8.1 二力平衡 知识解读-2025-2026学年苏科版物理八年级下学期
2026-01-31
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摘要:
本讲义聚焦初中物理“二力平衡”核心知识点,以平衡状态(静止、匀速直线运动)为起点,通过实验探究二力平衡条件(等大、反向、共线、同体),延伸至条件应用及与相互作用力的区分(同物vs异物),构建递进式学习支架。
资料以科学探究为核心,实验设计采用控制变量法(如扭转卡片探究共线条件),典例结合生活情境(如匀速电梯、静止运动员),培养科学思维与物理观念。随堂检测含变式题,课中辅助教师引导探究,课后助力学生巩固知识、查漏补缺。
内容正文:
8.1 二力平衡(知识解读)(解析版)
•知识点1 二力平衡与平衡状态
•知识点2 探究二力平衡的条件实验
•知识点3 二力平衡的条件及应用
•知识点4 平衡力和相互作用力的区分
•作业 随堂检测
知识点1 二力平衡与平衡状态
1、平衡力:物体在受到几个力的作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡。
2、平衡状态:物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态,如果物体在两个力作用下处于平衡状态,我 们就说这两个力相互平衡,简称二力平衡。
注意:静止或匀速直线运动状态是平衡状态,平衡状态下受到的是平衡力,平衡力的作用下,物体处于平衡状态。
3、平衡状态的判断方法:静止状态和匀速直线运动状态都是平衡状态;物体受到的力平衡时,物体处于平衡状态。
【典例1】物体重为20N,受到竖直方向上的拉力,在拉力作用下静止不动,对地面的压力为0,则拉力为 N;若在拉力作用下物体匀速竖直向上运动,则拉力为 N;若在拉力作用下物体匀速竖直向下运动,则拉力为 N。
【答案】 20 20 20
【详解】[1][2][3]物体处于静止或匀速直线运动状态时,受平衡力作用,拉力与重力大小相等。因此物体重为20N,在拉力作用下静止不动,对地面的压力为0,则拉力为20N;若在拉力作用下物体匀速向上运动,则拉力为20N;若在拉力作用下物体匀速向下运动,则拉力为20N。
【变式1-1】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。
【变式1-2】下列各种运动中物体没有受到平衡力的是( )
A.静止在吊环上的体操运动员
B.在空中匀速直线下降的跳伞运动员
C.在平直公路上做匀速直线运动的汽车
D.关闭发动机后缓缓进站的列车
【答案】D
【详解】A.静止的体操运动员,运动状态不变,受平衡力,故A不符合题意;
B.匀速直线下降的跳伞运动员,运动状态不变,受平衡力,故B不符合题意;
C.匀速直线运动的汽车,运动状态不变,受平衡力,故C不符合题意;
D.关闭发动机后缓缓进站的列车,速度逐渐减小,运动状态改变,因此没有受到平衡力,故D符合题意。
故选D。
【变式1-3】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。
知识点2 探究二力平衡的条件实验
1、实验目的、原理、方法
(1)实验目的:探究二力平衡的条件。
(2)实验原理:力能改变物体的运动状态。
(3)实验方法:控制变量法。
2、实验器材:小车、棉线、钩码、滑轮、水平桌面、小纸片。
3、器材作用及图像
(1)小车:实验主体。
(2)棉线:连接小车与钩码。
(3)钩码:提供和改变对小车的拉力。
(4)滑轮:改变力的方向。
5、实验步骤
如图甲:
步骤①把小车放在光滑的水平桌面上,向挂在小车两端的托盘里放钩码。这样小
车在水平方向受到两个拉力,用力的示意图画出小车受到的两个拉力。观察小车在什么情况
下保持运动状态不变;
步骤②用手按住小车,改变两端钩码数量,使两个拉力大小不等。然后松手,观察小车能
不能保持静止;
步骤③用手按住小车,让两端钩码数量相等,让两个力的方向相同,然后松手,观察小车
能不能保持静止;
步骤④用手按住小车,让两端钩码数量相等,让小车扭转一个角度,然后松手,观察小车
能不能保持静止;
步骤⑤用手按住小车,让两端钩码数量相等,再让拉力方向相反,且在同一条直线上,然
后松手,观察小车能不能保持静止。
如图乙:
步骤⑥剪刀将硬纸片从中间剪开,观察小车能不能保持静止。
6、实验结论
二力平衡的条件要求这两个力:
(1)大小相等(等大) (2)方向相反(反向)
(3)同一直线(共线) (4)同一物体(同体)
【典例2】如图甲所示是小华探究“二力平衡条件”的实验:(每个钩码重力相同)
(1)小华将小卡片(重力可忽略不计)的两端用细线绕过滑轮,并挂上钩码,使作用在小卡片的两个拉力方向 ,通过调整 来改变拉力的大小;
(2)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(已平衡),小华下一步的操作是 ;
(3)在探究同一问题时,小强将木块放在水平桌面上,设计了图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小强的实验,其主要原因是小华的装置可以减小 对实验的影响。
【答案】(1) 相反 钩码数量
(2)用剪刀将卡片从中间剪开
(3)摩擦力
【详解】(1)[1][2]由图甲可知,作用在小卡片上的两个拉力方向相反;改变拉力的大小是通过调整钩码的数量来实现的,钩码数量越多,产生的拉力越大。
(2)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(已平衡),小华下一步的操作是用剪刀将卡片从中间剪开,使两个拉力作用在两个物体上,观察卡片能否保持静止状态。
(3)小华的实验优于小强的实验,其主要原因是小华的装置中卡片悬空,可以减小摩擦力对实验的影响。
【变式2-1】如图是探究“二力平衡条件”的实验装置,B为一轻质硬纸片,关于这个实验下列说法正确的是( )
A.硬纸片的质量越大,实验效果越好
B.为了探究二力平衡时两个力的方向是否相反,可以将纸片从中间剪开
C.实验中只有当硬纸片静止时,才能说明其受力平衡
D.将硬纸片沿顺时针方向扭转一个角度后释放是为了探究平衡力是否作用在同一直线上
【答案】D
【详解】A.为减小重力对实验的影响,硬纸片的质量越小,实验效果越好,故A错误;
