第8章 专题拓展2 平衡力的运用-【拓展与培优】2024-2025学年新教材八年级下册物理（人教版2024）

物理 八年级下册 42 专题拓展2 平衡力的运用 1. 春秋《考工记》在《辀人篇》中说:“劝登马力,马力既竭,辀尤能一取焉”,意思是:(马拉 车时)即使马力已经用尽(想停下来),车还能促使马前进好几步,下列相关说法正确的 是 ( ) A. 马停止用力,车还能前进一段距离,是因为马车受到惯性的作用 B. 马车在水平路面停止前,水平方向上受到平衡力的作用 C. 马车停止后,马车受到的重力和地面的支持力是一对平衡力 D. 马对车不施加拉力时,车将做匀速直线运动 2. 如图所示,用弹簧测力计斜拉着物体在水平方向做匀速直线运动,则下列说法中正确的是 ( ) A. 物体受到的摩擦力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力 B. 地面对物体的支持力与物体对地面的压力大小相等 C. 物体受到的重力与地面对物体的支持力是一对平衡力 D. 物体受到的重力与地面对物体的支持力是相互作用力 3. 如图所示,有一桶纯净水静止放在小车上的情景,纯净水桶A 受到两个力:自身重力GA, 小车B 对它的支持力FA;小车B 受到三个力:水桶A 对它的压力F压、自身重力G、地面对 它的支持力FB,下列说法正确的是 ( ) A. GA 与FA 是一对相互作用力 B. FA 与F压 是一对平衡力 C. GB 与FB 是一对平衡力 D. FA 与F压 是一对相互作用力 4. (2023·衡阳)如图所示,磁性黑板刷吸在竖直悬挂的黑板上静止不动,黑板由铁质材料制 成。下列说法正确的是 ( ) A. 黑板刷受到的重力与黑板刷受到的摩擦力大小相等 B. 用垂直于黑板的力压黑板刷时,黑板刷受到的摩擦力增大 C. 黑板刷对黑板的吸引力与黑板对黑板刷的吸引力是一对平衡力 D. 黑板刷受到的重力与黑板对黑板刷的吸引力是一对平衡力 5. (2024·兰州)如图所示,小木块A 与长木板B 叠放在水平台面上,对长木板B 施加一个水 平向右的拉力F,当F=5 N时,弹簧测力计的示数为2 N,小木块A 保持静止,长木板B 恰好向右做匀速直线运动,下列说法中不正确的是 ( ) A. B 对A 产生的滑动摩擦力大小为2 N,方向水平向右 物理 八年级下册 43 B. 地面对B 产生的滑动摩擦力大小为3 N,方向水平向左 C. 当F=8 N时,弹簧测力计的示数为5 N D. 若对A 施加一个竖直向上的拉力,则地面对B 产生的滑动摩擦 力会减小 6. (2022·济南)下列各种动作中,在水平地面上无法保持的是 ( ) A B C D 7. 如图所示,用线拴着的小球在A、B 之间来回摆动(不计空气阻力)。将小球拉至A 点处松 开手,小球处于 (填“平衡”或“非平衡”)状态;若小球摆动到右边最高处B 点时,所 受的外力全部消失,则小球将处于 (填“静止”或“匀速直线运动”)状态。 (第7题) 甲 乙 (第8题) 8. 如图甲所示,小桐用弹簧测力计拉木块,使它沿水平木板匀速滑动,图乙是她两次拉动同一 木块得到的路程随时间变化的图像。第二次木块的速度 第一次木块的速度;第一 次的拉力为2 N,木块受到的摩擦力 2 N,第二次木块受到的拉力 2 N。 (填“大于”“小于”或“等于”) 9. 马水平拉着载有1000 kg货物的雪橇在平直的公路上行驶,雪橇的运动情况如图所示。在第 3 s时马对雪橇的拉力是400 N,此时雪橇在水平方向上受到的摩擦力大小为 N;若 拉雪橇运动第6 s时拉力大小与第1 s时相比较,拉力 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (第9题) (第10题) 10. 挑战不可能! 如图所示,在中央电视台举办的“吉尼斯中国之夜”节目里,挑战者在一分钟内让 三个鸡蛋竖立在只有1 mm2 宽的针尖上! 其实只要细心操作你也能成功。鸡蛋能竖立在针尖 上主要是利用了 原理,之所以“细心操作”是为了满足原理中 的条件。 11. 