8.2 二力平衡 知识点分类练习- 2024-2025学年人教版物理八年级下册
2025-01-11
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第2节 二力平衡 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.32 MB |
| 发布时间 | 2025-01-11 |
| 更新时间 | 2025-01-11 |
| 作者 | 于怀丶 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-01-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49926132.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
8.2 二力平衡
【知识点归纳】
1.探究二力平衡的条件:
(1)图式:
(2)把小车放在光滑的水平桌面上,向挂在小车两端的托盘里加砝码(放在光滑桌面上其目的是为了减小误差)。
2.二力平衡:
(1)平衡状态:物体保持静止或匀速直线运动状态,此时物体受到平衡力的作用;
(2)二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反,并且在同一直线上。
(3)二力平衡后,物体会处于静止或匀速直线运动状态。
3.二力平衡条件的应有:
(1)吊着的电灯受到一对平衡力是:拉力和重力;
(2)起重机吊起重物匀速上升时.重物的重力和起重机的钢丝绳对它的拉力。
4.平衡力与相互作用力:
一对平衡力
一对相互作用力
相同点
大小相等、方向相反、作用在同一直线上
不同点
共同作用在同一物体上
分别作用在两个物体上
示意图
【题型归纳】
【知识点分类练习】
一、平衡状态的判断
1.下列是有关物体的描述,其中物体处于平衡状态的是( )
A.雪花自空中飘落 B.停在地上的足球
C.匀速转弯的汽车 D.抛在空中的铅球
【答案】B
【解析】A、 雪花自空中飘落 ,其速度大小和方向发生改变,不是处于平衡状态,故A错误;
B、停在地上的足球,处于静止状态,属于平衡状态,故B正确;
C、匀速转弯的汽车,其运动方向不断改变,不是处于平衡状态,故C错误;
D、抛在空中的铅球,其速度大小和运动方向不断改变,不是处于平衡状态,故D错误。
故选:B。
【分析】(1)平衡状态指静止状态或者匀速直线运动状态;
(2)运动状态的改变包括方向和速度大小的变化;
(3)分析物体是否处于平衡状态,可以根据物体所受的力是否平衡力分析。
2.下列运动的物体中,受力平衡的是( )
A.自由下落的苹果 B.加速上升的飞机
C.匀速上坡的汽车 D.起跳的跳高运动员
【答案】C
【解析】物体受到平衡力,处于静止状态或匀速直线运动状态,运动速度或方向改变时,不受平衡力,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】静止或匀速直线运动的物体,受到平衡力的作用。
3.如图是小明在一次魔术表演中看到的情景,一根火柴棒自由悬停在扑克牌的上方。下列关于火柴棒的判断中正确的是( )
A.火柴棒只受重力,处于平衡状态
B.火柴棒只受重力,处于非平衡状态
C.火柴棒处于平衡状态,它对扑克牌的压力和扑克牌对它的支持力是一对平衡力
D.火柴棒处于平衡状态,所受重力和某物体对它竖直向上的力是一对平衡力
【答案】D
【解析】根据题意可知,火柴棒在空中保持静止状态,则处于平衡状态。那么它所受重力和某物体对它竖直向上的力是一对平衡力,而它对扑克牌的压力和扑克牌对它的支持力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故A、B、C错误,而D正确。
故选D。
【分析】平衡状态包括:静止状态或匀速直线运动状态。平衡力和相互作用力的相同点:大小相等,方向相反,作用在同一直线上;二者的不同点:前者在同一物体上,后者在不同物体上。
4.《清明上河图》生动记录了北宋都城汴京的城市面貌和当时社会各阶层人民的生活状况,如图所示为画里荡秋千的情景。用力推秋千,秋千就能荡起来,这是因为力可以改变物体的 ;秋千在最高点时,秋千上的人处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。
【答案】运动状态;非平衡
