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文档简介
8.2二力平衡(专题训练)【五大题型】一.平衡状态的判断(共9小题)二.平衡力与相互作用力的辨别(共10小题)三.二力平衡条件的应用(共9小题)四.探究二力平衡的条件(共6小题)五.力的合成与应用(共8小题)一.平衡状态的判断(共9小题)1.(2022秋•望都县期末)下列物体中,正在受到平衡力作用的是()A.竖直向上抛出的橡皮 B.随观光电梯一起匀速上升的游客 C.沿光滑斜坡滚下的小球 D.正在匀速转向行驶的汽车【答案】B【解答】解:A、竖直向上抛出的橡皮,速度越来越小,不是平衡状态,不受平衡力,故A不合题意;B、随观光电梯一起匀速上升的游客,做匀速直线运动,属于平衡状态,受平衡力,故B符合题意;C、沿光滑斜坡滚下的小球,速度越来越大,不是平衡状态,不受平衡力,故C不合题意;D、正在匀速转向行驶的汽车,运动方向发生改变,不是平衡状态,不受平衡力,故D不合题意。故选:B。2.(2023秋•灌云县期中)如图所示是魔术师表演真人悬空的场景:女演员悬在空中不动,却看不见任何物体支撑女演员,该女演员悬空是因为()A.受平衡力作用 B.所受重力消失 C.不受力的作用 D.空气对女演员有支持力【答案】A【解答】解:A、女演员悬在空中不动时,处于平衡状态,所以一定受到了平衡力作用,故A正确;BC、女演员悬空时,其重力不会消失,仍受到重力的作用,故BC错误;D、空气对女演员没有支持力作用,女演员之所以能悬在空中不动,是因为有细钢筋吊着女演员,观众不易看到,女演员此时受到的重力和拉力相平衡,故D错误。故选:A。3.(2023•惠城区模拟)质量相同的A、B两物体在两台机器的牵引力作用下竖直向上运动,它们运动的s﹣t图象分别如图甲、乙所示,则()A.A、B物体都做匀速直线运动 B.前6秒A物体的平均速度大于B物体的平均速度 C.机器对A物体的拉力小于A的重力 D.B物体在整个运动过程中受到一对非平衡力作用【答案】D【解答】解:A、A物体在做匀速直线运动,B物体在做减速直线运动,故A错误;B、物体A前6s的平均速度vA===0.067m/s,物体B前6s的平均速度vB===0.1m/s,故B错误;C、货物A做匀速直线运动,受合外力为零,货物A只受重力和拉力,所以拉力等于重力,故C错误;D、货物B做减速直线运动,运动状态改变,所受合外力不为零,受非平衡力作用,故D正确。故选:D。4.(2023春•普宁市期末)下列各种动作中,在水平地面上无法保持平衡的是()A. B. C. D.【答案】C【解答】解:A、人受重力和支持力的作用,当二者共线时即可平衡,故A错误;B、体操运动员受重力、支持力和球的压力作用,当三个力作用在同一直线上时即可平衡,故B错误;C、人受到的重力和地面对脚的支持力作用,由图可知支持力和重力的作用线不可能在同一直线上,所以健身者在这两个力的作用下不可能平衡,故C正确;D、人此时所受重力和支持力在同一直线上,能够平衡,故D错误;故选:C。5.(2023春•明山区期中)如图为4月18日辽宁男篮对阵北京首钢比赛中,张镇麟隔人劈扣时的画面,张镇麟向前飞行扣篮时相对于看台的观众是运动(填“运动”或“静止”)的;向前飞行的过程中,他处于非平衡(填“平衡”或“非平衡”)状态;张镇麟最终落回地面,是因为受到了重力的作用。【答案】运动;非平衡;重力。【解答】解:(1)运动员向前飞行扣篮时,相对于看台的观众位置发生了改变,所以运动员是运动的;(2)向前飞行的过程中,运动员的速度大小和方向发生改变,处于非平衡状态;(3)运动员最终落回面,是因为受到了竖直向下的重力的作用。故答案为:运动;非平衡;重力。6.(2023春•蜀山区期中)迈克尔•杰克逊在演唱会中经常会亮出自己的独家舞蹈招牌动作。其中有一个是身体前倾45度而不倒地。这个动作的超级秘密就是在特制鞋的鞋跟上预留一个钩扣位置,当他需要向前倾斜时,舞台会升起一排钩扣,杰克逊与舞蹈演员就趁机把鞋跟滑到钩上扣住,再进行前倾表演。在如图所示的倾斜表演时,演员所受的力是平衡力(选填“平衡力”或“非平衡力”),此时所受的重力方向是竖直向下的。【答案】平衡力;竖直向下的。【解答】解:在如图所示的倾斜表演时,演员静止,处于平衡状态,所以其所受的力是平衡力,此时所受的重力方向是竖直向下的。