B.为了探究二力平衡时两个力的方向是否相反,应将两侧细线挂到同一侧,使两个拉力的方向相同,松手后观察纸片是否静止,来判断纸片是否能保持平衡;将纸片从中剪开是为了探究不在同一物体上的两个力是否能保持平衡,故B错误;
C.平衡状态指的是物体保持静止或匀速直线运动状态,本实验可以通过硬纸片是否静止或匀速直线运动来判断二力是否平衡,故C错误;
D.将硬纸片沿顺时针方向扭转一个角度后释放,硬纸片所受的两个力将不在同一直线上,是为了探究平衡力是否作用在同一直线上,故D正确。
故选D。
【变式2-2】在“探究二力平衡的条件”实验中,同学们设计了如图所示的甲、乙两种实验方案。你认为 方案更合理;在甲方案中,当看到木块处于静止状态时,此时F1 F2。
【答案】 乙 =
【详解】[1]使用小车的优点:乙方案中使用小车时,小车与桌面间是滚动摩擦,相比甲方案中木块与桌面间的滑动摩擦,滚动摩擦力更小,可以忽略不计,能减小摩擦力对实验的影响,使实验结果更准确。
[2]方案中,由于左盘和右盘中砝码的质量相等,故木块两边所受的拉力相等,即。
【变式2-3】如图所示,小明用卡片、细绳、钩码和带滑轮的支架等器材探究二力平衡条件:
(1)该实验中研究对象是 ,选择它的好处是 ;
(2)如图甲所示,小明将系于小卡片两端的细线分别跨过支架上的滑轮,挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整 来改变拉力大小。由此初步得到的结论是:二力平衡的条件必须满足大小相等;探究二力平衡的两个力是否一定要共线时,小明按图乙中的 (选填“a”或“b”)进行实验,观察松手瞬间小卡片能否平衡;
(3)实验中,将两侧的钩码换成A、B两个完全相同的弹簧测力计拉细线,卡片平衡时两个测力计的示数分别为FA、FB,发现FA不等于FB,其原因可能是 。
【答案】(1) 小卡片 小卡片重力远小于两侧拉力,可忽略不计
(2) 钩码数量 a
(3)读数误差/两个滑轮的摩擦不同/测力计未校零
【详解】(1)[1][2]图中的探究方案中卡片受到两个力的作用,研究对象是卡片;由于卡片重力较小,可以忽略其重力对实验的影响。
(2)[1]系于小卡片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相反,并通过调整钩码的数量来改变拉力的大小,是为了探究二力平衡时,两个力大小是否相等,初步得到的结论是:二力平衡的条件必须满足大小相等。
[2]探究二力平衡的两个力是否一定要共线时,要控制两个力的大小相等、方向相反,图b中两个力的方向不相反,所以正确的操作是a。
(3)利用弹簧测力计代替图中的钩码时,由于测量工具、测量的人或所用器材,都会造成误差的存在,所以形成差距的原因可能是读数误差 (或两个滑轮的摩擦不同,或测力计未校零)。
知识点3 二力平衡的条件及应用
1、二力平衡的条件:当作用在物体上的两个力大小相等、方向相反且在同一直线上时,这两个力相互平衡。这就是二力平衡的条件。简单的说就是:同体、等大、反向、共线。
(1)大小相等:两个力的大小必须相同。
(2)方向相反:两个力的方向必须相反。
(3)作用在同一条直线上:两个力必须作用于物体的同一直线上。
(4)作用在同一物体上:这两个力必须同时作用于同一个物体上。
2、在平衡力作用下,原来处于静止状态的物体,依然处于静止状态,原来运动的物体,一定以原来的速度做匀速直线运动。
3、静止的物体只受两个力作用时,这两个力一定是平衡力;匀速直线运动的物体,如果只受两个力作用,那么这两个力也一定是平衡力。
【典例3】一个氦气球吊着一个小重物沿虚线匀速斜向上升,如图所示,能正确表示气球运动的是 (填“甲”或“乙”)图;若不考虑空气对重物的作用,则重物所受重力与拉力是一对 (填“平衡力”或“非平衡力”)。
【答案】 甲 平衡力
【详解】[1][2]氦气球下吊一小重物,若不计空气阻力,则小重物只受到重力和氦气球的拉力,小重物恰沿虚线匀速斜向上升,所以它受到的两个力是一对平衡力,大小相等,方向相反,作用在同一直线和同一物体上,由于重力的方向始终竖直向下,拉力的方向竖直向上,所以正确的图是甲。
【变式3-1】如图所示,在50N水平向右的力F作用下,重10N的物块静止在竖直墙面上,则物块受到的摩擦力大小为( )
A.50N B.10N C.60N D.40N
【答案】B
【详解】根据题意可知,物块静止在竖直墙面上,处于平衡状态。在竖直方向上,向下的重力与向上的摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件,摩擦力大小等于重力,即10N。水平方向的50N推力仅影响物块对墙面的压力,与竖直方向的摩擦力无关,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【变式3-2】如图所示,用线将灯悬挂在天花板上,当灯静止时,灯所受到的重力为平衡力的是( )
A.线所受的重力 B.灯对线的拉力 C.灯所受到的重力 D.线对灯的拉力
【答案】D
【详解】用线将灯悬挂在天花板上,灯受到重力与线对拉力的作用,当灯静止时,灯受到重力与线对灯的拉力是平衡力,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【变式3-3】一个重为100N的物体在30N水平推力作用下沿水平面做匀速直线运动,物体受到 个力的作用,物体所受合力大小为 N。小明用水平方向的力推静止在水平地面上的汽车,但没有推动,则小明对汽车的推力 地面对汽车的摩擦力。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】 4 0 等于
【详解】[1]物体受到重力、支持力、推力、摩擦力4个力的作用。
[2]物体沿水平面做匀速直线运动,受力平衡,则物体所受合力大小为0。
[3]小明用水平方向的力推静止在水平地面上的汽车,但没有推动,汽车静止,受力平衡,汽车在水平方向上受到水平方向的推力和水平方向的静摩擦力作用,这两个力是平衡力,大小相等。
知识点4 平衡力和相互作用力的区分
1、相互作用力的特点:①大小相等(等大);②方向相反(反向);③在同一条直线上(共线);④作用在两个物体上(异物);⑤同时产生,同时消失(同时)。
