内容正文:
8.1 (专题训练)
一.平衡状态的判断(共7小题)
二.二力平衡的条件(共5小题)
三.探究二力平衡条件的实验(共7小题)
四.(共5小题)
五.二力或多力平衡问题(共10小题)
六.平衡力与相互作用力的区别(共6小题)
一.平衡状态的判断(共7小题)
1.下列情境中,物体处于平衡状态的是( )
A.减速进站的火车 B.加速上升的火箭 C.匀速上升的电梯 D.自由下落的苹果
【答案】C
【详解】A.减速进站的火车速度发生变化,说明不是处于平衡状态,故A不符合题意;
B.加速上升的火箭速度发生变化,说明不是处于平衡状态,故B不符合题意;
C.匀速上升的电梯,速度和方向都不变,处于匀速直线运动状态,所以是平衡状态,故C符合题意;
D.自由下落的苹果,速度发生变化,说明不是处于平衡状态,故D不符合题意。
故选C。
2.在下列实例中,受平衡力作用的物体是( )
A.正在圆形轨道上运动的过山车 B.减速进站的火车
C.在马路上匀速直线行驶的汽车 D.腾空而起正在加速上升的火箭
【答案】C
【详解】物体受平衡力作用时,运动状态保持不变(即静止或匀速直线运动)。
A.正在圆形轨道上运动的过山车运动方向不断改变,运动状态变化,不受平衡力,故A不符合题意;
B.减速进站的火车速度减小,运动状态变化,不受平衡力,故B不符合题意;
C.在马路上匀速直线行驶的汽车,速度大小、运动方向均不变,运动状态稳定,受平衡力作用,故C符合题意;
D.腾空而起正在加速上升的火箭,速度增大,运动状态变化,不受平衡力,故D不符合题意。
故选 C。
3.如图所示,物体可以保持平衡状态的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A.图中两个力没有作用在同一条直线上,不是平衡力,物体不会保持平衡状态,故A不符合题意;
B.图中两个力大小不相等,不是平衡力,物体不会保持平衡状态,故B不符合题意;
C.图中两个力没有作用在同一物体上,不是平衡力,物体不会保持平衡状态,故C不符合题意;
D.图中两个力作用在同一物体上,且大小相等,方向相反,作用在同一直线上,是一对平衡力,物体会保持平衡状态,故D符合题意。
故选D。
4.重力相同的a、b两件货物在两台吊车钢索的牵引下竖直向上运动,它们运动的s-t图像分别如图甲、乙所示,则在图像描述的运动过程中:( )
A.它们都做匀速直线运动
B.a货物所受重力和钢索对它的牵引力是一对平衡力
C.b货物所受重力和钢索对它的牵引力是一对平衡力
D.前6秒内,a货物运动的平均速度大于b货物运动的平均速度
【答案】B
【详解】A.甲图是过原点的倾斜直线,说明a的路程与时间成正比,做匀速直线运动。乙图是曲线,说明b的路程与时间不成正比,速度在变化,做变速运动。故A不符合题意;
B.a做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的重力和钢索的牵引力是一对平衡力,一对平衡力大小相等、方向相反、作用在同一直线和同一物体上。故B符合题意;
C.b做变速运动,运动状态不断改变,说明受到的重力和钢索的牵引力不是平衡力。故C不符合题意;
D.前6秒内,a货物运动的平均速度
b货物运动的平均速度
所以a货物运动的平均速度小于b货物运动的平均速度,故D不符合题意;
故选B。
5.生活处处有物理,留心观察皆学问。如小红骑着自行车放学回家,她遇到红灯时捏车闸刹车,说明力能 ,当小明骑着自行车匀速转弯时自行车水平方向受到 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
【答案】 改变物体的运动状态 非平衡力
【详解】[1]小红骑着自行车时捏车闸刹车,自行车会减速,运动状态改变,说明力改变物体的运动状态。
[2]小明骑着自行车匀速转弯时,自行车运动状态在改变,自行车水平方向受到非平衡力作用。
6.如图所示,一辆小汽车沿着斜面向上做匀速直线运动,此时这辆小汽车 (选填“处于”或“不处于”)平衡状态;这辆小汽车所受的重力与斜面对小汽车的支持力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
【答案】 处于 不是
【详解】[1]物体保持静止或匀速直线运动状态,或者说物体运动状态保持不变,就是处于平衡状态。小汽车沿斜面向上做匀速直线运动,其运动状态没有改变,因此这辆小汽车处于平衡状态。
[2]二力平衡条件:作用在同一物体上,大小相等,方向相反,在一条直线上。汽车所受重力方向竖直向下,斜面对小车的支持力方向是垂直于斜面向上,这两个力不在一条直线上,所以这两个力不是平衡力。
7.如图,在真空管中,有一光滑的小球被竖直弹出,每0.02s用照相机拍摄记录小球的位置,制成图中的轨迹示意图,请判断轨迹示意图中运动的小球在竖直方向上所受的力 (“是”或“不是”)平衡力,理由是 。
【答案】 不是 小球的运动状态改变了
【详解】[1][2]由图可知,相同时间内小球运动的路程不同,所以小球做变速直线运动,即小球的运动状态改变了,小球在竖直方向上只受到重力作用,所以小球在竖直方向上所受的力不是平衡力。
二.二力平衡的条件(共5小题)
8.如图所示,物体只受到F1和F2两个方向相反的力(F1=F2),不能使物体处于平衡状态的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】若物体只受到两个力的作用,且大小相等、方向相反、作用在同一直线上,则二力平衡,物体受平衡力的作用,处于平衡状态。A选项中的两个力不在同一直线上,二力不是一对平衡力,不能使物体处于平衡状态;BCD选项中的两个力均符合二力平衡条件,能使物体处于平衡状态。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9.下列各种动作,若无其他辅助,在水平地面上无法保持平衡的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】二力平衡的条件是:两个力的大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一物体上。
ABC.由图可知,三种情况下,人受重力和支持力的作用,当二者共线时即可平衡,故ABC不符合题意;