故答案为:平衡力;竖直向下的。7.(2023春•蓬江区校级期中)如图所示,将摆球从A点由静止释放,使小球在A、C两点间来回摆动,B点为最低点,不计空气阻力。当小球摆动到B点时,若绳子断开且小球所受的力都消失,则小球将匀速直线运动(选填“静止”或“匀速直线运动”);当小球摆动到C点时,小球不处于(选填“处于”或“不处于”)平衡状态,若绳子断开且小球所受的力都消失,则小球将静止(选填“静止”或“匀速直线运动”)。【答案】匀速直线运动;不处于;静止。【解答】解:根据牛顿第一定律可知,原来运动的物体在不受外力作用时将保持匀速直线运动状态,所以小球做匀速直线运动状态。不计空气阻力,当小球摆动到C点时,小球受到拉力和重力的作用,这两个力不在同一直线上,故此时小球受的力是非平衡力,不处于平衡状态。根据牛顿第一定律可知,原来静止的物体在不受外力作用时将保持静止状态,所以当小球的速度为零时,小球处于静止状态。故答案为:匀速直线运动;不处于;静止。8.(2023春•黄埔区期中)如图所示,绳子拉着小球,使小球在水平面做匀速圆周运动。不考虑空气阻力,g=10N/kg。(1)画出小球所受重力和小球对绳子拉力的示意图;(2)若小球质量为100g,则小球所受重力为1N;(3)小球受力不平衡(选填“平衡”或“不平衡”),你的依据是小球的运动状态发生改变。【答案】(1);(2)1;(3)不平衡;小球的运动状态发生改变。【解答】解:(1)重力的作用点在重心,方向竖直向下;小球对绳子的拉力作用点在绳子上,方向沿绳向下;如下图所示:(2)小球重力为:G=mg=100×10﹣3kg×10N/kg=1N;(3)通过对小球进行受力分析可知,若忽略空气阻力不计,此时小球受到绳子对它的拉力和重力,由于重力和拉力不在一条直线上,不是一对平衡力,小球的运动状态发生改变,因此小球受力不平衡。故答案为:(1)见上图;(2)1;(3)不平衡;小球的运动状态发生改变。9.(2023春•市南区校级期中)如图,用轻绳悬挂的木球自由摆动,请画出摆动到如图所示位置时球的受力示意图(忽略空气阻力)。当它摆到最低点时,受到的力是不平衡的。(选填“平衡”或“不平衡”)【答案】见解答图;不平衡。【解答】解:(1)木球悬挂在细绳下来回自由摆动,忽略空气阻力,在图示位置时,木球共受到拉力和重力的作用,从球心作竖直向下的重力和沿绳子斜向上的拉力。如图所示:(2)当木球摆到最低点时,既不是静止状态,也不是匀速直线运动状态,即不处于平衡状态,所以它受到的力是不平衡的。故答案为:见解答图;不平衡。二.平衡力与相互作用力的辨别(共10小题)10.(2023春•桂林期末)中国选手任子威在2022北京冬奥会短道速滑男子1000米比赛中荣获金牌,如图所示是他站在水平领奖平台上领奖的情景。此时奖台对他的支持力与下列哪个力是一对平衡力()A.他受到的重力 B.他对奖台的压力 C.奖台受到的重力 D.奖台对地面的压力【答案】A【解答】解:A、他受到的重力和奖台对他的支持力大小相等、方向相反、在同一直线上,在同一物体上,是一对平衡力,故A正确;B、他对奖台的压力和奖台对他的支持力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故B错误;C、奖台受到的重力和奖台对他的支持力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故C错误;D、奖台对地面的压力和他的支持力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故D错误。故选:A。11.(2023春•台江区期中)小明在研究“影响滑动摩擦力大小的因素”时,用弹簧测力计在水平桌面上沿水平方向拉动木块做匀速直线运动。下列说法正确的是()A.木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力是一对平衡力 B.木块受到弹簧测力计的拉力与桌面对木块的摩擦力是一对平衡力 C.木块受到的重力与木块对桌面的压力是一对相互作用力 D.