1.5二力平衡的条件同步练习（含解析）

1.5二力平衡的条件 同步练习 -一、选择题1小明和小张运用所学知识对足球比赛中的一些现象进行分析，下列说法中正确的一组是（）以球门为参照物，射向球门的球是运动的踢出去的足球能在空中继续向前飞行是由于惯性作用足球在空中飞行过程中，运动状态不断发生改变空中飞行的足球，若它所受的力全部消失它将立即停止在草地上滚动的足球慢慢停下是因为受到摩擦力的作用ABCD2用弹簧测力计两次水平拉同一木块使它在同一水平木板上做匀速直线运动，图乙是它运动的路程随时间变化的图像，下列说法正确的是()A木块两次做匀速直线运动时，弹簧测力计示数分别为F1、F2，则F1F2B木块两次受到滑动摩擦力分别为F、F，则FFC两次拉力分别在10s内对木板做功为W1、W2，则W1W2D两次拉力分别在10s内对木块做功的功率为P1、P2，则P1P23如图所示，弹簧测力计下挂着铁块P，其正下方的水平地面上放着一块条形磁铁Q，P和Q均处于静止状态，已知P和Q的重力分别为G和3G，若弹簧测力计的示数为2G，则下列说法不正确的是（）AP对弹簧测力计的拉力大小为2GBP对Q的吸引力和地面对Q的支持力大小分别为G和2GCP对Q的吸引力和Q对P的吸引力是一对相互作用力，大小均为GD弹簧测力计对P的拉力和Q对P的吸引力大小分别为G和2G4如图所示，将弹簧测力计左端固定在墙上，右端用细线与重力为20N的木块相连，木块放在上表面水平的小车上，弹簧测力计保持水平，现用F=10N的力拉动小车沿水平方向做匀速直线运动，木块静止时弹簧测力计的示数为4N，则小车所受地面摩擦力的大小与方向分别是（）A10N，水平向右B14N，水平向左C6N，水平向左D4N，水平向右5下列现象中，物体的运动状态没有改变的是（）A汽车加速下坡B小孩沿笔直的滑梯匀速下滑C熟透的苹果从树上自由下落D小球做匀速圆周运动6如图所示，木块A的质量为m1，一端与水平细绳相连，细绳的另一端挂着质量为m2（m2m1）的钩码B，木块恰好在桌面上匀速运动。若在A上再加一个质量为m的砝码，同时在B下再挂上一个质量为m的钩码，木块的速度将（）A不变B变快C变慢D由m1、m2、m的大小关系而决定7下列说法中正确的是（）A手提水桶感觉很累，原因是水桶的重力作用在手上了B鸡蛋砸石头，鸡蛋碎了，原因是鸡蛋受到的力大C推出后的铅球在空中飞行的过程，铅球始终受到重力和推力的作用D在草地上滚动的足球，最终会停下来，原因是足球受到了摩擦力8如图所示，用 F=6N 水平向右的拉力匀速拉动物块 A 时，物块 B 静止不动，此时弹簧测力计的示数为 4N，则物块 B 所受摩擦力的大小及方向为 A4N，水平向右B4N，水平向左C6N，水平向左D6N，水平向右9如图所示，两个完全相同的条形磁铁A和B，质量均为m，将它们以不同方式竖直放在水平地面上，用弹簧秤通过一根细线竖直向上拉磁铁A，若弹簧秤读数分别为mg和0.5mg，则水平地面对B的支持力F1和F2分别为（）AF1mg，F2=1.5mgBF11.5mgCF1=mg，F2=0.5mgDF1=mg，F2=1.5mg10如图所示，A、B两物体分别重为GA=30N、GB=40N，A用绳悬挂在顶板上，B放在水平地面上，A、B之间有弹簧固定连接，绳和弹簧重均不计。若已知弹簧由于形变而产生的弹力为F=20N。那么绳对物体A的拉力（）A一定是50NB一定是70NC可能是10N或50ND可能是50N或90N二、填空题11如图小金手单手握住一个重为G的茶杯,茶杯保持静止状态,此时杯子受到的重力和茶杯受到的_是一对平衡力,若小金握杯的力F的变化如图乙所示，请在图丙中画出茶杯与手之间的摩擦力f的大小变化情况：_12如图小金手单手握住一个重为G的茶杯,茶杯保持静止状态,此时杯子受到的重力和茶杯受到的_是一对平衡力,若小金握杯的力F的变化如图乙所示，请在图丙中画出茶杯与手之间的摩擦力f的大小变化情况：_13如图，水平桌面上叠放的A、B两个物体，在水平方向力F1和F2的作用下，以共同的速度v一起向右匀速运动，拉力F15N，F23N。那么物体B的上表面所受到摩擦力的大小为_，B的下表面所受到摩擦力的方向_。14甲、乙、丙、丁四个物体受力的作用做直线运动。它们的运动图象如图所示，其中物体受到平衡力的是_；物体处于平衡状态时，受到的力的方向_（选填“一定”或“不一定”）沿运动的方向。