2、平衡力的特点:①大小相等(等大);②方向相反(反向);③在同一条直线上(共线);④作用在同一个物体上(同物);⑤两个力可以单独存在。
注意:“平衡力”和“相互作用力”最大的区别就是:相互作用力作用在两个物体上,平衡力作用在同一个物体上。因此,我们只需要看力的作用点,如果在一个物体上,那就是平衡力,如果在两个物体上,就是相互作用力。
【典例4】如图所示,一辆小汽车进入测速路段后,乘客发现测速提示牌往后退,他是以 (选填“汽车”或“地面”)为参照物。汽车在水平地面上疾驶时,车对地面的压力和地面对车的支持力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
【答案】 汽车 不是
【详解】[1]小汽车进入测速路段后,小汽车相对于地面往前运动,小汽车与测速提示牌的距离越来越远,若以地面为参照物,测速指示牌相对于地面位置不变,此时测速指示牌是静止的;若以小汽车或乘客自己为参照物,则假定汽车或乘客自己是不动的,测速提示牌相对于汽车的位置越来越远,汽车往前运动,所以他会感觉测速提示牌往后退,故他是以汽车为参照物。
[2]车对地面的压力,施力物体是车,受力物体是地面,地面对车的支持力,施力物体是地面,受力物体是车,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在两个物体上,是相互作用力,不是一对平衡力。
【变式4-1】《哪吒2》在2025年春节热映,丰富了我们的文化生活。如图所示,当哪吒手持火尖枪,脚踩风火轮时,下列说法正确的是( )
A.哪吒对风火轮的压力和风火轮对哪吒的支持力是一对相互作用力
B.哪吒的重力和风火轮对他的支持力是一对平衡力
C.哪吒对火尖枪的拉力和火尖枪的重力是一对相互作用力
D.风火轮对地面的压力和哪吒的重力是一对平衡力
【答案】A
【详解】A.哪吒对风火轮的压力作用在风火轮上,风火轮对哪吒的支持力作用在哪吒上,两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,是一对相互作用力,故A正确;
B.哪吒手持火尖枪,脚踩风火轮时,风火轮对他的支持力等于哪吒与火尖枪等随身物品的总重力。哪吒的重力与风火轮对他的支持力大小不相等,因此二者不是一对平衡力,故B错误;
C.哪吒对火尖枪的拉力和火尖枪的重力,作用在同一物体上,因此不是一对相互作用力,故C错误;
D.风火轮对地面的压力和哪吒的重力,方向相同,因此不是一对平衡力,故D错误。
故选A。
【变式4-2】低碳出行从我开始,现如今骑行已成为了社会的一种潮流形势。小明骑自行车在平直路面上匀速向前行驶时,以下说法正确的是( )
A.自行车受到的压力和自行车受到的支持力是一对平衡力
B.自行车受到的重力与地面对自行车的支持力是一对平衡力
C.地面受到的压力与车受到的支持力是一对相互作用力
D.小明受到的重力与支持力是一对相互作用力
【答案】C
【详解】A.人对自行车的压力等于人的重力,而地面对车的支持力等于车与人的总重力,二者大小不等,不是平衡力;故A错误;
B.地面的支持力等于车与人的总重力,与自行车的重力大小不等,不是平衡力;故B错误;
C.地面受到的压力与车受到的支持力大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上,是一对相互作用力,故C正确;
D.小明受到的重力与支持力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,是一对平衡力,故D错误。
故选C。
【变式4-3】如图所示,把铁块放在平直的塑料尺上,塑料尺变弯曲,此时铁块 发生形变(选填“会”或“不会”)。铁块受到塑料尺对它的弹力与塑料尺所受压力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”)。
【答案】 会 相互作用力
【详解】[1]把铁块放在平直的塑料尺上,塑料尺变弯曲,塑料尺受到铁块的压力,该压力属于弹力,该弹力是铁块发生弹性形变产生的。
[2]铁块受到塑料尺弹力与塑料尺所受压力大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在不同的物体上,是一对相互作用力。
1.一个物体在水平地面上做匀速直线运动,它受到的水平拉力为 30N,则物体受到的摩擦力为( )
A.30N B.60N C.0N D.无法确定
【答案】A
【详解】物体做匀速直线运动,处于平衡状态,在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等。已知拉力为30N,所以摩擦力也为30N。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.如图所示,一磁吸式黑板擦吸附于竖直放置的磁性黑板上,并保持静止状态。以下构成一对平衡力的是( )
A.黑板对黑板擦的摩擦力和黑板擦受到的重力
B.黑板对黑板擦的吸引力和黑板擦受到的重力
C.黑板对黑板擦的摩擦力和黑板擦对黑板的摩擦力
D.黑板对黑板擦的吸引力和黑板擦对黑板的吸引力
【答案】A
【详解】A.黑板擦静止,在竖直方向上,黑板对黑板擦的摩擦力(竖直向上)和黑板擦受到的重力(竖直向下),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符合题意;
B.黑板对黑板擦的吸引力是水平方向,黑板擦受到的重力是竖直方向,二力方向不在同一直线上,不是一对平衡力,故B不符合题意;
C.黑板对黑板擦的摩擦力,受力物体是黑板擦,黑板擦对黑板的摩擦力,二力作用在两个物体上,是一对相互作用力,不是平衡力,故C不符合题意;
D.黑板对黑板擦的吸引力,受力物体是黑板擦,黑板擦对黑板的吸引力,受力物体是黑板,受力物体不是一个物体,不符合平衡力的条件,故D不符合题意。
故选 A。
3.物体受到和两个力作用处于静止状态,图中描述其受力情况正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】物体受到和两个力作用处于静止状态,物体处于平衡状态,受到的和是一对平衡力。此二力的大小相等、方向相反、作用在同一物体,作用在同一直线上。
A.图中和不在一条直线上,不是平衡力,故A错误;
B.图中和不在一条直线上,不是平衡力,故B错误;
