【精品解析】人教版初中物理八年级下册同步分层练习-8.4 《同一直线上二力的合成》(培优版)

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名称 【精品解析】人教版初中物理八年级下册同步分层练习-8.4 《同一直线上二力的合成》(培优版)
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2026-03-09 00:00:00

文档简介

人教版初中物理八年级下册同步分层练习-8.4 《同一直线上二力的合成》(培优版)
一、选择题(每题6分,共42分)
1.(2025八下·阳东期中)在水平地面上做匀速直线运动,此时它受到的水平拉力为0.5N,若把拉力增大到0.8N,仍使木块在该平面上运动,这时木块受到的合力为
A.0.3N B.0.5N C.0.8N D.1.3N
2.(2025八下·广州月考)研究表明:雨滴从高空自由下落时,运动速度越大,受到的空气阻力越大。如图所示为雨滴下落过程中速度v随下落时间t变化关系的图像,若不考虑雨滴在下落过程中的质量变化,下列关于雨滴受力情况分析正确的是(  )
A.,受到的空气阻力始终为零
B.,受到重力小于空气阻力
C.,受到的合力逐渐趋近于零
D.时刻受到的合力大小等于重力大小
3.(2025八下·岳阳月考)如图甲所示,水平向右的推力F将重为5N的物体压在粗糙程度相同的竖直墙面上,墙面足够大。F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系分别如图乙、丙所示,则(  )
A.在2~4s时间内物体所受合力为0
B.当t=6s时,物体受到的摩擦力为8N
C.物体在t=3s时与t=5s时受到的摩擦力大小相等
D.在2~4s时间内,物体受到的滑动摩擦力大小不变
4.(2025八下·广东期中)如图甲所示,用力F将小球压至D点,再撤去F,小球从静止开始向上运动,如图乙所示,到达C位置时小球所受弹力大小等于其重力大小,B位置是弹簧原长的位置,此后小球离开弹簧,上升至最高点A位置,整个过程不计空气阻力,小球从D点上升到A的过程中下列说法正确的是
A.小球在A位置时没有受到力的作用
B.小球在B位置时受到平衡力的作用
C.从D运动到B位置过程中小球受到的合力方向不变
D.从B运动到A位置过程中小球的运动状态一直在改变
5.(2025八下·广东期中)用细绳悬挂着的重物向右上方匀速直线运动,重物的运动轨迹如图中虚线所示,不计空气阻力。图中绳子的方向正确的是
A. B.
C. D.
6.(2025八下·宝安期中)“引体向上”为中考体育项目,如图,小明借助弹力带进行训练,在训练过程中除了手臂弯曲,身体其他部位姿势不变。下列说法正确的是
A.弹力带可以减小小明受到的重力
B.正常使用时,弹力带发生的是塑性形变
C.若小明身体匀速上升,则手对单杠拉力保持不变
D.小明身体下降时,弹力带对他的力逐渐变大
7.(2024八下·宁德期末)假期社区服务劳动中,小明用300N的力水平向前拉车,小芳用200N的力水平向前推车,如图所示。则这两个力的合力大小是(  )
A.100N B.200N C.300N D.500N
二、多选题(每题6分,共12分)
8.(2024八下·盘龙期末)如图所示,甲图用竖直向上的拉力F。将静止在水平地面上的物体向上提升。乙图表示拉力F的大小随时间t的变化关系,丙图表示物体运动速度v的大小随时间t的变化关系。下列说法正确的是(  )
A.在10s~30s内,物体做匀速直线运动
B.物体的重力为20N
C.在第15s时物体受到的合力为5N
D.在0~10s内,物体对地面的压力大小是30N
9.下图中重物的质量为m,轻细线AO和BO的A,B端是固定的,平衡时AO是水平的,BO与水平面的夹角为θ,AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是(  ) 。
A.F1=mgcosθ B.F1= mgcotθ C.F2=mgsin θ D.F2=
三、填空题(每空3分,共9分)
10.(2025八下·宁乡市期末)一辆汽车静止在水平公路上,其重力为1.4×105N,则汽车受到的支持力为   N。这两个力的合力是   N。
11.(2025八下·红花岗期中)如图所示,一艘微型气艇在空中沿竖直方向匀速下降,受到方向始终竖直向上的升力5000N。若气艇中物体的质量减少 80 kg,气艇就能沿竖直方向匀速上升。设气艇在上升和下降时所受的升力和阻力大小均不变,则气艇在运动中受到的空气阻力大小为    N(g取10N/kg)。
四、实验探究题(每空2分,共18分)
12.(2025八下·安州月考)某中学初二年级同学在探究同一直线二力合成的实验中,把一根轻质弹簧的一端固定在O点,另一端用尼龙细线固定在弹簧秤的挂钩上,每次实验时,他们都将弹簧由A拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图(a)、(b)、(c)所示,请仔细观察图中的装置、操作及现象,然后归纳得出初步结论。
(1)在(a)、(b)和(c)三次实验中,都将弹簧拉伸到B点,目的是使每次实验中力产生的   相同;
(2)分析比较图中(a)与(b)中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是:在同一直线上,方向相同的两个力的合力大小为   (用公式表示);
(3)分析比较图中(a)与(c)中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是:在同一直线上,方向相反的两个力的合力大小为   (用公式表示),合力的方向与   (选填“F3”或“F4”)的方向相同。
13.(2025八下·红花岗期中)在研究同一直线上二力的合成时,如图所示,橡皮筋原长AE,在力F1和F2的共同作用下伸长到AE', 也可以在力F的作用下伸长到AE'。
(1)此探究实验采用的科学方法的是   。
(2)由实验(a)(b)(c)表明:力F的作用效果和力F1、F3的作用效果是    的(选填“相同”或“不同”)。
(3)仔细观察图中实验现象,比较(a)和(c)得到F=F1+F2,可初步得出:同一直线上方向    的两个力,合力的大小等于这两个力大小之和。
(4)仔细观察图中实验现象,比较(b)和(c)得到F=   ,且F的方向与   方向相同。
五、计算题(共9分)
14.(2024八下·连山月考)一物体运动过程中,所受空气阻力的方向始终与物体运动方向相反,且大小恒定为1.4N保持不变。如果在物体竖直落向地面过程中,重力与空气阻力的合力大小为,求
(1)物体的重力大小?
