8.2二力平衡
基础过关全练
知识点 1 力的平衡及二力平衡的条件
1.(2024山东平阴期末)下列相关物体处于平衡状态的是 ( )
A.加速奔跑的猎豹 B.停在地上的足球
C.匀速转弯的汽车 D.抛在空中的铅球
2.(2023广西鹿寨期中节选)实验小组用如图所示的装置探究二力平衡条件。实验中每个钩码重力相同,摩擦忽略不计。
(1)如图甲装置,当左右两端同时各挂两个钩码时,小车静止,此时F 、F 的方向相反,大小相等;当左右两端同时取下一个钩码时,如图乙,小车仍静止,此时 F F ;当右端再挂上一个钩码时,如图丙,小车将做变速运动,此时 Fs F ;(均选填“>”“<”或“=”)
(2)在图甲实验的基础上,将小车扭转一个角度,松手后,小车将 ,说明两个力若平衡必须作用在
知识点 2 二力平衡条件的应用
3. (多选)2024 年6月2日,嫦娥六号成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区,开启人类探测器首次
在月球背面实施的样品采集任务。如图所示,若探测器静止在水平月面上时,探测器所受的重力为G、对月面的压力为F 、所受月面的支持力为 F ,下列说法正确的是 ( )
A. F 和F 是一对相互作用力
B. F 和G是一对相互作用力
C. F 和F 是一对平衡力
D. F 和G是一对平衡力
4.(2024广西百色期中)吊车以2m /s的速度将重为1×10 N 的物体匀速向上提起,这时钢索对物体的拉力是 N;若吊车改为以3m /s的速度使物体匀速下降,此时钢索对物体的拉力大小是 N。
能力提升全练
5.(2023湖南益阳中考,14,)如图所示,人骑在马背上,人和马均处于静止状态。下列说法正确的是 ( )
A.地面对马的支持力和马受到的重力是一对平衡力
B.马对地面的压力和地面对马的支持力是一对平衡力
C.马对人的支持力和人受到的重力是一对相互作用力
D.地面对马的支持力大小等于人和马受到的重力之和
6.(2024 山东潍坊潍城期中,3,)下列不借助工具在水平地面上无法保持的动作是 ( )
7.(2022江苏南通崇川期中,22节选, )用如图所示的装置探究“二力平衡的条件”。(P8202003)
(1)以卡片作为研究对象,在线的两端分别挂上适量的钩码(每个钩码质量均为50g),对卡片施加两个拉力,则所选卡片质量最合适的是 。
A.5g B.10g
C.50g D.100g
(2)将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮,在细线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 ,并通过调整 来改变拉力的大小。
(3)在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察实验现象,由此可得出二力平衡的一个条件是 。
8.(2023安徽亳州期中,22,☆☆)“绿色环保,低碳出行”,目前国家在大力推广新能源汽车的使用。如图所示是我省某一家汽车厂家生产的一款纯电动汽车,其质量为1 670 kg,g取10 N/ kg。则:
(1)该车的重力为多少
(2)该车在水平路面上匀速直线行驶时受到的阻力为车重的0.02倍,则该车匀速直线行驶时的牵引力为多少
素养探究全练
9.新课标·质疑创新如图甲是街头魔术“人体悬空”,神奇的表演让观众啧啧称奇,倍感神秘,但图乙的场景又让人大跌眼镜。原来魔术表演者旁边有一根钢管,钢管延伸出来的短板正好可以让他坐在上面。不过这样也是非常耗费体力的,难怪表演者坚持了不久就因体力不支而站起。请根据甲、乙两图,写一句评论,表明在该魔术中物理规律是否“失效”,并作简单说明: 。
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第2节 二力平衡
基础过关全练
①B 加速奔跑的猎豹、抛在空中的铅球,其速度大小发生改变,不是处于平衡状态,故A、D错误;停在地上的足球,处于静止状态,处于平衡状态,故B正确;匀速转弯的汽车,其运动方向不断改变,不是处于平衡状态,故C错误。
易错警示
物体的运动快慢或运动方向发生变化,物体的运动状态就会发生变化,即不处于平衡状态。
②答案 (1)= < (2)转动 同一直线上
解析 (1)甲中小车静止,受力平衡,F 、F 的方向相反,大小相等;左右两端同时取下一个钩码时,小车仍静止,F 、F 的方向相反,大小相等;当右端再挂一个钩码时,小车做变速运动,受力不平衡,此时 。(2)在图甲实验的基础上,将小车扭转一个角度,松手后小车会发生转动,直到两边的细线在同一条直线上,说明两个力若平衡必须作用在同一直线上。
③AD 探测器所受重力G的受力物体是探测器,方向竖直向下;探测器对月面的压力 F 的受力物体是月球,方向垂直水平月面向下;探测器所受月面的支持力F 的受力物体是探测器,方向垂直水平月面向上。探测器静止,处于平衡状态,所以 F 和 F 是一对相互作用力,F 和G是一对平衡力。故选 A、D。
④ 答案 1×10 1×10
解析 吊车以2m/s的速度将物体匀速向上提起、以3m/s的速度使物体匀速下降的两个过程中,物体均处于匀速直线运动状态,即处于平衡状态,其在竖直方向上受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力,这两个力是一对平衡力,故钢索两次对物体的拉力均等于物重,即均为
能力提升全练
⑤D人骑在马背上,人和马的总重力共同作用在地面上,人和马均处于静止状态时,地面对马的支持力和马与人的总重力是一对平衡力,大小相等,故A 错误,D正确。马对地面的压力和地面对马的支持力是一对相互作用力,故B错误。马对人的支持力和人受到的重力是一对平衡力,故C错误。
·易错警示
注意“人骑在马背上”这样的“组合体”静止在水平地面上时,地面对“组合体”的支持力大于“组合体”中任何一个物体受到的重力,而等于“组合体”受到的总重力。
6A A 选项中,人受到重力和地面对脚的支持力,由图可知支持力和重力的作用线不可能在同一直线上,所以人在这两个力的作用下不可能平衡,故A 符合题意。
⑦答案 (1)A (2)相反 钩码个数 (3)两个力作用在同一个物体上
解析 (1)为了减小实验误差,卡片的质量越小越好,卡片质量选择5g;(2)小卡片两端通过细线各挂一个钩码,两个钩码由于受到重力,通过细线对小卡片施加了两个方向相反的拉力;拉力的大小等于钩码的重力大小,钩码的数量越多,拉力就越大,所以通过调整钩码的个数来调整拉力的大小;(3)当小卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,由于两边细线的拉力不作用在同一物体上,所以两侧钩码落下,说明二力平衡的一个条件是两个力作用在同一物体上。
⑧解析 (1)已知汽车的质量m=1670 kg,则该车所受重力 G= mg=1 670 kg×10 N/ kg=1.67×10 N;(2)该车在水平路面上匀速直线行驶时受到的阻力为车重的0.02倍,则f=0.02G=0.02×1.67×10 N=334 N,因为该车匀速直线行驶时,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以两者大小相等,即F=f=334 N。
素养探究全练
9解析 该魔术中,物理规律没有失效,表演者悬空静止时受到重力和支持力的共同作用,处于平衡状态(或该表演者只受到重力一个力时不可能保持悬空静止)。