木块对弹簧测力计的拉力与桌面对木块的摩擦力是一对相互作用力【答案】B【解答】解:A、木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力,没有作用在同一物体上,故不是一对平衡力,故A错误;B、用弹簧测力计拉动木块在水平方向做匀速直线运动时,拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,故B正确;C、木块受到的重力和木块对桌面的压力,方向相同,故不是一对相互作用力,故C错误;D、木块对弹簧测力计的拉力与桌面对木块的摩擦力,不是一对平衡力,也不是相互作用力,故D错误。故选:B。12.(2022秋•望都县期末)如图所示,放在水平地面上的两个物体处于静止状态,对这两个物体受力分析正确的是()A.A对B的支持力与B受到的重力是一对平衡力 B.A受地面的支持力与A受到的重力是一对平衡力 C.A对B的支持力与B对A的压力是一对平衡力 D.B对地球的吸引力与地球对B的吸引力完全相同【答案】A【解答】解:A、A对B的支持力与B受到的重力大小相等、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A正确;B、A受地面的支持力大小等于A与B受到的重力之和,故A受地面的支持力与A受到的重力不是一对平衡力,故B错误;C、A对B的支持力与B对A的压力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故C错误;D、B对地球的吸引力与地球对B的吸引力作用在不同的物体上,施力物体和受力物体均不同,故D错误。故选:A。13.(2023春•沂南县期中)各物体的受力情况如图所示,属于二力平衡的是()A. B. C. D.【答案】C【解答】解:A、由图可知,两个力不是作用在同一物体上,所以不是一对平衡力,故A错误;B、由图可知,两个力不是作用在同一条直线上,所以不是一对平衡力,故B错误;C、由图可知,两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上,所以是一对平衡力,故C正确。D、由图可知,两个力的大小不相等,所以不是一对平衡力,故D错误。故选:C。14.(2023•长沙模拟)(多选)2022年北京冬奥运会,中国体育代表团获得创纪录的9枚金牌,向世界展示了自信、包容、进取的中国形象。如图是获得花样滑冰项目金牌的隋文静和韩聪在比赛中的情景,当韩聪托举着隋文静一起在冰面上滑行时,下列说法正确的是()A.韩聪只受到了冰面对他的支持力和重力的作用 B.冰面对韩聪的支持力和韩聪受到的重力是一对平衡力 C.冰面对韩聪的支持力等于两人的重力之和 D.冰面对韩聪的支持力和韩聪对冰面的压力是一对相互作用力【答案】CD【解答】解:AB、韩聪受到了竖直向下的重力、隋文静对他的向下的压力、冰面对他的向上的支持力和水平方向上阻力的作用,所以在竖直方向上冰面对韩聪的支持力和韩聪受到的重力大小不相等,不是一对平衡力,故AB错误;C、冰面对韩聪的支持力和韩聪、隋文静的总重力是一对平衡力,大小相等,故C正确;D、冰面对韩聪的支持力和韩聪对冰面的压力,这两个力符合相互作用力的条件,是一对相互作用力,故D正确。故选:CD。15.(2023•栾城区校级开学)(多选)如图所示,A、B两物块叠放在水平桌面上并保持静止。图中分别给出了A、B的受力示意图。下列说法正确的是()A.地面对A的支持力与A受到的重力是一对相互作用力 B.A受到的重力与地面对A的支持力是一对平衡力 C.地面对A的支持力的大小等于A的重力与A对B的支持力的大小之和 D.A对B的支持力与B对A的压力是一对相互作用力【答案】CD【解答】解:A.地面对A的支持力与A受到的重力都作用在A上,作用在同一物体上,所以不是相互作用力,故A错误;B.地面对A的支持力等于A的重力和B的重力之和,二者大小不相等,所以不是一对平衡力,故B错误;C.地面对A的支持力等于A的重力和B的重力之和,而A对B的支持力等于B的重力,所以地面对A的支持力的大小等于A的重力与A对B的支持力的大小之和,故C正确;D.A对B的支持力与B对A的压力是一对相互作用力,故D正确。故选:CD。16.(2023春•惠城区期中)如图所示,小辉沿水平方向推着小车在平直道路上匀速前进。