《8.2 力的平衡》2024-2025学年教科版(2024)物理八年级下册
2025-01-20
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内容正文:
《8.2 力的平衡》
一.选择题(共10小题)
1.图示为研究二力平衡条件的实验装置,下列关于这个实验的叙述错误的是( )
A.为减小摩擦,应选用尽量光滑的水平桌面
B.为使实验效果明显,应选用质量较大的小车
C.调整两边托盘所放钩码的数量,可以改变力的大小
D.将小车扭转一个角度,是为了使小车受到的力不在同一直线上
2.2012年6月29日10时03分,神舟九号载人飞船返回舱在蒙古草原顺利着陆,为了使“返回舱”能安全着陆。需从进入大气层后速度逐渐减小。直至安全着陆,展开安全气囊等过程,关于上述过程有下列说法:
①展开降落伞增大了阻力;
②安全气囊与地球表面产生作用力时,不会发生形变;
③返回舱在减速过程中,飞船的运动状态保持不变;
④返回舱在减速过程中,受力一定不平衡。
其中正确的是( )
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
3.中国高铁以快速、平稳、舒适为世界所称道,如图所示,在水平匀速行驶的高铁上,下列说法正确的是( )
A.硬币受到的重力与它对窗台的压力是一对平衡力
B.硬币对窗台的压力和窗台对硬币的支持力是一对平衡力
C.硬币受到的重力和窗台对它的支持力是一对平衡力
D.硬币相对于地面是静止的
4.如图所示,骑自行车出行郊游,是一种时尚、环保的生活方式。当我们在平直路面上匀速向前骑行时( )
A.若自行车停下,其依然具有惯性
B.自行车受到的动力等于自行车受到的阻力
C.人和车受到的重力与地面对人和车的支持力是一对平衡力
D.路面受到人和车的压力与地面对人和车的支持力是一对平衡力
5.在“探究二力平衡条件”的实验中,小明、小华和小健三位同学的实验装置分别如图甲、乙、丙所示。下列说法错误的是( )
A.小明:通过改变钩码数量,能够改变拉力大小
B.小华:由于接触面较粗糙,实验不能顺利完成
C.小健:测量物块所受拉力和重力,发现相互作用力大小相等
D.若使用弹簧测力计替代甲实验中的钩码,也能顺利完成实验
6.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
7.如图所示,在“探究二力平衡的条件”时,选小卡片作为研究对象,对卡片施加两个拉力。为探究这两个力满足什么条件才能平衡,则下列说法不正确的是( )
A.选择小卡片进行实验,目的是可忽略卡片的重力
B.实验过程中,应该使卡片处于静止状态
C.卡片两侧的滑轮的高度必须相同
D.为了研究一对平衡力是否必须作用在同一物体上,可以将卡片从中间剪成左右两半
8.如图所示,是探究“二力平衡条件”实验,小车置于水平桌面1与F2在同一水平直线上,忽略摩擦。下列说法不正确的是( )
A.小车在水平方向上只受到F1、F2作用
B.F1、F2大小相等,小车处于平衡状态
C.增减钩码个数,可探究二力大小对小车平衡的影响
D.用手将小车水平扭转60°时,松手后小车运动状态将不改变
9.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.小车应该放在粗糙的水平桌面上
B.实验中小车只有处于静止状态时,小车才受平衡力作用
C.为了能多收集几组数据,实验中应该尽量选取质量小的砝码
D.小车处于平衡状态时,绳对小车的拉力可能不平衡
10.一氢气球下系一小重物,重物只在重力和绳的拉力作用下做匀速直线运动,不计空气阻力和风力的影响,图中气球和重物G在运动中所处的位置正确的是( )
