课时7.4 二力平衡-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理下册同步学与练[北师大版(北京) (2024)]
2025-01-14
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2份
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32页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理北师大版(北京)八年级全一册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第四节 二力平衡 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | 二力平衡的条件及应用 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.16 MB |
| 发布时间 | 2025-01-14 |
| 更新时间 | 2025-01-15 |
| 作者 | Lisa7 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-01-14 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49990925.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第七章 物体间的相互作用
课时7.4 二力平衡
2022年课程标准
物理素养
2.2.6知道二力平衡条件。
物理观念:通过生活实例认识平衡状态、平衡力,并且会判断物体所处状态。
科学思维:通过观察演示实验(或实验探究)二力平衡的条件,培养学生对信息的收集、处理能力。
科学探究:通过对物体平衡知识的学习,能加以运用解决实际问题。
科学态度与责任:通过平衡知识能领略自然现象中的美妙与和谐,培养对大自然的热爱。
1、物体受到几个力的作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说着几个力相互平衡,该物体处于平衡状态。(平衡力的合力为 0)
只要物体的运动状态发生了改变,它一定受力,而且所受的力一定不是平衡力。
2、二力平衡的条件(实验探究):
作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡。
二力平衡的应用:
① 可根据一个力的大小和方向确定另一个力的大小和方向;
② 根据物体的受力情况判断物体的运动状态。
注意:实验要在光滑的桌面上进行,目的是使实验更加准确、可靠(排除摩擦带来的影响)。
3、平衡力与相互作用力比较:
相同点:①大小相等;②方向相反;③作用在一条直线上。
不同点:平衡力作用在一个物体上,可以是不同性质的力;相互作用力作用在不同物体上,是相同性质的力。
问题一:二力平衡实验
【角度1】实验设计
【典例1】1.如图,在“探究二力平衡的条件”实验中,下列说法正确的是( )
A.实验时要使小车保持匀速直线运动状态
B.桌面保持水平的目的是为了避免小车重力对实验产生影响
C.托盘中放置的砝码质量越小,对实验结果影响越小
D.把小车扭转一个角度是为了探究两个力是否作用在一个物体上
【变式1-1】
如图是“探究二力平衡条件”的实验装置,下列操作方法与实验目的不相符的是( )
A.增减两端钩码的数目是为了探究相互平衡两个力的大小关系
B.将小车扭转一个角度是为了探究相互平衡两个力的方向关系
C.将小车扭转一个角度是为了探究相互平衡两个力是否在同一直线上
D.选择质量较大的钩码可以减小摩擦力对实验的影响
【变式1-2】
如图所示,为了验证二力平衡的条件之一:“只有作用在同一物体上的两个力才能使物体平衡”,下列做法正确的是( )
A.改变重物重力大小 B.将卡片扭转一定的角度
C.将卡片向下拉 D.将卡片一剪为二
问题二:二力平衡的条件
【角度1】二力平衡条件
【典例1】
如图所示是探究二力平衡条件的实验情景,小车置于光滑水平桌面上,两端的轻质细绳绕过定滑轮挂有等重钩码。F1是小车受到的向左的拉力,F2是小车受到的向右的拉力,F1与F2,在同一水平直线上。下列说法正确的是( )
A.因为摩擦可忽略,所以小车只受到F1、F2的作用
B.增减钩码个数,可探究二力大小对小车平衡的影响
C.F1、F2大小相等时,小车一定处于平衡状态
D.将小车水平扭转 90°时,F1、F2仍在同一直线上
【变式1-1】
某同学利用如图所示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.改变左右两盘中砝码的质量,是为了探究相互平衡的两个力是否大小相等
C.将小车扭转一个角度后释放,是为了探究相互平衡的两个力是否方向相反
D.图中小车静止时,小车只受到一对平衡力的作用
【变式1-2】
在“探究二力平衡的条件”实验中,下列说法中你不同意的是( )
A.小明同学认为这两种实验器材甲图更为合理
B.甲图两侧挂等质量的钩码,小卡片保持静止,挂上质量不等的钩码,不能保持静止,说明平衡的两个力的大小相等
C.甲图将小卡片从中间剪开,两瓣卡片都不能保持静止,说明平衡的两个力必须作用在同一物体上
D.利用丙图可以验证“使物体平衡的两个力必须在同一直线上”
问题三:平衡状态
【角度1】平衡状态的判断
【典例1】
排球比赛中,跳发球是最具威力的发球方式,其动作要领可简化为“抛球、腾空、击球和落地”四个过程,下列说法中正确的是( )
A.球在空中运动时,受到了非平衡力的作用
B.用手击打排球时,手对排球的作用力与排球对手的作用力是一对平衡力
C.排球被重扣后加速向下运动的过程中,惯性增大
D.把排球竖直向上抛出,到最高点时速度为零,此时排球处于平衡状态
【变式1-1】
2024年4月21日,马龙在澳门国际乒联世界杯男单决赛中夺冠,下列说法正确的是( )
A.球拍的表面有凹凸颗粒,这样可以增大摩擦力
B.发出去的乒乓球继续运动,是因为受到惯性作用
C.抛球后,球竖直向上运动到最高点时处于平衡状态
D.静止在台面的乒乓球受到的重力和支持力是相互作用力
【变式1-2】
下列图分别是用照相机拍摄(每0.1s拍摄一次)的小球在不同运动状态下的照片,其中小球受到平衡力作用的是( )
A.
