8.2 二力平衡 能力提高练习
一、单选题
1.如图所示,用两根长度相同的细线系住两质量分别为m、2m的小球a、b。若在a球上加水平向左的外力F,在b球上加水平向右的外力F,则平衡后的状态为( )
A. B. C. D.
2.“嫦娥”三号着陆器以较小的速度,沿如图a直线方向匀速降落。此时,喷气方向是( )
A.沿a方向向下 B.沿a方向向上
C.竖直向下 D.竖直向上
3.图示为小张测量体重时的情景,静止时体重计对他的支持力为F1,他对体重计的压力为F2,他受到的重力为G,则( )
A.F2与G是一对平衡力 B. F1与F2是一对平衡力
C. F1与F2是一对相互作用力 D.F1与G是一对相互作用力
4.如图所示,物体A和B的重力分别为10N和6N,不计弹簧秤和细线的重力及一切摩擦,则弹簧秤的计数为
A.4N B.6N C.10N D.16N
5.对于静止在桌面上的书来说,下列各组力属于平衡力的是( )
A.书受到的重力和书对桌面的压力
B.桌子受到的重力与地面对桌子的支持力
C.书对桌面的压力和桌面对书的支持力
D.书受到的重力和桌面对书的支持力
6.如图所示,人用绳子拉着木块在水平地面上做匀速直线运动。在该过程中,下列说法中正确的是( )
A.木块受到地面的摩擦力和绳子对木块的拉力是一对平衡力
B.木块受到的重力和地面对木块的支持力是一对平衡力
C.木块对地面的压力和地面对木块的支持力是一对相互作用力
D.木块对绳子的拉力和人对绳子的拉力是一对相互作用力
7.如图所示,北京冬奥会比赛项目中相关物理知识描述正确的是( )
A. 谷爱凌夺冠决赛中完美旋转时,她受到惯性的作用
B. 苏翊鸣完成单板转体,他上升到最高点时受平衡力作用
C. 武大靖蹬地加速通过弯道,是由于力改变了他的运动状态
D. 柳鑫宇和王诗玥以如图造型滑行时,王诗玥相对于柳鑫宇是运动的
8.如图甲所示,四旋翼无人机下方用细绳悬挂一个重物,当无人机带着重物匀速直线上升时,无人机和重物的受力情况如图乙所示,下列分析正确的是( )
A.和是一对相互作用力
B.和是一对平衡力
C.若无人机水平匀速飞行时,悬挂重物的细绳不会偏离竖直方向
D.若无人机竖直上升时细绳突然断裂,重物会立即竖直下落
9.如图所示,一轻质弹簧(即重力不计),上端挂在铁架台的水平横杆上,下端挂一重为G的小球并保持静止。图中分别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
10.如图所示,小红站在商场匀速向上运动的自动扶梯上,她受到的力有( )
A.重力和支持力
B.重力、支持力和水平向右的摩擦力
C.重力、支持力和水平向左的摩擦力
D.重力、支持力和斜向上的摩擦力
11.为确定厚度均匀、形状不规则的平板状物体的重心位置,某同学将该物体上的A点悬挂在细线上,用铅笔在物体上画出细线的延长线AB,如图甲所示。再将该物体上的C点悬挂在细线上,用铅笔在物体上画出细线的延长线CD,CD和AB的交点为E,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.当图甲中的物体静止时,细线对物体的拉力和物体的重力是一对相互作用力
B.当图甲中的物体静止时,细线对物体拉力的方向和物体所受重力的方向不在一条直线上
C.图乙中E点是物体的重心
D.若将图乙中该物体上的F点悬挂在细线上,细线的延长线不通过E点
二、填空题
12.如图所示,质量 2kg 的植保无人机悬停空中,无人机受到的升力是 N,升力的施力物体是 。(g 取 10N/kg)
13.某同学用绳系住重力为2N的物体使其沿竖直方向缓慢地做匀速直线运动。若不计空气阻力,第一次拉着物体以速度v1匀速上升时,绳对物体的拉力为 N,第二次拉着此物体以速度v2匀速下降,若,则绳对物体的拉力 (选填“大于”或“小于”或“等于”)2N,方向为 。
14.一辆行驶的汽车车厢里挂着一个小球.当出现了如图所示的情景时,汽车在做 (选填“加速”、“匀速”或“减速’)运动.此时绳子对球的拉力和球受到的重力 (选填“是”、“不是”或“可能是”)一对平衡力.
