8.2二力平衡 同步练习
一.选择题
1.将物理课本放在水平桌面上,下列几对力中属于平衡力的是( )
A.桌面受到的压力和物理课本的重力
B.桌面受到的压力和物理课本受到的支持力
C.物理课本受到的支持力和物理课本的重力
D.桌面对地面的压力和地面对桌面的支持力
2.起重机的钢丝绳上吊着一个重物,比较下面三种情况钢丝绳对重物拉力的大小,正确的是( )
A.重物静止时,绳的拉力最大
B.重物匀速上升时,绳的拉力最大
C.重物匀速下降时,绳子的拉力最大
D.上述三种情况,绳的拉力一样大
3.因新冠肺炎延期开学期间,王老师用晾衣架自制手机支架用于在线直播教学(如图)。下列属于一对平衡力的是( )
A.手机的重力和衣架对手机的支持力
B.手机的重力和手机对衣架的压力
C.衣架的重力和衣架对手机的支持力
D.衣架对手机的支持力和手机对衣架的压力
4.如图所示,一瓶子斜放在水平桌面上保持静止,则下列说法正确的是( )
A.瓶子对桌面的压力和瓶子的重力是一对平衡力
B.桌面对瓶子的支持力和瓶子对桌面的压力是一对平衡力
C.因瓶子倾斜所以瓶子所受各力不平衡
D.瓶子所受重力的作用线通过桌面的支撑点
5.如图所示,F1和F2是物体所受的方向相反的两个力,这两个力为平衡力的是( )
A. B.
C. D.
6.如图是小杨同学参加西宁市学考体育测试投掷实心球的场景。下列情况中实心球受到平衡力作用的是( )
A.实心球在空中上升 B.实心球从空中下落
C.实心球在地上越滚越慢 D.实心球停在地面上
7.一辆重40000N的载重汽车在水平公路上匀速行驶时,所受阻力是4800N,它所受的牵引力是( )
A.等于40000 N B.等于4800 N
C.大于40000 N D.大于4800 N
8.如图所示,A、B两物块叠放在水平桌面上保持静止。图中分别给出了A、B的受力示意图。下列说法正确的是( )
A.F2 与 GA、F1 两个力的合力是一对相互作用力
B.F1 与 F3 是一对相互作用力
C.GA 与 F2 是一对平衡力
D.F2 与 F1 是一对平衡力
9.如图,甲图是单摆,乙图是在水平桌面上匀速向右做直线运动的物体,下列与它们相关的说法中正确的是( )
A.甲图中摆位于最低点B时受力平衡,而位于A、C两点时受力不平衡
B.甲图中摆位于最低点B时受力不平衡,而位于A、C两点时受力平衡
C.乙图中物体因为做匀速直线运动,所以不受力
D.乙图中物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是一对相互作用力
10.如图所示,A、B两物块叠放在水平桌面上保持静止。图中分别给出了A、B的受力示意图。下列说法正确的是( )
A.F2 与 GA、F1 两个力的合力是一对相互作用力
B.F1 与 F3 是一对相互作用力
C.GA 与 F2 是一对平衡力
D.F2 与 F1 是一对平衡力
二.填空题
11.一个物体的质量是5kg,当把它吊在空中静止时,它受到的拉力是 N,若使它以1m/s的速度匀速下降时,它受到的拉力 50N(填“大于、小于、等于”),若使它以2m/s的速度匀速上升时,它受到的拉力 50N(填“大于、小于、等于”),若上升的过程中,绳子突然断了,物体将会 。(取g=10N/kg)。
12.一吊车以2m/s的速度将104N的重物竖直向上匀速提起,这时候钢索对重物的拉力 104N。若该吊车现改为以4m/s的速度使重物匀速下降,则钢索对重物拉力 104N,若重物静止在空中则钢索对重物拉力 104N(均填“大于”“等于”或“小于”)。
13.一辆重为1.8×104N的东风日产某品牌小汽车,当它以50km/h的速度在水平路面上匀速直线行驶时,受到的牵引力为2500N,那么汽车受到的阻力是 N,当它停在水平路面上时,受到的支持力是 N。
14.小明操纵一架质量为2kg的无人机执行航拍任务。当无人机悬停在空中时,螺旋桨向上的升力为 N.若无人机沿与水平方向成45°角斜向上做匀速直线运动,升力 重力;若无人机竖直向下做减速运动,升力 重力(以上两空均选填“大于”,“小于”或“等于”)。无人机返航时为确保安全,离地1m时速度应减小到零,若此时所有外力全部消失,则该无人机将 。(g=10N/kg)
15.在“探究二力平衡的条件”实验中,小明使用了如图所示的装置,把轻卡片两端细线绕过滑轮,并挂上钩码.