B.
C.
D.
【基础强化】
一、单选题
1.以下关于力及力与运动关系,正确的是( )
A.力可以脱离施力物体而独立存在
B.力是物体与物体之间的相互作用,相互作用力方向相同
C.物体运动需要在这个运动方向上的一个力来维持
D.力是改变物体运动状态的原因,即改变物体速度的原因
2.某物体正在运动,已知此时它只受到一对平衡力作用。若撤去其中一个力,同时用频闪照相机在相同时间间隔记录物体的运动轨迹,则其轨迹可能是下图中的( )
A.只有① B.只有② C.②③④ D.①②③④
3.在第31届夏季奥运会上,中国女排经过艰苦奋战,最终站到最高领奖台上,有关排球运动的说法,正确的是( )
A.发球手将球发出时,力改变了球的运动状态
B.二传手将球传出后,球运动到最高点时受力平衡
C.主攻手大力扣杀时,球受到手的力大于手受到球的力
D.球离开手继续飞行,是因为球受到了惯性作用
4.平直公路上有一辆公交车,图-1是车内拉环正面的示意图。图-2、图-3、图-4是该车内观察到的同一拉环在不同时刻侧面的情景,车头在拉环的左方,以下判断正确的是( )
A.图-1中,车此时一定处于静止状态
B.图-2中,以吊带为参照物,拉环是运动的
C.图-3中,车此时可能在刹车礼让行人
D.图-4中,拉环此时所受重力与吊带对它的拉力是一对平衡力
5.《航拍中国》第三季湖南篇介绍了位于长沙望城区的惜字塔。惜字塔是一座清代石塔,因塔上生树,树塔共生(如图所示)而渐有名气,奉为神塔与神树。若无风时,下列说法正确的是( )
A.塔对树支持力与树的重力是一对平衡力
B.塔对树的支持力与树对塔的压力是一对平衡力
C.地面对塔的支持力与塔对地面的压力是一对平衡力
D.地面对塔的支持力与塔身的重力是一对平衡力
6.如右图所示,小明坐在小船上,用力推另一只小船.以下说法错误的是
A.小明能够把另一只小船推开,而自己坐的船向相反方向运动,说明力的作用是相互的
B.小明把另一只小船推开时,小明是施力物体,小船是受力物体
C.小明能够把另一只小船推开,说明力可以改变物体的运动状态
D.小明把另一只小船推开后,小船运动越来越慢,说明物体的运动需要力来维持
7.把一个重为3牛的苹果竖直向上抛出,苹果在空中受到重力和空气阻力的作用。上升过程中,苹果所受合力( )
A.大于3牛,方向竖直向下 B.大于3牛,方向竖直向上
C.小于3牛,方向竖直向下 D.小于3牛,方向竖直向上
8.如图所示,两只小船静止在水面上,右边小船上的人用力撑开左边小船,下列说法中正确的是( )
A.右边小船对左边小船的作用力较大
B.右边的船向左运动,左边的船向右运动
C.撤去撑力后,小船能继续运动,是由于小船具有惯性
D.撤去撑力后,小船做减速运动时,小船受到的合力为零
9.关于运动和力,下列说法中正确的是( )
A.跳远运动员助跑可以提高成绩,是因为起跳的速度越大,惯性越大
B.花样滑冰运动员在冰面上可做“匀速曲线”滑行,是因为其受力平衡
C.做引体向上的同学在单杠上静止不动时,他对单杠的拉力和他的重力是一对平衡力
D.用水平方向的力推静止在水平面上的桌子没有推动,是因为推力等于摩擦力
10.一辆重4×105牛的汽车,在水平公路上匀速前进,它受到的阻力是5×104牛,则汽车受到的牵引力是( )
A.4×105牛 B.5×104牛
C.4.5×105牛 D.3.5×105牛
二、多选题
11.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
12.如图为2022年世界杯足球赛上球员内马尔比赛时的场景,足球在空中划出一道美丽的弧线,下列对足球运动过程的说法中,判断正确的是( )
A.脚对球施加力的同时也受到球的作用力
B.足球在空中飞行的过程中,只受到了空气阻力的作用
C.足球在草地上滚动时慢慢停下来,是因为足球受阻力的作用
D.脚踢足球使足球飞出去,说明力是维持物体运动的原因
13.下列说法中正确的是( )
A.如果苹果在下落的过程中,速度越来越大,则苹果受力是不平衡的
B.抛出去的篮球在空中过程中,运动状态保持不变
C.用大小不变的力F竖直拉起静止在水平桌面上质量为m的钩码,F一定大于mg
D.沙狐球离开手后在水平台面上先加速后减速运动
14.2018年5月27日,中国羽毛球队以3:1战胜日本队,时隔五年再次夺得汤姆斯杯.下列判断错误的是
A.静止在桌面上的汤姆斯奖杯,它受到的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力
B.只要球拍对羽毛球施加大小相等的力,其作用效果一定相同
C.在空中飞行的羽毛球,受到重力、空气阻力和推力的作用
D.击球过程中,球拍对羽毛球的力大于羽毛球对球拍的力
15.进入冬季,昆明各中小学的运动会精彩纷呈。如图所示,小明同学在跳高比赛中奋力越过横杆。下列说法正确的是( )
A.他起跳前要先助跑,是为了增大惯性
B.他掉在垫子上,垫子凹陷,此时垫子没有给他施加力的作用
