.用力推地上的木箱没推动,是因为木箱处于平衡状态,两个力大小相等,B不符合题意;
C.运动的小球受到的一切力消失,将保持现有的速度永远运动下去,即以现在的速度做匀速直线运动,C不符合题意;
D.鸡蛋碰石头,反过来石头给鸡蛋一个反作用力,两个力是一对大小相等的相互作用力,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】力的三要素是:力的大小、方向作用点;二力平衡的条件是两个力方向相反、大小相等、作用在同一直线上、作用在同一物体上。
5.【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A.茶杯的重力与桌面对茶杯的弹力,这两个力满足了二力平衡的四个条件:等大、反向、共线、作用在同一物体上.所以是一对平衡力.A符合题意;
B.桌子的重力与桌面对茶杯的弹力,这两个力作用在不同的物体上,大小也不同,不是一对平衡力,B不符合题意;
C.茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力,这两个力作用在不同的物体上,方向也相同,不是一对平衡力,C不符合题意;
D.茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力,作用在不同的物体上,是一对相互作用力,不是平衡力,D不符合题意.
故答案为:A
【分析】平衡力使物体处于平衡状态,包括静止状态和匀速直线运动状态。
6.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.小车受向下的重力、向上的支持力、向前的推力及向后的摩擦力,在这些力的作用下匀速运动,因此小车在水平方向和竖直方向上受力平衡,故阻力等于推力即30N,A不符合题意;
BCD.小车对地面的压力与地面对小车的支持力为一对相互作用力,小车对地面的压力等于地面对小车的支持力,大小为小车的重力即500N,BC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】静止或匀速直线运动时,物体受到平衡力的作用,二力平衡时力的大小相等。
7.【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】如图为定滑轮组,对乙物受力分析可知,乙在绳拉力与自身重力作用下处于平衡状态,故绳拉力等于其自身重力,即测力计示数为5N;A符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据二力平衡条件,测力计静止时,对弹簧的拉力相等。
8.【答案】B
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【解答】因汽车做匀速直线运动,处于平衡状态,受平衡力作用,在水平方向上,受牵引力和阻力的作用,两个力作用于汽车,大小相等,方向相反,作用于同一条直线,是一对平衡力;在竖直方向,受重力和水平面对汽车的支持力作用,两个力作用于汽车,大小相等,方向相反,作用于同一条直线,是一对平衡力;故汽车受二对平衡力的作用。
故答案为:B。
【分析】水平面上匀速直线运动的物体,受到重力和支持力是平衡力,牵引力和阻力是平衡力。
9.【答案】A
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【解答】A.小明拉绳子的力与狗拉绳子的力,大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上,属于平衡力,符合题意;
B.狗受到的重力、地面对狗的支持力及绳子的拉力,狗受到的重力与地面对狗的支持力大小不相等,不是平衡力,不符合题意;
C.绳子对狗的拉力与地面对狗的阻力,没有作用在同一直线上,不是平衡力,不符合题意;
D.绳子对狗的拉力与狗对绳子的拉力,作用在两个物体上,不是平衡力,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】力的作用是相互的,物体A对物体B施加一个力,那么物体B一定会对物体A施加一个等大反向的力。
10.【答案】B
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【解答】A.木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力分别作用在桌面和木块上,没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力,A不符合题意;
B.木块在桌面上做匀速直线运动,木块所受的拉力与木块所受的摩擦力等大、反向、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,B符合题意;
C.木块所受的重力与木块对桌面的压力的方向是相同的,不是一对相互作用力,C不符合题意;
D.弹簧测力计对木块的拉力与木块对弹簧测力计的拉力是两个物体之间的相互作用力,不是一对平衡力,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,即物体处于平衡状态,此时物体受到的力为平衡力;相互平衡的两个力,要大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上。
11.【答案】D
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【解答】A.书对黑板的压力与黑板对书的支持力是一对相互作用力,不是平衡力,A不符合题意;
BC.书处于静止状态,则书在竖直方向上所受的两个力:书所受的竖直向下重力G和黑板对书的竖直向上摩擦力f是一对平衡力,所以f=G=2N,BC不符合题意;
D.书处于平衡状态,除了受到竖直方向的平衡力之外,还受到水平方向的推力、黑板对书的支持力这一对平衡力,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】静止的物体受到平衡力的作用,二力平衡时,力的大小相等,方向相反。
12.【答案】C
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】A.手扶卡片,在右侧加挂一个钩码,松手,此时力的大小不同,不能平衡,验证二力平衡与力的大小的关系,A不符合题意;
B.手扶卡片,使其竖直向下移动一些,此时力不在同一直线上,但方向也不相反,没有控制好变量,B不符合题意;
C.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,这个操作可以探究相互平衡的两个力是否必须处于同一直线上,C符合题意;
D.滑轮的位置,即主否同高,不影响两个力大小相等,方向相反,还是作用在同一直线上,作用在同一个物体上,故不能验证两个力还必须作用在同一条直线上才能彼此平衡,D不符合题意;
故答案为:C.
