内容正文:
7.4同一直线上的二力合成
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.甲、乙两人推一张桌子,甲用30N 的力向右推,乙用50N 的力向左推,两个力沿同一直线。桌子受到两人的合力的大小和方向分别是( )
A.20N 方向向左 B.20N 方向向右 C.80N 方向向左 D.80N 方向向右
2.小明在科技活动中自制了如图所示的“指南鱼”,得到很多同学的喜欢。他将一个薄铁片剪成鱼的形状,用磁体磁化后,放入水中漂浮,多次将“指南鱼”旋转,静止后,鱼头总能指向南方。下列说法正确的是( )
A.“指南鱼”也可以用铜片制作
B.“指南鱼”的鱼尾应该标注N极
C.“指南鱼”被磁化后具有磁性,周围存在磁场和磁感线
D.“指南鱼”漂浮在水中受到的浮力大于它受到的重力
3.一个人用的力沿竖直方向提起一袋质量为的米,则米袋受到的合力(g取)( )
A.,方向竖直向上 B.,方向竖直向下
C.,方向竖直向上 D.0
4.某人在车后用大小为10N的水平力推车,使车在平直公路上匀速前进,突然发现车辆前方出现情况,他马上改用20N的水平力向后拉,车在减速过程中,受到的合力大小为( )
A.10N B.20N C.30N D.10N 或30N
5.小阳用8N的力水平推着一辆购物车匀速前进,突然发现前面有台阶,他马上用20N的水平力向后拉购物车,使其减速。购物车减速过程中( )
A.受到的摩擦力是28 N B.受到的合力是28 N
C.受到的摩擦力是12 N D.受到的合力是12 N
6.一只气球只受到竖直方向上的两个力,且它们是一对平衡力,则气球( )
A.一定静止 B.一定在竖直方向上运动或静止
C.可能加速向下运动 D.可能匀速向右运动
7.和是作用在同一物体上的两个力,且作用在同一水平直线上。若其中,方向是水平向右,且这两个力的合力为。关于的大小和方向,下列说法中正确的是( )
A.可能是,且方向水平向右
B.可能是,且方向水平向左
C.可能是,且方向水平向右
D.一定是,且方向水平向左
8.如图所示,两匹马各用1000N的力沿完全相反的方向拉一弹簧测力计,设此时弹簧测力计的示数为F1,弹簧测力计所受的合力为F2,则( )
A.F1=1000N,F2=0 B.F1=F2=2000N
C.F1=F2=1000N D.F1=0,F2=1000N
9.如图所示为热播电影《哪吒2》中哪吒站在一块大石头上保持静止的情景。下列分析正确的是( )
A.哪吒所受的重力和哪吒对石头的压力是一对相互作用力
B.哪吒所受的重力和石头对哪吒的支持力是一对平衡力
C.哪吒对石头的压力和石头对哪吒的支持力是一对平衡力
D.哪吒所受的重力和石头对哪吒的支持力是一对相互作用力
10.人类在探索自然规律的过程中,总结了许多科学研究方法,下列相关说法错误的是( )
A.为了方便描述磁体周围磁场的分布情况,引入“磁感线”的概念——转换法
B.探究真空不能传声——科学推理法
C.在分析物体受力情况时,引入“合力”的概念——等效替代法
D.在探究电流与电压关系时,保持导体电阻不变——控制变量法
二、填空题
11.在探究“同一直线上二力合成”的实验中,每组实验的三次操作,都要将弹簧右端点从位置A拉伸到位置B,如图所示。这样做的目的是为了保证力___________(选填“改变物体的形状”或“改变物体的运动状态”)的效果相同。
12.在空中减速下降的跳伞运动员的惯性______(选填“变大”“变小”或“不变”);已知人和伞受到的总重力为900N,其与空气阻力的合力为100N,方向竖直向上,则人和伞受到空气阻力的大小为______N。
13.如图1所示,水平面上的物体在力F1、F2的作用下向右做直线运动,力F1、F2及物体的速度v随时间变化的图像如图2甲、乙、丙所示,物体在 t1~t2时间内所受摩擦力大小为___________N,方向向___________(选填“左”或“右”)。
14.重为15N的金属球浸没在水中时受到重力与浮力的合力大小为10N,金属球受到浮力大小为______N,金属球的体积为______cm3。
