（期末复习）二力平衡实验题专题突破练-2024-2025学年物理人教版（2024）八年级下册

（期末复习）二力平衡实验题专题突破练-2024-2025学年物理人教版（2024）八年级下册 1．如图所示，在“探究二力平衡的条件”实验中，将系于轻质卡片两个对角的线分别跨过左右支架上的滑轮。 (1)在线的两端挂上钩码，卡片的重力 （远大于/远小于）钩码对卡片的拉力，这样使作用在卡片上的两个拉力方向 ，且在一条直线上，当线的两端所挂的钩码 时，卡片处于平衡状态； (2)当卡片处于平衡状态时，把卡片转过一个角度，松手后观察小卡片能否保持平衡。这样做的目的是验证 。 2．小明和小华探究二力平衡的条件。 (1)他们选择小卡片进行实验，主要是为了忽略 对实验的影响； (2)当两侧滑轮不等高时（如图甲）， （选填“能”或“不能”）探究“两个力大小相等”这一条件，实验中通过改变 来改变卡片所受拉力的大小； (3)在探究“两个力是否需要作用在同一直线”时，小明进行了如图乙的操作，你 （选填“同意”或“不同意”）他的方案，理由是 。 3．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如图甲、乙所示， 组同学选择的器材更加合理，其原因是： ； (2)保持F1与F2相等，用手将小车扭转到图丙中的位置，松手后，小车将 （选填“能”或“不能”）在此位置平衡；实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足 的条件； (3)丙组同学设计组装的实验装置如图丁所示，这一步骤的目的是探究 。 4．在“探究二力平衡条件”的实验时，小明先采用图甲的装置，发现实验效果不理想； 经过思考，他用类似图乙的方式把小车悬挂起来，仍不能完成探究任务；又将小车改为轻质卡片，进行了如下操作。第一步，将图乙中卡片两端的细线绕过滑轮并各挂一个质量相同的钩码，使卡片保持静止； 第二步，为验证“相互平衡的两个力必须作用在同一直线上”， 进行了相应的操作；第三步，在图乙的状态下，将卡片剪开。观察每次实验的现象并得出结论 。请你解答： (1)他将图甲的小车悬挂起来是为了减小 对实验结果的影响， 随后又选用轻质卡片替代小车是为了 ； (2)第二步选用图 （选填“丙”或“丁”）的操作更具有针对性，这是因为 ； (3)第三步是为了验证 。 5．在探究“二力平衡条件”的实验中，实验装置如图所示。 (1)该探究装置中的研究对象 ，实验中是通过调整 来改变拉力的大小； (2)实验时，向左盘和右盘同时放入一个质量不等的砝码，这时木块仍然保持静止状态，产生这一现象的原因是 ，针对上述情况，你对器材的改进有什么建议？ (3)若器材改进后想要探究不在同一直线上的两个力能否平衡，请简述你的操作 ； 6．在“探究二力平衡的条件”实验中，小聪同学采用的实验装置如图甲所示，小明同学采用的实验装置如图乙所示。 (1)老师指出图乙的装置更科学，原因是选用小车可以减小 对实验的影响； (2)实验中判断小车是否受平衡力作用的依据是小车是否保持 （选填“静止”或“匀速直线运动”）状态； (3)左右两盘放质量相等的砝码，小车保持静止。保持与的大小不变，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，小车将转动，说明彼此平衡的两个力必须在 上。 7．小阳利用如图所示装置探究二力平衡的条件。 (1)他先采用图甲所示装置，把木块放在水平桌面上，在左右两侧悬挂钩码，发现当两侧钩码质量相等时，木块静止。某次实验中，当左侧悬挂质量稍大一点的钩码时，两个拉力大小不同，但木块仍处于静止状态，此时木块受到的 （选填“是”或“不是”）平衡力，原因是 。 (2)接下来他采用图乙所示装置，实验时选用小轮润滑好的小车，其目的是： 。 (3)如图乙所示，在左右两侧同时悬挂一个质量相等的钩码，小车处于静止状态：若再将一个钩码加挂在右侧后，小车会做 运动。 (4)如图乙所示，为了验证相互平衡的两个力作用在一条直线上，他在左右两侧同时悬挂一个质量相等的钩码，并将小车向靠近自己的方向（垂直于纸面向外）挪动一段距离，松手后观察现象。小阳的操作存在的问题是 。 8．如图1所示，甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。 (1)当小卡片平衡时，小华将小卡片旋转一个角度，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探究二力平衡中 这一条件。 (2)在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图乙的实验，同学们认为小华的实验甲优于小明的实验。