2023-2024学年人教版八年级物理下册同步训练基础卷:8.2 二力平衡
一、选择题
1.(2023八下·如东期中)下面关于力学现象的解释中正确的是( )
A.推门时离门轴越近,用力越大,说明力的作用效果与力的作用点有关
B.人用力推车,车未动,是因为推力小于摩擦力
C.小孩从滑梯上自行下滑,是因为他受到惯性的作用
D.绕操场匀速转动的玩具电动车处于平衡状态
【答案】A
【知识点】力的三要素及力的示意图;二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断
【解析】【解答】A.推门时离门轴越近,用力越大,说明力的作用效果与力的作用点有关,故A正确;
B.人用力推车,车未动,此时车处于静止状态,则它受到的摩擦力和推力相互平衡,即二者大小相等,故B错误;
C.小孩从滑梯上自行下滑,是因为重力的作用,故C错误;
D.绕操场匀速转动的玩具电动车,由于运动方向不断改变,因此运动状态改变,不处于平衡状态,故D错误。
故选A。
【分析】(1)根据对力的三要素的认识判断;
(2)根据二力平衡的知识判断;
(3)惯性是物体的一种性质,而不是力的作用;
(4)平衡状态包括:静止状态或匀速直线运动状态。
2.(2023·尤溪期末)赛龙舟是端午节的传统体育项目。赛龙舟时运动员奋力划桨,龙舟飞速前进。下列有关说法中不正确的是( )
A.以河岸为参照物,龙舟是运动的
B.龙舟到达终点不能马上停下来,是由于龙舟具有惯性
C.运动员奋力向后划桨,龙舟向前运动,说明力的作用是相互的
D.运动员向后划桨,桨对水施加的力和水对桨施加的力是一对平衡力
【答案】D
【知识点】惯性及其现象;平衡力的辨别;参照物及其选择
【解析】【解答】A.以河岸为参照物,龙舟有位置变化,是运动的,A不符合题意;
B.龙舟到达终点不能马上停下来,是由于龙舟具有惯性,继续保持原来的状态,B不符合题意;
C.运动员向后划桨时,对水有向后的力,水对龙舟有向前的力,舟向前运动,是力的作用是相互的,C不符合题意;
D.运动员向后划桨,桨对水施加的力和水对桨施加的力是力和反作用力,是一对相互作用的力,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】相对于参照物,有位置变化是运动的;惯性是物体继续保持原来状态的原因;物体间力的作用是相互的。
3.(2023九下·吉安期中)如图所示,叠放在一起的物体A、B,在F=10N的水平拉力作用下沿水平方向做匀速直线运动,则下列说法中正确的是( )
A.物体B受到的静摩擦力作用
B.物体A受到的滑动摩擦力与拉力F是一对相互作用力
C.地面对物体A的支持力与物体A所受的重力是一对平衡力
D.物体B所受的重力与物体A对物体B的支持力是一对平衡力
【答案】D
【知识点】力作用的相互性;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.根据图像,叠放在一起的物体A、B,在F=10N的水平拉力作用下沿水平方向做匀速直线运动,B和A间没有运动趋势,没有摩擦力,A不符合题意;
B.物体A受到的滑动摩擦力与拉力F作用在同一物体上,大小相等、方向相反,在同一直线上,是一对平衡力,B不符合题意;
C.由于A上有物体B,地面对物体A的支持力大小等于A、B的重力之和,大于A的重力,不是一对平衡力,C不符合题意;
D.物体B所受的重力与物体A对物体B的支持力作用在A上,大小相等,方向相反,是一对平衡力,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】二力平衡时,力的大小相等、方向相反、在同一物体上,同一直线上;物体间有运动趋势或相对运动时,产生摩擦力。
4.(2023·蚌山模拟)如图所示,桌面上有一块磁铁,让铁球从斜面上滚下后在水平桌面上滚动,以下说法中正确的是( )
A.磁铁与铁球没有接触,二者间就没有力的作用
B.小铁球从斜面滚下来后能继续在桌面上运动是由于受到惯性的作用
C.铁球在水平面桌上运动过程中,它受到的重力与支持力是一对平衡力
D.若水平桌面是绝对光滑的,滚下的铁球在水平面上将做匀速直线运动
【答案】C
【知识点】惯性及其现象;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.磁铁与铁球没有接触,但有磁力的作用,A不符合题意;
B.小铁球从斜面滚下来后能继续在桌面上运动是由于小球具有惯性,B不符合题意;
C.铁球在水平面桌上运动过程中,它受到的重力与支持力是一对平衡力,C符合题意;
D.若水平桌面是绝对光滑的,由于磁体的作用,滚下的铁球在水平面上不能做直线运动,D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】力可以改变物体的运动状态;磁体间不接触也有力的作用;惯性是物体继续保持原有状态的性质。
5.(2023九上·肇源期中)用电线挂在天花板上的电灯,静止时受到的力是一对平衡力的是( )
A.天花板对电线的拉力和电线对天花板的拉力
B.电灯对电线的拉力和电线对电灯的拉力
C.电线对电灯的拉力和电灯受到的重力
D.电灯对电线的拉力和电灯受到的重力
【答案】C
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【解答】挂在天花板上的电灯处于静止状态,受到电线的拉力和重力,力的大小相等、方向相反、在同一直线、同一物体上,两个力是平衡力,C符合题意;
故答案为:C.
【分析】静止的物体受到平衡力,二力平衡时,力的大小相等、方向相反、在同一直线,同一物体上。
6.(2023九上·海门期中)a、b两个弹簧测力计放在水平桌面上并相互钩在一起,在拉力F1、F2的作用下,两弹簧测力计静止示数如图所示,则下列分析错误的是( )
A.F1=F2=2N
B.两个弹簧测力计都受平衡力作用
C.实验说明相互作用的两个力大小相等
D.a和b受到的合力均为0N
【答案】A
【知识点】弹簧测力计及其使用;平衡力的辨别;力的合成与应用
【解析】【解答】A.弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为4N,故A错误;
BD.因为a和b都处于静止状态,所以都受平衡力作用,受到的合力均为零,故BD正确;
C.a对b的拉力和b对a的拉力是分别作用在两个测力计上,是一对相互作用力,a处于静止状态,所以受平衡力,a的示数是4N,说明b对a的拉力是4N,b处于静止状态,所以受平衡力,b的示数是4N,a对b的拉力是4N,故相互作用力大小相等,故C正确。
故选项为:A。
【分析】(1)根据弹簧测力计的分度值读数;
(2)物体处于静止或者匀速直线运动状态时,所受力一定为平衡力;方向相反的两个力的合力大小等于二力之差,所以物体受到平衡力时,合力为零;
(3)一对相互作用力的特点是:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。
7.(2023·江夏模拟)将小球竖直向上抛出后,每隔0.1秒的位置如图所示。假设小球运动至甲处时,所受所有外力都消失,则推测小球从甲处开始,其运动情况及每隔0.1秒的位置正确的是
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】牛顿第一定律;平衡状态的判断
【解析】【解答】当小球运动到甲位置时,速度大于上方位置的速度,由于外力消失,小球将以甲处的速度向上匀速直线运动,B符合题意。
故答案为:B.
