8.2 二力平衡 同步练习-2025-2026学年人教版物理八年级下学期
2026-02-02
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内容正文:
8.2二力平衡
要点:1、判断物体是否受平衡力要分析物体运动状态是否改变
2、问题运动状态不变包括匀速直线运动和静止
3、如图所示是一辆静止在水平地面上的小车,在其支架的杆上固定一个质量为50g小球,画出小球受到力的示意图。
4、一只鱼鹰发现河面上的鱼,沿虚线斜向下匀速俯冲,画出此过程中鱼鹰受力示意图
5、如图所示,A、B之间是否有力的作用
6、小球摆动到最低点时受平衡力吗?(分析答案在最后一页)
1.频闪摄影是研究运动常用的实验手段。频闪仪每隔相同的时间对运动物体进行一次拍摄,于是照片上就记录了物体在几个闪光时刻的位置。如图所示是小球沿斜面向下从A运动到F运动过程中的频闪照片。下列说法正确的是( )
A.小球从A运动到F的过程中运动状态没有改变
B.小球从A到C的平均速度比D到F的速度大
C.小球在运动过程中受到的各个力不平衡
D.小球在运动过程中受到平衡力的作用
2.2025年1月13日,捷龙三号遥五运载火箭点火升空,采用“一箭十星”的方式将微厘空间01组10颗卫星送入预定轨道,发射任务取得圆满成功,如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.火箭加速升空时,受力平衡
B.火箭向下喷出气体而向上运动,说明物体间力的作用是相互的
C.火箭升空时,相对于地面是静止的
D.用望远镜观察火箭运动情况,望远镜的物镜与投影仪原理一致
3.如图是投掷实心球的场景,忽略空气阻力,下列情况实心球受到平衡力作用的是( )
A.实心球在空中上升 B.实心球从空中下落
C.实心球在地上滚动时 D.实心球停在地面上
4.兵马未动,粮草先行,2022年5月10日,“太空快递天舟四号抵达“天宫”,为不久
后造访空间站核心舱的神舟十四号乘组提供物资保障,下列有关叙述正确的是( )
A.所载物体到达“天宫”,质量变小
B.天舟四号完成对接后,惯性消失
C.天舟四号在绕地球匀速飞行时,受平衡力的作用
D.天舟四号与空间站成功对接后,以空间站为参照物,天舟四号是静止的
5.下列各图中的两个力,满足二力平衡条件的是( )
A.B. C.D.
6.如图所示的是一件静止放在水平展台上的艺术品,它用橡皮泥制成。关于艺术品受到的重力和支持力,下列说法正确的是( )
A.两者大小相等 B.支持力较大
C.重力较大 D.无法确定两者的大小
7.如图,圆明园兽首展上,虎首放置在水平展台上,与虎首所受重力构成一对平衡力的是( )
A.桌面对虎首的支持力 B.虎首对桌面的压力
C.地面对桌子的支持力 D.桌子受到的重力
8.一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
9.如图所示,中国的嫦娥六号探测器成功着陆在月球背面预选着陆区,并保持静止。嫦娥六号探测器主要由上部的上升器和下部的着陆器两部分组成。则下列说法正确的是( )
A.着陆器受到的重力与地面对它的支持力是一对平衡力
B.着陆器受到的重力与地面对它的支持力是一对相互作用力
C.上升器受到的重力与地面对着陆器的支持力,是一对相互作用力
D.上升器对着陆器的压力与着陆器对上升器的支持力,是一对相互作用力
