北师大版八年级下册物理跟踪训练 7.4同一直线上二力的合成
一、单选题
1.放在水平地面的水桶重300N,小明用260N的力向上提它,水桶不动,则水桶受到的合力大小为(?? )
A.?.560N????????????????????????????????????B.?260N????????????????????????????????????C.?40N????????????????????????????????????D.?ON
2.作用在一个物体上的两个力的大小分别为F1=7N,F2=4N.如果这两个力作用在同一条直线上,则它们的合力大小(?? )
A.一定是11NB.一定是3N??C.可能是7N或4ND.可能是11N或3N
3.小明和小宇同时推一张放在水平地面上的桌子,小明用40N的力向右推,小宇用30N的力向左推,两力沿同一水平直线,他们推桌子的合力大小和方向是(?? )
A.10 N,水平向左B.10 N,水平向右??C.70 N,水平向左D.70 N,水平向右
4.一个重为100N的物体在水平地面上处于静止状态,当用60N的力竖直向上提它时,物体所受合力是( ??)
A.?40N,方向竖直向上??????????????B.?40N,方向竖直向下??????????????C.?0??????????????D.?条件不足,无法确定
5.重100N的物体放在水平地面上,用70N的力竖直向上将物体向上提,则下列说法正确的是( )
A.?支持力和重力的合力为30N,方向竖直向上 ????????B.?支持力和拉力的合力为100N,方向竖直向上
C.?重力和拉力的合力与支持力大小相等、方向相同 ?D.?物体受到外力的合力为30N,方向竖直向下
6.小吴同学为探究力之间的关系做了如图所示的实验。将弹簧测力计下端吊着的铝块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中,直至刚没入水中(不接触容器,无水溢出)。在该过程中,下列有关弹簧测力计和台秤示数的说法正确的是(????????)
A.?弹簧测力计的示数减小,台秤示数不变???????????????B.?弹簧测力计的示数不变,台秤示数也不变C.?弹簧测力计的示数减小,台秤示数增大???????????????D.?弹簧测力计的示数不变,台秤示数增大
7.竖直向上抛出重为G的篮球,篮球在空中所受阻力小于G,在竖直上升的过程中,篮球受到的合力( )
A.?大于G??????????????????????????????????B.?等于G??????????????????????????????????C.?小于G??????????????????????????????????D.?等于0
8. 如图是小君同学在大课间活动时踢毽子的情景,以下对毽子上下飞舞时所受合力的分析正确的是( )
A.?上升过程合力方向向上???????????????????????????????????????B.?最高点时处于静止状态合力为零C.?下落过程合力越来越大???????????????????????????????????????D.?上升过程合力大于下落过程合力
9.把一个小球竖直向上抛出,小球在空中受到重力和空气阻力的作用.小球在上升和下降过程中所受合力分别为F上升、F下降 , 则( )
A.?F上升小于F下降 ????B.?F上升等于F下降 ????C.?两个合力的方向相同???? ????D.?两个合力的方向相反
10.小红用50N的力竖直向上提起一个重100N的水桶,则水桶受到的合力大小是(???)
A.?250N????????????????????????????????????B.?150N????????????????????????????????????C.?100N????????????????????????????????????D.?0
二、填空题
11.如图所示,重为5牛的木块在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3牛.若绳子突然断了,木块在没有露出水面之前,所受的合力为________牛,方向________.
12.一个质量为0.5千克的物体在重力作用下竖直下落,它受到的阻力大小为1牛,则该物体受到的重力为________?牛,重力与阻力的合力为________?牛,这个过程中物体的运动状态________?(选填“发生”或“不发生”)改变,物体的重力势能将________?(选填“变大”、“变小”或“不变”).
13.起重机用2500N的力竖直吊起重2450N的物体,则物体收到的合力是的大小是________?N,方向是________.
