第05讲 二力平衡（寒假预习讲义）八年级物理新教材苏科版

第05讲 二力平衡 内容导航——预习三步曲 第一步 学 析教材·学知识：教材精讲精析、全方位预习 练考点·强知识：7大核心考点精准练 第二步 记 串知识·识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第三步 测 过关测·稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 物体的平衡 1．力的平衡：物体在受到几个力作用时，如果能保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡。 2．平衡状态：物体保持静止状态或匀速直线运动状态称为平衡状态。 3．二力平衡：当物体受到两个力的作用而处于平衡状态时称为二力平衡。相互平衡的两个力的合力为零。 知识点2 实验：探究二力平衡的条件 【实验目的】探究二力平衡的条件 【实验猜想】猜想一：二力平衡的两个力应该大小相等 猜想二：二力平衡的两个力应该方向相反 猜想三：二力平衡的两个力应该作用在同一直线上 猜想四：二力平衡的两个力应该作用在同一个物体上 【实验设计及改进】（1）初始方案：选择一个木块作为受力物体，在其两端各固定一系了钩码的细绳，利用钩码重力提供细绳对木块的拉力。通过改变细绳拉力的大小、方向受否能使木块保持静止来探究二力平衡的条件，如下图所示。 方案缺陷：由于摩擦力的影响，木块两端拉力不相等时，也可使木块静止。 （2）方案改进1：在木块下方加装轮子变为小车，使滑动摩擦变滚动摩擦，减小摩擦力对实验的影响，如下图所示。 方案缺陷：滚动摩擦虽然较滑动摩擦减小了很多，但仍对实验有影响。 （3）方案改进2：将小车吊起，使小车与桌面分离，从而消除摩擦力对实验的影响，如下图所示。 方案缺陷：由于小车受到重力，两端细绳无法处在同一直线。 （4）方案改进3：将小车更换为质量很小的硬纸片，从而减小重力对实验的影响，如下图所示。 最终选择此方案进行实验。 【实验器材】弹簧测力计，定滑轮，小卡片，质量相同的钩码，细绳 【实验步骤】 （1）验证平衡力大小相等：将系在小卡片(重力可忽略不计)两对角上的细线分别跨过左右支架上的滑轮。当在细线的两端挂上相等重力的钩码，卡片保持静止；当在细线的两端挂上不相等重力的钩码，小卡片将向钩码重力更大的一侧加速运动。 （2）验证平衡力方向相反：当作用在小卡片上的两个拉力方向相反，卡片保持静止；当作用在小卡片上的两个拉力相同，卡片不能保持静止。 （3）验证平衡力作用在同一条直线上：当小卡片平衡时，将小卡片转过一个角度，松手后小卡片不能平衡。 （4）验证平衡力作用在同一物体上：将小卡片从中间剪开，钩码向两侧滑落。 【实验结论】相互平衡的两个力作用在同一物体上、大小相等、方向相反、并且在同一条直线上。 注意：处于平衡状态中的静止并不是瞬时静止，而是能够持续维持的静止状态。以竖直上抛的物体为例，当其抵达最高点时虽然是瞬时静止，但马上就会下落，无法维持静止状态，因此不属于平衡状态。 知识点3 平衡力与相互作用力 平衡力 相互作用力 相同点 ①大小相等；②方向相反；③作用在一条直线上 ①大小相等；②方向相反；③作用在一条直线上 不同点 ①作用在一个物体上 ②可以是不同性质的力（产生原因不同的力） ①作用在不同物体上 ②一定是相同性质的力 考点一 平衡力与相互作用力 1．如图所示，在平直公路上匀速行驶的汽车。关于汽车的受力情况的分析，下列说法正确的是（　　） A．汽车受到重力和汽车对地面的压力是一对平衡力 B．汽车受到的支持力和汽车受到的摩擦力是一对平衡力 C．汽车受到的重力和地面对汽车的支持力是一对平衡力 D．汽车受到的摩擦力和汽车对地面的压力是一对平衡力 2．如图所示，一个空花瓶静止在粗糙水平桌面上，下列说法正确的是（　　） A．花瓶受到重力、桌面的支持力和摩擦力的作用 B．花瓶受到的重力和花瓶对桌面的压力是一对平衡力 C．花瓶在水平方向上没有受到力的作用 D．花瓶所受的合力不为零 3．如图所示，在水平桌面上匀速拉动木块做直线运动，木块受到的拉力和 力是一对平衡力，木块对桌面的压力和桌面对木块的 力是一对相互作用力。 考点二 平衡力分析 4．如图所示，弹簧测力计和细线的重力及摩擦力不计，物重，弹簧测力计、的示数分别为（　　）    A．       B．      C．    D．     5．如图甲所示，完全相同的A、B两物块叠放在水平桌面上，第一次用F1=60 N的水平力作用在B物块上，A、B一起做匀速直线运动，此时B物块所受的摩擦力为 N；第二次用F2=80 N的水平力按如图乙所示作用在A物块上，它们一起做直线运动，则桌面对A物块的摩擦力为 N。    考点三 二力平衡的探究实验 6．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，实验中砝码的质量相同。 (1)实验中是通过 来改变木块受到的拉力大小的； (2)实验时，向左盘和右盘同时放入 （选填“等重”或“不等重”） 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 ； (3)现保持F1与F2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 ； (4)在探究同一问题时，小红设计了如图乙所示的实验，同学们认为小红的实验优于小明的实验，其主要原因是 。 A．小卡片容易扭转 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 D．减小摩擦力对实验结果的影响 (5)小红在图乙的装置上用剪刀从小卡片的中间将小卡片剪开，可以探究相互平衡的两个力需要满足的条件是 ； (6)如图甲，在木块的左右两边挂上相同的砝码，木块静止时，小木块受到 对平衡力作用； (7)利用如图丙所示的装置，两个滑轮安装成不同的高度， （选填“能”或“不能”）探究二力平衡的条件。 考点四 二力平衡作图 7．小刚用平板车运送货物，图中表示的是平板车在平直的仓库地板上向右做匀速直线运 动的情景，请画出货物的受力示意图。 1．下列物体中，处于平衡状态的是（　　） A．