15.一群人和一头大象拔河,设在拔河过程中大象和人群的拉力都是2×104N,则绳所受的合力是______N。
三、综合题
16.如图所示为一小组在《制作“水火箭”》跨学科实践中制作的水火箭设计图。他们在可乐瓶中装入适量的水,再用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住,最后配置上火箭顶端的整流罩。将水火箭竖立于地面,利用打气筒通过打气管向瓶内打气。当瓶内压强足够大时,瓶塞(质量忽略不计)脱落,瓶内的水向下喷出,对水火箭产生向上的推力,水火箭竖直向上飞起。(g取10N/kg)
(1)水火箭向下喷水却向上升空,这既说明物体间力的作用是________,又说明力能改变物体的__________;此时使水火箭获得上升的推力,该力的施力物体是________(选填“空气”或“喷出的水”)。
(2)在瓶中装入700g的水,可乐瓶和其他配件总共200g,试求水火箭受到的重力大小________。
(3)当水火箭喷完水到达最高点后向下掉落过程中,假设水火箭在某时刻所受的阻力为0.1N,此时水火箭所受合力是________N,方向是________。
17.一个连同随身装备总重力为900N的跳伞运动员,在从飞机上跳下、降落伞没有打开之前,下落会越来越快。试求:
(1)在加速向下运动时所受空气阻力为100N,则该运动员所受的合力是多大?合力的方向如何?
(2)该跳伞运动员打开伞,下降一会后会匀速降落,当他匀速降落时受到的空气阻力多大?
18.如图甲所示,圆柱形空水槽静止在水平地面上,水槽底部放有一块重为1.5N,底面积为375cm2的长方体泡沫块,泡沫块底面与水槽底部用一轻质细绳(质量体积均不计)连接。往水槽里缓慢注水,注水过程中细线的拉力F与水的深度h关系如图乙所示,整个过程中,泡沫块底面都与水槽底面平行,水未溢出。(已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)静止在水槽底部的泡沫受到的合力为__________N,加水直至泡沫块恰好浮起时,水槽中水的深度是__________cm;
(2)泡沫块浸没时,细线对泡沫块的拉力是__________N。
学科网(北京)股份有限公司
《7.4同一直线上的二力合成》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
B
C
C
B
D
A
A
B
A
1.A
【详解】当两个力作用在同一直线上时,若方向相反,合力大小等于两力大小之差,合力方向与较大力的方向相同 。已知甲用的力向右推,乙用的力向左推,两个力沿同一直线且方向相反。则合力
合力方向与乙的推力的方向相同,即方向向左。
故选A 。
2.B
【详解】A.“指南鱼”不可以用铜片制作,因为铜是非铁磁性材料,无法被磁化而具有磁性,故A错误;
B.“指南鱼”静止时鱼头指向南方(地理南极),说明鱼头为磁体的S极,鱼尾则为N极,因此鱼尾应标注N极,故B正确;
C.“指南鱼”被磁化后具有磁性,周围存在磁场,但磁感线是人为假想的曲线,用于描述磁场分布,并非真实存在,故C错误;
D.“指南鱼”漂浮在水中时,根据二力平衡条件,其受到的浮力等于重力,而非大于重力,故D错误。
故选B。
3.C
【详解】米袋所受的重力G=mg=10kg×10N/kg=100N
重力的方向竖直向下。人用110N的力沿竖直方向提起米袋,所以米袋受到竖直向上的拉力F=110N。 当两个力作用在同一物体的同一直线上且方向相反时,合力的大小等于这两个力的大小之差,合力的方向与较大的力的方向相同。 米袋受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力,这两个力在同一直线上且方向相反,所以合力F合=F−G=110N−100N=10N
因为拉力F大于重力G,所以合力的方向与拉力的方向相同,即竖直向上。综上,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.C
