1.5 二力平衡的条件 同步练习（含解析）

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1.5 二力平衡 同步练习
一．选择题（共9小题）
1．（2018 霞山区模拟）电动平衡车是一种时尚代步工具。如图所示，当人驾驶平衡车在水平路面上匀速直线运动时，下列说法正确的是（　　）
A．平衡车受到的重力与地面对它的支持力是一对平衡力
B．平衡车对地面的压力与地面对它的支持力是相互作用力
C．关闭电机，平衡车仍继续前进是由于其受到惯性作用
D．若平衡车在运动过程中所受的力全部消失，平衡车会慢慢停下来
2．（2018 泰兴市校级二模）“春分竖蛋”也称春分立蛋，是指在每年春分这一天，选择一个光滑匀称、刚生下四五天的新鲜鸡蛋，轻手轻脚地在桌子上把它竖起来（如图所示）。关于这一游戏，下列说法正确的是（　　）
A．鸡蛋竖起来静止时，受到的重力和桌面对鸡蛋的支持力是一对相互作用力
B．鸡蛋竖起来静止时，桌面对鸡蛋的支持力和鸡蛋对桌面的压力是一对平衡力
C．鸡蛋竖起来静止时，鸡蛋对桌面的压力是由于鸡蛋的形变而产生的
D．鸡蛋竖起来静止时，鸡蛋对桌面的压力和鸡蛋受到的重力的三要素完全相同
3．（2018 成都三模）下列说法中正确的是（　　）
A．手提水桶时手上出现压痕，是由于水桶所受的重力作用在手上
B．用3N的力拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，木块受到的摩擦力等于3N
C．用大小不变的力F竖直拉起在水平桌面上静止的质量为m的钩码，则F一定大于mg
D．跳水运动员起跳时，跳板向下弯，人对跳板的作用力与跳板对人的作用力平衡
4．（2018 沂南县模拟）如图所示，将带钩的木块放在粗糙程度相同的水平桌面上，小明水平拉动木块，在木块加速运动过程中，以下说法中正确的是（　　）
A．木块受到的摩擦力逐渐增大
B．木块受到的摩擦力逐渐减小
C．绳对木块的拉力和桌面对木块的摩擦力是一对平衡力
D．绳对木块的拉力和木块对绳的拉力是一对相互作用力
5．（2018 临沂模拟）如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示，以下说法正确的是（　　）
A．0～2秒，物体没有推动，是因为推力等于摩擦力
B．2～4秒物体做匀速直线运动
C．2～4秒物体受到的摩擦力是3N
D．4～6秒，物体受到的摩擦力与水平推力不是一对平衡力
6．（2018 黔南州一模）如图1所示，静止在水平面上的物块，受水平拉力F作用，F随时间t的变化关系如图2所示，从t=0开始，小兵每隔2s记录的物块位置和时刻如图3所示，下列说法正确的是（　　）
A．0﹣4s内，物块受到的摩擦力为4N
B．8﹣10s内，物块受到的摩擦力为6N
C．t=10s时，物块的速度一定小于6m/s
D．若16s时撤去F，物块将做匀速直线运动
7．（2018春 海珠区期中）图为研究二力平衡条件的实验装置，下列关于这个实验的叙述正确的是（　　）
A．为使实验效果明显，应选用较粗糙的桌面
B．为使实验效果明显，应选用质量较大的小车
C．调整两边托盘所放钩码的数量，可以改变力的大小
D．将小车在水平面上顺时针扭转一个角度，是为了改变拉力对小车的作用点
8．（2017秋 观山湖区校级期末）共享单车是节能环保的交通工具。关于小秦骑共享单车上学的情形，下列说法正确的是（　　）
A．小秦骑车匀速转弯时，运动状态没有发生改变
B．小秦在骑行过程中，相对于路旁的建筑物是运动的
C．小秦骑行的速度最高可以达到50m/s
D．小秦骑行路程越长，速度越大
9．（2018 伊金霍洛旗模拟）“运﹣20”是我国研制的一种 200 吨大型、多用途运输机，可在复杂气象条件下 执行各种物资和人员的长距离运输任务，下列关于“运﹣20”的说法正确的是（　　）
A．“运﹣20”静止在跑道上时没有惯性
B．“运﹣20”悬停在空中时，所受的重力和浮力是一对平衡力
C．“运﹣20”满载时与空载时相比，降落时在跑道上受到的摩擦力将变大
D．“运﹣20”的起落架有 14 个宽大的轮子是为了减小对地面的压力
二．填空题（共6小题）