正在加速驶离站台的火车 B．正在做匀速直线飞行的飞机 C．正在减速滑行的汽车 D．正在转弯的自行车 2．一名跳伞兵的质量是60kg，在训练时受到竖直向上的空气阻力是788N，若要求他所受的合力为零，则他携带的装备（包括降落伞和武器）的总重为（　　） A．0 B．200N C．260N D．78N 3．如图所示，小孩沿水平方向用力推静止在水平地面上的小汽车，但小汽车保持静止，则（　　） A．小孩对车的推力大于车受到的阻力 B．小孩对车的推力等于车受到的阻力 C．小孩对车的推力小于车受到的阻力 D．小孩对车的推力与车受到的阻力的大小关系不能确定 4．如图所示，某运送物资的火车班列由30节车厢组成，列车在车头牵引下沿平直轨道匀速行驶时，车头对第1节车厢的牵引力为。若每节车厢所受阻力均相等，则下列说法正确的是（　　） A．每节车厢所受阻力为 B．第21节车厢受到的牵引力为 C．第29节车厢受到的牵引力为 D．第30节车厢受到的牵引力为 5．如图，某人站在上行的自动电梯上，在人与电梯相对静止一起匀速上升的过程中。下列对人受力正确的是（　　） A． B． C． D． 6．如图，拉力F的大小为8N，叠放在一起的物体A和B在拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动，则下列结论正确的是（　　）    A．甲、乙两图中物体B受到的摩擦力大小均为8N B．甲、乙两图中物体A受到地面对它的摩擦力大小均为8N C．甲图中物体A受到地面对它的摩擦力为0N，物体B受到的摩擦力大小为8N D．乙图中物体A受到地面对它的摩擦力大小为8N，物体B受到的摩擦力为0N 7．如图所示用手握住一个空水瓶，水瓶静止在手中，已知水瓶的重力为0.5N， 请回答下列问题。 (1)水瓶静止在手中时，水瓶所受的摩擦力大小为 N， 方向 。 (2)若手对水瓶的握力增大，水瓶所受的摩擦力   ；若向瓶内注水，装满水后瓶子 仍在手中保持静止，则此时瓶子受到的摩擦力 。（均选填“变大”“变小”"或“不变”） 8．如图所示，跳伞运动员从飞机上跳下，当降落伞打开后，运动员匀速下落时，受到的阻力 重力。（选填“大于”“小于”或“等于”） 9．如图所示是我国选手全红婵、陈芋汐参加双人跳水比赛时的情景，当她们弹起上升到最高点，此时她们处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态；当她们以相同的速度下落时，以陈芋汐为参照物，全红婵是 的。 10．如图所示为某班教室中悬挂的电扇。根据二力平衡知识已知，电扇未开启时，天花板对吊扇的拉力 电扇的重力，电扇开启正常工作时，天花板对吊扇的拉力 电扇的重力（均选填“大于”、“等于”或“小于”）。 11．如图所示，小明在探究二力平衡条件时，在左侧托盘放入质量为100g的砝码，右盘放入两个100g的砝码，托盘质量不计，M处于静止状态，于是得出结论：平衡力大小不等。这个结论是 （选填“正确”或“错误”）的，这是因为M在此时还受到一个水平向 （选填“左”或“右”），大小为 N的摩擦力，于是小明将M升高悬空，减少了摩擦力对实验的影响， （选填“能”或“不能”）得出二力平衡的条件。 12．两个相同规格的弹簧测力计以如图（1）所示方式悬挂一个重物，上面弹簧测力计（甲）的示数和下面弹簧测力计（乙）的示数分别为F1和F2。当对弹簧测力计甲施加大小为F的竖直拉力，使整个装置沿竖直向下做匀速运动时如图（2）所示，弹簧测力计甲和乙的示数分别为F3和F4。则F1 F2 F4（前两空均填“大于”“小于”或“等于”），表示F、F3、和F4三者关系的等式为F= 。（不考虑空气的作用） 13．如图所示，2022年北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”正在冰面上展示花样滑冰，请画出质量为500N的“冰墩墩”静止在水平冰面上时所受支持力的示意图，要求注明力的大小。 14．如图一个物块静止在斜面上，请在图中物块重心处画出物块所受的支持力和摩擦力的合力F合的示意图。 15．蹦床运动自成为奥运会比赛项目以来，我国运动员在该项目上取得了辉煌的成绩。如图所示是一蹦床运动员从最高点下落至接触蹦床再到最低点的过程中，请在坐标图中画出运动员在从蹦床的最高点下落到最低点的过程中所受合力F合大小随下落距离h大致变化的图象。（不计空气阻力）    16．某小组用如图所示装置探究“二力平衡的条件”，每个钩码质量均为50g。 （1）如图甲所示，小明同学在左边和右边各挂一个钩码，这时木块保持静止，说明相互平衡的两个力大小 ，方向 。细心的小明在实验时发现，若如图乙左边挂一个钩码，右边挂两个钩码时，木块仍然保持静止状态。经过讨论，同学们发现产生这一现象的原因是 ，这时木块在水平方向受到的力 （选填“平衡”或“不平衡”），你判断的依据： 。 （2）经过思考与交流后，实验小组决定改进实验设计，小明同学设计了如图丙所示实验装置，小丽同学设计了如图丁所示实验装置，你认为 （“丙”或“丁”）装置更好，原因是 。 （3）如图丁所示装置中，在左边和右边各挂一个钩码后，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 上。 （4）为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”，如果利用如图丁所示装置进行实验，下一步的操作是 。 17．在“探究二力平衡的条件”活动中。 （1）如果物体只受到两个力的作用，且处于静止或匀速直线运动状态，说明这两个力是相互平衡的。小明和小红两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案，如图甲所示，请你判断出他们改进的先后顺序： （用字母ABC表示），这样的改进是为了减小 对实验的影响； （2）如图乙是最终确认的实验方案。此方案中由于 ，故卡片的重力可以忽略不计； （3）将图乙中的小卡片旋转一个角度，并保持两个拉力方向相反，松开手后小卡片不能平衡了，本次实验探究的是： ； （4）小明又提出，利用如图丙所示的实验装置来探究物体做匀速直线运动时二力平衡的条件。