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教科版(2024)八年级下册 第8章 运动和力第2节 力的平衡 题型专练(参考答案)
【题型1】合力和分力
【典例】力的合成是建立在 的思想方法基础上的。
【答案】 等效替代
【解析】 一个力对物体的作用与几个力同时对物体的作用产生的效果如果相同,我们就说这个力叫做那几个力的合力。合力的作用效果与分力共同作用的效果相同,可以用合力来代替分力的共同作用,所以力的合成是建立在等效替代的思想方法基础上的。
【强化训练1】力的合成是建立在 的思想方法基础上的。
【答案】 等效替代
【解析】 一个力对物体的作用与几个力同时对物体的作用产生的效果如果相同,我们就说这个力叫做那几个力的合力。合力的作用效果与分力共同作用的效果相同,可以用合力来代替分力的共同作用,所以力的合成是建立在等效替代的思想方法基础上的。
【强化训练2】如图所示,被提的同一水桶都处于静止状态。图(a)中提起水桶的力有 个,这些力和图(b)中大人提起水桶力可以相互 。
【答案】 两 替换
【解析】 被提的同一水桶都处于静止状态。图(a)中提起水桶的力有2个,这些力和图(b)中大人提起水桶力效果相同,因此可以相互代替。
【题型2】同一直线上的二力合成
【典例】如图所示,女孩用大小为F的拉力竖直向上提书包,但书包静止不动,未离开地面。若书包的重力为G,此时书包的重力G和拉力F的合力大小为( )
A.0
B.G﹣F
C.F
D.G+F
【答案】B
【解析】 解:书包没有被提起,处于静止状态,为平衡状态,受力平衡,对书包受力分析,它受到重力、竖直向上的拉力,还有竖直向上的支持力作用,这三力平衡,所以拉力F小于书包的重力G。
这三力平衡,则拉力F与支持力N的合力大小等于书包的重力G,此时书包的重力G和拉力F的合力大小为G﹣F。
故选:B。
【强化训练1】如图所示是小君在大课间活动时踢毽子的情景(假设空气阻力大小不变),在毽子上下飞舞过程中下列分析正确的是( )
A.上升过程中合力方向向上
B.最高点时处于静止状态合力为零
C.下落过程中合力越来越大
D.上升过程中所受合力大于下落过程中所受合力
【答案】D
【解析】 解:A、毽子在上升过程中受到竖直向下的重力和竖直向下的空气阻力,合力方向向下。故A错误;
B、上升到最高点时,毽子的速度瞬间为0,此时,毽子只受到重力作用,合力不为零。故B错误;
C、下落过程小球受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力,空气阻力不变,重力不变,合力不变。故C错误;
D、上升过程合力等于重力与空气阻力之和,下落过程合力等于重力与空气阻力之差,故D正确。
故选:D。
【强化训练2】下列有关合力的说法错误的是( )
A.两个分力的合力大小,可能小于一个分力的大小
B.合力的作用效果和分力共同作用的效果是一样的
C.考虑合力时,就不要考虑分力了
D.合力和分力同时作用在物体上
【答案】D
【解析】 解:A、平衡力的合力为零,故两个分力的合力大小,可能小于一个分力的大小,故A正确;
B、合力的作用效果,与其两个分力共同作用的效果一定相同,故B正确;
C、因合力与分力存在等效替代的规律,故分析合力时,就不能再分析各分力了,故C正确;
D、合力与分力是等效替代关系,合力产生的作用效果与分力共同作用的效果相同,因而合力与分力不是同时作用在物体上,故D错误。
故选:D。
【强化训练3】小明先用5N的力推一辆小车,使其匀速向右直线运动,后用10N的水平力向左拉小车,使小车减速,在减速运动的过程中,小车所受的合力为( )
A.5N,水平向左
B.5N,水平向右
C.10N,水平向左
D.15N,水平向左
【答案】D
【解析】 解:用5N的力推一辆小车,使其匀速向右直线运动,小车处于平衡状态,由平衡条件得:f=F1=5N;
当用F2=10N的力向后拉小车时,小车与地面间的接触面粗糙程度不变、小车对地面的压力不变,因此小车受到的摩擦力f=5N不变,则小车受到向后的拉力和摩擦力作用,故小车受到的合力F=F2+f=10N+5N=15N,合力方向水平向左。
故选:D。
【强化训练4】一个重5N的苹果,竖直向上抛出,若苹果在空气中运动时受到的阻力恒为2N,则在上升过程中苹果受到的合力是 N,下降过程中受到的合力为
N。
【答案】 7;3。
【解析】 解:苹果竖直向上运动时,受到竖直向下的重力和阻力作用,方向相同,则F合=G+f=5N+2N=7N;
苹果竖直向下运动时,受到竖直向下的重力和竖直向上阻力的作用,方向相反,则F合=G﹣f=5N﹣2N=3N。
故答案 为:7;3。
【强化训练5】甲、乙两同学一起推一张放在水平光滑地面上的桌子,甲用30N水平向右推力,乙用50N水平向左推力,两力沿同一直线,桌子受到的合力大小 方向 。
【答案】 见试题解答内容
【解析】 解:合力为二力之差即F=F1﹣F2=50N﹣30N=20N,方向同较大的力水平向左。
故答案为:20N;水平向左。
【强化训练6】一个重5N的苹果,竖直向上抛出,若苹果在空气中运动时受到的阻力恒为2N,则在上升过程中苹果受到的合力是 N,下降过程中受到的合力为
N。
【答案】 7;3。
【解析】 解:苹果竖直向上运动时,受到竖直向下的重力和阻力作用,方向相同,则F合=G+f=5N+2N=7N;
苹果竖直向下运动时,受到竖直向下的重力和竖直向上阻力的作用,方向相反,则F合=G﹣f=5N﹣2N=3N。
故答案 为:7;3。
【题型3】平衡状态的判断
【典例】2024年6月,中国龙舟公开赛(四川•德阳站)在德阳市旌湖举行。下列关于龙舟比赛说法正确的是( )
A.运动员用船桨向后划水,龙舟向前运动,说明力是维持物体运动的原因
