8.2《力的平衡》 筑基提能同步分层练习设计(能力提升版) 初中物理八年级下册(教科版2024)
一、单选题
1.(2024八下·北京市期中)2022年北京冬奥会自由式滑雪大跳台项目决赛上中国选手获得金牌。如图所示,当运动员静止站立在水平领奖台上时,下列分析正确的是( )
A.领奖台的重力和地面对领奖台的支持力是一对平衡力
B.领奖台的重力与领奖台对运动员的支持力是相互作用力
C.运动员的重力与领奖台对运动员的支持力是一对平衡力
D.运动员对领奖台的压力与地面对领奖台的支持力是相互作用力
2.(2024八下·新洲期中)在如图所示实验中,让小铁球从斜面顶端由静止滚下,沿着它的运动方向放一个磁体,观察到它在水平桌面上加速运动的轨迹如图甲中虚线所示;再次将小铁球从斜面顶端由静止滚下,在它运动路径的侧旁放一个磁体,观察到它在水平桌面上运动的轨迹如图乙中虚线所示。由上述实验现象得出的下述结论中,不正确的是( )
A.力可以改变小铁球的运动状态
B.力的方向会影响力的作用效果
C.两次实验中,小铁球在运动过程中都受平衡力的作用
D.磁铁吸引小铁球时,磁铁与水平桌面之间有摩擦力的作用
3.(2024八下·滦南期末)如图所示,用水平向左的压力,将重为的物体压在竖直墙面上静止不动。下列说法正确的是( )
A.与是一对平衡力
B.物体只受重力和压力
C.增大物体可能会沿墙面下滑
D.墙对物体的支持力与水平压力是一对平衡力
4.(2024八下·重庆市期中) 水平桌面上有不同材料的物体A、B。如图甲,A在的作用下向左做匀速直线运动;如图乙,A、B用轻绳水平连接,在和共同作用下一起向右做匀速直线运动。水平拉力、。对图乙中各力的判断一定正确的是( )
A.桌面对A的摩擦力方向向右 B.B与桌面的摩擦力大小为2N
C.A与桌面的摩擦力大小为6N D.A、B间绳子的拉力大小为6N
5.(2024八下·泰兴期中)小明利用烧杯和水将弹簧测力计(量程为0~5N、分度值为0.1N)制作成“密度计”,先用弹簧测力计测量出空烧杯的重力为1N,将水加至“标记”处,如图乙所示。再用弹簧测力计测量出烧杯和水的总重力为3N,然后将此弹簧测力计改为密度计。使用时液体每次均加至烧杯中标记处,用弹簧测力计测出其密度。下列说法正确的是( )
①该密度计量程为0~4g/cm3
②该密度计可鉴别密度差异不小于
③该密度计刻度是不均匀的
④若仅将“标记“下移,则该密度计的量程将变大
A.②③④ B.①②③ C.②④ D.①④
6.(2024八下·香洲月考) 在光滑水平面上一物块由图示位置冲向轻质弹簧,直到弹簧压缩到最短。则该过程中对于物块的运动描述正确的是( )
A.先加速后减速 B.先匀速后减速
C.先减速后匀速 D.一直减速运动
7.如图4.220所示,一质量为m的金属球与一细杆连接在一起,细杆的另一端用铰链铰于墙上较低位置,球下面垫一木板,木板放在光滑水平地面上,球与板间的滑动摩擦因数为μ,下面说法中正确的有( )。
A.用水平力将木板向右匀速拉出时,拉力F=μmg
B.用水平力将木板向右匀速拉出时,拉力F<μmg
C.用水平力将木板向左匀速拉出时,拉力F>μmg
D.用水平力将木板向左匀速拉出时,拉力F<μmg
二、多选题
8.如图4.159所示,半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,紧靠其右侧有竖直挡板S,在P和S之间放有一个质量均匀的光滑小圆柱体Q,整个装置处于静止状态。若使S保持竖直且缓慢地向右移动一小段距离,在此过程中Q未落地且P一直保持静止,则下列说法中正确的是( )。
A.S对Q的弹力逐渐减小 B.地面对P的摩擦力逐渐增大
C.P,Q间的弹力先减小后增大 D.P对地面的压力不变
9.如图4.157所示,竖直墙面OP和水平地面OQ均光滑,a,b两小球所受的重力相等,相互之间还存在大小与距离的平方成反比的斥力作用,方向沿a,b连线。现通过光滑竖直挡板挡住b球,使a,b静止在如图4.157所示的位置。若将挡板稍微向左水平移动一小段距离,当a,b重新处于静止状态时( )。
A.a对b的作用力增大 B.a对b的作用力减小
C.水平地面OQ板对b的支持力不变 D.OQ板对b的支持力增大
10.(2024八下·阆中月考) 一个足球放在一块长木板上,如图所示,木板和足球均发生了弹性形变,关于它们弹力的情况,以下说法正确的是( )
A.木板形变是由于木板产生弹力造成的
B.足球产生的弹力作用在木板上
C.足球受到的支持力是木板产生的弹力
D.足球产生的弹力就是木板对足球的支持力
三、实验填空题
11.(2024八下·永修期中) 如下图所示是甲、乙、丙三组实验都是探究二力平衡条件时的实验装置。
(1)实验时应选择较 (选填“光滑”或“粗糙”)的实验桌面;
(2)如图甲所示,当左右两端托盘内同时放两个质量相等的砝码,木块静止,此时木块受到的两个拉力大小 ,方向 ;
(3)如图乙所示,将小车在水平桌面上扭转一个角度,松手后小车 (选填“会”或“不会”)转动,说明二力平衡时两个力应作用 上;
(4)小华用轻质硬纸板代替小车做实验,如图丙所示,用剪刀将硬纸板从中间剪断,这说明二力平衡时,两个力应作用 上;
(5)同学们认为小华的实验优于图乙所设计的实验,其主要原因是减小 对实验结果的影响。
12.(2024八下·武冈期中)如图甲是小明同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)实验中小明是通过调整 来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小明将卡片旋转了一个角度,松手后发现小卡不能平衡。设计此实验步骤的目的是探究 的两个力能否平衡;
(3)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,小明下一步的操作是 ;
(4)在探究同一问题时,小华同学将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验。经讨论,同学们一致认为小明的实验优于小华的实验。其主要原因是____(选填字母符号);
A.小卡片容易扭转
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.减少摩擦力对实验结果的影响
13.(2023八下·万山月考)如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角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 ,并通过改变 来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 (选填 “能”或“不能”)平衡。此实验步骤说明 两个力才能平衡;
(3)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,小华下一步的操作是 ;
(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验。其主要原因是( )
A.减少摩擦力对实验结果的影响
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
四、解答与计算题
14.(2018八下·滨州月考)一辆汽车本身的质量为1.5t,现载有2.5t的货物在平直公路上匀速前进,若它受到的阻力是车重的0.05倍。求:(g=10N/kg)
(1)路面对汽车的支持力是多大?