那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢？在已知钩码的重力前提下，小明提出了自己的实验方案：用弹簧测力计拉着钩码在 （选填“水平方向”或“竖直方向”、“任意方向”）做匀速直线运动，根据观察到 且等于钩码重力的现象，可以得出结论：物体静止时的二力平衡条件同样适用于物体处于匀速直线运动状态； （5）如图丁，小红尝试在匀速直线运动状态下进行研究：在右边绳端挂2N重的钩码，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2.2N，从而得出“相互平衡的两个力大小不相等”，此结论是 （选填“正确”或“错误”）的；此时若让木块水平匀速向右运动，则弹簧测力计的示数应该为 N。 18．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)在图1的装置中，将卡片旋转一定角度（如图丙），松手后小卡片 （选填“能”或“不能”）平衡。这说明两个力必须作用在 上，物体才能平衡。为了验证上述结论，有同学设计了“将卡片往下拉过一定距离（如图丁）”的操作方式，大家讨论后认为，该操作方式不可行，原因是丁图中的两个力 ； (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优于小明的。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 D．小卡片容易扭转 (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，根据实验现象，可以得出结论：物体静止时的二力平衡条件 （选填“适用”或“不适用”）于物体处于匀速直线运动状态； 【拓展】 (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 ； (5)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在如图2所示情况下，小明下一步的操作是 。 19．阅读材料，回答问题： 物体在流体中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫作流体阻力。比如飞机、汽车等交通工具运行时，受到空气阻力；人在水中游泳、船在水中行驶时，受到水的阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关，速度越大，阻力越大；跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；跟物体的形状有关，头圆尾尖（这种形状通常叫作流线型）的物体受到的阻力较小。 物体（例如雨滴）从高空由静止下落，速度会越来越大，所受阻力也越来越大，但只要空气阻力仍小于重力，物体就会继续加速下落，当阻力增大到与重力相等时，物体受力平衡，将以此时的速度做匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度。 某研究小组做了“相同环境下，球形物体收尾速度的大小与质量有什么关系”的实验，g取，实验数据见如表： 小球编号 A B C 小球质量 20 30 50 小球半径 0.05 0.05 0.05 小球的收尾速度 16 24 40 (1)小型汽车车身的外形常做成流线型，其目的是 ；人造地球卫星一般 （选填“需要”或“不需要”）设计成流线型。 (2)分析表格中A、B、C三球的收尾速度，可得到结论： 。 (3)C小球下落过程中受到的最大阻力为 N，此时阻力与重力是一对 （选填“平衡力”或“相互作用力”）。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第05讲 二力平衡 内容导航——预习三步曲 第一步 学 析教材·学知识：教材精讲精析、全方位预习 练考点·强知识：7大核心考点精准练 第二步 记 串知识·识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第三步 测 过关测·稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 物体的平衡 1．力的平衡：物体在受到几个力作用时，如果能保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡。 2．平衡状态：物体保持静止状态或匀速直线运动状态称为平衡状态。 3．二力平衡：当物体受到两个力的作用而处于平衡状态时称为二力平衡。相互平衡的两个力的合力为零。 知识点2 实验：探究二力平衡的条件 【实验目的】探究二力平衡的条件 【实验猜想】猜想一：二力平衡的两个力应该大小相等 猜想二：二力平衡的两个力应该方向相反 猜想三：二力平衡的两个力应该作用在同一直线上 猜想四：二力平衡的两个力应该作用在同一个物体上 【实验设计及改进】（1）初始方案：选择一个木块作为受力物体，在其两端各固定一系了钩码的细绳，利用钩码重力提供细绳对木块的拉力。通过改变细绳拉力的大小、方向受否能使木块保持静止来探究二力平衡的条件，如下图所示。 方案缺陷：由于摩擦力的影响，木块两端拉力不相等时，也可使木块静止。 （2）方案改进1：在木块下方加装轮子变为小车，使滑动摩擦变滚动摩擦，减小摩擦力对实验的影响，如下图所示。 方案缺陷：滚动摩擦虽然较滑动摩擦减小了很多，但仍对实验有影响。 （3）方案改进2：将小车吊起，使小车与桌面分离，从而消除摩擦力对实验的影响，如下图所示。 方案缺陷：由于小车受到重力，两端细绳无法处在同一直线。 （4）方案改进3：将小车更换为质量很小的硬纸片，从而减小重力对实验的影响，如下图所示。 最终选择此方案进行实验。 【实验器材】弹簧测力计，定滑轮，小卡片，质量相同的钩码，细绳 【实验步骤】 （1）验证平衡力大小相等：将系在小卡片(重力可忽略不计)两对角上的细线分别跨过左右支架上的滑轮。当在细线的两端挂上相等重力的钩码，卡片保持静止；当在细线的两端挂上不相等重力的钩码，小卡片将向钩码重力更大的一侧加速运动。 （2）验证平衡力方向相反：当作用在小卡片上的两个拉力方向相反，卡片保持静止；当作用在小卡片上的两个拉力相同，卡片不能保持静止。 （3）验证平衡力作用在同一条直线上：当小卡片平衡时，将小卡片转过一个角度，松手后小卡片不能平衡。 （4）验证平衡力作用在同一物体上：将小卡片从中间剪开，钩码向两侧滑落。 【实验结论】相互平衡的两个力作用在同一物体上、大小相等、方向相反、并且在同一条直线上。 注意：处于平衡状态中的静止并不是瞬时静止，而是能够持续维持的静止状态。以竖直上抛的物体为例，当其抵达最高点时虽然是瞬时静止，但马上就会下落，无法维持静止状态，因此不属于平衡状态。 知识点3 平衡力与相互作用力 平衡力 相互作用力 相同点 ①大小相等；②方向相反；③作用在一条直线上 ①大小相等；②方向相反；③作用在一条直线上 不同点 ①作用在一个物体上 ②可以是不同性质的力（产生原因不同的力） ①作用在不同物体上 ②一定是相同性质的力 考点一 平衡力与相互作用力 1．如图所示，在平直公路上匀速行驶的汽车。关于汽车的受力情况的分析，下列说法正确的是（　　） A．汽车受到重力和汽车对地面的压力是一对平衡力 B．汽车受到的支持力和汽车受到的摩擦力是一对平衡力 C．汽车受到的重力和地面对汽车的支持力是一对平衡力 D．汽车受到的摩擦力和汽车对地面的压力是一对平衡力 【答案】C 【详解】A．汽车受到的重力和汽车对路面的压力，这两个力方向都是竖直向下的且作用在两个物体上，不符合二力平衡的条件，故A错误； B． 汽车受到的支持力和汽车受到的摩擦力，这两个力方向不在同一条直线上且大小不相等，不符合二力平衡的条件，故B不正确； C．汽车受到的重力和路面对汽车的支持力，这两个力大小相等、方向相反、作用在同-个物体上、且作用在同一条直线上，符合二力平衡条件，故C正确； D．汽车受到的摩擦力和汽车对地面的压力，这两个力方向不在同一条直线上且大小不相等，不符合二力平衡的条件，故D不正确。 故选C。 2．如图所示，一个空花瓶静止在粗糙水平桌面上，下列说法正确的是（　　） A．花瓶受到重力、桌面的支持力和摩擦力的作用 B．花瓶受到的重力和花瓶对桌面的压力是一对平衡力 C．花瓶在水平方向上没有受到力的作用 D．花瓶所受的合力不为零 【答案】C 【详解】A．花瓶受重力、桌面支持力，因水平方向无相对运动或趋势，不受摩擦力，故A错误； B．重力受力物体是花瓶，花瓶对桌面的压力受力物体是桌面，二力的受力物体不同，不是平衡力，故B错误； C．花瓶在水平方向无相对运动或相对运动趋势，所以没有受到力的作用，故C正确； D．花瓶静止，处于平衡状态，合力为零，故D错误。 故选C。 3．如图所示，在水平桌面上匀速拉动木块做直线运动，木块受到的拉力和 力是一对平衡力，木块对桌面的压力和桌面对木块的 力是一对相互作用力。 【答案】 摩擦 支持 【详解】[1]木块在水平桌面上做匀速直线运动，受平衡力的作用；水平方向上的拉力和摩擦力大小相等、方向相反、在同一直线上、在同一物体上，是一对平衡力。 [2]木块对桌面的压力和桌面对木块的支持力，大小相等、方向相反，在同一直线上，作用在两个物体上，是一对相互作用力。 考点二 平衡力分析 4．如图所示，弹簧测力计和细线的重力及摩擦力不计，物重，弹簧测力计、的示数分别为（　　）    A．       B．      C．    D．     【答案】D 【详解】对于弹簧测力计：由重物平衡得到，弹簧的拉力大小 　 弹簧测力计的读数为；对于弹簧测力计：由左侧重物或右侧重物平衡得到，弹簧的拉力大小 　 弹簧测力计的读数为，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 5．如图甲所示，完全相同的A、B两物块叠放在水平桌面上，第一次用F1=60 N的水平力作用在B物块上，A、B一起做匀速直线运动，此时B物块所受的摩擦力为 N；第二次用F2=80 N的水平力按如图乙所示作用在A物块上，它们一起做直线运动，则桌面对A物块的摩擦力为 N。    【答案】 60 60 【详解】[1]甲图中推力在B上，以A、B为研究对象，A、B做匀速直线运动，所以A、B受到的推力F1与摩擦力平衡，因此此时A所受的摩擦力为60N；以B为研究对象，相对于A处于静止状态，所以其受到的推力F1与摩擦力平衡，B物块所受的摩擦力为60N。 [2]若将F2=80 N的水平力按如图乙所示作用在A物块上，它们仍一起做直线运动，乙图中推力作用在A上，此时接触面的粗糙程度不变，压力也不变，因此摩擦力也不变，所以A所受的摩擦力仍为60N。 考点三 二力平衡的探究实验 6．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，实验中砝码的质量相同。 (1)实验中是通过 来改变木块受到的拉力大小的； (2)实验时，向左盘和右盘同时放入 （选填“等重”或“不等重”） 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 ； (3)现保持F1与F2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 ； (4)在探究同一问题时，小红设计了如图乙所示的实验，同学们认为小红的实验优于小明的实验，其主要原因是 。 A．小卡片容易扭转 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 D．减小摩擦力对实验结果的影响 (5)小红在图乙的装置上用剪刀从小卡片的中间将小卡片剪开，可以探究相互平衡的两个力需要满足的条件是 ； (6)如图甲，在木块的左右两边挂上相同的砝码，木块静止时，小木块受到 对平衡力作用； (7)利用如图丙所示的装置，两个滑轮安装成不同的高度， （选填“能”或“不能”）探究二力平衡的条件。 【答案】(1)改变钩码的数量 (2) 等重 见解析 (3)平衡的两个力一定在同一直线上 (4)D (5)见解析 (6)两 (7)能 【详解】（1）木块受到的拉力F1和F2分别等于水平桌面两端所挂砝码的重力，可以通过调整砝码的质量来改变F1和F2的大小。 （2）[1][2]实验时在两端的小盘里加砝码，当两边小盘中的砝码质量相同时，木块保持静止，说明相互平衡的两个力大小相等；实验时发现当两边所挂砝码不相等时，木块也能平衡，可能木块与桌面之间存在较大的摩擦力。 （3）将小车转动一个角度，两个力不在同一直线上，小车将转动回来，说明一对平衡力需在同一直线上，所以实验中设计这一步骤的目的是验证二力平衡时的两个力一定在同一直线上。 （4）小红实验用的小卡片重力小，悬在空中不受桌面对它的摩擦力影响；小明实验用的木块放在水平桌面上，木块和桌面之间存在摩擦力，摩擦力是不能消除的，实验要受到摩擦力影响，所以还是小红的实验方案好，故选D。 （5）用剪刀从小卡片的中间将小卡片剪开，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，可以探究相互平衡的两个力是作用在同一物体上。 （6）如图甲，在木块的左右两边挂上相同的砝码，木块静止时，木块水平方向受到两个拉力是一对平衡力，竖直方向受到重力和支持力是一对平衡力，小木块受到两对平衡力作用。 （7）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。 考点四 二力平衡作图 7．小刚用平板车运送货物，图中表示的是平板车在平直的仓库地板上向右做匀速直线运 动的情景，请画出货物的受力示意图。 【答案】 【详解】货物随车一起水平向右做匀速直线运动，货物与车间没有相对运动，也没有相对运动趋势，所以货物不受摩擦力，只受两个力作用：重力和支持力，并且这两个力是一对平衡力；重力方向竖直向下，作用点在重心，支持力方向竖直向上，作用点也画在重心上，其受力示意图如图所示： 1．下列物体中，处于平衡状态的是（　　） A．正在加速驶离站台的火车 B．正在做匀速直线飞行的飞机 C．正在减速滑行的汽车 D．正在转弯的自行车 【答案】B 【详解】物体受到平衡力作用时能保持平衡状态，即静止状态或匀速直线运动状态，正在加速驶离站台的火车和正在减速滑行的汽车和正在转弯的自行车，不是匀速直线运动，正在做匀速直线飞行的飞机是匀速直线运动，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．一名跳伞兵的质量是60kg，在训练时受到竖直向上的空气阻力是788N，若要求他所受的合力为零，则他携带的装备（包括降落伞和武器）的总重为（　　） A．0 B．200N C．260N D．78N 【答案】B 【详解】跳伞兵受到的重力方向竖直向下，大小为 要求合力为0，则携带的装备（包括降落伞和武器）的总重为 故选B。 3．如图所示，小孩沿水平方向用力推静止在水平地面上的小汽车，但小汽车保持静止，则（　　） A．小孩对车的推力大于车受到的阻力 B．小孩对车的推力等于车受到的阻力 C．小孩对车的推力小于车受到的阻力 D．小孩对车的推力与车受到的阻力的大小关系不能确定 【答案】B 【详解】小车处于静止状态，小车在水平方向上受到了推力和摩擦力，故推力和摩擦力是平衡力，两者的大小相等，故B符合题意。 故选B。 4．如图所示，某运送物资的火车班列由30节车厢组成，列车在车头牵引下沿平直轨道匀速行驶时，车头对第1节车厢的牵引力为。若每节车厢所受阻力均相等，则下列说法正确的是（　　） A．每节车厢所受阻力为 B．第21节车厢受到的牵引力为 C．第29节车厢受到的牵引力为 D．第30节车厢受到的牵引力为 【答案】B 【详解】A．假设每节车厢受到的阻力为f，则30节车厢受到的总阻力为，列车做匀速直线运动，处于平衡状态，列车受到的总阻力等于车头的牵引力F，则每节车厢受到的阻力为。故A错误； CD．第30节车厢受到水平向右的牵引力，根据二力平衡，其大小等于水平向左的阻力，则第30节车厢受到的牵引力为。根据力的作用是相互的，第29节车厢受到水平向左的拉力为，根据力的平衡条件，则第29节车厢受到水平向右的牵引力为 故CD错误； B．由上述分析推理可得，第21节车厢受到的牵引力为 故B正确。 故选B。 5．如图，某人站在上行的自动电梯上，在人与电梯相对静止一起匀速上升的过程中。下列对人受力正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】因为人站在匀速上升的电梯上，所以受到的重力和支持力是一对平衡力，大小相等，方向相反，人在水平方向没有运动趋势，所以不受摩擦力，故BCD错误，A正确。 故选A。 6．如图，拉力F的大小为8N，叠放在一起的物体A和B在拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动，则下列结论正确的是（　　）    A．甲、乙两图中物体B受到的摩擦力大小均为8N B．甲、乙两图中物体A受到地面对它的摩擦力大小均为8N C．甲图中物体A受到地面对它的摩擦力为0N，物体B受到的摩擦力大小为8N D．乙图中物体A受到地面对它的摩擦力大小为8N，物体B受到的摩擦力为0N 【答案】B 【详解】C．由图甲可知，物体A和B在大小为F的恒力作用下沿水平地面向右做匀速直线运动，所以物体A和B（看做一个整体）在水平方向受到平衡力作用，即A受到地面施加的水平向左的摩擦力f和拉力F平衡 因A、B一起做匀速直线运动，所以A、B相对静止，则A与B之间不存在摩擦力的作用，B受到摩擦力的大小为0，故C错误； D．由图乙可知，物体A和B在大小为F的恒力作用下沿水平地面向右做匀速直线运动，所以物体A和B（看做一个整体）在水平方向受到平衡力作用，即A受到地面施加的水平向左的摩擦力f和拉力F平衡 因A、B一起做匀速直线运动，B受到拉力、摩擦力的作用，拉力与摩擦力是一对平衡力，故物体B受到的摩擦力大小为8N，方向向左，故D错误； A．由以上分析可知，甲图中物体B受到的摩擦力大小均为0N，乙图中物体B受到的摩擦力大小为8N，故A错误； B．甲乙两图中，把A、B看成整体，系统处于平衡状态，因此，甲、乙两图中物体A受到地面对它的摩擦力大小均为8N，方向水平向左，故B正确。 故选B。 7．如图所示用手握住一个空水瓶，水瓶静止在手中，已知水瓶的重力为0.5N， 请回答下列问题。 (1)水瓶静止在手中时，水瓶所受的摩擦力大小为 N， 方向 。 (2)若手对水瓶的握力增大，水瓶所受的摩擦力   ；若向瓶内注水，装满水后瓶子 仍在手中保持静止，则此时瓶子受到的摩擦力 。