10.2025年广州全运会中,山东游泳小将张展硕连夺五金,惊艳赛场。如图所示,当他静止站立在水平领奖台上时,下列分析正确的是( )
A.领奖台受到的重力和地面对领奖台的支持力是一对平衡力
B.张展硕受到的重力与领奖台对张展硕的支持力是相互作用力
C.张展硕对领奖台的压力与地面对领奖台的支持力是一对平衡力
D.领奖台对张展硕的支持力与张展硕对领奖台的压力是一对相互作用力
11.利用如图所示装置探究二力平衡的条件。在轻质塑料片两端的细绳上挂等重的钩码,下拉塑料片,松手后塑料片向上运动。塑料片静止时,两边细线在同一条直线上。这一实验说明:彼此平衡的两个力,应满足( )
A.两力的大小相等
B.两力在同一直线上
C.两力的方向相反
D.两力作用在同一物体上
12.在探究“二力平衡的条件”实验中,小明同学的实验情景如图甲所示,小红同学的实验情景如图乙所示,木块和小车均保持静止。下列有关说法中不正确的是( )
A.如果增大盘中砝码的质量,那么对应的拉力就会增大
B.图甲实验中,两端盘中砝码的质量不相等,木块仍可能保持静止
C.图甲实验中,拉力F1是由绳子发生弹性形变产生的
D.图乙实验中,将静止的小车两端的拉力同时去掉,小车不一定静止
13.如图所示,在“探究二力平衡的条件”时,选小卡片作为研究对象,在线的两端分别挂上钩码,对卡片施加两个拉力。为探究这两个力满足什么条件才能平衡,则下列说法不正确的是( )
A.选择小卡片进行实验,目的是可忽略卡片的重力
B.实验过程中,应该使卡片处于静止状态
C.卡片两侧的滑轮的高度必须相同
D.为了研究一对平衡力是否必须作用在同一物体上,可以将卡片从中间剪成左右两半
14.下列探究二力平衡条件的实验情形中,松手后纸片还能保持平衡的是( )
A.B. C.D.
15.如图所示,将系在细线下的小球推至A点后由静止释放,小球将在A、C两点间往复摆动。若小球摆至C点时,细线突然断裂,小球( )
A.所受合力为零 B.匀速直线运动
C.竖直下落 D.斜向右上方飞出
16.一个物体受到10N的一对平衡力作用做匀速直线运动,如果这对平衡力突然同时增大到30N,则物体( )
A.速度增大到3倍
B.按增大后的速度做匀速直线运动
C.做变速运动
D.仍按原来的速度做匀速直线运动
17.2025重庆城市足球超级联赛于9月13日开幕,覆盖全市41个区县及功能区,共178场比赛。如图所示是万州对城口的赛事图片。以下有关描述错误的是( )
A.足球所受重力的施力物体是地球
B.足球静止在草地上时,受到两个力的作用
C.足球在空中飞行时,其运动状态保持不变
D.足球撞击门框时,门框也对足球施加一个弹力
18.一架无人机用绳子吊着一重物正向右上方匀速直线运动(重物的运动轨迹如图中虚线所示),若不计空气阻力,图中绳子的方向合理的是( )
A.B. C.D.
19.下列对物体的受力分析中,正确的是(不计空气阻力)( )
A.正在空中飞行的铅球
B.物块沿光滑斜面下滑
C.被弹簧弹起的小球向上运动
D.小球摆动到最高点B处
20.起重机吊着重物使其以2m/s速度匀速上升,钢丝绳的拉力是2000N,若起重机吊着同一重物使其以4m/s速度匀速下降,此时钢丝绳的拉力( )
A.小于2000N B.等于2000N C.等于4000N D.大于4000N
二.填空题(共10小题)
21.2022年3月5号,西昌卫星发射中心发射了长征2号运载火箭,上面有六颗02批卫星和一颗商业遥感卫星,火箭升空时,发动机喷出高速气体,从而获得向上推力。推力的施力物体是 (选填“发动机“或”高速气体”),如图所示,卫星到达预定轨道后,绕地球做圆周运动,此时卫星受 (选填“平衡力”或“非平衡力”)。