B.运动员用船桨向后划水,龙舟向前运动,说明使龙舟前进的力的施力物体是船桨
C.运动员用船桨向后划水,船桨对水的力与水对船桨的力是一对相互作用力
D.运动员用船桨向后划水,龙舟加速向前运动,此时龙舟处于平衡状态
【答案】C
【解析】 解:A、运动员用船桨向后划水,龙舟向前运动,说明力是改变物体运动状态的原因,故A错误;
B、运动员用桨向后划水,对水施加力的作用,由于物体间力的作用是相互的,水就会对船桨产生向前的反作用力使龙舟前进。因此使龙舟前进的力的施力物体是水,而不是船桨,故B错误;
C、运动员用船桨向后划水,船桨对水的力与水对船桨的力是一对相互作用力,故C正确;
D、运动员用船桨向后划水,龙舟加速向前运动时,速度大小不断发生变化,运动状态改变,此时龙舟处于非平衡状态,故D错误。
故选:C。
【强化训练1】如图所示为动画片《倒霉熊》中的四幅情景,根据图片和下方文字表述,可以确定下列过程中倒霉熊手中的石块处于非平衡态的是( )
A.倒霉熊推一块大石头没推动
B.倒霉熊举着石头不动展现大力士风采
C.倒霉熊托着物体沿水平路面匀速直线前行
D.倒霉熊将静止地面上的石块捡起来
【答案】D
【解析】 解:ABC、倒霉熊推一块大石头没推动、倒霉熊举着石头不动展现大力士风采、倒霉熊托着物体沿水平路面匀速直线前行,物体处于静止状态或匀速直线运动状态,受力平衡,故ABC不符合题意;
D、倒霉熊将在地面上的石块捡起来,物体由静止到运动,运动状态改变,受非平衡力作用,故D符合题意。
故选:D。
【强化训练2】在下列运动过程中,物体处于平衡状态的是( )
A.空中飞向球门的足球
B.竖直上抛运动到最高点的乒乓球
C.沿光滑斜面向下滚动的小车
D.空中匀速直线下降的跳伞运动员
【答案】D
【解析】 解:A、空中飞向球门的足球,受到重力和空气阻力,受力不平衡,所以运动状态会改变,处于非平衡状态,故A不合题意;
B、竖直上抛运动到最高点的乒乓球,只受重力作用,受力不平衡,所以运动状态会改变,处于非平衡状态,故B不合题意;
C、沿光滑斜面向下滚动的小车,受到重力和支持力作用,受力不平衡,所以运动状态会改变,处于非平衡状态,故C不合题意;
D、空中匀速直线下降的跳伞运动员,做匀速直线运动,受力平衡,处于平衡状态,故D符合题意。
故选:D。
【强化训练3】下列所示的情景中,物体处于平衡状态的是( )
A.绕地球运行的卫星
B.正在与轨道舱对接的飞船
C.加速上升的火箭
D.匀速下降的航天器返回舱
【答案】D
【解析】 解:A、绕地球运行的卫星,其运动方向不断改变,不是处于平衡状态,故A不合题意;
B、正在与轨道舱对接的飞船,其速度大小发生改变,不是处于平衡状态,故B不合题意;
C、加速上升的火箭,其速度大小发生改变,不是处于平衡状态,故C不合题意;
D、匀速下降的航天器返回舱,做的是匀速直线运动,处于平衡状态,故D符合题意。
故选:D。
【强化训练4】下列物理情景中的物体处于平衡状态的是( )
A.飞过来的足球被头顶回去
B.短道速滑运动员匀速转弯
C.跳伞运动员匀速直线下降
D.关闭发动机后火车越来越慢
【答案】C
【解析】 解:A、飞过来的足球被头顶回去,其速度大小和方向都发生了改变,运动状态发生了改变,说明不是平衡状态,故A不合题意;
B、铁球在磁力的作用下运动,运动方向发生了变化,运动状态发生了改变,说明不是平衡状态,故B不合题意;
C、跳伞运动员匀速下降,做匀速直线运动,运动状态没有发生改变,是平衡状态,故C符合题意。
D、关闭发动机后火车越来越慢,速度大小发生改变,运动状态发生了改变,说明不是平衡状态,故D不合题意;
故选:C。
【题型4】平衡状态与平衡力
【典例】以下四种关于力的说法,正确的是( )
A.只有相互作用的物体之间才有力的作用
B.施力物体不一定是受力物体
C.物体受平衡力作用一定处于静止状态
D.相互接触的物体之间一定有力的作用,没有相互接触的物体之间一定没有力的作用
【答案】A
【解析】 解:A、力是物体对物体的作用,只有相互作用的物体之间才有力的作用,故A正确;
B、力的作用是相互的,施力物体一定是受力物体,故B错误;
C、在平衡力的作用下,物体可能静止,可能做匀速直线运动,故C错误;
D、物体没有接触也可能有力的作用,如地球对空中飞行的物体有重力作用,故D错误。
故选:A。
【强化训练1】关于平衡力,下列说法正确的是( )
A.物体在平衡力作用下一定保持静止状态
B.作用在一个物体上的两个力三要素完全相同,这两个力一定是平衡力
C.物体受重力和拉力作用,两个力大小相等、方向相反,则它们一定是平衡力
D.运动的物体在平衡力的作用下,一定保持匀速直线运动状态
【答案】D
【解析】 解:A、物体在平衡力的作用下,也可能保持匀速直线运动状态,故A错误;
B、作用在物体上的两个力的三要素完全相同,不符合平衡力的条件,故B错误;
C、二力平衡的条件:同物、同线、等值、反向,故物体受到重力和拉力的作用,不一定是平衡力,故C错误;
D、运动物体在平衡力的作用下,一定保持匀速直线运动状态,故D正确。
故选:D。
【强化训练2】如图所示,下列物体中,受到平衡力的是( )
A.弯道上沿曲线滑行的运动员
B.空中加速直线下落的降落伞
C.吊在天花板下静止的电灯
D.路上减速行驶的小汽车
【答案】C
【解析】 解:A、弯道上沿曲线滑行的运动员的运动方向时刻在发生改变,因此弯道上沿曲线滑行的运动员一定受非平衡力作用,故A不符合题意;
B、因为空中加速直线下落的降落伞速度不断变大,因此降落伞一定受非平衡力作用,故B不符合题意;
C、吊在天花板下的电灯静止,因此电灯受平衡力作用,故C符合题意;
D、路上减速行驶的小汽车速度不断变小,因此汽小车一定受非平衡力作用,顾D不符合题意。
故选:C。
【强化训练3】下列情况中,物体所受到的力为平衡力的是( )
A.在空中摇摆的吊灯
