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第八章:运动和力第二节:二力平衡同步练习
一.选择题
1.下列物体中,正在受到平衡力作用的是( )
A.正从地面腾空而起的火箭 B.竖直向上抛出的石子
C.沿光滑斜坡滚下的小球 D.在水平直路上匀速行驶的汽车
2.一辆在水平道路上做匀速直线运动的汽车,它受到的平衡力有( )
A.一对 B.二对 C.三对 D.四对
3.如图所示,F1等于F2时,下列各对力中不属于二力平衡的是( )
A. B. C. D.
4.健身者在没有其它辅助的情况下,下列姿势不可能在水平地面上保持的是( )
A. B. C. D.
5.测体重时人站在体重秤上,其中属于平衡力的是( )
A.人对秤的压力与秤对人的支持力 B.人受的重力与秤对人的支持力
C.秤受的重力与秤对人的支持力 D.人对秤的压力与人受到的重力
6.汽车在平直公路上匀速行驶时,下列属于平衡力的是( )
A.汽车受到的牵引力和阻力 B.汽车受到的支持力和地面受到的压力
C.汽车受到的牵引力和重力 D.汽车受到的牵引力和地面受到的压力
7.小明参加体育考试,下列说法不正确的是( )
A.引体向上时,静止挂在横杆上的小明受到的重力与拉力是一对平衡力
B.小明长跑时,冲过终点不能立即停下来,是由于小明具有惯性
C.垫排球时,排球向上弹起说明力可以改变物体的形状
D.垫排球时,小明感到手疼痛,说明力的作用是相互的
8.如图,放在水平地面上的两个物体处于静止状态,对这两物体受力分析正确的是( )
B受到地面的支持力与B的重力是一对平衡力
B.B对A的支持力与A对B的压力是一对平衡力
C.B对A的支持力与A的重力是一对平衡力
D.A对地球的吸引力与地球对A的吸引力完全相同
8题 9题 10题
9.小华同学在科技馆观摩自行车走钢丝表演后回家做了一个模型,如图所示,下列说法正确的是( )
A.自行车的重力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力
B.自行车和所挂物体总重力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力
C.自行车对钢丝的压力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力
D.自行车对绳的压力与钩码的重力是一对平衡力
10.如图所示,在“探究二力平衡的条件”时,选质量为10g的卡片作为研究对象,在线的两端分别挂上等质量的重物,对卡片施加两个拉力,为探究这两个力满足什么条件才能平衡,则所挂重物质量合适的是( )
A.5g B.10g C.200g D.任意质量均可
11.下列说法正确的是( )
A.踢足球时,脚对足球的力和足球对脚的力是一对平衡力
B.踢出去的足球由于惯性继续向前运动
C.如果所有的力突然全部消失,在空中飞行的足球将保持静止状态
D.当足球静止在水平地面上时,足球不再具有惯性
12.某人沿水平方向用50N的力,推着一辆车在水平路面上匀速向西运动。下列说法正确的是( )
A.车受到的阻力小于50N,方向向东 B.车受到的阻力等于50N,方向向西
C.车受到的阻力等于50N,方向向东 D.车受到的阻力大于50N,方向向西
13.如图,甲物重25N,乙物重15N,甲乙均静止,不计测力计自重,测力计示数( )
A.35N B.10N C.15N D.25N
13题 14题 15题
14.如图所示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错误的是( )
A.为了减小摩擦,应选用尽量光滑的水平桌面
B.为使实验效果明显,应选用质量较大的小车
C.调整两边的托盘所放的钩码数量,可以改变力的大小
D.将小车扭转一个角度,是为了改变力的作用线的位置
15.如图所示,小明去公园遛狗时,用力拉住拴狗的绳子,正僵持不动。此时,若不计绳子重力,以下两个力是一对平衡力的是( )
A.小明拉绳子的力与狗拉绳子的力 B.狗受到的重力与地面对狗的支持力
C.绳子对狗的拉力与地面对狗的阻力 D.绳子对狗的拉力与狗对绳子的拉力
16.小明在家进行趣味物理实验“竖辣椒”,通过不断调节,最终把一根辣椒竖立在桌面上。下列关于辣椒的受力示意图中,正确的是( )