A. B.
C. D.
二.填空题(共5小题)
11.如图所示,在探究“二力平衡的条件”实验中:
(1)把小车放在光滑的水平桌面上,增减托盘两端砝码的数量来改变拉力的大小。当两端砝码数量 时,小车将处于平衡状态。
(2)将处于平衡状态的小车在水平桌面扭转一个角度后释放,小车不能保持平衡,这样的操作是为了探究相互平衡的二力是否 。
12.踢毽子起源于汉代,高承《事物纪原》记:“今时小儿以铅锡为钱,装以鸡羽,三四成群走踢”。如图所示,毽子被踢出主要表明力可以改变物体的 。被踢出后,毽子竖直上升到最高处时,毽子受到 个力的作用,将处于 状态(选填“平衡”或“非平衡”)。(不计空气阻力)
13.作用在同一物体上的两个力,它们必须大小 , 相反,且作用在 直线上,物体才能处在静止状态或匀速直线运动状态。
14.由于参照物的选择可以是任意的,所以运动和静止具有 性;飞机做俯冲飞行时,驾驶员感觉“大地迎面扑来” 作为参照物进行描述的;一个物体同时受到两个力的作用,这两个力的三要素完全相同 (选填“是”或“不是”)平衡力。
15.如图,一个弹簧测力计放在水平桌面上,分别受到水平向左的F1和水平向右的F2的拉力作用,F1=3N,F2=4N,弹簧测力计静止时如图所示,F1、F2(填“是”或“不是”) 一对平衡力;此时弹簧测力计的示数为 N。
三.解答题(共5小题)
16.如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码 ,并通过调整 来改变拉力的大小。
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片 (选填“翻转”或“旋转”)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)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验 。
A.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.减少了摩擦力对实验结果的影响
D.小卡片容易扭转。
17.物体A受两个力,一个是重力,另一个力未知。物体A在空中与水平地面成30°角的方向斜向上做匀速直线运动 (选填“斜向上”或“竖直向上”),物体上升到距地面为20m处,又受到了一个水平向右的力 (选填“直线运动”或“曲线运动”)。
18.进一步探究:
(1)我们知道物体间力的作用是相互的,被称为作用力和反作用力。作用力和反作用力的大小之间、方向之间有什么样的关系?如图1用两只传感器连在计算机上探究的作用力和反作用力的关系图象。分析图象1可知:物体间的作用力和反作用力总是大小 ,方向 。
(2)一个物体挂在弹簧测力计上静止时,物体受到重力和弹簧对它的拉力,这两个力是一对 力,大小 ;又因为物体间力的作用是相互的,所以弹簧也受到物体对它的拉力,弹簧对物体的拉力与物体对弹簧的拉力是一对 力,它们大小 。所以物体所受的重力大小就等于物体对弹簧的拉力,即弹簧测力计的示数。
19.在探究“二力平衡的条件”的实验中,某同学采用的实验装置如图甲:
(1)当物体处于静止状态或 状态时我们认为它受到的力是相互平衡的。
(2)实验时,小宇发现当向左盘和右盘同时加入一个相等重量的砝码时,木块处于静止状态。此时木块在水平方向受到两个力的作用,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是 ,这时木块在水平方向受到的力 (填“平衡”或“不平衡”)。要避免这种现象产生,请你对该实验装置提出改进意见: 。
(3)如图乙,小慧用小车来做该实验,装置处于静止,不考虑细绳与滑轮之间的摩擦,两端挂的重物各为10N N,小车受到的合力为 N。
20.在光滑的水平桌面上进行探究二力平衡条件的实验,使用了如图所示的装置,并将实验情况记录在表格中:
序
号
左盘砝码
质量/g
右盘砝码
质量/g
F1与F2
的方向
F1和F2是否共线
木块运
动情况
1
100
200
相反
在同一直线上
向右运动
2
200
100
相反
在同一直线上
向左运动
3
100
100
相反
不在同一直线上
转动