B.绕地球做匀速圆周运动的人造卫星
C.正在制动刹车的汽车
D.平直轨道上匀速行驶的列车
【答案】D
【解析】 解:A.在空中摇摆的吊灯,运动方向不断变化,处于非平衡状态,不受平衡力作用,故A不正确;
B.绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,运动方向不断变化,处于非平衡状态,不受平衡力作用,故B不正确;
C.正在制动刹车的汽车,速度的大小不断减小,不受平衡力作用,故C不正确;
D.平直轨道上匀速行驶的列车,速度的大小、方向不变,处于平衡状态,受平衡力作用,故D正确。
故选:D。
【强化训练4】下列物体中,受力平衡的是( )
A.加速飞离地面的运20飞机
B.绕地球匀速运行的北斗导航卫星
C.减速进站的“复兴号”高铁
D.在平直公路上匀速行驶的无人车
【答案】D
【解析】 解:A、加速飞离地面的运20飞机,速度大小发生了变化,受力不平衡,故A错误;
B、绕地球匀速运行的北斗导航卫星,运动方向发生了变化,受力不平衡,故B错误;
C、减速进站的“复兴号”高铁,速度大小发生了变化,受力不平衡,故C错误;
D、在平直公路上匀速行驶的无人车做的是匀速直线运动,受力平衡,故D正确。
故选:D。
【强化训练5】“天问一号”火星探测器于2020年7月23日在文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空,2021年5月15日“天问一号”携带“祝融号”火星车成功软着陆在火星表面,标志着我国行星探测领域跨入世界先进行列。“天问一号”由环绕器、着陆巡视器两部分组成。环绕器绕火星作匀速圆周运动的过程中,受到
(选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用;着陆过程中,在距火星表面1.5公里高度,着陆巡视器会经历反推发动机减速过程。在此过程中,“天问一号”应 火星表面喷气(选填“朝着”或“背向”)。
【答案】 非平衡力;朝着。
【解析】 解:(1)当物体处于静止或匀速直线运动时叫做平衡状态,受到的是平衡力。环绕器绕火星作匀速圆周运动的过程中,受到非平衡力的作用;
(2)着陆过程中,在距火星表面1.5公里高度,着陆巡视器会经历反推发动机减速过程。着陆巡视器降落时,要实现减速降落,就要受到一个与降落方向相反方向的力的作用,在此过程中,“天问一号”应
朝着火星表面喷气,才会受到反作用的推力,实现减速降落。
故答案为:非平衡力;朝着。
【强化训练6】如图(a)、(b)所示,小王做“探究二力平衡的条件”实验,实验中测量力的工具是 ,它的分度值为 牛。当物体受到两个力的作用时,在图
状态下才会保持静止(选填“a”或“b”),这说明二力平衡时两个力必须作用在 上。
【答案】 见试题解答内容
【解析】 解:(1)由实验过程可知,实验中测量力的工具是弹簧测力计,它的分度值为0.2牛。
(2)读图可知,两次实验的拉力相同,方向相反,但图a的实验不在一条直线上,图b的两个力在一条直线上,因此,当物体受到两个力的作用时,在图b状态下才会保持静止,这说明二力平衡时两个力必须作用在同一直线上。
故答案为:弹簧测力计;0.2;b;同一直线。
【强化训练7】“天问一号”火星探测器于2020年7月23日在文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空,2021年5月15日“天问一号”携带“祝融号”火星车成功软着陆在火星表面,标志着我国行星探测领域跨入世界先进行列。“天问一号”由环绕器、着陆巡视器两部分组成。环绕器绕火星作匀速圆周运动的过程中,受到
(选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用;着陆过程中,在距火星表面1.5公里高度,着陆巡视器会经历反推发动机减速过程。在此过程中,“天问一号”应 火星表面喷气(选填“朝着”或“背向”)。
【答案】 非平衡力;朝着。
【解析】 解:(1)当物体处于静止或匀速直线运动时叫做平衡状态,受到的是平衡力。环绕器绕火星作匀速圆周运动的过程中,受到非平衡力的作用;
(2)着陆过程中,在距火星表面1.5公里高度,着陆巡视器会经历反推发动机减速过程。着陆巡视器降落时,要实现减速降落,就要受到一个与降落方向相反方向的力的作用,在此过程中,“天问一号”应
朝着火星表面喷气,才会受到反作用的推力,实现减速降落。
故答案为:非平衡力;朝着。
【题型5】二力平衡条件的应用
【典例】)3月24日上午7点,2024重庆马拉松正式开始,来自全球26个国家426个城市的3万名选手,在美丽的南滨路、巴滨路激情超越,品味山水重庆的独特魅力。以下说法正确的是( )
A.运动员用力向后蹬地加速起跑,说明力可以改变物体的运动状态
B.运动员到达终点线时不能立即停止下来,是由于受到惯性的作用
C.运动员跑步过程中,如果以朝天门大桥为参照物,运动员是静止的
D.运动员静止站立时,对水平地面的压力和受到的支持力是一对平衡力
【答案】A
【解析】 A.运动员用力向后蹬地加速起跑时,运动员受到向前的作用力,速度增大,说明力可以改变物体的运动状态,故A正确;
B.运动员到达终点线时不能立即停止下来,是由于运动员具有惯性,要保持原来的运动状态,故B错误;
C.运动员跑步过程中,如果以朝天门大桥为参照物,运动员位置发生了变化,是运动的,故C错误;
D.运动员静止站立时,对水平地面的压力和受到的支持力是一对相互作用力,故D错误。
故选A。
【强化训练1】如图所示,弹簧测力计及细绳重力不计,砝码重N,静止时弹簧测力计的示数和所受的合力分别为( )
A.25N,0N
B.50N,50N
C.50N,0N
D.100N,0N
【答案】C