(2)物体的质量?
(3)将物体竖直向上抛出,物体向上运动时,受到的合力大小?
(4)实际中,物体的运动速度对物体所受空气阻力是否有影响?
六、综合题(每空2分,共10分)
15.(2024八下·鹤山月考)阅读下列两则材料,按要求回答问题。
年月日,中国首艘国产航母山东舰正式列装服役,标志着我国海军正式迈入了双航母时代。山东舰一直被称为首艘国产航母,不仅因为它是我国独立自主建造的第一艘航母,更因为山东舰的设计理念、重要系统、建造材料,如电磁兼容系统、动力系统、阻拦系统、航母特种钢等,都是我国独立自主研发的,完全没有依赖进口,并且拥有完全自主产权,百分百实现了中国航母中国造。航母上配备大量先进装备,其中舰载机是航母战斗力的核心,舰载机可以在航母上起飞、着落,执行各种军事任务。
(1)舰载机在航母上降落时必须适时放下舰钩,钩住甲板上的拦阻索,达到强行减速的目的,这个过程中说明力可以    ;
(2)舰载机在航母上着落时,舰钩对拦阻索的拉力    拦阻索对舰钩的拉力(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)航母在无风的海面向东匀速直线航行时,停在水平甲板上的舰载机受摩擦力吗?    (选填“受力”或“不受力”);
(4)为庆祝“山东舰”列装服役,各种焰火缤纷绽放。有一种质量为100g的叫做“高声”的焰火,其特点是不会爆炸,能够持续向下喷射火焰,产生大小为自重5倍的恒定的推力,因其速度快产生啸叫声,所以称为“高声”。经实验测量,这种焰火在运动时,受到的阻力与速度的关系如图所示,则焰火受到的最大阻力为    N,焰火能够达到的最大速度为    。(火药的质量不计,g取10N/kg)
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用;摩擦力的大小
【解析】【解答】当物体做匀速直线运动时,受到的水平拉力等于0.5N,所以物体受到的摩擦力与拉力是一对平衡力,大小也为0.5N,方向与拉力方向相反;
当拉力增大到0.8N时,压力大小不变,接触面的粗糙程度不变,摩擦力的大小不变,但方向与拉力方向相反,因此它们的合力为:
F合=0.8N-0.5N=0.3N。
故选A。
【分析】要解决此题需要掌握二力平衡的条件,知道相互平衡的两个力的大小相等;
要理解摩擦力的大小与哪些因素有关,当物体所受拉力发生变化时,它所受的滑动摩擦力是不变的;
若两个力的方向相同,则这两个力的合力等于这两个力之和;若两个力的方向相反,则这两个力的合力等于这两个力之差。
2.【答案】C
【知识点】物体运动状态的变化;力的合成与应用
【解析】【解答】 根据科学研究结果,即“空气对运动物体的阻力与物体速度的大小有关,物体速度越大,其受到的空气阻力越大”,雨滴在下落过程中,一开始重力大于空气阻力,所以先加速下落,随着速度增大,其所受空气阻力越来越大,当阻力大小与雨滴的重力相等时,雨滴受平衡力的作用,其速度不再变化,阻力也就不再变化,雨滴将匀速下落。
0~t1和t1~t2,雨滴将加速下落,受到的空气阻力小于重力;
0~t2,雨滴受到的阻力其所受空气阻力越来越大,受到的合力逐渐趋近于0;
t3时刻雨滴匀速下落受到的合力大小等于0。
故选C。
【分析】 根据空气阻力随物体速度的变化规律,可以进一步推断雨滴在下落的过程中其所受空气阻力的变化情况,而雨滴自身的重力不变的,因此,它达到一定速度时,重力与阻力会平衡,由此分析雨滴受力情况。
3.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】 A、由丙图可知,在2~4s时间内物体做加速运动,受力不平衡,所受合力不为0,故A错误;
B、由v-t图象可知,4~6s物体做匀速直线运动,处于平衡状态,摩擦力与重力是一对平衡力,大小相等,此时的摩擦力大小为5N,故B错误;
C、物体在2~4s时间内物体做加速运动,此时受到的滑动摩擦力小于物体的重力,4~6s物体受到的滑动摩擦力等于物体的重力,所以物体在t=3s时受到的摩擦力小于在t=5s时受到的摩擦力,故C错误;
D、由乙图可知,2~4s时,物体对墙面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则滑动摩擦力的大小不变,故D正确。
故选:D。
【分析】 (1)根据v-t图象分析物体在2s~4s时间内的运动状态,判断是否受力平衡;
(2)由v-t图象可知,4s~6s内物体做匀速运动,物体受力平衡,重力与摩擦力相等;
(3)根据v-t图象分析,物体做加速运动时,摩擦力小于重力;物体做匀速运动时,摩擦力等于重力,据此比较摩擦力的大小;
(4)滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,据此判断。
4.【答案】D
【知识点】弹力;平衡状态的判断;力与运动的关系;力的合成与应用
【解析】【解答】 AB、B位置是弹簧自身长度的位置,此位置弹簧没有发生弹性形变,没有弹力,由于整个过程不计能量损失,没有阻力,此时小球只受重力,不是平衡力,故B错误;
在A位置小球到达最高点,速度为零,只受重力作用,故A错误;
C、在D位置时,弹簧弹性形变最大,弹力最大,弹力大于重力,合力向上,小球加速上升,到达C位置时小球所受弹力大小等于重力,合力为零,之后BC段弹力小于重力,合力向下,小球做减速运动,BA段只受重力,合力向下,小球继续做减速运动,故C错误;
D、由C分析知,D点弹力最大,弹力大于重力,合力等于弹力减重力,随后弹力减小,合力减小,当到C点时,弹力大小等于重力,合力为零,之后弹力小于重力,合力向上,合力等于重力减弹力,随着弹力的减小,合力逐渐增大,到B点,弹力消失,只受重力,合力就等于重力,合力达到最大后,故从D到A位置过程中小球受到的合力先减小再增大后不变,所以从B运动到A位置过程中小球的运动状态一直在改变,D正确。
