初中物理八年级下册期中复习05:二力平衡

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名称 初中物理八年级下册期中复习05:二力平衡
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2021-04-01 15:02:41

文档简介

初中物理八年级下册期中复习05:二力平衡
一、单选题
1.(2021·泗阳模拟)如图,某同学连续用脚蹬地,滑板车在水平路面加速前进,停止蹬地后,滑板车慢慢停下来。关于图中滑板车的运动,下列说法正确的是(  )
A.物体的运动离不开力
B.滑板车运动的速度越大,惯性越大
C.停止蹬地后,滑板车受的支持力与滑板车及人的总重力是一对平衡力
D.用脚蹬地时,该脚所受摩擦力方向向后
2.(2020八上·上海期末)一支铅笔放在水平桌面上处于静止,下列哪对力是平衡力(  )
A.铅笔受到的重力与桌面对铅笔的支持力
B.铅笔受到的重力与铅笔对桌面的压力
C.铅笔对桌面的压力与桌面对铅笔的支持力
D.铅笔受到的重力与桌子受到的重力
3.(2020八上·奉贤期末)用5牛的水平压力把重为2牛的黑板擦压在竖直的黑板上,黑板擦处于静止状态。若将水平压力增加到8牛,则此时黑板擦所受的摩擦力大小为(  )
A.2牛 B.3牛 C.5牛 D.8牛
4.(2020九上·自贡开学考)物体A重10N,现用一光滑棒对A施加一水平力F=20N,将A压在竖直墙壁上,A保持静止状态。则A的右表面所受摩擦力的大小和方向为(  )
A.10N,竖直向上 B.10N,竖直向下
C.20N,竖直向上 D.20N,竖直向下
5.(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
6.(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
7.(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
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·临沂)2019年12月17日,我国第一艘国产航母山东舰(如图)在海南三亚某军港交付海军,下列说法正确的是(  )
A.停在静止航母上的舰载机受力平衡
B.相对航母,起飞的舰载机是静止的
C.舰载机起飞时,空气浮力大于重力
D.舰载机起飞后,航母所受浮力增大
二、填空题
11.(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”)
12.(2020·广元)如图所示,重为50N物体静止在水平桌面上,物体受到的支持力和   是一对平衡力。当物体受到水平向右、大小为15N的拉力F时,物体刚好向右做匀速直线运动,此时物体受到的摩擦力为    N;当拉力F为18N时,物体向右做加速运动,此时物体受到的摩擦力为    N。
13.(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。
14.(2020八下·溧阳期末)小明在科技馆参观时看到一个磁悬浮地球仪,他发现当地球仪静止时可以悬浮在底座上方(如图所示)。设地球仪重为G,忽略空气浮力,该地球仪受底座施加的磁力的方向为   ,磁力的大小为   。当小明用恒力沿竖直方向将地球仪压下一些后,地球仪仍静止且此时受磁力为F,则小明所施加力的大小为   。
15.(2020八下·姜堰期末)小明在探究影响滑动摩擦力大小因素时,用如图所示的方式测量滑动摩擦力的大小,这样操作的错误是   ;纠正错误后,应拉动弹簧测力计使木块做   运动;若在木块上再放一个砝码,则木块运动时受到的滑动摩擦力将   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
16.(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、实验探究题
17.(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
18.(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。
19.(2020八下·北京期末)如图所示是物理兴趣小组的同学在“研究二力平衡条件”的实验,以下是他们的实验过程:
(1)把木块放在水平桌面上,向两端的小盘里加砝码,发现当两盘砝码质量相等时,木块静止。当左侧放400g砝码,右侧放500g砝码时,小木块也保持静止状态,经过分析是木块受到摩擦力的作用,则摩擦力的大小为   N。(g取 ),并在相应位置画出图甲中木块水平方向受力图   。
(2)为了解决这个问题,将木块换成小车,如图乙所示。小车处于静止后,保F1与F2相等,将小车扭转到如图丙所示的位罝,松手后,小车将扭转回来;这一步骤说明二力平衡时,要满足两个力在   上的条件。
20.(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】C
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【解答】A.物体的运动不需要力来维持,A不符合题意;
B.滑板车惯性的大小只与它的质量有关,与速度无关,B不符合题意;
C.在竖直方向上进行受力分析,地面对滑板车的支持力与滑板车及人的总重力是一对平衡力,C符合题意;
D.用脚蹬地时,该脚所受摩擦力方向向前,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。
2.【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A.铅笔受到的重力与桌面对铅笔的支持力符合二力平衡的条件,所以是一对平衡力,所以A选项正确;
B.铅笔受到的重力与铅笔对桌面的压力作用在两个物体上,所以不是平衡力,所以B选项错误;
C.压力和支持力是相互作用力,所以C选项错误;
D.铅笔受到的重力与桌子受到的重力作用在两个物体上,所以不是一对平衡力,所以D选项错误.