(2)汽车牵引力多大?
(3)如果牵引力增大,汽车的运动状况是否变化?
15.(2018八下·武冈月考)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8km.已知汽车所受阻力大小是车总重的0.05倍,求:
(1)汽车行驶的时速;
(2)汽车所受阻力大小;
(3)汽车的牵引力大小.
16.(2015八下·潮州期中)小琳乘坐出租车票据如图,也了解到该车质量约2.25t,当出租车在平直路面上匀速行驶时,所受摩擦力约为车重的0.08倍,该车油箱最多能装汽油50L.若汽油的密度为ρ=0.7×103kg/m3.求:
(1)出租车行驶的速度是多少?
(2)该汽车匀速行驶时所受的牵引力约为多少牛?
(3)每次加满汽油,汽车的重力增加多少牛?
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【解答】A.地面对领奖台的支持力大小等于领奖台受的重力和运动员的重力,领奖台到的重力和地面对领奖台的支持力大小不相等,不是平衡力, 故A错误;
B.领奖台的重力与领奖台对运动员的支持力大小不相等,不是一对相互作用力, 故B错误;
C.运动员的重力与领奖台对运动员的支持力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上,是一对平衡力,故C正确;
D.运动员对领奖台的压力与地面对领奖台的支持力作用在同一物体上,且大小不等,不是相互作用力,故D错误。
故选C。
【分析】物体间的力和反作用力是相互作用力;当力作用在同一物体上,大小相等、方向相反、在同一直线上,是平衡力。
2.【答案】C
【知识点】力的作用效果;力的三要素及力的示意图;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A.由图乙知,磁铁对小球的吸引力,使小球的运动方向发生改变,则力可以改变小铁球的运动状态,故A正确,不符合题意;
B.磁铁在小球运动路径的正前方,和路径的侧边时,吸引力的方向不同,小球的运动情况不同,则力的方向会影响力的作用效果,故B正确,不符合题意;
C. 两次实验中,小铁球运动状态都发生改变,则小铁球在运动过程中都受非平衡力的作用,故C错误,符合题意;
D.磁铁吸引小铁球时,因为力的作用是相互的,所以磁铁也受到吸引力的作用,又由于磁铁保持静止,说明磁铁与水平桌面之间有摩擦力的作用,故D正确,不符合题意。
故选:C。
【分析】力的作用效果有力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态;物体运动状态的改变包括速度大小的改变和运动方向的改变。力的三要素有力的大小、方向、作用点,都会影响力的作用效果;物体运动状态发生改变,说明物体受非平衡力的作用;力的作用是相互的,根据受力平衡,判断静止的磁铁受摩擦力的情况。
3.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A、G与F不在一条直线上,大小不相等,方向不相反,不是一对平衡力,故A错误;
B、物体受到四个力的作用:重力、摩擦力、压力和支持力,故B错误;
C、重力和摩擦力是一对平衡力,增大F,重力不变,摩擦力不变,物体仍然保持静止状态,故C错误;
D、墙对物体的支持力与水平压力F是一对平衡力,故D正确;
故选:D。
【分析】一个物体在几个力的作用下,如果保持静止状态和匀速直线运动状态,这几个力就是彼此平衡的。
4.【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A.根据题意可知,物体A向右匀速运动,物体A水平方向上受到平衡力的作用,即拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,则桌面对物体A的摩擦力方向向左,故A错误;
BCD.由甲图可得,物体A向左做匀速直线运动时,物体A处于平衡状态,所受摩擦力为:fA=F1=4N;
在图乙中,物体A向右做匀速直线运动,受向左的摩擦力,拉力F1和绳子给的向右的拉力,且在三个力的作用下处于平衡状态,则有:F1+fA=F绳A=8N;
物体B向右做匀速直线运动,受向左的摩擦力,拉力F2和绳子给的向左的拉力,并且在三个力的作用下处于平衡状态,则有:F绳B+fB=F2,F绳B=F绳A=8N,所以fB=10N-8N=2N,故B正确,C、D错误。
故选B。
【分析】(1)滑动摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反;
BCD.首先根据甲图,利用平衡力的知识计算出A受到的滑动摩擦力。然后将A和B看做一个整体,根据平衡力的知识列出平衡关系式子,据此计算B受到桌面的摩擦力、A、B之间绳子拉力大小。
5.【答案】C
【知识点】密度公式及其应用;弹簧测力计及其使用;重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】由题意可知,该弹簧测力计的最大测量值为5N, 空烧杯的重力为1N ,所装液体的最大重力为
,
所装液体的最大质量为
m=4N/10N/kg=0.4kg
所装液体的体积等于实验中测量水的体积
所测液体的最大密度为
故该密度的量程为0~2g/cm3,
故①错误;
②该弹簧测力计的分度值为0.1N,故所测质量差异的最小值为0.01kg,所测密度差异的最小值为
故②正确;
③由题意可知,弹簧测力计的示数与液体密度的关系为
即弹簧测力计的示数与液体密度成一次函数关系,所以该密度计刻度是均匀的,故③错误;
④若仅将“标记“下移,所测液体体积变小,由③可得当液体体积变小时,所测液体密度变大,即该密度计的量程将变大,故④正确,故C正确,ABD错误。
故选C。
【分析】根据重力公式、密度公式判识选项
1、重力公式:G=mg,本题中,测量液体的最大重力为4N,所以最大质量为4N/10N/kg=0.4kg
2、密度公式:m=ρv,据题可知水的重力为2N,根据重力和密度公式G=ρgv计算水的体积,即液体的体积,结合密度公式计算待测液体的密度范围,据题可知弹簧测力计的示数与液体密度的关系为,所以,据此分析选项
6.【答案】B