C.跳高时越过横杆,他相对旁边的同学是运动的
D.他在越过横杆的瞬间,受到非平衡力作用
【素养提升】
三、填空题
16.如图推着购物车在水平地面上做匀速直线运动,购物车受到的支持力与车对地面的压力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”),撤去推力后,小车由于 会继续向前运动。
17.小明用力将足球踢出后,他的脚感觉疼痛,这是因为 ,该力的施力物体是 。当足球静止在水平地面上时,受到的重力和地面的支持力是一对 (选填平衡力/相互作用力)。
18.(1)如图1所示,弹簧测力计此时的读数为 ,在生活中,该弹簧测力计 (选填 “可以”或 “不可以”)直接用来测量质量为4kg的物块所受到的重力;
(2)轻质弹簧一端固定在墙上,另一端固定在一物块上,如图2甲所示的水平面上,此时弹簧处于正常状态,弹簧与物块之间没有弹力;用力F把物块向左推至A点,弹簧被压缩,如图2乙所示:撤去推力F,物块向右运动。当物块运动到图2丙中B点的位置时,速度为v,弹簧被拉伸,请在方框内以点代物块,面出物块在B点时的受力示意图(图中已标示了弹簧对物块的弹力F) 。根据受力分析可知,物块在B位置可能处于匀速直线运动状态吗? 。
【能力培优】
四、科普阅读题
19.阅读短文,回答文后问题
失重现象
在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验:用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,分别使重物处于静止和匀速下降,再让其加速下降。同学们发现,重物在静止和匀速下降时,弹簧测力计的示数相同就等于物体所受的重力;而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小,好像物体的重力突然间减小了。老师解释说:“这在物理学上称为失重现象,失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯地面压力就小于人受到的重力”。小勇在老师指导下到电梯内做失重实验,如图甲,他将一个体重秤放在电梯水平地面上,然后站上秤台。如图乙所示,在电梯向下运动的过程中,他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图像如图丙所示(已知小勇的实际质量为60kg,g取10Nkg),课后小勇和同学们查资料还了解到:当电梯更快向下加速时,体重秤的示数为零,即说明他对体重秤的压力为,我们称这种现象为完全失重现象。
(1)电梯静止时,小勇的重力是 N;
(2)根据图丙分析,小勇在 段时间内处于失重状态,秤台对小勇的支持力与小勇重力 (填“是”或“不是”)一对平衡力;
(3)物体处于完全失重状态,是指物体的 ;
A.质量为零 B.重力为零 C.受到的支持力或拉力为零
(4)我国宇航员王亚平利用小球在中太空中做了两次实验,第一次实验时,将小球偏离竖直位置后放手,第二次实验时,将小球偏离竖直位置后,在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力,下列四图表示小球在这两次实验中可能出现的运动情况,其中符合实际的是 。
A.甲、丙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁
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第七章 物体间的相互作用
课时7.4 二力平衡
2022年课程标准
物理素养
2.2.6知道二力平衡条件。
物理观念:通过生活实例认识平衡状态、平衡力,并且会判断物体所处状态。
科学思维:通过观察演示实验(或实验探究)二力平衡的条件,培养学生对信息的收集、处理能力。
科学探究:通过对物体平衡知识的学习,能加以运用解决实际问题。
科学态度与责任:通过平衡知识能领略自然现象中的美妙与和谐,培养对大自然的热爱。
1、物体受到几个力的作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说着几个力相互平衡,该物体处于平衡状态。(平衡力的合力为 0)
只要物体的运动状态发生了改变,它一定受力,而且所受的力一定不是平衡力。
2、二力平衡的条件(实验探究):
作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡。
二力平衡的应用:
① 可根据一个力的大小和方向确定另一个力的大小和方向;
② 根据物体的受力情况判断物体的运动状态。
注意:实验要在光滑的桌面上进行,目的是使实验更加准确、可靠(排除摩擦带来的影响)。
3、平衡力与相互作用力比较:
相同点:①大小相等;②方向相反;③作用在一条直线上。
不同点:平衡力作用在一个物体上,可以是不同性质的力;相互作用力作用在不同物体上,是相同性质的力。