C.图中和大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,故C正确;
D.图中和大小不相等,不是平衡力,故D错误。
故选C。
4.一本书放在水平桌面上,书上放一支钢笔,它们都保持静止。与钢笔受到的支持力相互平衡的力是( )
A.书受到的重力 B.钢笔对书的压力
C.钢笔受到的重力 D.桌面对书的支持力
【答案】C
【详解】A.钢笔受到的支持力和书受到的重力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故A不符合题意;
B.钢笔受到的支持力和钢笔对书的压力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故B不符合题意;
C.钢笔受到的支持力和钢笔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C符合题意;
D.钢笔受到的支持力和桌面对书的支持力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故D不符合题意。
故选C。
5.2025年苏迪曼杯羽毛球赛中,中国羽毛球队实现四连冠,比赛时羽毛球在空中飞行,下列说法正确的是 ( )
A.以球拍为参照物,飞行的羽毛球是静止的
B.羽毛球的运动轨迹是直线,一定做匀速直线运动
C.测量羽毛球飞行距离时,选用分度值为1cm的刻度尺,非常精确不需要估读
D.羽毛球在空中下落时,相对地面是运动的
【答案】D
【详解】A.飞行的羽毛球相对球拍位置发生了变化,以球拍为参照物,飞行的羽毛球是运动的。故A错误;
B.羽毛球在空中飞行时,会受到竖直向下的重力和空气对它向后的阻力,这两个力不是一对平衡力,羽毛球运动状态不断发生变化,不能做匀速直线运动。故B错误;
C.使用分度值为1cm的刻度尺测量时,为使测量结果更准确,需要估读到分度值的下一位,故“不需要估读”的说法错误。故C错误;
D.羽毛球在空中下落时相对地面位置发生了变化。以地面为参照物,羽毛球是运动的。故D正确。
故选D。
6.如图甲是消防队员小王进行爬杆训练的示意图,在某次爬杆训练中,小王沿杆竖直向上运动的图像如图乙所示,下列判断正确的是( )
A.0至时间内,小王沿杆匀速向上运动
B.至时间内,小王受到的摩擦力方向竖直向下
C.6s至时间内,小王爬杆时做匀速直线运动
D.至时间内,小王受到的摩擦力大小等于重力大小
【答案】C
【详解】A.由图像可知,0至6s时间内,速度不断增大,则小王沿杆加速向上运动,故A错误;
BC.由图像知,6s至15s时间内,小王沿杆向上做匀速直线运动,速度为0.6m/s,受力平衡,在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,故C正确,B错误;
D.由图像知,15s至18s时间内,小王做减速运动,说明小王受力不平衡,且合力方向向下,与重力方向相同,受到的摩擦力大小小于重力,故D错误。
故选C。
7.如图所示,将A、B两个粗糙程度相同重力均为10N的物体,以甲、乙两种不同的方式放在同一水平桌面上,甲图为叠放,乙图为平放。分别用水平方向的推力和使物体AB一起向右做匀速直线运动。已知大小为5N,不计空气阻力。下列说法中正确的是( )
A.甲图中,物体A受到的摩擦力大小为5N,方向水平向左
B.甲图中,物体B受到的摩擦力大小为5N,方向水平向右
C.乙图中,物体A、B受到的摩擦力大小为10N,方向水平向左
D.甲、乙两图中,推力和大小相等
【答案】AD
【详解】AB.甲图中,对物体B受力分析可知,物体B受到竖直向下的重力和竖直向上的A对B的支持力,由于物体B在做匀速直线运动,处于平衡状态,故物体B没有受到摩擦力,由于力的作用是相互的,则两物体之间没有摩擦力的作用,由于物体A做匀速直线运动,则在水平方向上,根据二力平衡条件可知,物体A受到地面向左的摩擦力,大小为5N,故A正确,B错误;
C.由于滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和接触面受到的压力大小有关,甲图中对地面的压力大小等于物体A和物体B的总重力,即20N,地面对物体A的摩擦力大小为5N,乙图在相同的桌面上,粗糙程度相同,物体A、B对地面的压力还是20N,则物体A、B受到的摩擦力大小为5N,故C错误;
D.将物体A、B看成一个整体,由于物体A、B做匀速直线运动,则在水平方向上,推力、的大小均与物体A、B受到的摩擦力大小相等,,故D正确。
故选AD。
8.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。
9.针对静止在水平桌面上的物理书 ,小军进行了下列分析 ,其中正确的是( )
A.物理书受到重力 、桌面的支持力和压力的作用
B.物理书对桌面的压力就是物理书的重力
C.物理书对桌面的压力与桌面对物理书的支持力是平衡力
D.物理书受到的重力与桌面对物理书的支持力是平衡力
【答案】D
【详解】A.物理书受到重力、桌面的支持力,但不受压力,因此压力是作用在桌面上的,故A错误;
B.物理书对桌面的压力,施力物体是物理书,受力物体是桌面;物理书的重力,施力物体是地球,受力物体是物理书。虽然压力大小等于重力大小,但施力物体、受力物体、力的性质都不同,不能说压力就是重力,故B错误;
C.物理书对桌面的压力与桌面对物理书的支持力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故C错误;
D.物理书受到的重力与桌面对物理书的支持力大小相等、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D正确。
故选D。
10.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。
11.物体的平衡状态是指物体处于 状态或 状态。
【答案】 静止 匀速直线运动
【详解】[1][2]物体的平衡状态是指物体在受到几个力作用时,如果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,此时物体处于平衡状态。
12.某起重机悬吊着重为8000N的货物静止时,钢丝绳对货物的拉力为,则为 ;当起重机吊着该货物匀速上升时,钢丝绳对货物的拉力为,则 选填“大于”“小于”或“等于”。
