8.2 二力平衡 同步练--2025-2026学年人教版物理八年级下学期

**基本信息** 以"基础认知-实验探究-综合应用"三阶分层设计，通过真实情境题与梯度实验题，构建从物理观念到科学思维的巩固路径。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|二力平衡条件、运动状态分析|结合神舟飞船、冬奥会等情境，考查平衡力判断（如第1题运动状态分析）| |实验探究|二力平衡实验设计与误差分析|通过卡片实验（第11题）和改进方案（第12题），培养科学探究能力| |综合应用|力学计算与图像分析|结合v-t图像（第8题）、跳伞运动（第21题），提升科学推理与问题解决能力|

二力平衡 同步练习 好 题 冲 关 一、选择题 1．“神州春日绘新卷，忙趁东风放神舟。”2025年4月24日，长征二号F遥二十运载火箭搭载神舟二十号载人飞船在酒泉卫星发射中心点火升空。约10分钟后，3名航天员进入太空，发射取得圆满成功。下列说法正确的是（   ） A．升空过程中，飞船和航天员的运动状态不变 B．升空过程中，飞船加速飞行，飞船的惯性也增加 C．升空过程中，以飞船为参照物，火箭是静止的 D．飞船进入轨道后，按预定的轨道稳定飞行，飞船受到的是平衡力 2．关于图中冬奥会的比赛项目，下列分析正确的是（    ） A．甲：飞出跳台的滑雪运动员落向地面，是因为受到重力的作用 B．乙：短道速滑运动员在转弯滑行过程中，处于平衡状态 C．丙：掷出后的冰壶对冰面的压力与其受到的重力是一对相互作用力 D．丁：花样滑冰运动员向前滑行时，若一切外力都消失，她将处于静止状态 3．歼-15T是我国自主研制的第一型舰载多用途战斗机，拥有出色的对地对海打击能力以及强大的空战能力。如图，静止在地面上的歼-15T战斗机（　　） A．受到重力、压力和支持力三个力 B．对地面产生压力是因为地面发生了弹性形变 C．对地面的压力和受到的重力是相互作用力 D．受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力 4．平衡力如图所示，叠放在水平面上的甲、乙两个长方体物块，在水平拉力F的作用下，一起以速度v向左做匀速直线运动，下列说法正确的是（　　） A．乙对甲的摩擦力方向水平向右 B．拉力F和水平面对乙的摩擦力是一对平衡力 C．乙的重力和水平面对乙的支持力是一对平衡力 D．地面对乙的摩擦力和乙对甲的摩擦力是一对平衡力 5．2026年是马年，马首铜像（如图所示）是北京圆明园西洋楼海晏堂十二生肖铜像之一，当它自由放在水平展台上静止时，下列说法正确的是（　　） A．铜像对展台的压力与展台对铜像的支持力是一对平衡力 B．铜像对展台的压力与铜像的重力是一对平衡力 C．铜像的重力与铜像对展台的压力是一对相互作用力 D．铜像的重力与展台对铜像的支持力是一对平衡力 6．2026年3月 8 日，2026年法国JusteDebout世界街舞总决赛中，我国13岁选手李勇秋凭借一套融合中国传统武术身法的霹雳舞斩获少儿组冠军。如图所示，表演时他完成了原地起跳、空中旋转、地面滑步、静止定格等动作。下列有关说法正确的是（     ） A．空中旋转时，他的运动状态发生了改变 B．地面滑步时，减小速度可以减小他自身的惯性 C．起跳时脚对地面的蹬力大于地面对脚的支持力，所以人能跳起 D．定格静止时，他受到的重力与他对地面的压力是一对平衡力 7．巴黎奥运会举重项目女子81公斤决赛中，中国选手勇夺冠军。如图所示，为奥运冠军举重过程的图片，下列说法中正确的是（　　） A．运动员对杠铃的支持力和杠铃受到的重力是一对平衡力 B．运动员受到的重力和地面对运动员的支持力是一对平衡力 C．运动员对地面的压力和杠铃对运动员的压力是一对平衡力 D．运动员对地面的压力和杠铃对运动员的压力是一对相互作用力 8．如图甲所示，水平地面上的物体在水平向右拉力的F作用下，从t=0s开始，物体的运动情况如图乙，对于这个过程中力和运动描述正确的是（　　） A．该物体一直做匀速直线运动 B．t=4s时，若F=3N，则物体受到的滑动摩擦力也为3N C．从t=0s到t=2s的过程中，拉力F大小一定为0N D．从t=2s到t=6s的过程中，拉力F一直增大 9．推理是一种重要的科学思维方法。下列推理不正确的是（   ） A．声音是由物体振动产生的，所以我们听到的声音都是由振动引起的 B．惯性的大小只与物体的质量有关，所以物体的质量越大，其惯性越大 C．做匀速直线运动的物体受平衡力，则受平衡力的物体做匀速直线运动 D．从真空罩向外抽气，听到闹铃的声音变小，推理声音的传播需要介质 10．四个相同的小球从左向右运动，下图是利用闪光频率为10次/秒的照相装置分别拍摄到的频闪照片。那么关于这四个小球的运动情况的说法，正确的是（　　） A．甲球的速度先变大后变小 B．乙球受到平衡力作用 C．丙球只受到一个力的作用 D．丁球的惯性逐渐变小 二、实验与探究题 11．