A. B. C. D.
17.小明同学学习了运动和力的知识后,整理笔记如下,其中错误的是( )
A.力是改变物体运动状态的原因
B.物体由于发生弹性形变而产生的力叫弹力
C.物理课本放在水平桌面上,课本对桌面的压力和桌面对课本的支持力是对平衡力
D.一切物体都具有惯性,惯性的大小只与物体的质量有关
18.下列说法正确的是( )
A.刹车时人由于受到惯性力的作用会向前倾
B.游泳时使人前进的力的施力物体是手
C.静止在水平桌面上的书受到的重力与桌面对书的支持力是一对平衡力
D.草坪上滚动的足球最终会停下来,说明力是维持物体运动的原因
二.填空题
19.电灯通过电线挂在天花板上处于静止状态,灯对电线的拉力和电线对灯的拉力是一对 力,电线对灯的拉力和灯所受的重力是一对 力。
20.小明骑着共享单车在平直路面上匀速前进,人和车的总重力与 是平衡力;停止蹬踏后,单车继续向前滑行,这是由于单车具有 。
21.著名的北盘江大桥在修建的过程中,建筑工人用起重机将一个重为3×103N的建筑材料从地面匀速提升到桥面,在此过程中,吊绳对重物的拉力为 N,方向是 。
22.如图所示,测力计的示数是 N,测力计对物体A的拉力与 是一对平衡力。
22题 23题 24题
23.如图所示,跳水运动员站在跳板上静止时,她受到的重力和支持力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”),运动员将跳板压弯,说明力可以改变物体的 。
24.网传“2月11日这天地球引力最小,可以将扫把静立于地面”,如图所示,或许你也“成功”尝试过。其实只要细心操作,在任何时候你都能成功,扫把能静立于水平地面主要是利用了 原理,之所以细心操作是为了满足原理中 的这一条件。这与地球引力大小并无关系。
25.起重机的钢绳吊着5×103N的重物,先以0.5m/s的速度匀速上升,后静止在空中,再以1m/s的速度匀速下降,在这三个运动状态下,钢绳对重物的拉力分别为F1、F2、F3,则F1 F2 F3(填“>”、“<”或“=”)
三.作图题
26.如图所示,重锤用细线吊着静止在空中。请画出重锤所受拉力F和重力G的示意图。
26题 27题 28题
27.如图所示,一物体在水平地面上处于静止状态,请画出它的受力示意图。
28.如图所示,太阳能汽车在水平公路上向右匀速行驶,请在图中画出汽车受力的示意图(力的作用点画在重心O点上)。
四.实验探究题
29.小明在探究“二力平衡”条件的实验中,设计了如图所示的两种实验方案。
(1)通过实验比较,小明发现采用方案乙,实验效果更好,原因是 。
(2)该实验装置中,木板两端的定滑轮的作用是 。
(3)保持两盘中砝码质量相等,把小车在水平桌面上扭转一个角度,放手后观察到小车转动,最后恢复到静止状态。这个实验现象说明:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,并且 ,这两个力才能彼此平衡。
(4)小明在探究完“二力平衡”条件的实验后,又利用该装置进行探究,剪断小车左边的细线后,小车由静止向右运动,此现象说明力可以改变物体的 。
29题 30题
30.在探究“二力平衡条件”的实验中,实验装置如图所示。
(1)实验时,向左盘和右盘同时放入等重的砝码,这时木块保持静止,说明一对平衡力的 ;但小明在实验时发现,若向左盘和右盘同时放入不等重的砝码时木块仍然保持静止状态,则产生这一现象的原因是 ;
(2)现保持F1与F2相等,将木块换成小车,然后扭转一个角度,松手后,小车将 ,设计这一步骤的目的是为了验证二力平衡时的两个力一定 ;
(3)如果将木块换成弹簧测力计,左右两盘各放入重5N的砝码,则弹簧测力计的示数为 。
A.10N B.5N C.0N
31.某实验小组利用如图甲所示的实验装置做“探究二力平衡的条件”实验时,请问:
(1)实验时应选择较 (选填“光滑”或“粗糙”)的实验桌面。
(2)如图甲所示,当左右两端同时挂两个钩码时,小车静止,此时F1、F2的大小 ,方向 。
(3)在图甲实验的基础上,将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放,观察小车的运动状态,这样做的目的是为了探究两个平衡的力是否作用在 。
(4)为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上,小明用轻质硬纸片代替小车做实验,如图乙所示,他将要对硬纸片进行的操作是 。
(5)小明同学完成课本的实验后,提出了一个问题后猜想:只受一个力作用的物体也能保持平衡状态。为了验证猜想,他将一个小球用一根细线悬挂起来,如图丙所示,剪断细线后小球下落,如图丁所示。由实验可知,小明的猜想是 (选填“正确”或“错误”)的
参考答案与试题解析
一.选择题
1.解:A、正在地面腾空的火箭,受到燃料燃烧产生的推力大于重力,不是平衡力,不符合题意;
B、竖直向上抛出的石子,由于重力作用做减速运动,因此受非平衡力作用,不符合题意;
C、沿光滑斜坡滚下的小球,受到重力和支持力的作用,二力不在同一直线上,不是平衡力,不符合题意;
D、水平公路上沿直线匀速行驶的汽车,其运动方向和速度的大小始终不变,因此汽车受到平衡力的作用,符合题意;
故选:D。