故选:D。
【分析】 (1)平衡力大小相等、方向相反、在同一直线上、作用在同一物体上;
(2)地球附近的物体都受重力作用;
(3)在D位置时,弹簧弹性形变最大,弹力最大,弹力大于重力,小球加速上升;在C位置时,小球所受弹力大小等于重力,合力为零,速度最大;在BC段,弹力小于重力,合力向下,小球做减速运动;在BA段只受重力,合力向下,合力等于重力,合力最大,小球做减速运动。
5.【答案】A
【知识点】平衡力的辨别;平衡状态的判断;力与图象的结合
【解析】【解答】由题知,重物向右上方做匀速直线运动时,重物处于平衡状态,不计空气阻力,重物受到竖直向下的重力,还受到绳子的拉力,且这两个力是一对平衡力,所以绳子拉力方向与重力方向相反,即拉力方向是竖直向上的,由各选项图知,A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】 重物向右上方做匀速直线运动时处于平衡状态,对重物进行受力分析即可得到绳子方向。
6.【答案】D
【知识点】弹力;重力及其大小的计算;力的合成与应用
【解析】【解答】A.重力的大小与质量有关,质量不变,根据G=mg可知,重力不变,故A错误;
B.正常使用时,弹力带发生的形变可以恢复,为弹性形变,故B错误;
C.物体匀速运动时,受到的力是平衡力,双手的拉力、弹力、小明受到的重力三力平衡,小明受到的重力不变,小明匀速上升过程中,弹力带收缩,弹力减小,手对单杠的拉力增大,故C错误;
D.小明身体下降时,弹力带的形变增大,弹力带对他的力逐渐增大,故D正确。
故选:D。
【分析】 (1)重力的大小与质量有关。
(2)物体在力的作用下,形状发生改变,当外力撤销后,①物体不能恢复原来的形状,这种性质叫塑性;②物体能够恢复原来的形状,这种性质叫弹性。
(3)身体匀速上升时,双手的拉力、弹力、小明受到的重力,这三个力平衡。
(4)弹力的大小与形变有关。
7.【答案】D
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】小明用300N的力水平向前拉车,小芳用200N的力水平向前推车,两个力的方向相同,合力为:
300N+200N=500N
故D正确,ABC错误。
故选D。
【分析】同一直线上的合力:
力的方向相同:合力大小等于两力之和,即F合=F1+F2,合力方向不变 ;
力的方向相反:合力大小等于两力之差,即,合力方向与较大力的方向相同。
8.【答案】C,D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断;力的合成与应用
【解析】【解答】A.根据图像,物体10s~20s内做加速运动,20s~30s内做匀速直线运动,故A错误;
B.物体在20s~30s时做匀速直线运动,处于平衡状态,受到拉力和重力是一对平衡力,物体的重力等于此时的拉力:,故B错误;
C.由B知,物体受到的重力为50N;由图乙,在第15s时物体受到的拉力为55N,在第15s时物体受到的合力:,故C正确;
D.在0~10s内,物体受到重力、拉力和地面的支持力,拉力加支持力等于重力,物体对地面的压力大小:,故D正确。
故选CD。
【分析】物体的速度保持不变,是匀速运动;物体受到的力二力平衡时,大小相等;根据物体受到的力,计算合力的大小。
9.【答案】B,D
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】 以结点为研究对象,分析受力情况:三根细线的拉力。重物对O点的拉力等于mg。 根据平衡条件得知,mg与F1的合力与F2大小相等、方向相反,作出力的合成图如图。
则有: F1=mgcotθ ,。
故B、D正确,而A、C错误。
故选BD。
【分析】 以结点为研究对象,分析受力情况:三根细线的拉力.重物对O点的拉力等于mg.作出力图求解。
10.【答案】1.4×105;0
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用
【解析】【解答】 (1)一辆汽车静止在水平公路上,处于平衡状态,受到重力和支持力的作用,故支持力等于重力,即F=G= 1.4×105N;
(2)由于物体是平衡状态,且只受重力和支持力,故两个力的合力为0。
故答案为:1.4×105;0。
【分析】(1)平衡状态指物体处于静止状态或匀速直线运动状态;当物体处于平衡状态且只受两个力的作用时,这两个力是平衡力;二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上;
(2)物体处于平衡状体时,所受合力为0。
11.【答案】400
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】气艇的升力F升=5000N,所减少物体的重力:G物=mg=80kg×10N/kg=800N,设气艇的重力为G艇,空气阻力为f,
当气艇匀速下降时,其受力平衡情况为:F升+f=G艇……①
当气艇匀速上升时,其受力平衡情况为:F升=f+G艇-G物……②
则:5000N+f=G艇……①
5000N=f+G艇-800N……②
联立①②,解得,f=400N。
故答案为:400。
【分析】分别对气艇匀速下降和匀速上升时进行受力分析,得出相互平衡的几个力的关系,列出等式,再联立进行求解即可。
12.【答案】(1)效果
(2)F=F1+F2
(3)F=F3-F4;F3