【解析】力可以改变物体的运动状态,用力推秋千,秋千荡起来,秋千受到力的作用运动状态发生变化,这说明力可以改变物体的运动状态;秋千在最高点时,秋千受到竖直向下的重力,沿绳索向上的作用力,两个力方向不相反,不是平衡力,不是处于平衡状态,人相对秋千静止,也不是处于平衡状态。
【分析】(1)力的作用效果有两个:一是改变物体的形状.二是改变物体的运动状态;任何物体在任何情况下都具有惯性,惯性是物体保持原来运动状态不变的性质;
(2)处于平衡状态的物体受到的力是平衡力,处于非平衡状态的物体受到的力是非平衡力。
5.如图所示,小明用一根细线栓一块橡皮,甩起来,处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态,橡皮所受重力方向为 。如果此时细线突然断开,而橡皮所受外力全部消失,它将做 运动。
【答案】非平衡;竖直向下;匀速直线
【解析】(1)运动方向不断改变,处于非平衡状态。
(2)重力方向竖直向下。
(3)细线断开,外力全部消失,将做匀速直线运动。
【分析】平衡状态是指静止或匀速直线运动状态;重力的方向始终竖直向下;根据牛顿第一定律判断橡皮的运动状态。
6.下列两幅图(如图)均是中国古代科技著作《天工开物》的插图,图甲“六桨客船”中的船工向后划桨时,客船就会向前运动,是因为力的作用是 的;图乙中“赶稻及菽”时牛拉石碾匀速转动过程中,石碾受 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
【答案】相互;非平衡力
【解析】(1)桨同时受到水对其向前力的作用,从而使客船向前运动;
(2)石碾运动方向不断发生改变,处于非平衡状态,受非平衡力的作用。
【分析】(1)物体间力的作用是相互的;
(2)物体处于静止或匀速直线运动状态时为平衡状态,物体运动速度和运动方向不变时处于平衡状态。
7.在体育测试中,小明同学投出的铅球的运动轨迹如图所示。铅球离开手后能继续前进是因为铅球具有 ;铅球运动到最高点a时,处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态,若铅球受到的所有外力突然消失,铅球将沿 (选填图中数字)轨迹运动。
【答案】惯性;非平衡;1
【解析】(1)离开手后,铅球会由于惯性继续前进;
(2)在a点铅球只受重力和向左的空气阻力,二力不平衡,故,球处于非平衡状态;
(3)此时铅球具有速度,一切外力消失它将做匀速直线运动。
【分析】一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,这种性质叫做惯性,由牛顿第一定律可知,物体不受力时会保持静止状态或匀速直线运动状态。
二、二力平衡的条件及其应用
8.在如图所示的四种情形中,属于二力平衡的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A.图中,两个力大小相等、方向相反、在同一直线上,但作用在两个物体上,不是平衡力,故A不符合题意;
B.图中,两个力大小相等、方向相反、在同一直线上,作用在同一物体上,是一对平衡力,故B符合题意;
C.图中,两个力方向相反、在同一直线上,作用在一个物体上,但两个力大小不等,不是平衡力,故C不符合题意;
D.图中,两个力大小相等、方向相反、作用在同一物体上,但不在同一直线上,故不是平衡力,故D不符合题意。
故选B。
【分析】二力平衡时,大小相等、方向相反、在同一直线上,还作用在同一物体上。
9.在如图所示的跳伞表演中,跳伞运动员在空中匀速直线下降,如果已知人和伞所受的重力分别是800N和200N,则运动员和降落伞共受阻力的大小和方向分别是( )
A.600N竖直向上 B.600N竖直向下
C.1000N竖直向上 D.1000N竖直向下
【答案】C
【解析】人和伞所受的重力分别是800N和200N,则人和伞总重力为
800N+200N=1000N,
由于跳伞运动员和伞在空中匀速直线下降,处于平衡状态,所以人和伞受到的阻力与人和伞的总重力是一对平衡力,大小相等,方向相反,因此阻力大小为1000N,方向为竖直向上。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选:C。
【分析】二力平衡的条件:大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在一个物体上。据此分析解答。
10.用起重机吊起一重物,先以的速度上升到某一高度,静止后,又以的速度下降。在匀速上升、静止、匀速下降三个阶段中,起重机钢丝绳的拉力( )
A.上升时最大 B.静止时为零 C.下降时最小 D.始终不变
【答案】D