问题一:二力平衡实验
【角度1】实验设计
【典例1】
1.如图,在“探究二力平衡的条件”实验中,下列说法正确的是( )
A.实验时要使小车保持匀速直线运动状态
B.桌面保持水平的目的是为了避免小车重力对实验产生影响
C.托盘中放置的砝码质量越小,对实验结果影响越小
D.把小车扭转一个角度是为了探究两个力是否作用在一个物体上
【答案】B
【详解】A.若使小车保持匀速直线运动状态,操作难度很大,实验时要使小车保持静止状态,故A错误;
B.桌面保持水平的目的是为了避免小车重力对实验产生影响,若桌面不水平,小车由于重力会向较低一端滑行,故B正确;
C.托盘中放置的砝码质量越小,对小车的拉力越小,则小车受到的摩擦力越不可忽略不计,对实验结果影响越大,故C错误;
D.把小车扭转一个角度是为了探究相互平衡的两个力是否作用在同一直线上,故D错误。
故选B。
【变式1-1】
如图是“探究二力平衡条件”的实验装置,下列操作方法与实验目的不相符的是( )
A.增减两端钩码的数目是为了探究相互平衡两个力的大小关系
B.将小车扭转一个角度是为了探究相互平衡两个力的方向关系
C.将小车扭转一个角度是为了探究相互平衡两个力是否在同一直线上
D.选择质量较大的钩码可以减小摩擦力对实验的影响
【答案】B
【详解】A.实验中物块受到的拉力是由两端钩码的重力来提供的,因此增减两端钩码的数目是为了探究相互平衡两个力的大小关系,A相符,故A不符合题意;
BC.将小车扭转一个角度,此时两个力作用在不同的直线上,因此是用来探究相互平衡两个力是否在同一直线上,B不相符,C相符,故B符合题意,C不符合题意;
D.选择质量较大的钩码,物块两侧受到的拉力较大,远大于摩擦力,则可以减小摩擦力对实验的影响,D相符,故D不符合题意。
故选B。
【变式1-2】
如图所示,为了验证二力平衡的条件之一:“只有作用在同一物体上的两个力才能使物体平衡”,下列做法正确的是( )
A.改变重物重力大小 B.将卡片扭转一定的角度
C.将卡片向下拉 D.将卡片一剪为二
【答案】D
【详解】把小卡片一剪两半,两个力不在同一物体上,通过观察卡片是否能够平衡可验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,故ABC错误,D正确。
故选D。
问题二:二力平衡的条件
【角度1】二力平衡条件
【典例1】
如图所示是探究二力平衡条件的实验情景,小车置于光滑水平桌面上,两端的轻质细绳绕过定滑轮挂有等重钩码。F1是小车受到的向左的拉力,F2是小车受到的向右的拉力,F1与F2,在同一水平直线上。下列说法正确的是( )
A.因为摩擦可忽略,所以小车只受到F1、F2的作用
B.增减钩码个数,可探究二力大小对小车平衡的影响
C.F1、F2大小相等时,小车一定处于平衡状态
D.将小车水平扭转 90°时,F1、F2仍在同一直线上
【答案】BC
【详解】A.实验忽略摩擦,小车水平方向只受到水平向左的拉力F1和水平向右的拉力F2,竖直方向受到重力和支持力,故A错误;
B.增减钩码个数,小车受到的两个拉力大小不相等,探究二力大小对小车平衡的影响,故B正确;
C.小车两端受到的两个拉力大小相等时,小车处于静止状态,即处于平衡状态,所以F1、F2大小相等时,小车处于平衡状态,故C正确;
D.将小车水平扭转90°时,两个力不在同一直线上,松手后小车不能平衡,小车会发生转动,探究不在同一直线上的两个力是否平衡,故D错误。
故选BC。
【变式1-1】
某同学利用如图所示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.改变左右两盘中砝码的质量,是为了探究相互平衡的两个力是否大小相等
C.将小车扭转一个角度后释放,是为了探究相互平衡的两个力是否方向相反
D.图中小车静止时,小车只受到一对平衡力的作用
【答案】B
【详解】A.为了减小摩擦力对实验的影响,小车应放在光滑的水平桌面上,故A错误;
B.改变左右两盘中砝码的质量,改变拉力大小,是为了探究相互平衡的两个力是否大小相等,故B正确;
C.将小车扭转一个角度后释放,使两力作用在不同直线上,是为了探究相互平衡的两个力是否作用在同一直线上,故C错误;
D.图中小车静止时,小车受到竖直方向与水平方向两对平衡力的作用,故D错误。
故选B。
【变式1-2】
在“探究二力平衡的条件”实验中,下列说法中你不同意的是( )
A.小明同学认为这两种实验器材甲图更为合理
B.甲图两侧挂等质量的钩码,小卡片保持静止,挂上质量不等的钩码,不能保持静止,说明平衡的两个力的大小相等
C.甲图将小卡片从中间剪开,两瓣卡片都不能保持静止,说明平衡的两个力必须作用在同一物体上
D.利用丙图可以验证“使物体平衡的两个力必须在同一直线上”
【答案】D
【详解】A.在实验的过程中,为了减少摩擦力对实验结论的影响,实验过程中,尽量减小摩擦,图中甲受到的摩擦力小,乙、丙的摩擦力较大,故甲是最合理的,故A不符合题意;
