
?知識點1 二力平衡的概念
?知識點2 平衡力及平衡狀態(tài)的判定
?知識點3 平衡力和相互作用力的區(qū)分
?知識點4 二力平衡條件的應(yīng)用
?知識點5 探究二力平衡的條件實驗
?作業(yè) 鞏固訓(xùn)練
知識點1
二力平衡的概念
1、作用在同一物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反,并且在同一條直線上,這兩個力就彼此平衡;也可以這樣理解:兩個力同時作用在同一物體同一直線上,如果物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài),則這兩個力對物體運動狀態(tài)的作用效果相互抵消(合力為0),我們就說這兩個力平衡。
2、二力平衡特點:作用在同一物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反,并且在同一條直線上,這兩個力就彼此平衡。簡單的說就是:同體、等大、反向、共線。
【典例1-1】(2023春?鹽都區(qū)期末)如圖所示,放手后紙片不能保持靜止,這樣的操作是為了探究物體在平衡狀態(tài)下所受的兩個力( )
A.大小是否相等
B.是否作用在同一直線上
C.是否作用在同一物體上
D.方向是否相反
【答案】B
【解答】解:由圖中可知:力的大小相等、方向相反、作用在同一個物體上,可見此操作是為了探究物體在平衡狀態(tài)下所受的兩個力是否作用在同一直線上;
故B正確;ACD錯誤。
故選:B。
【典例1-2】(2022春?美蘭區(qū)校級期中)二力平衡條件:作用在同一物體上的兩個力, 大小相等 、 方向相反 且在同一條直線上。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】解:二力平衡條件:大小相等、方向相反、作用在同一條直線上、作用在同一個物體上。
故答案為:大小相等;方向相反。
【變式1-1】(2023春?和縣期末)在探究“二力平衡條件”的實驗時,如圖所示,將小車扭轉(zhuǎn)一個角度后釋放,觀察小車能否保持靜止,該操作是為了探究二力平衡時,二力必須滿足( )
A.作用在同一個物體上B.大小相等
C.方向相反D.作用在一條直線上
【答案】D
【解答】解:如圖所示,將小車扭轉(zhuǎn)一個角度后釋放,兩個力不再在同一直線上,小車不能平衡,因而探究相互平衡的兩個力是否作用在一條直線上,故D正確,ABC錯誤。
故選:D。
【變式1-2】下圖是探究二力平衡的實驗。通過改變鉤碼 個數(shù) 來改變力的大?。粚⒖ㄆ?轉(zhuǎn)過一個角度 是為了驗證不在同一直線的兩個力是否平衡;為了驗證不在同一物體上的兩個力是否平衡,可以將卡片 剪為兩半 。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】解:
(1)在探究二力平衡的實驗中,通過調(diào)整鉤碼的個數(shù)來改變拉力的大??;
(2)為了驗證不在同一直線上的兩個力是否平衡時,應(yīng)將小卡片轉(zhuǎn)過一個角度,松手后觀察小卡片能否靜止;
(3)為了驗證不在同一物體上的兩個力是否平衡,可以把小卡片一剪為二,變?yōu)閮蓚€卡片,觀察兩個小卡片是否處于靜止狀態(tài)。
故答案為:個數(shù);轉(zhuǎn)過一個角度;剪為兩半。
知識點2
平衡力及平衡狀態(tài)的判定
1、平衡力:物體在受到幾個力的作用時,如果保持靜止或勻速直線運動狀態(tài),我們就說這幾個力平衡。
2、平衡狀態(tài):物體靜止和勻速直線運動狀態(tài)叫平衡狀態(tài)。
3、物體收到平衡力的作用,那么物體就處于平衡狀態(tài)。
【典例2-1】(2023春?蜀山區(qū)校級月考)下列物體中,處于平衡狀態(tài)的是( )
A.沿豎直方向勻速上升的氣球
B.沿水平方向拋出的籃球
C.沿滑梯加速下滑的小孩
D.減速行駛的汽車
【答案】A
【解答】A、在豎直方向上勻速上升的氣球,速度和方向均不變,運動狀態(tài)不變,處于平衡狀態(tài),故A正確;
B、沿水平方向拋出的籃球,在重力的作用下做平拋運動,速度和方向發(fā)生改變,不是平衡狀態(tài),故B錯誤;
C、沿滑梯加速下滑的小孩,運動速度發(fā)生變化,不是平衡狀態(tài),故C錯誤;
D、減速行駛的汽車,速度發(fā)生了改變,不是平衡狀態(tài),故D錯誤。
故選:A。
【典例2-2】(2023春?撫松縣期中)將排球豎直向上拋出,排球上升得越來越慢,這是力改變了排球的 運動狀態(tài) ;當排球到達最高點時,排球處于 非平衡 (選填“平衡”或“非平衡”)狀態(tài)。
【答案】運動狀態(tài);非平衡。
【解答】解:將排球豎直向上拋出,排球上升得越來越慢,受到阻力的作用,是阻力改變了排球的運動狀態(tài);
排球到達最高點時,速度為零,排球只受到豎直向下的重力作用,故排球處于非平衡狀態(tài)。
