7.4探究物体受力时怎样运动
一、平衡状态
1.下列物体中,受力平衡的是( )
A.竖直向上抛出的石子 B.沿光滑斜坡滚下的小球
C.正从地面腾空而起的火箭 D.在直路上匀速行驶的汽车
2.下列图中,A、B、C、D分别是小球在四种不同运动状态下用照相机拍摄(每0.1s拍摄一次)的照片,其中受到平衡力作用的是( )
A. B. C. D.
3.如图所示,用细线拴一块橡皮,甩起来,使橡皮绕手做圆周运动,这说明力可以改变物体的______(选填“运动状态”或“形状”)。此时橡皮受到力______(选填“平衡”取“非平衡”)
4.如果几个力作用在物体上,使物体保持______状态,我们就说这几个力相互______,这时物体所处的状态叫做______。
二、二力平衡的条件及应用
5.春节将至,春晚上我们能欣赏到很多传统杂技表演,“顶碗”就是其中之一,如图是一名男演员正举着一名头上顶着碗的女演员,并保持静止,则下列说法正确的是( )
A.碗受到的重力与女演员对碗的支持力,是一对平衡力
B.女演员对男演员的压力与男演员对女演员的支持力,是一对相互作用力
C.男演员受到的重力与支持力是一对平衡力
D.若此时碗受到的外力全部消失,碗会静止不动
6.在“探究二力平衡的条件”实验中,某同学用两个弹簧测力计A、B拉一个轻质木板C,如图所示,这是为了探究当物体处于____时只受两个力,力的大小、方向和______的关系(选填“作用点”或“作用线”)。当物体最终静止时,这两个力大小______,方向相反,作用在______上。
7.(1)小杰同学采用甲图实验装置,小磊同学采用乙图实验装置探究二力平衡的条件。甲装置类似教材实验装置,乙装置是将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角线的细绳分别跨过左右支架上的滑轮,在细绳的两端分别加挂钩码,来完成验证。大家认为小磊同学的实验优于小杰同学实验,主要原因是______;
(2)小磊同学在线的两端挂上钩码,并通过调整______来改变拉力的大小;
(3)当小卡片平衡时,小磊将小卡片转过一个角度,松手后小卡片______(能或不能)平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究______;
(4)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图乙所示情况下,下一步的操作是______;
(5)大量的实验事实表明,二力平衡的条件是:作用在同一物体上的两个力,必须______、______、______,这两个力叫平衡力。
三、非平衡力和物体运动状态的变化
8.一个重为200牛的物体,当它受到200牛的拉力时,这个物体( )
A.一定处于静止状态
B.一定处于匀速直线状态
C.一定处于静止或匀速直线运动状态
D.条件不足,无法确定
9.元旦假期,辛巴同学去仙女山滑雪,如图是他从斜坡上滑下来的情景,下列说法中正确的是( )
A.他在下滑过程中,若一切外力都消失,他将处于静止状态
B.此时他所受的支持力和它们所受的重力为一对平衡力
C.他用撑杆撑地进行加速,利用了力的相互作用
D.他加速下滑过程,惯性会越来越大
10.下列说法正确的是( )
A.物体只要运动,就一定受到力的作用
B.受平衡力作用的物体,可能做匀速直线运动
C.不接触的物体之间也可以有力的作用
D.物体的速度为零时,一定受到平衡力的作用
巩固练习
11.关于力与运动的关系,下列说法不正确的是( )
A.用力推在水平面上的小车,小车没动,因为推力小于摩擦力
B.静止在草坪上的足球一定受到平衡力的作用
C.某物体在水平面向右运动可能受到了水平向右的力
D.false的力可能没有false的力产生的效果明显
12.目前,部分快递企业开始使用无人机送货,当无人机匀速竖直上升时,它在竖直方向上受到重力G、升力F和阻力f,如图所示。这三个力关系式正确的是( )
A.false B.false C.false D.false
13.如图,质量均为m的三个木块A、B、C,C拉着A、B一起水平向右做匀速直线运动,试分析它们的受力情况( )
A.物体A受到水平向右的摩擦力
B.物体B水平方向共受到3个力的作用