D.健身者受到的重力和地面对脚的支持力作用,由图可知支持力和重力的作用线不可能在同一直线上,所以健身者在这两个力的作用下不可能平衡,故D符合题意。
故选D。
10.如图,用水平力 F 将木块压在粗糙竖直墙壁上静止。下列力属于平衡力的是( )
A.木块重力与墙壁对它的支持力 B.水平力 F 与木块对墙壁的压力
C.水平力 F 与墙壁对木块的支持力 D.木块对墙壁的压力与墙壁对木块的摩擦力
【答案】C
【详解】A.木块重力方向竖直向下,墙壁对木块的支持力方向水平向左,这两个力方向不在同一直线上,不是平衡力,故A不符合题意;
B.水平力F作用在木块上,木块对墙壁的压力作用在墙壁上,这两个力作用在不同物体上,不是平衡力,故B不符合题意;
C.水平力F与墙壁对木块的支持力,都作用在木块上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,故C符合题意;
D.木块对墙壁的压力方向水平向右,墙壁对木块的摩擦力方向竖直向上,这两个力方向不在同一直线上,不是平衡力,故D不符合题意。
故选C。
11.二力平衡的条件:作用在 个物体上的两个力,如果 相等、 相反,并且在 直线上,这两个力就彼此平衡。
【答案】 同一 大小 方向 同一
【详解】[1][2][3][4]二力平衡的条件可总结为“同体、等大、反向、共线”:
同体:两个力作用在同一个物体上;等大:两个力的大小相等;
反向:两个力的方向相反;共线:两个力作用在同一条直线上。
12.如图所示,使用弹簧测力计测一物体重力,弹簧测力计指针静止时指在某一位置。这个弹簧测力计的分度值是 N。如图所示,物体的重力是 N。
【答案】 0.2 1.6
【详解】[1]由图可知:1N之间有5个小格,所以一个小格代表0.2N,即此弹簧测力计的分度值为0.2N。
[2]此时指针指在“1.6”处,所以图中所示的拉力为1.6N。此时物体受到的重力和测力计给它的拉力是一对平衡力,大小相等,故物体的重力是1.6N。
三.探究二力平衡条件的实验(共7小题)
13.某小组用如图所示的装置探究二力平衡的条件,下列说法错误的是( )
A.使用小车而不是木块进行实验,是为了减小摩擦力对实验的影响
B.改变两个托盘里的钩码质量,是为了探究二力平衡时两个力的大小关系
C.把小车在水平桌面上扭转一个角度,是为了探究二力平衡时两个力的方向是否相反
D.把小车放在水平桌面上实验时,该小车在竖直方向上受力平衡
【答案】C
【详解】A.使用小车而不是木块进行实验,是为了减小摩擦力对实验的影响,这是用变滑动为滚动的方式减小摩擦的,故A正确,不符合题意;
B.改变两个托盘里的钩码质量,是为了探究二力平衡时两个力的大小关系,钩码质量大对应的拉力就大,故B正确,不符合题意;
C.把小车在水平桌面上扭转一个角度,是为了探究二力平衡时两个力是否在一条直线上,故C错误,符合题意;
D.把小车放在水平桌面上实验时,处于平衡状态,该小车在竖直方向上受力平衡,只研究水平方向上的受力情况,故D正确,不符合题意。
故选C。
14.如图探究“二力平衡条件”的实验。下列说法错误的是( )
A.小车静止时,只受到一对平衡力的作用
B.桌面应尽量光滑,可以减小摩擦力对实验的影响
C.将右侧的钩码取下,挂在小车左边F1的位置,可以探究出方向相同的两个力不能平衡
D.将小车扭转一个角度,松手后小车会从静止变为运动,这表明两个力平衡需要作用在同一直线上
【答案】A
【详解】A.如图所示,小车静止时,水平方向上受到拉力F1、F2,在竖直方向上受到重力和支持力,所以小车受到两对平衡力的作用,故A错误,符合题意;
B.桌面越光滑,小车运动时受到的摩擦力越小,可以减小摩擦力对实验的影响,故B正确,不符合题意;
C.将右侧的钩码取下,挂在小车左边F1的位置,此时F1、F2大小相同、方向相同,小车向左加速运动,即方向相同的两个力不能平衡,故C正确,不符合题意;
D.将小车扭转一个角度后,拉力F1、F2不在同一条直线上,松手后小车会从静止变为运动,表明不作用在同一条直线上的两个力不能平衡,即两个力平衡需要作用在同一直线上,故D正确,不符合题意。
故选A。
15.弹簧测力计是用来测量 的工具,在本学期,我们有多个实验中用到它,比如:测量物体的重力,探究二力平衡的条件, 等(再写出一个实验)。在探究二力平衡的条件的实验中,某同学采用了图所示的方法,这个方法 (选填“可以”或“不可以”)探究二力平衡的条件,理由是: 。
【答案】 力的大小 测量滑动摩擦力大小 不可以 两个力没有作用在同一个物体上
【详解】[1]弹簧测力计是一种用于测量力的大小的力学工具,广泛应用于物理实验和工业检测领域。
[2]在测滑动摩擦力时我们用到了测力计,实验中,根据二力平衡条件可知,弹簧测力计的示数即为滑动摩擦力的大小。
[3][4]二力平衡的条件大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一物体上。图中两个力作用在不同物体上,因此不能用来探究二力平衡的条件的实验。
16.如图探究二力平衡条件实验中,卡片静止后,将卡片旋转一个角度,松手后卡片不能平衡,这说明两个力必须 ;当卡片重新恢复到静止状态,这时卡片两边的拉力大小 、方向相反。选择轻质卡片的好处是 。
【答案】 作用在同一条直线上 相等 不考虑小卡片的重力
【详解】[1]探究二力平衡条件实验中,卡片静止后,将卡片旋转一个角度,作用在卡片上的两力作用不在同一条直线上,松手后卡片不能平衡,这说明两个力必须作用在同一条直线上。
[2]当卡片重新恢复到静止状态,这时卡片两边的拉力大小均等于一个钩码的重力,大小相等、方向相反。
[3]选择轻质卡片的好处是卡片的重力很小,可以不考虑小卡片的重力。
17.在“探究二力平衡条件”的实验中,小明设置的实验装置如图甲所示。
(1)实验时,向左盘和右盘同时放入等重的砝码,这时木块保持静止,但小明在实验时发现,若向左盘和右盘同时放入不等重的砝码,木块仍然保持静止,则产生这一现象的原因是 ;
(2)现保持与的大小相等,将木块换成小车,然后扭转一个角度,松手后,小车将发生转动,据此可以得出二力平衡时需要满足的一个条件是 ;