故答案為:運動狀態(tài);非平衡。
【變式2-1】(2023春?龍華區(qū)期末)構(gòu)建思維導(dǎo)圖是整理知識的重要方法。如圖是小華復(fù)習(xí)力與運動關(guān)系時構(gòu)建的部分思維導(dǎo)圖,適合放在圖中①處的例子是( )
A.豎直上拋至最高點的乒乓球
B.緩緩進站的高鐵
C.從樹上自動掉下的蘋果
D.推而未動的桌子
【答案】D
【解答】解:A、豎直向上拋出的物體運動到最高點,速度大小發(fā)生改變,故不是處于平衡狀態(tài),故A錯誤;
B、緩緩進站的高鐵,速度變小,不是平衡狀態(tài),故B錯誤;
C、從樹上自動掉下的蘋果,速度大小發(fā)生改變,故不是處于平衡狀態(tài),故C錯誤;
D、推而未動的桌子,保持靜止狀態(tài),故處于平衡狀態(tài),故D正確。
故選:D。
【變式2-2】(2023?宣州區(qū)校級開學(xué))如圖所示,繩子吊著小球從A點靜止釋放,小球會擺動到B點再擺動到最高點C點,小球擺到C點時,小球處于 非平衡 狀態(tài)。(選填“平衡”或“非平衡”)
【答案】非平衡。
【解答】解:
不計空氣阻力,小球擺到C點時受到拉力和重力的作用,這兩個力不在同一直線上,故此時小球所受的力是非平衡力,其處于非平衡狀態(tài)。
故答案為:非平衡。
知識點3
平衡力和相互作用力的區(qū)分
1、二力平衡特點:同體、等大、反向、共線。
2、相互作用力特點:不同體、等大、反向、共線。
3、 比較作用力和反作用力與平衡力的異同點
【典例3-1】(2022秋?古浪縣期末)電動獨輪車是新一代的節(jié)能、環(huán)保、便捷的代步工具,一個質(zhì)量為70kg的人駕駛該車,在水平地面上勻速行駛,下列說法正確的是( )
A.獨輪車的重力與地面對獨輪車的支持力是一對平衡力
B.獨輪車對地面的壓力與地面對獨輪車的支持力是一對平衡力
C.人對獨輪車的壓力與地面對獨輪車的支持力是一對于相互作用力
D.人受到的重力與獨輪車對人的支持力是一對平衡力
【答案】D
【解答】解:A、地面對獨輪車的支持力大小等于獨輪車和人的重力之和,大于獨輪車的重力,兩個力大小不相等,不是一對平衡力,故A錯誤;
B、獨輪車對地面的壓力作用在地面上,地面對獨輪車的支持力作用在獨輪車上,兩個力不在同一物體上,不是一對平衡力,故B錯誤;
C、人對獨輪車的壓力與地面對獨輪車的支持力,兩個力大小不相等,不是一對相互作用力,故C錯誤;
D、人受到的重力與獨輪車對人的支持力,兩個力大小相等,方向相反,作用在同一條直線上,作用在同一個物體上,是一對平衡力,故D正確。
故選:D。
【典例3-2】(2023春?肇源縣期中)滑板車是小學(xué)生喜愛的玩具之一。用腳向后蹬地,滑板車會沿地面向前運動,這說明力的作用是相互的;如果不再蹬地,滑板車的速度會越來越慢,最后停下來,這表明力可以改變物體的 運動狀態(tài) ;滑板車在水平地面上靜止且人的兩腳站立在滑板車上時,滑板車受到的支持力與 人與車的總重力 是平衡力(選填“人的重力”、“車的重力”、“人與車的總重力”)。
【答案】運動狀態(tài);人與車的總重力。
【解答】解:(1)如果不再蹬地,滑板車的速度會越來越慢,最后停下來,是因為受到地面的摩擦阻力,這表明力可以改變物體的運動狀態(tài)。
(2)滑板車在水平地面上靜止且人的兩腳站立在滑板車上時,滑板車受到的支持力與“人與車的總重力”是一對平衡力,其大小相等,方向相反。
故答案為:運動狀態(tài);人與車的總重力。
【變式3-1】(2022秋?漣源市期末)如圖,在同一水平面上,用手推動木塊向右壓縮輕質(zhì)彈簧至圖甲所示位置;松手后,木塊最終靜止在圖乙所示位置,下列說法正確的是( )
A.木塊受到的重力和木塊對水平面的壓力是一對平衡力
B.木塊靜止在圖乙所示位置時,不受力的作用
C.手推動木塊壓縮彈簧過程中,彈簧變短,受到的彈力變小
D.木塊從離開彈簧到最終停下的過程中,一定受到摩擦力作用
【答案】D
【解答】解:
A、木塊受到的重力和木塊對水平面的壓力,二力的方向相同且作用在不同的物體上,所以不是一對平衡力,故A錯誤;
B、木塊最終靜止在圖乙所示位置時,處于靜止狀態(tài),受到平衡力作用,故B錯誤;
C、手推動木塊壓縮彈簧過程中,彈簧變短,彈簧的形變變大,彈力變大,手受到的壓力變大,故C錯誤;
D、木塊最終停下來,是因為摩擦力改變了木塊的運動狀態(tài),說明力可以改變物體的運動狀態(tài),而不是物體的運動需要力來維持,故D正確。
故選:D。
【變式3-2】(2023春?龍崗區(qū)校級期中)在一輛水平向右行駛的汽車車廂里其頂壁上掛著一個小球(空氣阻力不計)。當出現(xiàn)了如圖所示的情景時,汽車在做 加速 (填“加速”、“勻速”、“減速”)運動。此時小球受到 兩 個力的作用,它們 不是 (填“是”、“不是”、“可能是”)一對平衡力。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】解:當汽車勻速行駛時,小球處于平衡狀態(tài),繩子處于豎直位置,小球受到的重力與繩子的拉力是一對平衡力,當汽車加速行駛時,小球由于慣性,還保持原來的運動狀態(tài),因此小球會向后偏,由圖可知,小球向后偏,所以汽車向右做加速運動;
