8.2二力平衡
1.两辆吊车吊着两个完全相同的重物在竖直方向上做匀速直线运动,其中一重物以 1m /s的速度上升,吊绳的拉力为 F 1 ,另一重物以 2m /s的速度上升,吊绳的拉力为 F 2 ,则 F 1 与 F 2 的关系是
A.F 1 =1/2 F 2 B.F 1 = F 2
C.F1 = 2F 2 D.
2.小华静止站在水平地面上,下列说法中正确的是
A.他对地面的压力和他所受的重力二力平衡
B.他对地面的压力和地面对他的支持力,二力平衡
C.他受到的重力和地面对它的支持力是相互作用力
D.他对地面的压力和地面对他的支持力是相互作用的力
3.下列物体中,处于平衡状态的是
A.在空中自由下落的苹果 B.竖直向上抛出的石子
C.沿光滑斜坡滚动的小球 D.在空中匀速直线下降的跳伞运动员
4.关于力和运动的关系,下列说法正确的是( )
A.抛出去的篮球在上升过程中不受重力作用
B.在平直轨道上匀速行驶的列车受平衡力的作用
C.汽车刹车时人会向前“冲”是因为惯性突然消失
D.运动员在圆形跑道上做快慢不变的运动,运动状态不改变
5.如图所示,骑自行车出行郊游,是一种时尚、环保的生活方式.当我们在平直路面上匀速向前骑行时,以下说法正确的是( )
A.若自行车停下,惯性就消失了
B.自行车受到的动力大于自行车受到的阻力
C.路面受到的压力与人受到的支持力是一对平衡力
D.人和车受到的重力与地面对人和车的支持力是一对平衡力
6.静止在水平桌面上的书,受到的平衡力是
A.书的重力和书对桌子的压力
B.书对桌子的压力和桌子的重力
C.书的重力和桌子对书的支持力
D.书对桌子的压力和桌子对书的支持力
7.下列情境中,物体的运动状体不发生改变的是
A.正在弯道上速滑的运动员 B.水平桌面上静止的物理书
C.空中减速下落的降落伞 D.正在进站的火车
8.如图所示,将小车放在水平桌面上,用轻绳跨过定滑轮与钩码相连,在轻绳的拉力作用下沿桌面做匀速运动.若突然剪断轻绳,则小车
A.将运动得越来越慢 B.将立即停止运动
C.将继续向前匀速运动 D.受到的摩擦力将越来越大
9.关于平衡力,下列说法中正确的是 ( )
A.物体在平衡力的作用下一定保持静止状态
B.作用在物体上的两个力三要素完全相同,则两个力一定是平衡力
C.物体受到重力和拉力的作用,这两个力方向相反,它们一定是平衡力
D.运动物体在平衡力的作用下一定保持匀速直线运动状态
10.如图中,重为5N的木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3N,若绳子突然断了,木块A在没有露出水面之前,所受合力的大小和方向是( )
A.5N,竖直向下 B.3N,竖直向上
C.2N,竖直向上 D.8N,竖直向下
11.一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.此时绳子对球的拉力和球受到的重力__(选填“是”、“不是”或“可能是”)一对平衡力.
12.如图所示,起重机吊起10000N的货物静止不动时,钢丝对货物的拉力为________N,以1m/s的速度匀速上升时,钢丝对货物的拉力为________N,若以2m/s的速度匀速下降,钢丝对货物的拉力________(选填“大于”“小于”或“等于”)10000N.
13.如图所示,物体重5N,一人用20N的力将它压在竖直墙上,物体处于静止状态.这时物体受到的摩擦力大小是______N,方向是______.
14.重104N的汽车在公路上做匀速直线运动,它受到的阻力是车重的0.03倍,则汽车发动机的牵引力是多少N?
15.跳伞运动员在1000m的高空离开飞机匀速下降,到地面历时3min20s.人和降落伞的总质量为70kg.试问:
(1)跳伞运动员(包括伞)在空中受到的阻力有多大?
(2)跳伞运动员的速度有多大?
16.一列质量为1×103t的火车,以180km/h的速度在平直轨道上匀速行驶,整列火车受到的阻力是9×103N.
(1)火车的牵引力多大?
