内容正文:
8.2 二力平衡
知识点一:平衡状态的判断
1.下列情景中,物体处于平衡状态的是( )
A.正在弯道匀速滑行的滑冰运动员
B.从水平桌面上掉下的八年级下册物理课本
C.在空中匀速下落的降落伞
D.正在减速进站的火车
2.在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中,我国选手谷爱凌从50m高的跳台由静止出发,在空中完成了一次超高难度的1620度旋转,获得金牌,她运动到最高点时仍能向前运动,是因为她具有 ,此时她受到的是 (选填“平衡力”或“非平衡力”)。
知识点二:探究二力平衡的条件
3.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
4.为探究二力平衡的条件,同学们进行了如下实验:
(1)肖明向图1中的左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码,此时木块两边受到的拉力 (选填“相等”或“不相等”),木块处于静止状态。当他把左盘中砝码换成一个质量更大的砝码时,木块仍处于静止状态,出现这种现象的原因是 ;
(2)李亮对肖明的实验进行了改进,利用如图2所示的装置继续实验。往两盘中加入质量相等的砝码,将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放,小车将 (选填“运动”或“静止”)。进行这个操作是为了探究 ;
(3)李老师看完他们的实验后,对他们表示了赞扬,并让他们尝试用轻质硬纸片代替小车,用如图甲中的装置进行实验。请你写出图甲中的装置的两个优点:① ;② ;
(4)在轻质硬纸片两端细线上挂上相同的钩码,如图乙所示,此时硬纸片 (选填“能”或“不能”)平衡。
知识点三:平衡力的判断
5.如图所示,各物体受到两个力,其中彼此平衡的是( )
A. B.
C. D.
6.如图所示,一只碗放在水平桌面上静止不动,以下两个力是一对平衡力的是( )
A.桌面对碗的支持力和碗对桌面的压力
B.桌面对碗的支持力和碗的重力
C.碗对桌面的压力和碗的重力
D.碗对桌子的压力和地面对桌面的支持力
7.静止在水平地面上的书包重。小丽用的力竖直向上提书包,但没有提起,则书包受到地面的支持力为 ,书包所受合力为 。
8.一架直升机的质量为2t,它悬停在空中时只受到重力和升力的作用,则所受升力的大小为 N,当它匀速直线上升时,升力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)的。(g取10N/kg)
知识点四:平衡力与相互作用力的区别
9.小明家中安装的吊灯如图所示,请问以下说法正确的是( )
A.吊灯所受的重力和绳子对吊灯的拉力是一对相互作用力
B.吊灯所受的重力和绳子对吊灯的拉力是一对平衡力
C.绳子对吊灯的拉力和绳子对天花板的拉力是一对相互作用力
D.绳子对吊灯的拉力和绳子对天花板的拉力是一对平衡力
10.武汉磨山索道全长约1000米,单程游览时间为18分钟,游客有充足的时间观赏东湖和磨山全景。如图所示,空缆车在某段路程做匀速直线运动,若缆车重力为G,钢索对缆车的拉力为F1,缆车对钢索的拉力为F2,不计其他阻力,下列说法正确的是( )
A.G和F1是一对相互作用力 B.G和F2是一对相互作用力
C.F1和F2是一对平衡力 D.G和F1是一对平衡力
11.欣欣在附中的“拾光”小店买到了校庆110周年的文创盲盒“小福”,并把它放在盒子上拍照(如图),下列分析正确的是( )
A.小福受到的重力和它对盒子的压力是一对平衡力
B.盒子受到的重力和地面对盒子的支持力是一对平衡力
C.小福对盒子的压力和盒子对小福的支持力是一对相互作用力
D.小福对盒子的压力和地面对盒子的支持力是一对相互作用力
12.如图所示,人骑在马背上,人和马均处于静止状态,则地面对马的支持力和马受到的重力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力;马对地面的压力和地面对马的支持力 (选填“是”或“不是”)一对相互作用力。
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参考答案
1.C
【详解】A.正在弯道匀速滑行的运动员,其运动的轨迹不是直线,运动方向改变,所以不是平衡状态,受到的力不是平衡力,故A不符合题意;
B.从水平桌面上掉下的八年级下册物理课本,速度改变,受到的力不是平衡力,故B不符合题意;
C.在空中匀速下落的降落伞,处于平衡状态,则受到的力为平衡力,故C符合题意;
D.正在减速进站的火车,速度在减小,受到的力不是平衡力,故D不符合题意。
故选C。
2. 惯性 非平衡力
【详解】[1]她运动到最高点时,因为她具有惯性,要保持原来向前的运动状态,所以此时她能继续向前运动。
[2]此时她在重力和阻力的作用下,运动速度和方向会不断改变,处于非平衡状态,受到的是非平衡力。
3.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。
4.(1) 相等 桌面与木块之间有摩擦力
(2) 运动 不在同一直线上的两个力是否平衡
(3) 可忽略硬纸片重力对实验的影响 可以减小摩擦力对实验的影响
(4)能