【知识点】神奇的物理现象;科学探索;弹力;平衡力的辨别;平衡状态的判断
【解析】【解答】由于水平面为光滑面,在物块接触弹簧之前,水平方向没有受到力的作用,因此物块做匀速直线运动;从物块接触弹簧开始,物块就会受到向左的弹力,与物块运动方向相反,因此物块做减速运动,一直到速度减为零,即弹簧压缩到最短。
依据分析答案选择B
【分析】物体在不受力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,即原来运动的物体在不受力时,总保持匀速直线运动状态;如果物体受到的力不平衡,物体的运动状态就会发生改变。
7.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】 AB.水平力F将木板向右匀速拉出时,以光滑铰链为支点,对球杆整体受力分析,如图所示:
由于摩擦力有力矩,根据平力矩平衡条件,重力的力矩小于支持力的力矩,由于重力和支持力的力臂相等,故重力小于支持力,那么f=μN>μmg,故A、B错误;
CD.用水平力F将木板向左匀速拉出时,球受到的摩擦力向左,由于摩擦力有力矩,根据平力矩平衡条件,重力的力矩 大于支持力的力矩,由于重力和支持力的力臂相等,则重力大于支持力,故f=μN<μmg,故D正确,C错误;
故选D。
【分析】 以光滑铰链为支点,对球杆整体受力分析,考虑弹力与重力的大小关系;然后对木板受力分析,根据平衡条件判断拉力情况。
8.【答案】B,D
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】对整体进行受力分析,如图1;对半圆柱体P进行受力分析,如图2;对小圆柱体Q进行受力分析,如图3;
当挡板S向右移动时,如图3中,P对Q支持力FP支=,挡板S对Q的支持力FS支=
,所以FP支和FS支都变大,即S对Q的弹力变大,P和Q之间的弹力变大,A错误、C错误;
在图1中,由于FS支变大,根据平衡原理,地面对p的摩擦力f也逐渐变大,B正确;
由图1可知,P和Q整体的重力不变,且在竖直方向上不受其他力的作用,P对地面压力不变,D正确。
故选BD。
【分析】(1)分别对P和Q的整体、物体P、物体Q,进行受力分析;
(2)P和Q之间力的方向会发生改变,先分析P和Q之间弹力的变化,以及Q和S之间弹力变化,从而得出答案。
9.【答案】B,C
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】隔离a分析受力,如下图所示:
由力的平衡条件可得:Fab×cosθ=G,
将挡板稍微向左水平移动一小段距离,当a、b重新处于静止状态时,
θ减小,则cosθ增大,G不变时Fab减小,即b对a的作用力减小,
由牛顿第三定律可知,a对b的作用力减小,故A错误,B正确;
对ab的整体受力分析如下图所示:
由共点力的平衡条件可知,a、b重新处于静止状态前后,OQ面板对b的支持力始终和a、b的重力相等,故选项C正确,D错误。
故选BC。
【分析】首先对a小球进行受力分析,根据共点力的平衡条件得出竖直方向的受力情况,然后根据挡板移动时b对a作用力与竖直方向夹角之间的关系,根据三角函数得出b对a的作用力的变化,利用牛顿第三定律可知a对b作用力的变化;然后把a、b看成整体进行受力分析得出OQ面板对b的支持力的变化。
10.【答案】B,C
【知识点】力的作用效果;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A、木板的形变是由于足球产生的弹力造成的,故A错误;
B、木板对足球有弹力的作用,物体间力作用是相互的,足球产生的弹力作用在木板上,故B正确; C、足球受到的支持力是由木板发生弹性形变而产生的,故C正确;
D、足球产生的弹力就是足球对木板的压力,故D错误。
故选:BC。
【分析】根据弹力是由于物体发生弹性形变而产生的。
11.【答案】(1)光滑
(2)相等;相反
(3)会;同一直线
(4)同一物体
(5)摩擦力
【知识点】二力平衡的条件及其应用;探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1) 第1空、 选择较光滑的实验桌面,是因为光滑桌面产生的摩擦力较小,能尽量减少摩擦力对探究二力平衡的干扰,使实验结果更能准确反映二力平衡的本质特征。
故该空填“ 光滑 ”;
(2) 第1、2空、 左右两端托盘内放两个质量相等的砝码,根据重力等于质量乘以重力加速度,砝码重力相等,对木块产生的拉力也相等,方向相反,木块静止说明此时这两个大小相等、方向相反的力达到了平衡状态。
故第1空填“ 相等 ”,第2空填“ 相反 ”;
(3) 第1空、 将小车扭转一个角度后,两个拉力就不在同一直线上了,松手后小车会转动。
故该空填“ 会 ”;
第2空、 这表明二力要平衡,必须作用在同一直线上,否则物体无法保持平衡状态。
故该空填“ 同一直线 ”;
(4) 第1空、 把硬纸板从中间剪断后,左右两部分不再是一个整体,这就说明了二力平衡时两个力必须作用在同一物体上,否则不能实现平衡。
故该空填“ 同一物体 ”;
(5) 第1空、 图乙中使用小车在水平桌面上,桌面的摩擦力可能会对实验结果产生一定影响,比如使小车的运动状态不那么纯粹地由两个拉力决定。而小华用硬纸板实验,能有效减小这种摩擦力的干扰,让实验更能聚焦于二力平衡条件本身,所以说其实验更优。
故该空填“ 摩擦力 ”。
【分析】 实验围绕探究二力平衡条件展开。首先强调选择光滑桌面是为了减少摩擦力干扰,使实验更准确。通过在甲图中观察木块在等大反向的两个拉力作用下静止,初步认识二力平衡的一些特征。接着在乙图中通过扭转小车并观察其转动,明确二力平衡时力要作用在同一直线上。丙图则通过硬纸板实验进一步说明二力平衡要作用在同一物体上。最后指出小华实验的优势在于能更好地降低摩擦力对实验结果的影响,更有利于准确探究二力平衡条件。
12.【答案】(1)钩码的个数
(2)不在同一直线上
(3)将卡片从中间剪开
(4)D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1): 第1空、 在实验中,钩码挂在绳子上,通过增减钩码的个数就可以直接改变绳子对小卡片的拉力大小,从而达到调整拉力的目的。故该空填“ 钩码的个数 ”;