小辉受到的重力与地面对他的支持力是一对平衡力,小车对地面的压力和地面对小车的支持力是一对相互作用力,小车受到的摩擦力与小辉对小车的推力是一对平衡力。(均选填“平衡”或“相互作用”)【答案】平衡;相互作用;平衡。【解答】解:小辉沿水平方向推着小车在平直道路上匀速前进。小辉受到的重力与地面对他的支持力作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力。小车对地面的压力和地面对小车的支持力作用在两个不同物体上,大小相等、方向相反,作用在同一直线上,是一对相互作用力。小车在平直道路上匀速前进,小车在水平方向上处于平衡状态,在水平方向上受到的摩擦力与小辉对小车的推力是一对平衡力。故答案为:平衡;相互作用;平衡。17.(2023春•昌图县期末)如图是小红骑自行车在水平地面上匀速行驶时的情景。骑车时,用手握在把手两端比握在中间更容易控制方向,这表明力的作用点会影响力的作用效果;自行车所受的重力和地面对自行车的支持力不是(填“是”或“不是”)一对平衡力。【答案】作用点;不是。【解答】解:骑车时,用手握在把手两端比握在中间更容易控制方向,这表明力的作用点会影响力的作用效果;自行车所受的重力和地面对自行车的支持力不是一对平衡力,因为其大小不相等。故答案为:作用点;不是。18.(2023春•临澧县期末)小华乘车过程中,忽发奇想,做起了一个实验,在车顶上挂一个小球,当观察到如图所示的情景时,他告诉同车的妹妹:汽车正在做加速(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不是(填“是”或“不是”)一对平衡力。【答案】见试题解答内容【解答】解:(1)小车匀速运动时小球与小车相对静止,小球应在竖直方向上。当小车加速运动时,车的运动速度变快,但小球因为惯性保持原来的运动状态,故小球要向后运动;若小车做减速运动时,车运动速度变慢,小球因为惯性保持原来的运动状态,小球要向前运动。(2)小球受竖直向下的重力、沿绳斜向右上方的拉力,这两个力不在同一直线上。因为一对平衡力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,所以此时这两个力不是一对平衡力、故答案为:加速;不是。19.(2023春•路南区期中)如图,小球用悬线OA系在金属支架上,可以通过左右移动木块的方式改变木板的倾角α。(1)在图中画出小球所受重力的示意图;(2)增大木板的倾角α,当小球静止时,悬线的方向不变(选填“向右倾斜”、“向左倾斜”或“不变”),小球静止时所受重力与细线对小球的拉力是一对平衡力(选填“平衡力”或“相互作用力”)。【答案】(1)如图所示;(2)不变;平衡力。【解答】解:(1)小球受到的重力作用点在球心,方向竖直向下,如图所示:(2)悬线的方向与小球所受重力方向一致,重力的方向在任何情况下都是竖直向下,增大木板的倾角α,重力的方向不变,则当小球静止时,悬线的方向不变。小球静止时所受重力与细线对小球的拉力作用在同一物体上,大小相等、方向相反、在同一条直线上,是一对平衡力。故答案为:(1)如图所示;(2)不变;平衡力。三.二力平衡条件的应用(共9小题)20.(2023春•衡阳期中)一个重100N的物体,受到100N竖直向上的拉力时,则该物体()A.一定处于静止状态 B.一定处于匀速上升状态 C.一定处于匀速下降状态 D.以上三种状态都有可能【答案】D【解答】解:物体所受重力等于拉力,所以受力平衡,则可能处于静止状态,可能匀速上升或匀速下降。故选:D。21.(2023春•清江浦区校级期中)体育课上小红和小丽比赛“单脚站立”,看谁保持平衡的时间久,小红率先出局,如图是小红失去平衡时的样子,小红不能保持平衡的原因是()A.小红所受重力突然变大 B.小红所受重力突然变小 C.小红所受重力突然消失 D.小红所受重力和支持力不在同一直线上【答案】D【解答】解:当单脚站立让身体保持平衡时,人的重心在脚的竖直方向上,此时的重力与支持力是平衡力,当失去平衡时,重力不变,支持力仍然在脚的竖直方向上,但重力与支持力不在同一直线上,两个力不平衡,故D符合题意。故选:D。22.(2023•栾城区校级开学)工地上起重机以1m/s的速度匀速吊起一个重物,钢丝绳对重物的拉力是5000N。