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】(1)三次实验中,都将弹簧拉伸到B点,目的是使每次实验中力的作用效果都相同。
(2)据图可知,两次试验的效果相同,所以(b)试验两个力的作用效果和(a)的作用效果相同,所以F=F1+F2。
(3)(a)与(c)的作用效果相同,所以(a)中力F的作用效果与(c)中F3和F4两个力的作用效果相同,故可得出结论F=F3-F4,合力的方向与力F3的方向相同。
【分析】力作用的合成,同一方向上,合力等于分力相加,相反方向,合力等于分力相减。
(1)根据控制变量法可知,三次实验中,都将弹簧拉伸到B点,是为了使每次实验中力的作用效果都相同。
(2) 由图中(a)与(b)可知,(a)中力F的作用效果与(b)中F1和F2两个力的作用效果相同,且F1和F2两个力的方向相同,故可得出结论F=F1+F2
(3)[1][2]由图中(a)与(c)可知,(a)中力F的作用效果与(c)中F3和F4两个力的作用效果相同,且F3和F4两个力的方向相反,故可得出结论F=F3-F4
且弹簧的形变与力F的形变相同,即合力的方向与力F3的方向相同。
13.【答案】(1)等效替代法
(2)相同
(3)相同
(4)F1-F2;F1
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】(1)比较图1中皮筋伸长的长度可知,此实验采用的科学实验方法为等效替代法;
(2)由实验(a)(b)(c)表明:力F的作用效果和力F1和F2的作用效果是相同的,都能使其伸长的长度相同;
(3)比较(a)和(c)得到F=F1+F2,可初步得出:同一直线上方向相同的两个力,合力的大小等于这两个力大小之和;
(4) 比较(b)和(c) F的作用效果与F1-F2的效果相同,即F=F1-F2,合力的方向与F1的方向相同。
故答案为:(1)等效替代法;(2)相同;(3)相同;(4)F1-F2;F1。
【分析】(1)比较图1中皮筋伸长的长度可知,此实验采用的科学实验方法为等效替代法;
(2)通过弹簧伸长的情况来判断力的作用效果;
(3)(4)同一直线上的两个力,方向相同,则合力等于两个力之和,方向相反,则合力等于两个力之差,合力方向与最大的力方向相同。
14.【答案】解:(1)在物体竖直落向地面过程中,重力与空气阻力的合力大小为 18N,且方向为竖直向下,即,所以物体的重力为
G=F合力+f=18N+1.4N=19.4N
(2)物体的质量为
(3)将物体竖直向上抛出,物体向上运动时,受到的合力方向竖直向下,阻力大小不变,所以受到的合力大小为
F合力'=G+f=19.4N+1.4N=20.8N
(4)速度越大,阻力越大。因为速度大,物体前的空气被压缩越大,密度就越大,阻力也就越大,所以物体的运动速度对物体所受空气阻力有影响。
答:(1)物体的重力大小为19.4N;
(2)物体的质量为1.94kg;
(3)将物体竖直向上抛出,物体向上运动时,受到的合力大小为20.8N;
(4)实际中,物体的运动速度对物体所受空气阻力有影响。
【知识点】重力及其大小的计算;力的合成与应用
【解析】【分析】(1)根据物体受到的拉力和摩擦力,计算重力;
(2)根据,计算质量;
(3)根据物体受到的力,计算合力;
(4)物体运动的阻力受速度影响。
15.【答案】(1)改变物体的运动状态
(2)等于
(3)不受力
(4);
【知识点】力的作用效果;二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用;摩擦力产生的条件
【解析】【解答】(1)飞机降落时,舰钩钩住甲板上的阻拦索,使飞机强行减速,说明了力可以改变物体的运动状态。
故答案为:改变物体的运动状态。
(2)舰载机在航母上着落时,舰钩对拦阻索的拉力和拦阻索对舰钩的拉力是一对相互作用力,大小相同。
故答案为:等于。
(3)由于航母匀速行驶,所以水平甲板上的舰载机处于平衡状态,没有相对运动或相对运动趋势,所以不受摩擦力。
故答案为:不受力。
(4)焰火的重力:;
恒定的推力:;
当焰火上升时,焰火受到竖直向下的重力和阻力、竖直向上的推力,所以最大阻力:;
由图可知,当阻力最大为时,焰火能够达到的最大速度:;
故答案为:;。
【分析】(1)舰钩钩住甲板上的阻拦索,使飞机强行减速,说明了力可以改变物体的运动状态。
(2)舰钩对拦阻索的拉力和拦阻索对舰钩的拉力是一对相互作用力,大小相同。
(3)由于航母匀速行驶,所以水平甲板上的舰载机处于平衡状态,没有相对运动或相对运动趋势,所以不受摩擦力。
(4)由计算出焰火的重力,恒定的推力;当焰火上升时,焰火受到竖直向下的重力和阻力、竖直向上的推力,所以最大阻力:;由图可知,当阻力最大为时,焰火能够达到的最大速度:。
1 / 1人教版初中物理八年级下册同步分层练习-8.4 《同一直线上二力的合成》(培优版)
一、选择题(每题6分,共42分)
1.(2025八下·阳东期中)在水平地面上做匀速直线运动,此时它受到的水平拉力为0.5N,若把拉力增大到0.8N,仍使木块在该平面上运动,这时木块受到的合力为
A.0.3N B.0.5N C.0.8N D.1.3N
【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用;摩擦力的大小
【解析】【解答】当物体做匀速直线运动时,受到的水平拉力等于0.5N,所以物体受到的摩擦力与拉力是一对平衡力,大小也为0.5N,方向与拉力方向相反;
当拉力增大到0.8N时,压力大小不变,接触面的粗糙程度不变,摩擦力的大小不变,但方向与拉力方向相反,因此它们的合力为:
F合=0.8N-0.5N=0.3N。
故选A。
【分析】要解决此题需要掌握二力平衡的条件,知道相互平衡的两个力的大小相等;