故答案为:A。
【分析】同一物体受到大小相等、方向相反、在同一直线上的力,是平衡力。
3.【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】在竖直方向上,黑板擦只受到了重力和摩擦力,且黑板擦一直处于静止状态,故摩擦力的大学一直等于重力,为2N,A选项正确。
故答案为:A。
【分析】根据二力平衡的特性,力的大小相等,方向相反,在同一直线上,可以计算力的大小。
4.【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】物体A在竖直方向上受到竖直向下的重力G=10N和竖直向上的摩擦力f,由于物体A静止,所以物体A处于平衡状态,由平衡条件得f=G=10N
故答案为:A。
【分析】物体在竖直方向平衡,重力与摩擦力等大反向。
5.【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。
6.【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。
7.【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。
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】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断
【解析】【解答】A.停在静止航母上的舰载机处于静止状态,受到的合力为0,受力平衡,A符合题意;
B.相对航母,起飞的舰载机与航母之间有位置的变化,是运动的,B不符合题意;
C.起飞时,由于机翼的特殊形状,机翼上面的空气流动速度快,压强小,产生向上的升力,此升力大于重力,飞机才能够上升;飞机不是利用浮力升空的,C不符合题意;
D.航母静止在水面上,处于漂浮状态,浮力等于重力;舰载机起飞后,航母的重力减小,则所受浮力减小,D不符合题意。
故答案为:A。
【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】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。
12.【答案】重力;15;15
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别
【解析】【解答】重为50N物体静止在水平桌面上,物体受到的支持力和重力是一对平衡力。用大小为15N的力水平向左拉物体,物体向左做匀速直线运动,物体发生了相对运动,此时属于滑动摩檫力,则有f=F=15N
摩擦力的方向与拉力方向相反,即摩擦力方向水平向右。因为影响滑动摩檫力的因素是压力的大小和接触面的粗糙程度没有发生变化,因此当把拉力F增大为18N时,则物体受到的摩擦力仍为15N。
【分析】根据物体的状态,判断物体的受力情况;静止的物体受到平衡力的作用,根据平衡力的特点可处理此题。
13.【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。
14.【答案】竖直向上;G;F–G
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】当地球仪静止时可以悬浮在底座上方时,根据二力平衡条件,在竖直方向受到向下的重力、向上的磁力作用,二者大小相等,故磁力的大小为G。当小明用恒力沿竖直方向将地球仪压下一些后,地球仪仍静止且此时受磁力为F,此时在竖直方向根据平衡状态,小明所施加力的大小为F外力=F–G
【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。
15.【答案】拉力不在水平方向;匀速直线;变大
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】用如图所示的方式测量滑动摩擦力的大小,这样操作的错误是拉力不在水平方向,测量结果不准确。根据二力平衡条件,应拉动弹簧测力计使木块做匀速直线运动;若在木块上再放一个砝码,物体对接触面的压力增大,故木块运动时受到的滑动摩擦力将变大。
【分析】水平匀速拉动物体,弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力大小。两个物体之间的摩擦力与接触面粗糙程度、压力有关,当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
16.【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。
17.【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。
18.【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。
19.【答案】(1)1;
(2)同一直线上
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1)木块静止处于平衡状态,则摩擦力大小为
甲中物块受到水平向左的拉力F1与摩擦力f,向右的拉力F2 如图所示