(2): 第1空、 当卡片平衡时旋转一个角度,此时两个拉力就不在同一直线上了,这样做就是为了探究不在同一直线上的两个力是不是能让物体平衡。故该空填“ 不在同一直线上 ”;
(3): 第1空、 将卡片从中间剪开后,原本的一个物体就变成了两个,这样就能探究只有作用在同一物体上的两个力才能平衡这一点。故该空填“ 将卡片从中间剪开 ”;
(4):A:小卡片容易扭转并不是其主要优点,重点在于探究二力平衡的条件而不是扭转的难易程度。故A错误;
B :材料容易获取不是最关键的,其他材料也可能容易获取。故B错误;
C :让小卡片在水平方向保持平衡虽然也是实验需要的,但不是其优于小华实验的主要原因。故C错误;
D :小华实验中木块与桌面的摩擦力较大,会对实验结果产生较大干扰,小明的实验用小卡片能大大减少摩擦力对实验结果的影响,这才是其主要优势所在。故D正确。
综上,该题选“D”。
【分析】首先通过改变钩码个数来改变对小卡片的拉力,这是实现调整拉力大小的具体操作方法。
其次将平衡的卡片旋转角度,目的是专门探究不在同一直线上的力对平衡的影响。
然后中剪开卡片是为了从实验角度将一个物体变成两个,进而考察作用在同一物体上的力的平衡条件。
最后中分析比较小明和小华实验,强调小明实验用小卡片的主要优势是能显著减少摩擦力对结果的干扰
13.【答案】(1)相反;所挂钩码的个数
(2)不能;作用在同一直线上
(3)把小卡片沿竖直方向剪成两半
(4)A
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】(1)小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力;并通过调整钩码个数来改变拉力的大小。
由于小卡片的质量较小,所以实验中选择小卡片的目的是不考虑小卡片的重力;
(2)要探究一对平衡力在同一直线上,可将小卡片转过一个角度,使小卡片两端的拉力不在一条直线上,观察小卡片是否平衡;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,用剪刀把小卡片剪成两个更小的卡片,观察两个更小卡片是否平衡。
(4)小华实验用的小卡片重力小,可以忽略,悬在空中不受摩擦力影响;
小明实验用的小车放在水平桌面上,小车和桌面之间存在摩擦力,摩擦力是不能消除的,实验要受到摩擦力影响,所以还是小华的实验方案好,故选 A。
故答案为:(1)相反; 所挂钩码的个数 ;(2)不能;作用在同一直线上,(3) 把小卡片沿竖直方向剪成两半 ;(4) A。
【分析】(1)定滑轮不能改变力的大小,但是可以改变力的方向;实验中通过调节钩码的个数来改变卡片受到的力;
一个物体上受到的力相差很大时,很小的力可以忽略不计。实验中小卡片的力比较小,可以忽略不计,使小卡片只受水平方向的力;
(2)转动卡片,卡片受到的两个力不在同一直线上,松手后卡片转动说明卡片受到的两个力不在同一直线上时,卡片不能保持平衡状态;
(3)探究二力平衡时,验证两个力需要作用在同一个物体上,可以把小卡片分成两半变成两个物体;(4)木块放在水平桌面上,木块和桌面之间存在摩擦力,实验要考虑摩擦力,使实验比较复杂。
14.【答案】(1)解:汽车和货物的重力:G (m车 +m货)g (1.5×103kg 2.5×103kg)×10N/kg 4×104N;汽车和货物在竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力,因此F支持 =G=4×104N
(2)解:由于汽车在平直公路上匀速行驶,处于平衡状态,根据二力平衡条件可知:受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以F牵 =f阻0.05G 0.05×4×104N 2×103N
(3)解:汽车对路面的压力不变,接触面粗糙程度不变,车受到的阻力不变,牵引力增大,合力改变车的运动 状态,汽车要加速运动。
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】(1)利用G=mg求出汽车的重力,根据阻力和重力的关系求出阻力,已知汽车做匀速直线运动,则牵引力和阻力是一对平衡力;
(2)汽车在运动过程中,对路面的压力不变,接触面粗糙程度不变,摩擦阻力不变,牵引力增大,车会加速;牵引力减小,车会减速.
15.【答案】(1)解:汽车行驶时间t=5min= h,汽车行驶的速度:v= =96km/h
(2)解:汽车所受的阻力大小:f=0.05G=0.05×2.2×105N=11000N
(3)解:因为汽车在平直的公路上匀速行驶,所以受到的牵引力和阻力为一对平衡力,则牵引力:F=f=11000N.
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】(1)利用速度公式v=求汽车行驶的速度;
(2)利用f=0.05G求汽车所受的阻力大小;
(3)汽车在平直的公路上匀速行驶,受到的牵引力和阻力为一对平衡力,大小相等,据此求牵引力大小.
16.【答案】(1)解:出租车行驶路程s=6.0km=6000m,行驶时间t=5min=5×60s=300s,
出租车的速度:v= = =20m/s
(2)解:汽车质量:m车=2.25t=2.25×103kg
汽车所受重力:G=m车g=2.25×103kg×10N/kg=2.25×104N,
因为汽车在平直公路上匀速行驶,所以牵引力:F=f=0.08G=0.08×2.25×104N=1.8×103N
(3)解:汽油的体积V=50L=50dm3=5×10﹣2m3
由ρ= 得,汽油的质量:m=ρV=0.7×103 kg/m3×5×10﹣2m3=35kg,
增加的重力:△G=G油=mg=35kg×9.8N/kg=343N
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据出租车行驶的路程和时间,利用速度公式计算;(2)先根据G=mg求出汽车的重力,然后根据摩擦力与重力关系求出摩擦力,最后根据汽车二力平衡的条件求出牵引力;(3)汽车增加的重力为汽油所受重力,根据密度的变形公式求出汽油的质量,利用G=mg计算.
