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五、二力平衡
知能演练提升
ZHINENG YANLIAN TISHENG
能力提升
1.长方体木箱放在水平地面上,木箱上放一木块。则下列分析正确的是( )
A.木箱受到的重力和地面对木箱的支持力是一对平衡力
B.木箱对木块的支持力和木块对木箱的压力是一对平衡力
C.木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对相互作用力
D.地面对木箱的支持力和木块对木箱的压力是一对相互作用力
2.
如图所示,灯泡处于静止状态,与灯泡所受的重力平衡的另一个力是( )
A.电线对天花板的拉力
B.天花板对电线的拉力
C.灯泡对电线的拉力
D.电线对灯泡的拉力
3.如图所示的情景属于二力平衡的是( )
4.
一小球在水平面内做圆周运动,如图所示。关于小球的受力情况,下列说法正确的是( )
A.小球不受力 B.小球受平衡力
C.小球受非平衡力 D.小球只受重力
5.
(2017·福建中考)如图所示,体操运动员静止在平衡木上时,与运动员所受重力是一对平衡力的是( )
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A.平衡木对运动员的支持力
B.运动员对平衡木的压力
C.平衡木受到的重力
D.运动员对地球的吸引力
6.利用每秒闪光10次的照相装置拍摄到的四个物体运动的闪光照片(图中的黑点表示物体),其中可能受到平衡力作用的物体是( )
7.
如图所示,升降机以1 m/s的速度匀速上升时,升降机对人的支持力为500 N。下列说法正确的是( )
A.升降机静止在十楼时,对人的支持力小于500 N
B.升降机以1.5 m/s速度匀速上升时,对人的支持力大于500 N
C.升降机以2 m/s速度匀速下降时,对人的支持力等于500 N
D.升降机以1 m/s速度匀速下降时,对人的支持力小于500 N
8.
静止放置在水平桌面上的水杯如图所示。下列属于一对平衡力的是( )
A.水杯的重力与桌面对水杯的支持力
B.水杯的重力与水杯对桌面的压力
C.水杯的重力与水杯对地球的吸引力
D.水杯对桌面的压力与桌面对水杯的支持力
9.如图所示,F1、F2是物体受到的大小相等、方向相反的两个力,这两个力不是一对平衡力的是( )
10.一跳伞运动员和伞的总质量为70 kg,张开伞一段时间后以5 m/s的速度竖直匀速下降,这时运动员(包括伞)受到的阻力为 N。(g取10 N/kg)
11.“神舟”十号载人飞船的载人舱在着陆之前,由于受空气阻力作用有一段匀速下落过程,若空气阻力与速度的平方成正比,即F阻=kv2(k为常数),载人舱的质量是m,则此过程中载人舱的速度应为 。
12.
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在探究二力平衡的条件的实验中,有一组同学在实验桌面上安装了如图所示的实验装置。他们猜想一个物体在二力作用下保持静止的条件是这两个力方向相反,并且在同一条直线上,大小之差的绝对值是一个定值。经过实验,得到下表中的实验记录:
序号
左边砝码质量m1/g
右边砝码质量m2/g
木块状态
1
5
6
静止
2
10
11
静止
3
11
10
静止
由此验证了他们的猜想是正确的。你觉得他们的探究过程正确吗?为什么?
