内容正文:
8.2力的平衡
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列关于力的说法正确的是( )
A.划船时,桨对水的力和水对桨的力是一对相互作用力
B.花瓶静置于水平桌面上,花瓶受到的重力和花瓶的压力是一对平衡力
C.在水平路面上行驶的汽车,受到的牵引力和阻力是一对相互作用力
D.加速上升的火箭,火箭受到的燃气的推力和火箭自身的重力是一对平衡力
2.北京冬奥会举办期间,吉祥物冰墩墩(如图)多次尝试挑战花样滑冰高难度动作“4A”(阿克塞尔四周跳),他憨态可掬的模样和永不言弃的精神得到了大家的喜爱。下列说法中正确的是( )
A.冰墩墩质量大,惯性小,起跳后没有充足的滞空时间进行旋转
B.冰墩墩上升到最高点时,处于平衡状态
C.冰墩墩下落过程中如果失去一切外力,将做匀速直线运动
D.冰墩墩平稳落地后,他对地面的压力和地面对他的支持力是一对平衡力
3.如图所示,小明用水平推力推静止在水平地面上的箱子,箱子却没有运动。下列说法正确的是( )
A.箱子没有运动,此时箱子所受推力小于箱子所受摩擦力
B.箱子所受重力和地面对箱子的支持力是一对相互作用力
C.地面对箱子的支持力和箱子对地面的压力是一对平衡力
D.箱子此时的受力情况与不受任何力作用效果相同
4.物体A的重力为G,它在力F的作用下分别静止在如图所示的甲、乙、丙三种情况下,则对支持面压强最大的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.相同
5.创新实验小组用如图所示的实验装置测量木块的密度,拉力传感器的示数反映的是绳对木块的拉力大小,往容器中缓慢加水,当木块的一半体积浸入水中时,拉力传感器的示数为;继续往容器中加水当木块完全浸没时,拉力传感器的示数为。水的密度为,则( )
A.木块浸没时受到的浮力为 B.木块的体积为
C.木块受到的重力为 D.木块的密度为
6.一位体重为700N的消防员正在匀速爬杆执行营救任务,下列说法正确的是( )
A.消防员匀速向上运动时他受到的摩擦力大于重力
B.消防员匀速向上运动时他受到的摩擦力等于重力
C.消防员匀速向上运动时他受到的支持力等于重力
D.消防员匀速向上运动时他受到的支持力大于重力
7.周末到了,常小乐随同父母回老家看望奶奶。看到老家院子里挂在树上的苹果,如图所示,他不由想起了静止时苹果受到的一对平衡力是( )
A.苹果受到的重力和苹果对树的拉力
B.苹果受到的重力和树受到的重力
C.苹果对树的拉力和树对苹果的拉力
D.苹果受到的重力和树对苹果的拉力
8.同学们在学习运动和力的关系时,了解到物体运动时所受空气阻力的大小与物体运动快慢有关,物体运动越快,受到的空气阻力越大。同学们认真观察了竖直向上抛出的篮球的运动情况,并讨论了篮球从抛出到落回地面的过程中的受力情况,下面几种看法中正确的是( )
A.刚抛出时篮球受到的合力最大
B.落地前瞬间篮球受到的合力最大
C.整个运动过程中,篮球所受合力先减小后增大
D.整个运动过程中,篮球所受合力一直在减小
9.如图,斜面上有一物体保持静止状态,则下列分析中正确的是( )
A.斜面对物体的作用力竖直向上
B.斜面对物体的作用力垂直斜面向上
C.斜面对物体的作用力沿斜面向上
D.斜面对物体的作用力小于物体的重力
10.“嫦娥五号”探测器经过一周左右的地月转移、近月制动,环月飞行之旅﹐于2020年12月1日晚稳稳降落在月球表面,开始“取土”等一系列科考工作。下列说法正确的是( )
A.着陆器登月后﹐它将失去惯性
B.着陆器静止在月球表面,它相对于地球是运动的
C.着陆器匀速运动时,受到的摩擦力和支持力是一对平衡力
D.着陆器的表面积较大,目的是为了减小运动时受到的摩擦力
二、填空题
11.放在水平桌面上水杯所处的静止状态和列车所处的匀速直线运动状态,都是______状态,水杯此时受到______个力的作用,若水杯重为2N,则它受到的支持力是______N。
12.跳伞运动员在从飞机上跳下。当降落伞打开后,运动员匀速直线下落时,已知人和伞所受的总重力是1000N,阻力的大小是______N,方向是______。落到地面时,人还会由于______继续向前冲一段距离。
13.如图所示,在搬运货物的时候,两个人同时对车施加沿水平方向向右的拉力,推力,此时合力的大小为______ N,合力方向为______(选填“向左”或者“向右”)。
14.家里的电灯通过一根细绳挂在天花板上静止不动,电灯受_____个力,受到的重力的施力物体是_______。我国自主研发的C919大型商用客机采用了极轻的新型复合材料。“极轻”反映了这种材料的______小。