(3)在探究同一问题时,小红用小卡片设计了如图乙所示的实验装置,在图乙的基础上继续实验,为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡时,小明的操作应该是 并观察卡片能否静止。
(4)利用如图丙所示的装置, (填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件;
【答案】(1)木块与桌面间存在摩擦力
(2)两个力必须在同一直线上
(3)把小卡片剪成两半
(4)能
【详解】(1)因木块与桌面间存在摩擦力,若向左盘和右盘同时放入不等重的砝码,木块仍然保持静止,则产生这一现象的原因是:木块与桌面间存在摩擦力。
(2)将木块换成小车,然后扭转一个角度,松手后,小车将发生转动,说明一对平衡力需在同一直线上,据此可以得出二力平衡时需要满足的一个条件是:二力平衡时的两个力必须在同一直线上。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,可以把小卡片剪成两半,使两个力分别作用在两个物体上,然后观察卡片能否静止。
(4)从图中可知,虽然卡片两端的滑轮不在同一高度,但只要两个力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,卡片仍然会处于平衡状态,所以能探究二力平衡的条件。
18.如图所示,这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,使作用在小卡片上的两个拉力方向 ,通过调整 来改变拉力的大小。
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片顺时针转过一个角度,松手后小卡片不能平衡,此操作是为了探究平衡的两个力是否在 上。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小华下一步的操作是 。
(4)若小华在实验操作时,左右两个滑轮没有安装在相同高度,如图乙,能否完成以上实验探究?答: 。
(5)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图丙所示的实验,当他在木块左端挂上2N的钩码,右端挂上1.5N的码时,木块仍处于平衡状态,其原因可能是 。
【答案】(1) 相反 钩码的个数
(2)同一直线
(3)把小卡片剪为两半
(4)能
(5)木块还受到桌面对它的摩擦力作用
【详解】(1)[1][2]如图甲,小卡片两端受到的线的拉力方向相反,拉力大小等于线下端钩码重力大小,即可以通过调整悬挂的钩码的个数来调整拉力的大小。
(2)将小卡片旋转过一个角度,两个拉力将不在同一条直线上,此时松开小卡片,可以观察到小卡片不能保持静止,此实验步骤是为了探究不在同一条直线上的两个力能否平衡。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,用剪刀把小卡片剪成两个更小的卡片,观察两个更小卡片是否平衡。
(4)定滑轮的作用是不改变力的大小,只改变力的方向;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。
(5)木块静止,此时木块受到的一定是平衡力;木块受到向左2N的拉力,向右1.5N的拉力,此时木块还受到桌面对它的摩擦力作用,在这三个力作用下处于平衡状态,即这三个力是平衡力。
19.如图所示,在“探究二力平衡条件”时,小明不断改进并先后设计了三个实验方案。
(1)从甲方案改进为乙方案是为了减小 对实验的影响。小明采用丙方案进行实验,选质量为5g的卡片作为研究对象,在线的两端分别挂上等质量的钩码,则所挂钩码质量合适的是 (选填“5g”、“200g或“任意质量”);
(2)小明将系于卡片两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,改变卡片左右钩码数发现:当卡片左右钩码数相同时,卡片保持静止,卡片左右钩码数不同时,卡片不能保持静止。这一现象说明了相互平衡的两个力大小 ;
(3)丙图中,小明将卡片旋转一定角度,松手后,卡片 (能/不能)保持静止,此现象说明相互平衡的两个力方向要在 上;
(4)小丽在做实验时,左右支架上装配两个滑轮时没有安装在相同的高度,你认为小丽的装置 (可行/不可行)进行实验;
(5)如图丁,小李尝试在匀速直线运动状态下进行研究:在右边绳端挂重1N的钩码,然后通过弹簧测力计向左水平匀速拉动木块,此时弹簧测力计的示数为1.1N,从而得出“相互平衡的两个力大小不相等”,这结论是 (正确/错误)的。
【答案】(1) 摩擦力 200g
(2)相等
(3) 不能 同一直线
(4)可行
(5)错误
【详解】(1)[1]从甲方案改进为乙方案是为了减小摩擦力对实验的影响。乙方案通过滚动摩擦代替滑动摩擦(如用小车代替木块),能有效减小摩擦,使实验结果更准确。
[2]在丙方案中,选质量为5g的卡片作为研究对象,所挂钩码质量合适的是200g。因为如果钩码质量太小,比如5g,与卡片质量相近,卡片自身重力对实验的影响就不能忽略,会导致实验误差较大;而如果选择任意质量,可能会因质量过大使卡片承受不住拉力或使实验现象不明显,200g既能产生明显的拉力效果,又能在卡片承受范围内,同时相比卡片质量,能较好地忽略卡片重力的影响。
(2)当卡片左右钩码数相同时,卡片保持静止,卡片左右钩码数不同时,卡片不能保持静止。这一现象说明相互平衡的两个力大小相等。
(3)[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,卡片就会转动,说明了不在同一直线上的两个力不能平衡。
(4)小丽的装置能进行实验。因为定滑轮的作用是改变力的方向,即使左右支架上的滑轮安装高度不同,也不影响通过滑轮改变力的方向,使作用在卡片上的两个拉力方向相反,且对探究二力平衡的其他条件(大小相等、作用在同一直线上、作用在同一物体上)没有影响,所以可以进行实验。
(5)这一结论是错误的。在匀速直线运动状态下,木块受到向右的拉力(钩码重力1N)、向左的弹簧测力计拉力1.1N 以及向右桌面的摩擦力。此时木块处于平衡状态,受到的是三个力的平衡,即弹簧测力计的拉力等于钩码的拉力与摩擦力之和,所以不能仅根据弹簧测力计示数和钩码重力不相等就得出“相互平衡的两个力大小不相等”的结论。