1 / 18.2《力的平衡》 筑基提能同步分层练习设计(能力提升版) 初中物理八年级下册(教科版2024)
一、单选题
1.(2024八下·北京市期中)2022年北京冬奥会自由式滑雪大跳台项目决赛上中国选手获得金牌。如图所示,当运动员静止站立在水平领奖台上时,下列分析正确的是( )
A.领奖台的重力和地面对领奖台的支持力是一对平衡力
B.领奖台的重力与领奖台对运动员的支持力是相互作用力
C.运动员的重力与领奖台对运动员的支持力是一对平衡力
D.运动员对领奖台的压力与地面对领奖台的支持力是相互作用力
【答案】C
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【解答】A.地面对领奖台的支持力大小等于领奖台受的重力和运动员的重力,领奖台到的重力和地面对领奖台的支持力大小不相等,不是平衡力, 故A错误;
B.领奖台的重力与领奖台对运动员的支持力大小不相等,不是一对相互作用力, 故B错误;
C.运动员的重力与领奖台对运动员的支持力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上,是一对平衡力,故C正确;
D.运动员对领奖台的压力与地面对领奖台的支持力作用在同一物体上,且大小不等,不是相互作用力,故D错误。
故选C。
【分析】物体间的力和反作用力是相互作用力;当力作用在同一物体上,大小相等、方向相反、在同一直线上,是平衡力。
2.(2024八下·新洲期中)在如图所示实验中,让小铁球从斜面顶端由静止滚下,沿着它的运动方向放一个磁体,观察到它在水平桌面上加速运动的轨迹如图甲中虚线所示;再次将小铁球从斜面顶端由静止滚下,在它运动路径的侧旁放一个磁体,观察到它在水平桌面上运动的轨迹如图乙中虚线所示。由上述实验现象得出的下述结论中,不正确的是( )
A.力可以改变小铁球的运动状态
B.力的方向会影响力的作用效果
C.两次实验中,小铁球在运动过程中都受平衡力的作用
D.磁铁吸引小铁球时,磁铁与水平桌面之间有摩擦力的作用
【答案】C
【知识点】力的作用效果;力的三要素及力的示意图;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A.由图乙知,磁铁对小球的吸引力,使小球的运动方向发生改变,则力可以改变小铁球的运动状态,故A正确,不符合题意;
B.磁铁在小球运动路径的正前方,和路径的侧边时,吸引力的方向不同,小球的运动情况不同,则力的方向会影响力的作用效果,故B正确,不符合题意;
C. 两次实验中,小铁球运动状态都发生改变,则小铁球在运动过程中都受非平衡力的作用,故C错误,符合题意;
D.磁铁吸引小铁球时,因为力的作用是相互的,所以磁铁也受到吸引力的作用,又由于磁铁保持静止,说明磁铁与水平桌面之间有摩擦力的作用,故D正确,不符合题意。
故选:C。
【分析】力的作用效果有力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态;物体运动状态的改变包括速度大小的改变和运动方向的改变。力的三要素有力的大小、方向、作用点,都会影响力的作用效果;物体运动状态发生改变,说明物体受非平衡力的作用;力的作用是相互的,根据受力平衡,判断静止的磁铁受摩擦力的情况。
3.(2024八下·滦南期末)如图所示,用水平向左的压力,将重为的物体压在竖直墙面上静止不动。下列说法正确的是( )
A.与是一对平衡力
B.物体只受重力和压力
C.增大物体可能会沿墙面下滑
D.墙对物体的支持力与水平压力是一对平衡力
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A、G与F不在一条直线上,大小不相等,方向不相反,不是一对平衡力,故A错误;
B、物体受到四个力的作用:重力、摩擦力、压力和支持力,故B错误;
C、重力和摩擦力是一对平衡力,增大F,重力不变,摩擦力不变,物体仍然保持静止状态,故C错误;
D、墙对物体的支持力与水平压力F是一对平衡力,故D正确;
故选:D。
【分析】一个物体在几个力的作用下,如果保持静止状态和匀速直线运动状态,这几个力就是彼此平衡的。
4.(2024八下·重庆市期中) 水平桌面上有不同材料的物体A、B。如图甲,A在的作用下向左做匀速直线运动;如图乙,A、B用轻绳水平连接,在和共同作用下一起向右做匀速直线运动。水平拉力、。对图乙中各力的判断一定正确的是( )
A.桌面对A的摩擦力方向向右 B.B与桌面的摩擦力大小为2N
C.A与桌面的摩擦力大小为6N D.A、B间绳子的拉力大小为6N
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A.根据题意可知,物体A向右匀速运动,物体A水平方向上受到平衡力的作用,即拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,则桌面对物体A的摩擦力方向向左,故A错误;
BCD.由甲图可得,物体A向左做匀速直线运动时,物体A处于平衡状态,所受摩擦力为:fA=F1=4N;
在图乙中,物体A向右做匀速直线运动,受向左的摩擦力,拉力F1和绳子给的向右的拉力,且在三个力的作用下处于平衡状态,则有:F1+fA=F绳A=8N;
物体B向右做匀速直线运动,受向左的摩擦力,拉力F2和绳子给的向左的拉力,并且在三个力的作用下处于平衡状态,则有:F绳B+fB=F2,F绳B=F绳A=8N,所以fB=10N-8N=2N,故B正确,C、D错误。
故选B。
【分析】(1)滑动摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反;
BCD.首先根据甲图,利用平衡力的知识计算出A受到的滑动摩擦力。然后将A和B看做一个整体,根据平衡力的知识列出平衡关系式子,据此计算B受到桌面的摩擦力、A、B之间绳子拉力大小。
5.(2024八下·泰兴期中)小明利用烧杯和水将弹簧测力计(量程为0~5N、分度值为0.1N)制作成“密度计”,先用弹簧测力计测量出空烧杯的重力为1N,将水加至“标记”处,如图乙所示。再用弹簧测力计测量出烧杯和水的总重力为3N,然后将此弹簧测力计改为密度计。使用时液体每次均加至烧杯中标记处,用弹簧测力计测出其密度。下列说法正确的是( )
①该密度计量程为0~4g/cm3
②该密度计可鉴别密度差异不小于
③该密度计刻度是不均匀的
④若仅将“标记“下移,则该密度计的量程将变大
A.②③④ B.①②③ C.②④ D.①④
【答案】C