15.如图甲所示,“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处,从几十米高处跳下的一种极限运动。某运动员做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示(将蹦极过程近似为在竖直方向的运动)。
(1)t0时刻,运动员受到绳子拉力的方向为_________;
(2)t0时刻,运动员处于_________(“平衡”、“非平衡”)状态,运动员重力大小G= _________F0。
三、实验题
16.小明用如图甲、乙、丙、丁所示的装置来完成探究“二力平衡的条件”的实验,则:
(1)为了减小实验误差,小明设计并按照甲乙丙的实验顺序进行,这样做的目的是减小______对实验的影响;
(2)在探究“二力的大小”对“二力平衡的条件”的影响时,小明没有用弹簧测力计测量物体在水平方向所受力的大小,而是通过用______来比较水平方向所受二力大小的;
(3)在探究“二力是否在同一直线上”对“二力平衡的条件”的影响时,小明将乙图中的小车扭转一个角度后松手,小车不再平衡,从而得出:只有作用在______(选填“同一直线”或“不同直线”)上的两个力,才能够平衡;
(4)在探究“二力是否作用在同一物体上”对“二力平衡的条件”的影响时,小明将丁图中的卡片剪成两半,此时卡片______(选填“能”或“不能”)平衡,从而得出结论。
四、综合题
17.人工智能逐渐融入我们的生活。如图甲所示,某餐厅的送餐机器人的质量为40kg,它与餐厅的水平地面的接触面积为0.01m2。图乙是送餐机器人某次送餐的路程与时间关系的图像。
(1)机器人在0~30s所受的牵引力 ______(选填“大于”“小于”或“等于”)50~60s内所受的牵引力,机器人匀速直线运动时,放在机器人水平托盘上的盘子______(选填“受”或“不受”)托盘的摩擦力。
(2)60s内机器人的平均速度。( )
(3)机器人对水平地面的压强。(g取10N/kg,不计盘子和食物所受的重力)( )
18.如图推着购物车在水平地面上做匀速直线运动。
(1)购物车受到的支持力与车对地面的压力是一对______(选填“平衡力”或“相互作用力”);
(2)撤去推力后,小车由于_____会继续向前运动,请列举一例日常生活中应用此性质的实例________;
(3)请在答题卡指定位置的图中作出购物车所受重力的示意图_____。
19.吊车以4m/s的速度将1000N的重物竖直向上匀速提起,这时钢索对重物的拉力是______N;请在图中作出此时重物A所受重力与拉力的示意图______。
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《8.2力的平衡》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
D
A
B
B
D
AD
A
B
1.A
【详解】平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上;相互作用力的条件: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。
A.划船时,桨对水的力和水对桨的力大小相等、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A正确;
B.花瓶静置于水平桌面上,花瓶受到的重力和花瓶的压力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C.在水平路面上行驶的汽车,受到的牵引力和阻力作用在同一物体上,不是一对相互作用力,故C错误;
D.加速上升的火箭,火箭受到的燃气的推力和火箭自身的重力大小不相等,不是一对平衡力,故D错误。
故选A。
2.C
【详解】A.惯性的大小与质量有关,所以冰墩墩质量大,惯性也大,所以起跳后的滞空时间与质量小的物体是相同的,故A错误;
B.冰墩墩上升到最高点时,只受重力作用,然后在重力作用下下落,所以处于非平衡状态,故B错误;
C.冰墩墩下落过程中如果失去一切外力,由于惯性,将保持失去外力时的速度做匀速直线运动,故C正确;
D.冰墩墩平稳落地后,他对地面的压力和地面对他的支持力,受力物体分别是地面和冰墩墩,是一对相互作用力,所以不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