若不計空氣阻力,此時小球受到兩個力,即豎直向下的重力、沿繩子斜向上的拉力,這兩個力不在同一直線上,因此不是平衡力。
故答案為:加速;兩;不是。
知識點4
二力平衡條件的應(yīng)用
1、二力平衡的條件是:作用在一個物體上的兩個力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直線上,這兩個力就彼此平衡,對于二力平衡條件,我們必須注意上面四個要點,且這四個要點缺一不可。
2、在平衡力作用下,原來處于靜止狀態(tài)的物體,依然處于靜止狀態(tài),原來運動的物體,一定以原來的速度做勻速直線運動。
3、靜止的物體只受兩個力作用時,這兩個力一定是平衡力;勻速直線運動的物體,如果只受兩個力作用,那么這兩個力也一定是平衡力。
【典例4-1】(2023春?臨澧縣期末)小明用水平推力推靜止在地面上的桌子,但沒有推動,此時( )
A.人對桌的推力小于桌對人的推力
B.水平推力小于桌子受到的摩擦力
C.水平推力等于桌子的重力
D.水平推力等于桌子受到的摩擦力
【答案】D
【解答】解:沿水平方向用力推靜止在水平地面上的桌子,但沒有推動,桌子處于靜止狀態(tài)(平衡狀態(tài)),所以桌子受到的是平衡力,此時他對桌子的推力與桌子所受到的阻力是一對平衡力,二力的大小相等,故ABC錯誤,D正確。
故選:D。
【典例4-2】(2023春?臨川區(qū)校級期中)吊車以2m/s的速度將重力1×105N的重物勻速向上提起,這時鋼索對重物的拉力是 1×105 N;若鋼索改為以3m/s的速度使重物勻速下降,此時鋼索對重物的拉力 不變 (填“增大”、“減小”、“不變”)。
【答案】1×105;不變。
【解答】解:吊車以2m/s的速度將重物1×105N勻速向上提起,重物進行勻速直線運動,受到豎直向下的重力和豎直向上的拉力作用,拉力和重力是平衡力,大小相等,所以拉力大小是1×105N。
若鋼索改為以3m/s的速度使重物勻速下降,重物進行勻速直線運動,受到豎直向下的重力和豎直向上的拉力作用,拉力和重力是平衡力,大小相等,所以拉力大小是1×105N。
故答案為:1×105;不變。
【變式4-1】(2023春?臺兒莊區(qū)期中)用繩子拴住一個重100N的物體,第一次讓它以2m/s的速度勻速直線下降,第二次讓它以1m/s的速度勻速直線上升,設(shè)前后兩次對物體的拉力分別為F1、F2,則( )
A.F1<F2B.F1>F2
C.F1=F2D.無法確定哪個力大
【答案】C
【解答】解:不考慮空氣阻力,物重為100N,用繩子把它吊在空中靜止,此時物體只受到重力和繩子的拉力的作用,這兩個力是一對平衡力,則繩子對物體的拉力F1=G=100N;
若物體勻速上升或勻速下降時,都受到豎直向下的重力和豎直向上的繩子對物體的拉力的作用,這兩個力是一對平衡力,則F1=F2=G=100N,故C正確。
故選:C。
【變式4-2】(2023春?明山區(qū)期中)如圖所示,A物體兩端的繩子通過甲、乙兩個定滑輪(定滑輪兩側(cè)繩子上的力是相連的)連接兩個相同的托盤,左盤放了200g砝碼,右盤放了300g砝碼,這時A物向右做勻速直線運動,那么A受到的摩擦力是 1 N,若讓A向左做勻速直線運動應(yīng)在左盤增加 200 g的砝碼。
【答案】1;200。
【解答】解:
在左盤中放質(zhì)量為200g的砝碼,右盤中放質(zhì)量為300g砝碼時,物體A恰好向右做勻速直線運動,即物體受力平衡,
物塊受到左右兩個鉤碼重力產(chǎn)生的拉力,還受到向左的摩擦力,
即:f+G左=G右,
即f+200×10﹣3kg×10N/kg=300×10﹣3kg×10N/kg,
解得:f=1N;
若讓A向左做勻速直線運動,摩擦力方向向右,由于壓力和接觸面的粗糙程度不變,故物體受到摩擦力不變,
即:G左+G加=f+G右,
即:200×10﹣3kg×10N/kg+m加×10N/kg=1N+300×10﹣3kg×10N/kg,
解得:m加=0.2kg=200g。
故答案為:1;200。
知識點5
探究二力平衡的條件實驗
1、實驗?zāi)康摹⒃?、方?br>(1)實驗?zāi)康模禾骄慷ζ胶獾臈l件。
(2)實驗原理:力能改變物體的運動狀態(tài)。
(3)實驗方法:控制變量法。
2、實驗器材:小車、棉線、鉤碼、滑輪、水平桌面、小紙片。
3、器材作用及圖像
(1)小車:實驗主體;
(2)棉線:連接小車與鉤碼;
(3)鉤碼:提供和改變對小車的拉力;
(4)滑輪:改變力的方向。
4、實驗步驟
如圖甲:
步驟①把小車放在光滑的水平桌面上,向掛在小車兩端的托盤里放鉤碼。這樣小
車在水平方向受到兩個拉力,用力的示意圖畫出小車受到的兩個拉力。觀察小車在什么情況