（均选填“变大”“变小”"或“不变”） 【答案】(1) 0.5 竖直向上 (2) 不变 变大 【详解】（1）[1][2]瓶子静止在手中时，受平衡力，所以受到的重力与摩擦力是一对平衡力，二力等大、反向，因为水瓶的重力大小是，方向竖直向下，所以摩擦力的大小是，方向竖直向上。 （2）[1]随着手对空瓶握力的增大，瓶子始终处于静止状态，受平衡力，所以瓶子所受的摩擦力始终等于重力，所以摩擦力大小不变。 [2]若向瓶内注水，装满水后瓶子重力变大，仍在手中保持静止，所以仍受平衡力，重力变大了，摩擦力也会变大。 8．如图所示，跳伞运动员从飞机上跳下，当降落伞打开后，运动员匀速下落时，受到的阻力 重力。（选填“大于”“小于”或“等于”） 【答案】等于 【详解】跳伞运动员匀速下落，运动员处于平衡状态，受到平衡力的作用。即运动员受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力是一对平衡力，这两个力大小相等，即受到的阻力的大小等于重力的大小。 9．如图所示是我国选手全红婵、陈芋汐参加双人跳水比赛时的情景，当她们弹起上升到最高点，此时她们处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态；当她们以相同的速度下落时，以陈芋汐为参照物，全红婵是 的。 【答案】 不平衡 静止 【详解】[1]选手全红婵、陈芋汐上升到最高点时，只受重力，处于不平衡状态。 [2]当她们以相同的速度下落时，以陈芋汐为参照物，全红婵的相对位置不变，是静止的。 10．如图所示为某班教室中悬挂的电扇。根据二力平衡知识已知，电扇未开启时，天花板对吊扇的拉力 电扇的重力，电扇开启正常工作时，天花板对吊扇的拉力 电扇的重力（均选填“大于”、“等于”或“小于”）。 【答案】 等于 小于 【详解】[1]电风扇静止时受到的重力和固定杆对它的拉力是一对平衡力，即拉力F甲=G。 [2]电风扇转动时，风扇叶对空气施加了一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，空气对风扇叶施加了一个向上的反作用力；此时风扇叶受到了三个力的作用，竖直向下的重力G、天花板对吊扇向上的拉力为F乙、空气对扇叶施加的向上的力F′，风扇在这三个力的作用下在竖直方向上静止，所以 G=F乙+F′ 那么F乙<G。 11．如图所示，小明在探究二力平衡条件时，在左侧托盘放入质量为100g的砝码，右盘放入两个100g的砝码，托盘质量不计，M处于静止状态，于是得出结论：平衡力大小不等。这个结论是 （选填“正确”或“错误”）的，这是因为M在此时还受到一个水平向 （选填“左”或“右”），大小为 N的摩擦力，于是小明将M升高悬空，减少了摩擦力对实验的影响， （选填“能”或“不能”）得出二力平衡的条件。 【答案】 错误 左 1 不能 【详解】[1][2][3]桌子的表面不光滑，物体与桌面之间存在摩擦力，左侧砝码的质量为100g，物体受到左侧绳的拉力为 右侧砝码的质量为200g，物体受到右侧绳的拉力为 此时物体受到向左的拉力小于向右的拉力，说明物体有向右的运动趋势，因此受到一个向左的静摩擦力而保持静止，摩擦力的大小为 所以这个结论是错误的。 [4]小明将M升高悬空，减少了摩擦力对实验的影响，但因物体质量较大，所受重力较大，物体除了受到左右的水平拉力外，还受到竖直向下的重力，会影响实验结论，所以悬空后不能得出二力平衡的条件。 12．两个相同规格的弹簧测力计以如图（1）所示方式悬挂一个重物，上面弹簧测力计（甲）的示数和下面弹簧测力计（乙）的示数分别为F1和F2。当对弹簧测力计甲施加大小为F的竖直拉力，使整个装置沿竖直向下做匀速运动时如图（2）所示，弹簧测力计甲和乙的示数分别为F3和F4。则F1 F2 F4（前两空均填“大于”“小于”或“等于”），表示F、F3、和F4三者关系的等式为F= 。（不考虑空气的作用） 【答案】 大于 等于 2F3-F4 【详解】[1][2]设两个相同规格的弹簧测力计重力为G，物体的重力为G'，由图可知，乙弹簧测力计的挂钩上都悬挂重物，即 F2=F4=G' 挂在墙上的甲弹簧测力计的挂钩上悬挂一个弹簧测力计和一个重物，则 F1=G+G' 故F1大于F2，F2等于F4。 [3]如图所示，先运用整体思想，整个装置沿竖直向下做匀速运动，故整个装置受力平衡，将弹簧测力计（甲）和弹簧测力计（乙）及重物看作是整体，受力分析可得 F=G'+2G① 再利用分割思想，只看弹簧测力计（乙）及重物，受力分析可得 F3=F4+G② 下面的弹簧测力计的示数 F4=G'③ 由①②③式可得 F=2F3-F4 13．如图所示，2022年北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”正在冰面上展示花样滑冰，请画出质量为500N的“冰墩墩”静止在水平冰面上时所受支持力的示意图，要求注明力的大小。 【答案】 【详解】“冰墩墩”受到重力G= 500N，“冰墩墩”静止在水平地面上，在竖直方向受到平衡力的作用。因此其受到方向是竖直向下的重力G和方向竖直向上的支持力F，二力大小都等于500N，作用点都在重心，从“冰墩墩”的重心O竖直向上画一条带箭头的有向线段，用F表示，如图所示： 14．如图一个物块静止在斜面上，请在图中物块重心处画出物块所受的支持力和摩擦力的合力F合的示意图。 【答案】 【详解】物块静止在斜面上，在重力、支持力和摩擦力的作用下处于平衡状态，则支持力和摩擦力的合力F合与重力是一对平衡力，重力竖直向下，则支持力和摩擦力的合力F合竖直向上，作图如下： 15．蹦床运动自成为奥运会比赛项目以来，我国运动员在该项目上取得了辉煌的成绩。如图所示是一蹦床运动员从最高点下落至接触蹦床再到最低点的过程中，请在坐标图中画出运动员在从蹦床的最高点下落到最低点的过程中所受合力F合大小随下落距离h大致变化的图象。（不计空气阻力）    【答案】   【详解】下落过程中开始时只受重力，合力不变，达到绳子开始形变时受到向上的弹力作用，且刚开始重力大于弹力，则合力为 F合=G-F弹 方向竖直向下，随着弹力的变大，合力辉逐渐减小，当弹力等于重力时，合力为0，继续下降，弹力继续变大，弹力大于重力，则合力为 F合＇=F弹-G 方向竖直向上，随着弹力的变大，合力会逐渐增大，直到下落至最低点。