三、实验探究题
14.某同学为探究作用在同一物体同一直线上两个的合力与这两个力之间的关系,利用橡皮筋(原长为AB)、弹簧测力计等器材进行实验,实验时先将橡皮筋A点固定,再用两个弹簧测力计同时作用在B点,按图(a)所示的方式将橡皮筋从B点拉伸到C点,记下此时两个弹簧测力计的示数F1和F2 , 接着用一个弹簧测力计作用在B点,依然将橡皮筋拉伸到C点,如图(b)所示,记下此时弹簧测力计示数F,按上述的操作重复三次实验,实验数据如表一所示。
表一:
实验序号
拉力F1(牛)
拉力F2(牛)
拉力F(牛)
1
3.0
1.0
4.0
2
2.6
1.4
4.0
3
1.8
2.2
4.0
①实验前,应将弹簧测力计沿水平方向________。
②实验中,该同学“…重复三次实验”的目的是:________。
③根据表一中的实验数据及相关条件,可归纳得出的初步结论是:作用在同一物体同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于________,合力方向为________。
④实验过程中运用的科学方法为________。
⑤若要研究作用在同一物体同一直线方向相反两个力的合力与这两个力的大小关系,该如何进行实验操作,请写出主要步骤:________。
四、解答题
15.小兰同学通过观察身边的一些现象,如图所示,一辆小车静止在长木板上,给小车一个水平力F,小车便沿力F的方向运动起来;手拿一小木块在空中由静止释放,小木块便在重力的作用下,沿重力的方向竖直向下运动.于是小兰得出一个结论:物体的运动方向一定与物体所受外力的合力方向一致.请你仅利用如图所示的器材,设计一个小实验,说明小兰的结论是不正确的.请写出主要实验步骤和实验现象,并简要分析小兰的结论是不正确的.
五、综合题
16.几十年来,我国成功发射了各种用途的航天器进入太空,“神舟”系列飞船的成功发射与回收,标志着我国航天技术已跻身世界前列.特别是2012年6月份发射的“神舟九号”载人飞船与“天宫一号”的成功对接与分离,更是让人振奋.
(1)我国的“长征2号”运载火箭,用以作为燃料的氧和氢是以________?态装在火箭中,这样做的最大好处是________?
(2)若一个火箭的起飞质量是m=4.60×105kg,按直向上起飞时受到的推力为F=5.88×106N.则该火箭在起飞时受到的合力是________?N,方向________?(不计空气阻力)
(3)火箭将卫星或载人飞船送入地球的预定的椭圆形飞行轨道后,卫星或飞船在由近地点向远地点运行的过程中,能的转化情况为________?
(4)载人飞船在回收过程中,务必要保证安全降落在预定的回收位置,当回收舱下落到地面附近时,由于空气阻力作用将做匀速运动,则回收舱在匀速下落过程中的动能、势能和机械能将如何变化?________?
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】D
【解析】【解答】水桶重300N,小明用260N的力向上提它,水桶不动;说明水桶处于静止状态,静止是平衡状态,因此水桶受力平衡,合力为0N,D符合题意.
故答案为:D.
【分析】当物体处于静止状态时,受到的合力为0.
2.【答案】D
【解析】【解答】当两个力方向相同时,合力F=F1+F2=7N+4N=11N;
当两个力方向相反时,合力F′=F1﹣F2=7N﹣4N=3N。
故答案为:D。
【分析】合力公式: F = F1 + F2 ?[ 同一直线同方向二力的合力计算 ]F = F1 - F2 ??[ 同一直线反方向二力的合力计算 ]
?
3.【答案】B
【解析】【解答】合力为二力之差即F=F1-F2=40N-30N=10N,方向同较大小明的用力方向相同,故合力的大小为10N,合力的方向水平向右.
故答案为:B.
【分析】根据同一直线反方向二力合力的大小等于二力之差,方向与较大力的方向一致解答.
?
4.【答案】C
【解析】【解答】解:当用60N的力竖直向上提100N的物体时,提不动,物体还静止,物体受力平衡、受到的合力为0.
故选C.
【分析】在生活中,若物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动状态),物体受力平衡、受合力为0,据此分析.
5.【答案】B
【解析】【解答】解:对物体进行受力分析可知,物体受重力G、支持力N和拉力F的共同作用,处于静止,受力平衡,满足:F+N=G.
A.支持力和重力的合力等于拉力的大小即为70N,方向竖直向下,故A错误;
B.支持力和拉力的合力等于物体重力的大小即为100N,方向竖直向上,故B正确;
C.重力和拉力的合力等于支持力的大小、方向相反,故C错误;
D.物体受到外力的合力为0,故D错误.
故选B.
【分析】拉力小于物体的重力,物体仍然静止,处于平衡状态,由平衡条件进行解答.