3.D
【详解】A.箱子没有运动,此时受力平衡,在水平方向上受到推力和摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,故A错误;
B.箱子所受重力和地面对箱子的支持力是作用在同一物体上的两个力,所以不是一对相互作用力,故B错误;
C.地面对箱子的支持力和箱子对地面的压力是作用在不同物体上的两个力,所以不是一对平衡力,故C错误;
D.箱子受力平衡,与不受任何力作用效果相同,故D正确。
故选D。
4.A
【详解】甲中,支持面压力
F甲=F+G
乙中,对支持面压力
F乙=F﹣G
丙中,固体可以大小不变的传递压力,对支持面压力:F丙=F;综上可知,甲中对支持面压力最大,由于受力面积相同,根据可知,甲对支持面压强最大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.B
【详解】BC.依题意得,当木块的一半体积浸入水中时,拉力传感器的示数为1N,则
当木块全部浸入水中时,拉力传感器的示数为3N,则
解得木块的体积为
木块受到的重力为
故B符合题意,C不符合题意;
A.木块浸没时受到的浮力为
故A不符合题意;
D.木块的密度为
故D不符合题意。
故选B。
6.B
【详解】AB.消防员沿杆匀速向上运动时,所以他受到的重力和杆对他的摩擦力是一对平衡力,所以这两个力大小相等,故A错误,B正确;
CD.消防员沿杆匀速向上运动时,他对杆的压力和杆对他的支持力是一对相互作用力,两者大小相等,但无法得出他对杆的压力与他所受重力的大小关系,即无法得出他受到的支持力与重力的大小关系,故CD错误。
故选B。
7.D
【详解】A.苹果受到的重力是作用在苹果上,苹果对树的拉力作用在树上,两个力不是作用在同一物体上,不是一对平衡力,故A不符合题意;
B.苹果受到的重力和树受到的重力不是作用在同一物体上的两个力,所以不是一对平衡力,故B不符合题意;
C.苹果对树的拉力和树对苹果的拉力不是作用在同一物体上的两个力,所以不是一对平衡力,故C不符合题意;
D.挂在树上的苹果,静止时苹果受到重力和树对苹果拉力的作用,这两个力都作用在苹果上,大小相等,方向相反,且作用在同一直线上,属于一对平衡力,故D符合题意。
故选D。
8.AD
【详解】A.篮球在上升过程中受到的空气阻力向下,且在刚向上抛出时的速度最大,篮球受到空气阻力最大,此时阻力与重力方向相同,所以篮球受到的合力最大,故A正确;
B.篮球在下落过程中受到的空气阻力向上,且在落地前瞬间的时速度最大,篮球受到空气阻力最大,此时阻力与重力方向相反,所以篮球受到的合力最小,故B错误;
CD.篮球的重力不变,篮球在上升过程中空气阻力向下,且越来越小,所以上升过程中篮球所受合力越来越小;当篮球在下降时空气阻力向上,且越来越大,所以下降过程中篮球所受合力越来越小,综上所述整个运动过程中,篮球所受合力逐渐减小,故C错误,D正确。
故选AD。
9.A
【详解】物体静止在斜面上,斜面对物体有垂直于斜面的支持力和沿斜面向上的摩擦力,斜面对物体的作用力是这两个力的合力;物体在重力和斜面对它的作用力的共同作用下,保持静止状态,所以斜面对物体的作用力和物体的重力是一对平衡力,它们大小相等,方向相反,即斜面对物体的作用力方向竖直向上,大小等于物体的重力,故A正确,BCD错误。
故选A。
10.B
【详解】A.着陆器登月后,它的质量不变,惯性不变,故A错误;
B.月球绕着地球转,着陆器静止在月球表面,着陆器随月球一起绕着地球转,所以以地球为参照物,着陆器是运动的,故B正确;
C.着陆器匀速运动时,受到的摩擦力和支持力不在同一直线上,两个力不是平衡力,故C错误;
D.着陆器的表面积较大,目的是为了增大受力面积来减小着陆器对月球的压强,故D错误。
故选B。
11. 平衡 2/两 2
【详解】[1]物体处于平衡状态时速度大小和运动方向均不变,水杯所处的静止状态和列车所处的匀速直线运动状态,都是平衡状态。
[2][3]水杯受竖直向下的重力、竖直向上的支持力两个力的作用,且这两个力是一对平衡力,大小相等,方向相反,则
F=G=2N
12. 1000 竖直向上 惯性
【详解】[1]因为运动员匀速直线下落,所以运动员受到的力是平衡力,即重力和阻力是一对平衡力,都作用于运动员,根据平衡力条件,阻力的大小等于重力的大小,为1000N。
[2]阻力的方向与重力的方向相反,故方向是竖直向上。
[3]落到地面时,人还会由于惯性继续向前冲一段距离。