【分析】运动的物体若不受外力的作用,匀速直线运动。
8.(2023九上·宝安开学考)水平地面上的一物体受到方向不变的水平推力的作用,的大小与时间的关系和物体的速度与时间的关系如图所示,以下说法正确的是( )
A.至秒,物体没有推动,是因为推力小于摩擦力
B.至秒,物体做匀速直线运动
C.至秒,物体受到的摩擦力是
D.至秒,物体受到的摩擦力是
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合
【解析】【解答】A.0至2s,物体没有推动,处于静止状态,受到平衡力,推力等于摩擦力,A不符合题意;
B.2至4s,物体的速度随时间增大而变大,在加速直线运动,B不符合题意;
CD.4至6s,物体在匀速直线运动,受到平衡力,推力为2N,摩擦力为2N;在2至4s时,当推力为3N时,压力和粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为2N,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】物体在静止和匀速直线运动时,受到平衡力的作用;物体受力不平衡时,运动状态会改变。
9.(2018·平邑模拟)某学习小组对一辆在平直公路上做直线运动的小车进行观测研究。他们记录了小车在某段时间内通过的路程与所用的时间,并根据记录的数据绘制了路程与时间的关系图象,如图所示。根据图象可以判断( )
A.0~5s内,小车的平均速度是0.4m/s
B.0~7s内,小车的平均速度是1.5m/s
C.2~5s内,小车受到的是非平衡力
D.5~7s内,小车受到的是非平衡力
【答案】A
【知识点】力与图象的结合
【解析】【解答】由图象知道,在0-5s的时间内小车运动的路程为2m,所以,小车5s内的平均速度是:v=s/t=2m/5s=0.4m/s,A符合题意;由图象知道,在0-7s的时间内小车运动的路程为6m,所以,小车在7s内的平均速度是:v=s/t=6m/7s≈0.86m/s,B不符合题意;由图象知道,在2~5s内小车运动的路程为0m,即小车是静止的,所以受到的是平衡力,C不符合题意;由图象,在5~7s内小车运动的路程和时间的图象是一条直线,小车做的是匀速直线运动,所以,受到的就是平衡力,D不符合题意,
故答案为:A。
【分析】结合图像,利用路程和时间的比值计算速度的大小,当物体受到平衡力时,处于平衡状态.
10.(2023八上·成都期中)物理学习过程中用到很多科学的研究方法。以下研究方法与研究通过乒乓球跳动的远近反映发声体振动幅度的大小的方法相同的是( )
A.探究平面镜成像规律时,选择两支相同的蜡烛进行实验
B.通过观察树叶的摆动程度反映风力的大小
C.探究声音传播的条件时,利用真空罩实验,越向外抽气声音越小
D.探究降落伞在空中滞留的时间与哪些因素有关
【答案】B
【知识点】探究二力平衡的条件;声音的传播条件;探究平面镜成像的特点
【解析】【解答】A.探究平面镜成像规律时,选择两支相同的蜡烛进行实验,是对比的方法,不符合题意
B.通过观察树叶的摆动程度反映风力的大小,属于转换法,符合题意
C.探究声音传播的条件时,利用真空罩实验,越向外抽气声音越小,属于理想实验法,不符合题意
D.探究降落伞在空中滞留的时间与哪些因素有关,是控制变量法,不符合题意
故选择B
【分析】先确定题意,研究通过乒乓球跳动的远近反映出振幅的大小的方法是转化法。再分析所给的实验采用的是哪种物理方法,分析比较即可
二、多选题
11.(2023·威海) 国家倡导全民健身,威海建设了许多体育主题公园。下列运动项目涉及到的物理知识描述正确的是( )
A.打羽毛球——羽毛球运动到最高点时,羽毛球受力不平衡
B.打篮球——投篮时篮球划过一条弧线,因为篮球受到重力作用
C.踢足球——踢出去的足球在草地上越滚越慢,因为足球的惯性越来越小
D.引体向上——手握单杠身体向上运动时,手对单杠的拉力大于单杠对手的拉力
【答案】A,B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断;力与运动的关系
【解析】【解答】A.羽毛球运动到最高点时,羽毛球只受到重力作用,因此受力不平衡,故A正确;
B.投篮时篮球划过一条弧线,即一边沿水平方向运动,一边向下运动,是因为篮球受到重力作用,故B正确;
C.踢出去的足球在草地上越滚越慢,因为足球受到地面的阻力作用,故C错误;
D.手握单杠身体向上运动时,手对单杠的拉力和单杠对手的拉力为一对相互作用力,那么二者大小相等,方向相反,故D错误。
故选AB。
【分析】A.对最高点时的羽毛球进行受力分析即可;
B.根据力与运动的关系判断;
C.惯性大小只与物体的质量大小有关;
D.根据相互作用力的原理判断。
12.(2023八下·南昌期中)如图甲所示,放在粗糙程度不变的水平地面上的物体,用方向不变的力F向右推物体,推力F的大小随时间的变化关系如图乙所示,物体的运动速度随时间的变化关系如图丙所示,下列说法正确的是( )
A.在t=3s时,物体受到的摩擦力为6N
B.在t=1s时,物体受到的摩擦力为2N
C.在2-4秒内物体做匀速直线运动
D.在4-6秒内物体处于平衡状态
【答案】B,D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合
【解析】【解答】A.在t=3s时,物体受到的摩擦力为4N,A不符合题意;
B.在t=1s时,物体受到的摩擦力为2N,B符合题意;
C.在2-4s内,物体做加速直线运动,C不符合题意;
D.在4-6s内,物体匀速直线运动,处于平衡状态,D符合题意。
故答案为:BD.