6.【答案】 C
【解析】【分析】将弹簧测力计下端吊着的铝块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中,直至刚没入水中(不接触容器,无水溢出)。在该过程中,铝块浸入水中的体积变大,它受到的浮力变大,测力计的示数变小,台秤测量的是水和容器的重力及浮力,当铝块浸入体积变大时浮力变大,台秤的示数会变大。故答案:C【点评】在此题中注意铝块浸入水中的体积变大,它受到的浮力变大。台秤测量的是水和容器的重力及浮力,当铝块浸入体积变大时浮力变大,台秤的示数会变大。
7.【答案】 A
【解析】【解答】解:在篮球向上运动的过程中,篮球受竖直向下的重力G,竖直向下的空气阻力f,则篮球受的合力F合=G+f>G。
故选A。
【分析】先对篮球进行受力分析,然后根据力的合成方法求篮球受的合力,最后做出判断。
8.【答案】D
【解析】【解答】A、毽子在上升过程中受到竖直向下的重力和竖直向下的空气阻力,合力方向向下.故A错误;
B、上升到最高点时,毽子的速度瞬间为0,此时,毽子只受到重力作用,合力不为零.故B错误;
C、下落过程小球受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力,毽子的速度越来越大,阻力越来越大,重力不变,合力越来越小.故C错误;
D、上升过程合力等于重力与空气阻力之和,下落过程合力等于重力与空气阻力之差,故D正确.
故选D.
【分析】通过对小球在上升、下落过程,以及处于最高点时进行受力分析对各个选项最初判断即可.
9.【答案】C
【解析】【解答】解:小球在上升过程中重力方向向下,阻力方向也向下,故所受的合力的大小F上升=G+f,合力与G和f相同,竖直向下;
小球在下降过程中重力方向向下,阻力的方向是向上,故所受的合力的大小F下降=G﹣f,合力方向与G的方向相同,竖直向下;
由此可知:F上升>F下降
故选C.
【分析】同一直线上方向相同的两个力的合力等于这两个力的大小之和,合力方向与两力方向相同;方向相反的两个力合力的大小等于这两个力的大小之差,合力方向与大力相同.
10.【答案】 D
【解析】因为小红用50N的力竖直向上提起一个重100N的水桶,重力大于拉力,水桶没有提起,所以仍然会静止在地面上,则水桶受平衡力作用,所以合力为零.故选D.
二、填空题
11.【答案】3;竖直向上
【解析】【解答】解:因为物体受到重力、拉力以及浮力作用,并且重力和拉力的方向均竖直向下,而浮力的方向总是竖直向上的,因此根据二力平衡的条件可得,浮力大小:F浮=G+F=5N+3N=8N;当绳子突然断了,木块受到竖直向上的浮力和重力作用,合力大小:F合=F浮﹣G=8N﹣5N=3N,方向竖直向上. 故答案为:3;竖直向上.【分析】处于静止状态或匀速直线运动状态的物体受平衡力作用;木块在水中静止时,在竖直方向受到重力、拉力和浮力作用;再根据二力平衡条件可得,竖直向下的力等于竖直向上的力,而物体受到的重力和拉力方向都是竖直向下,因此浮力大小等于重力和拉力的大小之和,并且浮力的方向总是竖直向上的.当绳子突然断了,木块受到浮力和重力作用,其合力大小等于二力之差,因为浮力大于重力,因此合力的方向与浮力的方向相同.
12.【答案】 4.9 ;3.9 ;发生 ;变小
【解析】【解答】解:G=mg=0.5kg×9.8N/kg=4.9N;
重力竖直向下,阻力竖直向上,则F合=G﹣f=4.9N﹣1N=3.9N,方向竖直向下;
由于合力不为零,所以物体将向下做加速运动,运动状态发生变化;
物体的质量不变,高度变小,所以重力势能将变小.
故答案为:4.9; 3.9; 发生; 变小.
【分析】(1)根据G=mg计算重力;
(2)根据同一直线上力的合成方法求出物体受到的合力;
(3)重力势能大小与质量和被举高度有关,判断影响因素的变化得出重力势能的变化.
13.【答案】50;竖直向上
【解析】【解答】解:起重机用2500N竖直向上的力吊起钢件,作用在钢件上的两个力方向相反,其合力为:F=F2﹣F1=2500N﹣2450N=50N,方向竖直向上.故答案为:50;竖直向上.
【分析】在力的合成中,作用在同一直线上的两个力,当方向相同时其合力最大,合力大小等于两个力的大小之和;当方向相反时其合力最小,合力大小等于两个力的大小之差.