15.联欢会上,小明请大家做一个游戏:左脚和左侧身体紧贴墙面站立静止,如图所示,然后右脚抬离地面,若能使身体仍然保持静止不动者获胜。你认为抬起右脚后,人 (选填“能”或“不能”)保持静止不动,原因是 。
16.如图所示为某班教室中悬挂的电扇。根据二力平衡知识已知,电扇未开启时,天花板对吊扇的拉力 电扇的重力,电扇开启正常工作时,天花板对吊扇的拉力 电扇的重力(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
17.某同学在站在升降电梯里受电梯的支持力为F和重力为G,当电梯从底层由静止开始向上加速时,F G;当电梯向上减速停下来时,F G,当电梯在较高楼层由静止向下加速运动时,F G;当电梯向下减速停下来时,F G。(>/=/<)。上述四种情况属于 (是/非)平衡状态。
18.某次演练中,直升飞机悬停于高空,一伞兵(含伞)跳伞后竖直降落,其速度v与时间t的关系如图所示,在0~t1内,伞兵受到的重力 (选填“<”“=”或“>”)阻力;在 (选填“t1~t2”或“t2~t3”)内,伞兵受到的阻力保持不变,此时受到的重力 (选填“<”“=”或“>”)阻力。某运动员用头顶回远处飞来的足球,说明力可以改变物体的 。
三、作图题
19.如图甲所示是某景区奇观,图乙是其简化图,O点为上方巨石的重心。请在图乙画出上方巨石受到支持力的示意图。
20.如图,质量为0.2 kg的小球A用钢管固定在小车的支架上,小车向左做匀速直线运动,不计空气阻力,请画出小球A的受力示意图并标出力的大小。(g取10 N/kg)
21.如图,货物随传送带一起水平向右做匀速直线运动,画出该货物的受力示意图
( )
四、实验题
22.如图甲所示,这是小明探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)如果物体只受两个力作用,且处于静止状态或 状态,说明这两个力是相互平衡的;
(2)小明将系于小卡片(不计自重)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 (选填“相同”或“相反”),并通过调整钩码个数来改变拉力大小;
(3)当小卡片平衡时,小明将小卡片扭转过一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡,由此实验步骤可知只有作用在 的两个力才能平衡;
(4)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小明下一步操作是 ;
A.左右各加一个钩码 B.把卡片剪成两半 C.把卡片扭转一个角度
(5)在探究同一问题时,小华将木块放在水平桌面上,设计了图乙所示的实验,同学们认为小明的实验装置优于小华。最主要原因是 ;
A.可减少摩擦力对实验的影响 B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小车在水平方向保持平衡 D.小卡片容易扭转
(6)小丽在做实验时,左右支架上装配两个滑轮时没有安装在相同的高度,如图丙所示,你认为小丽的装置 进行实验(选填“能”或“不能”)。
23.某实验小组利用如图甲所示的实验装置做“探究二力平衡的条件”实验时小海同学设计了如图乙所示的实验方案。
(1)比较图甲和图乙两种方案, (选填“甲”或“乙”)方案更合理。原因是: ;
(2)桌面两端定滑轮的作用是 ;
(3)实验中,通过调整左右两个托盘中砝码的 来改变力F1和F2的大小,小海发现当左盘和右盘加入的砝码相同时,小车处于静止状态,说明一对平衡力必须满足大小 、方向 的条件;
(4)如图甲所示,当左右两端同时挂两个钩码时,小车静止,此时F1、F2的大小 ,方向 ;
(5)某次实验中,当左盘放入稍大一点的砝码时,两个拉力大小不同,但小车仍处于静止状态,产生这一现象的原因可能是小车受到 的影响;
(6)在图甲实验的基础上,将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放,观察小车的运动状态,这样做的目的是为了探究两个平衡的力是否作用在 ;
(7)为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上,小明用轻质硬纸片代替小车做实验,如下图所示,他将要对硬纸片进行的操作是 ;
(8)小明同学完成课本的实验后,提出了一个问题后猜想:只受一个力作用的物体也能保持平衡状态。为了验证猜想,他将一小球用一根细线悬挂起来,如下图所示,剪断细线后小球下落,由实验可知,小明的猜想是 (选填“正确”或“错误”)的。
五、计算题
24.如图是一辆质量为2t的油罐运输车,运输车装满油的总质量为30t,在平直公路上匀速行驶时,受到的阻力为总重的0.2倍,求:
(1)运输车空载时的自重;
(2)运输车装满油后,地面对运输车的支持力;
(3)运输车的牵引力的大小。
25.竖直向上抛出一个重为6牛的物体(物体在空中运动时受到空气阻力总跟运动方向相反,大小不变),已知该物体在下降过程中所受的重力与空气阻力的合力是2.5牛,求
(1)求下降过程中该物体受到的空气阻力f,并写出f的方向。
(2)求上升过程中该物体所受的重力与空气阻力的合力F,并写出F的方向。
六、综合题
26.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)做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?
参考答案:
1.A
2.C
3.C
4.B
5.D
6.C
7.C
8.C
9.D
10.A
11.C
12. 20N 空气
13. 2 等于 竖直向上
14. 加速 不是
15. 不能 人的重心居中,右脚抬起时,左脚所受支持力与重力不在同一直线上,无法平衡
16. 等于 小于
17. > < < > 非
18. > t2~t3 = 运动状态
19.
20.
21.
22. 匀速直线运动 相反 不能 同一直线 B A 能
23. 甲 甲图可以最大限度减小小车与桌面间的摩擦力对实验结果的影响 改变力的方向 数量 相等 相反 相等 相反 摩擦力 同一条直线上 将纸片剪开,观察此时纸片能否保持平衡状态 错误
24.解:(1)运输车的质量为吨,运输车空载时自重
(2)运输车装满油后的总重为
在竖直方向上车静止,与是一对平衡力
(3)由题意知道,在平直公路上匀速行驶时,受到的摩擦力
在水平方向上运输车在平直的公路上匀速行驶,与是一对平衡力,大小相等,则汽车的牵引力的大小
答:(1)运输车空载时自重为;
(2)地面对汽车的支持力为;
(3)汽车的牵引力的大小为。
25.解:(1)因物体在空中运动时受到空气阻力总跟运动方向相反,所以物体下降时,受到的空气阻力方向竖直向上。物体受到重力的方向竖直向下,则物体所受到的合力有
该物体受到的空气阻力
(2)物体上升时,受到竖直向下的重力,由于物体在空中运动时受到空气阻力总跟运动方向相反,所以还受到竖直向下的空气阻力。则物体所受的重力与空气阻力的合力
如果两个力的方向相同,则合力的方向与这两个力的方向相同;若两个力的方向相反,则合力的方向与较大的力的方向相同。由于物体所受的重力与空气阻力的方向都竖直向下,因此这两个力的合力方向竖直向下。
答:(1)下降过程中该物体受到的空气阻力为3.5N,方向为竖直向上;
(2)上升过程中物体所受的重力与空气阻力的合力为9.5N,方向竖直向下。
26.(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.