9.1 二力平衡
一、平衡状态:
1.运动状态不变:物体处于静止和匀速直线运动 状态,物体的运动状态不改变:2.平衡状态:物体受到几个力作用时,如果保持静止,和匀速直线运动 状态;物体处于平衡状态;
3.平衡力:物体处于平衡状态时,受到的力叫平衡力:
4.说明:
(1)速度为0时,物体不一定处于平衡状态(例如:物体上抛以及单摆运动到最顶点时):(2)匀速运动(速度大小不变的运动)也不一定是平衡状态(例如:速圆周运动)
二、二力平衡:
1.二力平衡的条件:(同物、等大、反向、共线)
作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反、并且在同一直线上
这两个力就彼此平衡。
2.二力平衡条件的应用:
(1)根据受力情况判断物体的运动状态:
①当物体不受任何力作用时,物体总保持静止状态或匀速直线运动状态;②当物体受平衡力作用时,物体总保持静止状态或匀速直线运动状态:③当物体受非平衡力作用时,物体的运动状态一定发生改变。
练一练
一、单选题
1.下列运动中,处于平衡状态的是( )
A.随摩天轮一起匀速转动的游客 B.加速追赶猎物的猎豹
C.下落的苹果 D.平直轨道上匀速行驶的列车
2.针对静止在水平桌面上的文具盒,小军进行了下列分析,其中正确的是( )
A.文具盒受到重力、桌面的支持力和桌面压力的作用
B.文具盒受到的重力与桌面对文具盒的支持力是平衡力
C.文具盒对桌面的压力与桌面对文具盒的支持力是平衡力
D.因为文具盒处于静止状态,所以它不具有惯性
3.如图所示,人沿水平方向拉牛但没有拉动,其中说法正确的是( )
A.绳拉牛的力小于地面对牛的摩擦力
B.绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力
C.地面对牛的支持力和牛对地面的压力是一对平衡力
D.人拉绳的力与绳拉牛的力是一对平衡力
4.如图是苏宁物流正式投放的无人快递车,这是全国首个送货到家的无人车,也是国内首个实现室内室外场景无缝切换的无人车, 关于快递车下列说法正确的是( )
A.无人快递车匀速转弯时运动状态不变
B.无人快递车的轮子有凹凸不平的花纹是为了减小摩擦
C.无人快递车行驶过程中以快递车为参照物货物是运动的
D.无人快递车匀速直线行驶时,受到的力是平衡力
5.小明同学在“探究滑动摩擦力与哪些因素有关”的实验时,用弹簧测力计匀速拉动木块,如下图甲所示,图乙是他两次拉动同一木块得到的速度随时间变化的图像.下列说法正确的是( )
A.两次木块受到的拉力相等
B.两次木块的动能一样多
C.木块第一次受到的摩擦力较大
D.两次拉力对木块做的功一样多
6.橡皮泥具有取材方便、容易变形、可重复使用和价格便宜等特点,是一种理想的物理实验材料。如图是一件静置在水平展台上用橡皮泥制成的艺术品,则艺术品受到的重力和支持力( )
A.大小相等 B.支持力较大
C.重力较大 D.是一对相互作用力
7.如图所示用手握住酒瓶,使瓶口朝上竖直静止在手中,下列说法正确的是( )
A.手握酒瓶的力增大,瓶子所受的摩擦力不变
B.酒瓶能静止在手中,是由于手对酒瓶的握力大于酒瓶的重力
C.酒瓶能静止在手中,是由于手对酒瓶的握力等于酒瓶的重力
D.手握酒瓶的力增大,瓶子所受的摩擦力也增大
8.我们在观看体育频道的围棋节目时,发现棋子在竖直放置的棋盘上保持静止,如图所示,下列说法中正确的是( )
A.棋子受到的重力与棋盘对棋子的吸引力是一对平衡力
B.棋子受到的吸引力与棋盘受到的吸引力是一对平衡力
C.棋子对棋盘的吸引力与棋盘对棋子的吸引力是相互作用力
D.棋子受到的重力与棋盘对棋子的摩擦力是相互作用力
二、填空题
9.如图所示,用水平拉力F拉动物体A在水平地面上向右匀速运动,物体B静止不动,弹簧测力计的示数为2N,则B对A的摩擦力大小为 N,方向水平 。
10.小明用50N的水平力把重20N的木块压在竖直墙面上,使木块静止不动,此时木块受到的摩擦力大小是 N,若木块原来处于匀速下滑过程中,减小压力,木块受到的摩擦力将 。(“变大”“不变”或“变小”)
11.如图是“测量滑动摩擦力大小”的实验装置示意图。
(1)采用图甲所示的实验装置测量木块与长木板之间的摩擦力时,发现很难控制弹簧测力计示数的稳定,其原因是很难保持木块做 运动;