【解析】 物体静止时对弹簧的拉力F大小等于物体所受的重力,即为50N,所以弹簧测力计的示数是50N;弹簧测力计静止,处于平衡状态,由平衡条件知,弹簧测力计所受的合力为零,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【强化训练2】两个小孩能提起一桶水,一个大人同样能提起这桶水,该现象表明 。我们把这一个大人所用的力叫作那两个小孩所用的力的 ,这种研究问题的方法叫作等效法。
【答案】 一个大人的力的作用效果替代了两个小孩的力的共同作用效果 合力
【解析】 由题意可知,两个力共同作用在同一物体上的效果可以用一个力来代替,运用等效法来确定合力与分力。我们把这一个大人所用的力叫作那两个小孩所用的力的合力。
【强化训练3】重2×104N的汽车在平直路面上匀速运动,所受阻力为1800N,求:
(1)在图中表示汽车的方框上画出汽车匀速运动过程中受力示意图;
(2)发动机对汽车的牵引力多大?
(3)汽车的质量是多少t?
【答案】 (1)见解析图(2)1800N(3)2
【解析】 (1)解:水平方向汽车处于匀速直线运动状态,受到牵引力和阻力的作用,这两个力是一对平衡力,如下图所示:
(2)发动机对汽车的牵引力等于阻力,即有
(3)根据可得,汽车的质量为
【题型6】平衡力与相互作用力的区分
【典例】如图所示,体操运动员静止在平衡木上时,下列属于一对平衡力的是( )
A.运动员受到的重力和平衡木对运动员的支持力
B.运动员对平衡木的压力和平衡木对运动员的支持力
C.平衡木受到的重力和平衡木对运动员的支持力
D.运动员受到的重力和运动员对平衡木的压力
【答案】A
【解析】 解:A、运动员受到的重力和平衡木对运动员的支持力大小相等、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A正确;
B、运动员对平衡木的压力和平衡木对运动员的支持力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C、平衡木受到的重力和平衡木对运动员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、运动员受到的重力和运动员对平衡木的压力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选:A。
【强化训练1】停靠在水平轨道上的“和谐号”列车,下列说法中正确的是( )
A.列车所受重力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力
B.列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力
C.列车所受重力和列车对铁轨的压力是一对平衡力
D.铁轨所受重力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力
【答案】A
【解析】 解:A、列车所受重力和铁轨对列车的支持力大小相等,方向相反,作用在同一物体上,作用在同一直线上,这两个力是平衡力,故A正确;
B、列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力大小相等,方向相反,作用在两个物体上,作用在同一直线上,这两个力是相互作用力,故B错误;
C、列车所受重力和列车对铁轨的压力大小相等,方向相同,不是一对平衡力,故C错误;
D、铁轨所受重力和铁轨对列车的支持力这两个力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选:A。
【强化训练2】春分这一天,我国民间流行“竖蛋游戏”(如图所示)。关于竖立在水平桌面上的鸡蛋的受力情况,下列说法正确的是( )
A.鸡蛋所受的重力和鸡蛋对桌面的压力是一对相互作用力
B.鸡蛋对桌面的压力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力
C.鸡蛋所受的重力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力
D.鸡蛋对桌面的压力和鸡蛋所受的重力是一对平衡力
【答案】C
【解析】 解:A、鸡蛋所受的重力和鸡蛋对桌面的压力方向相同,不是一对相互作用力,故A错误;
B、鸡蛋对桌面的压力和桌面对鸡蛋的支持力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C、鸡蛋所受的重力和桌面对鸡蛋的支持力大小相等、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C正确;
D、鸡蛋对桌面的压力和鸡蛋所受的重力作用在不同的物体上,方向相同,不是一对平衡力,故D错误。
故选:C。
【强化训练3】春分这一天,我国民间流行“竖蛋游戏”(如图所示)。关于竖立在水平桌面上的鸡蛋的受力情况,下列说法正确的是( )
A.鸡蛋所受的重力和鸡蛋对桌面的压力是一对相互作用力
B.鸡蛋对桌面的压力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力
C.鸡蛋所受的重力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力
D.鸡蛋对桌面的压力和鸡蛋所受的重力是一对平衡力
【答案】C
【解析】 解:A、鸡蛋所受的重力和鸡蛋对桌面的压力方向相同,不是一对相互作用力,故A错误;
B、鸡蛋对桌面的压力和桌面对鸡蛋的支持力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C、鸡蛋所受的重力和桌面对鸡蛋的支持力大小相等、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C正确;