【解析】当物体匀速上升、静止或匀速下降时均处于平衡状态,受到的拉力与重力是一对平衡力,大小相等,因此钢丝绳的拉力始终不变。
故选:D。
【分析】平衡状态包括两种:静止状态或者匀速直线运动状态;物体处于平衡状态时受到的力是平衡力,平衡力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
11.如图甲所示,弹簧的一端挂在墙上,一人用4N的力F拉另一端,弹簧伸长了5cm;如图乙所示,两个人分别拉该弹簧的两端,弹簧也伸长了5cm,则每个人的力F分别为( )
A.4N、4N B.0、4N C.4N、0 D.8N、8N
【答案】A
【解析】甲中当弹簧受力平衡静止时,墙对弹簧的拉力等于人对弹簧的拉力;
弹簧的伸长与受到的拉力成正比,同一弹簧,伸长相同,乙中弹簧两端受到的拉力与甲中相等,是4N。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【分析】当弹簧受力平衡静止时,墙对弹簧的拉力大小等于人对弹簧的拉力大小;弹簧两次伸长量相同,所受拉力不变,且弹簧两端所受人的拉力大小相等。
12.质量2kg的无人机悬停空中,无人机受到的升力大小为 N(g取10N/kg),方向为 ;升力的施力物体是 。
【答案】20;竖直向上;空气
【解析】质量2kg的无人机悬停空中,无人机受到的升力大小为,升力方向竖直向上;升力的施力物体是空气。
【分析】无人机悬停空中,空气对无人机的浮力与重力是一对平衡力,大小相等。
13.一吊车以2m/s的速度将重为的重物竖直向上匀速提起,这时候钢索对重物的拉力 。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 。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
【答案】等于;等于
【解析】(1)根据二力平衡,钢索对重物的拉力与重物的重力是平衡力,此时拉力
F1=G=1×104N
(2)拉力与重力是平衡力,大小相等,此时拉力
F2=G=1×104N
【分析】根据静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力作用,根据平衡力条件进行判断。
三、平衡力与相互作用力的辨别
14.如图所示,用细线将吊灯悬挂在天花板上,当灯静止时,下列哪对力属于平衡力( )
A.吊灯所受的拉力与细线所受的重力
B.细线对吊灯的拉力与吊灯所受的重力
C.细线对吊灯的拉力与吊灯对细线的拉力
D.吊灯所受的拉力与细线对天花板的拉力
【答案】B
【解析】A、吊灯受到的重力和西线对吊灯的拉力属于平衡力,A错误,B正确;
C、 细线对吊灯的拉力与吊灯对细线的拉力 属于相互作用力,CD错误。
故选B。
【分析】1、相互作用力:作用力是相互的,施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上,所以 细线对吊灯的拉力与吊灯对细线的拉力 属于相互作用力;
2、平衡力的特点为:大小相同,方向相反,作用在同一个物体上,吊灯受到的重力和西线对吊灯的拉力属于平衡力。
15.周末小华去海洋馆观看海狮表演,看到海狮将球顶在头上静止不动,下列说法正确的是( )
A.球受到的重力和球对海狮的压力是一对平衡力
B.海狮的重力和海狮对地面的压力是一对相互作用力
C.球受到的重力和海狮对球的支持力是一对平衡力
D.地面对海狮的支持力和海狮的重力是一对平衡力
【答案】C
【解析】A.球受到的重力和球对海狮的压力方向相同,不是平衡力,故A错误;
B.海狮的重力和海狮对地面的压力方向相同,不是相互作用力,故B错误;
C.球受到的重力和海狮对球的支持力是一对平衡力,故C正确;
D.地面对海狮的支持力等于海狮和球对地面的压力,即等于海狮和球的总重力,故D错误。
故选C。
【分析】平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
16.如图所示,静止时体重计对小明的支持力为,他对体重计的压力为,他受到的重力为,下列说法正确的是( )
A.与是一对相互作用力 B.与是一对平衡力
C.与是一对相互作用力 D.与的三要素相同
【答案】C
【解析】ACD.体重计对人的支持力是F1,人对体重计的压力是F2,是力和反作用力,是一对相互作用力,大小相等、方向相反,在不同物体上,AD不符合题意,C符合题意;
B.人受到的重力是G,受到的支持力是F1,两个力在同一直线上,大小相等、方向相反,在同一物体上,是平衡力,B不符合题意。
故答案为:C.