4
100
100
相反
在同一直线上
静止不动
(1)要研究二力的大小对物体平衡的影响,应选择序号为 的数据进行分析。
(2)保持两盘砝码相等及F1与F2方向相反,研究二力是否在同一直线上对物体平衡有影响,应用了 的方法。
(3)综合分析表中各组实验数据,可得出结论,作用在同一个物体上的两个力 ,方向相反,并且 ,这两个力就彼此平衡。
参考答案与试题解析
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
C
D
C
B
C
D
D
A
一.选择题(共10小题)
1.图示为研究二力平衡条件的实验装置,下列关于这个实验的叙述错误的是( )
A.为减小摩擦,应选用尽量光滑的水平桌面
B.为使实验效果明显,应选用质量较大的小车
C.调整两边托盘所放钩码的数量,可以改变力的大小
D.将小车扭转一个角度,是为了使小车受到的力不在同一直线上
【分析】(1)探究二力平衡条件时,采用尽量光滑的水平面,可以减小摩擦对实验的影响。
(2)实验时为了使实验效果明显,应选择质量小的小车,可以减小摩擦对实验的影响。
(3)调整两边的托盘所放的钩码数量,可以改变力的大小。
(4)将小车扭转一个角度,是为了改变力的作用线的位置,探究二力平衡时,二力是否在同一条直线上。
【解答】解:A、为了减小摩擦,可以减小摩擦对实验的影响,不符合题意。
B、质量较大的小车对桌面的压力大,对实验影响较大,符合题意。
C、调整两边的托盘所放的钩码数量,可以探究二力平衡时两个力的大小关系,不符合题意。
D、将小车扭转一个角度,探究二力平衡时两个力的是否在同一直线上,不符合题意。
故选:B。
【点评】探究二力平衡条件时,是用静止的物体进行探究的,匀速直线运动物体的二力平衡条件是推理得到的。
2.2012年6月29日10时03分,神舟九号载人飞船返回舱在蒙古草原顺利着陆,为了使“返回舱”能安全着陆。需从进入大气层后速度逐渐减小。直至安全着陆,展开安全气囊等过程,关于上述过程有下列说法:
①展开降落伞增大了阻力;
②安全气囊与地球表面产生作用力时,不会发生形变;
③返回舱在减速过程中,飞船的运动状态保持不变;
④返回舱在减速过程中,受力一定不平衡。
其中正确的是( )
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
【分析】(1)物体从高处下落到地面的速度,取决于它的受力情况,下落过程中受到重力和空气阻力的作用;
(2)力的作用效果有两个,即力可以改变物体的形状,力可以改变物体的运动状态;
(3)运动状态的改变包括运动快慢的改变和运动方向的改变。
(4)物体保持平衡状态不变时所受的力才是平衡力。
【解答】解:①物体下落速度与受力情况有关,此时降落伞受到重力和空气阻力两个力的共同作用,可以增大伞所受空气的阻力,故该说法正确;
②由于力可以改变物体的形状,故安全气囊与地球表面产生作用力时,故该说法错误;
③返回舱在减速过程中,其运动的速度改变,故说法错误;
④返回舱在减速过程中不是平衡状态,所以所受的力不是平衡力;
故①④说法是正确的。
故选:C。
【点评】该题考查了阻力的应用、力的作用效果的判断、平衡状态和平衡力的判断,是一道综合题,但难度不大。
3.中国高铁以快速、平稳、舒适为世界所称道,如图所示,在水平匀速行驶的高铁上,下列说法正确的是( )
A.硬币受到的重力与它对窗台的压力是一对平衡力
B.硬币对窗台的压力和窗台对硬币的支持力是一对平衡力
C.硬币受到的重力和窗台对它的支持力是一对平衡力
D.硬币相对于地面是静止的
【分析】(1)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;
(2)在研究物体的运动和静止时,要看物体的位置相对于参照物是否发生改变,若改变,则是运动的,若不改变,则是静止的。
【解答】解:ABC、硬币受到的重力和窗台对它的支持力作用在同一物体上,故AB错误;
D、在水平匀速行驶的高铁上,所以是运动的。
故选:C。
【点评】本题考查了二力平衡的判断和物体相对运动,属于基础题。
4.如图所示,骑自行车出行郊游,是一种时尚、环保的生活方式。当我们在平直路面上匀速向前骑行时( )