平衡状态包含静止状态和匀速直线运动状态，物体处于平衡状态时受到的力叫一组平衡力。若物体只受到两个力作用则称为二力平衡，还有三力平衡等多力平衡。如下图所示是小智探究“二力平衡的条件”的实验装置。 (1)如图甲所示实验中的研究对象是________（选填“卡片”或“钩码”），通过调整________来改变两侧拉力的大小；实验中为了方便操作判断，应使卡片处于________状态作为平衡状态； (2)用手捏住卡片不动，在两边挂上质量相等的钩码，放手瞬间卡片保持静止；在两边挂上质量不相等的钩码，放手瞬间卡片会运动，这说明相互平衡的两个力________； (3)当硬卡片平衡时，将硬卡片转过一定角度，松手瞬间会看到硬纸片________（选填“能”或“不能”）平衡。此步骤是为了验证只有作用在同一直线上的两个力才能平衡； (4)当小智用剪刀将处于平衡状态的硬卡片从中间沿竖直方向剪开时，发现硬卡片分开瞬间会立即向相反的方向运动。这说明相互平衡的两个力必须作用在________物体上才能平衡； (5)若在实验时没有将两个定滑轮安装成相同高度，当左右各挂上一个50g钩码后卡片保持不动（如图乙所示），此时卡片________（选填“是”或“不是”）处于平衡状态。 12．为了探究“二力平衡的条件”，小明和小华分别设计了两套实验装置。小明研究对象为小卡片，如图甲。小华将木块放在水平桌面上，如图乙。 (1)经过讨论，他们一致认为要采用小明的方案，是因为减小了_______（选填“重力”或“摩擦力”）对实验的影响； (2)为了探究平衡的两个力一定大小相等，应_________，观察卡片能否保持静止。关于划线填空处的操作，以下正确的是_________； A．多次在细线两侧悬挂数量相等的钩码 B．先在细线两侧悬挂数量相等的钩码，再在细线两侧悬挂数量不等的钩码 (3)当小卡片平衡时，将小卡片转过一个角度，并注意保持小卡片两侧的细线平行，使两个拉力的方向_________，松手后观察小卡片是否平衡，此步骤的目的是探究平衡的两个力是否一定_________； (4)实验中小卡片受三个力（重力和两个拉力），为何能探究二力平衡的条件？_________ 13．小明想知道家用酒精的密度，找到下列器材：钉子、长木块、橡皮筋、回形针、柱形透明塑料小桶、刻度尺、记号笔和足量的水。已知水的密度为ρ0，家用酒精的密度比水的小。请利用器材完善以下步骤，帮助他设计一个测量家用酒精密度的方案。 (1)①将相关器材按图示进行组装。 ②在柱形透明塑料小桶中装入适量水，用橡皮筋悬挂小桶，_________。 (2)_________。 (3)则酒精的密度ρ酒=_________（用已知量ρ0和测量量符号表示）。 14．鞋底的防滑性能直接影响鞋子的舒适性和安全性。为此，小明用如图甲实验探究两款运动鞋的防滑性能。 (1)实验时，弹簧测力计需要在______（选填“竖直”或“水平）方向调零，如图甲，需用弹簧测力计沿水平方向拉着鞋子在水平木板上做匀速直线运动，此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数，依据的原理是______； (2)实验中，发现弹簧测力计的示数不稳定，小明将实验装置进行了改进，如图乙，能达到改进目的的是______（选填“A”“B”或“C”），这样改进后的实验，拉动木板时，______（选填“需要”或“不需要”）做匀速直线运动； (3)利用改进后的装置进行实验，记录的实验数据如表： 次数 款式 鞋与填充物的总重 弹簧测力计的示数 1 A款 4 2 A款 5 3 B款 4 4 B款 5 在比较两款底面积相同运动鞋的防滑性能实验中，鞋内加入填充物的目的是（　　） A．控制压力大小相同 B．改变压力大小 C．改变接触面粗糙程度 D．改变接触面大小 (4)分析实验数据可知：______（选填“A”或“B”）款运动鞋的防滑性能较好。 (5)小明又找了一套实验器材，将木块切去一半，如图丙和丁的操作过程。丁图的摩擦力比丙图小，他得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。小华认为小明的结论是______（选填“可靠”或“不可靠”）的，理由是_______。 三、综合与应用题 15．用手握住一空水杯静止，水杯受到的摩擦力与_______是一对平衡力。 16．如图所示，大小适中的实心木球，球面有两个小孔在某条直径的两端，两孔在球内相通。用一根比孔细的绳子穿过两孔，在竖直方向上用手拉绳的两端，球会静止在绳上，减小拉力球会向下运动。球静止时，球受到的__________力和_____力是一对平衡力，当绳子下端突然松手，球会__________（加速/匀速/减速）下滑。 17．某同学记录了如下错题，请你帮助他找出错误之处，分析错因并写出正确解答过程。 错题记录 国家博物馆收藏的东汉击鼓说唱俑，造型灵动、面部表情生动传神，如图所示。