;(2)将小车扭转到如图丙所示的位罝,松手后小车受力不平衡因而发生转动,直至两力再次作用在同一直线上,小车受力平衡处于静止状态,说明二力平衡要满足二力作用在同一直线上。
【分析】(1)根据物体的质量计算重力;二力平衡时,物体受到方向相反的拉力;(2)二力平衡时,二力作用在同一直线上。
20.【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。
1 / 1初中物理八年级下册期中复习05:二力平衡
一、单选题
1.(2021·泗阳模拟)如图,某同学连续用脚蹬地,滑板车在水平路面加速前进,停止蹬地后,滑板车慢慢停下来。关于图中滑板车的运动,下列说法正确的是(  )
A.物体的运动离不开力
B.滑板车运动的速度越大,惯性越大
C.停止蹬地后,滑板车受的支持力与滑板车及人的总重力是一对平衡力
D.用脚蹬地时,该脚所受摩擦力方向向后
【答案】C
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【解答】A.物体的运动不需要力来维持,A不符合题意;
B.滑板车惯性的大小只与它的质量有关,与速度无关,B不符合题意;
C.在竖直方向上进行受力分析,地面对滑板车的支持力与滑板车及人的总重力是一对平衡力,C符合题意;
D.用脚蹬地时,该脚所受摩擦力方向向前,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。
2.(2020八上·上海期末)一支铅笔放在水平桌面上处于静止,下列哪对力是平衡力(  )
A.铅笔受到的重力与桌面对铅笔的支持力
B.铅笔受到的重力与铅笔对桌面的压力
C.铅笔对桌面的压力与桌面对铅笔的支持力
D.铅笔受到的重力与桌子受到的重力
【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A.铅笔受到的重力与桌面对铅笔的支持力符合二力平衡的条件,所以是一对平衡力,所以A选项正确;
B.铅笔受到的重力与铅笔对桌面的压力作用在两个物体上,所以不是平衡力,所以B选项错误;
C.压力和支持力是相互作用力,所以C选项错误;
D.铅笔受到的重力与桌子受到的重力作用在两个物体上,所以不是一对平衡力,所以D选项错误.
故答案为:A。
【分析】同一物体受到大小相等、方向相反、在同一直线上的力,是平衡力。
3.(2020八上·奉贤期末)用5牛的水平压力把重为2牛的黑板擦压在竖直的黑板上,黑板擦处于静止状态。若将水平压力增加到8牛,则此时黑板擦所受的摩擦力大小为(  )
A.2牛 B.3牛 C.5牛 D.8牛
【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】在竖直方向上,黑板擦只受到了重力和摩擦力,且黑板擦一直处于静止状态,故摩擦力的大学一直等于重力,为2N,A选项正确。
故答案为:A。
【分析】根据二力平衡的特性,力的大小相等,方向相反,在同一直线上,可以计算力的大小。
4.(2020九上·自贡开学考)物体A重10N,现用一光滑棒对A施加一水平力F=20N,将A压在竖直墙壁上,A保持静止状态。则A的右表面所受摩擦力的大小和方向为(  )
A.10N,竖直向上 B.10N,竖直向下
C.20N,竖直向上 D.20N,竖直向下
【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】物体A在竖直方向上受到竖直向下的重力G=10N和竖直向上的摩擦力f,由于物体A静止,所以物体A处于平衡状态,由平衡条件得f=G=10N
故答案为:A。
【分析】物体在竖直方向平衡,重力与摩擦力等大反向。
5.(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。
6.(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。
7.(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。
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·临沂)2019年12月17日,我国第一艘国产航母山东舰(如图)在海南三亚某军港交付海军,下列说法正确的是(  )
A.停在静止航母上的舰载机受力平衡
B.相对航母,起飞的舰载机是静止的
C.舰载机起飞时,空气浮力大于重力
D.舰载机起飞后,航母所受浮力增大
【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断
【解析】【解答】A.停在静止航母上的舰载机处于静止状态,受到的合力为0,受力平衡,A符合题意;
B.相对航母,起飞的舰载机与航母之间有位置的变化,是运动的,B不符合题意;
C.起飞时,由于机翼的特殊形状,机翼上面的空气流动速度快,压强小,产生向上的升力,此升力大于重力,飞机才能够上升;飞机不是利用浮力升空的,C不符合题意;
D.航母静止在水面上,处于漂浮状态,浮力等于重力;舰载机起飞后,航母的重力减小,则所受浮力减小,D不符合题意。
故答案为:A。
【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。
二、填空题
11.(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。
