[第七章 第三节 力的平衡]
一、选择题
1.下列情景中,受到平衡力的是 ( )
A.加速行驶的汽车
B.正在荡秋千的小朋友
C.教室内悬挂的静止的日光灯
D.绕地球匀速运行的卫星
2.如图所示的情景中的两个力,彼此平衡的是 ( )
3.(2021安徽)如图所示,小雯在做家务劳动时,用平行于水平地面的力推沙发,沙发有相对地面运动的趋势,但它没有被推动。在上述过程中 ( )
A.地面对沙发没有摩擦力的作用
B.人对沙发的推力与地面对沙发的摩擦力大小相等
C.人对沙发的推力与沙发对人的推力是一对平衡力
D.沙发受到的重力与地面对沙发的支持力是一对相互作用力
4.(2020安徽)如图甲所示,一轻质弹簧(即重力不计),上端挂在铁架台的水平横杆上,下端挂一重力为G的小球并保持静止。图乙中分别画出了该状态下小球和弹簧的受力示意图。下列判断正确的是 ( )
A.G与F3是一对平衡力
B.G与F3是一对相互作用力
C.F1与F2是一对平衡力
D.F1与F2是一对相互作用力
5.(2021天津)在平直的路面上,一个人沿水平方向用20 N的力推一辆重力为150 N的小车匀速向西运动,则小车所受阻力的大小和方向分别为 ( )
A.20 N,向西
B.20 N,向东
C.150 N,向西
D.150 N,向东
6.(2020宜昌)如图所示,用4 N的水平推力把重2 N的物理书压在竖直黑板上静止,下列说法正确的是 ( )
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4 N
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
7.(2021贺州)如图所示,甲、乙叠放在一起,它们静止在水平地面上,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
二、填空题
8.如图所示,轻绳以1 m/s的速度将重力为200 N的重物匀速向上提起,这时轻绳对重物的拉力大小为F1;若重物以2 m/s的速度匀速下降,此时轻绳对重物的拉力大小为F2,则F1
(选填“>”“=”或“<”)F2。
9.(2020巴中)如图所示,物体甲的质量为0.7 kg,物体乙恰好水平向右匀速直线运动,则物体乙受到的摩擦力f= N。若要使物体乙水平向左匀速直线运动,则需给乙施加一个大小为 N、方向水平向左的力。(不计绳重及滑轮摩擦,g取10 N/kg)
三、实验探究题
10.如图甲所示是小明探究“二力平衡条件”的实验装置。(不计托盘重、绳重及滑轮摩擦)
(1)实验中用小车代替木块作为研究对象的目的是 。
(2)实验中通过改变砝码的 来探究二力大小对物体平衡的影响。
(3)当小车处于静止状态或 状态时,我们便可认为它受到的力是相互平衡的。
(4)小明发现:同时向左盘和右盘加入一个相等质量的砝码时,小车处于静止状态。此时,他总结出二力平衡的条件之一:两个力的大小相等。这种做法 (选填“科学”或“不科学”),原因是 。
(5)将小车扭转一定角度,松手后,发现小车扭转后又恢复原状,这说明两个力必须作用在
上,物体才能平衡。
(6)进一步实验,得出二力平衡的完整条件是 。
(7)某次实验时,在左盘放入2 N的砝码,右盘放入1.5 N的砝码时,小车静止,此时小车受到的
(选填“可能是”“是”或“不是”)平衡力。这个现象与二力平衡条件不完全相符,你认为产生此现象的原因可能是 ,小车受到的这个力的大小应该是 N,方向 。
(8)利用如图图乙所示的实验器材,也可以完成该实验。在实验中应使用 (选填“轻”或“重”)卡片。
11.(2021丹东)如图甲所示,在粗糙水平地面上向右运动的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,水平拉力F与时间t的关系图像如图图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系图像如图图丙所示。由图像可知,当t=4 s时,物体受到的摩擦力为 N;当t=6 s时,物体处于
(选填“匀速”“变速”或“静止”)状态,此时物体受到的摩擦力为 N。
答案
第七章 第三节 力的平衡
1.C