四.(共5小题)
20.如图所示,小阳用水平推力 F将一个木块按在墙上,木块静止,下列说法正确的是( )
A.木块受到的重力与墙面对木块的支持力是一对平衡力
B.木块对墙面的压力与墙面对木块的支持力是一对平衡力
C.木块受到的重力与墙面对木块的摩擦力是一对平衡力
D.木块对墙面的压力就是木块的重力
【答案】C
【详解】A.木块受到的重力方向竖直向下,墙面对木块的支持力方向水平向左,两个力不在同一直线上,所以不是一对平衡力。故A错误;
B.木块对墙面的压力作用在墙上,墙面对木块的支持力作用在木块上,这两个力作用在不同的物体上,是一对相互作用力,不是一对平衡力。故B错误;
C.木块受到的重力方向竖直向下,墙面对木块的摩擦力方向竖直向上,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,符合二力平衡的条件,是一对平衡力。故C正确;
D.木块对墙面的压力是水平方向的力,大小等于推力F,而木块的重力是竖直方向的力,两者方向不同,大小也没有必然联系,不是同一个力。故D错误。
故选C。
21.如图所示,在水平拉力F的作用下,木块随小车一起在水平地面上向右做匀速直线运动。下列分析正确的是( )
A.木块受到的重力和支持力是一对平衡力
B.木块受到的重力和支持力是一对相互作用力
C.小车受到的支持力和它对地面的压力是一对平衡力
D.小车受到的重力和它对地面的压力是相互作用力
【答案】A
【详解】AB.木块随小车一起在水平地面上做匀速直线运动,因此处于平衡状态;竖直方向上木块受到的重力和支持力作用在同一物体(木块)上,二力大小相等、方向相反,符合二力平衡条件,因此是一对平衡力,不是一对相互作用力,故B错误,A正确;
C.小车受到的支持力其受力物体是小车,施力物体是地面,小车对地面的压力其受力物体是地面,施力物体是小车,二力大小相等、方向相反,符合相互作用力的特点,是一对相互作用力,不是一对平衡力,故C错误;
D.小车受到的重力和它对地面的压力,方向相同,不符合相互作用力的特点,因此不是一对相互作用力,故D错误。
故选A。
22.如图所示,手握装水的玻璃杯保持静止,下列方法中能增大手与玻璃杯之间摩擦的是( )
A.喝掉杯中一部分水 B.向杯中加一些水
C.给手戴上粗糙的手套 D.增大握水杯的力度
【答案】B
【详解】用手握着装水的玻璃杯,装水的玻璃杯始终保持静止,处于平衡状态,装水的玻璃杯在竖直方向上受到的总重力和摩擦力始终是一对平衡力,二者大小相等。
A.喝掉杯中一部分水,装水的玻璃杯的总重力变小,由二力平衡的条件可知,摩擦力变小,故A不符合题意;
B.向杯中加一些水,装水的玻璃杯的总重力变大,由二力平衡的条件可知,摩擦力变大,故B符合题意;
C.给手戴上粗糙的手套,装水的玻璃杯的总重力不变,摩擦力不变,故C不符合题意;
D.增大握水杯的力度,装水的玻璃杯的总重力不变,摩擦力不变,故D不符合题意。
故选B。
23.如图所示,用绳将吊灯悬挂在天花板上,绳子对吊灯的拉力与 是一对平衡力。假如悬挂吊灯的绳子突然断了,吊灯将 (选填“保持静止”“加速下落”或“匀速下落”)。
【答案】 吊灯的重力 加速下落
【详解】[1]用绳将吊灯悬挂在天花板上,绳子对吊灯的拉力与吊灯的重力大小相等、方向相反、作用在同一直线和同一物体上,是一对平衡力。
[2]假如悬挂吊灯的绳子突然断了,吊灯将只受到竖直向下的重力的作用,受力不平衡,会加速下落。
24.联欢会上,小妍同学请大家做一个游戏:左脚和左侧身体紧贴墙面站立,如图所示,然后把右脚抬离地面,此时能使身体仍然保持静止者获胜。那么当右脚抬起后,人能仍然保持静止不动吗?结论是: (选填“能”或“不能”),其中的原因是: 。
【答案】 不能 重力和支持力不在同一直线上
【详解】[1][2]左脚和左侧身体紧贴墙面站立静止,人受力平衡,在水平方向上受到平衡力的作用,在竖直方向上人受到重力和地面的支持力的作用,地面对人的支持力分别作用在人的两只脚上,抬起一只脚,则人受力不平衡,重力和支持力不在同一直线上,所以人不能保持静止不动。
五.二力或多力平衡问题(共10小题)
25.一个截面是直角三角形的木块放在粗糙水平面上,在斜面上放一个光滑球,球的一侧靠在竖直墙上,木块处于静止,如图所示。若在光滑球的最高点施加一个竖直向下的力,球仍处于静止,则木块对地面的压力和摩擦力的变化情况是( )
A.增大、不变 B.增大、增大
C.不变、增大 D.不变、不变
【答案】B
【详解】
以小球为研究对象进行受力分析,根据题意作出已知的力的示意图如图1所示:小球受到竖直向下的重力,最高点施加一个竖直向下的力,竖直墙对球水平向右的弹力,三角形木块对球垂直于斜面向上的支持力,小球处于静止的平衡状态,应受到竖直方向的平衡力及水平方向的平衡力,当施加一个竖直向下的力时,竖直墙对球水平向右的弹力增大,三角形木块对球垂直于斜面向上的支持力增大。把三角形和球看作一个整体进行分析受力如图2所示:整体受到重力,最高点施加一个竖直向下的力,竖直墙对球水平向右的弹力,地面对整体竖直向上的支持力,由于球与木块整体处于静止状态,根据二力平衡可知,水平方向上,竖直方向上,可见,当施加一个竖直向下的力时,竖直墙对球水平向右的弹力增大,则摩擦力增大,地面的支持力增大,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
26.如图所示,一块正方形的磁铁重,在大小为的拉力作用下从点沿水平直线运动到点。磁铁在段和段做匀速直线运动。已知,其中段接触面的材料是铁,DE段接触面的材料是木,每经过相同时间,用虚线框记录磁铁位置。根据图像,下列说法正确的是( )
A.AB段比DE段的接触面更粗糙
B.AB段磁铁的平均速度小于段
C.磁铁在BC段受到的摩擦力等于
D.AB段由于受到磁力作用磁铁对接触面压力变大,所以段受到的摩擦力一定比段要大
【答案】B
