8.2 二力平衡
一、单选题
1.如图所示的情景中,属于二力平衡的是( )
A. B.
C. D.
2.如图,跳水运动员站在跳板上静止不动,下列说法正确的是( )
A.跳板被压弯说明力可以改变物体的运动状态
B.跳板被压弯说明运动员对跳板的压力大于重力
C.运动员对跳板的压力和运动员所受的重力是一对相互作用力
D.跳板对运动员的支持力和运动员所受的重力是一对平衡力
3.小球G静止放在光滑车厢的底板上(设车厢底板足够长),如图所示。当车厢受到水平向左的力作用时,车厢从静止开始在水平面上做加速运动。则车厢在运动过程中,小球G对地面的运动情况是( )
A.做与车厢同方向的加速直线运动
B.做与车厢反方向的加速直线运动
C.匀速直线运动
D.处于静止状态
4.如图所示,在北京2022年冬奥会冰球比赛中,运动员用冰球杆沿不同方向击打冰球上的不同部位,冰球的运动状态随之发生改变。这个事例说明( )
A.力可以改变物体的运动状态 B.力的作用效果与力的方向无关
C.力的作用效果与力的作用点无关 D.物体的运动需要力来维持
5.如图所示,人用绳子拉着木块在水平地面上做匀速直线运动。在该过程中,下列说法中正确的是( )
A.木块受到地面的摩擦力和绳子对木块的拉力是一对相互作用力
B.木块受到的重力和木块对地面的压力是一对相互作用力
C.木块只受到重力和地面对木块的支持力
D.木块在水平地面上做匀速直线运动时运动状态保持不变
6.用心观察生活,你会感受到物理知识的无穷魅力,请判断下列四个生活中的现象,哪个说法是正确的( )
A.帆船需要风吹才能前进,说明物体运动需要力来维持
B.竖直上抛物体到最高点时,速度为零,此时物体处于平衡状态
C.滑旱冰时用力推墙人,人对墙的力和墙对人的力是一对平衡力
D.汽车上安装安全气囊,可以减小司机紧急刹车时惯性造成的伤害
7.同学们对运动场上出现的现象进行了讨论,下列说法正确的是( )
A.百米运动员冲过终点时,由于受到惯性不会立即停下来
B.踢出去的足球在地上越滚越慢,说明物体的运动需要力来维持
C.抛出去的篮球会在空中继续运动,是因为篮球具有惯性
D.跳远运动员助跑起跳,是为了增大惯性
8.用大小不变的水平力,拉木块沿水平桌面上做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.木块对桌面的压力和木块受的重力是一对平衡力
B.木块受的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力
C.绳对木块的拉力大于桌面对木块的摩擦力
D.绳对木块的拉力和木块对绳的拉力是一对平衡力
9.下面关于力学现象的解释中正确的是( )
A.书本静止在课桌上,是因为书本的重力与书本对桌面的压力是一对平衡力
B.人用力推车,车未动,是因为推力小于摩擦力
C.小孩从滑梯上自行下滑,是因为他受到惯性的作用
D.小球在空中下落得越来越快,是因为力可以改变物体的运动状态
10.如图所示,用锤子将钉子钉入木板,下列说法中正确的是( )
A.锤子对钉子的作用力与钉子对木板的作用力是相互作用力
B.锤子对钉子的作用力大于钉子对木板的作用力
C.钉子对木板的作用力大于木板对钉子的作用力
D.钉子对木板的作用力等于木板对钉子的作用力
二、填空题
11.一艘在平静海面匀速航行的货轮,受到_____对平衡力;轮船上一名船员,竖直向上抛出一个小球,该小球_____落入船员手中(选填“会”或“不会”);假设此时轮船所受的力全部消失,轮船将_____。
12.如图所示是足球运动中“头球攻门”的情景,当运动员离开地面后,由于______,他在空中还能继续向前运动,用头顶球时球的运动方向改变了,说明力能改变物体的______(选填“形状”或“运动状态”),顶球时运动员给球施加了力,但是头也会感到痛,说明物体间力的作用是______的。足球在地面上滚动一段距离后最终会停下来,是因为______。
13.让一系于橡皮筋一端的重为2 N小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放,如图甲所示,整个下落过程中,橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示;小球下落的速度v与下落高度h的关系如图丙所示。已知该轻质橡皮筋每受到0.2 N的拉力就伸长1 cm,经测量小球从P点下落到A、C两点的距离分别为:h=0.4 m,h=0.9 m。(不计空气阻力)
(1)当橡皮筋的伸长量最大时,小球的速度为0,此时,小球处于___________(平衡/非平衡)状态。
(2)实验中h=___________m。