【分析】力和反作用力是相互作用力,大小相等、方向相反,在不同物体上;两个力在同一直线上,大小相等、方向相反,在同一物体上,是平衡力。
17.如图所示,木块A、B静止叠放在水平地面上,下列各对力中属于平衡力的是( )
A.木块A对木块B的压力和木块B对木块A的支持力
B.木块B对木块A支持力和木块A的重力
C.地面对木块B的支持力和木块B的重力
D.木块A对木块B的压力和木块B的重力
【答案】B
【解析】解:A、木块A对木块B的压力和木块B对木块A的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上,是一对相互作用力,故A错误;
B、木块B对木块A支持力和木块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B正确;
C、地面对木块B的支持力大小等于木块A和B的重力之和,故地面对木块B的支持力和木块B的重力大小不相等,不是一对平衡力,故C错误;
D、木块A对木块B的压力和木块B的重力大小不相等、方向相同,不是一对平衡力,故D错误。
故选:B。
【分析】二力平衡的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上;
一对相互作用力的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上。
18. 中国选手田涛在举重比赛中勇夺金牌。如图是他举起杠铃静止时的情景,下列属于一对平衡力的是( )
A.地面对田涛的支持力和田涛对地面的压力
B.地面对田涛的支持力和田涛所受的重力
C.田涛对杠铃的支持力和杠铃所受的重力
D.杠铃对田涛的压力和地面对田涛的支持力
【答案】C
【解析】A、地面对田涛的支持力和田涛对地面的压力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故 A错误;
B、地面对田涛的支持力和田涛所受的重力不相同,不是一对平衡力,故B错误;
C、田涛对杠铃的支持力和杠铃所受的重力大小相等、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、杠铃对田涛的压力和地面对田涛的支持力大小不相同,不是一对平衡力,故D错误。故选:C。
【分析】二力平衡的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,据此判断。
19.如图所示,叠放在一起的、、三个石块处于静止状态,下列说法正确的是( )
A.石块受到石块的重力和压力的作用
B.石块受到三个力的作用
C.石块对石块的支持力和石块对石块的压力是一对平衡力
D.石块所受的重力和石块对石块的支持力是一对相互作用力
【答案】B
【解析】A、B石块受到竖直向下的重力、C石块对B的支持力、A石块对B石块的压力三个力的作用,故A错误。
B、B石块处于静止状态,受到的力是平衡力,即C石块对B石块的支持力、B石块的重力和A石块对B石块的压力这三个力平衡,故B正确。
C、C石块对B石块的支持力和A石块对B石块的压力大小不等,所以不是一对平衡力,故C错误。
D、A所受重力和B对A的支持力是作用在同一个物体上的两个力,不是一对相互作用力,故D错误。
故答案为:B。
【分析】平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
20.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。
【答案】相互作用;平衡
【解析】电灯静止时,灯对电线的拉力和电线对灯的拉力是作用力和反作用力,是一对相互作用力,电线对灯的拉力和灯所受的重力大小相等,方向相反,在同一物体,同一直线上,是一对平衡力力。
【分析】物体间力的作用是相互的;物体受到二力平衡时,大小相等,方向相反,在同一物体,同一直线上。
21.如图所示的是一件工艺品,就是合金制成的“马踏飞燕”立在水平木制底座上。马仅用一蹄就能稳稳地踏在飞燕上,“马踏飞燕”受到 和 是一对平衡力。
【答案】重力;支持力
【解析】物体静止,受力平衡,竖直方向上受到重力和竖支持力,两个力大小相等、方向相反,作用在同一物体、同一直线上,所以是一对平衡力。
【分析】重力方向竖直向下,支持力竖直向上;二力平衡的条件是:大小相等、方向相反,在同一物体、同一直线上。
22.如图所示,甲、乙两同学站在滑板上,在旱冰场上相对而立,甲用力推乙,乙就向后退,说明力能改变物体的 ;甲推乙的力和乙反推甲的力是一对 (选填“平衡”或“相互作用”)力。
【答案】运动状态;相互作用
【解析】 甲用力推乙,乙就向后退,说明力能改变物体的运动状态。甲推乙的力和乙反推甲的力是一对相互作用力。