【分析】静止和匀速直线运动的物体受到平衡力,二力平衡时,力的大小相等;物体受到非平衡力,运动状态会改变。
三、填空题
13.(2018八下·大庆期末)一个木箱放在水平面上静止时,木箱受到的支持力与 力是一对平衡力。当木箱受到10 N的水平推力时,木箱未动,这时木箱受到的摩擦力为 N.
【答案】重;10
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】一个木箱放在水平面上静止时处于平衡状态,竖直方向上木箱受到的支持力与重力是一对平衡力;当木箱受到10 N的水平推力时,箱子未动,说明箱子处于静止状态,水平方向上所受的推力与摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知f=F推=10N。故答案为:重;10。
【分析】物体保持静止或匀速直线运动时,处于平衡状态,受到平衡力的作用。根据二力平衡条件可知摩擦力的大小。
14.(2023八下·南岗月考)如图是利用风洞模拟汽车高速运动时的情况,检测过程中轿车对地面的压力 车的重力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。此时,轿车对地面的压力和地面对轿车的支持力 相互作用的力。(选填“是”或“不是”)
【答案】小于;不是
【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】(1)风高速吹来时,由于此时汽车上面的空气流速大,故压强小,车下方的空气流速小,压强大,所以此时汽车受到向上的升力,对地面的压力小于自身的重力。
(2)轿车对地面的压力大小等于地面对轿车的支持力加上向上的浮力,它们大小不同,即它们不是一对相互作用力。
【分析】(1)流速越大压强越小。
(2)相互作用力的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同的物体上。
15.(2023九上·金堂月考)牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,经过进一步推理而概括出来的。其内容包括两个方面:
原来静止的物体,在不受外力作用时,总保持 ;
原来运动的物体,在不受外力作用时,总保持 。
【答案】静止;原来的速度做匀速直线运动
【知识点】平衡状态的判断
【解析】【解答】原来静止的物体,在不受外力作用时,总保持原来的静止状态;原来运动的物体,在不受外力作用时,总保持原来的速度做匀速直线运动。
【分析】物体不受力时,静止的物体继续保持静止状态,运动的物体继续匀速直线运动。
16.(2023八下·乌鲁木齐期末)如图甲所示,用力F将重为1.5N的水杯握在手中。F的大小与时间t的关系和水杯运动速度v与时间t的关系如图乙、丙所示。由图象可知当t=1s时,水杯处于 状态,水杯受到的摩擦力为 N;当t=5s时,水杯受到的摩擦力为 N;当t=3s时,水杯受到的摩擦力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)其重力.
【答案】静止;1.5;1.5;小于
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合
【解析】【解答】根据丙图,当t=1s时,水杯处于静止状态,此时水杯受到的重力和摩擦力是一对平衡力,水杯的重力为1.5N,此时的静摩擦力为1.5N;丙图中,当t=5s时,水杯在匀速直线运动,水杯受到的重力和摩擦力是一对平衡力,此时的摩擦力为1.5N;图丙中,当t=3s时,水杯在加速运动,受到非平衡力,此时水杯加速下滑,受到的摩擦力小于其重力。
【分析】静止和匀速直线运动时,物体受到平衡力,根据二力平衡条件判断,物体受到的摩擦力和重力是一对平衡力,大小相等。
17.(2023八下·乌鲁木齐期末)如图所示,甲图是小强在水平地面上向右沿直线推物体A,乙图是水平推力F随时间t变化的关系图象,丙图是物体A的速度v随时间t变化的关系象。则:0-1s内物体A受到的摩擦力为 N;1-2s内物体A受到的摩擦力为 N。
【答案】30;40
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合
【解析】【解答】根据丙图,0-1s内,物体处于静止状态,受到平衡力,根据乙图判断,推力为30N,此时的摩擦力为30N,根据二力平衡条件,物体A受到的摩擦力为30 N;在丙图中,2-3s内,物体在匀速直线运动,在乙图中,推力为40N,此时的摩擦力为40N,在1-2s内,由于压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,物体A受到的摩擦力为40N。
【分析】静止和匀速直线运动时,物体受到平衡力,二力平衡时,力的大小相等;当压力和接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力不变。
18.(2023八下·惠州期末)小明用水平力推水平地面上的物体,物体的图象如图所示,则物体在1s处于 状态,在第的速度是 ,在内通过的路程是 m。
【答案】静止;0.5;2
【知识点】平衡状态的判断;力与运动的关系;力与图象的结合
【解析】【解答】由图可知,在0~1s物体的速度为0,所以物体处于静止状态;
在1~4s,物体做匀速运动,速度为0.5m/s,由此可知第2s时物体运动的速度是0.5m/s;
在4~6s,物体做匀速运动,速度为1m/s,4~6s物体运动的路程s=vt=1m/s×2s=2m。
故答案是:静止;0.5m/s;2m。
【分析】由图可知,在0~1s物体的速度为0,由此可知物体静止不动;在1~4s,物体做匀速运动,速度为0.5m/s,由此可知第2s时物体运动的速度;在4~6s,物体做匀速运动,速度为1m/s,利用s=vt可求出4~6s物体运动的路程。
19.(2023八下·南岗月考)如图所示,用500N竖直向上的拉力去提放在水平面上重600N的物体,物体受到的合力大小为 N,当竖直向上的拉力增加到800N时,该物体 被提起(选填“能”或“不能”)。
【答案】0;能
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用
