内容正文:
7.5二力平衡 随堂练习
一、单选题
1.起重机以1m/s的速度匀速吊起一个重物,钢丝绳对重物的拉力是3000N。若起重机吊着这个物体以2m/s的速度匀速下降,这时钢丝绳对重物的拉力是( )
A.12000N B.6000N C.3000N D.无法判定
2.如图所示,物体只受到F1和F2两个方向相反的力作用,能使该物体处于平衡状态的是( )
A. B.
C. D.
3.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
4.在“探究二力平衡条件”的实验中,将系于轻质小卡片两对角的细线分别斜跨过左右吸在黑板上的滑轮,在细线的两端挂上钩码,如图所示。此时作用在卡片上的两个力大小相等、方向相反。若要证明:“两个力平衡的必要条件之一是必须作用在同一直线上”,则下列实验操作正确的是( )
A.手扶卡片,在右侧加挂一个钩码,松手
B.手扶卡片,使其竖直向下移动一些,松手
C.手扶卡片,绕其中心在竖直平面旋转90°,松手
D.手扶卡片,将右侧滑轮竖直向下移动至与左侧滑轮在同一水平线上,松手
5.一本书静止在水平桌面上。下列各组力中属于平衡力的是( )
A.书受到的重力和书对桌面的压力
B.书受到的重力和桌面对书的支持力
C.桌面对书的支持力和书对桌面的压力
D.桌子受到的重力和桌面对书的支持力
6.小懿观察教室天花板上的吊灯。下列各力中属于一对平衡力的是( )
A.吊灯对电线的拉力和电线对天花板的拉力
B.吊灯对电线的拉力和电线对吊灯的拉力
C.吊灯受到的重力和电线对天花板的拉力
D.电线对吊灯的拉力和吊灯受到的重力
7.如图所示,汽车在水平的公路上做匀速直线运动,下列选项中属于一对平衡力的是( )
A.汽车所受重力和地面对汽车的支持力 B.汽车所受重力和汽车对地面的压力
C.汽车所受牵引力和汽车所受的重力 D.汽车对地面压力和地面对汽车的支持力
8.2025年11月14日,神舟二十一号载人飞船返回舱成功着陆东风着陆场。返回舱在落地前的某段时间内沿竖直方向匀速下落,如图所示,这一过程中,关于返回舱的说法正确的是( )
A.只受到重力的作用 B.对地球有吸引力
C.所受拉力的施力物体是降落伞 D.重力与所受空气阻力是一对平衡力
二、填空题
9.如图所示,一茶杯静止放置在水平桌面上,它所受的一对平衡力是______与______,其合力大小为______。
10.如图所示是用悬挂法确定形状不规则物体的重心,______点为该物体的重心。
11.如图所示,氢气球下吊一重力为5N的小重物,若不计空气阻力的影响,小重物恰沿MN方向做匀速直线运动时,正确的图是___________(选填“甲”或“乙”),小重物受到氢气球的拉力与小重物的重力是一对___________(选填“平衡力”或“相互作用力”),其大小为___________N。
12.为探究二力平衡的条件,小明将卡片旋转一个角度,松手后可以观察到卡片______(选填“能”或“不能”)保持平衡,说明对于同一物体,平衡力除了满足大小相等、方向相反,还需满足______的条件。本实验中选取的小卡片重力应______绳子对卡片的拉力(选填“大于”、“远大于”、“小于”、“远小于”或“等于”)。
13.如图所示是悬停在空中的无人机,若无人机重50N,此时受到的升力______(选填“小于”“等于”或“大于”)50N。
三、实验题
14.小阳利用实验探究“二力平衡条件”。实验中选择小纸片的目的是可以__________(选填:“考虑”、“不考虑”)小纸片的重力。
(1)如图甲所示,他在一块长方形硬纸板的对角位置打两个孔A和B,并在AB间画一条直线,将两根细线分别系在硬纸板的A、B两个孔上。将硬纸板转过一个角度,如图乙所示,然后再松手。这样做是为了探究两个力是否作用在__________(选填:“同一直线上”或“同一物体上”)对硬纸板平衡的影响。
(2)在图丙所示装置中左边的钩码下边再挂上一个钩码,硬纸板__________(选填:“能”或“不能”)平衡。
四、计算题
15.我国自主研发的长航程极地漫游机器人,质量约600kg,装有四条三角形履带,该机器人匀速直线行走时受到的阻力是重力的0.1倍。在南极内陆冰盖完成了30km的自主行走。求:
(1)该机器人所受的阻力是多少?