请分析说明放置于水平展台上的击鼓说唱俑对展台的压力F的大小等于自身重力G的大小。（展台对他的支持力用F支表示） 答：因为击鼓说唱俑静止在水平展台上，F和F支是一对平衡力，大小相等，即； 又因为F支与G是一对相互作用力，大小相等，即，所以。 错题改正 错因分析：_______。 正确解答：______。 18．如图为站立在水平地面上的宇树机器人，请画出它受到的重力和支持力。（点O为重心） 19．阅读材料完成下列小题； 失重现象 物理实验小组用弹簧测力计测量物体的重力时发现，若物体加速下降，测力计的示数明显减小。老师解释说：“这在物理学上称为失重现象，失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际重力的现象”。 小勇在老师指导下在电梯内做失重实验。他将一个已调零的压力计放在电梯水平地面上，然后站在压力计上，电梯静止时，压力计的示数为600N，如图1所示。在电梯向下运动的过程中，他记录下压力计在不同时间段的示数及对应的时间，画出了压力计的示数随时间t的变化图像如图2所示。 (1)小勇的重力为________N，施力物体是______（选填“压力计”或“地球”）；小勇的质量为______kg。（g取10N/kg） (2)小勇处于失重状态时，小勇______。 A．质量变小 B．重力变小 C．对压力计的压力变小 (3)根据图2判断，小勇在_______（选填“”、“”或“”）时间内处于失重状态，此时小勇是否处于平衡状态__________。 20．小明新买的电动平衡车，整车质量15kg。小明的重力是，当他骑着这辆平衡车在平直路面上匀速行驶时，平衡车受到的阻力是总重的0.05倍，取。求： (1)小明的质量； (2)小明骑着这辆平衡车在平直路面上匀速行驶时受到的牵引力。 21．跳伞是一项极具挑战的运动。一个运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，下落过程中，运动员的速度与时间关系如图所示，其中前15s内下落距离为210m。运动员质量为60kg，降落伞装备质量为40kg，忽略所有物体受到的空气浮力。求： (1)前15s运动员的平均速度； (2)15~30s内，运动员和降落伞受到的空气阻力； (3)运动员跳伞前，悬停的直升机受到升力为；跳伞后，直升机飞回水平地面静止时，受到地面支持力。若航空燃油密度为0.8kg/L，求该过程消耗燃油的体积。 学科网（北京）股份有限公司 $ 二力平衡 同步练习 好 题 冲 关 一、选择题 1．“神州春日绘新卷，忙趁东风放神舟。”2025年4月24日，长征二号F遥二十运载火箭搭载神舟二十号载人飞船在酒泉卫星发射中心点火升空。约10分钟后，3名航天员进入太空，发射取得圆满成功。下列说法正确的是（   ） A．升空过程中，飞船和航天员的运动状态不变 B．升空过程中，飞船加速飞行，飞船的惯性也增加 C．升空过程中，以飞船为参照物，火箭是静止的 D．飞船进入轨道后，按预定的轨道稳定飞行，飞船受到的是平衡力 【答案】C 【详解】A．物体的运动状态包括速度大小和运动方向，任意一个改变运动状态就改变。升空过程中飞船速度不断增大，运动状态发生改变，故A错误； B．惯性大小只和物体质量有关，与速度无关。升空过程中飞船质量不变，惯性也不变，故B错误； C．升空过程中火箭和飞船一起运动，二者相对位置没有发生变化，因此以飞船为参照物，火箭是静止的，故C正确； D．飞船沿预定轨道飞行时，运动方向不断改变，运动状态不断变化，因此受到的不是平衡力，故D错误。 故选C。 2．关于图中冬奥会的比赛项目，下列分析正确的是（    ） A．甲：飞出跳台的滑雪运动员落向地面，是因为受到重力的作用 B．乙：短道速滑运动员在转弯滑行过程中，处于平衡状态 C．丙：掷出后的冰壶对冰面的压力与其受到的重力是一对相互作用力 D．丁：花样滑冰运动员向前滑行时，若一切外力都消失，她将处于静止状态 【答案】A 【详解】A．重力方向始终竖直向下，飞出跳台的运动员落向地面，正是受到重力作用，故A正确； B．平衡状态要求物体保持静止或匀速直线运动，速滑运动员转弯时运动方向改变，运动状态发生变化，不属于平衡状态，故B错误； C．相互作用力特点是大小相等、方向相反、作用在两个不同物体上，冰壶对冰面的压力和冰壶自身的重力方向都是向下，方向相同，不符合相互作用力的特点，故C错误； D．根据牛顿第一定律，原来运动的物体若一切外力消失，会保持匀速直线运动状态。运动员向前滑行时本身是运动的，外力消失后会保持匀速直线运动，不会静止，故D错误。 故选A。 3．歼-15T是我国自主研制的第一型舰载多用途战斗机，拥有出色的对地对海打击能力以及强大的空战能力。如图，静止在地面上的歼-15T战斗机（　　） A．受到重力、压力和支持力三个力 B．对地面产生压力是因为地面发生了弹性形变 C．对地面的压力和受到的重力是相互作用力 D．