22.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 。
23.图甲为带有重垂线的挂钩,分别将挂钩挂在薄板上的A点和D点,把薄板悬挂起来,重垂线位置分别如图乙、丙所示,则薄板的重心为AB和DE的交点C。以上找重心的原理利用的是二力平衡条件中的 (选填“大小相等”“同一物体”或“同一直线上”)。
24.(1)校运会上信息老师使用了无人机拍摄,起飞前停在操场上的无人机受到的 (填字母)是一对平衡力。
A、无人机重力和无人机对地面的压力
B、无人机对地面的压力和地面对无人机的支持力
C、无人机重力和地面对无人机的支持力
D、无人机重力和无人机对地面的压力
(2)物理兴趣小组想知道无人机的重力,向物理老师借了 测出无人机质量为650g。请求出无人机的重力。(写出计算过程)
(3)信息老师控制无人机匀速从操场一侧球门沿直线飞到另一侧球门用了30秒,已知操场长度为120米,求无人机飞行速度。(写出计算过程)
(4)同学听到无人机飞行时的嗡嗡声,这是空气和螺旋桨在 产生的,这个声音频率在
内。
25.一个氮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”)。
26.滑板车是中学生们喜爱的玩具之一。用脚向后蹬地,滑板车会沿地面向前运动,这说明力的作用是 的;如果不再蹬地,滑板车的速度会越来越慢,最后停下来,这表明力可以改变物体的 ;滑板车在水平地面上静止且人的两脚站立在滑板车上时,滑板车受到的支持力与 是相互作用力(选填“人的重力”、“车的重力”、“地面受到的压力”)。
27.如图所示,把汤匙放在手指尖上,调节汤匙的位置,使其静止,从而找到汤匙的 ,汤匙的重力与手指尖对汤匙的支持力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”)。
28.2024年3月20日,长征八号遥三运载火箭成功将“鹊桥二号中继星”送入预定轨道。火箭发射升空时,向下喷出燃气,根据物体间力的作用是 的,“鹊桥二号中继星”进入环月轨道,并在 (选填“平衡力”或“非平衡力”)作用下,沿着椭圆轨道绕月飞行。
29.如图甲所示,用细线拴一块橡皮甩起来,使橡皮绕手做匀速圆周运动,此过程中橡皮的运动状态 (填“改变”或“不变”)。有同学换了种玩法,如图乙所示,找来一个小球,使其在竖直面内像“钟摆”一样来回摆动,不计阻力,小球可在A、B两点间来回摆动,当小球摆到最低点时受到绳子的拉力和受到的重力 (填“是”或“不是”)一对平衡力。当小球摆到B点时,剪断细线,则小球将 (填“静止”“沿BC运动”“沿BD运动”或“沿BE运动”)。
30.如图所示,杂技表演者在表演踩钢丝过程中,手上总是拿着一根长杆,长杆的作用是调整表演者的 ,使其在钢丝绳的正上方,从而保持平衡;表演者的重力与钢丝对表演者的支持力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
三.简答题(共2小题)
31.中式帆船(如图)凭借独特设计远航东南亚、印度洋,见证东西方文化交流。如今,传统木船制造技艺被列入国家非物质文化遗产名录,成为研究古代科技、贸易与海洋文化的重要载体。请回答:
(1)不同型号的帆船配有不同数量的船帆,需要越大动力的帆船往往用越多的船帆,为什么?