(2)火车行驶1min时间内,通过的路程是多少?
参考答案
1.B
【详解】
两吊车所吊重物相同,虽然速度不同,但都是匀速上升,处于平衡状态,拉力与重力是一对平衡力,所以拉力相等.故选B。
2.D
【详解】
A.他对地面的压力和他所受到的重力是作用在不同物体上的两个力,且方向相同,不符合二力平衡的条件,所以二力不平衡,故A错误;
B.他对地面的压力和地面对他的支持力是作用在不同物体上,不符合二力平衡的条件,所以二力不平衡,故B错误;
C.他受到的重力和地面对他的支持力是作用在同一个物体上的两个力,不符合相互作用力的条件,所以不是相互作用力,故C错误;
D.他对地面的压力和地面对他的支持力大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上,符合相互作用力的条件,所以是相互作用力,故D正确。
3.D
【分析】
解答此题的关键是把握什么状态是平衡状态,静止状态和匀速直线运动状态是平衡状态。
【详解】
物体受到平衡力作用时能保持平衡状态,即静止状态或在空中匀速直线下降的跳伞运动。
A、在空中自由下落的苹果,下落速度越来越快,不是平衡状态;
B、竖直向上抛出的石子,上升速度越来越小,不是平衡状态;
C、沿光滑斜坡滚动的小球,速度越来越快,不是平衡状态;
D、在空中匀速直线下降的跳伞运动员,处于匀速直线运动状态,是平衡状态。
故选:D。
【点睛】
此题主要考查学生对平衡状态的理解和掌握。判断方法:静止状态和匀速直线运动状态都是平衡状态;物体受到的力平衡时,物体处于平衡状态。
4.B
【详解】
A.地球表面及附近的一切物体都受到重力的作用,所以抛出去的篮球在上升过程中也受重力作用,故A错误;
B.物体受平衡力作用,处于平衡状态时,物体会静止或做匀速直线运动,所以,在平直轨道上匀速行驶的列车受平衡力的作用,故B正确;
C.惯性是物体本身的一种性质,任何情况下物体都有惯性,汽车刹车时人会向前“冲”,是因为人具有惯性仍保持原来速度继续向前运动,故C错误;
D.运动状态的改变包括运动方向和运动速度大小的改变,运动员在圆形跑道上做快慢不变的运动,是速度大小不变,但方向不断变化,所以,运动状态发生改变,故D错误.
【点睛】
本题考查的知识点较多,考查了惯性现象、运动和力的关系、平衡力的判断及重力的存在,是一道力学的综合题,需要正确、全面理解基本规律.
5.D
【详解】
A.惯性是物体的属性,一切物体都有惯性,惯性与运动状态无关,所以,当自行车静止时,依然具有惯性,故A错误;
B.由于在平直路面上匀速向前,所以,自行车受到的动力与自行车受到的阻力是一对平衡力,大小相等,故B错误;
C.路面受到的压力与人受到的支持力没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力,故C错误;
D.把人和车看做一个整体,人和车受到的重力与地面对人和车的支持力符合二力平衡的四个条件,是一对平衡力,故D正确.
【点睛】
本题考查的是对惯性的认识及二力平衡条件的应用,属于基础题,难度不大.
6.C
【分析】
二力平衡的条件是:大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上,缺一不可.
【详解】
A.书受到的重力和书对桌面的压力,这两个力方向相同,都竖直向下,并且不作用在同一物体上,故A不符合题意;
B.书对桌子的压力和桌子的重力,这两个力作用在同一物体上,但方向相同,都竖直向下,故B不符合题意;
C.书的重力和桌子对书的支持力,这两个力满足了二力平衡的四个条件:等大、反向、共线、作用在同一物体上,是一对平衡力,故C符合题意;
D.书对桌子的压力和桌子对书的支持力,这两个力不作用在同一物体上,是一对作用力与反作用力,故D不符合题意.