A.若自行车停下,其依然具有惯性
B.自行车受到的动力等于自行车受到的阻力
C.人和车受到的重力与地面对人和车的支持力是一对平衡力
D.路面受到人和车的压力与地面对人和车的支持力是一对平衡力
【分析】(1)物体保持原来状态不变的性质叫惯性,惯性的唯一量度是质量;
(2)物体静止或做匀速直线运动时处于平衡状态,受到的力为平衡力;
(3)二力平衡条件: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,四个条件缺一不可。
【解答】解:
A.一切物体都有惯性,同样具有惯性;
B.在平直路面上匀速向前骑行时,大小相等;
C.把人和车看做一个整体、方向相反、作用在同一个物体上,故C正确;
D.路面受到人和车的压力作用在地面上,二力作用在两个物体上,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对惯性和二力平衡条件辨别的掌握与应用,要注意一对平衡力和一对相互作用力的区别:是否作用在同一个物体上。
5.在“探究二力平衡条件”的实验中,小明、小华和小健三位同学的实验装置分别如图甲、乙、丙所示。下列说法错误的是( )
A.小明:通过改变钩码数量,能够改变拉力大小
B.小华:由于接触面较粗糙,实验不能顺利完成
C.小健:测量物块所受拉力和重力,发现相互作用力大小相等
D.若使用弹簧测力计替代甲实验中的钩码,也能顺利完成实验
【分析】(1)实验时,通过改变钩码数量可以改变拉力的大小;
(2)物体间接触面粗糙、相互挤压且发生相对运动或者具有相对运动趋势,便会产生摩擦力;
(3)在未知二力平衡条件的前提下,重力无法直接测量,所以此方案无法实施;
(4)弹簧测力向下拉绳子,通过定滑轮向左、向右拉卡片,也能顺利完成实验。
【解答】解:A.钩码数量改变,所以拉力大小改变,故A正确;
B.由于接触面较粗糙,水平方向受三个力的作用,实验不能顺利完成;
C.采用图丙的方案探究二力平衡条件时。根据平衡力测出了重力的大小,不是相互作用力,故C错误;
D.若使用弹簧测力计替代甲实验中的钩码,也能顺利完成实验。
故选:C。
【点评】本题是探究二力平衡条件的实验,要熟练掌握二力平衡条件及平衡状态的含义,掌握探究每个条件的操作方法及其现象和对应的结论。
6.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
【分析】(1)“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;
(2)改变两盘中的砝码的质量,据此判断;
(3)二力平衡的条件之一是作用在同一条直线上;
(4)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作用在同一物体上,据此判断。
【解答】解:A、“探究二力平衡条件”这个实验很重要的一点就是尽量减小物体受到的摩擦力对实验的影响,故A错误;
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,二力不平衡,小车将转动,设计此实验的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;
D、图中小车静止时,故D错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查二力平衡条件的实验,用静止状态来代替匀速直线运动状态,简化实验,便于操作,明确二力平衡的条件,选择合适的实验探究方法是解答此题的关键。
7.如图所示,在“探究二力平衡的条件”时,选小卡片作为研究对象,对卡片施加两个拉力。为探究这两个力满足什么条件才能平衡,则下列说法不正确的是( )
A.选择小卡片进行实验,目的是可忽略卡片的重力
B.实验过程中,应该使卡片处于静止状态
C.卡片两侧的滑轮的高度必须相同
D.为了研究一对平衡力是否必须作用在同一物体上,可以将卡片从中间剪成左右两半
【分析】(1)结合二力平衡的条件可知:若要使卡片受到的两个拉力平衡,就必须忽略重力的影响;
(2)探究两个力大小关系时,通过观察两边所挂的钩码的个数来进行比较;