(2)在航行时遇到什么情况下会需要收船帆,请结合你的理解列举一例,并说出理由。
32.如图是冰上速滑比赛时运动员正在转弯的情境。在类似的急速运动比赛项目中,运动员在转弯时身体总是要向内侧倾斜。小明同学认为:“要想转弯,必须受力,身体倾斜是为了产生一个向内侧转弯的力”。你认为小明“想要转弯,必须受力”的观点对吗?说出你的理由。
四.实验探究题(共2小题)
33.某小组用如图13所示装置探究“二力平衡的条件”,每个钩码质量均相等。
(1)如图13甲所示装置实验,小明在实验时发现,在左边挂一个钩码,右边挂一个钩码时,木块保持静止状态。继续往右边再挂一个钩码,木块状态没改变,这时木块 (选填“是”或“不是”)平衡状态。
(2)实验小组决定改进实验设计,小明同学设计了如图13乙所示实验装置,这个装置相比甲图实验装置的优点是 。
A.方便控制拉力在同一条直线上
B.减小了摩擦力对实验的影响
(3)经过讨论,该小组的同学又设计出了如图13丙所示装置,在丙装置左边和右边各挂一个钩码后,将卡片转动一小角度,松手后,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”,如果利用如图丙所示装置进行实验,下一步的操作是 (选填“剪开左侧绳子”、“剪开右侧绳子”或“剪开卡片”)。
34.在“探究二力平衡的条件”的活动中:
(1)小明首先猜想: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,如图甲所示,剪断细线后小球下落,如图乙所示,由实验可知,小明的猜想是 (正确/错误)的。
(2)如图丙所示,将卡片上的两根线跨放在支架的滑轮上,并在两个线端分别挂上钩码,使作用在卡片上的两个拉力方向相反,且在一条直线上。
①为了探究使物体平衡的两个力是否必须在同一直线上,可用手 (选填“下压”、“翻转”或“旋转”)平衡的小卡片,松手后观察小卡片是否能保持平衡。
②在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察随之发生的现象,由此可以得到二力平衡的又一个条件是 。
③如果完全忽略摩擦等因素的影响,用手指水平向右轻弹一下原本静止在滑轮之间某处的小卡片(钩码始终不着地),则小卡片离开手指后将做 (选填“加速”、“减速”或“匀速”)直线运动,直至碰上右侧的滑轮。
(3)在探究同一问题时,同桌小华将木块放在水平桌面上,设计了如图丁所示的实验,细心的小华在实验时发现,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。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”);若每个钩码重0.5N,左边挂3个钩码,右边挂一个钩码时,木块沿水平方向匀速向左运动。此时再在右边加挂 个钩码,木块就可以沿水平方向向右匀速运动。
(4)若小明同学在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度(如图戊所示),你认为 (选填“能”或“不能”)用该装置进行实验。
参考答案
一.选择题(共20小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
C
B
D
D
D
A
A
C
D
D
B
题号
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
D
C
C
C
D
C
A
D
B
一.选择题(共20小题)
1.【答案】C
【点评】此题考查了平衡状态、平衡力的判断及速度计算公式的应用。
2.【答案】B
【点评】此类题目通过热点新闻改编的综合题目,涉及的知识点多,但难度不大。
3.【答案】D
【点评】本题主要考查了对平衡力的理解,关键是能分清不同情况下物体的受力情况及运动状况。
4.【答案】D
【点评】本题考查质量、惯性、运动和力及运动与静止的相对性,属于综合题。
5.【答案】D