【详解】AD.由于正方形磁铁在DE段做匀速直线运动,则磁铁受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力是一对平衡力,拉力大小是3N,所以磁铁在DE段受到的摩擦力也是3N。在AB段正方体磁铁也做匀速直线运动,则磁铁受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力是一对平衡力,拉力大小是3N,所以磁铁在AB段受到的摩擦力也是3N,因此DE段摩擦力等于AB段摩擦力,AB段接触面的材料是铁,DE段接触面的材料是木,AB多了吸引力,故压力较大,但摩擦力相等,说明AB段的粗糙程度较小,故AD错误;
B.根据图中信息可知,磁铁在AB段的运动时间大于在BC段的运动时间,已知,由可知,AB段物体的平均速度小于BC段的平均速度,故B正确;
C.由图知,在BC段,磁铁在相等时间内通过的路程越来越长,所以正方体磁铁在BC段做加速运动,则磁铁受到水平向右的拉力大于摩擦力,拉力大小是3N,所以磁铁在BC段受到的摩擦力小于3N,故C错误。
故选B。
27.一同学用水平力去推水平面上的桌子,未推动,则下列说法正确的是( )
A.因为推力小于桌子所受的摩擦阻力,所以未推动
B.因为推力小于桌子的重力,所以未推动
C.虽然桌子未推动,但推力与摩擦力大小相等
D.虽然桌子未推动,但推力与重力大小相等
【答案】C
【详解】AC.桌子未推动,说明桌子在水平方向受力平衡,推力和摩擦阻力是平衡力,大小相等,故A错误,C正确;
BD.推力是水平方向的力,重力是竖直方向的力,二者方向不同,无法比较大小,且桌子未推动与推力和重力的大小关系无关,故BD错误。
故选C。
28.如图甲所示,小球从某高度处由静止下落到竖直放置的轻质弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度v和弹簧被压缩的长度之间的关系如图乙所示,其中b为曲线最高点。不计空气阻力,若弹簧在整个过程中始终发生弹性形变,则小球( )
A.在a处受到的弹力等于它的重力
B.在b处受到的弹力等于它的重力
C.在b处受到的弹力最大
D.在c处受到的弹力最小
【答案】B
【详解】在小球的运动过程中,一开始小球的重力大于弹力,小球加速运动;到达b处小球受到的重力和弹簧的弹力大小相等,此时的弹簧形变程度不是最大,弹力不是最大;在c处时,小球的速度为0,弹簧的形变程度最大,小球受到弹力大小大于它所受重力,弹性势能最大。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
29.如图所示,一位质量为M的同学正沿着一竖直放置的粗糙爬杆匀速下滑,若爬杆的质量为m,则地面对爬杆的支持力为 。
【答案】
【详解】把同学和爬杆看成一个整体,同学匀速爬杆,可知此时受力平衡,这个整体处于平衡状态,则整体的总重力和地面的支持力是一对平衡力,所以地面对爬杆的支持力
30.质量为100kg的货物在吊车钢索的拉力作用下,竖直向上运动(不考虑空气的阻力和钢索重力),货物运动的s-t图像如图所示,若钢索在1s时的拉力分别为,则= N;在3s、5s时的拉力分别为、,则 (选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】 1000 =
【详解】[1]根据图示可知,物体在0~1s保持静止状态,受到的拉力等于物体的重力,即
[2]物体在1~2s做匀速直线运动,因为物体处于平衡状态,拉力等于重力,即
[3]物体在2~3s保持静止状态,处于平衡状态,受到的拉力等于物体的重力,即
所以。
31.起重机的钢绳下悬挂着一个重力为800N的工件,当工件在空中静止时,钢绳对工件的拉力为 ;当工件以的速度匀速上升时,钢绳对工件的拉力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 800 不变
【详解】[1]当工件在空中静止时,处于平衡状态,受到了平衡力,工件受到拉力和重力,故钢绳对工件的拉力等于重力,等于800N。
[2]当工件以的速度匀速上升时,工件处于平衡状态,钢绳对工件的拉力仍然等于工件所受的重力,故钢绳对工件的拉力不变。
32.如图所示,质量为m的小球置于倾角为的光滑斜面上,劲度系数为k的轻质弹簧一端系在小球上,另一端固定在墙上的P点。小球静止时,弹簧与竖直墙壁间的夹角为,重力加速度为g,则弹簧的伸长量为 。
【答案】
【详解】对小球进行受力分析,受到重力、斜面的支持力以及弹簧的弹力,受力平衡,根据几何关系可知弹力方向和支持力方向夹角为,根据平衡条件得
解得
根据胡克定律得
33.为探究“二力平衡的条件”,小宇和小光两位同学分别设计了如图甲和乙两种实验方案。
(1)当物体处于静止状态或 状态时,它受到的力是相互平衡的。
(2)从实验效果的角度分析,你认为选择 (选填“甲”或“乙”)实验器材更加合理,理由是:可以减小 对实验带来的影响。
(3)在探究力的大小对二力平衡的影响时,通过调整 来改变F1和F2的大小。当两端的托盘里的砝码质量不相等时,小木块运动;当两端的托盘里的砝码质量相等时,小木块静止。这说明二力平衡时,两个力的大小 .
(4)如图乙所示,小光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。
【答案】(1)匀速直线运动
(2) 乙 摩擦力
(3) 砝码总质量 相等
(4)同一直线上
【详解】(1)当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,该物体处于平衡状态,它受到的力是相互平衡的。
(2)[1][2]由图可知,甲图的设计中用小木块,会产生摩擦力,乙图的设计用轻质小卡片,在空中可以减小摩擦力对实验的影响,故乙图的实验设计好。
(3)[1]小木块受到的拉力F1和F2分别等于水平桌面两端所放砝码的重力,可以通过调整砝码的总质量可以改变F1和F2的大小。
[2]当两端的托盘里的砝码质量相等时,重力也相等,因此产生的F1和F2的大小相同,这说明二力平衡时,两个力的大小要相等。
(4)保持F1和F2大小相等,把小卡片转过一个角度,两个力不在同一条直线上,小车不能处于静止状态,要发生转动,最后到同一直线上才恢复静止,这说明二力平衡中的两个力必须作用在同一条直线上。
34.跳伞运动员以2m/s的速度匀速下降,已知人和装备的总重为700N。
(1)此时受到的空气阻力是多少?
(2)设运动过程中,空气阻力不变,若改为匀速上升,则需要多大的升力?