14.如图所示,人站在电梯里面,当电梯静止时,人的重力和电梯对人的支持力是一对 _______力,人对电梯的压力和电梯对人的支持力是一对 ________力;当电梯加速下降时,人对电梯的压力 _________(选填“大于”“等于”或“小于”)电梯对人的支持力。
15.如图所示,一物体在水平压力F作用下,静止在竖直的墙上,物体静止一段时间后,开始向下运动,从静止到下滑的整个过程中,物体所受摩擦力f随时间t变化的关系如图所示,则物体所受重力为______N。在10s之后,物体的速度______(选填“越来越快”、“越来越慢”、“先快后慢”或“先慢后快”),压力F的大小______(选填“变大”、“变小”、“不变”或“无法确定”)。
三、计算题
16.质量为1300kg的汽车,在平直的公路上匀速行驶时受到的摩擦阻力是车重的0.02倍,求:
(1)汽车静止在水平地面时,受到地面的支持力;
(2)汽车匀速行驶时,发动机对汽车的牵引力。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】A.图中F1与F2,作用在不同的物体上,所以不是平衡力,不符合题意。
B.图中木箱的提力F与重力G,大小不相等,所以不是平衡力,不符合题意。
C.图中轿车的牵引力F牵与阻力F阻,作用在同一物体上的力,并且大小相等、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,符合题意。
D.木箱受到的重力G与受到的推力F,不在同一条直线上,且大小也不同,所以不是平衡力,不符合题意。
故选C。
2.D
【详解】A.跳板被压弯,跳板的形状发生改变,说明力可以改变物体的形状,故A错误;
B.跳水运动员站在跳板上静止不动,根据二力平衡可知,运动员对跳板的压力等于其自身重力,故B错误;
C.运动员对跳板的压力和运动员自身的重力其方向都是竖直向下,不是一对相互作用力,故C错误;
D.跳水运动员站在跳板上静止不动,处于平衡状态,跳板对运动员的支持力和运动员所受的重力是一对平衡力,故D正确。
故选D。
3.D
【详解】对小球受力分析可知,车内的小球只受竖直方向的重力和支持力,这两个力是一对平衡力,小球所受合外力为零,所以无论车厢如何运动,小球相对于地面仍然处于静止状态。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.A
【详解】A.冰球比赛中,运动员用冰球杆击打冰球,冰球的运动状态随之发生改变,说明力可以改变物体的运动状态,故A符合题意;
BC.运动员用冰球杆沿不同方向击打冰球上的不同部位,冰球的运动状态随之发生改变,说明力的作用效果与力的方向和力的作用点都有关,故BC不符合题意;
D.物体的运动不需要力来维持,力是改变运动状态的原因,故D不符合题意。
故选A。
5.D
【详解】A.木块受到地面的摩擦力和绳子对木块的拉力不在同一条直线上,而且作用在同一物体上,所以不是一对相互作用力,故A错误;
B.木块受到的重力和木块对地面的压力是一对相互作用力方向相同,所以不是一对相互作用力,故B错误;
C.木块受到重力、支持力、拉力和摩擦力,故C错误;
D.木块在水平地面上做匀速直线运动时速度大小和运动方向都不变,所以运动状态保持不变,故D正确。
故选D。
6.D
【详解】A.风吹帆船时,帆船受到力的作用,由静止变为运动,运动状态发生改变,说明力是改变物体运动状态的原因,故A错误;
B.竖直上抛物体到最高点时,此时物体只受到重力的作用,故处于非平衡状态,故B错误;
C.滑旱冰时用力推墙人,人对墙的力作用在墙上,墙对人的力作用在人体上,两个力不是作用在同一个物体上,故不是一对平衡力,故C错误;
D.汽车上安装安全气囊,当紧急刹车时,安全气囊弹出,可以减小司机紧急刹车时惯性造成的伤害,故D正确。
故选D。
7.C
【详解】A.不能说受到惯性,百米运动员冲过终点时,由于惯性不会立即停下来,A错误;
B.踢出去的足球在地上越滚越慢,这是由于它受到阻力的作用,物体的运动不需要力来维持,物体在没有受到力的作用时,也可以做匀速直线运动,B错误;
C.抛出去的篮球会在空中继续运动,是因为篮球具有惯性,保持原来运动状态不变的性质,C正确;
D.惯性与质量有关,跳远运动员质量不变,那么其惯性也不会变化,即使跳远运动员助跑起跳,D错误。
故选C。
8.B
【详解】A.平衡力的条件是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在一个物体上。压力是接触面受到的力,重力是物体受到的力,两力作用点不再同一物体上,故A错误;