【解析】【解答】(1)物体受到向上的支持力和向上的拉力,受到向下的重力,此时物体处于静止状态,物体所受合力为0。
(2) 当竖直向上的拉力增加到800N时,向上的力大于重力,合力向上,物体能被提起。
【分析】(1)物体处于平衡状态时所受合力为0。
(2)物体受到向上的力大于向下的力,物体能被提起。
20.(2023九上·开福开学考) 在探究“二力平衡的条件”的实验中,小明同学采用的实验装置如图所示;
⑴实验时,小明发现当向左盘和向右盘同时加入一个相等的砝码时,木块处于静止状态。此时木块在水平方向受到两个力的作用,这两个力是平衡的。
⑵小明再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是 。这时木块在水平方向受到的力 选填“平衡”或“不平衡”要避免这种现象产生,请你对该实验装置提出改进意见: 。
【答案】木块受到向左的摩擦力;平衡;将木块换成小车,减小小车与桌面之间的摩擦力
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】探究二力平衡的条件的实验中,
(2)根据图像,把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时,木块受到向右的拉力较大,木块有向右的运动趋势,由于木块仍然处于静止状态,受到了平衡力的作用,木块受到向左的摩擦力;可将木块换成小车,减小小车与桌面之间的摩擦力,从而减小摩擦力对实验的影响。
【分析】(2)当物体受到向右的拉力较大时,产生运动趋势,静摩擦力时物体仍然受到平衡力,保持静止状态;滑动摩擦力变为滚动摩擦力时,摩擦力减小。
四、作图题
21.(2023八下·太康期中)如图,物体重20N,物体随传送带一起做匀速直线运动,画出物体A的受力示意图。
【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】 由于物体A和传送带一起匀速运动,相对静止,所以A不受摩擦力的作用,只受重力和支持力的作用;F=G=20N,如图所示:
。
【分析】物体受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力,这两个力是一对平衡力,大小相等,方向相反,且作用在同一直线上,作用点在物体的重心。
22.(2023·龙凤期中)在水平向右行驶的小车车厢,顶端用细线悬挂一小球,小车水平地板上放置一物块A,从某时刻起,发现小球向右(运动的同方向)摆动,如图所示,请画出此时物块A受力的示意图。
【答案】解:如图所示:
【知识点】弹力;力与图象的结合
【解析】【解答】
答案为
【分析】
发现小球向右(运动的同方向)摆动 说明校车减速,木块由于具有惯性会向右运动,所以受到向左的摩擦力。
五、实验探究题
23.(2023八下·大兴期中)小明在实验室探究二力平衡的条件时,进行了如下操作:①他将系于轻质长方形小卡片两个对角的细线分别跨过桌边上的定滑轮,在细线两端各挂上一个50g的钩码,使作用在小卡片上的两个拉力在同一直线上,如图甲所示,松手后发现小卡片能够保持静止状态;②然后他用手扭转卡片,使作用在小卡片的两个拉力仍然平行但不在同一直线上,如图乙所示,松手后发现小卡片不能保持原来的静止状态;③他再将细线的右端增加一个50g的钩码,仍使作用在小卡片上的两个拉力在同一直线上,如图丙所示,松手后发现小卡片不能保持静止状态。
(1) 根据①和②的操作和观察到的现象,可以得出初步结论:作用在同一物体上的两个力平衡时,这两个力的大小相等、方向相反、 ;
(2) 根据①和③的操作可知,小明探究的问题是 ;
(3)实验中选用轻质卡片的目的是 。
【答案】(1)作用在同一直线上
(2)二力平衡两个力的大小问题
(3)避免纸片自身重力对结果产生影响
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1)两边各挂一个50g的钩码,卡片保持静止,说明两个力大小相等,方向相反,扭转一个角度,卡片不能保持平衡,说明两个力要作用在同一直线上。
(2)在①和③的操作中可以发现,控制了在同一个物体上,同一直线上,方向相反,只有大小不一样,说明了是研究二力平衡两个力的大小问题。
(3)没有与桌面接触,避免了摩擦力对实验的影响,轻质小卡片,是为了避免卡片自身重力度实验的影响。
【分析】(1)二力平衡的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在同一物体上。
(2)通过控制变量法来研究两个力的大小不一样时,是否使物体保持平衡。
(3)小卡片质量较小,从而避免了重力对实验的影响。
六、计算题
24.(2023八下·南山期末)一个质量为0.5kg的小球被竖直上抛,小球在空中运动过程中所受阻力的方向始终与运动方向相反,且阻力f大小始终为0.2N。求:被抛在空中的小球竖直下落过程中所受合力F合的大小和方向。
【答案】解:解: 小球的重力
被扰在空中的小球盐直下落过程中所受合力
答: 合力的大小为 , 方向监直向下。
【知识点】重力及其大小的计算;力的合成与应用
【解析】【分析】①根据G=mg计算小球的重力;
②同一直线上二力的合成,方向相同用加法,方向相反用减法,据此分析解答。
七、综合题
25.(2023九上·清镇市月考)如图所示是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇。它的总质量约为,内部上层充满氦气,下层是空气,中间隔开。由于没有动力系统,它通过一条缆绳与地面的锚泊设备连接,利用自身的浮力和缆绳的拉力可以实现升空和驻空。能在低温、低压、高风速等恶劣环境中完成科学观测任务。在年月日凌晨点分,它从海拔的科考营地顺利升空,点分达到海拔空气稀薄的高空,超过珠峰的高度,创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录。
请回答下列问题:不计空气阻力,取,值不变
(1)浮空艇内的氦气密度 选填“大于”、“小于”或“等于”艇外空气密度。
(2)浮空艇所受重力为多少?
(3)无风时浮空艇驻停在某一高度,缆绳对它竖直向下的拉力为,则浮空艇受到浮力是多大?