(3)两个滑轮是否在同一高度,是没有要求的,只要两个力在同一直线上即可;
(4)卡片较软,为了研究一对平衡力是否必须作用在同一物体上,应该将卡片剪断。
【解答】解:A.由题知,当卡片受到的拉力远大于卡片的重力时,此时卡片可以看作只在两个拉力的作用下平衡,故A错误;
B.卡片静止时处于平衡状态,便于探究;
C.两个滑轮是否在同一高度,只要两个力在同一直线上即可;
D.卡片较软,应该将卡片剪断。
故选:C。
【点评】本题考查二力平衡条件的应用,有一定综合性。
8.如图所示,是探究“二力平衡条件”实验,小车置于水平桌面1与F2在同一水平直线上,忽略摩擦。下列说法不正确的是( )
A.小车在水平方向上只受到F1、F2作用
B.F1、F2大小相等,小车处于平衡状态
C.增减钩码个数,可探究二力大小对小车平衡的影响
D.用手将小车水平扭转60°时,松手后小车运动状态将不改变
【分析】作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在一条直线上,这两个力就是相互平衡的。
【解答】解:A、因为摩擦可忽略1、F2作用,故A正确;
B、由于F5和F2在同一水平直线上,当F1、F8大小相等时,小车一定处于平衡状态;
C、增减钩码个数,故C正确;
D、将小车水平扭转60°时,F1、F2不在同一直线上,故D错误。
故选:D。
【点评】本题主要考查了二力平衡的条件;关键是牢记二力平衡的条件。
9.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.小车应该放在粗糙的水平桌面上
B.实验中小车只有处于静止状态时,小车才受平衡力作用
C.为了能多收集几组数据,实验中应该尽量选取质量小的砝码
D.小车处于平衡状态时,绳对小车的拉力可能不平衡
【分析】(1)“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;
(2)平衡状态是静止状态和匀速直线运动状态;
(3)因为小车受到摩擦力的影响,实验中应该尽量选取质量大的砝码;
(4)小车受到桌面的摩擦力。
【解答】解:A、“探究二力平衡条件”这个实验很重要的一点就是尽量减小物体受到的摩擦力对实验的影响,故A错误;
B、实验中小车处于静止状态或匀速直线运动状态时,故B错误;
C、为了能多收集几组数据,故C错误;
D、小车处于平衡状态时,故绳对小车的拉力可能不平衡。
故选:D。
【点评】本题主要考查二力平衡条件的实验,用静止状态来代替匀速直线运动状态,简化实验,便于操作,明确二力平衡的条件,选择合适的实验探究方法是解答此题的关键。
10.一氢气球下系一小重物,重物只在重力和绳的拉力作用下做匀速直线运动,不计空气阻力和风力的影响,图中气球和重物G在运动中所处的位置正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】(1)若匀速直线运动或静止状态的物体受力,则受到的力一定是平衡力;
(2)二力平衡的条件是:大小相等,方向相反,作用在同一物体上,作用在同一条直线上;
(3)地面附近的物体受到重力的作用,重力的方向始终是竖直向下的,与物体的运动情况无关。
【解答】解:重物在空中沿斜向上做匀速直线运动时,如果不计空气阻力和风力影响,而在运动中它们都受到重力的作用,所以氢气球和重物应该在同一条竖直线上。
故选:A。
【点评】本题考查了平衡力的辨别和重力和重力的方向的理解和掌握,重力是一种最常见的力,重力的方向始终是竖直向下的。
二.填空题(共5小题)
11.如图所示,在探究“二力平衡的条件”实验中:
(1)把小车放在光滑的水平桌面上,增减托盘两端砝码的数量来改变拉力的大小。当两端砝码数量 相等 时,小车将处于平衡状态。
(2)将处于平衡状态的小车在水平桌面扭转一个角度后释放,小车不能保持平衡,这样的操作是为了探究相互平衡的二力是否 在同一直线上 。
【分析】(1)二力平衡的条件是作用在同一物体上的两个力,若大小相等、方向相反、作用在同一条直线上;
(2)通过观察被扭转的木块松手后的状态,这样做的目的是用于探究不在同一直线上的两个力对物体平衡的影响。
【解答】解:
(1)在小车的两端挂上钩码,使作用在小车上的两个拉力方向相反,当两端砝码数量相等时;