【答案】 8000 等于
【详解】[1]起重机悬吊着重为8000N的货物静止时,货物处于平衡状态,钢丝绳的拉力与重力是一对平衡力,大小相等,则拉力为
[2]当起重机吊着该货物匀速上升时,货物处于平衡状态,钢丝绳的拉力与重力是一对平衡力,大小相等,则拉力为
因此。
13.两个人同时用10N的力拉同一弹簧测力计的两端,则弹簧测力计的示数为 N;若将此弹簧测力计的一端固定在墙上,用5N的力拉它的另一端,则弹簧测力计的示数为 N。(弹簧测力计的量程为0~20N)
【答案】 10 5
【详解】[1]弹簧测力计受到一对为10N的平衡力,弹簧测力计的示数等于其一端受到的拉力的大小,等于10N。
[2]若将此弹簧测力计的一端固定在墙上,用5N的力拉它的另一端,此时弹簧测力计静止,墙也对弹簧测力施加5N的作用力,此时, 弹簧测力计的示数仍等于其一端受到的拉力的大小,这时弹簧测力计的示数等于5N。
14.如图所示,在探究“二力平衡的条件”的实验中,将轻质硬纸片扭转一个角度后松手,硬纸片 (选填“能”或“不能”)保持平衡,这是为了探究二力平衡时两个力是否必须作用在 。
【答案】 不能 同一直线上
【详解】[1][2]用手将硬纸片扭转一个角度,硬纸片受到的两根绳子的拉力不在同一条直线上,所以硬纸片受到的不再是一对平衡力,硬纸片会转动;实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时,两个力必须作用在同一直线上。
14.如图(甲)所示,用弹簧测力计测量水平桌面上的钩码所受的重力。弹簧测力计从图示位置开始向上缓慢提升,其示数F与上升的高度h之间的关系如图(乙)所示。根据甲、乙图像可知,钩码所受的重力为 N。当h=2cm时,弹簧测力计的示数是 N,桌面对钩码的支持力是 N。
【答案】 4.5 1.5 3
【详解】[1]钩码离开桌面后测力计的示数不再变化,此时示数即为钩码所受重力大小,故钩码所受的重力为4.5N。
[2]由图像知:当h=6cm时,弹簧测力计的示数为4.5N,因弹簧的拉力与伸长量成正比,所以,
即每伸长1cm所需的拉力为0.75N,当h=2cm时,弹簧测力计的示数是
[3]此时钩码受重力、拉力、支持力的作用处于平衡状态,则支持力等于重力减去拉力,即
15.某商场自动感应门俯视图如图所示,以O为圆心、半径为2m的虚线圆为感应区,即当有物体进入虚线圆内时,宽度均为2m 的两扇感应门立即向两边以 的速度匀速开启,开启过程中感应门受力 (选填“平衡”或“不平衡”)。某次,商场工作人员推动宽为D=40cm的货物在水平地面上匀速通过该门,货物的中央始终在门的中心线s上,该过程中货物受到的地面支持力与货物受到的 是一对平衡力;为能安全通过,工作人员匀速推动货物的速度应不超过 m/s。
【答案】 平衡 重力 1
【详解】[1]感应门向两边以0.1m/s的速度匀速开启,即开启过程中感应门做匀速直线运动,则开启过程中感应门处于平衡状态,所以开启过程中感应门受力平衡。
[2]货物在水平地面上匀速直线运动,在竖直方向上受力平衡,受到竖直向上的地面支持力与货物受到竖直向下的重力,这两个力是一对平衡力。
[3]由题可知,货物的宽度为,感应门打开的宽度至少为40cm,可知每扇运动的距离为
根据可知,感应门运动的时间
货物要安全通过,在这2s内通过的路程,物体的运动时间,因此货物的运动速度
所以工作人员匀速推动货物的速度应不超过1m/s。
16.小明同学利用支架、钩码、小车等器材进行“探究二力平衡的条件”的实验,在小车两端的细绳上挂等重的钩码后出现如图所示的情况,此时小车 (选填“处于”或“不处于”)平衡状态。随后小明将小车换成任意形状的轻质卡片, (选填“能”或“不能”)完成所有探究活动。
【答案】 处于 能
【详解】[1]平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态,图甲中小车静止,处于平衡状态。
[2]轻质卡片的重力可以忽略不计,可以减小重力对实验的影响,能完成所有探究活动。
17.某兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时,用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
(1)如图丙所示,弹簧测力计示数为 N。
(2)甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向 拉动木块,则弹簧测力计对木块的拉力大小等于滑动摩擦力的大小。
(3)通过对比甲、乙两次实验可知: 。
(4)通过对比 两次实验可知:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(5)利用图丙所示装置完成实验时,木块在运动过程中受到弹簧测力计的示数突然变大,可能原因是_____。
A.木板太长 B.木板的粗糙程度不均匀 C.测力计的分度值太大
(6)小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动,于是小明设计了如图丁所示的实验装置,该装置的优点是 (选填“需要”或“不需要”)长木板做匀速直线运动。
【答案】(1)2.6
(2)匀速直线
(3)在接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
(4)甲、丙
(5)B
(6)不需要
【详解】(1)由图丙可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.6N;
(2)甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向匀速直线拉动木块时,木块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,两个力大小相等,则弹簧测力计对木块的拉力大小等于滑动摩擦力的大小。
(3)对比甲、乙两次实验可知,接触面的粗糙程度相同,压力越大,弹簧测力计的示数越大,故可得:在接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(4)探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系时,应控制压力相同,只改变接触面的粗糙程度,故选甲、丙两次实验。