要理解摩擦力的大小与哪些因素有关,当物体所受拉力发生变化时,它所受的滑动摩擦力是不变的;
若两个力的方向相同,则这两个力的合力等于这两个力之和;若两个力的方向相反,则这两个力的合力等于这两个力之差。
2.(2025八下·广州月考)研究表明:雨滴从高空自由下落时,运动速度越大,受到的空气阻力越大。如图所示为雨滴下落过程中速度v随下落时间t变化关系的图像,若不考虑雨滴在下落过程中的质量变化,下列关于雨滴受力情况分析正确的是(  )
A.,受到的空气阻力始终为零
B.,受到重力小于空气阻力
C.,受到的合力逐渐趋近于零
D.时刻受到的合力大小等于重力大小
【答案】C
【知识点】物体运动状态的变化;力的合成与应用
【解析】【解答】 根据科学研究结果,即“空气对运动物体的阻力与物体速度的大小有关,物体速度越大,其受到的空气阻力越大”,雨滴在下落过程中,一开始重力大于空气阻力,所以先加速下落,随着速度增大,其所受空气阻力越来越大,当阻力大小与雨滴的重力相等时,雨滴受平衡力的作用,其速度不再变化,阻力也就不再变化,雨滴将匀速下落。
0~t1和t1~t2,雨滴将加速下落,受到的空气阻力小于重力;
0~t2,雨滴受到的阻力其所受空气阻力越来越大,受到的合力逐渐趋近于0;
t3时刻雨滴匀速下落受到的合力大小等于0。
故选C。
【分析】 根据空气阻力随物体速度的变化规律,可以进一步推断雨滴在下落的过程中其所受空气阻力的变化情况,而雨滴自身的重力不变的,因此,它达到一定速度时,重力与阻力会平衡,由此分析雨滴受力情况。
3.(2025八下·岳阳月考)如图甲所示,水平向右的推力F将重为5N的物体压在粗糙程度相同的竖直墙面上,墙面足够大。F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系分别如图乙、丙所示,则(  )
A.在2~4s时间内物体所受合力为0
B.当t=6s时,物体受到的摩擦力为8N
C.物体在t=3s时与t=5s时受到的摩擦力大小相等
D.在2~4s时间内,物体受到的滑动摩擦力大小不变
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】 A、由丙图可知,在2~4s时间内物体做加速运动,受力不平衡,所受合力不为0,故A错误;
B、由v-t图象可知,4~6s物体做匀速直线运动,处于平衡状态,摩擦力与重力是一对平衡力,大小相等,此时的摩擦力大小为5N,故B错误;
C、物体在2~4s时间内物体做加速运动,此时受到的滑动摩擦力小于物体的重力,4~6s物体受到的滑动摩擦力等于物体的重力,所以物体在t=3s时受到的摩擦力小于在t=5s时受到的摩擦力,故C错误;
D、由乙图可知,2~4s时,物体对墙面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则滑动摩擦力的大小不变,故D正确。
故选:D。
【分析】 (1)根据v-t图象分析物体在2s~4s时间内的运动状态,判断是否受力平衡;
(2)由v-t图象可知,4s~6s内物体做匀速运动,物体受力平衡,重力与摩擦力相等;
(3)根据v-t图象分析,物体做加速运动时,摩擦力小于重力;物体做匀速运动时,摩擦力等于重力,据此比较摩擦力的大小;
(4)滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,据此判断。
4.(2025八下·广东期中)如图甲所示,用力F将小球压至D点,再撤去F,小球从静止开始向上运动,如图乙所示,到达C位置时小球所受弹力大小等于其重力大小,B位置是弹簧原长的位置,此后小球离开弹簧,上升至最高点A位置,整个过程不计空气阻力,小球从D点上升到A的过程中下列说法正确的是
A.小球在A位置时没有受到力的作用
B.小球在B位置时受到平衡力的作用
C.从D运动到B位置过程中小球受到的合力方向不变
D.从B运动到A位置过程中小球的运动状态一直在改变
【答案】D
【知识点】弹力;平衡状态的判断;力与运动的关系;力的合成与应用
【解析】【解答】 AB、B位置是弹簧自身长度的位置,此位置弹簧没有发生弹性形变,没有弹力,由于整个过程不计能量损失,没有阻力,此时小球只受重力,不是平衡力,故B错误;
在A位置小球到达最高点,速度为零,只受重力作用,故A错误;
C、在D位置时,弹簧弹性形变最大,弹力最大,弹力大于重力,合力向上,小球加速上升,到达C位置时小球所受弹力大小等于重力,合力为零,之后BC段弹力小于重力,合力向下,小球做减速运动,BA段只受重力,合力向下,小球继续做减速运动,故C错误;
D、由C分析知,D点弹力最大,弹力大于重力,合力等于弹力减重力,随后弹力减小,合力减小,当到C点时,弹力大小等于重力,合力为零,之后弹力小于重力,合力向上,合力等于重力减弹力,随着弹力的减小,合力逐渐增大,到B点,弹力消失,只受重力,合力就等于重力,合力达到最大后,故从D到A位置过程中小球受到的合力先减小再增大后不变,所以从B运动到A位置过程中小球的运动状态一直在改变,D正确。
故选:D。
【分析】 (1)平衡力大小相等、方向相反、在同一直线上、作用在同一物体上;
(2)地球附近的物体都受重力作用;
(3)在D位置时,弹簧弹性形变最大,弹力最大,弹力大于重力,小球加速上升;在C位置时,小球所受弹力大小等于重力,合力为零,速度最大;在BC段,弹力小于重力,合力向下,小球做减速运动;在BA段只受重力,合力向下,合力等于重力,合力最大,小球做减速运动。
5.(2025八下·广东期中)用细绳悬挂着的重物向右上方匀速直线运动,重物的运动轨迹如图中虚线所示,不计空气阻力。图中绳子的方向正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】平衡力的辨别;平衡状态的判断;力与图象的结合