下保持運動狀態(tài)不變;
步驟②用手按住小車,改變兩端鉤碼數(shù)量,使兩個拉力大小不等。然后松手,觀察小車能
不能保持靜止;
步驟③用手按住小車,讓兩端鉤碼數(shù)量相等,讓兩個力的方向相同,然后松手,觀察小車
能不能保持靜止;
步驟④用手按住小車,讓兩端鉤碼數(shù)量相等,讓小車扭轉(zhuǎn)一個角度,然后松手,觀察小車
能不能保持靜止;
步驟 = 5 \* GB3 ⑤用手按住小車,讓兩端鉤碼數(shù)量相等,再讓拉力方向相反,且在同一條直線上,然
后松手,觀察小車能不能保持靜止。
如圖乙:
步驟⑥剪刀將硬紙片從中間剪開,觀察小車能不能保持靜止。
5、實驗結(jié)論二力平衡的條件要求這兩個力:(1)大小相等(等大)(2)方向相反(反向)
(3)同一直線(共線)(4)同一物體(同體)
【典例5-1】(2023秋?五華區(qū)期末)如圖是探究“二力平衡條件”的實驗裝置,其中B為一輕質(zhì)硬紙片,關(guān)于這個實驗下列說法正確的是( )
A.本實驗的研究對象是兩邊所掛的鉤碼
B.為了探究二力平衡時兩個力的方向是否相反,可以將紙片從中間剪開
C.實驗中可以通過硬紙片是否靜止來判斷二力是否平衡
D.將硬紙片沿順時針方向扭轉(zhuǎn)一個角度后釋放再達到平衡,硬紙片上的兩細線拉力將不在同一直線上
【答案】C
【解答】解:A、本實驗的研究對象是中間的硬紙片,而不是兩邊所掛的鉤碼,故A錯誤;
B、為了探究二力平衡時兩個力的方向是否相反,可以將鉤碼掛在一側(cè),或改變其中一側(cè)拉力的方向,使兩側(cè)的力不相反,故B錯誤;
C、實驗中可以通過硬紙片是否靜止來判斷二力是否平衡,若紙片靜止,則處于平衡狀態(tài),故C正確;
D、將硬紙片沿順時針方向扭轉(zhuǎn)一個角度后釋放再達到平衡,硬紙片上的兩細線拉力將在同一直線上,故D錯誤。
故選:C。
【典例5-2】(2023春?青秀區(qū)校級月考)如圖甲是小華同學(xué)探究二力平衡條件時的實驗情景。
(1)小華將系在小卡片兩對角的細線分別跨過左右支架上的滑輪,在細線的兩端掛上鉤碼,使作用在小卡片上的兩個拉力方向 相反 ,并通過調(diào)整 鉤碼數(shù)量 來改變拉力的大小;
(2)當小卡片平衡時,小華將卡片旋轉(zhuǎn)一個角度,此時,拉著卡片的兩根細線 可以不 (選填“必須”或“可以不”)平行,觀察卡片 剛釋放時 (選填“剛釋放時”或“最終”)是否保持平衡。設(shè)計此步驟的目的是探究 不在同一直線上 的兩個力能否平衡;
(3)為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡,在圖甲所示情況下,小華下一步的操作是 將小卡片剪開 ;
(4)小華選擇了圖乙所示的探究方案,他發(fā)現(xiàn)在左、右兩盤中放了質(zhì)量不同的砝碼時,小車也能處于平衡狀態(tài),這是由于小車在水平方向上除了受到拉力之外,還受到了 摩擦 力。
【答案】(1)相反;鉤碼的數(shù)量;(2)可以不;剛釋放時;不在同一直線上;(3)將小卡片剪開;(4)摩擦。
【解答】解:
(1)小卡片兩端通過滑輪各掛一個鉤碼,兩個鉤碼由于重力通過繩子對小卡片施加了兩個向相反方向的拉力,拉力的大小等于鉤碼的重力,鉤碼的數(shù)量越多,拉力就越大;
(2)小卡片轉(zhuǎn)過一個角度,小卡片兩端的拉力就不在一條直線上,紙片就會轉(zhuǎn)動,說明了不在同一直線上的兩個力不能平衡,此實驗探究不在同一直線上兩個力是否平衡;
(3)為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡,應(yīng)該用剪刀把小卡片剪成兩個更小的卡片,觀察兩個更小卡片是否平衡;
(4)小明將木塊放在水平桌面上,木塊和水平桌面上間的摩擦力較大,就會影響實驗效果(當木塊兩端的拉力相差很小時,因為受到摩擦力的作用,木塊保持平衡);
故答案為:(1)相反;鉤碼的數(shù)量;(2)可以不;剛釋放時;不在同一直線上;(3)將小卡片剪開;(4)摩擦。
【變式5-1】(2023春?西青區(qū)期中)實驗小組要探究二力平衡的條件。實驗中每個鉤碼的重力相同,摩擦力忽略不計。
(1)如圖甲裝置,當左右兩端同時各掛兩個鉤碼時,小車靜止,此時F1、F2的方向 相反 ,大小 相等 ;當左右兩端同時取下一個鉤碼時,如圖乙,小車仍靜止,此時F3 等于 F4;當右端再掛上一個鉤碼時,如圖丙,小車將向 右 (填“左”或“右”)做加速運動。
(2)在圖甲實驗的基礎(chǔ)上,將小車扭轉(zhuǎn)一個角度,松手后,觀察小車的情況,這樣做是為了探究兩個平衡力是否在 同一條直線上 。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】解:
(1)圖甲小車左邊掛2個鉤碼,右邊掛2個鉤碼,小車兩邊受到的拉力大小相等,方向相反,小車處于靜止狀態(tài),即F1=F2;