(2)实验中通过观察被扭转的木块松手后的状态,来探究二力是否在同一直线上。
故答案为:(1)相等;(2)在同一直线上。
【点评】掌握二力平衡条件,以及二力平衡条件的探究过程,如何探究两个力大小相等,如何探究两个力在同一直线上,如何探究两个力作用在同一物体上,如何探究两个力方向相反。
12.踢毽子起源于汉代,高承《事物纪原》记:“今时小儿以铅锡为钱,装以鸡羽,三四成群走踢”。如图所示,毽子被踢出主要表明力可以改变物体的 运动状态 。被踢出后,毽子竖直上升到最高处时,毽子受到 1 个力的作用,将处于 非平衡 状态(选填“平衡”或“非平衡”)。(不计空气阻力)
【分析】力可以改变物体的运动状态,力可以使物体发生形变;根据受力分析判断是否平衡。
【解答】解:毽子在力的作用下,由静止变为运动,这表明力可以改变物体的运动状态,毽子竖直上升到最高处时,不计空气阻力,故受力不平衡。
故答案为:运动状态;1;非平衡。
【点评】本题考查平衡状态的判断与力的作用效果等,属于中档题。
13.作用在同一物体上的两个力,它们必须大小 相等 , 方向 相反,且作用在 同一 直线上,物体才能处在静止状态或匀速直线运动状态。
【分析】根据二力平衡的条件进行判断: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。
【解答】解:据课本知识可知,作用在同一物体上的两个力,方向相反,物体才能处在静止状态或匀速直线运动状态
故答案为:相等;方向。
【点评】知道并理解二力平衡的条件是解决该题的关键。
14.由于参照物的选择可以是任意的,所以运动和静止具有 相对 性;飞机做俯冲飞行时,驾驶员感觉“大地迎面扑来” 飞机 作为参照物进行描述的;一个物体同时受到两个力的作用,这两个力的三要素完全相同 不是 (选填“是”或“不是”)平衡力。
【分析】(1)选取的参照物不同,物体的运动情况就不同,所以物体的运动和静止是相对的;
(2)判断物体的运动和静止,首先确定一个参照物,如果被研究的物体和参照物之间没有发生位置的改变,被研究的物体是静止的,否则是运动的;
(3)静止或匀速直线运动状态的物体处于平衡状态,受平衡力。
【解答】解:由于参照物的选择可以是任意的,选择不同的参照物,所以运动和静止具有相对性,这是以飞机作为参照物,飞机离大地的距离越来越近,大地迎面而来,这两个力的三要素完全相同,方向相反。
故答案为:相对;飞机。
【点评】本题考查了参照物的选择,运动和静止的相对性和平衡力的判断,属于基础题。
15.如图,一个弹簧测力计放在水平桌面上,分别受到水平向左的F1和水平向右的F2的拉力作用,F1=3N,F2=4N,弹簧测力计静止时如图所示,F1、F2(填“是”或“不是”) 不是 一对平衡力;此时弹簧测力计的示数为 3 N。
【分析】(1)二力平衡的条件:作用在一个物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一条直线上;
(2)因为力的作用是相互的,一个力不可能脱离开另一个力而单独存在,两个力分别向两边拉,与一端固定只拉另一端效果是相同的。
【解答】解:(1)因F1<F2,所以F7、F2大小不相等,二力不是一对平衡力;
(2)因弹簧测力计静止时处于平衡状态,合力为零1<F8,
所以,弹簧测力计受到的摩擦力方向与F1的方向相同,
因物体间力的作用是相互的,
所以,弹簧测力计的示数与F1的大小相等,即为6N。
故答案为:不是;3。
【点评】本题考查了平衡力的辨别和相互作用力条件的应用,要注意当F1≠F2时,还会产生静摩擦力,因此是三个力的平衡。
三.解答题(共5小题)
16.如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码 相反 ,并通过调整 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 旋转 (选填“翻转”或“旋转”)一个角度,松手后小卡片 不能 (选填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究 不在同一直线上两个力能否平衡 。