【详解】在车后用大小为10N的水平力推车,使车在平直公路上匀速前进时,车子受力平衡,滑动摩擦力和推力大小相等,均为10N;改用20N的水平力向后拉,车在减速过程中,仍受到向后的摩擦力,且摩擦力不变,摩擦力方向和拉力方向相同,则受到的合力大小为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5.B
【详解】AC.由于购物车沿水平方向做匀速直线运动,故购物车在水平方向上受到的8N推力与阻碍物体前进的摩擦力为一对平衡力,由二力平衡条件可知,摩擦力等于推力,大小为8N;由于购物车在减速过程中对地面的压力不变,接触面的粗糙程度也不变,所以摩擦力依然等于8N不变,故A、C不符合题意;
BD.由题意可知,购物车在竖直方向上运动状态不变,在竖直方向上受到的重力和支持力相互平衡,合力为零;由选项A、B可知,购物车在减速过程中所受到的摩擦力为8N,且摩擦力方向与购物车相对于地面的运动方向相反,即向后,同时购物车受到向后的拉力20N,所以购物车在水平方向上受到的合力为28N。故D不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.D
【详解】ABD.气球受平衡力,说明处于平衡状态,平衡状态既可能是静止状态,也可能是匀速直线运动状态,其中匀速直线运动可以是任意方向上的,故AB不符合题意,D符合题意;
C.气球若加速向下运动,则气球运动状态在不断改变,不是平衡态,故C不符合题意。
故选D。
7.A
【详解】若和方向相同,则
方向为水平向右;若和方向相反,则
方向水平向左;故A正确,BCD错误。
故选A。
8.A
【详解】因为弹簧是在1000N的拉力下被拉长的,所以弹簧测力计的示数F1为1000N;又因为弹簧测力计处于静止状态,所以这两个力是平衡力,因此弹簧测力计所受的合力F2为0N。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9.B
【详解】A.相互作用力是两个物体之间相互作用的力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,且分别作用在两个物体上。哪吒所受的重力,施力物体是地球,受力物体是哪吒;哪吒对石头的压力,施力物体是哪吒,受力物体是石头,这两个力的方向都是向下,不满足相互作用力“方向相反”的条件,所以不是一对相互作用力,故A错误;
B.平衡力是作用在同一物体上,大小相等、方向相反且作用在同一直线上的力。哪吒静止,处于平衡状态,其受到的重力方向竖直向下,石头对哪吒的支持力方向竖直向上,这两个力都作用在哪吒身上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,符合平衡力的条件,是一对平衡力,故B正确;
C.哪吒对石头的压力,受力物体是石头;石头对哪吒的支持力,受力物体是哪吒,这两个力分别作用在石头和哪吒两个不同物体上,而平衡力需作用在同一物体上,所以不是一对平衡力,故C错误;
D.相互作用力是作用在两个物体上,而哪吒所受重力和石头对哪吒的支持力都作用在哪吒这同一物体上,不符合相互作用力的条件,不是一对相互作用力,故D错误。
故选B。
10.A
【详解】A.磁感线实际不存在,以实际不存在的磁感线描述磁场的分布情况,采用的是模型法,故A错误,符合题意;
B.探究真空不能传声时,随着罩内空气的不断抽出,听到铃声越来越弱;按照此变化规律进行推理,若罩内被抽成真空,将听不到铃声,用到了科学推理法,故B正确,不符合题意;
C.一个力产生的效果与多个力共同作用的效果相同,这个力叫做这些力的“合力”,“合力”的引入利用的是等效替代法,故C正确,不符合题意;
D.电流的大小与电压和电阻有关。探究电流与电压关系时,保持电阻不变,利用了控制变量法,故D正确,不符合题意。
故选A。
11.改变物体的形状