13. 70 向右
【详解】[1][2]同一直线上的二力合成,方向相同,合力等于两分力之和,合力方向与这两个力的方向相同。在搬运货物的时候,两个人同时对车施加沿水平方向向右的拉力,推力,此时合力的大小为
力的方向向右。
14. 2 地球 密度
【详解】[1]电灯静止时处于平衡状态,受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力。
[2]重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,其施力物体固定为地球。
[3]根据密度的定义,相同体积时质量越小,密度越小,因此极轻反映的是材料的密度特性。
15.(1)竖直向上
(2) 非平衡
【详解】(1)开始的过程中,绳子拉力F为0时,人自由下落,速度逐渐变大,一直增加到重力等于拉力,当拉力大于重力后,合力方向向上,运动方向与合力方向相反,速度减小,故速度最大的位置拉力等于重力,恰好平衡,继续下落,拉力大于重力,物体开始减速运动,当速度减为0时,绳的拉力最大,根据图中t0时刻运动员受到的弹力最大,方向竖直向上。
(2)[1]由(1)的分析可知,t0时刻运动员受到的弹力最大,大于重力,故运动员受力不平衡,处于非平衡状态。
[2]当运动员静止时,重力等于拉力,由图乙可知,最后运动员受到的拉力为F0,即运动员重力大小为F0。
16.(1)摩擦力
(2)钩码的数目
(3)同一直线
(4)不能
【详解】(1)为了减小实验误差,小明设计并按照甲乙丙的实验顺序进行,甲中木块运动时,木块与桌面之间是滑动摩擦,乙中小车运动时,小车与桌面之间是滚动摩擦,丙图中小车不受摩擦力作用,这样做的目的是为了减小摩擦力对实验的影响。
(2)在探究“二力的大小”对“二力平衡的条件”的影响时,小明没有用弹簧测力计测量物体在水平方向所受力的大小,但小车受到的拉力等于钩码的重力,可以通过用钩码数量来比较水平方向所受二力大小的。
(3)在探究“二力是否在同一直线上”对“二力平衡的条件”的影响时,小明将乙图中的小车扭转一个角度后松手,小车受到的两个力不在同一直线上,小车不再平衡,从而得出:只有作用在同一直线上的两个力,才能够平衡。
(4)在探究“力是否作用在同一物体上”对“二力平衡的条件”的影响时,小明将丁图中的卡片剪成两半,两卡片分别向相反方向加速运动,此时卡片不能平衡,从而得出结论。
17. 等于 不受 0.5m/s 4×104Pa
【详解】(1)[1]由图像可知,机器人0~30s和50~60s内均做匀速直线运动,此时机器人处于平衡状态,受到的牵引力和摩擦力是一对平衡力,大小相等。机器人运动过程中对水平地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,受到的滑动摩擦力大小不变,所以机器人在0~30s所受的牵引力等于50~60s内所受的牵引力。
[2]机器人匀速直线运动时,放在机器人水平托盘上的盘子相对于水平托盘没有相对运动,也没有相对运动的趋势,所以盘子不受摩擦力作用。
(2)[3]由图像可知,机器人60s内通过的路程s=30m,则机器人的平均速度
(3)[4]不计盘子和食物所受的重力,机器人对水平地面的压力等于自身重力,为
F=G=mg=40kg×10N/kg=400N
则机器人对水平地面的压强为
18.(1)相互作用力
(2) 惯性 锤头紧固
(3)
【详解】(1)购物车在重力的作用下挤压地面,对地面施加向下的压力时,由于力的作用是相互的,地面会对购物车施加向上的支持力,则购物车受到的支持力与车对地面的压力是一对相互作用力。
(2)[1]撤去推力前,购物车有向前的运动速度,撤去推力后,购物车不再受到推力,由于物体具有惯性,购物车会保持原来的运动状态不变,继续向前运动。
[2]生活中应用惯性的例子比较多,有:锤头紧固、洗衣机脱水、拍打除尘等。
(3)重力方向竖直向下,过购物车重心位置(大致画在购物车中心位置),沿竖直向下的方向作一条带箭头的线段表示重力,在箭头旁边标上重力符号G。如图所示:
19. 1000
【详解】[1]对物体进行受力分析:物体受到重力作用和钢索对其拉力作用,二力大小相等方向相反,是一对平衡力,所以拉力为
F拉=G=1000N
[2]拉力和重力都作用在物体的重心,重力方向竖直向下,拉力方向竖直向上,作用在一条直线上,大小都为1000N。作图如下:
学科网(北京)股份有限公司
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