三、实验探究题
14.【答案】调零;为了得出普遍结论;两分力大小之和;与两个分力方向相同;等效替代法;用两个弹簧测力计同时作用在橡皮筋的B点,沿直线相反方向拉伸到C点,记下此时两个弹簧测力计的示数F1和F2;接着用一个弹簧测力计作用在B点,依然将橡皮筯拉伸到C点,记下此时弹簧测力计示数F;按上述的操作重复三次实验,记录实验数据
【解析】【解答】①弹簧测力计沿水平方向使用前,将弹簧测力计沿水平方向调零;②实验中,该同学“…重复三次实验”的目的是:为了得出普遍结论,避免偶然性;③根据表一中的实验数据,比较F和F1、F2的大小方向之间的关系,归纳得出:同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于二力之和,合力方向与二力方向相同;④实验过程中应用的科学方法为等效替代法。⑤用两个弹簧测力计同时作用在橡皮筋的B点,沿直线相反方向拉伸到C点,记下此时两个弹簧测力计的示数F1和F2;接着用一个弹簧测力计作用在B点,依然将橡皮筯拉伸到C点,记下此时弹簧测力计示数F;按上述的操作重复三次实验,记录实验数据。
故答案为:①调零;②为了得出普遍结论;③两分力大小之和;与两个分力方向相同;④等效替代法;⑤用两个弹簧测力计同时作用在橡皮筋的B点,沿直线相反方向拉伸到C点,记下此时两个弹簧测力计的示数F1和F2;接着用一个弹簧测力计作用在B点,依然将橡皮筯拉伸到C点,记下此时弹簧测力计示数F;按上述的操作重复三次实验,记录实验数据。
【分析】(1)结合弹簧测力计的使用方法解答即可.(2)多次测量的目的(一个是测量性实验,实验中多次测量的目的是取平均值减小误差;一个是探究性实验,实验中多次测量的目的是找到普遍成立的规律).(3)结合表格数据寻找归纳规律即可.(4)两个分力共同作用可以由一个力代替,这个力就是这两个分力的合力,采用的是等效替代法;(5)根据同一直线上两个力进行设计,可得结论.
四、解答题
15.【答案】解:实验步骤与实验现象:手拿小木块向上抛出,小木块抛出后先向上运动,在向上运动过程中,小木块受到竖直向下的重力G,竖直向下的空气阻力f,所以小木块所受合力F合=G+f,方向向下,而物体却能向上运动,可见小兰认为物体的运动方向一定与物体所受外力的合力方向一致,是错误的.
【解析】【分析】可把小木块向上抛出,分析木块的运动方向与受力方向间的关系.
五、综合题
16.【答案】(1)液 ;使它的体积缩小,便于贮存和运输
(2)1.28×106 ;竖直向上
(3)动能转化成重力势能
(4)动能不变,重力势能减小,机械能也减小
【解析】【解答】解:(1)运载火箭中的氧和氢都是以液体状态装在火箭里的.这样做的最大好处是使它的体积缩小,便于贮存和运输;
(2)火箭的重力:
G=mg=4.60×105kg×10N/kg=4.60×106N;
由于G竖直向下,F竖直向上,且G<F,
所以二力的合力方向向上,大小为:
F合=F﹣G=5.88×106N﹣4.60×106N=1.28×106N;
(3)在从近地点到远地点飞行过程中,卫星的质量不变,速度减小,动能逐渐变小,高度增大,重力势能逐渐增大,动能转化成重力势能;
(4)回收舱下降时,质量不变,速度不变,动能不变;高度减小,重力势能减小,故机械能也减小.
故答案为:
(1)液;使它的体积缩小,便于贮存和运输;
(2)1.28×106;竖直向上;
(3)动能转化成重力势能;
(4)动能不变,重力势能减小,机械能也减小.
【分析】(1)物质从气态变为液态的过程称为液化,液体比气体的体积小,很多气体燃料运输时都是转化为液态,便于储存和运输;
(2)已知了火箭的质量,可求出火箭所受的重力,在火箭竖直向上的过程中,竖直方向受推力和重力的共同影响,比较二力的大小,即可确定合力的方向和大小;
(3)动能和重力势能是可以相互转化的.在远地点,卫星距地面的高度最高,重力势能最大,飞行最慢,动能最小.在近地点,卫星距地面的高度最低,重力势能最小,飞行最快,动能最大;
(4)动能大小的影响因素:质量和速度.质量越大,速度越大,动能越大.重力势能大小的影响因素:质量和高度.质量越大,高度越高,重力势能越大.机械能等于动能+势能.