C.物体B受到桌面对其水平向左,大小为mg的摩擦力
D.物体C受到细线拉力大小大于其自身重力大小
14.拔河是一项传统体育和娱乐活动(如图)。下列有关拔河的说法中错误的是( )
A.拔河时,双方拉绳子的力总是大小相等
B.拔河获胜是因为获胜方对绳子的拉力更大
C.拔河时,双方人员所受重力和地面支持力互为平衡力
D.拔河时,人拉绳子的力和绳子拉手的力是相互作用力
15.同一直线上的两个力作用在一个物体上,其中一个力大小是60N,合力大小是100N,则另一个力的大小( )
A.一定等于40N B.一定小于40N C.可能等于160N D.一定大于160N
16.用大小不变的水平拉力拉木块沿水平桌面上做匀速直线运动,如图所示。木块在运动过程中,下列说法正确的是( )
A.木块对桌面的压力和木块受到的重力是一对平衡力
B.木块受到的摩擦力与绳子对手的拉力是一对平衡力
C.绳对木块的拉力与木块所受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平衡力
17.如图,人用300牛的力沿水平方向推着重为800牛的箱子在水平面地板上作匀速直线运动,地板与箱子之间的摩擦属于______摩擦,此时箱子受到的摩擦力大小为______牛。若此人突然将推力增大400牛,则箱子在水平方向上受到的合力为______ 牛。
18.甲、乙两个轻质弹簧测力计如图所示链接,所挂物体重力均为10N,当物体处于静止状态时,弹簧测力计甲的示数为______N,弹簧测力计乙的示数为______N。
19.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。由图像可知当t=1s时,物体处于______状态。t=5s时,物体受到的摩擦力为______N。
20.小明用如图所示的装置探究二力平衡的条件。
(1)把木块放在水平桌面上,在线两端分别挂上钩码,当木块两端钩码的质量相等时,木块处于静止状态。但在实际操作中,小明发现两边钩码质量不等时,木块也能处于静止状态,原因是木块受到的______过大;由此你认为,木块应放置在______(选填“光滑”或“粗糙”)的水平桌面上进行实验;
(2)改进实验后,将木块扭转一个角度,松手后木块将______(选填“能”或“不能”)平衡;
(3)把木块切成两半后木块不能静止,由此得到二力平衡的另一个条件是______(选填序号)。
A.二力在同一物体 B.二力大小相等
C.二力方向相反 D.二力在同一直线
21.小明利用如图所示器材“探究二力平衡的条件”。
(1)将卡片上的两根线跨放在支架的滑轮上,并在两个线端分别挂上钩码,使作用在卡片上的两个拉力方向相反,且在一条直线上,当卡片平衡时,从钩码数量上看,卡片两边所受的拉力___________。
(2)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___________。
参考答案
1.D
【详解】
A.竖直向上抛出的石子,由于重力和阻力的作用做减速运动,因此受非平衡力作用,故A不符合题意;
B.沿光滑斜面滚下的小球,做加速直线运动,因此受非平衡力作用,故B不符合题意;
C.正从地面腾空而起的火箭,加速向上运动,因此火箭受到非平衡力作用,故C不符合题意;
D.在水平直路上匀速行驶的汽车,处于匀速直线运动状态,它受到的力是平衡力,故D符合题意。
故选D。
2.D
【详解】
A.照片反映了物体的运动方向发生变化,则说明物体受到非平衡力的作用,故A错误;
B.照片反映物体的运动方向不变,但速度在逐渐变小,即做减速运动,则说明物体受到非平衡力的作用,故B错误;
C.照片反映物体的运动方向不变(竖直向下),但速度在逐渐变大,即做加速运动,则说明物体受到非平衡力的作用,故C错误;
D.照片反映了物体的运动方向和速度大小都不变,在水平方向上做匀速直线运动,则说明物体受到平衡力的作用,故D正确。
故选D。
3.运动状态 非平衡
【详解】
[1]橡皮做圆周运动,速度的方向发生改变,则可说明力可以改变物体的运动状态。
[2]由于橡皮运动状态发生改变,不是静止或匀速直线运动,则橡皮受的力非平衡。
4.静止或匀速直线运动 平衡 平衡状态
【详解】