D、鸡蛋对桌面的压力和鸡蛋所受的重力作用在不同的物体上,方向相同,不是一对平衡力,故D错误。
故选:C。
【强化训练4】停靠在水平轨道上的“和谐号”列车,下列说法中正确的是( )
A.列车所受重力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力
B.列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力
C.列车所受重力和列车对铁轨的压力是一对平衡力
D.铁轨所受重力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力
【答案】A
【解析】 解:A、列车所受重力和铁轨对列车的支持力大小相等,方向相反,作用在同一物体上,作用在同一直线上,这两个力是平衡力,故A正确;
B、列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力大小相等,方向相反,作用在两个物体上,作用在同一直线上,这两个力是相互作用力,故B错误;
C、列车所受重力和列车对铁轨的压力大小相等,方向相同,不是一对平衡力,故C错误;
D、铁轨所受重力和铁轨对列车的支持力这两个力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选:A。
【题型7】实验:探究二力平衡的条件
【典例】如图“探究二力平衡的条件”的实验,把小车或木块放到水平桌面上,小车两端用细线挂着相同的托盘。关于实验的做法和结论,下列说法正确的是( )
A.图甲中只有小车处于静止状态时,小车才受到平衡力的作用
B.图乙中左、右两盘分别加入质量不等的砝码时,若木块静止,则处于平衡状态
C.小车或木块放在粗糙的水平桌面上更容易保持静止,方便研究二力平衡的条件
D.小车静止时左侧受到的拉力总是等于右边托盘和盘内砝码的总重力
【答案】B
【解析】 解:A、静止的物体和匀速直线运动的物体都称为物体处于平衡状态,在这两种状态下都受平衡力作用,故A错误;
B、当图甲左、右两盘分别加入质量不等的砝码时,两盘的砝码质量虽然不相等(即两侧的拉力不相等),但由于木块和桌面间存在摩擦力,木块仍可能处于静止状态,故B正确;
C、在探究“二力平衡的条件”实验中,为了减小摩擦力对实验造成影响,应将小车或木块放在光滑的水平桌面上,且用小车代替木块可以用滚动摩擦来代替滑动摩擦来减小摩擦力,故C错误;
D、小车静止时,当摩擦力忽略不计,左侧拉力才等于右边托盘和盘内砝码的总重力,故D错误。
故选:B。
【强化训练1】如图利用小车、多个相同砝码等器材探究二力平衡的条件,下列说法中正确的是( )
A.图甲中可将小车换成等大的木块
B.图乙中桌面倾斜不影响该实验探究
C.图甲中的左盘内再放一个砝码,小车将向左匀速运动
D.图甲中通过观察小车的运动状态来判断二力是否平衡
【答案】D
【解析】 解:A、实验时,要尽可能的使摩擦力小些,若将小车换成等大的木块,用滑动摩擦来代替滚动摩擦使得摩擦力增大,故A错误;
B、图乙中若桌面倾斜,两侧的拉力大小虽然相等,但小车在斜面上重力和支持力方向不相同,重力和支持力不平衡,小车不能处于静止状态,所以桌面倾斜会影响该实验探究,故B错误;
C、在图甲中的左盘内再放一个砝码,左侧的拉力大于右侧的拉力,小车将向左做加速运动,故C错误;
D、静止的物体或匀速直线运动的物体都受到平衡力的作用,因此实验中通过小车是否静止或匀速运动来判断二力是否平衡,故D正确。
故选:D。
【强化训练2】如图探究“二力平衡条件”的实验。下列说法错误的是( )
A.桌面应光滑,可以减小摩擦力对实验的影响
B.小车静止时,只受到一对平衡力的作用
C.将右侧的一组钩码取下,挂在左侧钩码的下面,可以探究出方向相同的两个力不能平衡
D.将小车扭转一个角度,松手后小车会从静止变为运动,这表明两个力平衡需要作用在同一直线上
【答案】B
【解析】 解:A、如图所示实验器材,因为探究的是两个拉力作用在小车上能否平衡,所以桌面光滑可以减小摩擦力对实验的影响,所以A正确;
B、水平方向上左右两个拉力平衡,同时竖直方向上重力和支持力也是一对平衡力,所以B错误;
C、对于探究两个力的平衡条件,如果研究二力平衡与相同方向上的两个力能否平衡,需要控制同一直线,同一物体,改变两个力的方向一次在小车同侧,一次在小车两测,进行观察得出实验结论,所以C正确;
D、将小车扭转一个角度,松手后小车会从静止变为运动,恰好说明二力平衡的两个力必须在同一直线上,否则不能平衡,所以D正确。
故选:B。
【强化训练3】如图是“探究二力平衡的条件”的实验装置,下列叙述正确的是( )
A.小车应放在尽量光滑的水平桌面上
B.小车静止时,只受到一对平衡力的作用
C.小车处于平衡状态时,两托盘里的砝码质量一定不相等
D.把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放,小车运动状态不会改变
【答案】A
【解析】 解:A、“探究二力平衡条件”这个实验很重要的一点就是尽量减小物体受到的摩擦力对实验的影响,所以水平桌面尽量光滑,故A正确;
B、小车静止时,受力平衡,竖直方向的重力与支持力平衡,水平方向两侧的拉力平衡,故受到二对平衡力的作用,故B错误;
C、当桌面上的小车处于静止状态,此时小车受到平衡力的作用,即小车受到两侧的拉力相等,由此可知左、右两盘中的砝码质量相等,故C错误;
D、将小车扭转一个角度,两个力不在同一直线上,二力不平衡,故松手后,小车将转动,不能保持平衡,运动状态改变,故D错误。
故选:A。