【详解】实验中两个力F1和F2同时拉弹簧与一个力F单独拉弹簧,都要将弹簧右端点从位置A拉伸到位置B,三次拉弹簧应使弹簧的右端到达相同的位置,弹簧改变的形状相同,则力F1和F2对弹簧产生的作用效果跟力F的作用效果相同,这种方法叫“等效替代法”。
12. 不变 1000
【详解】[1]惯性的大小只与物体的质量有关,与运动状态无关,跳伞运动员在空中减速下降时,质量不变,所以惯性不变。
[2]已知人和伞的总重力为,人和伞受到的总重力和空气阻力的合力为,且合力方向竖直向上,空气阻力方向竖直向上,重力方向竖直向下,则人和伞受到空气阻力的大小为
13. 4 左
【详解】[1][2]由图甲、乙可知,物体在 t1~t2时间内,受到的力F1=8N,F2=12N,则受到向右的合力
F=F2-F1=12N-8N=4N
由丙图可知,物体在两个力的作用下做匀速直线运动,故摩擦力大小等于二力向右的合力4N,摩擦力的方向与物体运动方向相反,即水平向左。
14. 5 500
【详解】[1]浸没的金属球受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力作用,所受的合力
F=G-F浮
所以金属球受到浮力
F浮=G-F=15N-10N=5N
[2]根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得
由于金属球浸没,所以金属球的体积为
V=V排=5×10-4m3=500cm3
15.0
【详解】一群人和一头大象拔河,设在拔河过程中大象和人群的拉力都是2×104N,则作用在同一根绳子上的两个力属于一对平衡力,大小相等,方向相反,所以绳子所受的合力是0N。
16.(1) 相互的 运动状态 喷出的水
(2)9N
(3) 1.9 竖直向下
【详解】(1)[1][3]水火箭向下喷水却向上升空,水火箭向下喷水的同时也受到水向上的力的作用,此时使水火箭获得上升的推力,从而向上运动,该力的施力物体是喷出的水,说明物体间力的作用是相互的。
[2]水火箭在力的作用下,向上运动,说明力能改变物体的运动状态。
(2)水火箭受到的重力大小
(3)[1][2]当水火箭喷完水到达最高点后向下掉落过程中,假设水火箭在某时刻所受的阻力为0.1N,水火箭此时的重力为
阻力的方向与运动方向相反,为竖直向上,此时水火箭所受合力是
方向是竖直向下。
17.(1)800N;合力的方向竖直向下;(2)900N
【详解】解:(1)运动员加速向下运动,空气阻力竖直向上,重力竖直向下,两个方向相反
F=G-f=900N-100N=800N
合力的方向竖直向下。
(2)运动员匀速降落时处于平衡态,空气阻力竖直向上,重力竖直向下,两个力是一对平衡力
f=G=900N
答:(1)在加速向下运动时所受空气阻力为100N,则该运动员所受的合力是800N,合力的方向竖直向下;
(2)该跳伞运动员打开伞,下降一会后会匀速降落,当他匀速降落时受到的空气阻力为900N。
18. 0 0.4 28.5
【详解】(1)[1]泡沫在水槽底部处于静止状态,只在竖直方向受到竖直向下的重力和水槽对其竖直向上的支持力,这两个力互为平衡力,大小相等,方向相反,在同一条直线上,根据同一条直线上的两个力的合成可知,泡沫受到的重力和支持力的合力为0。
[2]泡沫刚好浮起时,相当于泡沫处于漂浮状态,受到的浮力等于自身的重力,为1.5N,根据阿基米德原理可知,此时泡沫排开水的体积为
泡沫的底面积为375cm2,即3.75×10-2m2,故此时水的深度为
(2)[3]由乙图可知,绳子在水深为15.4cm时刚好被拉直,泡沫浸在水中的深度为0.4cm,则显得长度为
15.4cm-0.4cm=15cm
泡沫恰好被浸没的总深度为23cm,该长方体泡沫的高为
23cm-15cm=8cm
泡沫是长方体,底面积是375cm2,该长方体的体积为
V=375cm×8cm=3000cm3=3×10-3m3
当泡沫浸没在水中时,受到的浮力为
此时泡沫受到竖直向上的浮力,向下受到重力和绳子对泡沫的拉力,故绳子拉力的大小为
F拉=F浮-G=30N-1.5N=28.5N
【点睛】
学科网(北京)股份有限公司
$