受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力 【答案】D 【详解】A．静止在地面的战斗机，只受重力和地面对它的支持力两个力，压力是战斗机对地面施加的力，不是战斗机自身受到的力，故A不符合题意； B．弹力是施力物体发生弹性形变产生的，战斗机对地面的压力是战斗机发生弹性形变产生的，不是地面形变的结果，故B不符合题意； C．战斗机的重力是地球对战斗机的力，战斗机对地面的压力是战斗机对地面的力，不是两个物体之间的相互作用，因此不是相互作用力，故C不符合题意； D．静止在地面的战斗机，受到的重力和地面对它的支持力，都作用在战斗机上，满足大小相等、方向相反、作用在同一直线上，符合二力平衡的条件，是一对平衡力，故D符合题意。 故选D。 4．平衡力如图所示，叠放在水平面上的甲、乙两个长方体物块，在水平拉力F的作用下，一起以速度v向左做匀速直线运动，下列说法正确的是（　　） A．乙对甲的摩擦力方向水平向右 B．拉力F和水平面对乙的摩擦力是一对平衡力 C．乙的重力和水平面对乙的支持力是一对平衡力 D．地面对乙的摩擦力和乙对甲的摩擦力是一对平衡力 【答案】A 【详解】A．对甲水平方向受力分析：甲受向左的拉力，甲匀速运动合力为0，因此乙必须对甲施加一个向右的摩擦力平衡拉力，故乙对甲的摩擦力方向水平向右，故A正确； B．平衡力需要作用在同一物体上，拉力作用在甲上，水平面对乙的摩擦力作用在乙上，两个力作用在不同物体，不是一对平衡力，故B错误； C．水平面对乙的支持力大小等于甲、乙的总重力，大小大于乙的重力，不满足平衡力大小相等的条件，不是一对平衡力，故C错误； D．平衡力需要作用在同一物体上，地面对乙的摩擦力作用在乙上，乙对甲的摩擦力作用在甲上，两个力作用在不同物体，不是一对平衡力，故D错误。 故选A。 5．2026年是马年，马首铜像（如图所示）是北京圆明园西洋楼海晏堂十二生肖铜像之一，当它自由放在水平展台上静止时，下列说法正确的是（　　） A．铜像对展台的压力与展台对铜像的支持力是一对平衡力 B．铜像对展台的压力与铜像的重力是一对平衡力 C．铜像的重力与铜像对展台的压力是一对相互作用力 D．铜像的重力与展台对铜像的支持力是一对平衡力 【答案】D 【详解】A．铜像对展台的压力，受力物体是展台；展台对铜像的支持力，受力物体是铜像。这两个力作用在不同物体上，是一对相互作用力，不是平衡力。故A错误； B．铜像对展台的压力，受力物体是展台；铜像的重力，受力物体是铜像。两个力既不作用在同一物体上，方向也相同，不是平衡力。故B错误； C．铜像的重力（受力物体是铜像）与铜像对展台的压力（受力物体是展台），方向都竖直向下，不是相互作用力。故C错误； D．铜像的重力，受力物体是铜像；展台对铜像的支持力，受力物体也是铜像。这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，且作用在同一物体上，是一对平衡力。故D正确。 故选D。 6．2026年3月 8 日，2026年法国JusteDebout世界街舞总决赛中，我国13岁选手李勇秋凭借一套融合中国传统武术身法的霹雳舞斩获少儿组冠军。如图所示，表演时他完成了原地起跳、空中旋转、地面滑步、静止定格等动作。下列有关说法正确的是（     ） A．空中旋转时，他的运动状态发生了改变 B．地面滑步时，减小速度可以减小他自身的惯性 C．起跳时脚对地面的蹬力大于地面对脚的支持力，所以人能跳起 D．定格静止时，他受到的重力与他对地面的压力是一对平衡力 【答案】A 【详解】A.空中旋转过程，运动方向发生改变，运动状态发生了改变，故A正确； B.惯性只和质量有关，减小速度不会减小惯性，惯性是物体本身的属性，故B错误； C.脚对地面的蹬力和地面对脚的支持力是一对相互作用力，相互作用力大小相等，之所以能跳起是因为地面对人的支持力大于人的重力，不是两个力大小不等，故C错误。 D.平衡力要作用在同一个物体上，重力是作用在李勇秋身上，他对地面的压力是作用在地面上，受力物体不同，而且方向也相同，不是平衡力，故D错误。 故选A。 7．巴黎奥运会举重项目女子81公斤决赛中，中国选手勇夺冠军。如图所示，为奥运冠军举重过程的图片，下列说法中正确的是（　　） A．运动员对杠铃的支持力和杠铃受到的重力是一对平衡力 B．运动员受到的重力和地面对运动员的支持力是一对平衡力 C．运动员对地面的压力和杠铃对运动员的压力是一对平衡力 D．运动员对地面的压力和杠铃对运动员的压力是一对相互作用力 【答案】A 【分析】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。 【详解】A．杠铃在重力和运动员对杠铃的支持力这两个力的作用下保持静止，所以杠铃受到的重力和运动员对杠铃的支持力是一对平衡力，故A正确； B．