综上 第1空、运动状态; 第2空、相互作用
【分析】相互作用力:作用力是相互的,施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上
23.在一辆行驶的汽车车厢里其顶壁上挂着一个小球。当出现了如图所示的情景时,汽车在做 (填“加速”、“匀速”、“减速”)运动。此时绳子对球的拉力和球受到的重力 (填“是”、“不是”、“可能是”)一对平衡力。
【答案】加速;不是
【解析】根据图像,汽车向右运动时,小球向左偏,是小球保持原来的运动状态时造成的,可知汽车在加速运动;绳子对球的拉力和球受到的重力不在同一直线上,不是一对平衡力。
【分析】物体由于惯性继续保持原来的状态;物体受到的两个力不在同一直线上,不是平衡力。
四、探究二力平衡的条件
24.利用如图所示的装置探究二力平衡的条件。下列说法正确的是( )
A.小车应放在粗糙的水平桌面上
B.图中小车静止时,只受到一对平衡力的作用
C.小车处于平衡状态时,左、右托盘里的砝码质量一定不相等
D.将小车扭转一个角度后释放,是为了探究二力平衡的两个力是否作用在同一条直线
【答案】D
【解析】A.“探究二力平衡条件”实验要尽量减小物体受到的摩擦力对实验的影响,所以水平面越光滑越好,故A错误;
B.图中小车静止时,竖直方向上受力(重力和支持力)平衡,水平方向上受力(拉力和摩擦力)平衡,所以小车受到两对平衡力的作用,故B错误;
C.当桌面上的小车处于静止状态时,小车受到平衡力的作用,即小车受到两侧的拉力相等,由此可知左、右两盘中的砝码质量相等,故C错误;
D.将小车扭转一个角度,两个力不在同一直线上,二力不平衡,故松手后,小车将转动,不能保持平衡,其目的是为了探究二力平衡的两个力是否作用在同一条直线上,故D正确。
故选:D。
【分析】“探究二力平衡条件”这个实验很重要的一点就是尽量减少物体受到的摩擦力对实验的影响;使用定滑轮可以改变力的方向,但不可省力;当桌面上的小车处于静止状态,此时小车受到平衡力的作用,二力平衡条件之一是力的大小必须相等,据此判断;二力平衡的条件之一是作用在同一条直线上。
25.小王同学利用小卡片1张、质量相同的钩码多个、滑轮2个、支架2个做“探究二力平衡的条件”实验,如图所示。
(1)实验中的研究对象是 (选填“卡片”或“钩码”),通过调整 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,观察松手瞬间小卡片能否保持平衡,此实验目的是探究两个力平衡时两个力是否需要满足 条件。
【答案】(1)卡片;钩码的个数
(2)同一直线上
【解析】(1)根据题意可知,实验中的研究对象是卡片,通过调整钩码的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,观察松手瞬间小卡片能否保持平衡,此实验目的是探究两个力平衡时两个力是否需要满足同一直线上的条件。
【分析】(1)卡片左右两边受到拉力,通过探究卡片两侧拉力的关系,从而确定二力平衡的条件。卡片受到的拉力由砝码的重力产生,即数量越多,则拉力越大。
(2)根据“二力在同一直线上”的条件分析解答。
26.如图甲是小明同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小明将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整 来改变拉力的大小:
(2)当小卡片平衡时,小明将小卡片扭转过一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究 ;
(3)如图乙所示,保持右侧滑轮的位置不变,降低左侧滑轮的高度,在两细线上各挂一个钩码时, (选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件。
【答案】钩码的个数;不能;不在同一直线上的两个力是否平衡;能
【解析】探究二力平衡条件时(1)实验时,卡片受到的拉力等于钩码重力,通过改变钩码的个数来改变拉力的大小。
(2)将小卡片在竖直平面内转过一个角度,两个力不在同一直线,松手后小卡片不能平衡,可以探究不在同一直线上的两个力是否平衡。
(3)图乙装置中,两滑轮高度不同,两个力的连线不在水平方向上。但卡片上的两个力大小相等、方向相反、在同一条直线上,仍能使卡片处于平衡状态,能探究二力平衡的条件。
【分析】(1)钩码的个数不同,作用在卡片上的拉力大小不同;
(2)卡片受到的拉力不在同一直线上,两个力不能平衡;
(3)物体受到的两个力不在同一水平方向,仍可以实现平衡。