探究创新
13.在如图所示的装置中,小车在水平方向受到两个力的作用,我们通过观察小车在水平方向受到关系不同的两个力作用时,小车是否处于静止状态来探究二力平衡需要满足哪些条件。
(1)把小车放在较 (选填“光滑”或“粗糙”)的水平桌面上,对实验结论的得出更有利。
(2)向两吊盘中加砝码,当两盘中的砝码质量 (选填“相等”或“不相等”)时,小车静止。
(3)保持两吊盘中的砝码质量相等,将小车在桌面上旋转一个角度,松手后,小车会 ,直到两边的拉线 。
(4)如果将两边的吊盘挂在小车一端的同一挂钩上,沿同一方向拉小车,可以发现小车不会静止,这是为了表明小车受到的二力若平衡,必须满足 这一条件而设计的一个步骤。
(5)通过上述过程可知:作用在同一物体上的两个力,只有当它们的大小 ,方向 ,且作用在 时,这两个力才彼此平衡。
知能演练·提升
1.C 地面对木箱的支持力等于木箱与木块重力之和,木箱受到的重力和地面对木箱的支持力大小不相等,不是一对平衡力,故A错误;木箱对木块的支持力和木块对木箱的压力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上、不作用在同一物体上,是一对相互作用力,故B错误;木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上、不作用在同一物体上,是一对相互作用力,故C正确;地面对木箱的支持力和木块对木箱的压力,大小不相等,不是一对相互作用力,故D错误。
2.D 根据二力平衡的条件可判断,灯泡所受的重力与电线对灯泡的拉力是一对平衡力。
3.C 二力平衡的条件是作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反,并且作用在同一条直线上。根据二力平衡条件可以判断选项A、B、D错误,选项C正确。
4.C 地球上的物体都受重力,A错;物体受平衡力时,要么处于静止状态,要么处于匀速直线运动状态,B错;小球除受重力外,还受绳的拉力,D错;小球在水平面内做圆周运动时,运动状态时刻在改变,因此受非平衡力作用,C对。
5.A
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平衡木对运动员的支持力和运动员所受的重力符合二力平衡的条件,是一对平衡力;运动员对平衡木的压力作用在平衡木上,与运动员重力不作用在同一物体上,且方向相同,不是一对平衡力;平衡木受到的重力作用在平衡木上,与运动员重力不作用在同一物体上,且方向相同,不是一对平衡力;运动员对地球的吸引力作用在地球上,与运动员重力不作用在同一物体上,不是一对平衡力。
6.D 物体受平衡力作用时处于静止状态或匀速直线运动状态,A图形中物体速度方向发生变化,B、C图形中物体在相等时间内通过的路程不相等,故运动状态在变化,所受力不平衡,而D图形中物体沿同一方向运动,且在相等的时间内通过的距离相等,故此物体可能受平衡力作用。
7.C 升降机静止时和做匀速直线运动时都属于平衡状态,而不管这个物体的速度是多少,运动方向又如何。故选C。
8.A 水杯的重力与桌面对水杯的支持力,作用在同一个物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,是一对平衡力,故选项A正确;选项B、C、D中的两个力不作用在同一个物体上,故不可能是一对平衡力,故选项B、C、D错误。
9.A A图中两个力不是作用在同一直线上,故不是一对平衡力,A符合题意;B、C、D图中两个力作用在同一物体上,在一条直线上,大小相等,方向相反,是一对平衡力,故B、C、D不符合题意。
10.解析 因为跳伞运动员在竖直方向上做匀速直线运动,所以在竖直方向上运动员所受竖直向下的重力和向上的空气阻力是一对平衡力,大小相等,所以阻力也为700 N。
答案 700
11.解析 在着陆前的匀速下落过程中,载人舱受平衡力作用,重力等于阻力,即mg=F阻=kv2,变形可得v2=,则v=。
答案
12.解析 二力平衡应保证物体在某一方向上只受到两个力的作用,但在本实验中,该组同学显然没考虑木块与桌面间的摩擦,因而造成了错误。
答案 不正确。因为他们没有考虑木块与桌面间的摩擦(或没有将木块放在光滑的水平桌面上等)。
13.解析 本题是探究二力平衡需要满足哪些条件,解题时要用到控制变量法。二力平衡的条件有四个,研究其中一个条件时,其他条件要保持不变。重点考查同学们的探究分析及概括能力。
答案 (1)光滑 (2)相等 (3)发生转动 在同一直线上 (4)方向相反 (5)相等 相反 同一直线上
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