运动员受到重力、地面对运动员的支持力以及杠铃对李雯雯的压力三个力的作用，处于三力平衡状态，所以运动员受到的重力和地面对运动员的支持力不是一对平衡力，故B错误； C．运动员对地面的压力和杠铃对运动员的压力，二者大小不相等，作用在不同的物体上，故二者不是一对平衡力，故C错误； D．运动员对地面的压力和地面对李雯雯的支持力，两个受力物体(相互的)，两个力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对相互作用力，故D错误。 故选A。 8．如图甲所示，水平地面上的物体在水平向右拉力的F作用下，从t=0s开始，物体的运动情况如图乙，对于这个过程中力和运动描述正确的是（　　） A．该物体一直做匀速直线运动 B．t=4s时，若F=3N，则物体受到的滑动摩擦力也为3N C．从t=0s到t=2s的过程中，拉力F大小一定为0N D．从t=2s到t=6s的过程中，拉力F一直增大 【答案】B 【详解】A．由随时间的变化图像可知，物体在内速度为零，处于静止状态，以后物体处于匀速直线运动状态，故A错误； B．当时，物体做匀速直线运动，，受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力是一对平衡力，两个力的大小相等，地面的滑动摩擦力也为，故B正确； CD．物体在内速度为零，处于静止状态，静摩擦力和拉力是平衡力，拉力增大，摩擦力增大，当以后物体做匀速直线运动，受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力是一对平衡力，两个力的大小相等，而压力和接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力大小不变，所以匀速直线运动阶段力F没有增大，故CD错误。 故选B。 9．推理是一种重要的科学思维方法。下列推理不正确的是（   ） A．声音是由物体振动产生的，所以我们听到的声音都是由振动引起的 B．惯性的大小只与物体的质量有关，所以物体的质量越大，其惯性越大 C．做匀速直线运动的物体受平衡力，则受平衡力的物体做匀速直线运动 D．从真空罩向外抽气，听到闹铃的声音变小，推理声音的传播需要介质 【答案】C 【详解】A．声音是由物体振动产生的，所以我们听到声音则一定有物体发生了振动，故A正确，不符合题意； B．惯性是物体的固有属性，惯性大小只与物体的质量有关，物体的质量越大，其惯性越大，故B正确，不符合题意； C．做匀速直线运动的物体受平衡力，但受平衡力的物体不一定做匀速直线运动，也可能处于静止状态，故C错误，符合题意； D．从真空罩向外抽气，听到闹铃的声音变小，由此推理得出声音的传播需要介质，真空不能传声，故D正确，不符合题意。 故选C。 10．四个相同的小球从左向右运动，下图是利用闪光频率为10次/秒的照相装置分别拍摄到的频闪照片。那么关于这四个小球的运动情况的说法，正确的是（　　） A．甲球的速度先变小后变大 B．乙球受到平衡力作用 C．丙球只受到一个力的作用 D．丁球的惯性逐渐变小 【答案】B 【详解】A．相同时间内，甲球运动的路程先变大后变小，所以甲球的速度先变大后变小，故A错误。 B．相同时间内，乙球运动的路程相同，乙球做匀速直线运动，受平衡力作用，故B正确。 C．相同时间内，丙球运动的路程越来越大，所以其从左向右做加速运动，在水平方向上受非平衡力作用，但在竖直方向上受力平衡，故丙球一定不只受到一个力的作用，故C错误。 D．相同时间内，丁球运动的路程越来越小，做减速运动，由于丁球质量不变，其惯性大小不变，故D错误。 故选B。 二、实验与探究题 11．平衡状态包含静止状态和匀速直线运动状态，物体处于平衡状态时受到的力叫一组平衡力。若物体只受到两个力作用则称为二力平衡，还有三力平衡等多力平衡。如下图所示是小智探究“二力平衡的条件”的实验装置。 (1)如图甲所示实验中的研究对象是________（选填“卡片”或“钩码”），通过调整________来改变两侧拉力的大小；实验中为了方便操作判断，应使卡片处于________状态作为平衡状态； (2)用手捏住卡片不动，在两边挂上质量相等的钩码，放手瞬间卡片保持静止；在两边挂上质量不相等的钩码，放手瞬间卡片会运动，这说明相互平衡的两个力________； (3)当硬卡片平衡时，将硬卡片转过一定角度，松手瞬间会看到硬纸片________（选填“能”或“不能”）平衡。此步骤是为了验证只有作用在同一直线上的两个力才能平衡； (4)当小智用剪刀将处于平衡状态的硬卡片从中间沿竖直方向剪开时，发现硬卡片分开瞬间会立即向相反的方向运动。这说明相互平衡的两个力必须作用在________物体上才能平衡； (5)若在实验时没有将两个定滑轮安装成相同高度，当左右各挂上一个50g钩码后卡片保持不动（如图乙所示），此时卡片________（选填“是”或“不是”）处于平衡状态。 