【解析】【解答】由题知,重物向右上方做匀速直线运动时,重物处于平衡状态,不计空气阻力,重物受到竖直向下的重力,还受到绳子的拉力,且这两个力是一对平衡力,所以绳子拉力方向与重力方向相反,即拉力方向是竖直向上的,由各选项图知,A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】 重物向右上方做匀速直线运动时处于平衡状态,对重物进行受力分析即可得到绳子方向。
6.(2025八下·宝安期中)“引体向上”为中考体育项目,如图,小明借助弹力带进行训练,在训练过程中除了手臂弯曲,身体其他部位姿势不变。下列说法正确的是
A.弹力带可以减小小明受到的重力
B.正常使用时,弹力带发生的是塑性形变
C.若小明身体匀速上升,则手对单杠拉力保持不变
D.小明身体下降时,弹力带对他的力逐渐变大
【答案】D
【知识点】弹力;重力及其大小的计算;力的合成与应用
【解析】【解答】A.重力的大小与质量有关,质量不变,根据G=mg可知,重力不变,故A错误;
B.正常使用时,弹力带发生的形变可以恢复,为弹性形变,故B错误;
C.物体匀速运动时,受到的力是平衡力,双手的拉力、弹力、小明受到的重力三力平衡,小明受到的重力不变,小明匀速上升过程中,弹力带收缩,弹力减小,手对单杠的拉力增大,故C错误;
D.小明身体下降时,弹力带的形变增大,弹力带对他的力逐渐增大,故D正确。
故选:D。
【分析】 (1)重力的大小与质量有关。
(2)物体在力的作用下,形状发生改变,当外力撤销后,①物体不能恢复原来的形状,这种性质叫塑性;②物体能够恢复原来的形状,这种性质叫弹性。
(3)身体匀速上升时,双手的拉力、弹力、小明受到的重力,这三个力平衡。
(4)弹力的大小与形变有关。
7.(2024八下·宁德期末)假期社区服务劳动中,小明用300N的力水平向前拉车,小芳用200N的力水平向前推车,如图所示。则这两个力的合力大小是(  )
A.100N B.200N C.300N D.500N
【答案】D
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】小明用300N的力水平向前拉车,小芳用200N的力水平向前推车,两个力的方向相同,合力为:
300N+200N=500N
故D正确,ABC错误。
故选D。
【分析】同一直线上的合力:
力的方向相同:合力大小等于两力之和,即F合=F1+F2,合力方向不变 ;
力的方向相反:合力大小等于两力之差,即,合力方向与较大力的方向相同。
二、多选题(每题6分,共12分)
8.(2024八下·盘龙期末)如图所示,甲图用竖直向上的拉力F。将静止在水平地面上的物体向上提升。乙图表示拉力F的大小随时间t的变化关系,丙图表示物体运动速度v的大小随时间t的变化关系。下列说法正确的是(  )
A.在10s~30s内,物体做匀速直线运动
B.物体的重力为20N
C.在第15s时物体受到的合力为5N
D.在0~10s内,物体对地面的压力大小是30N
【答案】C,D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断;力的合成与应用
【解析】【解答】A.根据图像,物体10s~20s内做加速运动,20s~30s内做匀速直线运动,故A错误;
B.物体在20s~30s时做匀速直线运动,处于平衡状态,受到拉力和重力是一对平衡力,物体的重力等于此时的拉力:,故B错误;
C.由B知,物体受到的重力为50N;由图乙,在第15s时物体受到的拉力为55N,在第15s时物体受到的合力:,故C正确;
D.在0~10s内,物体受到重力、拉力和地面的支持力,拉力加支持力等于重力,物体对地面的压力大小:,故D正确。
故选CD。
【分析】物体的速度保持不变,是匀速运动;物体受到的力二力平衡时,大小相等;根据物体受到的力,计算合力的大小。
9.下图中重物的质量为m,轻细线AO和BO的A,B端是固定的,平衡时AO是水平的,BO与水平面的夹角为θ,AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是(  ) 。
A.F1=mgcosθ B.F1= mgcotθ C.F2=mgsin θ D.F2=
【答案】B,D
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】 以结点为研究对象,分析受力情况:三根细线的拉力。重物对O点的拉力等于mg。 根据平衡条件得知,mg与F1的合力与F2大小相等、方向相反,作出力的合成图如图。
则有: F1=mgcotθ ,。
故B、D正确,而A、C错误。
故选BD。
【分析】 以结点为研究对象,分析受力情况:三根细线的拉力.重物对O点的拉力等于mg.作出力图求解。
三、填空题(每空3分,共9分)
10.(2025八下·宁乡市期末)一辆汽车静止在水平公路上,其重力为1.4×105N,则汽车受到的支持力为   N。这两个力的合力是   N。
【答案】1.4×105;0
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用
【解析】【解答】 (1)一辆汽车静止在水平公路上,处于平衡状态,受到重力和支持力的作用,故支持力等于重力,即F=G= 1.4×105N;
(2)由于物体是平衡状态,且只受重力和支持力,故两个力的合力为0。
故答案为:1.4×105;0。
【分析】(1)平衡状态指物体处于静止状态或匀速直线运动状态;当物体处于平衡状态且只受两个力的作用时,这两个力是平衡力;二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上;