B.甲图,在两侧挂上等质量的钩码,钩码的重力是相同的,对纸片的拉力相同,纸片保持静止,挂上质量不等的钩码,拉力不同,纸片不能保持静止,说明平衡的两个力的大小相等,故B不符合题意;
C.甲图,将纸片转动一定的角度,钩码的拉力不在同一条直线上,释放后纸片马上转回来,两个拉 力在同一条直线上,这说明平衡的两个力一定作用在一条直线上,故C不符合题意;
D.丙图,纸片的重力较大,此装置静止,处于平衡状态,两个力未作用在同一条直线上,因此无法验证平衡力需要作用在同一条直线上,故D符合题意。
故选D。
问题三:平衡状态
【角度1】平衡状态的判断
【典例1】
排球比赛中,跳发球是最具威力的发球方式,其动作要领可简化为“抛球、腾空、击球和落地”四个过程,下列说法中正确的是( )
A.球在空中运动时,受到了非平衡力的作用
B.用手击打排球时,手对排球的作用力与排球对手的作用力是一对平衡力
C.排球被重扣后加速向下运动的过程中,惯性增大
D.把排球竖直向上抛出,到最高点时速度为零,此时排球处于平衡状态
【答案】A
【详解】A.球在空中运动时,受到重力和空气阻力的作用,运动状态发生改变,受到的力是非平衡力,故A正确;
B.用手击打排球时,手对排球的作用力与排球对手的作用力大小相等、方向相反,作用在同一直线上,但分别作用在相互作用的两个物体上,是一对相互作用力,故B错误;
C.惯性只与物体的质量有关,排球被重扣后加速向下运动的过程中质量不变,其惯性大小不变,故C错误;
D.把排球竖直向上抛出,到最高点时速度为零,此时排球只受重力作用,处于非平衡状态,故D错误。
故选A。
【变式1-1】
2024年4月21日,马龙在澳门国际乒联世界杯男单决赛中夺冠,下列说法正确的是( )
A.球拍的表面有凹凸颗粒,这样可以增大摩擦力
B.发出去的乒乓球继续运动,是因为受到惯性作用
C.抛球后,球竖直向上运动到最高点时处于平衡状态
D.静止在台面的乒乓球受到的重力和支持力是相互作用力
【答案】A
【详解】A.球拍的表面有凹凸颗粒,这是在压力一定的情况下,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A正确;
B.发出去的乒乓球继续运动,是因为乒乓球具有惯性,惯性不是力,不能说“受到惯性作用”,故B错误;
C.抛球后,球竖直向上运动到最高点时只受重力作用,处于非平衡状态,故C错误;
D.静止在台面的乒乓球受到的重力和支持力,作用在同一物体上,不是相互作用力,故D错误。
故选A。
【变式1-2】
下列图分别是用照相机拍摄(每0.1s拍摄一次)的小球在不同运动状态下的照片,其中小球受到平衡力作用的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】平衡状态是指静止或匀速直线运动状态;
A.物体运动方向不断发生变化,所以受非平衡力,故 A不符合题意;
B.物体相同时间内的距离变短,说明运动的速度变小,因此受非平衡力,故B不符合题意;
C.物体相同时间内,路程相同,说明在做匀速直线运动,处于平衡状态,受平衡力的作用,故C符合题意;
D.物体下落过程中相同时间路程越来越大,说明做加速运动,处于非平衡状态,受非平衡力,故D不符合题意。
故选C。
【基础强化】
一、单选题
1.以下关于力及力与运动关系,正确的是( )
A.力可以脱离施力物体而独立存在
B.力是物体与物体之间的相互作用,相互作用力方向相同
C.物体运动需要在这个运动方向上的一个力来维持
D.力是改变物体运动状态的原因,即改变物体速度的原因
【答案】D
【详解】A.力不可以脱离施力物体而独立存在,一个力必须有施力物体和受力物体,故A错误;
B.力是物体与物体之间的相互作用,相互作用力方向相反,故B错误;
C.力不是维持物体运动的原因,即物体的运动不需要力来维持,故C错误;
D.力是改变物体运动状态的原因,运动状态包括运动方向和速度大小,所以力是改变物体速度的原因,故D正确。
故选D。
2.某物体正在运动,已知此时它只受到一对平衡力作用。若撤去其中一个力,同时用频闪照相机在相同时间间隔记录物体的运动轨迹,则其轨迹可能是下图中的( )
A.只有① B.只有② C.②③④ D.①②③④
【答案】A
【详解】运动中的物体只受到一对平衡力的作用,撤去其中一个力后,物体将不再受力平衡,运动状态会发生改变,四个图中只有第1个图运动状态发生改变,第2、3、4个图物体均做匀速直线运动,运动状态没有发生改变,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
3.在第31届夏季奥运会上,中国女排经过艰苦奋战,最终站到最高领奖台上,有关排球运动的说法,正确的是( )
A.发球手将球发出时,力改变了球的运动状态
B.二传手将球传出后,球运动到最高点时受力平衡
C.主攻手大力扣杀时,球受到手的力大于手受到球的力
D.球离开手继续飞行,是因为球受到了惯性作用
【答案】A