2解:一辆在水平道路上做匀速直线运动的汽车,在水平和竖直方向上都处于平衡状态,在水平方向上(受到牵引力与阻力)和竖直方向上(受到的重力与支持力)分别受到平衡力的作用,故它受到的平衡力有二对。
只有B正确。
故选:B。
3解:A、图中两个力作用在同一物体上,但不在一条直线上,不是一对平衡力;
BCD、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。
故选:A。
4.解:
A.地面对人的支持力和人的重力两个力的作用点在重心,但两个力没有作用在同一条直线上,不是一对平衡力,所以A姿势不可能在水平地面上保持,故A符合题意;
BCD.图中地面对人的支持力和人的重力两个力的作用点在重心,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,是一对平衡力,所以BCD姿势可能在水平地面上保持,故BCD不符合题意。
故选:A。
5.解:A、人对秤的压力与秤对人的支持力,这两个力没有作用在同一个物体上,不是平衡力,故A错误;
B、人受到的重力和秤给人的支持力大小相等、方向相反、在同一直线上、并作用同一物体上,所以这两个力是一对平衡力,故B正确;
C、秤的重力大小与秤的质量有关,秤的重力作用秤上,而支持力作用于人身上,这两个力没有作用在同一个物体上,不是平衡力,故C错误;
D、人对秤的压力与人受到的重力的方向是相同的,所以这两个力是一对相互作用力,不是平衡力,故D错误。
故选:B。
6.解:A、汽车在水平路面上匀速直线行驶时,受到的牵引力和阻力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一个物体上,是一对平衡力,故A正确;
B、汽车受到的支持力和地面受到的压力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在不同一个物体上,是一对相互作用力,故B错误;
C、汽车受到的牵引力和重力,不作用在同一直线上,不是平衡力,故C错误;
D、汽车受到的牵引力和地面受到的压力,没有作用在同一直线上,也没有作用在同一物体上,故不是平衡力,故D错误。
故选:A。
7.解:
A、引体向上时,静止挂在横杆上的小明受到的拉力和他受的重力大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在一条直线上,是一对平衡力,故A正确;
B、小明长跑时冲过终点不能立即停下来,是由于小明具有惯性,故B正确;
C、垫排球时,排球向上弹起,改变了排球的运动方向,说明力可以改变物体的运动状态,故C错误;
D、垫排球时,手对排球施加了力,同时排球也对小明的手施加了力,小明感到手疼痛,说明物体间力的作用是相互的,故D正确。
故选:C。
8.解:
A、B受到地面的支持力与B的重力大小不相等,不是一对平衡力,故A错误;
B、B对A的支持力与A对B的压力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C、B对A的支持力与A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正确;
D、A对地球的吸引力与地球对A的吸引力方向不同,作用点不同,故D错误。
故选:C。
9.解:
A、钢丝对自行车的支持力等于自行车和所挂物体的重力的和,不等于自行车的重力,不是一对平衡力,故A错误;
B、自行车和所挂物体总重力与钢丝对自行车的支持力满足二力平衡的四个条件,是一对平衡力,故B正确;
C、自行车对钢丝的压力与钢丝对自行车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、自行车对绳的压力与钩码的重力没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选:B。
10解:由题知,质量为10g的卡片作为研究对象;当卡片受到的拉力远大于卡片的重力时,卡片的重力可以忽略不计,此时卡片可以看作只在两个拉力的作用下平衡,故应选质量大的重物来拉卡片。
故选:C。
11.解:
A、踢球时,脚对足球的力和足球对脚的力作用在不同的物体上,是一对相互作用力,不是平衡力,故A错误;
B、踢出去的足球能继续飞行,是因为足球具有惯性,故B正确;
C、一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态;所以,如果所有的外力突然全部消失,在空中飞行的足球将保持匀速直线运动状态,故C错误;
D、一切物体都有惯性,物体静止时也具有惯性,故D错误。
故选:B。
12.解:因为车在50N力的作用下,在水平路面上匀速向西运动,则车在水平方向受到的推力和阻力是一对平衡力,故车受到的阻力等于50N,方向向东。
故选:C。
13解:以乙物体为研究对象,乙处于静止状态,受力平衡,则测力计右端受到的拉力大小为F=G乙=15N,所以该测力计示数是15N。
故选:C。
14.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。选项正确,不符合题意。
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。选项错误,符合题意。