若起重机吊着这个物体以2m/s的速度匀速下降,这时钢丝绳对重物的拉力是()A.10000N B.15000N C.5000N D.无法判定【答案】C【解答】解:由题意可知,起重机以1m/s的速度匀速吊起一个重物,重物在竖直方向上受到重力和拉力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,钢丝绳对重物的拉力是5000N,所以重物的重力是5000N;若起重机吊着这个物体以2m/s的速度匀速下降时,重物在竖直方向上受到重力和拉力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,则此时钢丝绳对重物的拉力也是5000N。故选:C。23.(2023春•汤阴县期末)如图所示,当右端挂5N的物体A时,物体B在平面桌上恰好能向右做匀速直线运动。若不计绳重及绳与滑轮间摩擦,现在要使物体B向左做匀速直线运动,则应对物体B施加的力为()A.水平向右,5N B.水平向左,5N C.水平向右,10N D.水平向左,10N【答案】D【解答】解:物体B水平向右运动时,在水平方向上受到物体A对物体B施加的水平向右的拉力、水平向左的摩擦力作用,因物体B处于匀速直线运动状态,则摩擦力和拉力是平衡力,所以水平向左的摩擦力与向右的拉力大小相等,f=F拉=GA=5N;物体B水平向左运动和水平向右运动时,由于压力不变,接触面粗糙程度不变,物体B受到的摩擦力不变,所以物体B水平向左运动时,受到水平向右的摩擦力也是5N;物体B水平向左匀速直线运动时,水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力5N(物体A对物体B施加的)、水平向右的摩擦力5N,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F左=F右+f=5N+5N=10N,通过以上分析可知D正确。故选:D。24.(2023春•蜀山区校级月考)起重机吊着6.2×104N的重物,当重物在空中静止时,钢丝绳拉物体的力=6.2×104N,当重物匀速上升时,钢丝绳对物体的力=6.2×104N;当重物匀速下降时。钢丝绳拉物体的力=6.2×104N。(填“>”、“<”或“=”,不考虑空气阻力)【答案】=;=;=。【解答】解:①重物静止在空中时,重物处于平衡状态,其受到的拉力和重力是一对平衡力,则由二力平衡条件可知,钢丝绳对重物的拉力F1=G=6.2×104N;②重物匀速上升时,重物处于平衡状态,其受到的拉力和重力是一对平衡力,由二力平衡条件可知,此时钢丝绳对重物的拉力F2=G=6.2×104N;③重物匀速下降时,重物处于平衡状态,其受到的拉力和重力是一对平衡力,由二力平衡条件可知,此时钢丝绳对重物的拉力F3=G=6.2×104N。故答案为:=;=;=。25.(2022秋•港北区校级期末)某吊车起吊重6000N重物,起先加速上升,后以2m/s匀速上升,此时拉力为6000N;最后当以5m/s快速匀速下降,拉力将不变(填“不变”,“变大”“变小”)。【答案】6000;不变。【解答】解:起重机吊起物体时,物体只受重力和起重机对物体拉力的作用;物体的重力G=6000N,物体在静止或匀速上升、匀速下降、沿水平方向匀速运动时都是平衡状态,都受平衡力作用,所以物体受到的拉力和重力都是一对平衡力,即物体受到的拉力都等于6000N;因此物体以2m/s匀速上升,此时拉力为6000N;最后当以5m/s快速匀速下降,拉力将不变。故答案为:6000;不变。26.(2023春•抚顺期末)如图是一架遥控直升飞机模型,质量为250g,当它悬停在空中时,旋翼提供的向上的升力是2.5N(g取10N/kg);当它匀速上升和匀速降落时,旋翼提供的升力是相等(选填“相等”或“不等”)的;在某次竖直爬升的过程中,若四个悬翼同时意外停转,则飞机模型将立即减速上升(选填“加速下落”或“减速上升”)。【答案】2.5;相等;减速上升。【解答】解:(1)飞机模型悬停在空中,处于平衡状态,则受到的重力和空气作用力相互平衡,所以旋翼提供的向上的升力F=G=mg=0.25kg×10N/kg=2.5N;当飞机模型匀速上升和匀速降落时,则飞机模型是平衡状态,受到平衡力作用,旋翼提供升力的大小仍然等于飞机模型的重力,则两种情况下旋翼提供的升力相等;(2)若四个悬翼同时意外停转,因飞机原来在竖直爬升,所以失去升力后,飞机由于惯性还要向上飞行,但由于此时飞机模型只受重力的作用,所以飞机模型将减速上升,当速度为零后,将加速下落。