【强化训练4】小明在探究“二力平衡的条件”实验中,按下图所示装好器材。他撰写的实验报告(摘要)如下,请你将其报告中的问题补充完整。
实验目的:通过探究,知道作用在一个物体上的两个力满足什么条件时,才能使物体平衡。
实验原理:两个力作用在物体上,如果物体保持 或 状态,则这两个力的作用效果相互抵消(合力为0),我们就说这两个力平衡。
实验方法: 法。
实验器材:小桌、 、两个定滑轮、细绳、 、两个托盘。
实验装置:如图所示。
实验数据:如表所示,表格中“▲”处应填 。
实验总结:
作用在同一个物体上的两个力大小 ,方向 ,且作用在 ,这两个力就彼此平衡。
【答案】 实验原理:静止;匀速直线运动;
实验方法:控制变量;
实验器材:小车;砝码;
实验数据:小车的运动状态是否改变;
实验总结:相等;相反;同一直线上。
【解析】 实验原理:(1)静止的物体和匀速直线运动的物体都称为物体处于平衡状态;两个力作用在物体上,如果物体保持静止或匀速直线运动状态,则两个力平衡。
实验方法:猜想二力平衡的条件有多个时,要用控制变量法。
实验器材:看图可知实验器格有:小桌、小车、两个定滑轮、细绳、砝码、两个托盘。
实验装置:如图所示。
实验数据:分析表中内容可知,表格中“▲”处应填小车的运动状态是否改变;
实验总结:作用在同一个物体上的两个力大小相等,方向相反,且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡。
【强化训练5】如图所示是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。甲图所示方案中研究对象是 ,乙图中,当木块处于 状态时,认为木块已平衡;同学们认为图甲所示的实验方案优于图乙的,其主要原因是 。
【答案】 卡片;静止;减小摩擦力对实验结果的影响。
【解析】 解:图甲的探究方案中小卡片在水平方向上受到两个力的作用,研究对象是小卡片。
平衡状态包括静止或匀速直线运动,图乙中,木块处于静止状态时,说明木块已经平衡。
图乙中木块与桌面之间存在较大的摩擦力;图甲实验用的小卡片悬在空中不受摩擦力影响,图甲所示的实验方案优于图乙的。
故答案 为:卡片;静止;减小摩擦力对实验结果的影响。
【强化训练6】实验小组探究“二力平衡的条件”的实验,每个钩码的质量均为50g,当左端挂1个钩码,右端挂2个钩码时,松手后小车静止,小车受到向右的拉力F2为 N,小车受 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用,此时小车在水平方向所受的合力为 N。(g取10N/kg)
【答案】 1;平衡力;0。
【解析】 解:每个钩码重:G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N,
小车受到向右的拉力:F2=2G=2×0.5N=1N;
小车静止时处于平衡状态,所以小车受平衡力的作用;物体受平衡力作用时所受的合力为0。
故答案为:1;平衡力;0。
【强化训练7】小明同学利用支架、钩码、小车等器材探究“二力平衡的条件”,实验中,在小车两端的细绳上挂等重的钩码后出现如图甲所示的情况,此时小车 (选填“是”或“不是”)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】 是;能。
【解析】 解:图甲中小车静止,处于平衡状态。
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。
故答案 为:是;能。
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$教科版(2024)八年级下册 第8章 运动和力第2节 力的平衡 题型专练 【题型1】合力和分力 【典例】力的合成是建立在 的思想方法基础上的。 【强化训练1】力的合成是建立在 的思想方法基础上的。 【强化训练2】如图所示,被提的同一水桶都处于静止状态。图(a)中提起水桶的力有 个,这些力和图(b)中大人提起水桶力可以相互 。 【题型2】同一直线上的二力合成 【典例】如图所示,女孩用大小为F的拉力竖直向上提书包,但书包静止不动,未离开地面。若书包的重力为G,此时书包的重力G和拉力F的合力大小为( ) A.0 B.G﹣F C.F D.G+F 【强化训练1】如图所示是小君在大课间活动时踢毽子的情景(假设空气阻力大小不变),在毽子上下飞舞过程中下列分析正确的是( ) A.上升过程中合力方向向上 B.最高点时处于静止状态合力为零 C.下落过程中合力越来越大 D.上升过程中所受合力大于下落过程中所受合力 【强化训练2】下列有关合力的说法错误的是( ) A.两个分力的合力大小,可能小于一个分力的大小 B.合力的作用效果和分力共同作用的效果是一样的 C.考虑合力时,就不要考虑分力了 D.合力和分力同时作用在物体上 【强化训练3】小明先用5N的力推一辆小车,使其匀速向右直线运动,后用10N的水平力向左拉小车,使小车减速,在减速运动的过程中,小车所受的合力为( ) A.5N,水平向左 B.5N,水平向右 C.10N,水平向左 D.15N,水平向左 【强化训练4】一个重5N的苹果,竖直向上抛出,若苹果在空气中运动时受到的阻力恒为2N,则在上升过程中苹果受到的合力是 N,下降过程中受到的合力为 N。 【强化训练5】甲、乙两同学一起推一张放在水平光滑地面上的桌子,甲用30N水平向右推力,乙用50N水平向左推力,两力沿同一直线,桌子受到的合力大小 方向 。 【强化训练6】一个重5N的苹果,竖直向上抛出,若苹果在空气中运动时受到的阻力恒为2N,则在上升过程中苹果受到的合力是 N,下降过程中受到的合力为 N。 【题型3】平衡状态的判断 【典例】2024年6月,中国龙舟公开赛(四川•德阳站)在德阳市旌湖举行。