(4)若浮空艇的质量和体积不变,请判断无风时浮空艇匀速上升的过程中缆绳的拉力大小如变化?并说明理由。
【答案】(1)小于
(2)浮空艇总质量约为,重力;
答:浮空艇所受重力约为;
(3)无风时浮空艇驻停在某一高度,受力平衡,向上浮力与向下的重力和拉力平衡,缆绳对它竖直向下的拉力为,则浮空艇受到浮力;
答:浮空艇受到浮力是;
(4)空艇在匀速直线上升过程中,受竖直向上的浮力、竖直向下的拉力、竖直向下的重力,处于平衡状态,受到平衡力的作用,由于空气密度减小,由得,浮力减小,所以缆绳的拉力会变小。
【知识点】密度及其特性;重力及其大小的计算;力的合成与应用
【解析】【解答】(1)浮空艇上升时,受到的重力小于向上的浮力,G(4)空艇在匀速直线上升过程中,受竖直向上的浮力、竖直向下的拉力、竖直向下的重力,处于平衡状态,受到平衡力的作用,由于空气密度减小,由F浮=ρ气gV排,浮力减小,所以缆绳的拉力会变小。
【分析】(1)物体密度小于环境密度,受到浮力而上升;
(2)根据G=mg,计算物体的重力;
(3)根据物体受到的重力和拉力,计算浮力;
(4)根据物体受到的拉力、浮力和重力,判断力的大小变化。
1 / 12023-2024学年人教版八年级物理下册同步训练基础卷:8.2 二力平衡
一、选择题
1.(2023八下·如东期中)下面关于力学现象的解释中正确的是( )
A.推门时离门轴越近,用力越大,说明力的作用效果与力的作用点有关
B.人用力推车,车未动,是因为推力小于摩擦力
C.小孩从滑梯上自行下滑,是因为他受到惯性的作用
D.绕操场匀速转动的玩具电动车处于平衡状态
2.(2023·尤溪期末)赛龙舟是端午节的传统体育项目。赛龙舟时运动员奋力划桨,龙舟飞速前进。下列有关说法中不正确的是( )
A.以河岸为参照物,龙舟是运动的
B.龙舟到达终点不能马上停下来,是由于龙舟具有惯性
C.运动员奋力向后划桨,龙舟向前运动,说明力的作用是相互的
D.运动员向后划桨,桨对水施加的力和水对桨施加的力是一对平衡力
3.(2023九下·吉安期中)如图所示,叠放在一起的物体A、B,在F=10N的水平拉力作用下沿水平方向做匀速直线运动,则下列说法中正确的是( )
A.物体B受到的静摩擦力作用
B.物体A受到的滑动摩擦力与拉力F是一对相互作用力
C.地面对物体A的支持力与物体A所受的重力是一对平衡力
D.物体B所受的重力与物体A对物体B的支持力是一对平衡力
4.(2023·蚌山模拟)如图所示,桌面上有一块磁铁,让铁球从斜面上滚下后在水平桌面上滚动,以下说法中正确的是( )
A.磁铁与铁球没有接触,二者间就没有力的作用
B.小铁球从斜面滚下来后能继续在桌面上运动是由于受到惯性的作用
C.铁球在水平面桌上运动过程中,它受到的重力与支持力是一对平衡力
D.若水平桌面是绝对光滑的,滚下的铁球在水平面上将做匀速直线运动
5.(2023九上·肇源期中)用电线挂在天花板上的电灯,静止时受到的力是一对平衡力的是( )
A.天花板对电线的拉力和电线对天花板的拉力
B.电灯对电线的拉力和电线对电灯的拉力
C.电线对电灯的拉力和电灯受到的重力
D.电灯对电线的拉力和电灯受到的重力
6.(2023九上·海门期中)a、b两个弹簧测力计放在水平桌面上并相互钩在一起,在拉力F1、F2的作用下,两弹簧测力计静止示数如图所示,则下列分析错误的是( )
A.F1=F2=2N
B.两个弹簧测力计都受平衡力作用
C.实验说明相互作用的两个力大小相等
D.a和b受到的合力均为0N
7.(2023·江夏模拟)将小球竖直向上抛出后,每隔0.1秒的位置如图所示。假设小球运动至甲处时,所受所有外力都消失,则推测小球从甲处开始,其运动情况及每隔0.1秒的位置正确的是
A. B. C. D.
8.(2023九上·宝安开学考)水平地面上的一物体受到方向不变的水平推力的作用,的大小与时间的关系和物体的速度与时间的关系如图所示,以下说法正确的是( )
A.至秒,物体没有推动,是因为推力小于摩擦力
B.至秒,物体做匀速直线运动
C.至秒,物体受到的摩擦力是
D.至秒,物体受到的摩擦力是
9.(2018·平邑模拟)某学习小组对一辆在平直公路上做直线运动的小车进行观测研究。他们记录了小车在某段时间内通过的路程与所用的时间,并根据记录的数据绘制了路程与时间的关系图象,如图所示。根据图象可以判断( )
A.0~5s内,小车的平均速度是0.4m/s
B.0~7s内,小车的平均速度是1.5m/s
C.2~5s内,小车受到的是非平衡力
D.5~7s内,小车受到的是非平衡力
10.(2023八上·成都期中)物理学习过程中用到很多科学的研究方法。以下研究方法与研究通过乒乓球跳动的远近反映发声体振动幅度的大小的方法相同的是( )
A.探究平面镜成像规律时,选择两支相同的蜡烛进行实验
B.通过观察树叶的摆动程度反映风力的大小
C.探究声音传播的条件时,利用真空罩实验,越向外抽气声音越小
D.探究降落伞在空中滞留的时间与哪些因素有关
二、多选题
11.(2023·威海) 国家倡导全民健身,威海建设了许多体育主题公园。下列运动项目涉及到的物理知识描述正确的是( )
A.打羽毛球——羽毛球运动到最高点时,羽毛球受力不平衡
B.打篮球——投篮时篮球划过一条弧线,因为篮球受到重力作用
C.踢足球——踢出去的足球在草地上越滚越慢,因为足球的惯性越来越小
D.引体向上——手握单杠身体向上运动时,手对单杠的拉力大于单杠对手的拉力
12.(2023八下·南昌期中)如图甲所示,放在粗糙程度不变的水平地面上的物体,用方向不变的力F向右推物体,推力F的大小随时间的变化关系如图乙所示,物体的运动速度随时间的变化关系如图丙所示,下列说法正确的是( )
A.在t=3s时,物体受到的摩擦力为6N
B.在t=1s时,物体受到的摩擦力为2N
C.在2-4秒内物体做匀速直线运动
D.在4-6秒内物体处于平衡状态
三、填空题
13.(2018八下·大庆期末)一个木箱放在水平面上静止时,木箱受到的支持力与 力是一对平衡力。当木箱受到10 N的水平推力时,木箱未动,这时木箱受到的摩擦力为 N.
14.(2023八下·南岗月考)如图是利用风洞模拟汽车高速运动时的情况,检测过程中轿车对地面的压力 车的重力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。此时,轿车对地面的压力和地面对轿车的支持力 相互作用的力。(选填“是”或“不是”)
15.(2023九上·金堂月考)牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,经过进一步推理而概括出来的。其内容包括两个方面:
原来静止的物体,在不受外力作用时,总保持 ;
原来运动的物体,在不受外力作用时,总保持 。
16.(2023八下·乌鲁木齐期末)如图甲所示,用力F将重为1.5N的水杯握在手中。F的大小与时间t的关系和水杯运动速度v与时间t的关系如图乙、丙所示。由图象可知当t=1s时,水杯处于 状态,水杯受到的摩擦力为 N;当t=5s时,水杯受到的摩擦力为 N;当t=3s时,水杯受到的摩擦力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)其重力.