【分析】探究二力平衡时,两个力是否在同一直线上,需要通过改变两个力的方向进行实验观察。
13.【答案】D
【知识点】平衡力的辨别;平衡状态的判断
【解析】【解答】物体受到平衡力的作用时处于平衡状态,要求二力共线、作用在同一物体上,方向相反且大小相等;D符合题意。
故答案为:D。
【分析】作用在同一物体上,方向相反、大小相等,在同一直线上的力是平衡力。
14.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别
【解析】【解答】一对平衡力要求两个力作用在同一物体,沿同一直线,方向相反,大小相等;D符合题意。
故答案为:D。
【分析】作用在同一物体,沿同一直线,方向相反,大小相等的力是平衡力。
15.【答案】20;不变
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】根据题意知道,重50N的木箱,在20N水平推力作用下,在水平地面上做匀速直线运动,所以,水平方向上受到推力和摩擦力是平衡力,大小相等,方向相反,即摩擦力大小是20N;小明将推力增大到30N时,木箱对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,故摩擦力不变仍未20N.
【分析】物体处于平衡状态,受到的合力为零,相互平衡的两个力,要大小相等、方向相反;物体与地面接触面的粗糙程度和压力会影响滑动摩擦力的大小,与速度和接触面大小无关。
16.【答案】100;竖直向上;40;水平向东
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】对物体进行受力分析可知,在竖直方向上,物体受到的静摩擦力和重力平衡,即
方向竖直向上。在水平桌面用40N的水平力向西拉它时,它在水平面上匀速直线运动,此时物体水平方向上受到的滑动摩擦力与拉力二力平衡,故有
方向水平向东。
【分析】对物体进行受力分析,物体处于平衡状态,合外力为零,相互平衡的两个力,要大小相等、方向相反;摩擦力的方向都与物体相对于地面的运动趋势和运动方向相反。
17.【答案】静止(或匀速直线运动);1.8
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别
【解析】【解答】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。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。
【分析】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。
18.【答案】等于;等于
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】当物体静止在空中时,钢丝绳对物体的拉力和物体自身的重力是一对平衡力,由于物体的重力为1000N,则钢丝绳对物体的拉力也为1000N。当物体匀速运动上升时,钢丝绳对物体的拉力和物体自身的重力也是一对平衡力,所以钢丝绳对物体的拉力等于1000N。
【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,即物体处于平衡状态,此时物体受到的力为平衡力;相互平衡的两个力,要大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上。
19.【答案】40;35;不变
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】以物体甲为研究对象,甲物体在水平方向受到压力和墙壁的支持力,竖直方向受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,由于甲物体静止,因此这两对力都是平衡力,所以f甲=G甲=40N
物体甲受到的摩擦力为40N。以乙物体为研究对象,乙物体在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,水平方向受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力,由于乙匀速向右运动,因此拉力和摩擦力是一对平衡力,所以f乙=F乙=35N