2.D 图A中两个力虽然作用在同一物体上,但是不在同一直线上,且方向不相反,不符合二力平衡的条件。图B中两个力作用在同一物体上,但是大小不相等,不符合二力平衡的条件。图C中两个力没有作用在同一个物体上,不符合二力平衡的条件。图D中两个力作用在同一物体上,大小相等、方向相反,作用在同一直线上,符合二力平衡的条件,故D正确。
3.B 用平行于水平地面的力推沙发,沙发有相对地面运动的趋势,地面对沙发有静摩擦力的作用,A错误;人对沙发的推力与地面对沙发的摩擦力是一对平衡力,大小相等,B正确;人对沙发的推力与沙发对人的推力作用在两个不同的物体上,是一对相互作用力,C错误;沙发受到的重力与地面对沙发的支持力是一对平衡力,D错误。
4.D G与F3这两个力没有作用在同一个物体上,所以不是一对平衡力,故A错误;G的施力物体是地球,受力物体是小球,F3的施力物体是水平横杆,受力物体是弹簧,所以G与F3不是一对相互作用力,故B错误;F1是弹簧拉动小球的力,F2是小球拉动弹簧的力,这两个力是一对相互作用力,故C错误、D正确。
5.B 沿水平方向用20 N的力推一辆重力为150 N的小车匀速向西运动,小车受到的推力和摩擦力是一对平衡力,二者大小相等、方向相反,所以小车所受阻力的大小为20 N,方向向东,故B正确。
6.D 书对黑板的压力与黑板对书的支持力,没有作用在同一物体上,不是一对平衡力,故A错误。物理书压在竖直黑板上静止,在竖直方向上进行受力分析可知,竖直方向上物理书受到的摩擦力与重力平衡,摩擦力大小等于重力,即f=G=2 N,故B错误。根据受力分析可知,竖直方向上物理书受到的摩擦力与重力平衡,摩擦力大小等于重力,方向与重力方向相反,即摩擦力的方向竖直向上,故C错误。书受到两对平衡力的作用:书在竖直方向上,受到的重力和摩擦力是一对平衡力;水平方向上受到的压力和支持力是一对平衡力,故D正确。
7.D 甲受到的重力与甲对乙的压力是作用在不同物体上的两个力,且方向相同,所以不是一对平衡力,故A错误;乙受到的重力与地面对乙的支持力是作用在同一物体上的两个力,大小不相同,所以不是一对相互作用力,故B错误;甲受到的重力与乙对甲的支持力是作用在同一物体上的两个力,所以不是一对相互作用力,故C错误;甲受到的重力与乙对甲的支持力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上,所以是一对平衡力,故D正确。
8.= 轻绳以1 m/s的速度将重力为200 N的重物匀速向上提起时,轻绳对重物的拉力和物体的重力是一对平衡力,所以拉力F1=G=200 N;当货物以2 m/s的速度匀速下降时,轻绳对重物的拉力和物体的重力也是一对平衡力,所以拉力F2=G=200 N,即F1=F2。
9.7 14 物体甲通过定滑轮拉着物体乙向右做匀速直线运动,物体乙水平方向上受到水平向右,大小为F'=G甲=m甲g=0.7 kg×10 N/kg=7 N的拉力和水平向左的滑动摩擦力作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,所以滑动摩擦力是f=F'=7 N。对物体乙施加一个水平向左的拉力F,使物体乙向左做匀速直线运动,物体乙水平方向上受到水平向左的拉力F、水平向右的滑动摩擦力、水平向右的拉力F',三个力平衡,所以F=F'+f=7 N+7 N=14 N。
10.(1)减小摩擦力对实验的影响
(2)质量
(3)匀速直线运动
(4)不科学 只由一次实验就得出的结论具有偶然性,应进行多次实验
(5)同一直线
(6)作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上
(7)是 小桌与桌面间存在摩擦力 0.5 水平向右
(8)轻
11.4 静止 3 由图丙可知,在2~3 s时物体做匀速直线运动,此时水平方向上的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,二者大小相等,由图乙可知,此时的拉力为4 N,则滑动摩擦力的大小为4 N;当t=6 s时,由图丙可知,物体的速度为零,物体处于静止状态,则物体受到的静摩擦力与拉力是一对平衡力,二者大小相等,此时的拉力为3 N,所以物体受到的摩擦力为3 N。