【点评】熟知二力平衡的条件,能根据力的示意图判断力的各个要素,是解答的关键,属基础题。
6.【答案】A
【点评】本题考查二力平衡的条件,属于基础题。
7.【答案】A
【点评】此题考查了平衡力的判断。
8.【答案】C
【点评】本题主要考查了对平衡力的判断,了解二力平衡的四个条件是解答的关键。
9.【答案】D
【点评】此题考查了对物体的受力分析及平衡力与相互作用力的区别,区别主要在于:平衡力是作用在同一物体上的两个力;相互作用力是作用在两个物体上的力。
10.【答案】D
【点评】此题考查了对物体的受力分析及平衡力与相互作用力的区别,区别主要在于:平衡力是作用在同一物体上的两个力;相互作用力是作用在两个物体上的力。
11.【答案】B
【点评】对于探究平衡力条件的实验,要掌握如何探究平衡力的大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上。
12.【答案】D
【点评】本题是对探究“二力平衡的条件”的实验的考查,难度不大。
13.【答案】C
【点评】本题考查二力平衡条件的应用,有一定综合性。
14.【答案】C
【点评】此题探究的是二力平衡的条件,注意从二力平衡的四个条件进行分析,二力平衡是初中物理力学中的难点,也是一个重点,需要掌握。
15.【答案】C
【点评】本题主要考查了对物体的受力分析和运动状态的判断,属基础题,难度不大。
16.【答案】D
【点评】本题考查物体的二力平衡的应用。当物体受平衡力时,由于两个力的作用效果互相抵消,所以物体的运动情况与不受力的运动情况类似,因此理解和掌握平衡力是解答本题的关键所在。
17.【答案】C
【点评】此题以选择题的形式,考查力学的多个知识点,具有较强的综合性,难度中等,属于中考常见题型,熟练掌握相关基础知识和规律是关键。
18.【答案】A
【点评】本题考查对物体受力分析,知道处于平衡状态下的物体受到的一定是平衡力。
19.【答案】D
【点评】本题考查了力与运动的关系。
20.【答案】B
【点评】本题考查根据运动状态判断物体的受力情况,属于基础题目,难度不大。
二.填空题(共10小题)
21.【答案】高速气体;非平衡力。
【点评】本题主要考查了物体间力的作用是相互的,非平衡状态的理解等,属基础题。
22.【答案】不是;小球的运动状态改变了。
【点评】本题考查学生对平衡状态与平衡力概念的理解和掌握,属于基础题目。
23.【答案】同一直线上。
【点评】此题考查了二力平衡条件的应用,属于基础知识。
24.【答案】(1)C;(2)天平;无人机的重力为6.5N;(3)无人机的速度为4m/s;(4)摩擦振动;20Hz~20000Hz。
【点评】本题考查了二力平衡,重力和速度的计算,声音等基础知识,综合性强。
25.【答案】甲;平衡力。
【点评】本题考查重力给方向、平衡力的判断、二力平衡的条件,难度不大。
26.【答案】相互;运动状态;地面受到的压力。
【点评】深入理解物体间力的作用的相互性、力的两个作用效果、平衡力与物体运动状态间关系;可解答此题。
27.【答案】重心;平衡力。
【点评】此题考查了物体重心的确定、平衡力与相互作用力的辨别,难度不大。平衡力与相互作用力的区别主要在于:平衡力是作用在同一物体上的两个力;相互作用力是作用在两个物体上的力。
28.【答案】相互;非平衡力。
【点评】本题考查了学生对力的作用相互的认识,对非平衡状态的了解,属基础题,难度不大。
29.【答案】改变;不是;沿BE运动。
【点评】此题考查了物体运动状态变化的判断、力与运动的关系及重力的方向,解题的关键是判断出小球在B点的运动状态。
30.【答案】重心;不是
【点评】本题主要考查了对平衡力的理解与辨别,掌握它的四个因素,是正确判断的关键。
一.简答题(共2小题)
31.中式帆船(如图)凭借独特设计远航东南亚、印度洋,见证东西方文化交流。如今,传统木船制造技艺被列入国家非物质文化遗产名录,成为研究古代科技、贸易与海洋文化的重要载体。请回答:
(1)不同型号的帆船配有不同数量的船帆,需要越大动力的帆船往往用越多的船帆,为什么?