图甲为带有重垂线的挂钩,分别将挂钩挂在薄板上的A 点和D 点,把薄板悬挂起来,重垂 线位置分别如图乙、丙所示,则薄板的重心为AB 和DE 的交点C。以上找重心的原理利 物理 八年级下册 44 用的是二力平衡条件中的 (填“大小相等”“同一物体”或“同一直线上”)。 甲 乙 丙 (第11题) (第12题) 12. (2024·内蒙古)如图所示,在水平桌面上放置A、B 两个长方体物块,A 物块受到水平向 右的拉力F1=9 N,B 物块受到水平向左的拉力F2=6 N,此时A,B 两物块一起向右做匀 速直线运动,则A 对B 的摩擦力方向 (填“向左”或“向右”),B 对水平桌面的摩 擦力大小为 N。 13. (2023·仙桃)水平桌面上有物体A、B,如图甲,A 在F1 的作用下向左做匀速直线运动; 如图乙,A、B 用轻绳水平连接,在F1 和F2 共同作用下一起向右做匀速直线运动。水平 拉力F1=6 N、F2=20 N。图乙中,下列说法正确的是 ( ) 甲 乙 A. A 受桌面的摩擦力方向向右 B. A 与桌面的摩擦力为14 N C. B 与桌面的摩擦力为8 N D. 绳子的拉力为6 N 14. 如图甲所示,重为4 N的正方形铁块,被大小为5 N的水平吸引力吸附在足够大的竖直磁 性平板上匀速下滑,这时铁块在水平方向上受到的合力大小为 N;若对铁块施加 一个竖直向上的拉力F拉,如图乙,使该铁块匀速竖直向上运动,则F拉= N。 甲 乙 (第14题) (第15题) 15. 用两个相同的足够大的水平力F 将108个完全相同的长方体木块夹在两个相同的竖直木 板之间,所有木块都如图所示保持静止状态,木块从左至右编号依次为1,2,3,…,106, 107,108,每个木块的重量均为1 N,编号106号木块对编号107号木块摩擦力的方向为 ,摩擦力的大小为 N。 9. 3 解析:将两磁环看成一个整体,它们受竖 直向下的重力G 和木支架底座对它们竖直向上的 支持力F支 作用处于平衡状态,由平衡条件得: F支=GA+GB=1 N+2 N=3 N。力的作用是相互 的,则磁环B 对木支架底座的压力F=F支=3 N。 10. 0 静止 解析:由题知,物体处于静止状 态,此时物体受到的合力是0 N;此时物体受到的静 摩擦力:f=F1-F2=12 N-5 N=7 N,则物体受 到的最大静摩擦力不小于7 N,如果将F1 撤去,物 体A 在摩擦力与F2 作用下,将保持静止。 11. 2 0 解析:由丙图可知,前2 s物体速度 为零,处于静止状态,物体受力平衡,结合乙图知, 物体所受拉力为2 N,则此时的摩擦力为2 N;4 s~ 6 s内,物体做匀速直线运动,此时物体受力平衡,所 受合力为零。 12. 使F 的作用效果与F1、F2 的作用效果相 同 在同一直线上,方向相同的两个力的合力与分 力方向相同,大小等于两个分力之和 解析:第二 次只用一根弹簧测力计也将弹簧由A 拉伸到B 位 置,这样做是为了使F 的作用效果与F1、F2 的作用 效果相同。由题知:第二次弹簧的拉力F 是第一次 弹簧的拉力F 1与F2 的合力;两个分力的合力F合 =F1+F2=3 N+1 N=4 N=F;由此得出结论:在 同一直线上,方向相同的两个力的合力与分力方向 相同,大小等于两个分力之和。 【培优提高】 13. B 解析:球静止时,绳子上端向上的拉力 承担了球的重力及绳子下端向下的拉力,即F上= G球+F下,F上>F下,绳两端的拉力不是平衡力,故 A错误;通过拉力的调节,球受到的摩擦力等于其 重力时,可以匀速下滑,故B正确;绳子下端突然松 手,球会加速下滑,故C错误;通过手的运动和拉力 调节,球保持静止,突然向下拉绳子时,由于惯性球 保持原来静止状态,球可能从绳的下端移到上端, 故D错误。 14. B 解析:小球从高处下落过程中,速度加 快;当接触弹簧后,弹簧发生形变,弹力竖直向上, 重力竖直向下,开始形变较小,弹力小于重力,合力 方向竖直向下,小球加速运动,当弹力增大到一定 程度,弹力等于重力,此时小球的速度最大;小球继 续向下运动,此时弹力大于重力,合力方向竖直向 上,小球减速运动。