【详解】(1)跳伞运动员匀速下降,受到的重力与空气阻力为平衡力,根据二力平衡条件得,此时受到的空气阻力是f=G=700N
(2)匀速上升时,对运动员进行受力分析可知其受到竖直向下的重力、阻力与竖直向上的升力的作用,因为运动员做匀速直线运动,处于平衡状态,根据力的平衡条件得需要的升力为F=G+f=1400N
六.平衡力与相互作用力的区别(共6小题)
35.如图所示,弹簧测力计竖直放置,挂钩处所挂的物体保持静止,下列分析正确的是( )
A.物体所受重力和弹簧测力计受到的拉力是一对平衡力
B.物体所受重力和弹簧测力计受到的拉力是一对相互作用力
C.物体所受重力和弹簧测力计对的拉力是一对平衡力
D.物体所受重力和弹簧测力计对的拉力是一对相互作用力
【答案】C
【详解】A.二力平衡的条件: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。物体A受到的重力,受力物体是A;弹簧测力计受到的拉力,受力物体是弹簧测力计;两个力的受力物体不同,故不是一对平衡力,故A错误;
B.相互作用力是指两个物体之间的相互作用。物体A受到的重力,施力物体是地球,受力物体是A;弹簧测力计受到的拉力,施力物体是A,受力物体是弹簧测力计。这两个力涉及到了三个物体,不是一对相互作用力,故B错误;
C.物体A受到的重力,受力物体是A;弹簧测力计对A的拉力,受力物体也是A。并且此时A处于静止,受力平衡,所以这两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,是一对平衡力,故C正确;
D.物体A受到的重力,施力物体是地球,受力物体是A;弹簧测力计对A的拉力,施力物体是弹簧测力计,受力物体是A。这两个力涉及到了三个物体,不是一对相互作用力,故D错误。
故选C。
36.无人机广泛应用于航拍、运输、救援及智能控制领域。关于悬停在空中的无人机,下列叙述正确的是( )
A.升力与重力是一对平衡力 B.升力与重力是相互作用力
C.升力大于重力 D.升力小于重力
【答案】A
【详解】升力与重力都作用在无人机上,且悬停时无人机处于平衡状态,升力与重力大小相等、方向相反,因此是一对平衡力,不是一对相互作用力。故A正确,BCD错误。
故选A。
37.如图所示为2024珠海航展展示的国产“机器狼”,“机器狼”携带武器装备静止在水平地面上不动时,以下说法正确的是( )
A.武器装备受到的重力和地面对“机器狼”的支持力是一对平衡力
B.“机器狼”受到的重力与地面对“机器狼”的支持力是一对平衡力
C.武器装备受到的重力与“机器狼”对武器装备的支持力是一对平衡力
D.武器装备对“机器狼”的压力和“机器狼”对武器装备的支持力是一对平衡力
【答案】C
【详解】
A.武器装备受到的重力和地面对“机器狼”的支持力大小不等,且没有作用在同一物体上,不是一对平衡力,故A错误;
B.“机器狼”受到的重力与地面对“机器狼”的支持力大小不等,不是一对平衡力,故B错误;
C.武器装备受到的重力与“机器狼”对武器装备的支持力作用在同一物体上,且大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,故C正确;
D.武器装备对“机器狼”的压力和“机器狼”对武器装备的支持力没有作用在同一物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
38.如图甲所示的是无人机用绳子吊起重物匀速上升时的情景,此时重物和无人机的受力示意图如图乙所示。下列关于平衡力和相互作用力的判断,正确的是( )
A.FA和F'A、GB是一组平衡力
B.FA和GA是一对平衡力
C.FA和GA是一对相互作用力
D.FB和F'A是一对相互作用力
【答案】B
【详解】A.平衡力必须作用在同一个物体上。图中FA作用在重物A上,而F'A和GB作用在无人机B上,它们作用在不同的物体上,因此不是一组平衡力。故A错误;
B.题干中提到重物匀速上升,说明重物处于平衡状态。重物A受到竖直向上的拉力FA和竖直向下的重力GA的作用。这两个力作用在同一个物体上,大小相等,方向相反,且作用在同一直线上,是一对平衡力。故B正确;
C.相互作用力是作用在两个不同物体上的力。FA和GA都作用在重物A这一个物体上,所以它们不是一对相互作用力。故C错误;
D.相互作用力是作用在两个不同物体上的力。FB和F'A都作用在无人机B这一个物体上,所以它们不是一对相互作用力。故D错误。
故选B。
39.如图是既能显示时间、天气又能提供Wifi信号的分类垃圾箱。其电子屏幕上的彩色画面是由红、绿、 三种色光混合而成的。静止在水平地面上的垃圾箱受到的重力与 (填“箱对地面的压力”或“地面对箱的支持力”)是平衡力。
【答案】 蓝 地面对箱的支持力
【详解】[1]光的三原色为红、绿、蓝。因此电子屏幕上的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成的。
[2]作用在同一物体上、大小相等、方向相反、在同一直线上的两个力是一对平衡力。因此静止在水平地面上的垃圾箱受到的重力与地面对箱的支持力是平衡力。
40.你观看过杂技演员表演吗?如图所示,重为500N的演员一只手支撑在静止的椅子上,则椅子对演员的支持力是 N,演员的重力和他所受的支持力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”)。
【答案】 500 平衡力
【详解】[1]演员一只手支撑在静止的椅子上,处于静止状态,其受到重力和椅子对他的支持力作用,这两个力使演员保持平衡,根据二力平衡条件,这两个力大小相等。已知演员重力为500N,所以椅子对演员的支持力也是500N。
[2]演员的重力和他所受的支持力,都作用在演员身上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,符合二力平衡的条件,是一对平衡力。而相互作用力是作用在两个不同物体上的,所以不是相互作用力。
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8.1 (专题训练)
一.平衡状态的判断(共7小题)
二.二力平衡的条件(共5小题)
三.探究二力平衡条件的实验(共7小题)
四.(共5小题)
五.二力或多力平衡问题(共10小题)
六.平衡力与相互作用力的区别(共6小题)
一.平衡状态的判断(共7小题)
1.下列情境中,物体处于平衡状态的是( )
A.减速进站的火车 B.加速上升的火箭 C.匀速上升的电梯 D.自由下落的苹果
2.在下列实例中,受平衡力作用的物体是( )
A.正在圆形轨道上运动的过山车 B.减速进站的火车
C.在马路上匀速直线行驶的汽车 D.腾空而起正在加速上升的火箭
3.如图所示,物体可以保持平衡状态的是( )