27.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,从钩码质量看,卡片两边所受的拉力 ;
(2)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 ,释放时观察其是否保持平衡;
(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 ;
(4)该实验选择卡片代替小车,目的是减小 对实验的影响。
【答案】(1)相等
(2)扭转一个角度
(3)必须作用在同一物体上
(4)卡片重力对实验的影响
【解析】(1)当两端钩码的质量相等时,对小卡片的拉力相等,小卡片平衡。钩码由于重力的作用,会对小卡片施加一个拉力的作用,左端的钩码对小卡片施加一个向左的拉力,右端的钩码对小卡片施加了一个向右的拉力;保持两个拉力在同一直线上,调整细线两端的钩码。
(2)可用手将卡片扭转一个角度,并保持两个拉力方向相反,松开手后观察小卡片能否平衡。
(3)两侧钩码落下,说明二力平衡的又一个条件是必须作用在同一物体上。当小卡片平衡时,用剪刀沿虚线迅速剪断小卡片,由于二力不在同一物体上。
(4)由于小卡片的质量很小,重力远小于卡片受到的拉力,所以选用轻质小卡片目的是忽略卡片重力对实验的影响。
【分析】
(1)钩码由于重力的作用,会对小卡片施加一个拉力的作用,左端的钩码对小卡片施加一个向左的拉力,右端的钩码对小卡片施加了一个向右的拉力;保持两个拉力在同一直线上,调整细线两端的钩码,当两端钩码的质量相等时,对小卡片的拉力相等,小卡片平衡。
(2)为观察不在同一直线上的两个力是否能平衡,可用手将卡片扭转一个角度,并保持两个拉力方向相反,松开手后观察小卡片能否平衡。
(3)当小卡片平衡时,用剪刀沿虚线迅速剪断小卡片,由于二力不在同一物体上,所以两侧钩码落下,说明二力平衡的又一个条件是必须作用在同一物体上。
(4)由于小卡片的质量很小,重力远小于卡片受到的拉力,所以选用轻质小卡片目的是忽略卡片重力对实验的影响。
28.在探究“二力平衡条件”的实验中:
(1)甲、乙两组同学分别选择器材后,设计组装的实验装置分别如图甲、乙所示。你认为 组同学选择的器材更加合理;
(2)实验中通过改变砝码的 来探究二力大小的关系,当小车处于静止状态或匀速直线运动状态,我们便可认为它受到的力相互平衡;
(3)当左、右两盘中的砝码质量 (选填“相等”或“不相等”)时,桌面上的小车处于静止状态。小车处于静止后,保持F1与F2的大小不变,将小车扭转到如图丙所示的位置,松手后,小车将 (选填“保持静止”或“扭转回来”)。这一步骤说明二力平衡时,要满足二个力在 上的条件;
(4)进一步实验得出,二力平衡的完整条件:作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等、方向 ,并且在 上,这两个力就彼此平衡。
【答案】乙;数量;相等;扭转回来;同一条直线;相反;同一条直线
【解析】(1)乙组更加合理,摩擦力可忽略不计;
(2)通过调节钩码的质量(或数量)来改变拉力的大小来探究二力大小的关系;
(3)扭转松手后,小车将不能在此位置平衡,会发生转动,由此说明二力平衡时两个力必须作用在同一条直线上;
(4)二力平衡必须同时满足四个条件:作用在同一物体上、大小相等、方向相反、在同一条直线上。
【分析】(1)采用木块在桌面上进行实验,木块和桌面之间的摩擦比较大,不能忽略这个摩擦力,使实验复杂化;采用小车在桌面上进行实验,小车和桌面之间的摩擦力比较小,可以忽略这个摩擦力;
(2)实验时用一个小车,通过两个滑轮和下方挂着的钩码对小车施加两个相反方向的拉力,改变砝码的质量就改变了对木块施加的拉力;
(3)力平衡条件:作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上;根据实验操作及现象判断哪个条件发生了变化;
(4)根据实验条件及实验现象进行分析总结,然后得出二力平衡的条件:作用在同一个物体上的两个力,大小相等,方向相反,并且作用在同一条直线上,可以确定此题的答案。
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8.2 二力平衡
【知识点归纳】
1.探究二力平衡的条件:
(1)图式:
(2)把小车放在光滑的水平桌面上,向挂在小车两端的托盘里加砝码(放在光滑桌面上其目的是为了减小误差)。
2.二力平衡:
(1)平衡状态:物体保持静止或匀速直线运动状态,此时物体受到平衡力的作用;
(2)二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反,并且在同一直线上。
(3)二力平衡后,物体会处于静止或匀速直线运动状态。