【答案】(1) 卡片 钩码的数量/钩码的质量 静止 (2)大小相等 (3)不能 (4)同一 (5)是 【详解】（1）本实验探究卡片受力的平衡条件，因此研究对象是卡片；两侧拉力大小等于钩码的总重力，通过改变钩码的数量（质量）就能改变拉力大小；相比匀速直线运动，卡片的静止状态更容易观察判断，因此实验选静止作为平衡状态。 （2）钩码质量相等时拉力大小相等，卡片静止；钩码质量不等时拉力不等，卡片运动，对比说明相互平衡的两个力大小相等。 （3）将卡片转过一定角度后，两个拉力不在同一直线上，松手后卡片不能平衡，以此验证二力平衡需要两个力在同一直线上。 （4）将平衡的卡片剪开后，原来的一个卡片变成两个物体，两个拉力分别作用在两个物体上，卡片分开运动，说明平衡的两个力必须作用在同一物体上。 （5）平衡状态的定义是静止或匀速直线运动，此时卡片保持不动（静止），因此是平衡状态，定滑轮高度不同不影响二力平衡的条件满足。 12．为了探究“二力平衡的条件”，小明和小华分别设计了两套实验装置。小明研究对象为小卡片，如图甲。小华将木块放在水平桌面上，如图乙。 (1)经过讨论，他们一致认为要采用小明的方案，是因为减小了_______（选填“重力”或“摩擦力”）对实验的影响； (2)为了探究平衡的两个力一定大小相等，应_________，观察卡片能否保持静止。关于划线填空处的操作，以下正确的是_________； A．多次在细线两侧悬挂数量相等的钩码 B．先在细线两侧悬挂数量相等的钩码，再在细线两侧悬挂数量不等的钩码 (3)当小卡片平衡时，将小卡片转过一个角度，并注意保持小卡片两侧的细线平行，使两个拉力的方向_________，松手后观察小卡片是否平衡，此步骤的目的是探究平衡的两个力是否一定_________； (4)实验中小卡片受三个力（重力和两个拉力），为何能探究二力平衡的条件？_________ 【答案】(1)摩擦力 (2) 改变细线两侧钩码的数量 B (3) 不在同一直线上 作用在同一直线上 (4)小卡片的重力远小于两个拉力，重力的影响可以忽略 【详解】（1）小华的实验中木块放在水平桌面，木块和桌面间存在较大摩擦力，会干扰实验结果；小明实验中小卡片悬空，减小了摩擦力对实验的影响。 （2）为了探究平衡的两个力一定大小相等，应改变细线两侧钩码的数量；探究“二力平衡需要大小相等”，需要对比实验：先挂数量相等的钩码（二力大小相等，卡片平衡），再挂数量不等的钩码（二力大小不等，卡片不平衡），通过对比得出结论，故选B。 （3）将小卡片转过角度后，两个拉力不再作用在同一直线上；松手后观察卡片能否平衡，该步骤的目的是探究二力平衡时，两个力是否必须作用在同一直线上。 （4）本实验选用的小卡片质量很小，重力远小于两侧的拉力，重力对实验的影响可以忽略，因此可以近似认为小卡片只受两个拉力，满足二力平衡的探究条件。 13．小明想知道家用酒精的密度，找到下列器材：钉子、长木块、橡皮筋、回形针、柱形透明塑料小桶、刻度尺、记号笔和足量的水。已知水的密度为ρ0，家用酒精的密度比水的小。请利用器材完善以下步骤，帮助他设计一个测量家用酒精密度的方案。 (1)①将相关器材按图示进行组装。 ②在柱形透明塑料小桶中装入适量水，用橡皮筋悬挂小桶，_________。 (2)_________。 (3)则酒精的密度ρ酒=_________（用已知量ρ0和测量量符号表示）。 【答案】(1)待小桶静止后，用记号笔标记橡皮筋的位置，并用刻度尺测量此时小桶内水的深度h1。 (2)将小桶中的水倒出，装入酒精，调整酒精的量，使橡皮筋再次伸长到之前标记的位置，然后用刻度尺测量此时小桶内酒精的深度h2。 (3) 【详解】（1）在柱形透明塑料小桶中装入适量水，用橡皮筋悬挂小桶，待小桶静止后，用记号笔标记橡皮筋的位置，并用刻度尺测量此时小桶内水的深度h1。此时，橡皮筋的伸长量由小桶和水的总重力决定，根据二力平衡，总重力与橡皮筋的拉力相等。 （2）将小桶中的水倒出，装入酒精，调整酒精的量，使橡皮筋再次伸长到之前标记的位置，这是为了保证两次橡皮筋的拉力相同，即小桶和液体的总重力相同，然后用刻度尺测量此时小桶内酒精的深度。 （3）水和酒精质量相等 ， 柱形小桶的体积满足 ，根据 可得 整理得 14．鞋底的防滑性能直接影响鞋子的舒适性和安全性。为此，小明用如图甲实验探究两款运动鞋的防滑性能。 (1)实验时，弹簧测力计需要在______（选填“竖直”或“水平）方向调零，如图甲，需用弹簧测力计沿水平方向拉着鞋子在水平木板上做匀速直线运动，此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数，依据的原理是______； (2)实验中，发现弹簧测力计的示数不稳定，小明将实验装置进行了改进，如图乙，能达到改进目的的是______（选填“A”“B”或“C”），这样改进后的实验，拉动木板时，______（选填“需要”或“不需要”）做匀速直线运动； (3)利用改进后的装置进行实验，记录的实验数据如表： 次数 款式 鞋与填充物的总重 弹簧测力计的示数 1 A款 4 2 A款 5 3 B款 4 4 B款 5 在比较两款底面积相同运动鞋的防滑性能实验中，鞋内加入填充物的目的是（　　） A．