(2)在航行时遇到什么情况下会需要收船帆,请结合你的理解列举一例,并说出理由。
【分析】帆船的动力来源于风力对船帆的作用力。在风速一定时,风力的大小与船帆的受风面积有关:受风面积越大,风对船帆的推力越大。更多的船帆能增大总的受风面积,从而使帆船获得更大的动力,满足需要更大动力的航行需求。
航行时需要收船帆的情况通常与风力过大相关。当遇到大风、暴风雨等强风天气时,风力对船帆的作用力会显著增大,可能超过船帆、桅杆等结构的承受能力,导致设备损坏;同时,过大的动力会使船失控,存在翻船风险。收船帆可减小受风面积,从而减小风力的作用力,保障航行安全。
【解答】解:(1)因为在风速相同的情况下,船帆数量越多,总的受风面积越大,风对船帆的推力越大,帆船获得的动力也就越大。
(2)遇到大风或暴风雨时需要收船帆。理由:此时风力过大,若不收帆,风对船帆的作用力过大,可能损坏船帆、桅杆等结构,或导致船失控,收帆可减小受风面积,降低风力的作用力,避免危险。
【点评】本题考查帆船在航行时用到的物理知识。
32.如图是冰上速滑比赛时运动员正在转弯的情境。在类似的急速运动比赛项目中,运动员在转弯时身体总是要向内侧倾斜。小明同学认为:“要想转弯,必须受力,身体倾斜是为了产生一个向内侧转弯的力”。你认为小明“想要转弯,必须受力”的观点对吗?说出你的理由。
【分析】物体运动状态的改变必须受到力的作用,物体的运动状态包括速度的大小和方向。
【解答】解:小明的观点是对的。
理由:物体的运动状态包括速度的大小和方向。运动员转弯时,运动方向发生了改变,即运动状态发生了变化。根据牛顿第一定律,物体运动状态的改变必须受到力的作用,因此运动员转弯时必须受力。
【点评】本题考查力与运动的关系。
二.实验探究题(共2小题)
33.某小组用如图13所示装置探究“二力平衡的条件”,每个钩码质量均相等。
(1)如图13甲所示装置实验,小明在实验时发现,在左边挂一个钩码,右边挂一个钩码时,木块保持静止状态。继续往右边再挂一个钩码,木块状态没改变,这时木块 是 (选填“是”或“不是”)平衡状态。
(2)实验小组决定改进实验设计,小明同学设计了如图13乙所示实验装置,这个装置相比甲图实验装置的优点是 B 。
A.方便控制拉力在同一条直线上
B.减小了摩擦力对实验的影响
(3)经过讨论,该小组的同学又设计出了如图13丙所示装置,在丙装置左边和右边各挂一个钩码后,将卡片转动一小角度,松手后,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。
(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”,如果利用如图丙所示装置进行实验,下一步的操作是 剪开卡片 (选填“剪开左侧绳子”、“剪开右侧绳子”或“剪开卡片”)。
【分析】(1)相互平衡的两个力方向相反,大小相等;木块仍然保持静止状态,说明木块处于平衡状态,受到平衡力作用;
(2)滚动摩擦代替滑动摩擦,可以减小摩擦力对实验的影响;
(3)相互平衡的两个力需要作用在同一直线上;
(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,此时把小卡片从中间剪开,观察两个小卡片的运动情况。
【解答】解:(1)在左边挂一个钩码,右边挂一个钩码时,木块保持静止状态;继续在右边再挂一个钩码,木块状态没改变,即木块仍处于静止状态。根据平衡状态的定义:物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,受到的力是平衡力,所以此时木块受到的力是平衡力。
(2)甲图中木块与桌面之间存在摩擦力,这个摩擦力会对实验结果产生干扰;而乙图中用小车代替木块,小车与桌面之间是滚动摩擦,滚动摩擦力比滑动摩擦力小很多,从而减小了摩擦力对实验的影响。所以这个装置相比甲图实验装置的优点是减小了摩擦力对实验的影响,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)丙图中用卡片进行实验,为了减小卡片自身重力对实验的影响,应使卡片的质量要小。
将小卡片转动一小角度,此时两个拉力不在同一条直线上,松手后,小卡片旋转后又恢复原状,说明只有当两个力作用在同一条直线上时,卡片才能保持平衡,这表明相互平衡的两个力需要作用在同一条直线上。
(4)为了探究“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”,需要将原来的一个物体变成两个物体,所以应该剪开卡片,这样卡片就变成了两个物体,此时两个拉力分别作用在两个物体上,观察卡片的运动状态,从而探究两个力是否还能平衡。
故答案为:(1)是;(2)B;(3)同一直线;(4)剪开卡片。