(2)物体处于平衡状体时,所受合力为0。
11.(2025八下·红花岗期中)如图所示,一艘微型气艇在空中沿竖直方向匀速下降,受到方向始终竖直向上的升力5000N。若气艇中物体的质量减少 80 kg,气艇就能沿竖直方向匀速上升。设气艇在上升和下降时所受的升力和阻力大小均不变,则气艇在运动中受到的空气阻力大小为    N(g取10N/kg)。
【答案】400
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】气艇的升力F升=5000N,所减少物体的重力:G物=mg=80kg×10N/kg=800N,设气艇的重力为G艇,空气阻力为f,
当气艇匀速下降时,其受力平衡情况为:F升+f=G艇……①
当气艇匀速上升时,其受力平衡情况为:F升=f+G艇-G物……②
则:5000N+f=G艇……①
5000N=f+G艇-800N……②
联立①②,解得,f=400N。
故答案为:400。
【分析】分别对气艇匀速下降和匀速上升时进行受力分析,得出相互平衡的几个力的关系,列出等式,再联立进行求解即可。
四、实验探究题(每空2分,共18分)
12.(2025八下·安州月考)某中学初二年级同学在探究同一直线二力合成的实验中,把一根轻质弹簧的一端固定在O点,另一端用尼龙细线固定在弹簧秤的挂钩上,每次实验时,他们都将弹簧由A拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图(a)、(b)、(c)所示,请仔细观察图中的装置、操作及现象,然后归纳得出初步结论。
(1)在(a)、(b)和(c)三次实验中,都将弹簧拉伸到B点,目的是使每次实验中力产生的   相同;
(2)分析比较图中(a)与(b)中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是:在同一直线上,方向相同的两个力的合力大小为   (用公式表示);
(3)分析比较图中(a)与(c)中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是:在同一直线上,方向相反的两个力的合力大小为   (用公式表示),合力的方向与   (选填“F3”或“F4”)的方向相同。
【答案】(1)效果
(2)F=F1+F2
(3)F=F3-F4;F3
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】(1)三次实验中,都将弹簧拉伸到B点,目的是使每次实验中力的作用效果都相同。
(2)据图可知,两次试验的效果相同,所以(b)试验两个力的作用效果和(a)的作用效果相同,所以F=F1+F2。
(3)(a)与(c)的作用效果相同,所以(a)中力F的作用效果与(c)中F3和F4两个力的作用效果相同,故可得出结论F=F3-F4,合力的方向与力F3的方向相同。
【分析】力作用的合成,同一方向上,合力等于分力相加,相反方向,合力等于分力相减。
(1)根据控制变量法可知,三次实验中,都将弹簧拉伸到B点,是为了使每次实验中力的作用效果都相同。
(2) 由图中(a)与(b)可知,(a)中力F的作用效果与(b)中F1和F2两个力的作用效果相同,且F1和F2两个力的方向相同,故可得出结论F=F1+F2
(3)[1][2]由图中(a)与(c)可知,(a)中力F的作用效果与(c)中F3和F4两个力的作用效果相同,且F3和F4两个力的方向相反,故可得出结论F=F3-F4
且弹簧的形变与力F的形变相同,即合力的方向与力F3的方向相同。
13.(2025八下·红花岗期中)在研究同一直线上二力的合成时,如图所示,橡皮筋原长AE,在力F1和F2的共同作用下伸长到AE', 也可以在力F的作用下伸长到AE'。
(1)此探究实验采用的科学方法的是   。
(2)由实验(a)(b)(c)表明:力F的作用效果和力F1、F3的作用效果是    的(选填“相同”或“不同”)。
(3)仔细观察图中实验现象,比较(a)和(c)得到F=F1+F2,可初步得出:同一直线上方向    的两个力,合力的大小等于这两个力大小之和。
(4)仔细观察图中实验现象,比较(b)和(c)得到F=   ,且F的方向与   方向相同。
【答案】(1)等效替代法
(2)相同
(3)相同
(4)F1-F2;F1
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】(1)比较图1中皮筋伸长的长度可知,此实验采用的科学实验方法为等效替代法;
(2)由实验(a)(b)(c)表明:力F的作用效果和力F1和F2的作用效果是相同的,都能使其伸长的长度相同;
(3)比较(a)和(c)得到F=F1+F2,可初步得出:同一直线上方向相同的两个力,合力的大小等于这两个力大小之和;
(4) 比较(b)和(c) F的作用效果与F1-F2的效果相同,即F=F1-F2,合力的方向与F1的方向相同。
故答案为:(1)等效替代法;(2)相同;(3)相同;(4)F1-F2;F1。
【分析】(1)比较图1中皮筋伸长的长度可知,此实验采用的科学实验方法为等效替代法;
(2)通过弹簧伸长的情况来判断力的作用效果;
(3)(4)同一直线上的两个力,方向相同,则合力等于两个力之和,方向相反,则合力等于两个力之差,合力方向与最大的力方向相同。
五、计算题(共9分)
14.(2024八下·连山月考)一物体运动过程中,所受空气阻力的方向始终与物体运动方向相反,且大小恒定为1.4N保持不变。如果在物体竖直落向地面过程中,重力与空气阻力的合力大小为,求
(1)物体的重力大小?
