【暑假冲A卷】专题复习07：二力平衡实验题-2024-2025学年物理八年级全一册沪科版（2024）

【暑假冲A卷】专题复习07：二力平衡实验题-物理八年级全一册沪科版（2024） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、实验题 1．小明同学利用如图所示的装置进行“探究二力平衡条件”的实验。 (1)如图所示，小明在“探究二力平衡时，两个力大小是否相等”时，在左侧悬挂2个钩码，右侧悬挂1个钩码，小木块静止，因此他得出二力平衡时，两个力大小不相等，这个结论是 （选填“正确”或“错误”）的； (2)小明又提出了另一种实验方案：将甲装置中的木块换成小卡片，如图所示。把小卡片转过一个角度，然后松手，观察到小卡片转动，最后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在 才能平衡。将小卡片从中间剪开后，小卡片不能平衡，说明二力平衡时，两个力必须作用在 （选填“同一”或“不同”）物体。 2．某小组用如图所示的装置探究“二力平衡的条件”。 (1)如图甲所示，小组同学在左边和右边各放一个质量相同的砝码，这时木块保持静止，说明相互平衡的两个力大小 ，方向 。 (2)细心的小明在实验时发现，若左边放一个砝码，右边放两个与左边一样的砝码，木块仍然保持静止状态。经过讨论，同学们发现产生这一现象的原因是木块和桌面之间存在 。 (3)经过思考与交流，实验小组决定用图乙所示的实验装置进行实验。该装置中，小卡片应尽量选质量 （选填“大”或“小”）的。 (4)在图乙所示的装置中，将小卡片转动一小角度，松手后，小卡片旋转后又恢复原状，这表明相互平衡的两个力需要作用在同一 上。 (5)在图乙所示的装置中，将小卡片从中间剪开后，小卡片不能保持静止。由此说明：二力平衡时，两个力作用在同一 上。 (6)将图乙装置中的滑轮固定成一上一下，如图丙所示，这样做 （选填“能”或“不能”）探究二力平衡的条件。 3．学校运动会要举行拔河比赛，某班体育委员为如何挑选队员而发愁，物理老师告诉大家，拔河比赛的输赢取决于每队与地面的摩擦力，通过引导学生做了“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验，帮他解决这个问题，物理老师引导他们选择了长木板、棉布、毛巾、木块、相同的钩码若干、弹簧测力计，进行了实验。 (1)如图所示，将木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其做匀速直线运动，根据 知识可知，木块受到滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。 (2)下表是其中一组同学多次实验获得的实验数据。 实验次数 实验条件 弹簧测力计示数F/N 1 木块 长木板 0.7 2 木块上放1个钩码 长木板 0.9 3 木块上放2个钩码 长木板 1.1 4 木块上放1个钩码 铺有棉布的长木板 1.2 5 木块上放1个钩码 铺有毛巾的长木板 1.6 分析表中 三次实验数据，可以得出在接触面粗糙程度相同的情况下，压力越大，滑动摩擦力越大。据此结论，选队员时应选体重 （填“大”或“小”）的同学。分析表中2、4、5三次实验数据，可以得出 ，滑动摩擦力越大。 (3)该组同学又探究了不同材质的鞋底对拔河比赛的影响。设计方案如下：选用外形、体积完全相同的实心橡胶块和塑料块（如图），用弹簧测力计拉着橡胶块在水平长木板上做匀速直线运动，测出它与该长木板间的滑动摩擦力；用同样的方法测塑料块与长木板之间的滑动摩擦力；重复上述实验三次；比较实验数据得出结论。请指出此设计方案存在的问题 。 4．在学过摩擦力知识后，小明想探究：摩擦力大小是否与压力、重力都有关系？他利用如图所示的装置进行探究实验，实验步骤如下： ①把金属盒放在质量不计的白纸上，读出台式测力计示数；拉动白纸的过程中，读出弹簧测力计的示数； ②将质量不计的氢气球系在金属盒上，读出台式测力计示数；拉动白纸的过程中，读出弹簧测力计的示数； ③再往金属盒注入适量的沙子，使台式测力计示数与步骤①中的示数相等，拉动白纸的过程中，读出弹簧测力计的示数。实验相关数据如下表所示。 