故答案为:2.5;相等;减速上升。27.(2023春•苍溪县期中)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“=”)。【答案】=;=。【解答】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:=;=。28.(2023春•大埔县期中)一辆小车,总质量为600kg,在水平路面上向右匀速运动的过程中,受到的阻力是车的重力的0.05倍。(g=10N/kg)(1)请计算出小车受到的阻力的大小。(2)小车匀速运动时,画出小车在水平方向上的受力示意图。(3)小车匀速运动时,请计算出小车的拉力的大小。【答案】(1)小车所受的阻力大小是300N;(2)见解答;(3)小车的拉力的大小是300N。【解答】解:(1)小车受到的重力:G=mg=600kg×10N/kg=6000N,小车所受的阻力:f=0.05G=0.05×6000N=300N;(2)因为小车做匀速直线运动,所以小车的牵引力与阻力大小相同:F牵=f=300N;因为小车在水平向右匀速运动,水平方向受到的阻力向左,牵引力向右,两个力的作用点都画在重心,如图所示:。(3)匀速运动,拉力等于阻力,F=f=300N。答:(1)小车所受的阻力大小是300N;(2)见解答;(3)小车的拉力的大小是300N。四.探究二力平衡的条件(共6小题)29.(2023春•泰兴市期末)在探究“二力平衡的条件”实验中,小明同学的实验情景如图甲所示,小红同学的实验情景如图乙所示,木块和小车均保持静止。下列有关说法中不正确的是()A.如果增大盘中砝码的质量,那么对应的拉力就会增大 B.图甲实验中,两端盘中砝码的质量不相等,木块仍可能保持静止 C.图甲实验中,拉力F1是由绳子发生弹性形变产生的 D.图乙实验中,将静止的小车两端的拉力同时去掉,小车不一定静止【答案】D【解答】解:A、由于定滑轮不改变力的大小,所以增大盘中砝码的质量,对应的拉力就会增大,故A正确;B、图甲实验中,两端盘中钩码的质量不相等,由于木块和桌面之间的存在静摩擦力,木块仍可能保持静止,故B正确;C、由图甲可知,拉力F1的施力物体是绳子,故C正确;D、图乙实验中,将静止的小车两端的拉力同时去掉,小车合力为零,将保持原来的静止状态,故D不正确。故选:D。30.(2023春•上杭县期中)在研究二力平衡条件实验中,如右图,把纸板转动一小角度时,此时作用在纸板上的两个力是否还在同一直线,然后再改变两边的质量,观察实验情况怎样,把它记下来整理分析,得出结论是:作用在同一物体上的两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线。这就是二力平衡条件。【答案】同一直线;大小相等;方向相反;作用在同一直线;二力平衡。【解答】解:由图可知,把纸板转动一小角度时,应该观察作用在纸板上的两个力是否还在同一直线上。二力平衡的条件是作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,且作用在同一直线。故答案为:同一直线;大小相等;方向相反;作用在同一直线;二力平衡。31.(2023春•锡山区期末)如图小明正在探究二力平衡的条件,当手放开硬纸板前,应使两测力计的示数相等,两细线对硬纸板拉力的方向相反,在放手一刹那,观察硬纸板是否会由静止变为运动。此操作是为了得出“使物体平衡的两个力必须作用于同一直线”这一结论。【答案】相等;相反;作用于同一直线。【解答】解:图中作用在同一物体上的两个力不在同一直线上,故该实验探究的是“不在同一直线上的两个力是否平衡”。根据控制变量法,应使两个力的大小相等、方向相反,所以两细线对硬纸板拉力的方向应相反,两个力大小相等,即两个弹簧测力计示数相等。在放手一刹那观察硬纸板是否会由静止变为运动,从而验证使物体平衡的两个力必须作用在同一条直线上。故答案为:相等;相反;作用于同一直线。32.(2022秋•望都县期末)在“探究二力平衡的条件”活动中:(1)如果物体只受到两个力的作用,且处于静止或匀速直线运动状态,说明这两个力是相互平衡的。