當左右兩端同時取下一個鉤碼時,兩邊拉力仍然相等,小車仍靜止,說明此時F3=F4;
當右端再掛上一個鉤碼時,右邊的拉力大于左邊的拉力,即F5<F6,小車將向右做加速運動;
(2)圖甲實驗的基礎(chǔ)上,將小車扭轉(zhuǎn)一個角度,力的方向不在一條直線上,松手后小車會發(fā)生轉(zhuǎn)動,這樣做可以探究作用在同一物體上但不在同一直線上的兩個力能否平衡。
故答案為:(1)相反;相等;等于;右;(2)同一條直線上。
【變式5-2】(2023春?東莞市校級月考)如圖是小華同學(xué)探究二力平衡條件的實驗裝置:
(1)當小卡片平衡時,小華將小卡片轉(zhuǎn)過一個角度,松手后小卡片不能平衡,設(shè)計此實驗步驟的目的是為了探究 不在同一直線上的兩個力能否平衡 ;
(2)為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡,在圖甲所示情況下,小華下一步的操作是 把紙片剪成兩半 ;
(3)在探究同一問題時,小明將木塊放在水平桌面上,設(shè)計了如圖乙所示的實驗,同學(xué)們都認為小華的實驗優(yōu)于小明的實驗,其主要原因是 A 。
A.減少摩擦力對實驗結(jié)果的影響
B.小卡片是比較容易獲取的材料
C.容易讓小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭轉(zhuǎn)
【答案】(1)不在同一直線上的兩個力能否平衡;(2)把紙片剪成兩半;(3)A。
【解答】解:(1)要探究一對平衡力在同一直線上,將小卡片轉(zhuǎn)過一個角度,小卡片兩端的拉力不在一條直線上,松手后小卡片不能平衡,故探究的是不在同一直線上的兩個力能否平衡。
(2)為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡,則小卡片上受到的兩個拉力應(yīng)分別作用在兩個物體上,所以下一步的操作是:可以把紙片剪成兩半。
(3)如圖乙所示的實驗,木塊在桌面上受摩擦力作用,摩擦力對實驗影響較大,而小華的實驗不受摩擦力的影響,因此小華的實驗優(yōu)于小明的實驗,故BCD不符合題意,A符合題意。
故選:A。
故答案為:(1)不在同一直線上的兩個力能否平衡;(2)把紙片剪成兩半;(3)A。
1.(2023春?成都期末)如圖所示,在沒有其他輔助的情況下,下列姿勢在水平地面上無法保持靜止的是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解答】解:
B.地面對人的支持力和人的重力不在同一條直線上,不是一對平衡力,故該姿勢不能在水平地面上保持,故B符合題意;
ACD.地面對人的支持力和人的重力作用在同一直線上,是一對平衡力,故這幾種姿勢能在水平地面上保持,故ACD不符合題意。
故選:B。
2.(2023?巨野縣三模)下列關(guān)于力學(xué)現(xiàn)象的解釋中正確的是( )
A.人用力推車,車未動,是因為推力小于摩擦阻力
B.蘋果在空中下落得越來越快,是因為力是改變物體運動狀態(tài)的原因
C.汽車剎車后,速度會逐漸減小,最后會停下來,是因為汽車具有慣性
D.書本靜止在課桌上,是因為書本受到的重力與書本對桌面的壓力平衡
【答案】B
【解答】解:
A、人用力推車,車未動,處于靜止狀態(tài),說明受力平衡,即推力等于阻力,故A錯誤;
B、蘋果在空中下落時,由于受力豎直向下的作用,其運動狀態(tài)不斷改變,下落速度越來越大,故B正確;
C、汽車剎車時,受到地面的摩擦阻力,在該力的作用下,汽車的運動狀態(tài)發(fā)生改變,速度會越來越小,最終會停下來,并不是由于具有慣性,故C錯誤;
D、書本受到的重力作用在書本上,而書本對桌面的壓力是作用在桌面上,這兩個力不是作用在同一物體上,不符合二力平衡的條件,故D錯誤。
故選:B。
3.(2023春?蜀山區(qū)校級月考)如圖所示,一位同學(xué)用水平推力推停在水平地面上的汽車,但沒有推動。則與推力平衡的力是( )
A.汽車受到的重力B.汽車對地面的壓力
C.地面對汽車的支持力D.地面對汽車的摩擦力
【答案】D
【解答】解:A、汽車受到的重力與推力不在同一直線上,方向不同,所以不是一對平衡力,故A不合題意。
B、汽車對地面的壓力與推力不是作用在同一物體上的兩個力,所以不是一對平衡力,故B不合題意。
C、地面對汽車的支持力與推力不在同一直線上,方向不同,所以不是一對平衡力,故C不合題意。
D、汽車沒有被推動,處于平衡狀態(tài),此時地面對汽車的摩擦力與推力符合二力平衡條件,是一對平衡力,故D符合題意。
故選:D。
4.(2023秋?昌平區(qū)期末)將重為G的物體A掛在彈簧測力計的掛鉤上,當彈簧測力計拉著物體A以大小為v1的速度向上做勻速直線運動時,彈簧測力計的示數(shù)為F1;當彈簧測力計拉著物體A以大小為v2的速度向下做勻速直線運動時,彈簧測力計的示數(shù)為F2,已知v1>v2。若不計空氣阻力,則下列判斷中正確的是( )