可见当小球速度达到最大时, 弹簧弹力F 与小球重力G 相等。 15. C 解析:由图可知,鹅卵石M 处于静止状 态,受力平衡,受到其他鹅卵石的作用力与重力的 合力为零,则其他卵石对它的作用力的合力方向与 重力方向相反,是竖直向上的。 专题拓展2 平衡力的运用 【基础提升】 1. C 解析:惯性不是力,不能说受到惯性的作 用,故A错误;马车在水平路面停止前,水平方向上 处于非平衡状态,水平方向受力不平衡,故B错误; 马车停止后,是静止状态,受重力和地面的支持力, 这两个力是一对平衡力,故C正确;马对车不施加 拉力时,由于受到阻力,车将减速,故D错误。 2. B 解析:由图知,木块受到的摩擦力和拉力 不在同一直线上,不是一对平衡力,故A错误;地面 对木块的支持力和木块对地面的压力是一对相互 作用力,二者大小相等,故B正确;因为弹簧测力计 斜向上拉木块,木块受到的重力和水平面对木块的 支持力,大小不相等,不是一对平衡力,也不是一对 相互作用力,故C、D错误。 3. D 解析:GA 与FA 作用在同一物体上,不 是一对相互作用力,故A错误;FA 与F压 作用在不 同物体上,不是一对平衡力,故B错误;GB 与FB 大 小不相等,不是一对平衡力,故C错误;FA 与F压 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,是一对相互作用力,故D正确。 4. A 解析:黑板刷受到的重力与黑刷受到的 摩擦力是一对平衡力,大小相等,当用垂直于黑板 刷的力压黑板刷时,由于重力不变,则黑板刷受到 的摩擦力大小不变,故A正确,B错误;黑板刷对黑 板的吸引力与黑板对黑板刷的吸引力,是一对相互 作用力,故C错误;黑板刷受到的重力方向竖直向 下,黑板对黑板刷的吸引力水平向右,两个力不在 同一直线上,不是一对平衡力,故D错误。 5. C 解析:A 受到的拉力与摩擦力平衡,弹 簧测力计的示数为2 N,则B 对A 产生的摩擦力为 2 N,方向水平向右,故A正确;长木板B 恰好向右 做匀速直线运动,向右的拉力5 N与A 对B 的摩擦 力和地面对B 产生的滑动摩擦力的合力平衡,故地 面的摩擦力:f'=F-f=5 N-2 N=3 N,方向水 平向左,故B正确;当F=8 N时,木块的压力和接 触面的粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,弹簧测力 计的示数仍为2 N,故C错误;若对A 施加一个竖 直向上的拉力,使得A 对木板的压力减小,B 对地 面的压力也减小,地面与B 的接触面的粗糙程度不 变,则地面对B 产生的滑动摩擦力会减小,故D 正确。 6. B 解析:人受重力和支持力的作用,当二者 共线时才能平衡。 7. 非平衡 静止 解析:不计空气阻力,当小 球在A 点处松开手后,小球受到的重力和绳子对它 的拉力,这两个力不在同一直线上,不是平衡力,因 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·31· 此小球处于非平衡状态;若小球摆动到右边最高处 B 点时,小球的速度为0,所受的外力全部消失,由 牛顿第一定律可知,小球将保持静止状态。 8. 大于 等于 等于 解析:由图可知,时间 相同时,木块第二次通过的路程大于第一次,由公 式v=st 可知,木块第二次速度大;两次木块都在匀 速直线运动,在水平方向上受到的拉力和摩擦力是 一对平衡力;因压力和接触面的粗糙程度不变,故 两次摩擦力相同,拉力相同,均为2 N。 9. 400 不变 解析:雪橇在平直的公路上匀 速直线行驶,在水平方向受到的拉力和摩擦力是一 对平衡力,则摩擦力为400 N。因接触面的粗糙程 度不变,雪橇对地面的压力不变,故雪橇受到的摩 擦力不变,由于雪橇仍然匀速行驶,因此马对雪橇 的水平拉力仍等于摩擦力。 10. 二力平衡 重力和支持力在同一条直线上 解析:鸡蛋竖立在针尖上,处于平衡状态,此时鸡 蛋受到的重力和支持力是一对平衡力,符合二力平 衡原理。 11. 