第2节 力的平衡
合力
1.一个重为6 N的小球由静止开始下落,小球运动过程中所受空气阻力为1 N,其受到的合力的大小和方向是 ( )
A.7 N,竖直向下 B.5 N,竖直向下
C.1 N,竖直向下 D.5 N,竖直向上
2.关于同一条直线上的两个分力F1、F2,以及它们的合力F,下列说法正确的是 ( )
A.两个分力F1、F2的作用效果一定和合力F的作用效果相同
B.合力和分力可能是实际存在的力
C.合力和分力同时作用在物体上
D.合力F一定大于任何一个分力
3.F1和F2是同一条直线上的两个力,它们的合力大小为10 N,方向向左。若F1的大小为15 N,下列说法正确的是 ( )
A.F2的大小可能是13 N
B.F2的大小一定是25 N
C.F2的方向一定向右
D.F2的方向可能向左,也可能向右
力的平衡
4.下列物体处于平衡状态的是 ( )
A.飞机加速上升
B.汽车关闭发动机后速度逐渐变慢
C. 匀速下落的雨滴
D.小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动
5.如图是投掷实心球的场景。下列情况中实心球受到平衡力作用的是 ( )
A.实心球在空中上升 B.实心球停在地面上
C.实心球在地上越滚越慢 D.实心球从空中下落
二力平衡的条件
6.如图所示,物体挂在弹簧测力计上,处于静止状态,下列说法正确的是 ( )
A.弹簧测力计对物体的拉力与物体对弹簧测力计的拉力是一对平衡力
B.物体受到的重力与物体对弹簧测力计的拉力是一对相互作用力
C.物体受到的拉力与物体受到的重力是一对平衡力
D.弹簧测力计对物体的拉力大于物体受到的重力
7.如图所示,在平直的地面上,一个人用20 N的沿水平方向的拉力,拉动小车向东做匀速直线运动,小车所受阻力的大小等于 N,阻力的方向向 (选填“西”或“东”)。
1.关于平衡力,下列说法中正确的是 ( )
A.物体在平衡力的作用下一定保持静止状态
B.运动的物体在平衡力的作用下一定保持匀速直线运动状态
C.物体受到重力和拉力的作用,这两个力方向相反,它们一定是平衡力
D.作用在物体上的两个力三要素完全相同,则两个力一定是平衡力
2.在平直的公路上有一辆小车匀速前进,下列说法正确的是 ( )
A.小车对地面的压力和地面对小车的支持力是一对平衡力
B.小车受到的重力和地面受到的压力是一对相互作用力
C.小车受到的重力和地面对小车的支持力是一对平衡力
D.地面对小车的支持力和小车受到的阻力是一对平衡力
3.如图所示是一辆静止在水平面上的小车,在其支架的杆上固定一个质量为m的小球,关于杆对小球作用力的描述,下列说法中正确的是 ( )
A.力的方向竖直向上,大小为mg
B.力的方向沿杆斜向上,大小为2mg
C.力的方向垂直于杆向上,大小为mg
D.力的方向沿杆和竖直方向之间的某一方向,大小为2mg
4.如图是小君同学在大课间活动时踢毽子的情景,毽子在运动过程中受到重力和空气阻力,以下对毽子上下飞舞时所受合力的分析正确的是 ( )
A.上升过程合力方向向上
B.在最高点时合力为零
C.在最高点时合力最小
D.上升过程合力大于下落过程合力
5.(五育文化)热爱劳动是中华民族的传统美德,班级大扫除中,总重为200 N的水桶静止在水平地面上,小华用150 N的力竖直向上提水桶时,此时水桶受到的合力为 ( )
A.0 N B.50 N
C.150 N D.350 N
6.吊车以2 m/s的速度将1×104 N的重物竖直向上匀速提起,这时钢索对重物的拉力大小是
N,若吊车改为4 m/s的速度使重物匀速下降,则钢索对重物的拉力大小是 N,方向 。
7.如图所示是小韦同学在“研究同一直线上、同方向两个力的合力”的实验中出现的情景,如图甲、乙,该同学在实验中使弹簧都从A点拉伸到同一点B,是为了使两次实验中力的作用效果
(选填“相同”或“不同”),这里用到了物理上 的研究方法;图甲中的测力计拉力F=
N。
8.如图所示,工件M随着水平传送带一起匀速向右移动,画出工件M的受力示意图(不计空气阻力)。
9.(科学探究)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甲所示,小华同学采用的实验装置如图乙所示。
(1)小明将系在小木块两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在两根线的自由端分别挂上钩码,使作用在小木块上的两个拉力方向相反,并通过调整 来改变拉力的大小,探究物体平衡的条件。