A.F1可能大于GB.F2可能小于G
C.F1一定大于F2D.F1一定等于F2
【答案】D
【解答】解:物體兩次都做勻速直線運動,豎直方向上物體受到拉力和重力作用,拉力和重力是一對平衡力F1=F2,故D正確、ABC錯誤。
故選:D。
5.(2023春?海拉爾區(qū)期末)起重機以1m/s的速度勻速吊起一個重物,鋼絲繩對重物的拉力是3000N。若起重機吊著這個物體以2m/s的速度勻速下降,這時鋼絲繩對重物的拉力是( )
A.12000NB.6000NC.3000ND.無法判定
【答案】C
【解答】解:起重機以1m/s的速度勻速吊起一個重物,重物在豎直方向上受到重力和拉力的作用,兩個力是平衡力,大小相等,鋼絲繩對重物的拉力是3000N,所以重物的重力是3000N。
若起重機吊著這個物體以2m/s的速度勻速下降,重物在豎直方向上受到重力和拉力的作用,兩個力是平衡力,大小相等,重物的重力是3000N,鋼絲繩對重物的拉力是3000N。
故選:C。
6.(2023?禹會區(qū)二模)某同學(xué)用如圖所示裝置探究二力平衡的條件,下列說法不正確的是( )
A.為減小摩擦對實驗的影響,應(yīng)將小車放在光滑的水平桌面上
B.改變左右兩盤中砝碼的質(zhì)量,是為了探究平衡的兩個力必須大小相等
C.把小車在水平桌面上扭轉(zhuǎn)一個角度后釋放,是為了探究平衡的兩個力必須在同一直線上
D.圖中小車靜止時,只受到一對平衡力的作用
【答案】D
【解答】解:A.為減小摩擦對實驗的影響,應(yīng)將小車放在光滑的水平桌面上。故A正確。
B.圖中兩側(cè)滑輪為定滑輪,繩子對小車的拉力等于鉤碼的重力,改變左、右兩托盤中的砝碼質(zhì)量,即改變左、右繩子對小車的拉力,是為了探究平衡的兩個力是都需要大小相等。故B正確。
C.把小車在水平桌面上扭轉(zhuǎn)一個角度后釋放。是為了探究平衡的兩個力必須在同一直線上。故C正確。
D.豎直方向上,小車所受重力與桌面對它的支持力是一對平衡力。水平方向上,小車所受的左右拉力為一對平衡力。小車受2對平衡力作用。故D錯誤。
故選:D。
7.(2023春?馬尾區(qū)期末)一個物體重100N,在空中運動時受到的空氣阻力為20N。當物體豎直向下運動時,合力的大小和方向為( )
A.80N,豎直向下B.80N,豎直向上
C.120N,豎直向上D.120N,豎直向下
【答案】A
【解答】解:物體向下運動,阻力方向向上,重力方向向下,屬于同一直線上方向相反的二力合成,合力F=F1﹣F2=100N﹣20N=80N,合力的方向豎直向下。
故選:A。
8.(2021秋?奉賢區(qū)期末)“探究二力平衡的條件”實驗的目的是:探究當物體只受兩個力作用而處于靜止或 勻速直線運動 狀態(tài)時,這兩個力有怎樣的關(guān)系。實驗時,需要記下 彈簧測力計 的示數(shù)。若實驗時作用在物體上的兩個力方向相同,則物體 不可能 (填“可能”或“不可能”)處于平衡狀態(tài)。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】解:當物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)時,即說明物體處于平衡狀態(tài);
在探究“二力平衡的條件”實驗時,需要記下彈簧測力計的示數(shù),才可以比較二力大小關(guān)系;
二力平衡時,二力的方向是相反的,如果二力的方向相同,則二力不能夠使物體處于平衡狀態(tài);
故答案為:勻速直線運動;彈簧測力計;不可能。
9.(2023?涼州區(qū)校級模擬)2023年2月23日,我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征二號丙運載火箭,成功將荷魯斯1號遙感衛(wèi)星發(fā)射升空。如圖所示,火箭點火后向下噴射燃氣獲得推力加速升空,說明力的作用是 相互 的,此過程中火箭受到 非平衡 (填“平衡”或“非平衡”)力作用。
【答案】相互;非平衡。
【解答】解:(1)火箭對噴出的氣體有向下的力,同時氣體對火箭產(chǎn)生了向上巨大的推力而加速升空,這說明力的作用是相互的;
(2)因火箭加速上升(非平衡狀態(tài)),根據(jù)運動和力的關(guān)系,故火箭受到非平衡力作用。
故答案為:相互;非平衡。
10.(2023?長沙模擬)小雨同學(xué)自制了一個平衡鳥玩具,只要將手指頂住小鳥的嘴巴,它就能穩(wěn)穩(wěn)地停在手指上,如圖所示。此時手指對小鳥的支持力F與小鳥受到的 重 力是一對平衡力,F(xiàn)的方向是 豎直向上 的。
【答案】重;豎直向上
【解答】解:小鳥受到的重力與手指對小鳥的支持力,是作用在同一物體上的兩個力,大小相等、方向相反、作用在同一直線上,是一對平衡力,重力的方向是豎直向下的,所以F的方向是豎直向上的。