如图所示：    16．某小组用如图所示装置探究“二力平衡的条件”，每个钩码质量均为50g。 （1）如图甲所示，小明同学在左边和右边各挂一个钩码，这时木块保持静止，说明相互平衡的两个力大小 ，方向 。细心的小明在实验时发现，若如图乙左边挂一个钩码，右边挂两个钩码时，木块仍然保持静止状态。经过讨论，同学们发现产生这一现象的原因是 ，这时木块在水平方向受到的力 （选填“平衡”或“不平衡”），你判断的依据： 。 （2）经过思考与交流后，实验小组决定改进实验设计，小明同学设计了如图丙所示实验装置，小丽同学设计了如图丁所示实验装置，你认为 （“丙”或“丁”）装置更好，原因是 。 （3）如图丁所示装置中，在左边和右边各挂一个钩码后，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 上。 （4）为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”，如果利用如图丁所示装置进行实验，下一步的操作是 。 【答案】 相等 相反 木块与桌面间存在摩擦力 平衡 木块仍然保持静止状态 丁 可以避免摩擦力对实验的影响 同一直线上 把卡片从中间剪开，观察两卡片的运动情况 【详解】（1）[1][2]如图甲所示，小明同学在左边和右边各挂一个钩码，这时木块保持静止，木块处于平衡状态，水平方向上分别受到左端和右端绳子对它的拉力，两个力是一对平衡力，相互平衡的两个力大小相等，方向相反。 [3]若左边挂一个钩码，右边挂两个钩码即木块两端拉力大小不相等时，木块仍然保持静止状态，这是由于木块和桌面之间存在摩擦力对实验产生了影响。 [4][5]当物体静止时处于平衡状态受到平衡力的作用，这时木块在水平方向受到的力平衡，依据：木块仍然保持静止状态。 （2）[6][7]乙中桌面还是会对小车产生摩擦力，而丙中卡片在水平方向上只受到细线的拉力，没有受到其他的力。故丙装置更科学一些。原因是：可以避免摩擦力对实验的影响。 （3）[8]当将卡片转动一个角度后，细线对卡片的拉力不在同一直线上，此时卡片不能保持静止状态，说明两个相互平衡的力必须作用在一条直线上。 （4）[9]要验证只有作用在一个物体上的两个力才能平衡，根据实验原理，应该将这两个力分别作用在两个物体上，看这两个物体是继续处于平衡状态，故应该把卡片从中间剪开，观察两卡片的运动情况。 17．在“探究二力平衡的条件”活动中。 （1）如果物体只受到两个力的作用，且处于静止或匀速直线运动状态，说明这两个力是相互平衡的。小明和小红两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案，如图甲所示，请你判断出他们改进的先后顺序： （用字母ABC表示），这样的改进是为了减小 对实验的影响； （2）如图乙是最终确认的实验方案。此方案中由于 ，故卡片的重力可以忽略不计； （3）将图乙中的小卡片旋转一个角度，并保持两个拉力方向相反，松开手后小卡片不能平衡了，本次实验探究的是： ； （4）小明又提出，利用如图丙所示的实验装置来探究物体做匀速直线运动时二力平衡的条件。那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢？在已知钩码的重力前提下，小明提出了自己的实验方案：用弹簧测力计拉着钩码在 （选填“水平方向”或“竖直方向”、“任意方向”）做匀速直线运动，根据观察到 且等于钩码重力的现象，可以得出结论：物体静止时的二力平衡条件同样适用于物体处于匀速直线运动状态； （5）如图丁，小红尝试在匀速直线运动状态下进行研究：在右边绳端挂2N重的钩码，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2.2N，从而得出“相互平衡的两个力大小不相等”，此结论是 （选填“正确”或“错误”）的；此时若让木块水平匀速向右运动，则弹簧测力计的示数应该为 N。 【答案】 BAC 摩擦力 卡片的质量较小 不在同直线上的两个力能否平衡 竖直方向 弹簧测力计的示数不变 错误 1.8 【详解】（1）[1][2]图甲的三个设计方案，B中物体与水平桌面间是滑动摩擦，产生的摩擦力较大，对实验结果影响较大，A中物体与水平桌面间是滚动摩擦，则摩擦力对实验结果影响较小，C中物体悬空，与空气的摩擦最小，所以实验方案改进的先后顺序是：BAC。这样改进是为了减小摩擦对实验的影响。 （2）[3]图乙中，卡片的质量较小，所受的重力较小，相对钩码的重力而言，其重力可忽略不计。 （3）[4]小卡片旋转一个角度后，两个拉力大小和方向不变，但不是作用在同一直线上，所以松手后小卡片不能平衡，这为了探究不在同一直线上的两个力能否平衡。 （4）[5][6]图丙中，应让测力计在竖直方向匀速直线运动，因为钩码所受的重力方向竖直向下，让拉着钩码的测力计在竖直方向上匀速直线运动，可观察到弹簧测力计的示数不变，且等于钩码的重力，因为这时钩码所受的拉力与重力是一对平衡力。 （5）[7]小红尝试的实验中，物体在水平方向上除了受到测力计的拉力、钩码的拉力外，还受到桌面摩擦力的作用，且此时摩擦力较大，不能忽略不计，所以实验中的结论错误。 [8]由题意知，桌面对物体的摩擦力 f=2.2N-2N=0.2N 若让木块水平向右匀速运动，则物体的受力为：测力计水平向左的拉力、钩码水平向右的拉力和桌面对它的水平向左的摩擦力，而此时物体对桌面的压力、接触面的粗糙程度不变，则摩擦力的大小也不变，那么测力计此时的拉力 F=F拉-f=2N-0.2N=1.8N 18．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)在图1的装置中，将卡片旋转一定角度（如图丙），松手后小卡片 （选填“能”或“不能”）平衡。这说明两个力必须作用在 上，物体才能平衡。为了验证上述结论，有同学设计了“将卡片往下拉过一定距离（如图丁）”的操作方式，大家讨论后认为，该操作方式不可行，原因是丁图中的两个力 ； (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优于小明的。