15如图所示，光滑的地面上有一足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑 轮（不计绳及滑轮的摩擦），木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计。当拉力F为6 N时，木板向右做匀速直线运动，然后把拉力增大到10 N时，弹簧测力计的读数为_N，小木块的运动状态为_。 16静止在水平面上的物体，受水平拉力F作用如图甲所示；F随时间t的变化关系如图乙所示；从t0开始，小兵每隔2s记录的物体位置和时刻如图丙所示。则： (1)物体在第4秒受到的摩擦力为_牛；(2)第10秒受到的摩擦力为_牛；(3)物体第16秒末撤去力F，物体的运动状态将如何改变？_17起重机吊装一个重为1000N的工件，当起重机以2m/s的速度吊着工件匀速直线上升时，忽略阻力，工件受到拉力的大小为_N；当起重机以5m/s速度吊着工件匀速直线下降时，工件受到的拉力的方向为_（填“竖直向上”或“竖直向下”）；当起重机吊着工件以4m/s的速度沿水平方向做匀速直线运动时，工件受到的拉力的大小为_N。三、简答题18质量为20千克的物体以2米/秒的速度在水平面上作匀速直线运动，若它所受阻力为物重的0.1倍，求：（1）物体所受的重力是多大？（2）物体在水平方向所受的拉力为多大？（3）推动物体匀速前进60米需多少时间？19在探究“二力平衡条件”的实验中，请回答下列问题：（1）甲、乙两组同学分别选择器材后，设计组装的实验装置如图所示。老师指出乙组同学选择的器材更加合理，其原因是：_。（2）在探究力的大小对二力平衡的影响时，利用了定滑轮能够改变力的方向的特点，并通过调整_来改变F1和F2的大小。（3）保持F1与F2相等，用手将小车扭转到图中的位置，松手后，小车将无法在此位置平衡。实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足哪个条件？_。四、探究题20如图是“测量滑动摩擦力大小”的实验装置示意图。（1）图甲中，将木板固定水平拉动木块，木块受到的滑动摩擦力与其受到的水平拉力_（填“一定”或“不一定”，下同）大小相等；图乙中，水平拉动木板，待测力计示数稳定后，木块受到的滑动摩擦力与其受到的水平拉力_大小相等。（2）图丙中，水平拉动木板，待测力计示数稳定后，测力计A的示数为4.0 N，测力计B的示数为2.5 N，木块受到的滑动摩擦力大小为_N。若增大拉力，当A的示数为4.8 N时，B的示数为_N。21如图所示，在“探究二力平衡的条件”实验中：（1）选择轻质卡片的目的是_；（2）用手将卡片转过一个角度，使卡片受到的大小相等、方向相反的两个拉力不在同一条直线上，然后由静止释放卡片，根据_（填字母）状态，能够说明这两个拉力不是一对平衡力。A松手前卡片静止B松手瞬间卡片旋转C松手后卡片达到静止试卷第7页，共7页参考答案：1A【解析】【分析】(1)如果物体相对参照物的位置发生改变，那么它在运动；如果物体相对参照物的位置保持不变，那么它是静止的；(2)惯性是一种性质，而不是一种力的作用；(3)运动状态的改变：静止变运动；运动变静止；运动方向改变；速度大小改变；(4)根据牛顿第一定律分析；(5)根据力和运动的关系分析。【详解】以球门为参照物，射向球门的球相对于球门越来越近，因此球是运动的，故正确；踢出去的足球能在空中继续向前飞行是由于足球有惯性，而不是受到惯性作用，故错误；足球在空中飞行过程中，运动轨迹是曲线，即运动方向不断改变，因此运动状态不断发生改变，故正确；空中飞行的足球，若它所受的力全部消失，它不会停止运动，而是以那个时刻的运动方向和速度大小做匀速直线运动，故错误；力是改变物体运动状态的原因，因此在草地上滚动的足球慢慢停下是因为受到摩擦力的作用，故正确。那么正确的是。故选A。2D【解析】【详解】AB从图象上可以看出，用弹簧测力计拉木块沿水平木板匀速滑动，木块做匀速直线运动，不论其速度大小如何，都受到平衡力的作用，在水平方向上，摩擦力和拉力是一对平衡力，故两次实验的拉力和摩擦力均相等，故AB错误C图中可以看出，在相同拉力作用下，木块两次运动的距离不同，所以木块两次所做的功不同，由W=Fs可知，但是在相同时间内，第一次通过的距离大，所以第一次所做的功多，故C错误D从图象上可以看出，相同时间内，第一次移动的距离大，故第一次的速度大；木块所受的拉力不变，根据公式P=Fv可知，拉力第一次做功的功率大，即P1P2，故D正确3D【解析】【分析】二力平衡条件：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一个物体上；相互作用力：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在两个物体上；对P、Q分别受力分析，利用力的平衡条件和相互作用力分析判断。