(3)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验 C 。
A.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.减少了摩擦力对实验结果的影响
D.小卡片容易扭转。
【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,拉力的大小等于钩码的重力;
(2)小卡片转过一个角度,小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上,是验证不在同一直线上两个力是否平衡;
(3)小明将木块放在水平桌面上,木块在水平桌面上静止或运动都可能受到摩擦力的作用,就会影响实验效果。
【解答】解:
(1)小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,钩码的数量越多;
(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,说明了不在同一直线上的两个力不能平衡;
(3)小华将木块放在水平桌面上,木块和水平桌面上就会产生摩擦力,因为受到摩擦力的作用;故C正确。
故答案为:(1)相反;钩码个数;不能;(3)C。
【点评】此题探究的是二力平衡的条件,二力平衡是初中物理力学中的难点,也是一个重点需要掌握。
17.物体A受两个力,一个是重力,另一个力未知。物体A在空中与水平地面成30°角的方向斜向上做匀速直线运动 竖直向上 (选填“斜向上”或“竖直向上”),物体上升到距地面为20m处,又受到了一个水平向右的力 曲线运动 (选填“直线运动”或“曲线运动”)。
【分析】物体在平衡力的作用下会保持静止状态或匀速直线运动状态,如果物体受非平衡力的作用,将一定改变运动状态。
【解答】解:物体A在空中与水平地面成30°角的方向斜向上做匀速直线运动,则物体一定受到的是平衡力,则另一个力一定与之方向相反,故另一个力的方向应是竖直向上,如果物体在水平向右的方向上又受到一个力的作用,故物体会做曲线运动。
故答案为:竖直向上;曲线运动。
【点评】本题考查了物体在平衡力和非平衡力的作用下的运动状态情况,深入理解平衡状态的判断是解答此题的关键。
18.进一步探究:
(1)我们知道物体间力的作用是相互的,被称为作用力和反作用力。作用力和反作用力的大小之间、方向之间有什么样的关系?如图1用两只传感器连在计算机上探究的作用力和反作用力的关系图象。分析图象1可知:物体间的作用力和反作用力总是大小 相等 ,方向 相反 。
(2)一个物体挂在弹簧测力计上静止时,物体受到重力和弹簧对它的拉力,这两个力是一对 平衡 力,大小 相等 ;又因为物体间力的作用是相互的,所以弹簧也受到物体对它的拉力,弹簧对物体的拉力与物体对弹簧的拉力是一对 作用力和反作用 力,它们大小 相等 。所以物体所受的重力大小就等于物体对弹簧的拉力,即弹簧测力计的示数。
【分析】(1)从图上可以看出作用力和反作用力关于时间轴对称即大小相等,一正一负即方向相反,作用力和反作用力互为施力物体和受力物体。
(2)二力平衡的条件是:作用在同一个物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上;相互作用力的条件是:作用在两个不同的物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
【解答】解:(1)根据题图可以看出作用力和反作用力关于时间轴对称即大小相等,一个力大于0,故说明作用力和反作用力一正一负。
故答案为:相等;相反。
(2)①一个物体挂在弹簧测力计上静止时,物体受到重力和弹簧对它的拉力,大小相等;
②弹簧对物体的拉力与物体对弹簧的拉力由于作用在两个不同的物体上,因此是一对作用力和反作用力。
故答案为:平衡;相等;相等。
【点评】本题重点考查了相互作用力和平衡力的异同点,二者学生很容易混淆,它们的区别就在于是否作用在同一个物体上,作用在同一个物体上的是平衡力,作用在两个不同物体上的是相互作用力。
19.在探究“二力平衡的条件”的实验中,某同学采用的实验装置如图甲:
(1)当物体处于静止状态或 匀速直线运动 状态时我们认为它受到的力是相互平衡的。
(2)实验时,小宇发现当向左盘和右盘同时加入一个相等重量的砝码时,木块处于静止状态。此时木块在水平方向受到两个力的作用,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是 木块受到向左的摩擦力 ,这时木块在水平方向受到的力 平衡 (填“平衡”或“不平衡”)。要避免这种现象产生,请你对该实验装置提出改进意见: 将木块换成小车,减小与桌面之间的摩擦力 。
(3)如图乙,小慧用小车来做该实验,装置处于静止,不考虑细绳与滑轮之间的摩擦,两端挂的重物各为10N 10 N,小车受到的合力为 0 N。
【分析】(1)静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用。
(2)两个物体接触时,要发生或已经发生相对运动时,物体之间产生阻碍物体运动的摩擦力;减小摩擦力的方法:减小压力、减小接触面的粗糙程度、用滚动代替滑动、使接触面脱离。
(3)根据定滑轮的特点可以知道方向改变但力的大小不变,得到弹簧测力计的示数就是物体重力;通过题目可知,小车在力的作用下处于静止状态,即处于平衡状态,所以受到的是平衡力的作用。分析可知,此时小车受到两对平衡力:小车的重力和水平面的支持力、左右两边分别对小车的拉力10N。
【解答】解:(1)物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体受到平衡力的作用。
(2)小宇再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,木块有向右运动的趋势,向左的拉力和摩擦力与向右的拉力是平衡力。
要避免这种现象要减小木块与桌面之间的摩擦力的作用,用小车代替木块。
(3)定滑轮能改变力的方向但不改变力的大小,所以此时弹簧测力计的示数就等于下面挂的一个重物的重力10N;
因小车处于平衡状态,即小车受到平衡力的作用:小车的重力和水平面的支持力.因平衡力作用在同一物体上,方向相反,所以。
故答案为:
(1)匀速直线运动;
(2)木块受到向左的摩擦力;平衡,减小与桌面之间的摩擦力。
(3)10;0。
【点评】掌握此装置用小车代替木块可以探究二力平衡条件,实验比较典型,一定要掌握。
20.在光滑的水平桌面上进行探究二力平衡条件的实验,使用了如图所示的装置,并将实验情况记录在表格中:
序
号
左盘砝码
质量/g
右盘砝码
质量/g
F1与F2
的方向
F1和F2是否共线
木块运
动情况
1
100
200
相反
在同一直线上
向右运动
2
200
100
相反
在同一直线上
向左运动
3
100
100
相反
不在同一直线上
转动
4
100
100
相反
在同一直线上
静止不动
(1)要研究二力的大小对物体平衡的影响,应选择序号为 1、4(或2、4) 的数据进行分析。
(2)保持两盘砝码相等及F1与F2方向相反,研究二力是否在同一直线上对物体平衡有影响,应用了 控制变量 的方法。
(3)综合分析表中各组实验数据,可得出结论,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 ,这两个力就彼此平衡。
【分析】(1)影响二力平衡条件的因素有:大小、方向、是否共线等;
(2)该实验采用了控制变量法的思想,探究与其中一个因素的关系时,要控制其余因素不变。
【解答】解:(1)研究二力的大小对物体平衡的影响,必须控制方向相反,改变两边拉力的大小、4(或2。
(2)保持两盘砝码相等及F4与F2方向相反,研究二力是否在同一直线上对物体平衡有影响。
(3)综合分析表中各组实验数据,可得出结论是:作用在同一个物体上的两个力、方向相反,这两个力就彼此平衡。
故答案为:(1)1、5(或2;
(2)控制变量法;
(3)大小相等;作用在同一条直线上。
【点评】此实验是来探究二力平衡条件的,如果物体受到一对大小相等、方向相反、作用在同一直线上的一对平衡力作用时,物体就会处于平衡状态。
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