(2)为了解决上述问题,小宇将实验装置改成图乙所示。无论怎么拉动长木板,木块相对桌面都处于 状态。当水平拉动木板,待测力计示数稳定后,测力计A的示数为3.0N,测力计B的示数为1.8N,则木块受到的滑动摩擦力大小为 N。
12.如图所示是宇航员王亚平在太空中用小球、细线和固定支架做的一个实验:她将小球拉到一定高度并拉直细线,放手后发现小球悬停在空中,然后轻轻拨动小球,小球便不停的绕O点转动,小球在转动过程中受到的力是 选填“平衡力”或“非平衡力”);若转动中突然剪断细线,小球将会做 运动。
13.如图所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示,由图像可知:当t=1s时,物体受到的摩擦力为 N;第4-6秒内物体通过的距离是 m;当t=3s时,摩擦力为 N。
三、实验题
14.小凤按如下步骤完成探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验:
(1)实验时,应让弹簧测力计拉着A物体沿水平方向做 运动;
(2)由 两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)实验后小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小鸣设计了如丁图所示的实验装置,该装置的优点是不需要长木板做匀速直线运动。实验中小鸣发现:当F为3N时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,则长木板B受到地面的摩擦力大小为 N。
15.在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小明用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三个实验。
(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计水平 拉动木块;
(2)甲、乙两个实验说明滑动摩擦力的大小与 有关; 两个实验说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
(3)小明认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,于是他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,这种做法是正确的还是错误的? ,理由是: ;
(4)同学们在老师的指导下对实验装置进行改进,发现用如图丁所示的方式测量滑动摩擦力效果更好。图丁实验中 (选填“一定”、“不一定”)要匀速拉动长木板;
(5)图甲实验中,在操作过程中还发现,弹簧测力计不沿水平方向拉动时(图戊所示),也可以使物块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,此过程中,弹簧测力计对物块的拉力 物块受到的滑动摩擦力(选填“等于”或“不等于”)。此时物块受到的滑动摩擦力将 (选填“大于”、“等于”或“小于”)甲图中的滑动摩擦力。
四、计算题
16.一辆汽车车身和所载货物总重为2.2×105N,在平直的公路上匀速行驶5分钟,通过的路程为9km,已知汽车所受阻力大小是汽车总重的0.05倍,求:
(1)汽车行驶的时速;
(2)汽车的质量;
(3)汽车受到的牵引力。
17.如图所示,一飞艇在空中受到的最大举力为2.5×104N,它最多可吊起2t的货物,则它自身的质量是多少?(g取10N/kg)
参考答案:
1.D
2.B
3.B
4.D
5.A
6.A
7.A
8.C
9. 2 向左
10. 20 变小
11. 匀速直线 静止 1.8
12. 非平衡力; 匀速直线。
13. 2 4
4
14. 匀速 甲丙 1.8
15. 匀速直线 压力大小 甲、丙 错误 没有控制压力大小相同 不一定 不等于 小于
16.(1)108km/h;(2)22000kg;(3)11000N
17.500kg