(1)该实验在选择卡片时,选用较轻卡片的目的是 ;
(2)为了探究二力平衡时两个力是否在同一条直线上,应进行如下操作:将处于平衡状态的卡片 (选填“向下拉”或“转过”)一个角度,松手后观察轻卡片是否平衡.
(3)在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察随之发生的现象.由此可以得到二力平衡的又一个条件是两个力作用在 .
三.实验探究题
16.小张同学做“探究二力平衡的条件”实验时,他应选择在较 的水平桌面进行(选填“粗糙”或“光滑”),并保持物体处于 状态或匀速直线运动状态。如图所示是他在实验过程中的某个情景,该情景中物体受到的两个水平拉力 (选填“平衡”或“不平衡”),说明小张当时是在探究相互平衡的两个力的 关系。
17.探究二力平衡条件时,某同学做了如图实验:
(1)要探究处于二力平衡的两个力大小要相等,应该选图 和图 。
(2)在丙图中该同学用手把小车扭转一定角度,放手后发现小车不能平衡,这说明处于平衡的两个力要 。
18.某物理学习小组在“探究二力平衡的条件”实验时,自制了一套如图所示的实验装置,将系于小卡片两对角的细线;分别跨过左右支架上的定滑轮。
(1)本实验选取小卡片做为研究对象的理由是: 。
(2)在细线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 (选填“相同”或者“相反”),并通过调整钩码的数量来改变两端拉力的 。
(3)若要探究不在同一直线的的两个力能否平衡,应该将图中的卡片 一定角度(选填“翻转”或“旋转”),观察卡片能否平衡。
(4)若在实验前左右两个定滑轮没有放在同一高度(不计阻力),并观察随之发生的现象,这样 (选填“会”或“不会”)对实验探究造成影响。
参考答案
一.选择题
1.解:A、桌面受到的压力和物理课本的重力,作用在两个物体上,且方向相同,不是一对平衡力,故A不合题意。
B、桌面受到的压力和物理课本受到的支持力,作用在两个物体上,不是一对平衡力,故B不合题意;
C、物理课本受到的支持力和物理课本的重力大小相等、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C符合题意;
D、桌面对地面的压力和地面对桌面的支持力,作用在两个物体上,不是一对平衡力,故D不合题意。
故选:C。
2.解:
A、重物静止时,这时钢丝对重物的拉力与重物的重力仍是平衡力,大小相等,此时拉力F1=G;
B、起重机将重物竖直向上匀速提起,这时钢丝对重物的拉力与重物的重力是平衡力,大小相等,此时拉力F2=G;
C、起重使重物匀速下降,这时钢丝对重物的拉力与重物的重力仍是平衡力,大小相等,此时拉力F3=G;
故ABC错误,D正确。
故选:D。
3.解:
A、手机的重力和衣架对手机的支持力,符合二力平衡的四个条件,是平衡力,故A正确;
B、手机的重力和手机对衣架的压力,力的方向相同,不是平衡力,故B错误;
C、衣架的重力和衣架对手机的支持力,没有作用在同一个物体上,不是平衡力,故C错误;
D、衣架对手机的支持力和手机对衣架的压力是相互作用力,不是平衡力,故D错误。
故选:A。
4.解:A、瓶子对桌面的压力和瓶子的重力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故A错误;
B、桌面对瓶子的支持力和瓶子对桌面的压力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,而是一对相互作用力,故B错误;
C、瓶子虽然倾斜,但瓶子处于静止状态,所以瓶子受到的各个力是平衡的,故C错误;