故答案為:重;豎直向上。
11.(2023春?南皮縣期中)如圖所示,當右端掛10N的物體A時,物體B在水平桌面上恰好能向右做勻速直線運動。若現(xiàn)在要使物體B向左做勻速直線運動,則應(yīng)對B物體施加水平 向左 (填“向左”或“向右”)、大小為 20 N的力。
【答案】向左;20。
【解答】解:物體B水平向右運動時,在水平方向上受到物體A對物體B施加的水平向右的拉力為10N、水平向左的摩擦力作用,因物體B處于勻速直線運動狀態(tài),則摩擦力和拉力是平衡力,所以水平向左的摩擦力與向右的拉力大小相等,為10N,物體B水平向左運動和水平向右運動時,由于壓力不變,接觸面粗糙程度不變,物體B受到的摩擦力不變,所以物體B水平向左運動時,受到水平向右的摩擦力也是10N,
物體B水平向左勻速直線運動時,水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力10N(物體A對物體B施加的)、水平向右的摩擦力10N,水平向左的拉力和水平向右的拉力、水平向右的摩擦力是平衡力,
所以水平向左的拉力等于水平向右的拉力和水平向右的摩擦力之和,即為:F'=F+f=10N+10N=20N。
故答案為:向左;20。
12.(2023春?上杭縣期中)空降兵在降落傘打開后的一段時間勻速直線下落。空降兵的體重為650N,降落傘重200N,降落傘對人的拉力為 650 N,降落傘受到的合力為 0 N。
【答案】650;0
【解答】解:空降兵勻速直線下落時,空降兵受到的重力與傘對人的拉力是一對平衡力,大小相等,則傘對人的拉力為:F=G人=650N;
降落傘勻速直線下落時,降落傘受到平衡力的作用,降落傘受到的合力為0。
故答案為:650;0。
13.(2023春?界首市校級期中)如圖甲所示,重為5N的正方體鐵塊,被大小為20N的水平吸引力吸附在足夠大的豎直磁性平板上勻速下滑,這時鐵塊在水平方向上受到的合力大小為 0 N;若對鐵塊施加一個豎直向上的拉力F拉,如圖乙所示。使該鐵塊勻速豎直向上運動,則F拉= 10 N。
【答案】0;10。
【解答】解:甲圖中,鐵塊勻速下滑,在水平方向上,鐵塊受到兩個力,豎直磁性平板對鐵塊的水平向右的吸引力,豎直磁性平板對鐵塊的水平向左的支持力,大小都是5N;根據(jù)合力的知識可知,這時鐵塊在水平方向上受到的合力大小為0N。
鐵塊勻速下滑時,鐵塊處于平衡狀態(tài),豎直方向上受到豎直向下的重力和豎直向上的摩擦力,此時摩擦力和重力屬于一對平衡力,所以摩擦力等于重力,即摩擦力為5N,對鐵塊施加一個豎直向上的拉力F拉,該鐵塊勻速豎直向上運動,豎直方向上受到豎直向下的重力、豎直向下的摩擦力和豎直向上的拉力,拉力的大小等于重力和摩擦力的大小之和,無論鐵塊向上運動還是向下運動,鐵塊受到的摩擦力均為滑動摩擦力,由于壓力大小以及接觸面的粗糙程度不變,所以摩擦力大小不變,即鐵塊勻速豎直向上運動時摩擦力為5N,拉力大?。篎拉=G+f=5N+5N=10N。
故答案為:0;10。
14.(2023?青羊區(qū)校級模擬)如圖甲所示是小華同學(xué)探究二力平衡條件時的實驗情景。
(1)本實驗中如果要忽略卡片重力對實驗的影響,應(yīng)選擇 輕 的卡片(選填“重”或“輕”)。
(2)如圖甲,將系于小卡片兩對角的細線分別跨過左右支架上的滑輪,在細線的兩端都掛上2個鉤碼,恰好能使小卡片在中間處于靜止狀態(tài)。此時,能觀察到兩個拉力的方向相反,作用在一條直線上。為了探究這些力的關(guān)系是否是物體處于平衡狀態(tài)的必要條件,小華首先讓細線兩端掛上相同或不同個數(shù)的鉤碼多次實驗。他發(fā)現(xiàn)滑輪處的摩擦?xí)绊懙浇Y(jié)論的判斷,則他觀察到的實驗現(xiàn)象很可能是 B 。
A.當兩邊鉤碼個數(shù)相同且質(zhì)量較小時,小卡片放手后會處于靜止狀態(tài);當兩邊鉤碼個數(shù)相同且質(zhì)量較大時,小卡片放手后會加速運動。
B.當兩邊鉤碼個數(shù)不同且差異較小時,小卡片放手后能處于靜止狀態(tài);當兩邊鉤碼個數(shù)不同且差異較大時,小卡片放手后會加速運動。
C.無論兩邊鉤碼個數(shù)差異較小或較大時,小卡片放手后都處于靜止狀態(tài)。
(3)為了驗證(2)中小華的結(jié)論,小明同學(xué)將卡片往下拉到一定距離,如圖乙所示,松手后發(fā)現(xiàn)卡片又恢復(fù)圖甲原狀,小明的方法 不能 (能/不能)得到結(jié)論。
(4)如果完全忽略摩擦等因素的影響,用手指水平向右輕彈一下原本靜止在滑輪之間某處的小卡片(鉤碼始終不著地),則小卡片離開手指后將做 勻速 (加速/減速/勻速)直線運動,直至碰上右側(cè)的滑輪。
【答案】(1)輕;(2)B;(3)不能;(4)勻速。
【解答】解:(1)小卡片的重力很小,可以忽略對實驗的影響,本實驗中如果要忽略卡片重力對實驗的影響,應(yīng)選擇輕的卡片;