[1][2][3]物体受到平衡力会保持平衡状态,根据物体平衡状态的定义:如果几个力作用在物体上,使物体保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力相互平衡,这时物体所处的状态叫做平衡状态。
5.ABD
【详解】
A.碗受到的重力与女演员对碗的支持力,是作用在同一个物体上的两个力,大小相等方向相反,是一对平衡力,故A正确;
B.女演员对男演员的压力与男演员对女演员的支持力,二力的大小相等、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B正确;
C.男演员受到的支持力等于男演员、女演员和碗的重力之和,所以男演员受到的重力与支持力大小不相等,则这两个力不是一对平衡力,故C错误;
D.原来碗保持静止状态,若此时碗受到的外力全部消失,根据牛顿第一定律可知,碗仍然处于静止状态,故D正确 。
故选ABD。
6.静止 作用线 相等 同一直线
【详解】
[1][2][3][4]从图中可以看出,作用在物体上只有两个力,二力的大小可以通过测力计的示数显示出来,二力的方向相反,不在同一直线上,作用在同一个物体上。根据二力平衡的条件可知,若该物体要处于静止状态,则二力需大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一个物体上。故该图探究物体C只受两个力作用处于静止状态时,这两个力的大小、方向和作用线的关系。
7.能减少摩擦力对实验结果的影响 钩码多少 不能 两个力方向不在同一直线上时是否能平衡 剪短其中一根绳子观察纸片能否平衡 大小相等 方向相反 作用在同一直线
【详解】
(1)[1]甲实验中物体与桌面之间有摩擦,乙实验能能减少摩擦力对实验结果的影响。
(2)[2]实验中拉力等于钩码的重力,可以改变钩码个数来改变拉力的大小。
(3)[3]将小卡片转过一个角度,两边拉力方向不在同一条直线上,松手后小卡片不能平衡。
[4]设计此实验步骤的目的是为了探究拉力方向不在同一条直线上,卡片能否平衡。
(4)[5]剪短其中一根绳子后,两侧拉力没有作用在同一物体上,观察纸片能否平衡。
(5)[6][7][8]二力平衡的条件是:作用在同一物体上的两个力,必须大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,即同体、等值、反向、共线。
8.D
【详解】
由题意知,物体受竖直向下的重力G=200N与大小为F=200N的拉力作用
①如果拉力F竖直向上,则物体所受合力为零,处于平衡状态,物体可能静止,也可能做匀速直线运动。
②如果拉力F竖直向下,则物体所受合力
F合=G+F=200N+200N=400N
运动状态不断改变。
综上分析可知,由于所给条件不足,无法判定物体的运动状态。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
9.C
【详解】
A.在下滑过程中,若一切外力都消失,该同学不受力处于平衡状态,根据牛顿第一定律,该同学将保持静止或者是匀速直线运动,因为该同学外力消失前运动,所以该同学将会做匀速直线运动,故A错误;
B.该同学从斜坡上下滑时,受到重力竖直向下,受到的支持力垂直于雪面向上,所以另个力不在同一条直线上,所以重力和支持力不是一对平衡力,故B错误;
C.该同学用撑杆撑地时给地一个力,因为物体间力的作用是相互的,所以雪地也会给撑杆作用力,在这个力的作用下,该同学加速运动,故C正确;
D.惯性是物体本身的一种性质,只和物体的质量有关,加速下滑的过程中,质量不变,所以他所具有的惯性不变,故D错误。
故选C。
10.BC
【详解】
A.不受力的物体处于静止状态或匀速直线运动状态,所以运动的物体不一定受到力的作用,故A错误;
B.受平衡力作用的物体,处于平衡状态,可能处于静止状态或匀速直线运动状态,故B正确;
C.不接触的物体之间也可以有力的作用,比如相互靠近的两块磁体之间有磁力作用,故C正确;
D.物体的速度为零时,不一定受到平衡力的作用,比如竖直上抛的物体运动到最高点时,速度为零,但受力不平衡。故D错误。
故选BC。
11.A
【详解】
A.用力推在水平面上的小车,小车没动,说明小车受平衡力,所以推力等于摩擦力,故A错误,A符合题意;
B.静止在草坪上的足球处于平衡状态,所以一定受到平衡力的作用,故B正确,B不符合题意;