(5)木块在运动过程中受到弹簧测力计的示数突然变大,原因可能是木板的粗糙程度不均匀,导致摩擦力发生变化;若木板太长,不影响弹簧测力计的示数;若测力计的分度值太大,只影响测力的精确度,不会使弹簧测力计的示数变大,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(6)由图丁可知,无论长木板是否做匀速直线运动,木块相对地面都是静止的,测力计的示数与木块受到的滑动摩擦力始终是一对平衡力,可以测出滑动摩擦力的大小,故该装置的优点是不需要匀速拉动长木板。
18.探究“二力平衡的条件”的实验装置如图所示,实验中所用钩码质量相等。
(1)如图甲所示,将系于小卡片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 ,并通过调整 来改变拉力的大小;
(2)为了探究使物体平衡的两个力的大小是否一定相等,应在两侧细线上悬挂数量 (选填“相等”、“不等”)的钩码;
(3)当小卡片平衡时,将小卡片转过一个角度,松手后观察小卡片是否平衡,此步骤的目的是 ;
(4)另一小组同学认为,若采用如图乙的方案,也可以以探究二力平衡条件。请你分析:此方案只能根据相互作用的关系直接测出物体所受 (选填“拉力”、“重力”,下同)的大小,在未知二力平衡条件的前提下,无法测出 的大小,所以此方案无法实施。
【答案】(1) 相反 钩码数量
(2)不等
(3)探究二力平衡时两个力是否在同一条直线上
(4) 拉力 重力
【详解】(1)[1]小卡片两端的线分别跨过左右滑轮,挂钩码后,由于重力作用,两边产生向下的拉力;滑轮改变了力的方向,所以两个拉力分别沿水平方向向左和向右,即方向相反。
[2]拉力大小由钩码的重力决定,而钩码质量相等,因此重力相等;要改变拉力大小,只需增减钩码的数量即可。
(2)要探究使物体平衡的两个力的大小是否一定相等,需要改变力的大小,所以应在两侧细线上悬挂数量不等的钩码,观察小卡片是否平衡。
(3)将小卡片转过一个角度,意味着两个拉力不再作用在同一直线上;观察是否仍能保持平衡;如果不能平衡,说明二力平衡必须满足“作用在同一直线上”,即目的是探究二力平衡时两个力是否在同一条直线上。
(4)[1]在图乙的方案中,根据力的相互作用的关系,弹簧测力计对物体的拉力与物体对弹簧测力计的拉力是相互作用力,所以能直接测出物体所受拉力的大小。
[2]但在未知二力平衡条件的前提下,无法知道重力与拉力的关系,所以无法测出重力的大小,此方案无法实施。
19.某汽车集团研发了一款新型汽车,制造汽车外壳所用材料的体积为,用密度为的镁合金材质制成外壳。请计算:
(1)该车外壳质量是多少千克?
(2)已知该车总重力为,若它匀速直线行驶时所受阻力为重力的0.05倍,它受到的牵引力是多少牛?
【详解】(1)该车外壳所用材料质量
(2)汽车受到的阻力
汽车匀速直线行驶时,汽车受到的牵引力和阻力是平衡力,牵引力
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8.1 二力平衡(知识解读)(解析版)
•知识点1 二力平衡与平衡状态
•知识点2 探究二力平衡的条件实验
•知识点3 二力平衡的条件及应用
•知识点4 平衡力和相互作用力的区分
•作业 随堂检测
知识点1 二力平衡与平衡状态
1、平衡力:物体在受到几个力的作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡。
2、平衡状态:物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态,如果物体在两个力作用下处于平衡状态,我 们就说这两个力相互平衡,简称二力平衡。
注意:静止或匀速直线运动状态是平衡状态,平衡状态下受到的是平衡力,平衡力的作用下,物体处于平衡状态。
3、平衡状态的判断方法:静止状态和匀速直线运动状态都是平衡状态;物体受到的力平衡时,物体处于平衡状态。
【典例1】物体重为20N,受到竖直方向上的拉力,在拉力作用下静止不动,对地面的压力为0,则拉力为 N;若在拉力作用下物体匀速竖直向上运动,则拉力为 N;若在拉力作用下物体匀速竖直向下运动,则拉力为 N。
【变式1-1】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
【变式1-2】下列各种运动中物体没有受到平衡力的是( )
A.静止在吊环上的体操运动员
B.在空中匀速直线下降的跳伞运动员
C.在平直公路上做匀速直线运动的汽车
D.关闭发动机后缓缓进站的列车
【变式1-3】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 。
知识点2 探究二力平衡的条件实验
1、实验目的、原理、方法
(1)实验目的:探究二力平衡的条件。
(2)实验原理:力能改变物体的运动状态。
(3)实验方法:控制变量法。
2、实验器材:小车、棉线、钩码、滑轮、水平桌面、小纸片。
3、器材作用及图像
(1)小车:实验主体。
(2)棉线:连接小车与钩码。
(3)钩码:提供和改变对小车的拉力。
(4)滑轮:改变力的方向。
5、实验步骤
如图甲:
步骤①把小车放在光滑的水平桌面上,向挂在小车两端的托盘里放钩码。这样小
车在水平方向受到两个拉力,用力的示意图画出小车受到的两个拉力。观察小车在什么情况
下保持运动状态不变;
步骤②用手按住小车,改变两端钩码数量,使两个拉力大小不等。然后松手,观察小车能
不能保持静止;
步骤③用手按住小车,让两端钩码数量相等,让两个力的方向相同,然后松手,观察小车
能不能保持静止;
步骤④用手按住小车,让两端钩码数量相等,让小车扭转一个角度,然后松手,观察小车
能不能保持静止;
步骤⑤用手按住小车,让两端钩码数量相等,再让拉力方向相反,且在同一条直线上,然
后松手,观察小车能不能保持静止。
如图乙:
步骤⑥剪刀将硬纸片从中间剪开,观察小车能不能保持静止。
6、实验结论
二力平衡的条件要求这两个力:
(1)大小相等(等大) (2)方向相反(反向)
(3)同一直线(共线) (4)同一物体(同体)
【典例2】如图甲所示是小华探究“二力平衡条件”的实验:(每个钩码重力相同)