【知识点】密度公式及其应用;弹簧测力计及其使用;重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】由题意可知,该弹簧测力计的最大测量值为5N, 空烧杯的重力为1N ,所装液体的最大重力为
,
所装液体的最大质量为
m=4N/10N/kg=0.4kg
所装液体的体积等于实验中测量水的体积
所测液体的最大密度为
故该密度的量程为0~2g/cm3,
故①错误;
②该弹簧测力计的分度值为0.1N,故所测质量差异的最小值为0.01kg,所测密度差异的最小值为
故②正确;
③由题意可知,弹簧测力计的示数与液体密度的关系为
即弹簧测力计的示数与液体密度成一次函数关系,所以该密度计刻度是均匀的,故③错误;
④若仅将“标记“下移,所测液体体积变小,由③可得当液体体积变小时,所测液体密度变大,即该密度计的量程将变大,故④正确,故C正确,ABD错误。
故选C。
【分析】根据重力公式、密度公式判识选项
1、重力公式:G=mg,本题中,测量液体的最大重力为4N,所以最大质量为4N/10N/kg=0.4kg
2、密度公式:m=ρv,据题可知水的重力为2N,根据重力和密度公式G=ρgv计算水的体积,即液体的体积,结合密度公式计算待测液体的密度范围,据题可知弹簧测力计的示数与液体密度的关系为,所以,据此分析选项
6.(2024八下·香洲月考) 在光滑水平面上一物块由图示位置冲向轻质弹簧,直到弹簧压缩到最短。则该过程中对于物块的运动描述正确的是( )
A.先加速后减速 B.先匀速后减速
C.先减速后匀速 D.一直减速运动
【答案】B
【知识点】神奇的物理现象;科学探索;弹力;平衡力的辨别;平衡状态的判断
【解析】【解答】由于水平面为光滑面,在物块接触弹簧之前,水平方向没有受到力的作用,因此物块做匀速直线运动;从物块接触弹簧开始,物块就会受到向左的弹力,与物块运动方向相反,因此物块做减速运动,一直到速度减为零,即弹簧压缩到最短。
依据分析答案选择B
【分析】物体在不受力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,即原来运动的物体在不受力时,总保持匀速直线运动状态;如果物体受到的力不平衡,物体的运动状态就会发生改变。
7.如图4.220所示,一质量为m的金属球与一细杆连接在一起,细杆的另一端用铰链铰于墙上较低位置,球下面垫一木板,木板放在光滑水平地面上,球与板间的滑动摩擦因数为μ,下面说法中正确的有( )。
A.用水平力将木板向右匀速拉出时,拉力F=μmg
B.用水平力将木板向右匀速拉出时,拉力F<μmg
C.用水平力将木板向左匀速拉出时,拉力F>μmg
D.用水平力将木板向左匀速拉出时,拉力F<μmg
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】 AB.水平力F将木板向右匀速拉出时,以光滑铰链为支点,对球杆整体受力分析,如图所示:
由于摩擦力有力矩,根据平力矩平衡条件,重力的力矩小于支持力的力矩,由于重力和支持力的力臂相等,故重力小于支持力,那么f=μN>μmg,故A、B错误;
CD.用水平力F将木板向左匀速拉出时,球受到的摩擦力向左,由于摩擦力有力矩,根据平力矩平衡条件,重力的力矩 大于支持力的力矩,由于重力和支持力的力臂相等,则重力大于支持力,故f=μN<μmg,故D正确,C错误;
故选D。
【分析】 以光滑铰链为支点,对球杆整体受力分析,考虑弹力与重力的大小关系;然后对木板受力分析,根据平衡条件判断拉力情况。
二、多选题
8.如图4.159所示,半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,紧靠其右侧有竖直挡板S,在P和S之间放有一个质量均匀的光滑小圆柱体Q,整个装置处于静止状态。若使S保持竖直且缓慢地向右移动一小段距离,在此过程中Q未落地且P一直保持静止,则下列说法中正确的是( )。
A.S对Q的弹力逐渐减小 B.地面对P的摩擦力逐渐增大
C.P,Q间的弹力先减小后增大 D.P对地面的压力不变
【答案】B,D
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】对整体进行受力分析,如图1;对半圆柱体P进行受力分析,如图2;对小圆柱体Q进行受力分析,如图3;
当挡板S向右移动时,如图3中,P对Q支持力FP支=,挡板S对Q的支持力FS支=
,所以FP支和FS支都变大,即S对Q的弹力变大,P和Q之间的弹力变大,A错误、C错误;
在图1中,由于FS支变大,根据平衡原理,地面对p的摩擦力f也逐渐变大,B正确;
由图1可知,P和Q整体的重力不变,且在竖直方向上不受其他力的作用,P对地面压力不变,D正确。
故选BD。
【分析】(1)分别对P和Q的整体、物体P、物体Q,进行受力分析;
(2)P和Q之间力的方向会发生改变,先分析P和Q之间弹力的变化,以及Q和S之间弹力变化,从而得出答案。
9.如图4.157所示,竖直墙面OP和水平地面OQ均光滑,a,b两小球所受的重力相等,相互之间还存在大小与距离的平方成反比的斥力作用,方向沿a,b连线。现通过光滑竖直挡板挡住b球,使a,b静止在如图4.157所示的位置。若将挡板稍微向左水平移动一小段距离,当a,b重新处于静止状态时( )。
A.a对b的作用力增大 B.a对b的作用力减小
C.水平地面OQ板对b的支持力不变 D.OQ板对b的支持力增大
【答案】B,C
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】隔离a分析受力,如下图所示:
由力的平衡条件可得:Fab×cosθ=G,
将挡板稍微向左水平移动一小段距离,当a、b重新处于静止状态时,
θ减小,则cosθ增大,G不变时Fab减小,即b对a的作用力减小,
由牛顿第三定律可知,a对b的作用力减小,故A错误,B正确;
对ab的整体受力分析如下图所示:
由共点力的平衡条件可知,a、b重新处于静止状态前后,OQ面板对b的支持力始终和a、b的重力相等,故选项C正确,D错误。
故选BC。
【分析】首先对a小球进行受力分析,根据共点力的平衡条件得出竖直方向的受力情况,然后根据挡板移动时b对a作用力与竖直方向夹角之间的关系,根据三角函数得出b对a的作用力的变化,利用牛顿第三定律可知a对b作用力的变化;然后把a、b看成整体进行受力分析得出OQ面板对b的支持力的变化。
10.(2024八下·阆中月考) 一个足球放在一块长木板上,如图所示,木板和足球均发生了弹性形变,关于它们弹力的情况,以下说法正确的是( )
A.木板形变是由于木板产生弹力造成的