10．（2018春 潮阳区校级月考）一辆行驶的汽车车厢里挂着一个小球。当出现了如图所示的情景时，汽车在做　 　（选填“加速”、“匀速”或“减速”）运动。如果忽略空气阻力，小球一共受到　 　几个力的作用。这几个力　 　（选填“是”或“不是”）平衡力。
11．（2018 兴化市二模）如图，小明同学从滑梯上匀速下滑，则小明是否处于平衡状态呢？答：　 　（选填：是、不是），此时滑梯对小明的作用力有　 　、　 　（选填：摩擦力、压力、支持力），若我们把这两个力的作用等效为一个力F，则F的方向是　 　（选填：竖直向上、垂直于滑梯向上、平行于滑梯向上）。
12．（2018 邹城市二模）如图是探究　 　的实验装置。
13．（2018 高新区模拟）如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。由图象可知当t=1s时，物体处于　 　状态。t=3s时，物体受到的摩擦力为　 　N。
14．（2017 成都）2017年5月18日，由中国自主研制的“直﹣19E”出口武装直升飞机首飞成功，如图所示，当直升机静止在水平停机坪上时，它受到的重力和地面对它的支持力是一对　 　（选填“相互作用力”或“平衡力”），当直升机在竖直方向加速升空时，飞行员受到的合力　 　（“向上”、“向下”或“为零”）
15．（2017秋 金山区校级期末）重力为10牛的木块在大小为2牛的水平推力作用下，沿水平路面做匀速直线运动。木块受到的滑动摩擦力为　 　牛；若突然撤去水平推力，木块在向前运动过程中受到的滑动摩擦力为　 　牛；若不计空气阻力，将木块匀速向上提起，拉力大小为　 　牛。
三．实验探究题（共1小题）
16．（2018 平顶山三模）在探究“二力平衡条件”的实验中：
（1）甲、乙两组同学分别选择器材后，设计组装的实验装置如图甲、乙所示。老师指出乙组同学选择的器材更加合理，其原因是：　 　。
（2）丙组同学听后，又进行了改进设计如丙图，实验中选择小卡片的目的是　 　（填“考虑”、“不考虑”）小卡片的重力；探究F1、F2两个力大小关系时。应该观察　 　。
（3）实验中保持F1与F2相等，进行如下操作：　 　 （填“挤压”、“翻转”或“旋转”）小卡片，松手后观察小卡片是否平衡。实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足的条件之一是　 　。
（4）小明利用弹簧测力计代替图中的钩码进行了探究，发现两个力的大小还有较小的差距。你认为形成差距的原因是　 　。
四．计算题（共1小题）
17．（2018春 永定县期中）载重共1000N的气球在竖直方向上匀速下降时受到空气向上的浮力900N，若从气球中抛掉一些重物后。气球能在竖直方向上匀速上升。
（1）匀速下降时气球受到的空气的阻力多大？
（2）当气球匀速上升时空气阻力的方向如何？
（3）设空气阻力和浮力大小不变，气球匀速上升的话气球总重只能是多少？需抛掉多少N的重物？
　
1.5 二力平衡 参考答案
一．选择题（共9小题）
1．【答案】：B。
【解答】解：A、平衡车的重力加上人的重力才等于地面对平衡车的支持力，不符合二力平衡的条件，故A错误。
B、人对平衡车的压力与平衡车对人的支持力大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上，是一对相互作用力，故B正确。
C、关闭电机后，由于惯性，平衡车能继续前进，但是不能说受到惯性作用，因为惯性不是力，故C错误。
D、因物体是在做匀速直线运动时突然外力全部消失的，故要保持原来的运动状态，即仍做匀速直线运动，故D错误。
2．【答案】：C。
【解答】解：
A、鸡蛋竖起来静止时，受到的重力和桌面对鸡蛋的支持力大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于同一物体上，是一对平衡力，故A错误；
B、鸡蛋竖起来静止时，桌面对鸡蛋的支持力和鸡蛋对桌面的压力大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上，是一对相互作用力。故B错误；
C、鸡蛋竖起来静止时，鸡蛋对桌面的压力是由于鸡蛋的形变，要恢复原状而对桌面产生的弹力。故C正确；