控制压力大小相同 B．改变压力大小 C．改变接触面粗糙程度 D．改变接触面大小 (4)分析实验数据可知：______（选填“A”或“B”）款运动鞋的防滑性能较好。 (5)小明又找了一套实验器材，将木块切去一半，如图丙和丁的操作过程。丁图的摩擦力比丙图小，他得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。小华认为小明的结论是______（选填“可靠”或“不可靠”）的，理由是_______。 【答案】(1) 水平 二力平衡 (2) B 不需要 (3)A (4)B (5) 不可靠 没有控制压力大小不变 【详解】（1）[1]实验时需要沿水平方向拉动弹簧测力计，故弹簧测力计需要在水平方向调零。 [2]用弹簧测力计沿水平方向拉着运动鞋在水平木板上做匀速直线运动，运动鞋在水平方向上受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，由二力平衡知识可知，两个力大小相等，故通过测量拉力大小就间接测量出滑动摩擦力。 （2）[1][2]实验中，很难让运动鞋做匀速直线运动，导致弹簧测力计示数不稳定，小明将实验装置进行了改进。图A，测力计拉着木板运动，木板受接触面对木板和鞋对木板的两个摩擦力，不能通过相互作用力确定木板对鞋的摩擦力大小，弹簧测力计示数不等于木板对鞋的滑动摩擦力大小；图C操作很难保证鞋子做匀速直线运动；图B操作中，测力计拉着运动鞋，用力拉动下面的长木板，则运动鞋相对地面始终是静止的，无论木板是否做匀速直线运动，对运动鞋的运动状态没有影响，所以测力计的示数会保持稳定，故图B能达到目的。 故选B。 （3）运动鞋所受滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力大小有关。在比较两款底面积相同运动鞋的防滑性能实验中，应用控制变量法的实验探究方法，A款和B款鞋接触面的粗糙程度不同，应控制两款鞋对接触面的压力大小相同，通过向鞋内添加质量相同的填充物来控制鞋子对接触面的压力相同。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 （4）对比1、3实验数据可知，在压力相同时，拉动B款鞋子的力更大，则B款鞋子受到的滑动摩擦力更大，故B款运动鞋的防滑性能较好。 （5）[1][2]探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系，应控制其他条件相同。由图丙和丁可知，小明在改变接触面积时，没有控制压力大小相同，存在两个变量，故小明的结论不可靠。 三、综合与应用题 15．用手握住一空水杯静止，水杯受到的摩擦力与_______是一对平衡力。 【答案】重力/水杯的重力 【详解】水杯静止时处于平衡状态，在竖直方向上受到向上的摩擦力和向下的重力，这两个力满足二力平衡的所有要求，因此二者是一对平衡力。 16．如图所示，大小适中的实心木球，球面有两个小孔在某条直径的两端，两孔在球内相通。用一根比孔细的绳子穿过两孔，在竖直方向上用手拉绳的两端，球会静止在绳上，减小拉力球会向下运动。球静止时，球受到的__________力和_____力是一对平衡力，当绳子下端突然松手，球会__________（加速/匀速/减速）下滑。 【答案】 重 摩擦 加速 【详解】[1][2]球静止时，处于平衡状态，球受到平衡力作用， 球受到的重力和绳子对球的摩擦力是一对平衡力。 [3]当绳子下端突然松手，绳的拉力骤减，绳对球的摩擦力急剧减小，此时重力大于摩擦力，合力向下，球会加速下滑。 17．某同学记录了如下错题，请你帮助他找出错误之处，分析错因并写出正确解答过程。 错题记录 国家博物馆收藏的东汉击鼓说唱俑，造型灵动、面部表情生动传神，如图所示。请分析说明放置于水平展台上的击鼓说唱俑对展台的压力F的大小等于自身重力G的大小。（展台对他的支持力用F支表示） 答：因为击鼓说唱俑静止在水平展台上，F和F支是一对平衡力，大小相等，即； 又因为F支与G是一对相互作用力，大小相等，即，所以。 错题改正 错因分析：_______。 正确解答：______。 【答案】 混淆了平衡力和相互作用力的条件 因为击鼓说唱俑静止在水平展台上，F支与G是一对平衡力，大小相等，即 又因为F和F支是一对相互作用力，大小相等，即 所以 【详解】[1]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两个力；相互作用力是两个物体之间相互作用的力，大小相等、方向相反且作用在同一直线上，但作用在两个不同物体上。