(1)小华将小卡片(重力可忽略不计)的两端用细线绕过滑轮,并挂上钩码,使作用在小卡片的两个拉力方向 ,通过调整 来改变拉力的大小;
(2)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(已平衡),小华下一步的操作是 ;
(3)在探究同一问题时,小强将木块放在水平桌面上,设计了图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小强的实验,其主要原因是小华的装置可以减小 对实验的影响。
【变式2-1】如图是探究“二力平衡条件”的实验装置,B为一轻质硬纸片,关于这个实验下列说法正确的是( )
A.硬纸片的质量越大,实验效果越好
B.为了探究二力平衡时两个力的方向是否相反,可以将纸片从中间剪开
C.实验中只有当硬纸片静止时,才能说明其受力平衡
D.将硬纸片沿顺时针方向扭转一个角度后释放是为了探究平衡力是否作用在同一直线上
【变式2-2】在“探究二力平衡的条件”实验中,同学们设计了如图所示的甲、乙两种实验方案。你认为 方案更合理;在甲方案中,当看到木块处于静止状态时,此时F1 F2。
【变式2-3】如图所示,小明用卡片、细绳、钩码和带滑轮的支架等器材探究二力平衡条件:
(1)该实验中研究对象是 ,选择它的好处是 ;
(2)如图甲所示,小明将系于小卡片两端的细线分别跨过支架上的滑轮,挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整 来改变拉力大小。由此初步得到的结论是:二力平衡的条件必须满足大小相等;探究二力平衡的两个力是否一定要共线时,小明按图乙中的 (选填“a”或“b”)进行实验,观察松手瞬间小卡片能否平衡;
(3)实验中,将两侧的钩码换成A、B两个完全相同的弹簧测力计拉细线,卡片平衡时两个测力计的示数分别为FA、FB,发现FA不等于FB,其原因可能是 。
知识点3 二力平衡的条件及应用
1、二力平衡的条件:当作用在物体上的两个力大小相等、方向相反且在同一直线上时,这两个力相互平衡。这就是二力平衡的条件。简单的说就是:同体、等大、反向、共线。
(1)大小相等:两个力的大小必须相同。
(2)方向相反:两个力的方向必须相反。
(3)作用在同一条直线上:两个力必须作用于物体的同一直线上。
(4)作用在同一物体上:这两个力必须同时作用于同一个物体上。
2、在平衡力作用下,原来处于静止状态的物体,依然处于静止状态,原来运动的物体,一定以原来的速度做匀速直线运动。
3、静止的物体只受两个力作用时,这两个力一定是平衡力;匀速直线运动的物体,如果只受两个力作用,那么这两个力也一定是平衡力。
【典例3】一个氦气球吊着一个小重物沿虚线匀速斜向上升,如图所示,能正确表示气球运动的是 (填“甲”或“乙”)图;若不考虑空气对重物的作用,则重物所受重力与拉力是一对 (填“平衡力”或“非平衡力”)。
【变式3-1】如图所示,在50N水平向右的力F作用下,重10N的物块静止在竖直墙面上,则物块受到的摩擦力大小为( )
A.50N B.10N C.60N D.40N
【变式3-2】如图所示,用线将灯悬挂在天花板上,当灯静止时,灯所受到的重力为平衡力的是( )
A.线所受的重力 B.灯对线的拉力 C.灯所受到的重力 D.线对灯的拉力
【变式3-3】一个重为100N的物体在30N水平推力作用下沿水平面做匀速直线运动,物体受到 个力的作用,物体所受合力大小为 N。小明用水平方向的力推静止在水平地面上的汽车,但没有推动,则小明对汽车的推力 地面对汽车的摩擦力。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
知识点4 平衡力和相互作用力的区分
1、相互作用力的特点:①大小相等(等大);②方向相反(反向);③在同一条直线上(共线);④作用在两个物体上(异物);⑤同时产生,同时消失(同时)。
2、平衡力的特点:①大小相等(等大);②方向相反(反向);③在同一条直线上(共线);④作用在同一个物体上(同物);⑤两个力可以单独存在。
注意:“平衡力”和“相互作用力”最大的区别就是:相互作用力作用在两个物体上,平衡力作用在同一个物体上。因此,我们只需要看力的作用点,如果在一个物体上,那就是平衡力,如果在两个物体上,就是相互作用力。
【典例4】如图所示,一辆小汽车进入测速路段后,乘客发现测速提示牌往后退,他是以 (选填“汽车”或“地面”)为参照物。汽车在水平地面上疾驶时,车对地面的压力和地面对车的支持力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
【变式4-1】《哪吒2》在2025年春节热映,丰富了我们的文化生活。如图所示,当哪吒手持火尖枪,脚踩风火轮时,下列说法正确的是( )
A.哪吒对风火轮的压力和风火轮对哪吒的支持力是一对相互作用力
B.哪吒的重力和风火轮对他的支持力是一对平衡力
C.哪吒对火尖枪的拉力和火尖枪的重力是一对相互作用力
D.风火轮对地面的压力和哪吒的重力是一对平衡力
【变式4-2】低碳出行从我开始,现如今骑行已成为了社会的一种潮流形势。小明骑自行车在平直路面上匀速向前行驶时,以下说法正确的是( )
A.自行车受到的压力和自行车受到的支持力是一对平衡力
B.自行车受到的重力与地面对自行车的支持力是一对平衡力
C.地面受到的压力与车受到的支持力是一对相互作用力
D.小明受到的重力与支持力是一对相互作用力
【变式4-3】如图所示,把铁块放在平直的塑料尺上,塑料尺变弯曲,此时铁块 发生形变(选填“会”或“不会”)。铁块受到塑料尺对它的弹力与塑料尺所受压力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”)。
1.一个物体在水平地面上做匀速直线运动,它受到的水平拉力为 30N,则物体受到的摩擦力为( )
A.30N B.60N C.0N D.无法确定
2.如图所示,一磁吸式黑板擦吸附于竖直放置的磁性黑板上,并保持静止状态。以下构成一对平衡力的是( )
A.黑板对黑板擦的摩擦力和黑板擦受到的重力
B.黑板对黑板擦的吸引力和黑板擦受到的重力
C.黑板对黑板擦的摩擦力和黑板擦对黑板的摩擦力
D.黑板对黑板擦的吸引力和黑板擦对黑板的吸引力
3.物体受到和两个力作用处于静止状态,图中描述其受力情况正确的是( )