B.足球产生的弹力作用在木板上
C.足球受到的支持力是木板产生的弹力
D.足球产生的弹力就是木板对足球的支持力
【答案】B,C
【知识点】力的作用效果;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A、木板的形变是由于足球产生的弹力造成的,故A错误;
B、木板对足球有弹力的作用,物体间力作用是相互的,足球产生的弹力作用在木板上,故B正确; C、足球受到的支持力是由木板发生弹性形变而产生的,故C正确;
D、足球产生的弹力就是足球对木板的压力,故D错误。
故选:BC。
【分析】根据弹力是由于物体发生弹性形变而产生的。
三、实验填空题
11.(2024八下·永修期中) 如下图所示是甲、乙、丙三组实验都是探究二力平衡条件时的实验装置。
(1)实验时应选择较 (选填“光滑”或“粗糙”)的实验桌面;
(2)如图甲所示,当左右两端托盘内同时放两个质量相等的砝码,木块静止,此时木块受到的两个拉力大小 ,方向 ;
(3)如图乙所示,将小车在水平桌面上扭转一个角度,松手后小车 (选填“会”或“不会”)转动,说明二力平衡时两个力应作用 上;
(4)小华用轻质硬纸板代替小车做实验,如图丙所示,用剪刀将硬纸板从中间剪断,这说明二力平衡时,两个力应作用 上;
(5)同学们认为小华的实验优于图乙所设计的实验,其主要原因是减小 对实验结果的影响。
【答案】(1)光滑
(2)相等;相反
(3)会;同一直线
(4)同一物体
(5)摩擦力
【知识点】二力平衡的条件及其应用;探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1) 第1空、 选择较光滑的实验桌面,是因为光滑桌面产生的摩擦力较小,能尽量减少摩擦力对探究二力平衡的干扰,使实验结果更能准确反映二力平衡的本质特征。
故该空填“ 光滑 ”;
(2) 第1、2空、 左右两端托盘内放两个质量相等的砝码,根据重力等于质量乘以重力加速度,砝码重力相等,对木块产生的拉力也相等,方向相反,木块静止说明此时这两个大小相等、方向相反的力达到了平衡状态。
故第1空填“ 相等 ”,第2空填“ 相反 ”;
(3) 第1空、 将小车扭转一个角度后,两个拉力就不在同一直线上了,松手后小车会转动。
故该空填“ 会 ”;
第2空、 这表明二力要平衡,必须作用在同一直线上,否则物体无法保持平衡状态。
故该空填“ 同一直线 ”;
(4) 第1空、 把硬纸板从中间剪断后,左右两部分不再是一个整体,这就说明了二力平衡时两个力必须作用在同一物体上,否则不能实现平衡。
故该空填“ 同一物体 ”;
(5) 第1空、 图乙中使用小车在水平桌面上,桌面的摩擦力可能会对实验结果产生一定影响,比如使小车的运动状态不那么纯粹地由两个拉力决定。而小华用硬纸板实验,能有效减小这种摩擦力的干扰,让实验更能聚焦于二力平衡条件本身,所以说其实验更优。
故该空填“ 摩擦力 ”。
【分析】 实验围绕探究二力平衡条件展开。首先强调选择光滑桌面是为了减少摩擦力干扰,使实验更准确。通过在甲图中观察木块在等大反向的两个拉力作用下静止,初步认识二力平衡的一些特征。接着在乙图中通过扭转小车并观察其转动,明确二力平衡时力要作用在同一直线上。丙图则通过硬纸板实验进一步说明二力平衡要作用在同一物体上。最后指出小华实验的优势在于能更好地降低摩擦力对实验结果的影响,更有利于准确探究二力平衡条件。
12.(2024八下·武冈期中)如图甲是小明同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)实验中小明是通过调整 来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小明将卡片旋转了一个角度,松手后发现小卡不能平衡。设计此实验步骤的目的是探究 的两个力能否平衡;
(3)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,小明下一步的操作是 ;
(4)在探究同一问题时,小华同学将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验。经讨论,同学们一致认为小明的实验优于小华的实验。其主要原因是____(选填字母符号);
A.小卡片容易扭转
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.减少摩擦力对实验结果的影响
【答案】(1)钩码的个数
(2)不在同一直线上
(3)将卡片从中间剪开
(4)D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1): 第1空、 在实验中,钩码挂在绳子上,通过增减钩码的个数就可以直接改变绳子对小卡片的拉力大小,从而达到调整拉力的目的。故该空填“ 钩码的个数 ”;
(2): 第1空、 当卡片平衡时旋转一个角度,此时两个拉力就不在同一直线上了,这样做就是为了探究不在同一直线上的两个力是不是能让物体平衡。故该空填“ 不在同一直线上 ”;
(3): 第1空、 将卡片从中间剪开后,原本的一个物体就变成了两个,这样就能探究只有作用在同一物体上的两个力才能平衡这一点。故该空填“ 将卡片从中间剪开 ”;
(4):A:小卡片容易扭转并不是其主要优点,重点在于探究二力平衡的条件而不是扭转的难易程度。故A错误;
B :材料容易获取不是最关键的,其他材料也可能容易获取。故B错误;
C :让小卡片在水平方向保持平衡虽然也是实验需要的,但不是其优于小华实验的主要原因。故C错误;
D :小华实验中木块与桌面的摩擦力较大,会对实验结果产生较大干扰,小明的实验用小卡片能大大减少摩擦力对实验结果的影响,这才是其主要优势所在。故D正确。
综上,该题选“D”。
【分析】首先通过改变钩码个数来改变对小卡片的拉力,这是实现调整拉力大小的具体操作方法。
其次将平衡的卡片旋转角度,目的是专门探究不在同一直线上的力对平衡的影响。
然后中剪开卡片是为了从实验角度将一个物体变成两个,进而考察作用在同一物体上的力的平衡条件。
最后中分析比较小明和小华实验,强调小明实验用小卡片的主要优势是能显著减少摩擦力对结果的干扰
13.(2023八下·万山月考)如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角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 ,并通过改变 来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 (选填 “能”或“不能”)平衡。此实验步骤说明 两个力才能平衡;