7.B
【详解】
物理学中的运动状态的改变包括速度大小的改变和运动方向的改变,运动状态的不改变包括静止和匀速直线运动;
A.正在弯道上速滑的运动员,运动方向时刻在改变,其运动状态在改变,不符合题意;
B.水平桌面上静止的物理书,处于静止状态的物体运动状态不发生改变,符合题意;
C.空中减速下落的降落伞速度的大小在改变,所以其运动状态在改变,不符合题意;
D.正在进站的火车速度在减小,速度发生改变,其运动状态在改变,不符合题意;
8.A
【解析】
由小车沿桌面做匀速运动知道,小车受到的力是平衡力,即竖直方向上重力和支持力是平衡力,水平方向上拉力和摩擦力是平衡力;若突然剪断轻绳,拉力消失,在水平方向上运动小车只受向左的摩擦力,由于摩擦力方向与小车的运动方向相反,所以小车做减速运动,速度越来越慢,故A正确,BC错误;影响摩擦力的因素是压力和接触面的粗糙程度,当突然剪断轻绳时,小车对接触面的压力与接触面的粗糙程度都不变,所以受到的摩擦力大小不变,故D错误,故选A.
点睛:本题考查的是物体的受力分析,注意分析各个力的施力物体各是什么,做题的时候要有足够的细心和耐心,防止容易问题复杂化.
9.D
【分析】
根据平衡状态的概念和二力平衡的条件分析判断即可。
平衡状态的概念:物体保持静止或匀速执行运动状态时,就说物体处在平衡状态。
二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上;
【详解】
A.受平衡力的物体一定处于静止状态或匀速直线运动状态,故A错误;
B.三要素完全相同的两个力,二力的方向相同,它们不是一对平衡力,故B错误;
C.物体受到重力和拉力的作用,这两个力方向相反,但大小不一定相等,因此不一定是平衡力,故C不正确;
D.运动的物体在平衡力的作用下,一定做匀速直线运动,即保持运动状态不变,故D正确。
10.B
【详解】
绳子没断之前,受重力、浮力、绳子的拉力且三力平衡,故重力等于浮力、绳子拉力之和,则可求得浮力为5N-3N=2N;木块A在没有露出水面之前只受浮力和重力,因排开水的体积不变,所受浮力不变,而木块的质量不变,其重力不变,因浮力大于重力,则木块所受合力等于浮力减重力,即5N-2N=3N,合力方向与较大的浮力方向一致,竖直向上.故选B.
11.加速 不是
【详解】
当汽车加速时,由于惯性,小球要保持原来的运动状态,所以小球就向后偏;根据球向后偏可知汽车做加速运动.
忽略空气阻力,小球受竖直向下的重力,沿绳子斜向上的拉力,这两个力不在同一条直线上,根据二力平衡条件可知,这两个力不是一对平衡力.
12.10000 10000 等于
【详解】
无论货物静止还是以不同的速度沿竖直方向做匀速直线运动,货物都处于平衡状态,所受拉力和重力始终是一对平衡力,大小相等。
13.5 竖直向上
【解析】
根据题意知道,用20N的水平力把重5N的物体紧压在竖直墙壁上,物体处于静止状态,所以受到水平方向和竖直方向的两对平衡力的作用.在竖直方向受到向下的重力和向上的静摩擦力;水平方向上受到人对物体的压力和墙壁对物体的支持力,由二力平衡的条件知道,此时物体受到的摩擦力大小为5N,方向是竖直向上.
点睛:本题考查的是物体的受力分析和二力平衡条件应用,解题的关键是判断物体是否受力平衡,然后根据二力平衡去确定另一个力的大小和方向.
14.3000N
【解析】
汽车受到的阻力f=104 N×0.03=300N,
牵引力与阻力是一对平衡力,所以牵引力大小F=f=300N
15.(1)700N;(2) 5m/s.
【解析】
(1)因为运动员匀速下降,运动员和降落伞受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力作用,两个力是平衡力,大小相等,所以,F阻=G=mg=70 kg×10 N/ kg=700 N.
(2)t=3 min20 s=200 s,所以跳伞运动员下落的速度
16. 9×103N 3km
【解析】(1)∵火车在平直轨道上匀速行驶.∴F牵=f=9×103N;(2)∵v=,∴火车行驶1min时间内通过的路程:s=vt=180km/h×?h=3km.
点睛:(1)要解决此题,首先掌握二力平衡的条件,搞清火车所受牵引力与阻力之间的关系。(2)根据速度公式变形可求路程。