实验序号 台式测力计示数 金属盒总重力 弹簧测力计示数 ① ② ③ (1)此实验中台式测力计测的是 力大小，弹簧测力计测的是 力大小； (2)实验中测量金属盒所受摩擦力大小， （必须/不必）匀速拉动白纸； (3)实验中是通过 来改变金属盒总重力的； (4)比较实验步骤 （填序号）的数据，说明摩擦力大小与重力无关。 5．小明和小华利用图1甲所示装置探究二力平衡条件。实验时，他们在左盘和右盘同时加入一个质量相等的钩码时，木块A处于静止状态。当向右盘再添加一个钩码时，木块A仍然处于静止状态。 (1)此时木块水平方向受到的合力 零（选填“等于”或“不等于”）； (2)为了避免这种现象发生，小明用图1乙中所示的小车B替换木块A进行实验，小华用图1丙中所示的硬卡片C替换木块A进行实验。小明和小华在实验中分别用小车B和硬卡片C替换木块A进行实验的目的是 ； (3)若要证明：“这两个力必须作用在同一条直线上才能平衡”，小强选用了如图2的实验器材，则下列实验操作正确的是（　　） A．手捏住卡片，向下拉动一段距离，松手 B．手捏住卡片，用剪刀将卡片剪成左右两半，松手 C．手捏住卡片，将右侧滑轮竖直向上移动一定高度，松手 D．手捏住卡片，绕其中心在竖直平面旋转一定角度，松手 6．在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，小明按照图甲、乙、丙三种情况进行了实验，其中A、C为木块、B为重物。 (1)实验中，小明应该沿水平方向拉动木块做 运动； (2)比较 （填实验序号）两图的实验，可探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系； (3)比较甲、乙两实验可以得出的结论是 ； (4)小明又设计了丁图的实验方案，若水平拉力F＝3.5N，弹簧测力计稳定后的示数为1.5N，则木块C受到的摩擦力大小为 N，方向为 ； (5)在如图戊所示的五种情景中，小明用弹簧测力计拉着小木块使其沿平行于接触面方向做匀速直线运动，其中弹簧测力计对小木块的拉力和小木块所受的摩擦力是一对平衡力的有 （选填序号）。 7．如图甲、乙、丙所示是小强采用不同方法进行探究“二力平衡的条件”的实验装置。 (1)乙装置比甲装置更科学，其主要原因是为了减少 对实验结果的影响。 (2)在装置乙中，将小车旋转一定角度，松手后，发现小车又恢复原状，这说明两个力在 上，物体才能平衡。 (3)小强在图乙中的两端托盘内放入砝码，并通过调整 来改变拉力的大小。 (4)利用图丙实验装置进行实验时，为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图丙所示情况下，小华下一步的操作是 。 8．某实验小组利用如图甲所示的实验装置做“探究二力平衡的条件”实验时，请问： (1)实验时应选择较 （选填“光滑”或“粗糙”）的实验桌面。 (2)如图甲所示，当左右两端同时挂两个钩码时，小车静止，此时、的大小 ，方向 。 (3)在图甲实验的基础上，将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动状态，这样做的目的是探究两个平衡的力是否作用在 。 (4)为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上，小明用轻质硬纸片代替小车做实验，如图乙所示，他将要对硬纸片进行的操作是 。 (5)小明同学完成课本的实验后，提出了一个猜想：只受一个力作用的物体也能保持平衡状态。为了验证猜想，他将一个小球用一根细线悬挂起来，如图丙所示，剪断细线后小球下落，如图丁所示，此时小球受 力作用。由实验可知，小明的猜想是 （选填“正确”或“错误”）的。 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 《【暑假冲A卷】专题复习07：二力平衡实验题-物理八年级全一册沪科版（2024）》参考答案 1．(1)错误 (2) 同一直线上 同一 【详解】（1）根据图甲可知，木块受到水平向右的拉力和水平向左的拉力，并且向右的拉力大于向左的拉力，但木块静止不动，说明木块还受到桌面的摩擦力，二力平衡时两个力大小不需要相等，这个结论是错误的，此方案中摩擦力对实验的影响较大。 （2）[1]小卡片转过一个角度后，两个拉力不在同一条直线上，小卡片转动，当转动到两个拉力作用在同一条直线上时，小卡片恢复到静止状态，故说明两个力必须作用在同一条直线上。 [2]小卡片从中间剪开后，变成两个物体后小卡片不能平衡，说明二力平衡时，两个力必须作用在同一个物体上。 2．(1) 相等 相反 (2)摩擦力 (3)小 (4)直线 (5)物体 (6)能 【详解】（1）[1][2]甲图中，在左边和右边各挂一个砝码，木块保持静止，处于平衡状态，受到平衡力作用，说明相互平衡的两个力方向相反，大小相等。 （2）若左边挂一个钩码，右边挂两个钩码时，木块仍然保持静止状态，说明木块处于平衡状态，说明木块在水平方向还受到摩擦力的作用，也就是木块和桌面之间存在摩擦。 （3）该装置中，小卡片应尽量选质量小的卡片，这样可以减小卡片自身重力对实验结果的影响。 （4）将小卡片转动一小角度，这样两个力不在同一直线上，卡片将无法在这个位置平衡，因而松手后，小卡片旋转后又恢复原状，这表明相互平衡的两个力需要作用在同一直线上。 （5）将小卡片一分为二，使这两个力不再共物，物体就不能静止，各自向相反的方向运动，因此二力平衡时两个力必须作用在同一物体上。 （6）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。 3．(1)二力平衡 (2) 1、2、3 大 在压力一定时，接触面粗糙越粗糙 (3)没有控制压力相同 【详解】（1）用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其做匀速直线运动，过二力平衡的知识可知，物体受平衡力时，摩擦力等于拉力，则木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。 （2）[1][2]分析表中1、2、3三次实验数据，接触面粗糙程度相同，压力越大，测力计示数越大，滑动摩擦力越大，据此结论，选队员时应选体重大的同学。 [3]分析表中2、4、5三次实验中，压力相同，接触面越粗糙，测力计示数越大，可以得出：在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 （3）此方案中选用外形、体积完全相同的实心橡胶块和塑料块，但橡胶和塑料的密度不同，根据，在体积相同的情况下，密度不同则质量不同。放在水平长木板上时，对长木板的压力，质量不同则压力不同。而在探究与鞋底材质有关的摩擦力时，压力是需要控制的变量，所以此设计方案存在的问题是没有控制压力相同。 4．(1) 金属盒对白纸的压力 金属盒对弹簧测力计的拉 (2)不必 (3)向金属盒内添加沙子 (4)①③ 【详解】（1）[1][2]台式测力计测的是其受到压力的大小，所以实验中台式测力计测的是金属盒对白纸的压力；弹簧测力计测的是其受到拉力的大小，所以弹簧测力计测的是金属盒对弹簧测力计的拉力。 （2）与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比，拉动白纸进行实验不必要控制白纸做匀速直线运动。 （3）由实验可知，是通过向金属盒内添加沙子，改变金属盒的总重力。 （4）由表中①③所示实验数据可知，在误差允许范围内，接触面粗糙程度相同、物体间压力相同而物体重力不同，物体受到的摩擦力相同，由此可知，摩擦力大小与物体的重力无关。 5．(1)等于 (2)减小摩擦力对实验的影响 (3)D 【详解】（1）木块A处于静止状态，当向右盘再添加一个钩码时，木块A仍然处于静止状态，属于平衡状态，此时木块水平方向受到的合力等于零。 （2）两侧砝码质量不同，绳对物体的拉力不相等，物体能静止不动，是因为摩擦力的影响，为了避免这种现象发生，小明和小华在实验中分别用小车B和硬卡片C替换木块A进行实验，目的是减小摩擦力对实验的影响。 （3）A．手捏住卡片，向下拉动一段距离，松手，此时不仅使两个力不在同一条直线上，而且两个力的方向也不相反，没有正确使用控制变量法，不能证明两个力必须作用在同一条直线上才能平衡，故A错误； B．手捏住卡片，用剪刀将卡片剪成左右两半，松手，将受力物体变成两个，两物体都不能静止，证明的是两个力必须作用在同一物体上才能平衡，不能证明两个力必须作用在同一条直线上才能平衡，故B错误； C．手捏住卡片，将右侧滑轮竖直向上移动一定高度，松手，因为左右两侧各通过一个定滑轮，定滑轮虽然不等高，但是两个力大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在同一物体上，小卡片还是处于静止状态，不能证明两个力必须作用在同一条直线上才能平衡，故C错误； D．