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。选项正确,不符合题意。
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。选项正确,不符合题意。
故选:B。
15.解:
A.小明拉绳子的力与狗拉绳子的力,二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上,是一对平衡力,故A正确;
B.由图可知,狗静止不动时处于平衡状态,竖直方向的合力为零,对狗受力分析可知,受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力、绳子向上的分力作用,则狗受到的重力与地面对狗的支持力大小不相等,二力不是一对平衡力,故B错误;
C.绳子对狗的拉力与地面对狗的阻力,二力不是作用在同一条直线上,且二力大小不一定相等,所以不是一对平衡力,故C错误;
D.绳子对狗的拉力与狗对绳子的拉力,二力不是作用在同一个物体上,是一对相互作用力,不是一对平衡力,故D错误。
故选:A。
16.解:
由题知,辣椒在竖直方向上保持静止状态,辣椒在竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力。
A、图中所示辣椒受到重力、支持力的作用,二力方向相反、作用在一条直线上,都作用在辣椒上(作用点也可以都画在重心上),故A正确;
B、图中所示辣椒受到重力、支持力的作用,二力不在一条直线上,故B错误;
C、图中所示辣椒受到重力、支持力的作用,重力的作用点不在重心、二力不在一条直线上,故C错误;
D、图中所示辣椒受到重力、支持力的作用,重力的作用点不在重心、二力方向不相反、二力不在一条直线上,故D错误。
故选:A。
17.解:A、根据牛顿第一定律,力是改变物体运动状态的原因,故A正确;
B、弹力是物体发生形变后,在恢复原状的过程中对与其接触的物体所产生的力,故B正确;
C、压力和支持力是一对相互作用力,受力物体是两个;不是平衡力;故C错误;
D、一切物体在任何情况下都具有惯性,惯性的大小只与物体的质量有关,故D正确;
故选:C。
18.解:
A、惯性是物体的一种属性,不是力,不能说受到惯性力的作用,故A错误;
B、游泳时,手用向后划水,手对水施加向后的作用力,由于力的作用是相互的,则水对手施加向前的作用力,从而使人向前进,所以使人前进的力的施力物体是水,故B错误;
C、书受到的重力和桌面对书的支持力符合二力平衡的四个条件,是一对平衡力,故C正确;
D、草坪上滚动的足球停下来是因为受到了摩擦力的缘故,说明力改变了物体的运动状态,故D错误。
故选:C。
二.填空题
19.解:
电灯通过电线挂在天花板上,灯对电线有向下的拉力,由于物体间力的作用是相互的,则电线对灯有向上的拉力,所以灯对电线的拉力和电线对灯的拉力是一对相互作用力;
电线对灯的拉力和灯所受的重力,二力的大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,作用在同一个物体上(都作用在电灯上),所以二力是一对平衡力。
故答案为:相互作用;平衡。
20.解:
小明骑着共享单车在平直路面上匀速前进,人和车的总重力与地面对单车的支持力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在同一个物体上,是一对平衡力;
停止蹬踏后,由于单车具有惯性,要保持原来的方向继续运动,所以单车继续向前滑行。
故答案为:地面对单车的支持力;惯性。
21.解:
由题意可知,建筑材料做匀速直线运动,则拉力与重力是一对平衡力,即二力的大小相等,方向相反,所以吊绳对重物的拉力:F=G=3×103N;因为重力方向竖直向下,所以拉力的方向竖直向上。
故答案为:3×103;竖直向上。
22.解:读图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,其示数为3.2N;
测力计对物体A的拉力与物体所受重力作用在同一个物体上,大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上,是一对平衡力。
故答案为:3.2;物体所受重力。
23.解:跳水运动员站在跳板上静止时,她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、作用在同一物体上,是一对平衡力;
运动员将跳板压弯,说明力可以改变物体的形状。
故答案为:平衡力;形状。
24.解:扫把静立于水平地面上时,处于平衡状态,此时扫把受到的重力和地面对扫把的支持力是一对平衡力,二力的大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在同一物体上,即利用了二力平衡原理。
25.解:当物体匀速上升、静止或匀速下降时,受到的拉力与重力都是平衡力,大小都等于重力,所以F1=F2=F3。
故答案为:=;=。
三.作图题
26.解:重力从重心竖直向下画,标出符号G;拉力从重心竖直向上画,标出符号F.两个力大小相等。如图所示:
.