A. B. C. D.
4.重力相同的a、b两件货物在两台吊车钢索的牵引下竖直向上运动,它们运动的s-t图像分别如图甲、乙所示,则在图像描述的运动过程中:( )
A.它们都做匀速直线运动
B.a货物所受重力和钢索对它的牵引力是一对平衡力
C.b货物所受重力和钢索对它的牵引力是一对平衡力
D.前6秒内,a货物运动的平均速度大于b货物运动的平均速度
5.生活处处有物理,留心观察皆学问。如小红骑着自行车放学回家,她遇到红灯时捏车闸刹车,说明力能 ,当小明骑着自行车匀速转弯时自行车水平方向受到 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
6.如图所示,一辆小汽车沿着斜面向上做匀速直线运动,此时这辆小汽车 (选填“处于”或“不处于”)平衡状态;这辆小汽车所受的重力与斜面对小汽车的支持力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
7.如图,在真空管中,有一光滑的小球被竖直弹出,每0.02s用照相机拍摄记录小球的位置,制成图中的轨迹示意图,请判断轨迹示意图中运动的小球在竖直方向上所受的力 (“是”或“不是”)平衡力,理由是 。
二.二力平衡的条件(共5小题)
8.如图所示,物体只受到F1和F2两个方向相反的力(F1=F2),不能使物体处于平衡状态的是( )
A. B. C. D.
9.下列各种动作,若无其他辅助,在水平地面上无法保持平衡的是( )
A. B. C. D.
10.如图,用水平力 F 将木块压在粗糙竖直墙壁上静止。下列力属于平衡力的是( )
A.木块重力与墙壁对它的支持力 B.水平力 F 与木块对墙壁的压力
C.水平力 F 与墙壁对木块的支持力 D.木块对墙壁的压力与墙壁对木块的摩擦力
11.二力平衡的条件:作用在 个物体上的两个力,如果 相等、 相反,并且在 直线上,这两个力就彼此平衡。
12.如图所示,使用弹簧测力计测一物体重力,弹簧测力计指针静止时指在某一位置。这个弹簧测力计的分度值是 N。如图所示,物体的重力是 N。
三.探究二力平衡条件的实验(共7小题)
13.某小组用如图所示的装置探究二力平衡的条件,下列说法错误的是( )
A.使用小车而不是木块进行实验,是为了减小摩擦力对实验的影响
B.改变两个托盘里的钩码质量,是为了探究二力平衡时两个力的大小关系
C.把小车在水平桌面上扭转一个角度,是为了探究二力平衡时两个力的方向是否相反
D.把小车放在水平桌面上实验时,该小车在竖直方向上受力平衡
14.如图探究“二力平衡条件”的实验。下列说法错误的是( )
A.小车静止时,只受到一对平衡力的作用
B.桌面应尽量光滑,可以减小摩擦力对实验的影响
C.将右侧的钩码取下,挂在小车左边F1的位置,可以探究出方向相同的两个力不能平衡
D.将小车扭转一个角度,松手后小车会从静止变为运动,这表明两个力平衡需要作用在同一直线上
15.弹簧测力计是用来测量 的工具,在本学期,我们有多个实验中用到它,比如:测量物体的重力,探究二力平衡的条件, 等(再写出一个实验)。在探究二力平衡的条件的实验中,某同学采用了图所示的方法,这个方法 (选填“可以”或“不可以”)探究二力平衡的条件,理由是: 。
16.如图探究二力平衡条件实验中,卡片静止后,将卡片旋转一个角度,松手后卡片不能平衡,这说明两个力必须 ;当卡片重新恢复到静止状态,这时卡片两边的拉力大小 、方向相反。选择轻质卡片的好处是 。
17.在“探究二力平衡条件”的实验中,小明设置的实验装置如图甲所示。
(1)实验时,向左盘和右盘同时放入等重的砝码,这时木块保持静止,但小明在实验时发现,若向左盘和右盘同时放入不等重的砝码,木块仍然保持静止,则产生这一现象的原因是 ;
(2)现保持与的大小相等,将木块换成小车,然后扭转一个角度,松手后,小车将发生转动,据此可以得出二力平衡时需要满足的一个条件是 ;
(3)在探究同一问题时,小红用小卡片设计了如图乙所示的实验装置,在图乙的基础上继续实验,为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡时,小明的操作应该是 并观察卡片能否静止。
(4)利用如图丙所示的装置, (填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件;
18.如图所示,这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,使作用在小卡片上的两个拉力方向 ,通过调整 来改变拉力的大小。
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片顺时针转过一个角度,松手后小卡片不能平衡,此操作是为了探究平衡的两个力是否在 上。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小华下一步的操作是 。
(4)若小华在实验操作时,左右两个滑轮没有安装在相同高度,如图乙,能否完成以上实验探究?答: 。
(5)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图丙所示的实验,当他在木块左端挂上2N的钩码,右端挂上1.5N的码时,木块仍处于平衡状态,其原因可能是 。
19.如图所示,在“探究二力平衡条件”时,小明不断改进并先后设计了三个实验方案。
(1)从甲方案改进为乙方案是为了减小 对实验的影响。小明采用丙方案进行实验,选质量为5g的卡片作为研究对象,在线的两端分别挂上等质量的钩码,则所挂钩码质量合适的是 (选填“5g”、“200g或“任意质量”);
(2)小明将系于卡片两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,改变卡片左右钩码数发现:当卡片左右钩码数相同时,卡片保持静止,卡片左右钩码数不同时,卡片不能保持静止。这一现象说明了相互平衡的两个力大小 ;
(3)丙图中,小明将卡片旋转一定角度,松手后,卡片 (能/不能)保持静止,此现象说明相互平衡的两个力方向要在 上;
(4)小丽在做实验时,左右支架上装配两个滑轮时没有安装在相同的高度,你认为小丽的装置 (可行/不可行)进行实验;
(5)如图丁,小李尝试在匀速直线运动状态下进行研究:在右边绳端挂重1N的钩码,然后通过弹簧测力计向左水平匀速拉动木块,此时弹簧测力计的示数为1.1N,从而得出“相互平衡的两个力大小不相等”,这结论是 (正确/错误)的。
四.(共5小题)
20.如图所示,小阳用水平推力 F将一个木块按在墙上,木块静止,下列说法正确的是( )
A.木块受到的重力与墙面对木块的支持力是一对平衡力