D、鸡蛋竖起来静止时，鸡蛋对桌面的压力等于鸡蛋受到的重力，其方向相同，但力的作用点不同，重力的作用点在鸡蛋的重心上，压力的作用点在桌面上。故D错误。
3．【答案】：C。
【解答】解：
A、手提水桶时手上出现压痕，是由于手提水桶时，手也受到水桶对手的力的作用的缘故，故A错误；
B、用3N的拉力拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，因为拉力的方向不一定水平，故与木块受到的摩擦力不一定是一对平衡力，即不一定是3N，B错误；
C、用大小不变的力F竖直拉起静止在水平桌面上质量为m的钩码时，钩码由静止变为运动，受到非平衡力的作用，故F一定大于mg，故C正确；
D、跳水运动员起跳时，跳板向下弯，人对跳板的作用力与跳板对人的作用力是一对相互作用力，大小相等，故D错误。
4．【答案】：D。
【解答】解：木块放在粗糙程度相同的水平桌面上，压力一定，接触面的粗糙程度一定，摩擦力大小不变，故A、B错误。
木块做加速运动，拉力大于摩擦力，故C错误。
绳对木块的拉力和木块对绳的拉力大小相等，方向相反，在同一条直线上，不在同一物体上，是一对相互作用力。故D正确。
5．【答案】：A。
【解答】解：A、由图象可知，0～2秒，物体没有推动，物体处于平衡状态，推力等于摩擦力，故A正确；
B、由v﹣t图象可知，2～4秒物体做加速直线运动，故B错误；
C、由v﹣t图象可知，在4s～6s物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由F﹣t图象可知在4s～6s可知拉力F=2N，由平衡条件可得滑动摩擦力f=F=2N，由v﹣t图象可知，物体在2～4秒做匀加速运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，因此物体受到的摩擦力是2N，故C错误；
D、由v﹣t图象可知，在4s～6s物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可知，第4秒到第6秒，物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力，故D错误。
6．【答案】：C。
【解答】解：由图3知，12到18s物体在相同时间内通过的路程相等，做匀速直线运动，由图2知，此时f=F=4N；
A、由图2知，0﹣4s内，物体受到的拉力F=2N，小于滑动摩擦力，所以此时物体应处于静止状态，所受静止摩擦力等于拉力等于2N，A错误；
B、由图3知，8﹣10s内，物体处于运动状态，根据影响摩擦力大小的因素可知，摩擦力仍等于4N，B错误；
C、由图3知，从10到12s时间内，物体的平均速度v===5m/s，而在这段时间内物体的拉力大于摩擦力，所以做加速运动，因此全程的平均速度应大于10s时的速度，C正确；
D、若16s时撤去F，物体受摩擦力的作用将做减速运动，D错误。
7．【答案】：C。
【解答】解：A、为了减小摩擦，应选用尽量光滑的水平桌面，可以减小摩擦对实验的影响。故A错误。
B、质量较大的小车对桌面的压力大，小车受到的摩擦力大，对实验影响较大。故B错误。
C、调整两边的托盘所放的钩码数量，可以改变力的大小，可以探究二力平衡时两个力的大小关系。故C正确。
D、将小车扭转一个角度，是为了改变力的作用线的位置，探究二力平衡时两个力的是否在同一直线上。故D错误。
8．【答案】：B。
【解答】解：A、小秦骑车匀速转弯，运动方向不断变化，运动状态不断变化，故A错误；
B、小秦在骑行过程中，小秦相对于路旁的建筑物位置不断变化，是运动的，故B正确；
C、共享单车的速度约为5m/s；故C错误；
D、小秦运动的时间不确定，则运动速度也不确定，故D错误。
9．【答案】：C。
【解答】解：A、任何物体都有惯性，故A错误；
B、“运﹣20”悬停在空中时，所受的重力和空气对飞机的升力，大小相等、方向相反、在同一直线上、在同一物体上，是一对平衡力，重力和浮力不是平衡力，故B错误；
C、接触面的粗糙程度一定，满载时压力大，摩擦力大，故满载时与空载时相比，降落时在跑道上受到的摩擦力将变大，故C正确；