手捏住卡片，绕其中心在竖直平面旋转一定角度，松手，此时两个力大小相等，方向相反，作用在同一物体上，但不在同一直线上，松手后，卡片发生转动，最后静止，两个力恢复到同一直线上，能证明两个力必须作用在同一条直线上才能平衡，故D正确。 故选D。 6．(1)匀速直线 (2)甲、丙 (3)接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大 (4) 1.5 水平向右 (5)②③④ 【详解】（1）实验中，为了使木块在水平方向上受力平衡，即让拉力和摩擦力是一对平衡力，方便读取摩擦力的大小，所以小明应沿水平方向拉动木块做匀速直线运动。 （2）由图可知，甲和丙在压力相同的条件下，接触面粗糙程度不同，所以可探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系。 （3）甲、乙两图实验中，接触面粗糙程度相同，压力不同且乙图中压力大，弹簧测力计示数大，所以这是为了探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系，同时根据实验现象可得出：接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。 （4）[1][2]拉动长木板，木块C静止处于平衡状态，受到水平向左弹簧测力计的拉力和水平向右的摩擦力是一对平衡力，二力大小相等，所以此时木块C受到的滑动摩擦力大小为1.5N。 （5）由图可知，①中拉力和摩擦力不在同一条直线上，所以不是一对平衡力；②③④中水平匀速直线拉着木块运动，木块处于平衡状态，水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力；⑤中木块沿斜面匀速上升，此时拉力等于摩擦力与重力沿斜面向下的分力之和，拉力与摩擦力不是一对平衡力；所以弹簧测力计对小木块的拉力和小木块所受的摩擦力是一对平衡力的有②③④。 7．(1)摩擦力 (2)同一条直线 (3)砝码个数 (4)用剪刀将卡片从中间剪开 【详解】（1）在甲装置中，木块与桌面之间是滑动摩擦，摩擦力较大；而乙装置中小车与桌面之间是滚动摩擦，摩擦力较小。乙装置能更有效地减少摩擦力对实验结果的影响。 （2）将小车旋转一定角度，此时两个力不在同一条直线上，松手后小车又恢复原状，这表明只有两个力在同一条直线上时，物体才能平衡。 （3）在图乙中，两端托盘内放入砝码，由于砝码受到重力，两侧的绳子会对小车产生拉力，通过调整砝码的个数，就可以改变拉力的大小。 （4）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图丙所示情况下，可以用剪刀将卡片从中间剪开，使两个力分别作用在两个物体上，观察卡片的运动状态变化。 8．(1)光滑 (2) 相等 相反 (3)同一直线上 (4)剪开硬纸片 (5) 重 错误 【详解】（1）探究二力平衡的条件的实验中，若选择粗糙桌面，小车与桌面之间的摩擦力过大，会对实验产生影响，因此实验应选择较光滑的桌面，可以减小摩擦力对实验产生影响。 （2）[1][2]实验中定滑轮可以改变力的方向，通过调节钩码的数量来控制小车两端拉力的大小，小车受到的拉力等于所挂钩码的重力，左右两端同时挂两个钩码，两端拉力、大小相等，方向相反。 （3）将小车扭转一定角度后，两端的力无法保持在一条直线上，放手后，小车无法保持静止，将转回原来的平衡位置，这样做的目的是探究两个平衡的力是否作用在同一直线上。 （4）将纸片沿中间剪开，纸片变成两个物体，各自受到两端的拉力，所以无法保持静止，可以探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上。 （5）[1][2]物体保持平衡状态只有两种可能：1.物体不受外力作用，2.物体受到平衡力的作用，所以物体只受到一个力的作用时，一定无法保持平衡，实验中，剪开细线，小球受到重力的作用开始加速下落，不能保持平衡，运动状态发生了改变，所以小明猜想是错误的。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 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