3.二力平衡条件的应有:
(1)吊着的电灯受到一对平衡力是:拉力和重力;
(2)起重机吊起重物匀速上升时.重物的重力和起重机的钢丝绳对它的拉力。
4.平衡力与相互作用力:
一对平衡力
一对相互作用力
相同点
大小相等、方向相反、作用在同一直线上
不同点
共同作用在同一物体上
分别作用在两个物体上
示意图
【题型归纳】
【知识点分类练习】
一、平衡状态的判断
1.下列是有关物体的描述,其中物体处于平衡状态的是( )
A.雪花自空中飘落 B.停在地上的足球
C.匀速转弯的汽车 D.抛在空中的铅球
2.下列运动的物体中,受力平衡的是( )
A.自由下落的苹果 B.加速上升的飞机
C.匀速上坡的汽车 D.起跳的跳高运动员
3.如图是小明在一次魔术表演中看到的情景,一根火柴棒自由悬停在扑克牌的上方。下列关于火柴棒的判断中正确的是( )
A.火柴棒只受重力,处于平衡状态
B.火柴棒只受重力,处于非平衡状态
C.火柴棒处于平衡状态,它对扑克牌的压力和扑克牌对它的支持力是一对平衡力
D.火柴棒处于平衡状态,所受重力和某物体对它竖直向上的力是一对平衡力
4.《清明上河图》生动记录了北宋都城汴京的城市面貌和当时社会各阶层人民的生活状况,如图所示为画里荡秋千的情景。用力推秋千,秋千就能荡起来,这是因为力可以改变物体的 ;秋千在最高点时,秋千上的人处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。
5.如图所示,小明用一根细线栓一块橡皮,甩起来,处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态,橡皮所受重力方向为 。如果此时细线突然断开,而橡皮所受外力全部消失,它将做 运动。
6.下列两幅图(如图)均是中国古代科技著作《天工开物》的插图,图甲“六桨客船”中的船工向后划桨时,客船就会向前运动,是因为力的作用是 的;图乙中“赶稻及菽”时牛拉石碾匀速转动过程中,石碾受 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
7.在体育测试中,小明同学投出的铅球的运动轨迹如图所示。铅球离开手后能继续前进是因为铅球具有 ;铅球运动到最高点a时,处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态,若铅球受到的所有外力突然消失,铅球将沿 (选填图中数字)轨迹运动。
二、二力平衡的条件及其应用
8.在如图所示的四种情形中,属于二力平衡的是( )
A. B.
C. D.
9.在如图所示的跳伞表演中,跳伞运动员在空中匀速直线下降,如果已知人和伞所受的重力分别是800N和200N,则运动员和降落伞共受阻力的大小和方向分别是( )
A.600N竖直向上 B.600N竖直向下
C.1000N竖直向上 D.1000N竖直向下
10.用起重机吊起一重物,先以的速度上升到某一高度,静止后,又以的速度下降。在匀速上升、静止、匀速下降三个阶段中,起重机钢丝绳的拉力( )
A.上升时最大 B.静止时为零 C.下降时最小 D.始终不变
11.如图甲所示,弹簧的一端挂在墙上,一人用4N的力F拉另一端,弹簧伸长了5cm;如图乙所示,两个人分别拉该弹簧的两端,弹簧也伸长了5cm,则每个人的力F分别为( )
A.4N、4N B.0、4N C.4N、0 D.8N、8N
12.质量2kg的无人机悬停空中,无人机受到的升力大小为 N(g取10N/kg),方向为 ;升力的施力物体是 。
13.一吊车以2m/s的速度将重为的重物竖直向上匀速提起,这时候钢索对重物的拉力 。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 。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
三、平衡力与相互作用力的辨别
14.如图所示,用细线将吊灯悬挂在天花板上,当灯静止时,下列哪对力属于平衡力( )
A.吊灯所受的拉力与细线所受的重力
B.细线对吊灯的拉力与吊灯所受的重力
C.细线对吊灯的拉力与吊灯对细线的拉力
D.吊灯所受的拉力与细线对天花板的拉力
15.周末小华去海洋馆观看海狮表演,看到海狮将球顶在头上静止不动,下列说法正确的是( )
A.球受到的重力和球对海狮的压力是一对平衡力
B.海狮的重力和海狮对地面的压力是一对相互作用力
C.球受到的重力和海狮对球的支持力是一对平衡力
D.地面对海狮的支持力和海狮的重力是一对平衡力
16.如图所示,静止时体重计对小明的支持力为,他对体重计的压力为,他受到的重力为,下列说法正确的是( )
A.与是一对相互作用力 B.与是一对平衡力
C.与是一对相互作用力 D.与的三要素相同