(2)该机器人匀速行走时所受到向前的牵引力是多少?
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.C
【详解】起重机以1m/s的速度匀速吊起一个重物时,物体受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F1而处于平衡状态,由平衡条件知道
F1 =G =3000N
当起重机吊着这个物体以2m/s的速度匀速下降时,物体受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F2而处于平衡状态,由平衡条件知道,此时钢丝绳对重物的拉力
F2 =G=3000N
故选C。
2.C
【详解】AB.F1和F2两个大小不相等,不满足平衡力的条件,不能使该物体处于平衡状态,故AB不符合题意;
C.F1和F2两个大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一个物体上,能使物体处于平衡状态,故C符合题意;
D.F1和F2两个大小相等,但不作用在同一直线上,不满足平衡力的条件,不能使该物体处于平衡状态,故D不符合题意。
故选C。
3.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。
4.C
【详解】A.手扶卡片,在右侧加挂一个钩码,松手,此时力的大小不同,右侧力大,不能平衡,验证二力平衡与力的大小的关系,故A错误;
B.手扶卡片,使其竖直向下移动一些,此时力的方向不在同一直线上,方向并不相反,没有控制好变量,故B错误;
C.手扶卡片,绕其中心在竖直平面旋转90°,两个力不在同一直线上,松手后小卡片不能平衡,发生转动,最后小卡片静止时,两个力又处于同一直线上;所以这个操作是探究相互平衡的两个力是否必须处于同一直线上,故C正确;
D.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,还是作用在同一直线上,作用在同一个物体上,小卡片还是处于静止状态,不能验证两个力还必须作用在同一条直线上才能彼此平衡,故D错误。
故选C。
5.B
【详解】A.书受到的重力方向竖直向下,书对桌面的压力方向也竖直向下,方向相同,且这两个力分别作用在书和桌面上,不是作用在同一物体上,不是平衡力,故A不符合题意;
B.书受到的重力方向竖直向下,桌面对书的支持力方向竖直向上,方向相反,且都作用在书上,书静止,说明这两个力大小相等,作用在同一直线上,是平衡力,故B符合题意;
C.桌面对书的支持力和书对桌面的压力,这两个力分别作用在书和桌面上,是一对相互作用力,不是平衡力,故C不符合题意;
D.桌子受到的重力作用在桌子上,桌面对书的支持力作用在书上,不是作用在同一物体上,不是平衡力,故D不符合题意。
故选B。
6.D
【详解】A.吊灯对电线的拉力的受力物体是电线,电线对天花板的拉力的受力物体是天花板,这两个力作用在两个物体上,所以它们不是一对平衡力,故A不符合题意。
B.吊灯对电线的拉力作用在电线上,电线对吊灯的拉力作用在吊灯上,它们作用在两个物体上,不是一对平衡力,故B不符合题意。
C.吊灯受到的重力的受力物体是吊灯,电线对天花板的拉力的受力物体是天花板,这两个力没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力,故C不符合题意。
D.电线对吊灯的拉力和吊灯受到的重力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,都作用在吊灯上,所以它们是一对平衡力,故D符合题意。
故选D。
7.A
【详解】A.汽车所受重力和地面对汽车的支持力。受力物体:均作用在汽车上(同一物体)。方向:重力竖直向下,支持力竖直向上(方向相反)。大小:汽车在竖直方向静止,重力与支持力大小相等。作用线:均沿竖直方向(同一直线)。结论:满足平衡力的所有条件,是一对平衡力。故A符合题意;