17.(2023八下·乌鲁木齐期末)如图所示,甲图是小强在水平地面上向右沿直线推物体A,乙图是水平推力F随时间t变化的关系图象,丙图是物体A的速度v随时间t变化的关系象。则:0-1s内物体A受到的摩擦力为 N;1-2s内物体A受到的摩擦力为 N。
18.(2023八下·惠州期末)小明用水平力推水平地面上的物体,物体的图象如图所示,则物体在1s处于 状态,在第的速度是 ,在内通过的路程是 m。
19.(2023八下·南岗月考)如图所示,用500N竖直向上的拉力去提放在水平面上重600N的物体,物体受到的合力大小为 N,当竖直向上的拉力增加到800N时,该物体 被提起(选填“能”或“不能”)。
20.(2023九上·开福开学考) 在探究“二力平衡的条件”的实验中,小明同学采用的实验装置如图所示;
⑴实验时,小明发现当向左盘和向右盘同时加入一个相等的砝码时,木块处于静止状态。此时木块在水平方向受到两个力的作用,这两个力是平衡的。
⑵小明再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是 。这时木块在水平方向受到的力 选填“平衡”或“不平衡”要避免这种现象产生,请你对该实验装置提出改进意见: 。
四、作图题
21.(2023八下·太康期中)如图,物体重20N,物体随传送带一起做匀速直线运动,画出物体A的受力示意图。
22.(2023·龙凤期中)在水平向右行驶的小车车厢,顶端用细线悬挂一小球,小车水平地板上放置一物块A,从某时刻起,发现小球向右(运动的同方向)摆动,如图所示,请画出此时物块A受力的示意图。
五、实验探究题
23.(2023八下·大兴期中)小明在实验室探究二力平衡的条件时,进行了如下操作:①他将系于轻质长方形小卡片两个对角的细线分别跨过桌边上的定滑轮,在细线两端各挂上一个50g的钩码,使作用在小卡片上的两个拉力在同一直线上,如图甲所示,松手后发现小卡片能够保持静止状态;②然后他用手扭转卡片,使作用在小卡片的两个拉力仍然平行但不在同一直线上,如图乙所示,松手后发现小卡片不能保持原来的静止状态;③他再将细线的右端增加一个50g的钩码,仍使作用在小卡片上的两个拉力在同一直线上,如图丙所示,松手后发现小卡片不能保持静止状态。
(1) 根据①和②的操作和观察到的现象,可以得出初步结论:作用在同一物体上的两个力平衡时,这两个力的大小相等、方向相反、 ;
(2) 根据①和③的操作可知,小明探究的问题是 ;
(3)实验中选用轻质卡片的目的是 。
六、计算题
24.(2023八下·南山期末)一个质量为0.5kg的小球被竖直上抛,小球在空中运动过程中所受阻力的方向始终与运动方向相反,且阻力f大小始终为0.2N。求:被抛在空中的小球竖直下落过程中所受合力F合的大小和方向。
七、综合题
25.(2023九上·清镇市月考)如图所示是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇。它的总质量约为,内部上层充满氦气,下层是空气,中间隔开。由于没有动力系统,它通过一条缆绳与地面的锚泊设备连接,利用自身的浮力和缆绳的拉力可以实现升空和驻空。能在低温、低压、高风速等恶劣环境中完成科学观测任务。在年月日凌晨点分,它从海拔的科考营地顺利升空,点分达到海拔空气稀薄的高空,超过珠峰的高度,创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录。
请回答下列问题:不计空气阻力,取,值不变
(1)浮空艇内的氦气密度 选填“大于”、“小于”或“等于”艇外空气密度。
(2)浮空艇所受重力为多少?
(3)无风时浮空艇驻停在某一高度,缆绳对它竖直向下的拉力为,则浮空艇受到浮力是多大?
(4)若浮空艇的质量和体积不变,请判断无风时浮空艇匀速上升的过程中缆绳的拉力大小如变化?并说明理由。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】力的三要素及力的示意图;二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断
【解析】【解答】A.推门时离门轴越近,用力越大,说明力的作用效果与力的作用点有关,故A正确;
B.人用力推车,车未动,此时车处于静止状态,则它受到的摩擦力和推力相互平衡,即二者大小相等,故B错误;
C.小孩从滑梯上自行下滑,是因为重力的作用,故C错误;
D.绕操场匀速转动的玩具电动车,由于运动方向不断改变,因此运动状态改变,不处于平衡状态,故D错误。
故选A。
【分析】(1)根据对力的三要素的认识判断;
(2)根据二力平衡的知识判断;
(3)惯性是物体的一种性质,而不是力的作用;
(4)平衡状态包括:静止状态或匀速直线运动状态。
2.【答案】D
【知识点】惯性及其现象;平衡力的辨别;参照物及其选择
【解析】【解答】A.以河岸为参照物,龙舟有位置变化,是运动的,A不符合题意;
B.龙舟到达终点不能马上停下来,是由于龙舟具有惯性,继续保持原来的状态,B不符合题意;
C.运动员向后划桨时,对水有向后的力,水对龙舟有向前的力,舟向前运动,是力的作用是相互的,C不符合题意;
D.运动员向后划桨,桨对水施加的力和水对桨施加的力是力和反作用力,是一对相互作用的力,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】相对于参照物,有位置变化是运动的;惯性是物体继续保持原来状态的原因;物体间力的作用是相互的。
3.【答案】D
【知识点】力作用的相互性;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.根据图像,叠放在一起的物体A、B,在F=10N的水平拉力作用下沿水平方向做匀速直线运动,B和A间没有运动趋势,没有摩擦力,A不符合题意;
B.物体A受到的滑动摩擦力与拉力F作用在同一物体上,大小相等、方向相反,在同一直线上,是一对平衡力,B不符合题意;
C.由于A上有物体B,地面对物体A的支持力大小等于A、B的重力之和,大于A的重力,不是一对平衡力,C不符合题意;
D.物体B所受的重力与物体A对物体B的支持力作用在A上,大小相等,方向相反,是一对平衡力,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】二力平衡时,力的大小相等、方向相反、在同一物体上,同一直线上;物体间有运动趋势或相对运动时,产生摩擦力。
4.【答案】C
【知识点】惯性及其现象;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.磁铁与铁球没有接触,但有磁力的作用,A不符合题意;
B.小铁球从斜面滚下来后能继续在桌面上运动是由于小球具有惯性,B不符合题意;
C.铁球在水平面桌上运动过程中,它受到的重力与支持力是一对平衡力,C符合题意;
D.若水平桌面是绝对光滑的,由于磁体的作用,滚下的铁球在水平面上不能做直线运动,D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】力可以改变物体的运动状态;磁体间不接触也有力的作用;惯性是物体继续保持原有状态的性质。
5.【答案】C
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【解答】挂在天花板上的电灯处于静止状态,受到电线的拉力和重力,力的大小相等、方向相反、在同一直线、同一物体上,两个力是平衡力,C符合题意;
故答案为:C.