击鼓说唱俑静止在水平展台上，此时F支​与G是作用在说唱俑这同一物体上，使说唱俑保持静止状态的一对平衡力；而F是说唱俑对展台的压力，F支​​是展台对说唱俑的支持力，它们​是一对相互作用力。故解答错误的原因是混淆了平衡力和相互作用力的条件。 [2]见答案。 18．如图为站立在水平地面上的宇树机器人，请画出它受到的重力和支持力。（点O为重心） 【答案】 【详解】机器人站立在水平地面时，竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力（同体、等大、反向、共线），重力方向竖直向下，支持力方向竖直向上，以O点为起点，分别沿竖直向上和竖直向下的方向，各画一条长度相等的线段，并在线段的末端标注箭头和“F”“G”，如图所示： 19．阅读材料完成下列小题； 失重现象 物理实验小组用弹簧测力计测量物体的重力时发现，若物体加速下降，测力计的示数明显减小。老师解释说：“这在物理学上称为失重现象，失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际重力的现象”。 小勇在老师指导下在电梯内做失重实验。他将一个已调零的压力计放在电梯水平地面上，然后站在压力计上，电梯静止时，压力计的示数为600N，如图1所示。在电梯向下运动的过程中，他记录下压力计在不同时间段的示数及对应的时间，画出了压力计的示数随时间t的变化图像如图2所示。 (1)小勇的重力为________N，施力物体是______（选填“压力计”或“地球”）；小勇的质量为______kg。（g取10N/kg） (2)小勇处于失重状态时，小勇______。 A．质量变小 B．重力变小 C．对压力计的压力变小 (3)根据图2判断，小勇在_______（选填“”、“”或“”）时间内处于失重状态，此时小勇是否处于平衡状态__________。 【答案】(1) 600 地球 60 (2)C (3) 否 【详解】（1）电梯静止时小勇处于静止的平衡状态，其对压力计的压力大小等于自身的重力大小，由图1结合题干可知此时压力计示数为600N，故其重力为600N。 重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，因此重力的施力物体是地球。 小勇的质量 （2）材料明确指出“失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际重力的现象”，质量是物体的固有属性不随运动状态改变，重力也不变，因此失重时仅是小勇对压力计的压力变小，故选C。 （3）结合图2图像可知，在时间段内压力计的示数为450N，该数值小于小勇的实际重力600N，根据材料中失重的定义，此时间段内小勇处于失重状态。 在此阶段小勇对压力计的压力小于自身重力，受力不平衡，其运动状态在不断改变，即向下加速运动，因此不处于平衡状态。 20．小明新买的电动平衡车，整车质量15kg。小明的重力是，当他骑着这辆平衡车在平直路面上匀速行驶时，平衡车受到的阻力是总重的0.05倍，取。求： (1)小明的质量； (2)小明骑着这辆平衡车在平直路面上匀速行驶时受到的牵引力。 【答案】(1) 50kg (2) 32.5N 【详解】（1）小明的质量 （2）小明和平衡车的总重力 平衡车受到的阻力 平衡车匀速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，因此牵引力 21．跳伞是一项极具挑战的运动。一个运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，下落过程中，运动员的速度与时间关系如图所示，其中前15s内下落距离为210m。运动员质量为60kg，降落伞装备质量为40kg，忽略所有物体受到的空气浮力。求： (1)前15s运动员的平均速度； (2)15~30s内，运动员和降落伞受到的空气阻力； (3)运动员跳伞前，悬停的直升机受到升力为；跳伞后，直升机飞回水平地面静止时，受到地面支持力。若航空燃油密度为0.8kg/L，求该过程消耗燃油的体积。 【答案】(1) 14m/s (2) 1000N (3) 12.5L 【详解】（1）已知前下落距离为210m，根据平均速度公式可得前运动员的平均速度为 （2）由速度 - 时间图像可知，内运动员做匀速直线运动，处于平衡状态，此时运动员和降落伞受到的重力与空气阻力是一对平衡力，大小相等。 运动员质量 降落伞装备质量 则总质量 根据重力公式可得总重力 所以空气阻力 （3）跳伞前，悬停的直升机受到升力 此时直升机处于平衡状态，升力等于直升机、运动员、降落伞装备和燃油的总重力，即 跳伞后，直升机飞回水平地面静止时，受到地面支持力 此时直升机处于平衡状态，支持力等于直升机的重力，即 所以 则燃油的重力 根据可得燃油的质量 根据密度公式可得燃油的体积 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