【详解】A.发球手将球发出时,球的运动状态发生改变,力改变了球的运动状态,故A正确;
B.二传手将球传出后,球运动到最高点时,球只受重力作用,所以受力不平衡,故B错误;
C.主攻手大力扣杀时,因为力的作用是相互的,手受到球的力等于球受到手的力,故C错误;
D.球离开手继续飞行,是因为球具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性作用,故D错误。
故选A。
4.平直公路上有一辆公交车,图-1是车内拉环正面的示意图。图-2、图-3、图-4是该车内观察到的同一拉环在不同时刻侧面的情景,车头在拉环的左方,以下判断正确的是( )
A.图-1中,车此时一定处于静止状态
B.图-2中,以吊带为参照物,拉环是运动的
C.图-3中,车此时可能在刹车礼让行人
D.图-4中,拉环此时所受重力与吊带对它的拉力是一对平衡力
【答案】C
【详解】A.在图-1中,拉环处于竖直状态,当车静止或匀速直线行驶时,拉环都可以保持竖直状态,故A错误;
B.在图-2中,拉环和吊带之间的相对位置没有发生改变。所以,以吊带为参照物,拉环是静止的。故B错误;
C.在图-3中,拉环向前摆,车此时可能在刹车礼让行人,车减速后,拉环由于惯性仍保持原来的运动状态,才会出现向前摆的情况,故C正确;
D.在图-4中,拉环向后摆,此时所受重力与吊绳对它的拉力不在一条直线上,不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
5.《航拍中国》第三季湖南篇介绍了位于长沙望城区的惜字塔。惜字塔是一座清代石塔,因塔上生树,树塔共生(如图所示)而渐有名气,奉为神塔与神树。若无风时,下列说法正确的是( )
A.塔对树支持力与树的重力是一对平衡力
B.塔对树的支持力与树对塔的压力是一对平衡力
C.地面对塔的支持力与塔对地面的压力是一对平衡力
D.地面对塔的支持力与塔身的重力是一对平衡力
【答案】A
【详解】A.塔对树的支持力与树的重力大小相等、方向相反、作用在同一物体的一条直线上,是一对平衡力,故A正确;
B.塔对树的支持力与树对塔的压力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C.地面对塔的支持力与塔对地面的压力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故C错误;
D.地面对塔的支持力与塔身、树的总重力相等,所以地面对塔的支持力大于塔身的重力,地面对塔的支持力与塔身的重力不是一对平衡力,故D错误。
故选A。
6.如右图所示,小明坐在小船上,用力推另一只小船.以下说法错误的是
A.小明能够把另一只小船推开,而自己坐的船向相反方向运动,说明力的作用是相互的
B.小明把另一只小船推开时,小明是施力物体,小船是受力物体
C.小明能够把另一只小船推开,说明力可以改变物体的运动状态
D.小明把另一只小船推开后,小船运动越来越慢,说明物体的运动需要力来维持
【答案】D
【详解】A.小明能够把另一只小船推开,小明在施加力的同时,他自己也受到另一只船的作用力,在另一只船作用力作用下小明自己坐的船向相反方向运动,说明力的作用是相互的,说法正确,故A不符合题意;
B.小明把另一只小船推开时,小明是施力物体,小船是受力物体,说法正确,故B不符合题意;
C.小明能够把另一只小船推开,说明力可以改变物体的运动状态,说法正确,故C不符合题意;
D.小明把另一只小船推开后,小船由于受到水的阻力作用,运动越来越慢,阻力改变了小船的运动状态,物体的运动不需要力来维持,D说法错误,故D符合题意。
故选D。
7.把一个重为3牛的苹果竖直向上抛出,苹果在空中受到重力和空气阻力的作用。上升过程中,苹果所受合力( )
A.大于3牛,方向竖直向下 B.大于3牛,方向竖直向上
C.小于3牛,方向竖直向下 D.小于3牛,方向竖直向上
【答案】A
【详解】苹果竖直向上抛出后,受到的重力的方向是竖直向下,阻力也是竖直向下。所以此时苹果受到的合力等于重力与阻力之和,即合力大于3牛,方向竖直向下。
故选A。
8.如图所示,两只小船静止在水面上,右边小船上的人用力撑开左边小船,下列说法中正确的是( )
A.右边小船对左边小船的作用力较大
B.右边的船向左运动,左边的船向右运动
C.撤去撑力后,小船能继续运动,是由于小船具有惯性
D.撤去撑力后,小船做减速运动时,小船受到的合力为零
【答案】C
【详解】A.右边小船对左边小船的作用力和左边小船对右边小船的作用力,是一对相互作用力,大小相等,故A错误;
B.右边的船向右运动,左边的船向左运动,故B错误;
C.撤去撑力后,小船能继续运动,是由于小船具有惯性,故C正确;
D.小船做减速运动时,运动状态变化,则受到非平衡力作用,故小船受到的合力不为零,故D错误。
故选C。
9.关于运动和力,下列说法中正确的是( )
A.跳远运动员助跑可以提高成绩,是因为起跳的速度越大,惯性越大