下列关于龙舟比赛说法正确的是( ) A.运动员用船桨向后划水,龙舟向前运动,说明力是维持物体运动的原因 B.运动员用船桨向后划水,龙舟向前运动,说明使龙舟前进的力的施力物体是船桨 C.运动员用船桨向后划水,船桨对水的力与水对船桨的力是一对相互作用力 D.运动员用船桨向后划水,龙舟加速向前运动,此时龙舟处于平衡状态 【强化训练1】如图所示为动画片《倒霉熊》中的四幅情景,根据图片和下方文字表述,可以确定下列过程中倒霉熊手中的石块处于非平衡态的是( ) A.倒霉熊推一块大石头没推动 B.倒霉熊举着石头不动展现大力士风采 C.倒霉熊托着物体沿水平路面匀速直线前行 D.倒霉熊将静止地面上的石块捡起来 【强化训练2】在下列运动过程中,物体处于平衡状态的是( ) A.空中飞向球门的足球 B.竖直上抛运动到最高点的乒乓球 C.沿光滑斜面向下滚动的小车 D.空中匀速直线下降的跳伞运动员 【强化训练3】下列所示的情景中,物体处于平衡状态的是( ) A.绕地球运行的卫星 B.正在与轨道舱对接的飞船 C.加速上升的火箭 D.匀速下降的航天器返回舱 【强化训练4】下列物理情景中的物体处于平衡状态的是( ) A.飞过来的足球被头顶回去 B.短道速滑运动员匀速转弯 C.跳伞运动员匀速直线下降 D.关闭发动机后火车越来越慢 【题型4】平衡状态与平衡力 【典例】以下四种关于力的说法,正确的是( ) A.只有相互作用的物体之间才有力的作用 B.施力物体不一定是受力物体 C.物体受平衡力作用一定处于静止状态 D.相互接触的物体之间一定有力的作用,没有相互接触的物体之间一定没有力的作用 【强化训练1】关于平衡力,下列说法正确的是( ) A.物体在平衡力作用下一定保持静止状态 B.作用在一个物体上的两个力三要素完全相同,这两个力一定是平衡力 C.物体受重力和拉力作用,两个力大小相等、方向相反,则它们一定是平衡力 D.运动的物体在平衡力的作用下,一定保持匀速直线运动状态 【强化训练2】如图所示,下列物体中,受到平衡力的是( ) A.弯道上沿曲线滑行的运动员 B.空中加速直线下落的降落伞 C.吊在天花板下静止的电灯 D.路上减速行驶的小汽车 【强化训练3】下列情况中,物体所受到的力为平衡力的是( ) A.在空中摇摆的吊灯 B.绕地球做匀速圆周运动的人造卫星 C.正在制动刹车的汽车 D.平直轨道上匀速行驶的列车 【强化训练4】下列物体中,受力平衡的是( ) A.加速飞离地面的运20飞机 B.绕地球匀速运行的北斗导航卫星 C.减速进站的“复兴号”高铁 D.在平直公路上匀速行驶的无人车 【强化训练5】“天问一号”火星探测器于2020年7月23日在文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空,2021年5月15日“天问一号”携带“祝融号”火星车成功软着陆在火星表面,标志着我国行星探测领域跨入世界先进行列。“天问一号”由环绕器、着陆巡视器两部分组成。环绕器绕火星作匀速圆周运动的过程中,受到 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用;着陆过程中,在距火星表面1.5公里高度,着陆巡视器会经历反推发动机减速过程。在此过程中,“天问一号”应 火星表面喷气(选填“朝着”或“背向”)。 【强化训练6】如图(a)、(b)所示,小王做“探究二力平衡的条件”实验,实验中测量力的工具是 ,它的分度值为 牛。当物体受到两个力的作用时,在图 状态下才会保持静止(选填“a”或“b”),这说明二力平衡时两个力必须作用在 上。 【强化训练7】“天问一号”火星探测器于2020年7月23日在文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空,2021年5月15日“天问一号”携带“祝融号”火星车成功软着陆在火星表面,标志着我国行星探测领域跨入世界先进行列。“天问一号”由环绕器、着陆巡视器两部分组成。环绕器绕火星作匀速圆周运动的过程中,受到 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用;着陆过程中,在距火星表面1.5公里高度,着陆巡视器会经历反推发动机减速过程。在此过程中,“天问一号”应 火星表面喷气(选填“朝着”或“背向”)。 【题型5】二力平衡条件的应用 【典例】)3月24日上午7点,2024重庆马拉松正式开始,来自全球26个国家426个城市的3万名选手,在美丽的南滨路、巴滨路激情超越,品味山水重庆的独特魅力。以下说法正确的是( ) A.运动员用力向后蹬地加速起跑,说明力可以改变物体的运动状态 B.运动员到达终点线时不能立即停止下来,是由于受到惯性的作用 C.运动员跑步过程中,如果以朝天门大桥为参照物,运动员是静止的 D.运动员静止站立时,对水平地面的压力和受到的支持力是一对平衡力 【强化训练1】如图所示,弹簧测力计及细绳重力不计,砝码重N,静止时弹簧测力计的示数和所受的合力分别为( ) A.25N,0N B.50N,50N C.50N,0N D.100N,0N 【强化训练2】两个小孩能提起一桶水,一个大人同样能提起这桶水,该现象表明 。我们把这一个大人所用的力叫作那两个小孩所用的力的 ,这种研究问题的方法叫作等效法。 【强化训练3】重2 104N的汽车在平直路面上匀速运动,所受阻力为1800N,求: (1)在图中表示汽车的方框上画出汽车匀速运动过程中受力示意图; (2)发动机对汽车的牵引力多大? (3)汽车的质量是多少t? 【题型6】平衡力与相互作用力的区分 【典例】如图所示,体操运动员静止在平衡木上时,下列属于一对平衡力的是( ) A.运动员受到的重力和平衡木对运动员的支持力 B.运动员对平衡木的压力和平衡木对运动员的支持力 C.