【分析】静止的物体受到平衡力,二力平衡时,力的大小相等、方向相反、在同一直线,同一物体上。
6.【答案】A
【知识点】弹簧测力计及其使用;平衡力的辨别;力的合成与应用
【解析】【解答】A.弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为4N,故A错误;
BD.因为a和b都处于静止状态,所以都受平衡力作用,受到的合力均为零,故BD正确;
C.a对b的拉力和b对a的拉力是分别作用在两个测力计上,是一对相互作用力,a处于静止状态,所以受平衡力,a的示数是4N,说明b对a的拉力是4N,b处于静止状态,所以受平衡力,b的示数是4N,a对b的拉力是4N,故相互作用力大小相等,故C正确。
故选项为:A。
【分析】(1)根据弹簧测力计的分度值读数;
(2)物体处于静止或者匀速直线运动状态时,所受力一定为平衡力;方向相反的两个力的合力大小等于二力之差,所以物体受到平衡力时,合力为零;
(3)一对相互作用力的特点是:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。
7.【答案】B
【知识点】牛顿第一定律;平衡状态的判断
【解析】【解答】当小球运动到甲位置时,速度大于上方位置的速度,由于外力消失,小球将以甲处的速度向上匀速直线运动,B符合题意。
故答案为:B.
【分析】运动的物体若不受外力的作用,匀速直线运动。
8.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合
【解析】【解答】A.0至2s,物体没有推动,处于静止状态,受到平衡力,推力等于摩擦力,A不符合题意;
B.2至4s,物体的速度随时间增大而变大,在加速直线运动,B不符合题意;
CD.4至6s,物体在匀速直线运动,受到平衡力,推力为2N,摩擦力为2N;在2至4s时,当推力为3N时,压力和粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为2N,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】物体在静止和匀速直线运动时,受到平衡力的作用;物体受力不平衡时,运动状态会改变。
9.【答案】A
【知识点】力与图象的结合
【解析】【解答】由图象知道,在0-5s的时间内小车运动的路程为2m,所以,小车5s内的平均速度是:v=s/t=2m/5s=0.4m/s,A符合题意;由图象知道,在0-7s的时间内小车运动的路程为6m,所以,小车在7s内的平均速度是:v=s/t=6m/7s≈0.86m/s,B不符合题意;由图象知道,在2~5s内小车运动的路程为0m,即小车是静止的,所以受到的是平衡力,C不符合题意;由图象,在5~7s内小车运动的路程和时间的图象是一条直线,小车做的是匀速直线运动,所以,受到的就是平衡力,D不符合题意,
故答案为:A。
【分析】结合图像,利用路程和时间的比值计算速度的大小,当物体受到平衡力时,处于平衡状态.
10.【答案】B
【知识点】探究二力平衡的条件;声音的传播条件;探究平面镜成像的特点
【解析】【解答】A.探究平面镜成像规律时,选择两支相同的蜡烛进行实验,是对比的方法,不符合题意
B.通过观察树叶的摆动程度反映风力的大小,属于转换法,符合题意
C.探究声音传播的条件时,利用真空罩实验,越向外抽气声音越小,属于理想实验法,不符合题意
D.探究降落伞在空中滞留的时间与哪些因素有关,是控制变量法,不符合题意
故选择B
【分析】先确定题意,研究通过乒乓球跳动的远近反映出振幅的大小的方法是转化法。再分析所给的实验采用的是哪种物理方法,分析比较即可
11.【答案】A,B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断;力与运动的关系
【解析】【解答】A.羽毛球运动到最高点时,羽毛球只受到重力作用,因此受力不平衡,故A正确;
B.投篮时篮球划过一条弧线,即一边沿水平方向运动,一边向下运动,是因为篮球受到重力作用,故B正确;
C.踢出去的足球在草地上越滚越慢,因为足球受到地面的阻力作用,故C错误;
D.手握单杠身体向上运动时,手对单杠的拉力和单杠对手的拉力为一对相互作用力,那么二者大小相等,方向相反,故D错误。
故选AB。
【分析】A.对最高点时的羽毛球进行受力分析即可;
B.根据力与运动的关系判断;
C.惯性大小只与物体的质量大小有关;
D.根据相互作用力的原理判断。
12.【答案】B,D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合
【解析】【解答】A.在t=3s时,物体受到的摩擦力为4N,A不符合题意;
B.在t=1s时,物体受到的摩擦力为2N,B符合题意;
C.在2-4s内,物体做加速直线运动,C不符合题意;
D.在4-6s内,物体匀速直线运动,处于平衡状态,D符合题意。
故答案为:BD.