(3)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,小华下一步的操作是 ;
(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验。其主要原因是( )
A.减少摩擦力对实验结果的影响
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
【答案】(1)相反;所挂钩码的个数
(2)不能;作用在同一直线上
(3)把小卡片沿竖直方向剪成两半
(4)A
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】(1)小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力;并通过调整钩码个数来改变拉力的大小。
由于小卡片的质量较小,所以实验中选择小卡片的目的是不考虑小卡片的重力;
(2)要探究一对平衡力在同一直线上,可将小卡片转过一个角度,使小卡片两端的拉力不在一条直线上,观察小卡片是否平衡;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,用剪刀把小卡片剪成两个更小的卡片,观察两个更小卡片是否平衡。
(4)小华实验用的小卡片重力小,可以忽略,悬在空中不受摩擦力影响;
小明实验用的小车放在水平桌面上,小车和桌面之间存在摩擦力,摩擦力是不能消除的,实验要受到摩擦力影响,所以还是小华的实验方案好,故选 A。
故答案为:(1)相反; 所挂钩码的个数 ;(2)不能;作用在同一直线上,(3) 把小卡片沿竖直方向剪成两半 ;(4) A。
【分析】(1)定滑轮不能改变力的大小,但是可以改变力的方向;实验中通过调节钩码的个数来改变卡片受到的力;
一个物体上受到的力相差很大时,很小的力可以忽略不计。实验中小卡片的力比较小,可以忽略不计,使小卡片只受水平方向的力;
(2)转动卡片,卡片受到的两个力不在同一直线上,松手后卡片转动说明卡片受到的两个力不在同一直线上时,卡片不能保持平衡状态;
(3)探究二力平衡时,验证两个力需要作用在同一个物体上,可以把小卡片分成两半变成两个物体;(4)木块放在水平桌面上,木块和桌面之间存在摩擦力,实验要考虑摩擦力,使实验比较复杂。
四、解答与计算题
14.(2018八下·滨州月考)一辆汽车本身的质量为1.5t,现载有2.5t的货物在平直公路上匀速前进,若它受到的阻力是车重的0.05倍。求:(g=10N/kg)
(1)路面对汽车的支持力是多大?
(2)汽车牵引力多大?
(3)如果牵引力增大,汽车的运动状况是否变化?
【答案】(1)解:汽车和货物的重力:G (m车 +m货)g (1.5×103kg 2.5×103kg)×10N/kg 4×104N;汽车和货物在竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力,因此F支持 =G=4×104N
(2)解:由于汽车在平直公路上匀速行驶,处于平衡状态,根据二力平衡条件可知:受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以F牵 =f阻0.05G 0.05×4×104N 2×103N
(3)解:汽车对路面的压力不变,接触面粗糙程度不变,车受到的阻力不变,牵引力增大,合力改变车的运动 状态,汽车要加速运动。
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】(1)利用G=mg求出汽车的重力,根据阻力和重力的关系求出阻力,已知汽车做匀速直线运动,则牵引力和阻力是一对平衡力;
(2)汽车在运动过程中,对路面的压力不变,接触面粗糙程度不变,摩擦阻力不变,牵引力增大,车会加速;牵引力减小,车会减速.
15.(2018八下·武冈月考)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8km.已知汽车所受阻力大小是车总重的0.05倍,求:
(1)汽车行驶的时速;
(2)汽车所受阻力大小;
(3)汽车的牵引力大小.
【答案】(1)解:汽车行驶时间t=5min= h,汽车行驶的速度:v= =96km/h
(2)解:汽车所受的阻力大小:f=0.05G=0.05×2.2×105N=11000N
(3)解:因为汽车在平直的公路上匀速行驶,所以受到的牵引力和阻力为一对平衡力,则牵引力:F=f=11000N.
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】(1)利用速度公式v=求汽车行驶的速度;
(2)利用f=0.05G求汽车所受的阻力大小;
(3)汽车在平直的公路上匀速行驶,受到的牵引力和阻力为一对平衡力,大小相等,据此求牵引力大小.
16.(2015八下·潮州期中)小琳乘坐出租车票据如图,也了解到该车质量约2.25t,当出租车在平直路面上匀速行驶时,所受摩擦力约为车重的0.08倍,该车油箱最多能装汽油50L.若汽油的密度为ρ=0.7×103kg/m3.求:
(1)出租车行驶的速度是多少?
(2)该汽车匀速行驶时所受的牵引力约为多少牛?
(3)每次加满汽油,汽车的重力增加多少牛?
【答案】(1)解:出租车行驶路程s=6.0km=6000m,行驶时间t=5min=5×60s=300s,
出租车的速度:v= = =20m/s
(2)解:汽车质量:m车=2.25t=2.25×103kg
汽车所受重力:G=m车g=2.25×103kg×10N/kg=2.25×104N,
因为汽车在平直公路上匀速行驶,所以牵引力:F=f=0.08G=0.08×2.25×104N=1.8×103N
(3)解:汽油的体积V=50L=50dm3=5×10﹣2m3
由ρ= 得,汽油的质量:m=ρV=0.7×103 kg/m3×5×10﹣2m3=35kg,
增加的重力:△G=G油=mg=35kg×9.8N/kg=343N
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据出租车行驶的路程和时间,利用速度公式计算;(2)先根据G=mg求出汽车的重力,然后根据摩擦力与重力关系求出摩擦力,最后根据汽车二力平衡的条件求出牵引力;(3)汽车增加的重力为汽油所受重力,根据密度的变形公式求出汽油的质量,利用G=mg计算.
1 / 1