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 D．小卡片容易扭转 (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，根据实验现象，可以得出结论：物体静止时的二力平衡条件 （选填“适用”或“不适用”）于物体处于匀速直线运动状态； 【拓展】 (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 ； (5)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在如图2所示情况下，小明下一步的操作是 。 【答案】(1) 不能 同一直线 方向不相反 (2)A (3) 可以沿任意方向 适用 (4)a、b、c (5)用剪刀将小卡片一剪为二 【详解】（1）[1][2]当卡片被旋转一个角度时，两个拉力虽然大小相等、方向相反，但不在同一直线上，卡片会发生转动，无法保持静止，所以松手后卡片不能平衡。这说明了只有当两个力在同一直线上时，物体才可能平衡。 [3]要验证两个力是否在同一直线上物体才能平衡，必须控制两个力的大小相同，方向相反，作用在同一物体上，而图丁中的操作会导致两个力的方向不相反，因此是不可行的。 （2）小华用的是小卡片（轻质），几乎不受重力影响，且摩擦力极小。小明用的是木块，放在桌面上，与桌面之间有滑动摩擦力，会影响实验结果。小卡片悬空，只受两根绳子的拉力，几乎无摩擦，可以忽略其他力。所以，小华的实验优势是能减小摩擦力的影响，使实验更接近理想情况，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 （3）[1][2]钩码在任何方向做匀速直线运动，都处于平衡状态。只要速度方向都不变，就满足二力平衡。所以，可以沿任意方向做匀速直线运动，只要保持匀速即可。最终通过实验可以确定，物体静止时的二力平衡条件（大小相等、方向相反、作用在同一直线上、同一物体）也适用于匀速直线运动状态。 （4）要验证“大小相等、方向相反”，需要两个力大小相等、方向相反、作用在同一物体上。 图(a)用钩码拉同一物体，方向相反，可通过调节使大小相等，因此可验证；图(b)中也是用钩码拉同物体，方向相反， 可通过调节钩码数量使大小相等，虽然不在同一水平线上，但符合要求，因此也可以验证；图(c)中用手拿弹簧测力计在水平方向左右拉小卡片，方向相反，根据力的相互性，左右两边对卡片的力大小始终相等，因此可以验证。 （5）要验证“两个力必须作用在同一物体上”，需要将两个力作用在不同物体上。所以，操作是剪断小卡片，使两个力作用在不同物体上 19．阅读材料，回答问题： 物体在流体中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫作流体阻力。比如飞机、汽车等交通工具运行时，受到空气阻力；人在水中游泳、船在水中行驶时，受到水的阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关，速度越大，阻力越大；跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；跟物体的形状有关，头圆尾尖（这种形状通常叫作流线型）的物体受到的阻力较小。 物体（例如雨滴）从高空由静止下落，速度会越来越大，所受阻力也越来越大，但只要空气阻力仍小于重力，物体就会继续加速下落，当阻力增大到与重力相等时，物体受力平衡，将以此时的速度做匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度。 某研究小组做了“相同环境下，球形物体收尾速度的大小与质量有什么关系”的实验，g取，实验数据见如表： 小球编号 A B C 小球质量 20 30 50 小球半径 0.05 0.05 0.05 小球的收尾速度 16 24 40 (1)小型汽车车身的外形常做成流线型，其目的是 ；人造地球卫星一般 （选填“需要”或“不需要”）设计成流线型。 (2)分析表格中A、B、C三球的收尾速度，可得到结论： 。 (3)C小球下落过程中受到的最大阻力为 N，此时阻力与重力是一对 （选填“平衡力”或“相互作用力”）。 【答案】(1) 减小空气阻力 不需要 (2)见解析 (3) 0.5 平衡力 【详解】（1）[1]物体在流体中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫作流体阻力。流体阻力大小跟物体的形状有关，头圆尾尖（这种形状通常叫作流线型）的物体受到的阻力较小。小型汽车在行驶时会受到空气阻力，将车身外形做成流线型，可以减小汽车行驶时受到的空气阻力，从而节省燃料，提高行驶效率。 [2]由于人造地球卫星在太空工作，处于真空环境，不存在空气阻力，因此不需要设计成流线型。 （2）由表格数据可知，A、B、C三个小球半径相同，形状相同，而质量不同，且质量越大，收尾速度越大。在相同环境下，小球的半径相同时，小球的质量越大，小球收尾速度越大。 （3）[1]当小球达到收尾速度时，做匀速直线运动，此时小球受力平衡，即空气阻力等于重力，此时小球受到的阻力最大。 已知C小球质量m=50g=0.05kg，根据重力公式G=mg，可得C小球的重力G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N 因为C小球达到收尾速度时阻力等于重力，所以C小球下落过程中受到的最大阻力f=G=0.5N [2]相互作用力是两个物体之间的相互作用，大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，且作用在两个不同的物体上。平衡力是作用在同一个物体上的两个力，大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。 C小球下落过程中，阻力与重力都作用在C小球上，且大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，所以此时阻力与重力是一对平衡力。 / 学科网（北京）股份有限公司 $