D、由于瓶子处于平衡状态,且只受到重力和桌面对它的支持力,则这两个力一定是大小相等、方向相反、作用在一条直线上的。又因为重力方向竖直向下,支持力方向竖直向上,因此,瓶子所受重力的作用线一定通过桌面的支撑点,故D正确。
故选:D。
5.解:A、图中两个力不是作用在同一直线上,故不是一对平衡力,故A不合题意;
B、图中两个力作用在同一物体上,在一条直线上,大小相等,方向相反,是一对平衡力,故B符合题意;
CD、图中两个力的大小不相等,故不是一对平衡力,故CD不合题意。
故选:B。
6.解:
AB、球在空中运动时,由于惯性继续运动,此时球只受重力和空气阻力的作用;由图可知,实心球的运动方向(即运动状态)不断变化,所以受力不平衡。故AB错误;
C、当球落到地面上时,由于惯性继续滚动,但由于受到地面的摩擦力,所以越滚越慢,运动状态发生变化,所以受力不平衡,故C错误;
D、当实心球停在地面上时,受竖直向下重力和地面对它竖直向上的支持力,在这两个力的作用下保持平衡状态,所以此时受平衡力,故D正确。
故选:D。
7.解:物体一开始就做匀速直线运动,因此物体受平衡力作用;当它在水平方向受两个力作用时,仍然做匀速直线运动,那么物体此时仍然受平衡力作用,故这两个力一定是一对平衡力。
故选:C。
8.解:
如图,F2 是桌面对A的支持力,GA是物体A受到的重力,F1是B对A的压力,F3是A对B的支持力,GB是物体B受到的重力。
A、F2与GA、F1 两个力的合力,作用在同一个物体上,不是一对相互作用力,故A错误;
B、F1是B对A的压力,F3是A对B的支持力,则F1与F3 是一对相互作用力,故B正确;
C、F2与GA、F1 两个力的合力,都作用在A物体上且A静止,则它们是一对平衡力,F2=GA+F1,所以GA与F2不是一对平衡力,F2与F1也不是一对平衡力,故CD错误。
故选:B。
9.解:
AB、甲图中,单摆在整个摆动过程中,运动状态在不断改变(速度大小和运动方向不断变化),则球受非平衡力的作用,所以摆位于A、B、C点时都是受力不平衡的,故A、B错误;
C、乙图的物体做匀速直线运动,可能受力平衡,合力为0,也可能不受力,故C错误;
D、乙图中物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力,其大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,作用在两个物体上,是一对相互作用力,故D正确。
故选:D。
10.解:
如图,F2 是桌面对A的支持力,GA是物体A受到的重力,F1是B对A的压力,F3是A对B的支持力,GB是物体B受到的重力。
A、F2与GA、F1 两个力的合力,作用在同一个物体上,不是一对相互作用力,故A错误;
B、F1是B对A的压力,F3是A对B的支持力,则F1与F3 是一对相互作用力,故B正确;
C、F2与GA、F1 两个力的合力,都作用在A物体上且A静止,则它们是一对平衡力,F2=GA+F1,所以GA与F2不是一对平衡力,F2与F1也不是一对平衡力,故CD错误。
故选:B。
二.填空题
11.解:物体的重力:G=mg=5kg×10N/kg=50N。
当物体静止或匀速下降、匀速上升时,都处于平衡状态,物体所受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力是一对平衡力,所以拉力都等于50N。
若上升的过程中,绳子突然断了,物体由于惯性会先上升一段距离,再由于重力的作用而竖直下落,故物体将会先上升再下降。
故答案为:50;等于;等于;先上升再下降。
12.解:
吊车将重物竖直向上匀速提起,这时钢索对重物的拉力与重物的重力是平衡力,大小相等,此时拉力F1=G=104N;
若吊车改为4m/s的速度使重物匀速下降,这时钢索对重物的拉力与重物的重力仍是平衡力,大小相等,此时拉力F2=G=104N;
若重物静止在空中时,这时钢索对重物的拉力与重物的重力仍是平衡力,大小相等,此时拉力F3=G=104N。
故答案为:等于;等于;等于。
13.解:
汽车处于匀速直线运动状态,是一种平衡状态,所以受到平衡力的作用。水平方向上的牵引力和阻力是一对平衡力,由于牵引力为2500,根据二力平衡的条件可知阻力也等于2500N;
汽车在水平地面上处于静止状态,是一种平衡状态,所以受到平衡力的作用。竖直方向上的重力和地面对它的支持力是一对平衡力,由于重力为1.8×104N,根据二力平衡的条件可知它受到的支持力也等于为1.8×104N。
故答案为:2500;1.8×104。
14.解:
无人机的重力:G=mg=2kg×10N/kg=20N;
无人机悬停在空中时处于平衡状态,受到的重力和升力是一对平衡力,大小相等,即F1=G=20N;
当无人机沿与水平方向成45°角斜向上做匀速直线运动时处于平衡状态,受到的重力和升力是一对平衡力,大小相等,即F2=G=20N;
当无人机减速接近地面时,重力不变,升力增加,此时升力大于重力;
当速度应减小到零时,无人机所有外力全部消失,根据牛顿第一定律可知,无人机将处于静止状态。
故答案为:20;等于;大于;静止。
15.解:
(1)选择比较轻的卡片,是为了减小卡片重力对实验的影响;
(2)为观察不在同一直线上的两个力是否能平衡,需用手将卡片扭转一个角度,观察小卡片能否平衡;
(3)当小卡片平衡时,用剪刀剪开小卡片,由于二个力不在同一物体上,所以两侧钩码落下,说明二力平衡的又一个条件是作用在同一物体上.
故答案为:(1)减小卡片重力对实验的影响;(2)转过;(3)同一个物体上.
三.实验探究题
16.解:做“探究二力平衡的条件”实验时,为了减小摩擦力对实验结果的影响,应选用较光滑的平面;
物体处于平衡状态,即物体处于静止状态或者匀速直线运动状态;由图可知,两个力大小不相同,故物体受到的两个水平拉力不平衡;说明小张当时是在探究相互平衡的两个力的大小关系。
故答案为:光滑;静止;不平衡;大小。
17.解:
(1)当左右盘内放的砝码数量不等时,则小车由静止变为运动;只有当两盘内所放砝码数量相等时,即小车受到向左和向右的拉力相等时,小车静止,说明平衡的两个力要满足:①大小相等;②方向相反;故选择图甲和图乙进行比较;
(2)在丙图中该同学用手把小车扭转一定角度,放手后发现小车不能平衡,通过此过程的探究得出的结论是:平衡的两个力一定作用在同一条直线上。
故答案为:(1)甲;乙;(2)作用在同一条直线上。
18.解:(1)实验中选择小卡片,小卡片的重力很小,可以忽略小卡片的重力对实验结果的影响;
(2)小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,拉力的大小等于钩码的重力,钩码的数量越多,拉力就越大;
(3)为观察不在同一直线上的两个力是否能平衡,可用手将卡片旋转一定角度,并保持两个拉力方向相反,松开手后观察小卡片能否平衡;
(4)用定滑轮改变力的方向;因为左右两侧各通过一个定滑轮,定滑轮的位置虽然不等高,但是当两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一个物体上时,小卡片还是处于静止状态,照样能完成实验。
故答案为:(1)忽略小卡片的重力对实验结果的影响;(2)相反;大小;(3)旋转;(4)不会。