B.木块对墙面的压力与墙面对木块的支持力是一对平衡力
C.木块受到的重力与墙面对木块的摩擦力是一对平衡力
D.木块对墙面的压力就是木块的重力
21.如图所示,在水平拉力F的作用下,木块随小车一起在水平地面上向右做匀速直线运动。下列分析正确的是( )
A.木块受到的重力和支持力是一对平衡力
B.木块受到的重力和支持力是一对相互作用力
C.小车受到的支持力和它对地面的压力是一对平衡力
D.小车受到的重力和它对地面的压力是相互作用力
22.如图所示,手握装水的玻璃杯保持静止,下列方法中能增大手与玻璃杯之间摩擦的是( )
A.喝掉杯中一部分水 B.向杯中加一些水
C.给手戴上粗糙的手套 D.增大握水杯的力度
23.如图所示,用绳将吊灯悬挂在天花板上,绳子对吊灯的拉力与 是一对平衡力。假如悬挂吊灯的绳子突然断了,吊灯将 (选填“保持静止”“加速下落”或“匀速下落”)。
24.联欢会上,小妍同学请大家做一个游戏:左脚和左侧身体紧贴墙面站立,如图所示,然后把右脚抬离地面,此时能使身体仍然保持静止者获胜。那么当右脚抬起后,人能仍然保持静止不动吗?结论是: (选填“能”或“不能”),其中的原因是: 。
五.二力或多力平衡问题(共10小题)
25.一个截面是直角三角形的木块放在粗糙水平面上,在斜面上放一个光滑球,球的一侧靠在竖直墙上,木块处于静止,如图所示。若在光滑球的最高点施加一个竖直向下的力,球仍处于静止,则木块对地面的压力和摩擦力的变化情况是( )
A.增大、不变 B.增大、增大
C.不变、增大 D.不变、不变
26.如图所示,一块正方形的磁铁重,在大小为的拉力作用下从点沿水平直线运动到点。磁铁在段和段做匀速直线运动。已知,其中段接触面的材料是铁,DE段接触面的材料是木,每经过相同时间,用虚线框记录磁铁位置。根据图像,下列说法正确的是( )
A.AB段比DE段的接触面更粗糙
B.AB段磁铁的平均速度小于段
C.磁铁在BC段受到的摩擦力等于
D.AB段由于受到磁力作用磁铁对接触面压力变大,所以段受到的摩擦力一定比段要大
27.一同学用水平力去推水平面上的桌子,未推动,则下列说法正确的是( )
A.因为推力小于桌子所受的摩擦阻力,所以未推动
B.因为推力小于桌子的重力,所以未推动
C.虽然桌子未推动,但推力与摩擦力大小相等
D.虽然桌子未推动,但推力与重力大小相等
28.如图甲所示,小球从某高度处由静止下落到竖直放置的轻质弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度v和弹簧被压缩的长度之间的关系如图乙所示,其中b为曲线最高点。不计空气阻力,若弹簧在整个过程中始终发生弹性形变,则小球( )
A.在a处受到的弹力等于它的重力
B.在b处受到的弹力等于它的重力
C.在b处受到的弹力最大
D.在c处受到的弹力最小
29.如图所示,一位质量为M的同学正沿着一竖直放置的粗糙爬杆匀速下滑,若爬杆的质量为m,则地面对爬杆的支持力为 。
30.质量为100kg的货物在吊车钢索的拉力作用下,竖直向上运动(不考虑空气的阻力和钢索重力),货物运动的s-t图像如图所示,若钢索在1s时的拉力分别为,则= N;在3s、5s时的拉力分别为、,则 (选填“>”、“<”或“=”)。
31.起重机的钢绳下悬挂着一个重力为800N的工件,当工件在空中静止时,钢绳对工件的拉力为 ;当工件以的速度匀速上升时,钢绳对工件的拉力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
32.如图所示,质量为m的小球置于倾角为的光滑斜面上,劲度系数为k的轻质弹簧一端系在小球上,另一端固定在墙上的P点。小球静止时,弹簧与竖直墙壁间的夹角为,重力加速度为g,则弹簧的伸长量为 。
33.为探究“二力平衡的条件”,小宇和小光两位同学分别设计了如图甲和乙两种实验方案。
(1)当物体处于静止状态或 状态时,它受到的力是相互平衡的。
(2)从实验效果的角度分析,你认为选择 (选填“甲”或“乙”)实验器材更加合理,理由是:可以减小 对实验带来的影响。
(3)在探究力的大小对二力平衡的影响时,通过调整 来改变F1和F2的大小。当两端的托盘里的砝码质量不相等时,小木块运动;当两端的托盘里的砝码质量相等时,小木块静止。这说明二力平衡时,两个力的大小 .
(4)如图乙所示,小光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。
34.跳伞运动员以2m/s的速度匀速下降,已知人和装备的总重为700N。
(1)此时受到的空气阻力是多少?
(2)设运动过程中,空气阻力不变,若改为匀速上升,则需要多大的升力?
六.平衡力与相互作用力的区别(共6小题)
35.如图所示,弹簧测力计竖直放置,挂钩处所挂的物体保持静止,下列分析正确的是( )
A.物体所受重力和弹簧测力计受到的拉力是一对平衡力
B.物体所受重力和弹簧测力计受到的拉力是一对相互作用力
C.物体所受重力和弹簧测力计对的拉力是一对平衡力
D.物体所受重力和弹簧测力计对的拉力是一对相互作用力
36.无人机广泛应用于航拍、运输、救援及智能控制领域。关于悬停在空中的无人机,下列叙述正确的是()
A.升力与重力是一对平衡力 B.升力与重力是相互作用力
C.升力大于重力 D.升力小于重力
37.如图所示为2024珠海航展展示的国产“机器狼”,“机器狼”携带武器装备静止在水平地面上不动时,以下说法正确的是( )
A.武器装备受到的重力和地面对“机器狼”的支持力是一对平衡力
B.“机器狼”受到的重力与地面对“机器狼”的支持力是一对平衡力
C.武器装备受到的重力与“机器狼”对武器装备的支持力是一对平衡力
D.武器装备对“机器狼”的压力和“机器狼”对武器装备的支持力是一对平衡力
38.如图甲所示的是无人机用绳子吊起重物匀速上升时的情景,此时重物和无人机的受力示意图如图乙所示。下列关于平衡力和相互作用力的判断,正确的是( )
A.FA和F'A、GB是一组平衡力
B.FA和GA是一对平衡力
C.FA和GA是一对相互作用力
D.FB和F'A是一对相互作用力
39.如图是既能显示时间、天气又能提供Wifi信号的分类垃圾箱。其电子屏幕上的彩色画面是由红、绿、 三种色光混合而成的。静止在水平地面上的垃圾箱受到的重力与 (填“箱对地面的压力”或“地面对箱的支持力”)是平衡力。
40.你观看过杂技演员表演吗?如图所示,重为500N的演员一只手支撑在静止的椅子上,则椅子对演员的支持力是 N,演员的重力和他所受的支持力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”)。
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