【点评】为了探究两个力是否平衡,要用到控制变量法的思路。探究其中的一个条件时,要控制其他条件相同。这也是根据实验步骤确定实验目的主要依据。
34.在“探究二力平衡的条件”的活动中:
(1)小明首先猜想: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,如图甲所示,剪断细线后小球下落,如图乙所示,由实验可知,小明的猜想是 错误 (正确/错误)的。
(2)如图丙所示,将卡片上的两根线跨放在支架的滑轮上,并在两个线端分别挂上钩码,使作用在卡片上的两个拉力方向相反,且在一条直线上。
①为了探究使物体平衡的两个力是否必须在同一直线上,可用手 旋转 (选填“下压”、“翻转”或“旋转”)平衡的小卡片,松手后观察小卡片是否能保持平衡。
②在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察随之发生的现象,由此可以得到二力平衡的又一个条件是 两个力作用在同一物体上 。
③如果完全忽略摩擦等因素的影响,用手指水平向右轻弹一下原本静止在滑轮之间某处的小卡片(钩码始终不着地),则小卡片离开手指后将做 匀速 (选填“加速”、“减速”或“匀速”)直线运动,直至碰上右侧的滑轮。
(3)在探究同一问题时,同桌小华将木块放在水平桌面上,设计了如图丁所示的实验,细心的小华在实验时发现,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。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摩擦力 ,这时木块在水平方向受到的力 平衡 (选填“平衡”或“不平衡”);若每个钩码重0.5N,左边挂3个钩码,右边挂一个钩码时,木块沿水平方向匀速向左运动。此时再在右边加挂 4 个钩码,木块就可以沿水平方向向右匀速运动。
(4)若小明同学在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度(如图戊所示),你认为 能 (选填“能”或“不能”)用该装置进行实验。
【分析】(1)(3)静止的物体受到平衡力作用,平衡力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一物体上。
木块和桌面之间存在摩擦力,摩擦力对实验产生影响。
静止的物体和匀速直线运动的物体都处于平衡状态。
(2)结合二力平衡的条件确定设计目的。
(4)两个定滑轮虽然高度不同,但是只要两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在同一物体上时,依然可以完成实验。
【解答】解:(1)将一个小球用一根细线悬挂起来,剪断细线后小球下落,不能保持平衡,故小明的猜想是错误的。
(2)①将小卡片翻转后,小卡片受到的两个力不在同一直线上,松手后观察小卡片的状态,即可知道使物体平衡的两个力是否必须在同一直线上。
②在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,则两个力作用在两个物体上,小卡片不能保持平衡,说明二力平衡的其中一个条件是两个力必须作用在同一物体上。
③如果完全忽略摩擦等因素的影响,小卡片离开手指后受力平衡,将做匀速直线运动,直至碰上右侧的滑轮。
(3)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,是因为木块与桌面之间存在摩擦力,但此时木块依然静止,故此时木块在水平方向受到的力平衡。
若每个钩码重0.5N,左边挂3个钩码,则左边拉力为1.5N,右边挂一个钩码,右边拉力为0.5N,此时木块沿水平方向匀速向左运动,则木块处于平衡状态,受到向右的摩擦力为f=1.5N﹣0.5N=1N,
当木块沿水平方向向右匀速运动时,摩擦力大小不变,仍然为1N,方向向左,木块依然处于平衡状态,故此时右侧的拉力为F=1.5N+1N=2.5N,
重新加的钩码的数量为4。
(4)两个定滑轮虽然高度不同,但是只要两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在同一物体上时,依然可以完成实验。
故答案为:(1)错误;(2)旋转;两个力作用在同一物体上;匀速;(3)木块和桌面之间存在摩擦力;平衡;4;(4)能。
【点评】本题从滑动摩擦→滚动摩擦→接触面脱离,尽量减小摩擦力对实验的影响,体现了不但注重实验结论,更要注重实验探究过程。
6、小球摆动到最低点时受平衡力吗?(小球做圆弧运动,运动状态不断改变,每一点都不受平衡力)
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