其主要原因是（　　） A．能使影响二力平衡的第三个力小到可以忽略不计 B．小卡片是比较容易获取的材料 C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡 (3)小华想到物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态，那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢？他提出了自己的实验方案：用弹簧测力计拉着钩码 （选填“必须沿水平方向”“必须沿竖直方向”或“可以沿任意方向”）做匀速直线运动。 (4)小明也自选器材继续研究二力平衡条件，设计如图2所示的3个实验方案（钩码质量均为50g），其中，能验证二力平衡时两个力大小相等、方向相反的是 。（不定项） (5)物理老师用橡皮筋、定滑轮、钩码、小绳子和同学们探究同一直线上二力的合成，实验装置如图所示，橡皮筋原长，在力、的共同作用下伸长到。（钩码每个重0.5N） 步骤一：通过比较图 两种情况，可知同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之 ，方向跟这两个力的方向相同。 步骤二：通过比较图乙和图丙两种情况，可知同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之差，方向跟较大的那个力的方向相同。如果在乙图中那一侧拿走两个钩码，这一瞬间，橡皮筋在水平方向上受到的合外力为( ) A．水平向左1N    B．水平向右1N    C．水平向左0.5N    D．水平向右0.5N 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《（期末复习）二力平衡实验题专题突破练-2024-2025学年物理人教版（2024）八年级下册》参考答案 1．(1) 远小于 相反 质量相同 (2)二力平衡时，两个力是否一定要作用在一条直线上 【详解】（1）[1]实验中使用轻质卡片，其重力远小于钩码对卡片的拉力，这样卡片自身重力对实验的影响可忽略不计，能更准确地探究二力平衡条件。 [2]通过左右支架上的滑轮挂钩码，使作用在卡片上的两个拉力方向相反，这是二力平衡条件中力的方向要求。 [3]当线两端所挂钩码质量相等时，根据G=mg，钩码重力相等，对卡片的拉力相等，此时卡片处于平衡状态，满足二力平衡中力的大小相等这一条件。 （2）把处于平衡状态的卡片转过一个角度，此时两个拉力大小相等、方向相反，但不在同一直线上，松手后观察卡片能否保持平衡，目的是验证不在同一直线上的两个力能否平衡。 2．(1)卡片的重力 (2) 能 钩码数量 (3) 不同意 方向不相反 【详解】（1）卡片的较轻小，重力减小，可以减小卡片重力对实验的影响。 （2）[1]因为左右两侧各通过一个定滑轮，定滑轮的位置虽然不等高，但是当两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一个物体上时，小卡片还是处于静止状态，照样能完成实验。 [2]实验中卡片所受拉力是由钩码的重力来提供的，因此实验中通过改变钩码的个数来改变卡片所受拉力的大小。 （3）[1][2]小明向下拉一段距离时，两个力的方向既不相反，也不在同一直线上，同时改变了二力平衡的两个条件，不符合控制变量的要求，因此不同意他的方案。 3．(1) 乙 减小摩擦对实验的影响 (2) 不能 两个力作用在同一条直线上 (3)是否只有作用在同一物体上的两个力才能平衡 【详解】（1）[1][2]由于压力一定时，滚动摩擦小于滑动摩擦，则比较甲、乙装置可知，甲装置木块受到的摩擦大于乙装置中小车受到的摩擦，所以乙组同学选择的器材更加合理，因为可以减小摩擦力对实验的影响。 （2）[1][2]保持F1与F2相等，用手将纸片扭转到图丙中的位置，则F1与F2不在同一条直线上，松手后，纸片将恢复到原来的位置，即纸片不能在此位置平衡，所以二力平衡时，两个力必须作用在同一条直线上。 （3）丙组同学设计组装的实验装置如图丁所示，如果将两个小车中间的细线剪断，则两个小车向两边运动，不能保持平衡状态，即二力没有作用在同一个物体上，物体无法保持平衡，说明二力平衡时，两个力必须作用在一个物体上。 4．(1) 摩擦力 重力 (2) 丙 图丁没能控制两个力的方向相反 (3)见解析 【详解】（1）[1]图甲中，小车与水平桌布间有较大的摩擦，将小车如图乙悬挂起来，可减小摩擦力阻力对实验的影响。 [2]而小车的重力较大，图乙方式悬挂起来，仍不能完成探究，是因为小车的重力太大，对实验的影响过大，为了减小重力对实验的影响，用轻质卡片替代小车。 （2）[1][2]为了验证：相互平衡的两个力必须作用在同一直线上，应让两个力的方向相反，作用在不同的直线上，观察物体是否能平衡，所以应选用图丙。图丁中，两个力不在同一直线上，但力的方向不相反。 （3）图乙中，卡片受到作用在同一直线上的两个大小相等，方向相反的力，处于平衡状态，将卡片剪开，同样的两个力作用在两个物体上，是否还能平衡，是为验证相互平衡的两个力必须作用在同一物体上。 5．(1) 木块 砝码的质量 (2) 木块与桌面间存在摩擦力 将木块换成小车 (3)将左盘和右盘放入质量相等的砝码，然后将小车扭转一个角度，观察小车运动状态是否改变 【详解】（1）[1]探究装置中的研究对象是小车，是小车受到了向左和向右的绳子的拉力。 [2]通过调整砝码的质量来改变拉力的大小，砝码的质量越大，拉力越大。 （2）[1]向左盘和右盘同时放入一个质量不等的砝码，两个拉力的大小并不相等，这时木块仍然保持静止状态，产生这一现象的原因是木块与桌面存在摩擦力，对实验有影响。 [2]改进实验是将木块换成小车，小车与桌面之间是滚动摩擦力，滚动摩擦力小于滑动摩擦力。 （3）若器材改进后想要探究不在同一直线上的两个力能否平衡，这两个力的大小、方向不变，且作用在同一个物体，仅仅需要将小车扭转一个角度，这两个力就不在同一条直线上，观察小车运动状态是否改变，故最终的实验步骤是将左盘和右盘放入质量相等的砝码，然后将小车扭转一个角度，观察小车运动状态是否改变。 6．(1)摩擦力 (2)静止 (3)同一直线 【详解】（1）实验中应尽量减小摩擦对平衡的影响，采用的实验装置如图乙，选用了小车，滚动摩擦小于滑动摩擦，这样可以减小摩擦力对实验的影响。 （2）实验中由于桌面很短，且匀速直线运动不易确定，故通过观察小车能否静止，确定其是否处于平衡状态，故判断依据是小车处于静止状态。 （3）把小车转过一个角度，然后松手，观察到小车转动，最后恢复到静止状态，说明小车在水平方向上受到的两个力在同一条直线上时才能平衡。 7．(1) 是 木块处于静止状态 (2)减小摩擦力对实验的影响 (3)加速直线 (4)见解析 【详解】（1）[1][2]考虑到接触面不光滑，受摩擦力的影响；静止状态和匀速直线运动状态都是平衡状态，物体处于平衡状态就受平衡力，实验中，当左盘放入稍大一点的砝码时，小车仍处于静止状态，此时小车受平衡力的作用。 （2）实验时选用小轮润滑好的小车，可减小摩擦力对实验的影响。 （3）在左右两侧同时悬挂一个质量相等的钩码，小车处于静止状态；若再将一个钩码加挂在右侧后，两侧力大小不同，小车会向力大的一侧运动，故小车将做加速运动。 （4）为了验证相互平衡的两个力作用在一条直线上，应改变两个力不在一条直线上，保证力的大小相等，方向相反，他在左右两侧同时悬挂一个质量相等的钩码，并将小车向靠近自己的方向（垂直于纸面向外）挪动一段距离，此时力没有控制方向相反。 8．(1) 不能 是否作用在同一条直线上 (2)A (3)可以沿任意方向 (4)abc (5) 甲、丙 和 A 【详解】（1）[1][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，纸片就会转动，说明了不在同一直线上的两个力不能平衡，设计此实验步骤的目的是验证不在同一直线上的两个力是否平衡。 （2）小明将木块放在水平桌面上，木块和水平桌面上会产生摩擦力，会影响实验效果，用小卡片可以忽略摩擦力对实验的影响，故选A。 （3）因为平衡状态包括静止和匀速直线运动状态，所以物体在只受两个力的作用下做匀速直线运动时，任意方向都适合；因为物体做匀速直线运动时，拉力与阻力始终平衡，与方向无关。 （4）abc三图小卡片均静止，拉力作用在同一物体上且方向相反，且拉力的大小均可改变，则都可以验证一对平衡力的大小相等、方向相反。 （5）[1][2]甲图，水平向右的两个力，共同作用，使橡皮筋伸长到E′，丙图，水平向右一个力作用，使橡皮筋伸长到E′，则由甲、丙两图所示实验可知，同一直线上，方向相同的两个力的合力大小等于两力之和，方向与这两个力方向相同。 [3]如图乙所示时，橡皮筋在水平方向上受到三个力，向右的拉力F1=0.5N×4=2N，向左的拉力F2=0.5N，以及A点受到的拉力F，因为橡皮筋静止，它受到的合力为零，所以，A点受到的拉力F=F1-F2=2N-0.5N=1.5N，方向向左；如果在乙图中那一侧拿走两个钩码，这一瞬间此处的拉力变为F′1=0.5N×2=1N，皮筋在水平方向上受到的合外力为F合=F+F2-F′1=1.5N+0.5N-1N=1N，方向向左，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$