B.花样滑冰运动员在冰面上可做“匀速曲线”滑行,是因为其受力平衡
C.做引体向上的同学在单杠上静止不动时,他对单杠的拉力和他的重力是一对平衡力
D.用水平方向的力推静止在水平面上的桌子没有推动,是因为推力等于摩擦力
【答案】D
【详解】A.跳远运动员助跑可以提高成绩,是因为起跳的速度越大,在空中运动时运动的路程越远;惯性的大小只与质量有关,质量不变,惯性不变,故A错误;
B.花样滑冰运动员在冰面上可以沿曲线滑行,运动方向发生了变化,其受力不平衡,故B错误;
C.做引体向上的运动员,当他在单杠上静止不动时,他对单杠的拉力和他的重力是作用在不同物体上的两个力,且方向相同,不是一对平衡力,故C错误;
D.用水平方向的力推静止在水平地面上的桌子没有推动,桌子处于平衡状态,则在水平方向上受的力是平衡力,摩擦力和推力的大小相等,故D正确。
故选D。
10.一辆重4×105牛的汽车,在水平公路上匀速前进,它受到的阻力是5×104牛,则汽车受到的牵引力是( )
A.4×105牛 B.5×104牛
C.4.5×105牛 D.3.5×105牛
【答案】B
【详解】汽车在水平公路上匀速前进,即做匀速直线运动,则受力平衡,在水平方向上,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,受到的阻力是牛,所以牵引力也是牛。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【点睛】重点是平衡状态的判断,要牢记匀速直线运动和静止时为平衡状态,物体一定受力平衡。
二、多选题
11.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
【答案】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。
12.如图为2022年世界杯足球赛上球员内马尔比赛时的场景,足球在空中划出一道美丽的弧线,下列对足球运动过程的说法中,判断正确的是( )
A.脚对球施加力的同时也受到球的作用力
B.足球在空中飞行的过程中,只受到了空气阻力的作用
C.足球在草地上滚动时慢慢停下来,是因为足球受阻力的作用
D.脚踢足球使足球飞出去,说明力是维持物体运动的原因
【答案】AC
【详解】A.脚对球施加力,由于物体间力的作用是相互的,脚同时也受到球的作用力,故A正确;
B.足球在空中飞行的过程中,除了受到空气阻力的作用外,还受到重力的作用,故B错误;
C.足球在草地上滚动时慢慢停下来,是因为足球受到了阻力,阻力改变了足球的运动状态,故C正确;
D.脚踢足球使足球飞出去,说明力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因,故D错误。
故选AC。
13.下列说法中正确的是( )
A.如果苹果在下落的过程中,速度越来越大,则苹果受力是不平衡的
B.抛出去的篮球在空中过程中,运动状态保持不变
C.用大小不变的力F竖直拉起静止在水平桌面上质量为m的钩码,F一定大于mg
D.沙狐球离开手后在水平台面上先加速后减速运动
【答案】AC
【详解】A.力是改变物体运动状态的原因,如果苹果在下落的过程中,受到的竖直向下的重力大于受到竖直向上的阻力的作用,苹果受力是不平衡的,故下落的速度越来越大,故A正确;
B.抛出去的篮球在空中过程中,速度大小和运动方向都发生了改变,故运动状态改变,故B错误;
C.用大小不变的力F竖直拉起静止在水平桌面上质量为m的钩码(重力为mg),因物体的运动状态发生改变,故受到非平衡力的作用,则F 一定大于mg,故C正确;
D.沙狐球离开手后在水平台面上运动时,因受到水平台面的阻力作用和空气阻力的作用,故做减速运动,最终停下来,故D错误。
故选AC。
14.2018年5月27日,中国羽毛球队以3:1战胜日本队,时隔五年再次夺得汤姆斯杯.下列判断错误的是
A.静止在桌面上的汤姆斯奖杯,它受到的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力
B.只要球拍对羽毛球施加大小相等的力,其作用效果一定相同
C.在空中飞行的羽毛球,受到重力、空气阻力和推力的作用
D.击球过程中,球拍对羽毛球的力大于羽毛球对球拍的力
【答案】BCD
【详解】A. 静止在桌面上的奖杯,受到重力和支持力的作用,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,且作用在同一条直线上,符合二力平衡的条件,A正确;
B. 力的大小、方向、作用点都会影响力的作用数果,球拍对羽毛球施加的力大小相等,若力的方向或作用点不同,力的作用效果不一定相同,B错误;
C. 推力是弹力,当球与羽毛球脱离时,就不再受推力的作用,因此在空中飞行的羽毛球只受到重力及空气阻力的作用,C错误;
D. 击球过程中,球拍对球的力和球对球拍的力是一对相互作用力,大小相等,D错误.
故BCD符合题意,A不符合.