由此,小红提出,能否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件?(2)小明认为,若采用小红的方案,必须测出物体所受的重力和拉力的大小来进行比较。研究发现,在小红的方案中,只能根据相互作用的关系直接测出拉力的大小。在未知二力平衡条件的前提下,另一个力无法直接测量,所以这一方案无法实施下去。(3)为此,两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案,如图乙所示,请你判断出他们改进的先后顺序是B、A、C(用字母表示),这样的改进是为了减小摩擦力对实验的影响。(4)如图丙,是最终确认的实验方案。此方案中由于卡片重力远小于拉力,故卡片的重力可忽略不计。(5)当用图丙进行实验时,发现当卡片两端所挂钩码完全相同时,卡片静止不动,此实验说明二力平衡时,两个力大小相等,方向相反。在图丙实验的基础上,将片扭转一个角度后释放,观察卡片的运动状态。这样做的目的是为了探究两个平衡的力是否作用在同一条直线上。【答案】(1)静止或匀速直线运动;(2)重力;拉力;拉力;(3)B、A、C;摩擦力;(4)卡片重力远小于拉力;(5)相等;相反;同一条直线上。【解答】解:(1)当物体处于静止或匀速直线运动状态时,物体受到的力是平衡的,所以不能利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件;(2)小明认为,若采用小红的方案,必须测出物体所受的拉力和重力的大小来进行比较;研究发现,在小红的方案中,只能根据相互作用的关系直接测出拉力的大小,在未知二力平衡条件的前提下,另一个力无法直接测量,所以这一方案无法实施下去;(3)B图为滑动摩擦,A图为滚动摩擦,C图只有滑轮间的摩擦,为了减小摩擦力对实验的影响,他们改进的先后顺序:B、A、C;这样的改进是为了减小摩擦对实验的影响;(4)如图丙,是最终确认的实验方案。此方案中,由于卡片的重力远小于钩码的重力,可以卡片的重力可忽略不计。(5)将小卡片转过一个角度,松手后小卡片将会转动,不能平衡;设计此实验步骤的目的是为了探究不在同一直线上的两个力能否平衡。故答案为:(1)静止或匀速直线运动;(2)重力;拉力;拉力;(3)B、A、C;摩擦力;(4)卡片重力远小于拉力;(5)相等;相反;同一条直线上。33.(2023春•郓城县期中)如图所示是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。(1)实验中通过调整钩码个数来改变拉力的大小;(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片不能(选填“能”或“不能”)平衡,此实验步骤的目的是探究不在同一直线上的两个力是否平衡;(3)当小卡片平衡时,将卡片沿图中虚线剪成两半,小卡片不能(选填“能”或“不能”)平衡,此实验步骤的目的是探究作用在不同物体上的两个力是否平衡。【答案】(1)钩码个数;(2)不能;探究不在同一直线上的两个力是否平衡;(2)不能;探究作用在不同物体上的两个力是否平衡。【解答】解:(1)图甲中的研究对象是小卡片,实验中拉力的大小是通过钩码的数量来反映的;(2)小卡片转过一个角度,小卡片两端的拉力就不在一条直线上,纸片就会转动,说明了不在同一直线上的两个力不能平衡;(3)把小卡片一剪为二,变为两个卡片,观察两个小卡片都运动了,说明只有作用在同一物体上的两个力才能平衡。故答案为:(1)钩码个数;(2)不能;探究不在同一直线上的两个力是否平衡;(2)不能;探究作用在不同物体上的两个力是否平衡。34.(2023春•沈阳月考)在“探究二力平衡的条件”实验中:(1)小明提出能否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件?小华认为,若采用小明的方案,必须测出物体所受的拉力和重力的大小来进行比较。研究发现,在小明的方案中,只能根据相互作用的关系直接测出拉力的大小,在未知二力平衡条件的前提下,另一个力无法直接测量,所以这一方案无法实施下去。