(2)如图乙所示,要想探究相互平衡的两个力是否作用在同一个物体上,接下来的操作应是 。
(3)同学们认为小华的实验方案优于小明的实验方案,其主要原因是 (填字母)。
A.小卡片是比较容易获取的材料
B.小卡片容易扭转
C.容易让小卡片在水平方向上保持静止
D.减小了阻力对实验结果的影响
(4)由力和运动的关系可知,当物体受力平衡时, (填字母)。
A.物体一定处于静止状态
B.物体的运动状态一定发生变化
C.物体可能处于静止状态,也可能处于匀速直线运动状态
【详解答案】
课堂达标
1.B 2.A 3.D 4.C 5.B 6.C
7.20 西
课后提升
1.B 解析:物体在平衡力的作用下,处于静止状态或匀速直线运动状态,故A错误;运动的物体在平衡力的作用下,一定保持匀速直线运动状态,故B正确;物体受到的拉力可能等于、小于或大于重力,所以拉力和重力不一定是平衡力,故C错误;两个力的三要素相同,由于力的方向相同,所以这两个力一定不是平衡力,故D错误。
2.C 解析:小车对地面的压力和地面对小车的支持力,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,但作用在不同的两个物体上,它们是一对相互作用力,故A错误;小车受到的重力和地面受到的压力,这两个力方向相同,不是一对相互作用力,故B错误;小车受到的重力和地面对小车的支持力,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一个物体上,是一对平衡力,故C正确,地面对小车的支持力的方向是竖直向上,小车受到的阻力沿水平方向,不在同一直线上,它们不是一对平衡力,故D错误。故选C。
3.A 解析:小球静止,所以小球处于平衡状态,受到平衡力的作用。在竖直方向上,小球受到竖直向下的重力,根据二力平衡的条件可知,必然有一个力来平衡这个重力,所以可以确定杆给小球一个竖直向上的力,这个力和重力大小相等,为mg。
4.D 解析:毽子在上升过程中受到竖直向下的重力和竖直向下的空气阻力,合力方向向下,故A错误;上升到最高点时,毽子的速度为0,此时毽子只受到重力作用,合力不为零,故B错误;上升到最高点时,此时毽子只受到重力作用,合力为重力大小,下落过程合力等于重力与空气阻力之差,所以在最高点时合力不是最小,故C错误;上升过程合力等于重力与空气阻力之和,下落过程合力等于重力与空气阻力之差,故上升过程合力大于下落过程合力,故D正确。故选D。
5.A 解析:由题意分析可知,水桶静止在地面上,处于平衡状态,所受合力为零。小华提水桶时,水桶受向下的重力、向上的拉力还有地面的支持力;因重力大于拉力,故小华无法将水桶提起,因此水桶还受地面的支持力,使合力为零。故选A。
6.1×104 1×104 竖直向上 解析:被钢索吊着的重物,受到竖直向上的拉力F和竖直向下的重力G的作用,重物匀速上升或匀速下降,都处于平衡状态,拉力和重力都是一对平衡力,大小相等、方向相反,所以两种情况中钢索对重物的拉力都为F=G=1×104 N,方向都是竖直向上。
7.相同 等效替代 3 解析:该实验中,力的作用效果是使弹簧伸长,即根据弹簧的伸长量来判断力的作用效果,因此研究同一直线上两个力的合力时,需要使弹簧都从A点拉伸到同一点B,是为了使两次实验中力的作用效果相同,在研究力F的作用效果与力F1、F2共同作用效果的关系时,这是等效替代法的应用。甲、乙中弹簧被拉伸到同一点,说明力F的作用效果与力F1、F2共同作用的效果相同,即力F是F1、F2的合力,且F1、F2在同一直线上、方向相同,故可以得出F=F1+F2=1 N+2 N=3 N。
8.如图所示:
9.(1)钩码个数 (2)将卡片从中间剪开 (3)D (4)C 解析:(1)小木块受到的两个拉力分别等于两端所挂钩码的重力,可以通过调整钩码的个数来改变拉力的大小;(2)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,下一步就是验证作用在不同物体上的两个力是否能平衡,做法就是把卡片变成两个物体,最简单的方法就是用剪刀将卡片剪开,观察两个更小的卡片是否平衡;(3)小华实验用的小卡片重力小,可以忽略,悬在空中不受阻力影响;小明实验用的小木块放在水平桌面上,和桌面之间存在阻力,阻力是不能消除的,实验要受到阻力影响,所以小华的实验方案好,故选D;(4)当物体受平衡力时,可以保持静止状态或匀速直线运动状态,故选C。