(2)考慮滑輪與支架之間的摩擦,當兩邊鉤碼個數(shù)不同且差異較小時,摩擦力不可忽略,滑輪受到的摩擦力和兩端的兩個拉力三個力平衡;當兩邊鉤碼個數(shù)不同且差異較大時,摩擦力相對較小,對實驗現(xiàn)象影響較小,故選B;
(3)將卡片往下拉過一定距離,此時兩個力雖然不在同一條直線上,但同時兩個力的方向也不是相反的(都向上),不符合控制變量法的要求,所以小明的方法不能得到結(jié)論;
(4)用手指水平向右輕彈一下原本靜止在滑輪之間某處的小卡片,小卡片會向右運動,手不施力之后,它受到平衡力,所以繼續(xù)保持勻速直線運動狀態(tài)。
故答案為:(1)輕;(2)B;(3)不能;(4)勻速。
15.(2023春?翠屏區(qū)期中)如圖甲是小華同學(xué)探究二力平衡條件時的實驗情景。
(1)小華將系于小卡片(重力可忽略不計)兩對角的線分別跨過左右支架上的滑輪,在線的兩端掛上鉤碼,使作用在小卡片上的兩個拉力方向 相反 ,并通過調(diào)整 鉤碼的個數(shù) 來改變拉力的大?。?br>(2)當小卡片平衡時,小華將小卡片轉(zhuǎn)過一個角度,松手后小卡片 不能 (選填“能”或“不能”)平衡;
(3)為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡,在圖甲所示情況下,小華下一步的操作是 用剪刀把小卡片剪成兩個更小的卡片,觀察兩個更小卡片是否平衡 ;
(4)由以上要點總結(jié)二力平衡的條件為:作用在 同一物體 上的兩個力,當 大小相等 、 方向相反 、 作用在同一直線上 時,則這樣的兩個力稱為平衡力;
(5)在探究同一問題時,小明將木塊放在水平桌面上,設(shè)計了如圖乙所示的實驗,同學(xué)們認為小華的實驗優(yōu)于小明的實驗,其主要原因是 A 。
A.減少摩擦力對實驗結(jié)果的影響
B.小卡片是比較容易獲取的材料
C.容易讓小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭轉(zhuǎn)
【答案】(1)相反;鉤碼的個數(shù);(2)不能;(3)用剪刀把小卡片剪成兩個更小的卡片,觀察兩個更小卡片是否平衡;(4)同一物體;大小相等;方向相反;作用在同一直線上;(5)A。
【解答】解:(1)小卡片兩端通過滑輪各掛一個鉤碼,兩個鉤碼由于重力通過繩子對小卡片施加了兩個方向相反的拉力;拉力的大小等于鉤碼的重力,鉤碼的數(shù)量越多,拉力就越大,所以通過調(diào)整鉤碼的個數(shù)來調(diào)整拉力的大??;
(2)要探究一對平衡力在同一直線上,可將小卡片轉(zhuǎn)過一個角度,使小卡片兩端的拉力不在一條直線上,松手后小卡片不能平衡;
(3)為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡,用剪刀把小卡片剪成兩個更小的卡片,觀察兩個更小卡片是否平衡;
(4)由以上要點總結(jié)二力平衡的條件為:作用在同一物體上的兩個力,當大小相等、方向相反、作用在同一直線上時,則這樣的兩個力稱為平衡力;
(5)小華實驗用的小卡片重力小,可以忽略,懸在空中不受摩擦力影響;
小明實驗用的小車放在水平桌面上,小車和桌面之間存在摩擦力,摩擦力是不能消除的,實驗要受到摩擦力影響,所以還是小華的實驗方案好,故選A。
故答案為:(1)相反;鉤碼的個數(shù);(2)不能;(3)用剪刀把小卡片剪成兩個更小的卡片,觀察兩個更小卡片是否平衡;(4)同一物體;大小相等;方向相反;作用在同一直線上;(5)A。
一對作用力與反作用力
一對平衡力
相
同
點
大小
相等
相等
方向
相反
相反
是否共線
共線
共線
不
同
點
性質(zhì)
一定相同
不一定相同
作用時間
同時產(chǎn)生、同時消失
不一定同時產(chǎn)生、同時消失
作用對象
不同(異體)
相同(同體
作用效果
兩個力在不同物體產(chǎn)生不同效果,不能抵消
兩個力在同一物體上使物體達到平衡的效果
這是一份人教版(2024)八年級下冊第八章 運動和力8.2 二力平衡當堂達標檢測題,文件包含人教版物理八年級下冊同步講義+專題訓(xùn)練82二力平衡專題訓(xùn)練原卷版docx、人教版物理八年級下冊同步講義+專題訓(xùn)練82二力平衡專題訓(xùn)練解析版docx等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共31頁, 歡迎下載使用。
這是一份初中物理蘇科版八年級下冊第九章 力與運動二力平衡課后練習(xí)題,文件包含91二力平衡知識解讀原卷版docx、91二力平衡知識解讀解析版docx等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共36頁, 歡迎下載使用。
這是一份人教版八年級下冊8.2 二力平衡精練,共7頁。
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