【详解】(1)[1]由于左盘和右盘中砝码的质量相等,砝码的重力相等,故木块两边所受的拉力相等。
[2]肖明再把左盘中的砝码换成一个质量更大的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,所以木块还受平衡力作用;此时木块有向左运动的趋势,桌面对木块有向右的摩擦力,向左的拉力、向右的摩擦力与向右的拉力这三个力平衡。
(2)[1][2]用手将小车扭转一个角度,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(运动),设计这个步骤的目的是为了探究不在同一直线上的两个力是否平衡。
(3)[1][2]由于硬纸片的质量很小,重力远小于硬纸片受到的拉力,所以选用轻质硬纸片目的是忽略硬纸片重力对实验的影响;将木块放在水平桌面上,木块和水平桌面间就会产生较大的摩擦力,就会影响实验效果,而用轻质硬纸片代替小车,可以减小摩擦力对实验的影响。
(4)如图乙所示,硬纸片在同一方向上满足二力平衡条件,大小相等、方向相反、作用同一直线、同一物体上,所以硬纸片能平衡。
5.A
【详解】A.图示二力大小相等,方向相反, 在同一物体上,作用在同一直线上,因此是一对平衡力,故A符合题意;
B.图示二力大小不相等,方向相反, 在同一物体上,作用在同一直线上,因此不是一对平衡力,故B不符合题意;
C.图示二力不是作用在同一直线上,因此不是一对平衡力,故C不符合题意;
D.图示二力不是作用在同一直线上,因此不是一对平衡力,故D不符合题意。
故选A。
6.B
【详解】A.桌面对碗的支持力和碗对桌面的压力,这两个力分别作用在了碗和桌面上,没有作用在同一物体上,不是一对平衡力,故A不符合题意;
B.桌面对碗的支持力和碗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B符合题意;
C.碗对桌面的压力和碗的重力,作用在两个物体上,不是一对平衡力,故C不符合题意;
D.地面对桌面的支持力大小等于桌子和碗的重力之和,所以,碗对桌子的压力和地面对桌面的支持力,二力大小不相等,不是一对平衡力,故D不符合题意。
故选B。
7. 80 0
【详解】[1][2]重为150N的书包静止在水平地面上,小丽用70N的力竖直向上提,由于向上提的力小于重力,所以书包仍静止在地面上,处于平衡状态,书包处于平衡状态,受力的合力为0;书包受到竖直向下的重力、竖直向上的提力、地面竖直向上的支持力作用,则书包受到地面的支持力为
F=150N-70N=80N
8. 2×104 不变
【详解】[1]悬停在空中的直升机,根据重力的计算公式可得,受到竖直向下的重力为
G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N
受竖直向上的升力F作用,飞机处于平衡状态,由平衡条件可知,升力为
F=G=2×104N
[2]匀速直线上升,直升机受到升力和重力作用,这两个力是平衡力,大小相等,直升机的重力不变,升力不变。
9.B
【详解】AB.吊灯所受的重力和绳子对吊灯的拉力大小相等、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错误,B正确;
C.绳子对吊灯的拉力和绳子对天花板的拉力施力物体都是绳子,不是一对相互作用力,故C错误;
D.绳子对吊灯的拉力的受力物体是吊灯,绳子对天花板的拉力的受力物体是天花板,没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力,故D错误;
故选B。
10.D
【详解】AD.缆车自身重力为G,钢索对缆车的拉力为F1,这两个力都是缆车受到的力,在这两个力的作用下缆车处于匀速直线运动状态,这两个力大小相等,方向相反,作用在同一物体上,且作用在同一条直线上,是一对平衡力,故A错误,D正确;
B.缆车自身重力为G,是地球对缆车的力,施力物体是地球,受力物体是缆车;缆车对钢索的拉力为F2,是缆车对钢索的力,施力物体是缆车,受力物体是钢索;故G和F2不是一对相互作用力,故B错误;
C.钢索对缆车的拉力为F1,施力物体是钢索,受力物体是缆车;缆车对钢索的拉力为F2,施力物体是缆车,受力物体是钢索,两个力大小相等,方向相反,作用在不同物体上,是一对相互作用力,故C错误。
故选D。
11.C
【详解】A.小福受到的重力和它对盒子的压力方向相同,不是一对平衡力,故A错误;
B.盒子受到的重力和地面对盒子的支持力大小并不相同,不是一对平衡力,故B错误;
C.小福对盒子的压力和盒子对小福的支持力大小相等、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C正确;
D.小福对盒子的压力和地面对盒子的支持力作用在同一物体上,且大小不同,不是一对相互作用力,故D错误。
故选C。
12. 不是 是
【详解】[1]地面对马的支持力大于马受到的重力,则两力不是一对平衡力。
[2]马对地面的压力和地面对马的支持力作用在两个相互的物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对相互作用力。
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