(2)物体的质量?
(3)将物体竖直向上抛出,物体向上运动时,受到的合力大小?
(4)实际中,物体的运动速度对物体所受空气阻力是否有影响?
【答案】解:(1)在物体竖直落向地面过程中,重力与空气阻力的合力大小为 18N,且方向为竖直向下,即,所以物体的重力为
G=F合力+f=18N+1.4N=19.4N
(2)物体的质量为
(3)将物体竖直向上抛出,物体向上运动时,受到的合力方向竖直向下,阻力大小不变,所以受到的合力大小为
F合力'=G+f=19.4N+1.4N=20.8N
(4)速度越大,阻力越大。因为速度大,物体前的空气被压缩越大,密度就越大,阻力也就越大,所以物体的运动速度对物体所受空气阻力有影响。
答:(1)物体的重力大小为19.4N;
(2)物体的质量为1.94kg;
(3)将物体竖直向上抛出,物体向上运动时,受到的合力大小为20.8N;
(4)实际中,物体的运动速度对物体所受空气阻力有影响。
【知识点】重力及其大小的计算;力的合成与应用
【解析】【分析】(1)根据物体受到的拉力和摩擦力,计算重力;
(2)根据,计算质量;
(3)根据物体受到的力,计算合力;
(4)物体运动的阻力受速度影响。
六、综合题(每空2分,共10分)
15.(2024八下·鹤山月考)阅读下列两则材料,按要求回答问题。
年月日,中国首艘国产航母山东舰正式列装服役,标志着我国海军正式迈入了双航母时代。山东舰一直被称为首艘国产航母,不仅因为它是我国独立自主建造的第一艘航母,更因为山东舰的设计理念、重要系统、建造材料,如电磁兼容系统、动力系统、阻拦系统、航母特种钢等,都是我国独立自主研发的,完全没有依赖进口,并且拥有完全自主产权,百分百实现了中国航母中国造。航母上配备大量先进装备,其中舰载机是航母战斗力的核心,舰载机可以在航母上起飞、着落,执行各种军事任务。
(1)舰载机在航母上降落时必须适时放下舰钩,钩住甲板上的拦阻索,达到强行减速的目的,这个过程中说明力可以    ;
(2)舰载机在航母上着落时,舰钩对拦阻索的拉力    拦阻索对舰钩的拉力(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)航母在无风的海面向东匀速直线航行时,停在水平甲板上的舰载机受摩擦力吗?    (选填“受力”或“不受力”);
(4)为庆祝“山东舰”列装服役,各种焰火缤纷绽放。有一种质量为100g的叫做“高声”的焰火,其特点是不会爆炸,能够持续向下喷射火焰,产生大小为自重5倍的恒定的推力,因其速度快产生啸叫声,所以称为“高声”。经实验测量,这种焰火在运动时,受到的阻力与速度的关系如图所示,则焰火受到的最大阻力为    N,焰火能够达到的最大速度为    。(火药的质量不计,g取10N/kg)
【答案】(1)改变物体的运动状态
(2)等于
(3)不受力
(4);
【知识点】力的作用效果;二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用;摩擦力产生的条件
【解析】【解答】(1)飞机降落时,舰钩钩住甲板上的阻拦索,使飞机强行减速,说明了力可以改变物体的运动状态。
故答案为:改变物体的运动状态。
(2)舰载机在航母上着落时,舰钩对拦阻索的拉力和拦阻索对舰钩的拉力是一对相互作用力,大小相同。
故答案为:等于。
(3)由于航母匀速行驶,所以水平甲板上的舰载机处于平衡状态,没有相对运动或相对运动趋势,所以不受摩擦力。
故答案为:不受力。
(4)焰火的重力:;
恒定的推力:;
当焰火上升时,焰火受到竖直向下的重力和阻力、竖直向上的推力,所以最大阻力:;
由图可知,当阻力最大为时,焰火能够达到的最大速度:;
故答案为:;。
【分析】(1)舰钩钩住甲板上的阻拦索,使飞机强行减速,说明了力可以改变物体的运动状态。
(2)舰钩对拦阻索的拉力和拦阻索对舰钩的拉力是一对相互作用力,大小相同。
(3)由于航母匀速行驶,所以水平甲板上的舰载机处于平衡状态,没有相对运动或相对运动趋势,所以不受摩擦力。
(4)由计算出焰火的重力,恒定的推力;当焰火上升时,焰火受到竖直向下的重力和阻力、竖直向上的推力,所以最大阻力:;由图可知,当阻力最大为时,焰火能够达到的最大速度:。
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