A. B.
C. D.
4.一本书放在水平桌面上,书上放一支钢笔,它们都保持静止。与钢笔受到的支持力相互平衡的力是( )
A.书受到的重力 B.钢笔对书的压力
C.钢笔受到的重力 D.桌面对书的支持力
5.2025年苏迪曼杯羽毛球赛中,中国羽毛球队实现四连冠,比赛时羽毛球在空中飞行,下列说法正确的是
A.以球拍为参照物,飞行的羽毛球是静止的
B.羽毛球的运动轨迹是直线,一定做匀速直线运动
C.测量羽毛球飞行距离时,选用分度值为1cm的刻度尺,非常精确不需要估读
D.羽毛球在空中下落时,相对地面是运动的
6.如图甲是消防队员小王进行爬杆训练的示意图,在某次爬杆训练中,小王沿杆竖直向上运动的图像如图乙所示,下列判断正确的是( )
A.0至时间内,小王沿杆匀速向上运动
B.至时间内,小王受到的摩擦力方向竖直向下
C.6s至时间内,小王爬杆时做匀速直线运动
D.至时间内,小王受到的摩擦力大小等于重力大小
7.如图所示,将A、B两个粗糙程度相同重力均为10N的物体,以甲、乙两种不同的方式放在同一水平桌面上,甲图为叠放,乙图为平放。分别用水平方向的推力和使物体AB一起向右做匀速直线运动。已知大小为5N,不计空气阻力。下列说法中正确的是( )
A.甲图中,物体A受到的摩擦力大小为5N,方向水平向左
B.甲图中,物体B受到的摩擦力大小为5N,方向水平向右
C.乙图中,物体A、B受到的摩擦力大小为10N,方向水平向左
D.甲、乙两图中,推力和大小相等
8.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
9.针对静止在水平桌面上的物理书 ,小军进行了下列分析 ,其中正确的是( )
A.物理书受到重力 、桌面的支持力和压力的作用
B.物理书对桌面的压力就是物理书的重力
C.物理书对桌面的压力与桌面对物理书的支持力是平衡力
D.物理书受到的重力与桌面对物理书的支持力是平衡力
10.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
11.物体的平衡状态是指物体处于 状态或 状态。
12.某起重机悬吊着重为8000N的货物静止时,钢丝绳对货物的拉力为,则为 ;当起重机吊着该货物匀速上升时,钢丝绳对货物的拉力为,则 选填“大于”“小于”或“等于”。
13.两个人同时用10N的力拉同一弹簧测力计的两端,则弹簧测力计的示数为 N;若将此弹簧测力计的一端固定在墙上,用5N的力拉它的另一端,则弹簧测力计的示数为 N。(弹簧测力计的量程为0~20N)
14.如图所示,在探究“二力平衡的条件”的实验中,将轻质硬纸片扭转一个角度后松手,硬纸片 (选填“能”或“不能”)保持平衡,这是为了探究二力平衡时两个力是否必须作用在 。
14.如图(甲)所示,用弹簧测力计测量水平桌面上的钩码所受的重力。弹簧测力计从图示位置开始向上缓慢提升,其示数F与上升的高度h之间的关系如图(乙)所示。根据甲、乙图像可知,钩码所受的重力为 N。当h=2cm时,弹簧测力计的示数是 N,桌面对钩码的支持力是 N。
15.某商场自动感应门俯视图如图所示,以O为圆心、半径为2m的虚线圆为感应区,即当有物体进入虚线圆内时,宽度均为2m 的两扇感应门立即向两边以 的速度匀速开启,开启过程中感应门受力 (选填“平衡”或“不平衡”)。某次,商场工作人员推动宽为D=40cm的货物在水平地面上匀速通过该门,货物的中央始终在门的中心线s上,该过程中货物受到的地面支持力与货物受到的 是一对平衡力;为能安全通过,工作人员匀速推动货物的速度应不超过 m/s。
16.小明同学利用支架、钩码、小车等器材进行“探究二力平衡的条件”的实验,在小车两端的细绳上挂等重的钩码后出现如图所示的情况,此时小车 (选填“处于”或“不处于”)平衡状态。随后小明将小车换成任意形状的轻质卡片, (选填“能”或“不能”)完成所有探究活动。
17.某兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时,用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
(1)如图丙所示,弹簧测力计示数为 N。
(2)甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向 拉动木块,则弹簧测力计对木块的拉力大小等于滑动摩擦力的大小。
(3)通过对比甲、乙两次实验可知: 。
(4)通过对比 两次实验可知:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(5)利用图丙所示装置完成实验时,木块在运动过程中受到弹簧测力计的示数突然变大,可能原因是_____。
A.木板太长 B.木板的粗糙程度不均匀 C.测力计的分度值太大
(6)小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动,于是小明设计了如图丁所示的实验装置,该装置的优点是 (选填“需要”或“不需要”)长木板做匀速直线运动。
18.探究“二力平衡的条件”的实验装置如图所示,实验中所用钩码质量相等。
(1)如图甲所示,将系于小卡片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 ,并通过调整 来改变拉力的大小;
(2)为了探究使物体平衡的两个力的大小是否一定相等,应在两侧细线上悬挂数量 (选填“相等”、“不等”)的钩码;
(3)当小卡片平衡时,将小卡片转过一个角度,松手后观察小卡片是否平衡,此步骤的目的是 ;
(4)另一小组同学认为,若采用如图乙的方案,也可以以探究二力平衡条件。请你分析:此方案只能根据相互作用的关系直接测出物体所受 (选填“拉力”、“重力”,下同)的大小,在未知二力平衡条件的前提下,无法测出 的大小,所以此方案无法实施。
19.某汽车集团研发了一款新型汽车,制造汽车外壳所用材料的体积为,用密度为的镁合金材质制成外壳。请计算:
(1)该车外壳质量是多少千克?
(2)已知该车总重力为,若它匀速直线行驶时所受阻力为重力的0.05倍,它受到的牵引力是多少牛?
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