12.(2020·广元)如图所示,重为50N物体静止在水平桌面上,物体受到的支持力和   是一对平衡力。当物体受到水平向右、大小为15N的拉力F时,物体刚好向右做匀速直线运动,此时物体受到的摩擦力为    N;当拉力F为18N时,物体向右做加速运动,此时物体受到的摩擦力为    N。
【答案】重力;15;15
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别
【解析】【解答】重为50N物体静止在水平桌面上,物体受到的支持力和重力是一对平衡力。用大小为15N的力水平向左拉物体,物体向左做匀速直线运动,物体发生了相对运动,此时属于滑动摩檫力,则有f=F=15N
摩擦力的方向与拉力方向相反,即摩擦力方向水平向右。因为影响滑动摩檫力的因素是压力的大小和接触面的粗糙程度没有发生变化,因此当把拉力F增大为18N时,则物体受到的摩擦力仍为15N。
【分析】根据物体的状态,判断物体的受力情况;静止的物体受到平衡力的作用,根据平衡力的特点可处理此题。
13.(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。
14.(2020八下·溧阳期末)小明在科技馆参观时看到一个磁悬浮地球仪,他发现当地球仪静止时可以悬浮在底座上方(如图所示)。设地球仪重为G,忽略空气浮力,该地球仪受底座施加的磁力的方向为   ,磁力的大小为   。当小明用恒力沿竖直方向将地球仪压下一些后,地球仪仍静止且此时受磁力为F,则小明所施加力的大小为   。
【答案】竖直向上;G;F–G
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】当地球仪静止时可以悬浮在底座上方时,根据二力平衡条件,在竖直方向受到向下的重力、向上的磁力作用,二者大小相等,故磁力的大小为G。当小明用恒力沿竖直方向将地球仪压下一些后,地球仪仍静止且此时受磁力为F,此时在竖直方向根据平衡状态,小明所施加力的大小为F外力=F–G
【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。
15.(2020八下·姜堰期末)小明在探究影响滑动摩擦力大小因素时,用如图所示的方式测量滑动摩擦力的大小,这样操作的错误是   ;纠正错误后,应拉动弹簧测力计使木块做   运动;若在木块上再放一个砝码,则木块运动时受到的滑动摩擦力将   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】拉力不在水平方向;匀速直线;变大
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】用如图所示的方式测量滑动摩擦力的大小,这样操作的错误是拉力不在水平方向,测量结果不准确。根据二力平衡条件,应拉动弹簧测力计使木块做匀速直线运动;若在木块上再放一个砝码,物体对接触面的压力增大,故木块运动时受到的滑动摩擦力将变大。
【分析】水平匀速拉动物体,弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力大小。两个物体之间的摩擦力与接触面粗糙程度、压力有关,当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
16.(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、实验探究题
17.(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。
18.(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。
19.(2020八下·北京期末)如图所示是物理兴趣小组的同学在“研究二力平衡条件”的实验,以下是他们的实验过程:
(1)把木块放在水平桌面上,向两端的小盘里加砝码,发现当两盘砝码质量相等时,木块静止。当左侧放400g砝码,右侧放500g砝码时,小木块也保持静止状态,经过分析是木块受到摩擦力的作用,则摩擦力的大小为   N。(g取 ),并在相应位置画出图甲中木块水平方向受力图   。
(2)为了解决这个问题,将木块换成小车,如图乙所示。小车处于静止后,保F1与F2相等,将小车扭转到如图丙所示的位罝,松手后,小车将扭转回来;这一步骤说明二力平衡时,要满足两个力在   上的条件。
【答案】(1)1;
(2)同一直线上
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1)木块静止处于平衡状态,则摩擦力大小为
甲中物块受到水平向左的拉力F1与摩擦力f,向右的拉力F2 如图所示
;(2)将小车扭转到如图丙所示的位罝,松手后小车受力不平衡因而发生转动,直至两力再次作用在同一直线上,小车受力平衡处于静止状态,说明二力平衡要满足二力作用在同一直线上。
【分析】(1)根据物体的质量计算重力;二力平衡时,物体受到方向相反的拉力;(2)二力平衡时,二力作用在同一直线上。
20.(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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