BC.物体在水平方向做匀速直线运动,所以受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,故B正确,C错误;
D.绳子对木块的拉力和木块对绳子的拉力是一对相互作用力,故D错误。
故选B。
9.D
【详解】A.重力和压力方向都是竖直向下,而平衡力的方向是相反的,故A错误;
B.车未动说明车处于平衡状态,车受到平衡力,水平方向上推力等于摩擦力,故B错误;
C.惯性是物体的一种性质,不能说受到惯性作用,故C错误;
D.力是改变物体运动状态的原因,小球下落的越来越快,是重力大于阻力结果,故D正确。
故选D。
10.D
【详解】A.锤子对钉子的作用力与钉子对木板的作用力的方向相同,不是一对相互作用力,故A错误;
B.钉子对木板的作用力是由锤子对钉子的作用力经钉子传递给木板的,大小应该相等,故B错误;
CD.钉子对木板的作用力与木板对钉子的作用力是一对大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在不同物体的上相互作用力,故C错误,D正确。
故选D。
11. 2 会 匀速直线运动
【详解】[1]一艘在平静海面匀速航行的货轮,竖直方向受到的重力和浮力是一对平衡力,水平方向受到的牵引力和阻力是一对平衡力,故货轮受2对平衡力。
[2]轮船上一名船员,竖直向上抛出一个小球,在重力作用下会下落,由于惯性水平方向会保持原有速度向前运动,所以最终该小球会落入船员手中。
[3]假设此时轮船所受的力全部消失,根据牛顿第一定律,物体在不受力时,将保持匀速直线运动状态或静止状态,对于一个运动着的物体来讲,当外力突然消失时,它只可能做匀速直线运动,所以轮船将匀速直线运动。
12. 惯性 运动状态 相互 足球受到阻力(摩擦力)的作用
【详解】[1]“头球攻门”时,当运动员离开地面后还可以继续飞行是由于运动员具有惯性。
[2]比赛中,运动员用头将迎面飞来的足球顶回,足球的运动方向改变,是力作用的结果,说明力可以改变物体的运动状态。
[3]顶球时运动员的头部会有疼痛感,表明运动员的头部对球施加力的作用时,运动员的头部同时受到球对头部施加的力的作用,说明物体间力的作用是相互的。
[4]地面上滚动的足球最终会停下来,是因为足球受到阻力(摩擦力)的作用。
13. 非平衡 0.5
【详解】(1)[1]小球下落中,开始橡皮筋没有伸长,由图乙知,在A处受到的拉力为0,说明此时橡皮筋长度等于原长,此时,小球只受到竖直向下的重力作用,继续加速向下运动,橡皮筋逐渐伸长,竖直向上的弹力逐渐变大,当橡皮筋的弹力增大到等于重力时,速度达到最大值,即到达B点,之后小球继续向下运动,但重力小于弹力,合力的方向竖直向上,小球做减速运动,到达C点时,速度为0,此时弹力最大,故小球处于非平衡状态。
(2)[2]到A点皮筋处于原长,为0.4m,到B点弹力等于重力,所以伸长量为
所以
hb= ha+l=0.4m+0.1m=0.5m
14. 平衡 相互作用 等于
【详解】[1]当电梯静止时,人的重力和电梯对人的支持力,作用在同一物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,是一对平衡力。
[2]人对电梯的压力和电梯对人的支持力,作用在不同的物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,是一对相互作用力。
[3]当电梯加速下降时,人由于惯性保持原来静止的状态,所以人对电梯的压力小于人的重力,人对电梯的压力和电梯对人的支持力是一对相互作用力,所以大小相等。
15. 20N 越来越快 变小
【详解】[1]刚开始物体在竖直的墙上静止时,物体受到的向下的重力和向上的摩擦力是一对平衡力,大小相等。由图像可知0~10s内物体处于静止状态,物体受到的摩擦力是20N,故可知物体受到的重力是20N。
[2]由图像可知在10s之后,物体受到的向上的摩擦力逐渐减小,而物体所受的重力不变,故10s后物体所受合力向下,物体将向下做加速运动,即物体的速度越来越快。
[3]在10s之后,物体受到的摩擦力逐渐减小,因为摩擦力和压力以及接触面的粗糙程度有关,接触面的粗糙程度不变,可知压力F在变小。
16.(1);(2)
【详解】(1)汽车静止在水平地面时,受到地面的支持力和汽车对地面的压力是相互作用力,而汽车静止在水平地面上,压力等于重力,故受到地面的支持力为
(2)汽车匀速行驶时,发动机对汽车的牵引力与摩擦力是一对平衡力,故发动机对汽车的牵引力为
答:(1)汽车静止在水平地面时,受到地面的支持力为;
(2)发动机对汽车的牵引力为。
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