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8.2二力平衡 同步练习(含答案解析)
一、选择题(每题5分,共30分)
1.下列有关力的说法中正确的是( )
A.手压篮球时,篮球对手没有施力
B.手对篮球施加大小相同的力,作用效果一定相同
C.假设竖直上抛的篮球到达最高点时受到的力突然消失,篮球会下落
D.向前投出去的篮球在空中(忽略空气阻力)飞行过程中一定受力不平衡
2.2023年10月,金湾区教育局组织了全区教职工“华发新城杯”篮球赛,小明观看篮球运动员投篮时的情景。篮球出手后,下列说法正确的是( )
A.篮球受平衡力作用
B.篮球的运动状态没有发生改变
C.篮球没受到手的推力作用
D.篮球继续上升是因为受惯性力作用
3.如图所示,物体A、B重分别为30N、20N,不计滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦。若物体A向右匀速直线滑动,则物体A受到的摩擦力f为( )
A.f=10N B.f=20N C.f=30N D.f=50N
4.被抛出的苹果竖直向上运动的过程中,它所受的重力为G,所受的空气阻力为f。F为G和f的合力,以下说法正确的是( )
A.F方向竖直向下,且大于G B.F方向竖直向上,且大于G
C.F方向竖直向下,且小于G D.F方向竖直向上,且小于G
5.如图所示,小车自A点自由滑下,运动到C点时停了下来,当小车滑到B点时所受的力的示意图是如图中的( )
A. B. C. D.
6.下列关于如图所示情景的说法中,错误的是( )
A.甲图:女孩受到的重力G与体重计对她的支持力F是一对平衡力
B.乙图:女孩用力搬一块大石头而没有搬动,人对石头的作用力没有做功
C.丙图:女孩和爷爷一起爬相同的楼梯,如果两人在相同时间内爬完,两人做功的快慢相同
D.丁图:女孩对弹簧的拉力等于男孩对弹簧的拉力
二、多选题(每题5分,共10分)
7.如图所示,小徽用水平推力推着购物车在水平地面上做匀速直线运动,购物车内装有各种商品。下列说法不正确的是( )
A.小徽对车的水平推力大于车受到的阻力
B.地面对车的支持力与购物车的重力是一对平衡力
C.车受到的支持力与车对地面的压力是一对相互作用力
D.若小徽撤去推力,购物车会慢慢停下来,是因为运动需要力来维持
8.中国自主研制的大型特种用途民用飞机“鲲龙”AG600是一款大型水陆两栖飞机,最大起飞质量是53.5t,最大航速是460km/h,一次可吸水12t,轮子与地面的总接触面积约为0.1m2,可以满足森林灭火和水上救援的需要。下列对“鲲龙”AG600飞机的判断正确的是( )
A.飞机能够升空,是因为机翼上表面受到的气压小于机翼下表面的气压
B.飞机以最大起飞质量起飞时,它所受到的升力等于5.35×105N
C.飞机以最大起飞质量停在机场时,它对地面的压强约为5.35×106Pa
D.飞机降落后关闭发动机不能马上停下来,是因为受到了惯性的作用
三、填空题(每空4分,共20分)
9.如图所示,小华将弹簧测力计一端固定,另一端钩住一木块A,木块下面是长木板.实验时拉着长木板沿水平地面向左运动,读出弹簧测力计示数即可测出木块A所受摩擦力大小,在木板运动的过程中,木块A受到的是 (选填“静摩擦力”或“滑动摩擦力”),拉动速度变大时,弹簧测力计示数 (选填“变大”“变小”或“不变”).
10.知识梳理是物理学习的一种重要方法。以下是对“运动和力”单元的主要知识的梳理,请将空缺的三个方框的答案写在答题线上。
1 ② ③ ,
四、作图题(共2题,共11分)
11.如图,一只重2N的桃子静止在水平桌面上,请作出桃子所受的力的示意图,点O为桃子的重心(要求:在图中标出力的大小)。
12.如图所示,重为3N的木箱A随平板车一起向左做匀速直线运动,画出木箱A受力的示意图。
五、实验探究题(共12分)
13.“探究二力平衡的条件”实验
(1)如图甲所示,左、右两盘分别放上5g的砝码,松手后,发现木块静止。在右盘中的砝码不小心掉到了地上时,小雨发现,木块仍然静止。通过讨论,大家认为这是 对实验结果的影响。
(2)小雨又提出了如图乙、丙两个方案,应选择方案 进行实验更合理。
(3)小华通过实验得出结论:只要两个力大小相等、方向相反,且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡。
小雨认为上述结论不完整,还缺少 这个条件。探究过程如图丁所示:用剪刀将静止的纸片从中间剪开,发现分开后的纸片 (选填“静止”或“运动”)。
六、计算题(共5分)
14.如图所示为一辆电动小汽车,其质量为,汽车静止在水平路面时,轮胎与水平路面的总的接触面积为,汽车在水平路面匀速直线行驶时,汽车受到的摩擦阻力是。(g取)
(1)求汽车的重力是多少N?