17.如图所示,木块A、B静止叠放在水平地面上,下列各对力中属于平衡力的是( )
A.木块A对木块B的压力和木块B对木块A的支持力
B.木块B对木块A支持力和木块A的重力
C.地面对木块B的支持力和木块B的重力
D.木块A对木块B的压力和木块B的重力
18. 中国选手田涛在举重比赛中勇夺金牌。如图是他举起杠铃静止时的情景,下列属于一对平衡力的是( )
A.地面对田涛的支持力和田涛对地面的压力
B.地面对田涛的支持力和田涛所受的重力
C.田涛对杠铃的支持力和杠铃所受的重力
D.杠铃对田涛的压力和地面对田涛的支持力
19.如图所示,叠放在一起的、、三个石块处于静止状态,下列说法正确的是( )
A.石块受到石块的重力和压力的作用
B.石块受到三个力的作用
C.石块对石块的支持力和石块对石块的压力是一对平衡力
D.石块所受的重力和石块对石块的支持力是一对相互作用力
20.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。
21.如图所示的是一件工艺品,就是合金制成的“马踏飞燕”立在水平木制底座上。马仅用一蹄就能稳稳地踏在飞燕上,“马踏飞燕”受到 和 是一对平衡力。
22.如图所示,甲、乙两同学站在滑板上,在旱冰场上相对而立,甲用力推乙,乙就向后退,说明力能改变物体的 ;甲推乙的力和乙反推甲的力是一对 (选填“平衡”或“相互作用”)力。
23.在一辆行驶的汽车车厢里其顶壁上挂着一个小球。当出现了如图所示的情景时,汽车在做 (填“加速”、“匀速”、“减速”)运动。此时绳子对球的拉力和球受到的重力 (填“是”、“不是”、“可能是”)一对平衡力。
四、探究二力平衡的条件
24.利用如图所示的装置探究二力平衡的条件。下列说法正确的是( )
A.小车应放在粗糙的水平桌面上
B.图中小车静止时,只受到一对平衡力的作用
C.小车处于平衡状态时,左、右托盘里的砝码质量一定不相等
D.将小车扭转一个角度后释放,是为了探究二力平衡的两个力是否作用在同一条直线
25.小王同学利用小卡片1张、质量相同的钩码多个、滑轮2个、支架2个做“探究二力平衡的条件”实验,如图所示。
(1)实验中的研究对象是 (选填“卡片”或“钩码”),通过调整 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,观察松手瞬间小卡片能否保持平衡,此实验目的是探究两个力平衡时两个力是否需要满足 条件。
26.如图甲是小明同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小明将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整 来改变拉力的大小:
(2)当小卡片平衡时,小明将小卡片扭转过一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究 ;
(3)如图乙所示,保持右侧滑轮的位置不变,降低左侧滑轮的高度,在两细线上各挂一个钩码时, (选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件。
27.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,从钩码质量看,卡片两边所受的拉力 ;
(2)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 ,释放时观察其是否保持平衡;
(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 ;
(4)该实验选择卡片代替小车,目的是减小 对实验的影响。
28.在探究“二力平衡条件”的实验中:
(1)甲、乙两组同学分别选择器材后,设计组装的实验装置分别如图甲、乙所示。你认为 组同学选择的器材更加合理;
(2)实验中通过改变砝码的 来探究二力大小的关系,当小车处于静止状态或匀速直线运动状态,我们便可认为它受到的力相互平衡;
(3)当左、右两盘中的砝码质量 (选填“相等”或“不相等”)时,桌面上的小车处于静止状态。小车处于静止后,保持F1与F2的大小不变,将小车扭转到如图丙所示的位置,松手后,小车将 (选填“保持静止”或“扭转回来”)。这一步骤说明二力平衡时,要满足二个力在 上的条件;
(4)进一步实验得出,二力平衡的完整条件:作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等、方向 ,并且在 上,这两个力就彼此平衡。
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