物体乙受到的摩擦力为35N。若增大F甲,甲物体在竖直方向仍受力平衡,摩擦力仍等于物体重力,故物体甲受到的摩擦力不变。
【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,即物体处于平衡状态,此时物体受到的力为平衡力;相互平衡的两个力,要大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上。
20.【答案】解:如图所示:
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】根据牛顿第一定律,物体处于静止状态时,受到平衡力的作用,故物体所受到的另一个力F2与力F1大小相等,方向相反,沿同一直线作用在同一物体上,如图所示:
。
【分析】当物体处于静止状态时,受到平衡力的作用,二力平衡时,力的大小相等,方向相反,作用在同一直线上,同一物体上。
21.【答案】(1)大小相等;木块与桌面间存在摩擦力
(2)转动回来;在同一直线上
(3)B
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1)左盘和右盘同时放入等重的砝码,则木块左右两边所受的拉力的大小相等,能处于静止状态,所以能说明一对平衡力的大小相等。小明在实验时,放入左右盘的砝码并不等重,但木块仍能保持静止,是因为木块与桌面之间有摩擦,所以木块所受的左右两个拉力大小不等,但由于摩擦力的影响,还是能处于平衡状态。(2)将木块换成小车后,小车与桌面的摩擦力较小,小车所受的两个拉力大小虽然相等,但两个拉力的方向不在同一直线上,于是两个拉力让小车转回原位,所以二力平衡时,两个力大小要相等,方向也需要在同一直线上。(3)把木块换成弹簧测力计后,在左右盘中放入5N的砝码,则弹簧测力计所受的拉力为5N,所以其示数为5N,B选项正确。
【分析】(1)水平面上静止的物体,受到平衡力的作用,若两侧的拉力大小不相等,是因为受到摩擦力的作用;(2)二力平衡时,力的作用在同一直线上;(3)弹簧测力计示数是作用在弹簧测力计挂钩上的力。
22.【答案】(1)光滑;相等
(2)一条直线
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1)在做该实验时,为了防止摩擦力对实验造成影响,所以实验时,应将小车放在光滑的水平桌面上,然后向两端的小盘里加砝码,发现当两盘砝码质量相等时,小车静止,说明彼此平衡的两个力一定大小相等。(2)保持两盘砝码的质量相等,把小车在水平桌面上扭转一个角度,此时作用在小车的两个拉力不在同一直线上,放开手时,观察到小车发生转动,说明作用在同一辆小车上的彼此平衡的两个力一定作用在一条直线上。
【分析】物体在两个力的作用下处于平衡状态,那么这两个力需要满足大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上这四个条件,缺一不可;改变力的大小,可以通过加减砝码实现,改变力的方向,可以通过改变绳子的方向来实现,要探究是否作用在同一物体上,可以把中间的物体剪为两部分进行观察是否平衡。
23.【答案】(1)卡片;钩码个数
(2)不能;同一直线
(3)不能;同一物体
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1)实验中的研究对象是小卡片;实验中拉力的大小是通过钩码的数量来反映的。左右两边的滑轮可以改变力的方向,钩码对线的拉力大小等于钩码重力,在线的两端挂上钩码的作用是使两个拉力的方向相反,可通过调整钩码的数量来改变拉力的大小。(2)小华将小卡片转过一个角度,两个拉力不在同一直线上,其它都没改变,松手后纸片就会转动,所以设计此实验步骤的目的是为了探究:不在同一直线上的两个力能否平衡。(3)为了验证平衡力是否作用在同一物体上,应使两力分别作用在不同物体上,其它都不变,所以可以把纸片剪成两半,观察两个小卡片是否处于平衡状态。
【分析】(1)探究二力平衡时,通过改变物体两侧的钩码个数改变物体受到的拉力;(2)二力平衡时,力必须在同一直线上;(3)二力平衡时,必须是同一受力物体。
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