(2)汽车静止在水平路面时,汽车对水平路面的压强是多少?
(3)求汽车在水平路面匀速直线行驶时,汽车受到的牵引力?
七、科普阅读题(共12分)
15.阅读短文,回答问题。
火箭发射
2021年10月16日,翟志刚、王亚平、叶光富搭载的神舟十三号载人飞船的长征二号F遥运载火箭在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射。被发射火箭由地面控制中心倒计时数到零,便下令第一级火箭发动机点火,此时它自身携带燃烧剂与氧化剂燃烧产生的高温燃气高速向后喷出,利用产生的反作用力使火箭拔地而起,加速飞行阶段由此开始了,经过几十秒钟,运载火箭开始按预定程序缓慢向预定方向转变,100多秒钟后,在7km左右的高度,第一级火箭发动机关机并分离,第二级火箭发动机点火,继续加速飞行,这时火箭已飞出大气层,可按程序抛掉卫星的整流罩。在火箭达到预定速度和高度后,第二级火箭发动机关机分离,至此加速飞行段结束。随后,运载火箭靠已获得的能量,在地球引力作用下,开始惯性飞行阶段,直到与预定轨道相切的位置为止。此时第三级火箭发动机点火,开始最后加速段的飞行。当加速到预定速度时第三级发动机关机、火箭的运载使命就全部完成了。
(1)火箭起飞所需的力的施力物体是 ;火箭在升空过程中受到 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用;
(2)火箭达到预定速度和高度时,第二级火箭发动机关机分离,火箭利用自身的 飞行到与预定轨道相切的位置,第三级火箭发动机再点火;在最后加速飞行过程中,若火箭所受的外力全部消失,火箭将处于 (选填“静止”或“匀速直线运动”)状态。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】解:A、力的作用是相互的,手压篮球时,篮球对手也施加了力,故A错误。
B、手对篮球施加大小相同的力,若力的方向或作用点不同,力的作用效果可能不同,故B错误。
C、竖直上抛的篮球到达最高点时速度为零,如果此时受到的力突然消失,根据牛顿第一定律可知,物体要保持静止状态,故C错误。
D、忽略空气阻力,向前投出去的篮球在空中飞行过程中只受重力作用,所以一定受力不平衡,故D正确。
故选:D。
【分析】 (1)物体间力的作用是相互的;
(2)力的大小、方向和作用点共同影响力的作用效果;
(3)根据牛顿第一定律可得,当物体不受任何力的作用时,物体将保持静止或匀速直线运动;
(4)忽略空气阻力,向前投出去的篮球在空中飞行过程中只受重力作用。
2.【答案】C
【解析】【解答】A.篮球出手后,在空中运动时,只受到重力和空气阻力,这两个力不是平衡力,故A错误;
B.篮球出手后,在空中运动时,速度大小和运动方向不断变化,运动状态发生改变,故B错误;
C.篮球出手后,手和篮球不接触,篮球不受手的推力作用,故C正确;
D.篮球离手后继续上升,是因为篮球具有惯性,继续保持原来状态,不能说受惯性力作用,故D错误。
故选C。
【分析】空中运动的篮球,不受手的推力,受到非平衡力,运动状态在不断改变;惯性是物体继续保持原来运动状态的原因,惯性不是力。
3.【答案】A
【解析】【解答】动滑轮有2段绳子承担物重,不计绳重、滑轮重以及绳子与滑轮间的摩擦时,计算绳子的拉力
,A向右做匀速直线运动时,受到水平向左的摩擦力和拉力平衡,所以
f=F=10N,A符合题意。
故选A。
【分析】根据动滑轮和物体重力,计算绳子的拉力大小;物体匀速直线运动时,受到平衡力,根据拉力和摩擦力平衡,计算摩擦力的大小。
4.【答案】A
【解析】【解答】苹果在上升时,受到竖直向下的重力和空气阻力,合力F等于二力之和,合力的方向是竖直向下的,合力大于G,故A正确,BCD错误。
故选A。
【分析】物体上升时,受到向下的阻力,重力方向竖直向下;计算同一直线上的合力时,方向相同,力相加。
5.【答案】C
【解析】【解答】小车受到了竖直方向上的重力和地面的支持力,重力和支持力是一对平衡力,平衡力的大小是相等的;小车还受到了地面施加的摩擦阻力。
故答案如下:
C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体受到的摩擦力和物体的运动方向相反,重力和支持力是平衡力.