C.某物体在水平面向右运动可能受到了水平向右的力,也可能是由于惯性向右运动,故C正确,C不符合题意;
D.力的作用效果是否明显除了与力的大小有关以外,还与受力物体的材料、受力面积等有关,所以false的力可能没有false的力产生的效果效果明显,故D正确,D不符合题意。
故选A。
12.D
【详解】
直升机沿竖直方向匀速升空时,处于平衡状态,所以受到的是平衡力。由题意知,直升机在竖直方向上受到升力F、重力G和阻力f,其中升力F竖直向上。重力G和阻力f都竖直向下,则三者的关系是
false
即
false
故选D。
13.C
【详解】
A.对A受力分析,物体A处于平衡状态,A在水平方向上不受力,若受摩擦力,必然有力与之平衡,发现没有施力物体,没有力与之平衡,故物体A在水平方向上不受力,故A不符合题意;
B.对B受力分析,物体B在水平方向上只受到了拉力和地面对其的摩擦力,共2个力,故B不符合题意;
CD.因为C处于匀速直线运动,故物体C处于平衡状态,细线对物体C的拉力等于物体C重力的大小等于mg,再对B受力分析,发现向左的摩擦力的大小等于绳子的拉力,等于mg,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
14.B
【详解】
AB.拔河时,双方拉绳子的力是可以看做一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,因此双方拉绳子力的大小相等,A正确,故A不符合题意;B错误,故B符合题意;
C.拔河时,双方人员所受重力和地面支持力大小相等,方向相反,在一条直线上,且都作用在队员上,互为平衡力,C正确,故C不符合题意;
D.拔河时,人拉绳子的力和绳子拉手的力是相互作用力,D正确,故D不符合题意。
故选B。
15.C
【详解】
一个物体受到同一直线上两个力的作用,合力的大小100N,已知其中一个力的大小是60N,当两个力方向相反时,那么另一个力的大小是
false
当两个力方向相同时,那么另一个力的大小是
false
故选C。
16.C
【详解】
A.木块对桌面的压力和木块受到的重力,二力方向相同,作用在不同的物体上,因此不是一对平衡力,故A错误;
B.木块受到的摩擦力与绳子对手的拉力,二力作用在不同的物体上,因此不是一对平衡力,故B错误;
C.绳对木块的拉力与木块所受的摩擦力,二力大小相等、方向相反、同一物体、同一直线,因此是一对平衡力,故C正确;
D.绳对木块的拉力和木块对绳的拉力,二力大小相等、方向相反、不同物体、同一直线,因此是一对相互作用力,故D错误。
故选C。
17.滑动 300 100
【详解】
[1]因为箱子和地面间有相对运动,所以是滑动摩擦力。
[2][3]根据二力平衡可知,匀速运动时推力和摩擦力相等,均为300N,若此人突然将推力增大400牛,因为压力和粗糙程度一定,所以摩擦力仍然是300N,所以水平方向合力为
false
18.10 10
【详解】
[1]图中甲弹簧静止,受到平衡力的作用,弹簧所受的拉力等于物体的重力,因此其示数是10N。
[2]图中乙弹簧也是静止的,因此也受到平衡力的作用,弹簧的示数也等于物体的重力10N。
19.静止 2
【详解】
[1]如乙图所示,当t=1s时,v=0,所以物体处于静止状态。
[2]如乙图所示,4~6s时,物体匀速运动,且t=5s时,物体所受推力F=2N,摩擦力与推力F平衡,所以物体受到的摩擦力为2N。
20.摩擦力 光滑 不能 A
【详解】
(1)[1][2]在实际操作中,小明发现两边钩码质量不等时,木块也能处于静止状态,这主要是因为木块受到的摩擦力过大;所以木块应放置在光滑的水平桌面上进行实验,以减小摩擦力的影响。
(2)[3]改进实验后,将木块扭转一个角度,此时拉力不在同一直线上,松手后木块将不能平衡。
(3)[4]把木块切成两半后,拉力作用在不同的物体上,木块不能静止,由此得到二力平衡的另一个条件是二力在同一物体,故A符合题意。
21.相等 作用在同一物体上
【详解】
(1)[1]当卡片平衡时,卡片两边各有一个钩码,卡片受力平衡,即卡片在水平方向受到的拉力大小相等。
(2)[2]用剪刀将卡片剪开,这样两个力就不在同一个物体上,卡片不能平衡,说明两个力必须作用在同一物体上。