【分析】静止和匀速直线运动的物体受到平衡力,二力平衡时,力的大小相等;物体受到非平衡力,运动状态会改变。
13.【答案】重;10
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】一个木箱放在水平面上静止时处于平衡状态,竖直方向上木箱受到的支持力与重力是一对平衡力;当木箱受到10 N的水平推力时,箱子未动,说明箱子处于静止状态,水平方向上所受的推力与摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知f=F推=10N。故答案为:重;10。
【分析】物体保持静止或匀速直线运动时,处于平衡状态,受到平衡力的作用。根据二力平衡条件可知摩擦力的大小。
14.【答案】小于;不是
【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】(1)风高速吹来时,由于此时汽车上面的空气流速大,故压强小,车下方的空气流速小,压强大,所以此时汽车受到向上的升力,对地面的压力小于自身的重力。
(2)轿车对地面的压力大小等于地面对轿车的支持力加上向上的浮力,它们大小不同,即它们不是一对相互作用力。
【分析】(1)流速越大压强越小。
(2)相互作用力的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同的物体上。
15.【答案】静止;原来的速度做匀速直线运动
【知识点】平衡状态的判断
【解析】【解答】原来静止的物体,在不受外力作用时,总保持原来的静止状态;原来运动的物体,在不受外力作用时,总保持原来的速度做匀速直线运动。
【分析】物体不受力时,静止的物体继续保持静止状态,运动的物体继续匀速直线运动。
16.【答案】静止;1.5;1.5;小于
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合
【解析】【解答】根据丙图,当t=1s时,水杯处于静止状态,此时水杯受到的重力和摩擦力是一对平衡力,水杯的重力为1.5N,此时的静摩擦力为1.5N;丙图中,当t=5s时,水杯在匀速直线运动,水杯受到的重力和摩擦力是一对平衡力,此时的摩擦力为1.5N;图丙中,当t=3s时,水杯在加速运动,受到非平衡力,此时水杯加速下滑,受到的摩擦力小于其重力。
【分析】静止和匀速直线运动时,物体受到平衡力,根据二力平衡条件判断,物体受到的摩擦力和重力是一对平衡力,大小相等。
17.【答案】30;40
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合
【解析】【解答】根据丙图,0-1s内,物体处于静止状态,受到平衡力,根据乙图判断,推力为30N,此时的摩擦力为30N,根据二力平衡条件,物体A受到的摩擦力为30 N;在丙图中,2-3s内,物体在匀速直线运动,在乙图中,推力为40N,此时的摩擦力为40N,在1-2s内,由于压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,物体A受到的摩擦力为40N。
【分析】静止和匀速直线运动时,物体受到平衡力,二力平衡时,力的大小相等;当压力和接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力不变。
18.【答案】静止;0.5;2
【知识点】平衡状态的判断;力与运动的关系;力与图象的结合
【解析】【解答】由图可知,在0~1s物体的速度为0,所以物体处于静止状态;
在1~4s,物体做匀速运动,速度为0.5m/s,由此可知第2s时物体运动的速度是0.5m/s;
在4~6s,物体做匀速运动,速度为1m/s,4~6s物体运动的路程s=vt=1m/s×2s=2m。
故答案是:静止;0.5m/s;2m。
【分析】由图可知,在0~1s物体的速度为0,由此可知物体静止不动;在1~4s,物体做匀速运动,速度为0.5m/s,由此可知第2s时物体运动的速度;在4~6s,物体做匀速运动,速度为1m/s,利用s=vt可求出4~6s物体运动的路程。
19.【答案】0;能
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用
【解析】【解答】(1)物体受到向上的支持力和向上的拉力,受到向下的重力,此时物体处于静止状态,物体所受合力为0。
(2) 当竖直向上的拉力增加到800N时,向上的力大于重力,合力向上,物体能被提起。
【分析】(1)物体处于平衡状态时所受合力为0。
(2)物体受到向上的力大于向下的力,物体能被提起。
20.【答案】木块受到向左的摩擦力;平衡;将木块换成小车,减小小车与桌面之间的摩擦力
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】探究二力平衡的条件的实验中,
(2)根据图像,把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时,木块受到向右的拉力较大,木块有向右的运动趋势,由于木块仍然处于静止状态,受到了平衡力的作用,木块受到向左的摩擦力;可将木块换成小车,减小小车与桌面之间的摩擦力,从而减小摩擦力对实验的影响。
【分析】(2)当物体受到向右的拉力较大时,产生运动趋势,静摩擦力时物体仍然受到平衡力,保持静止状态;滑动摩擦力变为滚动摩擦力时,摩擦力减小。
21.【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】 由于物体A和传送带一起匀速运动,相对静止,所以A不受摩擦力的作用,只受重力和支持力的作用;F=G=20N,如图所示:
。
【分析】物体受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力,这两个力是一对平衡力,大小相等,方向相反,且作用在同一直线上,作用点在物体的重心。
22.【答案】解:如图所示:
【知识点】弹力;力与图象的结合
【解析】【解答】
答案为
【分析】
发现小球向右(运动的同方向)摆动 说明校车减速,木块由于具有惯性会向右运动,所以受到向左的摩擦力。
23.【答案】(1)作用在同一直线上
(2)二力平衡两个力的大小问题
(3)避免纸片自身重力对结果产生影响
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1)两边各挂一个50g的钩码,卡片保持静止,说明两个力大小相等,方向相反,扭转一个角度,卡片不能保持平衡,说明两个力要作用在同一直线上。
(2)在①和③的操作中可以发现,控制了在同一个物体上,同一直线上,方向相反,只有大小不一样,说明了是研究二力平衡两个力的大小问题。
(3)没有与桌面接触,避免了摩擦力对实验的影响,轻质小卡片,是为了避免卡片自身重力度实验的影响。
【分析】(1)二力平衡的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在同一物体上。
(2)通过控制变量法来研究两个力的大小不一样时,是否使物体保持平衡。
(3)小卡片质量较小,从而避免了重力对实验的影响。
24.【答案】解:解: 小球的重力
被扰在空中的小球盐直下落过程中所受合力
答: 合力的大小为 , 方向监直向下。
【知识点】重力及其大小的计算;力的合成与应用
【解析】【分析】①根据G=mg计算小球的重力;
②同一直线上二力的合成,方向相同用加法,方向相反用减法,据此分析解答。
25.【答案】(1)小于
(2)浮空艇总质量约为,重力;
答:浮空艇所受重力约为;
(3)无风时浮空艇驻停在某一高度,受力平衡,向上浮力与向下的重力和拉力平衡,缆绳对它竖直向下的拉力为,则浮空艇受到浮力;
答:浮空艇受到浮力是;
(4)空艇在匀速直线上升过程中,受竖直向上的浮力、竖直向下的拉力、竖直向下的重力,处于平衡状态,受到平衡力的作用,由于空气密度减小,由得,浮力减小,所以缆绳的拉力会变小。
【知识点】密度及其特性;重力及其大小的计算;力的合成与应用
【解析】【解答】(1)浮空艇上升时,受到的重力小于向上的浮力,G(4)空艇在匀速直线上升过程中,受竖直向上的浮力、竖直向下的拉力、竖直向下的重力,处于平衡状态,受到平衡力的作用,由于空气密度减小,由F浮=ρ气gV排,浮力减小,所以缆绳的拉力会变小。
【分析】(1)物体密度小于环境密度,受到浮力而上升;
(2)根据G=mg,计算物体的重力;
(3)根据物体受到的重力和拉力,计算浮力;
(4)根据物体受到的拉力、浮力和重力,判断力的大小变化。
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