6.【答案】C
【解析】【解答】A.女孩静止,受到的重力G与体重计对她的支持力F大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故A正确,不符合题意;
B.用力搬大石头而没有搬动,有力,但在力的方向上没有距离,人对石头的力不做功,故B正确,不符合题意;
C.两人体重不同,爬相同的楼梯,上升的高度相同,根据,做的功不能确定,用时相同,做功的快慢相同不能确定,故C错误,符合题意;
D.两人拉弹簧,弹簧受力平衡,作用在弹簧上的拉力相等,故D正确,不符合题意。
故选C。
【分析】静止的物体受到平衡力;物体受力但没有移动距离,力对物体不做功;功率是功和时间的比值;弹簧的弹力和形变程度有关,人对弹簧的力和弹簧对人的力大小相等。
7.【答案】A,B,D
【解析】【解答】A.小徽用水平推力推着购物车在水平地面上做匀速直线运动,根据二力平衡可知,水平推力等于车受到的阻力,故A错误,符合题意;
B.地面对车的支持力等于车和车内物品的重力大小之和,大于购物车重力,所以不是一对平衡力,故B错误,符合题意;
C. 车受到的支持力与车对地面的压力是一对相互作用力 ,故C正确,不符合题意;
D.若小徽撤去推力,购物车会慢慢停下来,是阻力的作用下车的运动状态发生了改变,故D错误,符合题意。
故选ABD。
【分析】1、相互作用力:作用力是相互的,施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上;
2、平衡力的特点为:大小相同,方向相反,作用在同一个物体上。
8.【答案】A,B,C
【解析】【解答】A.机翼的形状是上凸下平,机翼上方的空气流动速度大于下方的空气流动速度,所以机翼上方的气压小于下方的气压,从而产生向上的升力,故A正确;
B.飞机的 最大起飞质量是53.5t ,根据重力公式计算最大重力为,起飞时,它所受到的升力大小等于其重力,为5.35×105N,故B正确;
C.飞机以最大起飞质量停在机场时,它对地面的压强约,故C正确;
D.惯性是物体的一种固有属性,不能说物体受到了惯性的作用,故D错误。
故选ABC。
【分析】1、压强和流速的关系:压强越大,流速越小,应用为飞机机翼上凸,空气流速快,导致压强较小,形成向上的升力;
2、重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心。
3、压强的计算公式:P=,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积。
9.【答案】滑动摩擦力;不变
【解析】【解答】(1)木板向左运动,木块 A 相对于木板向右滑动,当物体间发生相对滑动时产生的摩擦力为滑动摩擦力,所以木块 A 受到的是滑动摩擦力。故填 “滑动摩擦力”。
(2)拉动速度变大时,木块 A 相对于地面静止,处于平衡状态。在水平方向上,木块 A 受到弹簧测力计的拉力和木板对它的滑动摩擦力,根据二力平衡,这两个力大小相等。由于压力大小和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变,所以弹簧测力计示数不变。故填 “不变”。
【分析】
本题考查滑动摩擦力的概念及影响因素。通过判断物体间的相对运动状态来确定摩擦力类型,再依据影响滑动摩擦力大小的因素(压力和接触面粗糙程度)以及二力平衡知识,分析弹簧测力计示数在速度变化时的情况。
10.【答案】匀速直线运动;平衡力作用;物体受非平衡力作用
【解析】【解答】物体的平衡状态包括两种:静止和匀速直线运动,这两种状态下物体的运动状态都不发生改变。
物体处于平衡状态的原因有两种:一是不受力,二是受到平衡力作用,这两种情况都能使物体保持运动状态不变。
当物体受非平衡力作用时,运动状态会发生改变,表现为加速、减速或运动方向改变。
故答案为:匀速直线运动;平衡力作用;物体受非平衡力作用。
【分析】1、平衡状态的定义:物体保持静止或匀速直线运动的状态,此时运动状态不变。
2、力与运动的关系:
不受力或受平衡力 → 保持平衡状态(静止/匀速直线运动)
受非平衡力 → 运动状态改变(速度大小或方向变化)
3、牛顿第一定律:物体不受外力时,总保持静止或匀速直线运动状态。
4、二力平衡条件: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。