平衡木受到的重力和平衡木对运动员的支持力 D.运动员受到的重力和运动员对平衡木的压力 【强化训练1】停靠在水平轨道上的“和谐号”列车,下列说法中正确的是( ) A.列车所受重力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力 B.列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力 C.列车所受重力和列车对铁轨的压力是一对平衡力 D.铁轨所受重力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力 【强化训练2】春分这一天,我国民间流行“竖蛋游戏”(如图所示)。关于竖立在水平桌面上的鸡蛋的受力情况,下列说法正确的是( ) A.鸡蛋所受的重力和鸡蛋对桌面的压力是一对相互作用力 B.鸡蛋对桌面的压力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力 C.鸡蛋所受的重力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力 D.鸡蛋对桌面的压力和鸡蛋所受的重力是一对平衡力 【强化训练3】春分这一天,我国民间流行“竖蛋游戏”(如图所示)。关于竖立在水平桌面上的鸡蛋的受力情况,下列说法正确的是( ) A.鸡蛋所受的重力和鸡蛋对桌面的压力是一对相互作用力 B.鸡蛋对桌面的压力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力 C.鸡蛋所受的重力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力 D.鸡蛋对桌面的压力和鸡蛋所受的重力是一对平衡力 【强化训练4】停靠在水平轨道上的“和谐号”列车,下列说法中正确的是( ) A.列车所受重力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力 B.列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力 C.列车所受重力和列车对铁轨的压力是一对平衡力 D.铁轨所受重力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力 【题型7】实验:探究二力平衡的条件 【典例】如图“探究二力平衡的条件”的实验,把小车或木块放到水平桌面上,小车两端用细线挂着相同的托盘。关于实验的做法和结论,下列说法正确的是( ) A.图甲中只有小车处于静止状态时,小车才受到平衡力的作用 B.图乙中左、右两盘分别加入质量不等的砝码时,若木块静止,则处于平衡状态 C.小车或木块放在粗糙的水平桌面上更容易保持静止,方便研究二力平衡的条件 D.小车静止时左侧受到的拉力总是等于右边托盘和盘内砝码的总重力 【强化训练1】如图利用小车、多个相同砝码等器材探究二力平衡的条件,下列说法中正确的是( ) A.图甲中可将小车换成等大的木块 B.图乙中桌面倾斜不影响该实验探究 C.图甲中的左盘内再放一个砝码,小车将向左匀速运动 D.图甲中通过观察小车的运动状态来判断二力是否平衡 【强化训练2】如图探究“二力平衡条件”的实验。下列说法错误的是( ) A.桌面应光滑,可以减小摩擦力对实验的影响 B.小车静止时,只受到一对平衡力的作用 C.将右侧的一组钩码取下,挂在左侧钩码的下面,可以探究出方向相同的两个力不能平衡 D.将小车扭转一个角度,松手后小车会从静止变为运动,这表明两个力平衡需要作用在同一直线上 【强化训练3】如图是“探究二力平衡的条件”的实验装置,下列叙述正确的是( ) A.小车应放在尽量光滑的水平桌面上 B.小车静止时,只受到一对平衡力的作用 C.小车处于平衡状态时,两托盘里的砝码质量一定不相等 D.把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放,小车运动状态不会改变 【强化训练4】小明在探究“二力平衡的条件”实验中,按下图所示装好器材。他撰写的实验报告(摘要)如下,请你将其报告中的问题补充完整。 实验目的:通过探究,知道作用在一个物体上的两个力满足什么条件时,才能使物体平衡。 实验原理:两个力作用在物体上,如果物体保持 或 状态,则这两个力的作用效果相互抵消(合力为0),我们就说这两个力平衡。 实验方法: 法。 实验器材:小桌、 、两个定滑轮、细绳、 、两个托盘。 实验装置:如图所示。 实验数据:如表所示,表格中“ ”处应填 。 实验总结: 作用在同一个物体上的两个力大小 ,方向 ,且作用在 ,这两个力就彼此平衡。 【强化训练5】如图所示是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。甲图所示方案中研究对象是 ,乙图中,当木块处于 状态时,认为木块已平衡;同学们认为图甲所示的实验方案优于图乙的,其主要原因是 。 【强化训练6】实验小组探究“二力平衡的条件”的实验,每个钩码的质量均为50g,当左端挂1个钩码,右端挂2个钩码时,松手后小车静止,小车受到向右的拉力F2为 N,小车受 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用,此时小车在水平方向所受的合力为 N。(g取10N/kg) 【强化训练7】小明同学利用支架、钩码、小车等器材探究“二力平衡的条件”,实验中,在小车两端的细绳上挂等重的钩码后出现如图甲所示的情况,此时小车 (选填“是”或“不是”)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。 学科网(北京)股份有限公司 $