D、“运﹣20”的起落架有14个宽大的轮子是为了增大受力面积，在压力一定时，减小对地面的压强，不是减小压力，故D错误。
二．填空题（共6小题）
10．【答案】：加速；2；不是。
【解答】解：（1）汽车匀速运动时，小球与汽车相对静止，小球应在竖直方向上。当汽车加速运动时，车的运动速度变快，但小球由于惯性保持原来的运动状态，故小球要向后运动；图中小球向后运动，说明汽车在做加速运动。
（2）小球受竖直向下的重力、沿绳斜向右上方的拉力的作用，这两个力不在同一直线上。因为一对平衡力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，所以小球受力不是平衡力。
11．【答案】：是；摩擦力；支持力；竖直向上。
【解答】解：因为小明同学从滑梯上匀速下滑，所以小明是处于平衡状态；
此时滑梯对小明的作用力有斜向上的摩擦力和垂直滑梯的支持力（选填：摩擦力、压力、支持力），若我们把这两个力的作用等效为一个力F，由于该同学由于匀速下滑，受平衡力，滑梯对该同学的作用力与重力平衡，所以F的方向应该是竖直向上的。
12．【答案】：二力平衡的条件。
【解答】解：由图知，水平方向上的两个力作用在同一物体上，是探究二力平衡的条件的实验装置。
13．【答案】：静止；2。
【解答】解：（1）由丙图知：0﹣2s时物体的速度大小为零；则当t=1s时物体处于静止状态。
（2）由丙图知：4﹣6 s时，物体匀速运动，
由乙图知：t=5s时，F=2N，
所以摩擦力与推力F平衡，大小为2N。
2﹣4s之间，物体加速运动，受力不平衡，推力大于摩擦力；但由于物体和地面没有改变，所以摩擦力大小不变；即仍为2N。
14．【答案】：平衡力；向上。
【解答】解：当直升机静止在水平停机坪上时，受到的重力和支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、都作用在飞机上，是一对平衡力，不是相互作用力。当直升机在竖直方向加速升空时，所受合力与运动方向相同，故合力方向向上。
15．【答案】：2；2；10。
【解答】解：（1）物体在水平路面上匀速直线运动时，水平方向上受到拉力F和路面对物体的摩擦力f，这两个力是一对平衡力，大小相等，大小为2N；
（2）撤去拉力后，物体由于惯性继续运动。此时物体还受地面的摩擦力，压力不变，接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，还是2N；
（3）若不计空气阻力，将木块匀速向上提起，拉力与重力是一对平衡力，而拉力大小为10N。
三．实验探究题（共1小题）
16．【答案】：（1）小车与桌面间的摩擦力较小，可以忽略不计；（2）不考虑；两边钩码个数；
（3）旋转；两个力必须作用在同一条直线上；（4）读数误差。
【解答】解：（1）甲图中的是木块，它与桌面之间的摩擦是滑动摩擦，而乙图中的是小车，它与桌面之间是滚动摩擦，其摩擦力较小可以忽略，实验更准确些；
（2）由于小卡片的质量很小，重力远小于卡片受到的拉力，所以其重力可以不考虑；探究两个力大小关系时，应该观察细线两端所挂钩码的个数和小卡片的运动状态；
（3）为了探究两个平衡力是否在同一条直线上，应控制拉力大小相等，不在一条直线上，所以在卡片两端挂同样多的钩码，旋转小卡片松手并观察小卡片的运动情况；
（4）利用弹簧测力计代替图中的钩码时，由于测量工具、或测量的人或所用器材，都会造成误差的存在，形成差距的原因可能是读数误差 （或两个滑轮的摩擦不同，或测力计未校零）。
四．简答题（共1小题）
17．【答案】：（1）匀速下降时气球受到的空气的阻力100N；
（2）当气球匀速上升时空气阻力的方向是竖直向下；
（3）设空气阻力和浮力大小不变，气球匀速上升的话气球总重只能是800N；需抛掉200N的重物。
【解答】解：（1）气球在竖直方向上匀速下降时，受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向上的阻力，根据力的平衡条件可得，空气阻力f=G﹣F浮=1000N﹣900N=100N，阻力的方向竖直向上；
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