11.【答案】
【解析】【解答】桃子静止在水平桌面上,受到平衡力,竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F是一对平衡力,大小相等,作用点在桃子的重心O处,图为:
【分析】静止的物体受到平衡力;重力方向竖直向下,支持力竖直向上。
12.【答案】
【解析】【解答】 重为3N的木箱A随平板车一起向左做匀速直线运动 ,所以木箱和车没有相对运动的趋势,受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,作图如下:
【分析】重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心。
13.【答案】木块与桌面之间摩擦力;丙;两个力要作用在同一物体上;运动
【解析】【解答】(1) 左、右两盘分别放上5g的砝码,松手后,发现木块静止。在右盘中的砝码不小心掉到了地上时,小雨发现,木块仍然静止。通过讨论,认为木块与桌面之间摩擦力对实验结果的影响。
(2)乙方案两个拉力不在同一直线上,因此应选择丙方案进行实验更合理。
(3)二力平衡时,两个力要作用在同一物体上,因此使用小卡片进行试验时,用剪刀从中间剪断小卡片,由于二力不在同一物体上,所以两侧砝码落下,分开后的硬纸片运动。
综上 第1空、 木块与桌面之间摩擦力;第2空、丙; 第3空、两个力要作用在同一物体上; 第4空、运动。
综上 第1空、木块与桌面之间摩擦力; 第2空、丙; 第3空、两个力要作用在同一物体上; 第4空、 运动;
【分析】1、探究二力平衡试验仪器,砝码、纸片、铁支架,选择卡片可以不考虑物体重力,不选择木块是可以减少摩擦力的影响,避免影响两侧砝码质量不同,带来错误结论。
2、实验步骤: 在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个力方向 相反,调整砝码数量改变拉力大小, 为了探究平衡力是否在同一直线上,进行如下操作:当小卡片平衡后,小华将卡片 旋转 为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡 ,将卡片 一剪为二。
二力平衡的条件为:大小相等、方向相反、作用在通过一个物体上、作用在同一条直线上,物体处于匀速直线运动或者静止状态时,受力平衡。
14.【答案】(1)汽车的重力为:。
(2)汽车对地面的压力:,
汽车对地面的压强:
(3)分析汽车的受力情况:汽车受到竖直向下的重力G、竖直向上的支持力、
水平向左的摩擦力f和水平向右的牵引力F。由于是匀速直线运动,所以受到两对平衡力,
因此摩擦阻力,所以牵引力为:,
【解析】【分析】 (1)根据G=mg求出汽车的重力;(2)因为汽车静止在水平路面,汽车对地面的压力等于重力,即F=G,根据求得汽车对地面的压强;
(3) 分析汽车的受力情况:汽车受到竖直向下的重力G、竖直向上的支持力、
水平向左的摩擦力f和水平向右的牵引力F。由于是匀速直线运动,所以受到两对平衡力,
平衡力大小相等,即F=f。
15.【答案】(1)高温燃气;非平衡力
(2)惯性;匀速直线运动
【解析】【解答】(1)火箭升空时,向后喷出燃气,火箭给高温燃气一个向下的力,由于物体间力的作用是相互的,所以高温燃气给火箭一个向上的推力,使火箭升空。火箭加速升空过程中,速度变大,处于非平衡状态,受非平衡力的作用。
(2)火箭达到预定速度和高度时,火箭发动机关机,火箭利用自身的惯性飞行到与预定轨道相切的位置。
火箭在加速飞行过程中所受的外力全部消失,火箭将处于匀速直线运动状态。
故答案为:(1)高温燃气;非平衡力;(2)惯性;匀速直线运动。
【分析】(1)力的作用是相互的;物体受平衡力的作用时,总保持静止或者匀速直线运动状态。
(2)物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性;根据牛顿第一定律可知,当物体不受任何外力的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态,在力消失的一瞬间,原来运动的物体将做匀速直线运动,原来静止的物体将永远静止下去。
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