同一直线上 解析:重力方向竖直向下,将 物体沿A 点吊起,物体重力和拉力是一对平衡力, 两个力作用在同一条直线上,即重心在线段AB 上; 同理,将物体再沿D 点吊起,重心也在线段DE 上, 两条线段的交点C 即为该物体的重心,这里利用的 是一对平衡力作用在同一直线上。 12. 向右 3 解析:两物块一起向右做匀速直 线运动,两物块都受到平衡力的作用。物块A 受到 向右的拉力F1,因它受平衡力的作用,则物块B 对 它的摩擦力向左,为9 N,则A 对B 的摩擦力向右, 为9 N; B 受到A 向右9 N的摩擦力,又受到F2= 6 N向左的拉力,因它处于平衡状态,则地面对B 的摩擦力向左,为3 N。 【培优提高】 13. C 解析:图甲中A 在F1 的作用下向左匀 速直线运动,此时A 受到的摩擦力fA=F1=6 N, 图乙中,A、B 用轻绳水平连接,在F1 和F2 共同作 用下一起向右做匀速直线运动,整体受力平衡;A, B 向右运动,摩擦力方向都是向左,有:F1+fA+ fB=F2,6 N+6 N+fB=20 N,解得:fB=8 N;对 乙图中的A 受力分析知,绳子的拉力等于F1 及A 向左的摩擦力之和,拉力F=F1+fA=6 N+6 N =12 N。 14. 0 8 解析:甲图中,铁块匀速下滑,在水 平方向上,铁块受竖直磁性平板水平向右的吸引力 和水平向左的支持力,都是5 N,铁块在水平方向上 受到的合力大小为0 N;此时铁块受到的滑动摩擦 力与重力是一对平衡力,f=G=4 N。乙图中,若对 铁块施加一个竖直向上的拉力F拉 使该铁块匀速竖 直向上运动,由于压力和接触面的粗糙程度不变, 则铁块受到的滑动摩擦力f 不变,则F拉=f+ G =4 N +4 N = 8 N。 15. 竖直向下 52 解析:将108个木块看成 一个整体,这个整体在竖直方向受到三个力的作 用:竖直向下的重力108G,两个相等的竖直向上的 摩擦力f,由平衡条件可得:2f=108G,解得:f= 54G;将左边106个木块看成一个整体,对整体进行 受力分析,在竖直方向,共受到三个力的作用:竖直 向下的重力106G,左边竖直向上的摩擦力f= 54G,右边竖直向上的摩擦力f',可得:f'+54G= 106G,解得:f'=52G=52×1 N=52 N,由于物体 间力的作用是相互的,则编号106号木块对编号 107号木块摩擦力的方向为竖直向下。 本章综合 【基础提升】 1. A 解析:滑板车速度减小是因为摩擦力改 变了它的运动状态,故A正确;运动不需要力来维 持,故B错误;蹬地过程中,人和车的质量不变,惯 性不变,故C错误;向后蹬地,力的作用是相互的, 蹬地脚受到的摩擦力是向前的动力,故D错误。 2. D 解析:小狗不停地甩动身体,是利用水的 惯性,将水从身上甩掉,水脱离狗后,惯性不会消 失;而甩掉身上的水后,小狗的整体质量变小,惯性 变小,故A、B正确,D错误;水从身上甩掉,水相对 于小狗的位置发生改变,是运动的,故C正确。 3. D 解析:当人荡到右边最高点时,人的速度 为零,由牛顿第一定律可知,若外力突然消失,人将 处于静止状态。 4. A 解析:人乘坐的汽车紧急刹车时,人由 于惯性会向前倾,系安全带可防范惯性危害;泼水 时,盆留在手中,水由于惯性飞了出去,是利用惯 性;掷实心球时,球离开人手后会继续向前运动是 因为球具有惯性,是利用惯性;运动员跳远时,要奋 力助跑,是为了获得较大的速度,从而起跳后由于 惯性跳得更远,是利用惯性。 5. A 解析:A中斧头和斧柄原来是一起向下 运动的,当斧柄因撞击而突然停止时,斧头由于惯 性,仍要保持原来的运动状态继续向下运动,斧头 就紧紧地套在斧柄上了,故A符合题意;B、C、D效 果不及A。 6. B 解析: F1 是弹簧对金属块的推力,F3 是金属块对弹簧的推力,两力是一对相互作用力。 7. B 解析:收纳箱底部装有轮子,是用滚动代 替滑动减小摩擦;鞋底有凹凸不平的花纹,是在压 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·41·