B.汽车所受重力和汽车对地面的压力。受力物体:重力作用在汽车上,压力作用在地面上(不同物体)。方向:均竖直向下(方向相同,不满足 “方向相反”)。结论:不满足平衡力条件,不是平衡力。故B不符合题意;
C.汽车所受牵引力和汽车所受的重力。方向:牵引力沿水平方向,重力沿竖直方向(方向垂直,不共线)。作用效果:牵引力使汽车水平运动,重力与支持力平衡,二者无直接关联。结论:不满足 “同一直线” 条件,不是平衡力。故C不符合题意;
D.汽车对地面压力和地面对汽车的支持力。受力物体:压力作用在地面上,支持力作用在汽车上(不同物体)。关系:这是一对相互作用力,而非平衡力。结论:不满足 “同一物体” 条件,不是平衡力。故D不符合题意。
故选A。
8.B
【详解】A.返回舱沿竖直方向匀速下落,处于平衡状态,若只受重力,合力不为零,无法匀速运动。实际上它还受绳子的拉力、空气阻力等,故A错误;
B.力的作用是相互的,地球对返回舱有吸引力,同时返回舱也对地球有吸引力,故B正确;
C.返回舱通过绳子与降落伞连接,是绳子对返回舱施加了拉力,所以返回舱所受拉力的施力物体是绳子,而不是降落伞,故C错误;
D.返回舱匀速下落,处于平衡状态,竖直方向受重力、绳子的拉力、空气阻力。重力与空气阻力大小不相等(还有拉力参与平衡),不是一对平衡力,故D错误。
故选B。
9. 桌面对茶杯的支持力 茶杯自身的重力 0
【详解】[1][2][3]茶杯静止在水平桌面上,说明茶杯处于平衡状态,茶杯此时所受合外力为0,对茶杯进行受力分析,茶杯水平方向不受力,竖直方向受到桌面给它的支持力和它自身的重力,这两个力是一对平衡力。
10.C
【详解】利用如图所示“悬挂法”来确定形状不规则物体的重心位置,当物体静止时,重力和拉力是一对平衡力,因此,根据二力平衡知识可知重力和拉力的作用线在同一直线上,从而确定物体重心在C点,这个方法依据的知识是重力的方向竖直向下。
11. 乙 平衡力 5
【详解】[1][2][3]氢气球下吊一小重物,若不计空气阻力,则小重物只受到重力和氢气球的拉力,小重物恰沿MN方向匀速直线运动,所以它受到的两个力是一对平衡力,大小相等,即F=G=5N,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,所以正确的图是乙。
12. 不能 作用在同一直线上 远小于
【详解】[1][2]探究二力平衡的条件,小明将卡片旋转一个角度,此时小卡片两端的拉力就不在一条直线上,松手后可以观察到卡片不能保持平衡,还会转回来,说明对于同一物体,平衡力除了满足大小相等、方向相反,还需满足作用在同一直线上的条件。
[3]为减小重力对实验的影响,本实验中选取的小卡片重力应远小于绳子对卡片的拉力。
13.等于
【详解】若无人机重50N,不计空气阻力,当它悬停时,此时处于平衡状态,无人机的重力和升力是一对平衡力,所以受到的升力等于50N。
14. 不考虑 同一直线上 不能
【详解】(1)[1]实验中选择小纸片,小纸片的重力很小,远小于钩码重力,可以不考虑小纸片的重力。
[2]将纸板转过一个角度,细线对纸板的拉力不再作用在同一直线上,因此这样做是为了探究两个力是否作用在同一直线上对物体平衡的影响。
(2)[3]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,硬纸板处于静止状态,在图丙所示装置中左边的钩码下边再挂上一个钩码,两个力大小不相等,硬纸板不能平衡。
15.(1)
600N
(2)
600N
【详解】(1)机器人重力为
阻力是重力的0.1倍,因此该机器人所受的阻力
(2)机器人匀速直线运动,根据二力平衡可知,牵引力与阻力大小相等、方向相反,因此
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