15.进入冬季,昆明各中小学的运动会精彩纷呈。如图所示,小明同学在跳高比赛中奋力越过横杆。下列说法正确的是( )
A.他起跳前要先助跑,是为了增大惯性
B.他掉在垫子上,垫子凹陷,此时垫子没有给他施加力的作用
C.跳高时越过横杆,他相对旁边的同学是运动的
D.他在越过横杆的瞬间,受到非平衡力作用
【答案】CD
【详解】A.惯性与质量有关,与速度无关,起跳前要先助跑是为了增大速度,而惯性不变,故A错误;
B.掉在垫子上,垫子凹陷,此时人对垫子有压力的作用,根据作用力与反作用力,垫子给人施加了支持的作用,故B错误;
C.跳高时越过横杆,此时他相对旁边的同学有移动一段距离,所以是运动的,故C正确;
D.越过横杆的瞬间只受重力的作用,故受力不平衡,故D正确。
故选CD。
【素养提升】
三、填空题
16.如图推着购物车在水平地面上做匀速直线运动,购物车受到的支持力与车对地面的压力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”),撤去推力后,小车由于 会继续向前运动。
【答案】 相互作用力 惯性
【详解】[1]购物车受到的支持力与车对地面的压力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,施力物体和受力物体互为彼此,是一对相互作用力。
[2]撤去推力后,小车由于惯性要保持原来的运动状态,会继续向前运动。
17.小明用力将足球踢出后,他的脚感觉疼痛,这是因为 ,该力的施力物体是 。当足球静止在水平地面上时,受到的重力和地面的支持力是一对 (选填平衡力/相互作用力)。
【答案】 力的作用是相互的 足球 平衡力
【详解】[1][2]用力踢足球时,脚对球施加力的作用,由于物体间力的作用是相互的,因此球也对脚施加反作用力,因此脚感到疼;该力的施力物体是足球。
[3]当足球静止在水平地面上时,它受到的重力和地面的支持力大小相等、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。
18.(1)如图1所示,弹簧测力计此时的读数为 ,在生活中,该弹簧测力计 (选填 “可以”或 “不可以”)直接用来测量质量为4kg的物块所受到的重力;
(2)轻质弹簧一端固定在墙上,另一端固定在一物块上,如图2甲所示的水平面上,此时弹簧处于正常状态,弹簧与物块之间没有弹力;用力F把物块向左推至A点,弹簧被压缩,如图2乙所示:撤去推力F,物块向右运动。当物块运动到图2丙中B点的位置时,速度为v,弹簧被拉伸,请在方框内以点代物块,面出物块在B点时的受力示意图(图中已标示了弹簧对物块的弹力F) 。根据受力分析可知,物块在B位置可能处于匀速直线运动状态吗? 。
【答案】 1.2N 不可以 不可能
【详解】(1)[1]由图可知弹簧测力计的分度值为0.2N,则弹簧测力计的示数是1.2N。
[2]质量为4kg的物块的重力
所给弹簧测力计最大的测量值是5N,所以该弹簧测力计不可以直接用来测量质量为4kg的物块所受到的重力。
(2)[3]物块在竖直方向上受到重力和支持力的作用,这两个力是一对平衡力;水平方向上,物块在B点的位置时,速度为v,弹簧被拉伸,此时弹簧对物块的拉力向左,由于物块在向由运动,则水平面对物块的摩擦力水平向左。所以物块一共受到四个力的作用,如图所示
[4]物块与水平面的粗糙程度不会变化,物体对水平面的压力也没有发生变化,所以物块运动后水平面之间的摩擦力不会变化;但物块受到弹簧的拉力随着弹簧的形变量发生变化,形变量越大,弹簧给的拉力就越大。因为木块受到的拉力和摩擦力都向左,所以木块受力不平衡,所以物块在B位置不可能处于匀速直线运动状态。
【能力培优】
四、科普阅读题
19.阅读短文,回答文后问题
失重现象
在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验:用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,分别使重物处于静止和匀速下降,再让其加速下降。同学们发现,重物在静止和匀速下降时,弹簧测力计的示数相同就等于物体所受的重力;而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小,好像物体的重力突然间减小了。老师解释说:“这在物理学上称为失重现象,失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯地面压力就小于人受到的重力”。小勇在老师指导下到电梯内做失重实验,如图甲,他将一个体重秤放在电梯水平地面上,然后站上秤台。如图乙所示,在电梯向下运动的过程中,他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图像如图丙所示(已知小勇的实际质量为60kg,g取10Nkg),课后小勇和同学们查资料还了解到:当电梯更快向下加速时,体重秤的示数为零,即说明他对体重秤的压力为,我们称这种现象为完全失重现象。
(1)电梯静止时,小勇的重力是 N;
(2)根据图丙分析,小勇在 段时间内处于失重状态,秤台对小勇的支持力与小勇重力 (填“是”或“不是”)一对平衡力;
(3)物体处于完全失重状态,是指物体的 ;
A.质量为零 B.重力为零 C.受到的支持力或拉力为零
(4)我国宇航员王亚平利用小球在中太空中做了两次实验,第一次实验时,将小球偏离竖直位置后放手,第二次实验时,将小球偏离竖直位置后,在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力,下列四图表示小球在这两次实验中可能出现的运动情况,其中符合实际的是 。
A.甲、丙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁
【答案】 600 0~t1 不是 C B
【详解】(1)[1]小勇的质量为60kg,重力
G=mg=60kg×10N/kg=600N
(2)[2]小勇的实际质量为60kg,由图象可知,在0~ t1阶段,体重秤显示小勇的质量为45kg,此时处于失重状态。
[3]失重状态下,压力小于重力,而压力与支持力是一对相互作用力,大小相等,所以支持力小于重力,支持力与重力不是一对平衡力。
(3)[4]由失重现象的定义可知,物体处于完全失重状态,是指物体受到的支持力或拉力为零,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(4)[5]飞船内部物体在失重(相当于物体不受重力)情况,第一次实验时,将小球偏离竖直位置后放手,小球不受任何外力,根据牛顿第-运动定律,小球处于静止状态,故甲图正确;
第二次实验时,将小球偏离竖直位置后,在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力,由于惯性,小球继续保持匀速直线运动状态,小球会斜向下运动,由于细线不会伸长,所以细线会给小球一个拉力的作用,小球做匀速圆周运动,故丁图正确。
故选B。
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