27.解:过物体重心沿竖直向下的方向和竖直向上的方向画一条带箭头、等长的线段,分别表示重力和支持力,分别用符号G和F表示。如图所示:
28解:在水平公路上向右匀速行驶的太阳能汽车,在水平方向上受牵引力和摩擦力作用;在竖直方向受重力和支持力作用;从重心分别沿竖直向下、竖直向上、水平向右、水平向左画一条带箭头的线段,分别用符号G、F支持力、F牵引力、F阻力表示;注意重力、支持力长度相等,牵引力、阻力长度相等,如图所示:
四.实验探究题
29.解:
(1)通过实验比较,小明发现采用方案乙,实验效果更好,原因是滚动摩擦小于滑动摩擦,减小了摩擦对实验的影响;
(2)该实验装置中,木板两端的定滑轮的作用是能改变作用力的方向;
(3)保持两盘砝码质量相等(即让两边的拉力相等),把木块扭转一个角度,使拉力F1和F2不再同一条直线上,观察到木块发生转动,当木块重新恢复到原来的静止状态时,拉力F1和F2作用在同一条直线上;这个实验现象说明:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,并且作用在同一条直线上,这两个力才能彼此平衡。
(4)小明在探究完“二力平衡”条件的实验后,又利用该装置进行探究,剪断小车左边的细线后,小车由静止向右运动,小车受力不再平衡,此现象说明力可以改变物体的运动状态。
故答案为:(1)滚动摩擦小于滑动摩擦,减小了摩擦对实验的影响;(2)能改变作用力的方向;(3)作用在同一条直线上;(4)运动状态。
30.解:
(1)物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体受到平衡力的作用,平衡力大小相等;若两边拉力不相等,则木块相对于桌面具有相对运动趋势,此时桌面对木块产生摩擦力的作用,木块在两个拉力及摩擦力的作用下保持静止;
(2)将小车转动一个角度,两个力不在同一直线上,小车将转动回来,说明一对平衡力需在同一直线上,所以实验中设计这一步骤的目的是为了验证二力平衡时的两个力一定在同一直线上;
(3)弹簧测力计测量力的时候都是在静止或匀速直线运动状态下的,静止和匀速直线运动状态是一种平衡状态,受到的就一定是平衡力;弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的力,弹簧测力计左右两盘各放入重5N的砝码,即弹簧测力计挂钩上受到了5N的拉力,所以弹簧测力计的示数为5N,故B正确。
故答案为:(1)大小相等;木块与桌面间存在摩擦力;(2)转动回来;在同一直线上;(3)B。
31.解:(1)把小车放在较光滑的水平桌面上,小车受到的摩擦力越小,摩擦力对实验的影响越小,对得出实验结论更有利;
(2)向两吊盘中加砝码,当两盘中的质量相等时,小车在水平方向受到的拉力大小相等,方向相反,小车处于静止状态;
(3)保持两盘中砝码质量相等,将小车在桌面上旋转一个角度松手后,小车受到的两个拉力不在同一直线上,小车会转动,直到两边的拉线在同一条直线上;
(4)为了使两个力不在同一个物体上,可以用剪刀将纸片剪开,一分为二;
(5)物体只有在不受力或者受平衡力的情况下,才能保持平衡状态,而平衡力至少需要另个力。
故答案为:(1)光滑;(2)相等;相反;(3)同一直线上;(4)用剪刀将硬纸片从中间剪开;(5)错误
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