(2)为此,两位同学改进了实验方案,利用图乙所示装置探究二力平衡条件(10个相同砝码,每个砝码质量均为100g)。把木块放在水平桌面上,向两端的小盘里加砝码,发现当两盘砝码质量相等时,木块静止。当左侧放:400g砝码,右侧放500g砝码时,小木块也保持静止状态,经过分析,木块水平方向除了受F1、F2作用,还受到摩擦力的作用,则该力的大小为1N。(g=10N/kg)。(3)为避免上述现象发生,小华用图丙中所示的小车替换木块进行实验,小明用图丁中所示的轻质硬纸板替换木块进行实验,你认为小明方案好,原因是:减小了摩擦力对实验的影响。(4)实际操作中发现装置丁具有更适合探究B的优点。(选填字母)A.不在同一条直线上的两个力能否平衡B.不在同一物体上的两个力能否平衡(5)如戊图所示的装置,在轻质硬纸板两端的细绳上挂等重的钩码,手放开硬纸板后,可观察到硬纸板将C。A.向左下运动B.向右上运动C.仍静止不动D.转过一定角度【答案】(1)拉力;重力;拉力;(2)摩擦;1;(3)小明;减小了摩擦力对实验的影响;(4)B;(5)C。【解答】解:(1)当物体处于静止或匀速直线运动状态时,物体受到的力是平衡的;小华认为,若采用小明的方案,必须测出物体所受的拉力和重力的大小来进行比较;研究发现,在小明的方案中,只能根据相互作用的关系直接测出拉力的大小,在未知二力平衡条件的前提下,另一个力(重力)无法直接测量,所以这一方案无法实施下去;(2)当左侧放400g砝码,右侧放500g砝码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是木块受到了摩擦力的作用,且此时木块在左右两边拉力以及桌面对木块的摩擦力作用下平衡,所以F左+f=F右,则f=F右﹣F左=G右﹣G左=(m右﹣m左)g=(0.5kg﹣0.4kg)×10N/kg=1N;(3)小刚将木块换成小车,将滑动摩擦变为滚动摩擦,减小了摩擦力;小明将木块换成硬纸板,且硬纸板与桌面不接触,消除了摩擦力,所以小明的方案好;(4)探究二力必须作用在同一物体上,实验时可将物体分成两个物体,而小卡片比小车更容易被分成两个物体,因此乙装置更适合探究不在同一物体上的两个力能否平衡,故选:B;(5)二力平衡的条件:大小相等,方向相反,同一直线,同一物体;图中位置虽然二力看起来是斜的,但依然满足二力平衡条件,故松手后保持静止。故选:C。故答案为:(1)拉力;重力;拉力;(2)摩擦;1;(3)小明;减小了摩擦力对实验的影响;(4)B;(5)C。五.力的合成与应用(共8小题)35.(2023春•顺平县期中)将一辆小车放在水平地面上。小明向右拉,拉力为200N;同时小红向右推(如图所示),推力为150N,他们对小车合力的大小与方向为()A.350N,方向向右 B.200N,方向向右 C.150N,方向向右 D.50N,方向向左【答案】A【解答】解:小明沿水平方向向右用200N的力拉,小红沿水平方向向右用150N的力推,故合力为二力之和,即200N+150N=350N;合力方向与二力方向相同,即水平向右。故选:A。36.(2023秋•金堂县校级月考)若作用在一个物体上的两个力分别是5N和8N,且在同一直线上,则这两个力的合力是()A.一定是13N B.一定是3N C.可能是3N或13N D.无法判断【答案】C【解答】解:作用在一个物体上的两个力,F1=5N、F2=8N,且在同一直线上,当两个力的方向相反时,其合力最小:F=F2﹣F1=8N﹣5N=3N,当两个力的方向相同时,其合力最大:F=F1+F2=8N+5N=13N。合力大小可能是3N或13N,故C正确。故选:C。37.(2023秋•虹口区校级期中)下列关于同一直线上两个力与它的合力大小的说法中,正确的是()A.两个力的合力可能小于两力之差 B.两个力的合力一定大于其中任何一个力 C.两个力的合力可能大于两力之和 D.两个力的合力可能小于其中任何一个力【答案】D【解答】解:A、当两个力的方向相反时,合力大小最小,方向跟较大的那个力的方向相同,即F=F=F1﹣F2,故合力大小不可能小于两力之差,故A错误;C、同一直线的两个力的合力,当方向相同时合力最大,方向与这两个力的方向相同,即F=F1+F2,故
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