【详解】A弹簧测力计的示数就是P对它的拉力，因此拉力为2G，故A正确，不合题意；BCP对Q的吸引力和Q对P的吸引力，二者大小相等，方向相反，作用在两个物体上和同一直线上，所以是一对相互作用力，则二者相等；当P处于静止状态时，它受到测力计向上的拉力2G，自身重力G和向下的吸引力，即2G=G+F吸引所以Q对P的吸引力为G，那么P对Q的吸引力也是G；Q处于静止状态，它受到向下的重力3G，向上的吸引力G和向上的支持力，即3G=G+F支持那么地面对Q的支持力为2G，故BC正确，不合题意；D弹簧测力计对P的拉力和P对测力计的拉力是相互作用力，所以为2G，而Q对P的吸引力为G，故D错误，符合题意。故选D。4C【解析】【分析】滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反，据此判断摩擦力方向，对木块受力分析，由平衡条件求出滑动摩擦力的大小。【详解】向右拉动小车时，木块相对于小车向左滑动，则木块受到的滑动摩擦力方向与木块的相对运动方向相反，即水平向右；木块在水平方向上的受力处于静止状态，由平衡条件可得，木块受到的滑动摩擦力f1等于弹簧测力计的拉力，即因物体间力的作用是相互的，则小车受到木块的摩擦力方向水平向左，如下图所示：小车向右做匀速直线运动，对小车进行受力分析（如上图），受向右的拉力F、木块对小车向左的摩擦力f2、地面对小车向左的摩擦力f地面，由力的平衡条件可得则小车所受地面摩擦力的大小为方向水平向左。故选C。5B【解析】【分析】物体运动状态的改变包括：运动方向改变和速度大小改变。【详解】A汽车加速下坡，速度不断增大，因此它的运动状态不断改变，故A不合题意；B小孩沿笔直的滑梯匀速下滑，速度大小和方向都不改变，因此运动状态不变，故B符合题意；C熟透的苹果从树上自由下落，速度不断增大，因此它的运动状态不断改变，故C不合题意；D小球做匀速圆周运动，它的运动方向不断改变，因此它的运动状态不断改变，故D不合题意。故选B。6B【解析】【分析】【详解】物体A受到钩码的拉力和桌面的摩擦力做匀速运动，所以钩码对物体的拉力与桌面对物体的摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡的条件可知，两者大小相等，即F=f设物体与桌面的摩擦系数为，此时物体对桌面的压力等于物体A的重力，即F压=GA=m1g则摩擦力f=F压=m1g物体A受到的拉力F=GB=m2g则有m1g=m2g解得-把木块A、钩码和砝码看为一个整体，该整体受到钩码和砝码的拉力和木块和砝码在桌面产生的摩擦力作用，拉力大小等于钩码和砝码的重力，即-摩擦力的大小-假定该整体的加速度为a（a可大于0、小于0，或等于0，具体为哪种等分析后便知），由此可得-把代入得因为m2m1，故a0，故为加速运动。故选B。7D【解析】【分析】(1)物体的重力作用在自身的重心上；(2)根据相互作用力的原理分析；(3)推力、拉力、摩擦力、压力和支持力等都是需要相互接触才能发生的；(4)力是改变物体运动状态的原因。【详解】A水桶的重力作用在水桶的重心上，而不能作用在手上，故A错误；B鸡蛋砸石头的力和石头给鸡蛋的力是相互作用力，二者大小相等，鸡蛋碎了而石头没碎，只是力的作用效果不同，故B错误；C推出后的铅球在空中飞行的过程，铅球始终受到重力作用，由于铅球与手不再接触，因此肯定不受推力，故C错误；D在草地上滚动的足球，最终会停下来，原因是足球受到了摩擦力，故D正确。故选D。8A【解析】【详解】以B为研究对象，B在水平方向受弹簧测力计对其向左的拉力和物体A对其向右的摩擦力作用因为B静止，所以这两个力平衡大小相等所以所受摩擦力为4N，方向向右故A正确9D【解析】【分析】【详解】当AB磁铁如图所示方式放置时，磁铁A受到向下的重力、向上的拉力、B对A的向下引力和B对A向上的支持力，这四个力平衡，则有 当AB磁铁同名磁极相互接触放置时，磁铁A受到向下的重力、向上的拉力、B对A的向上的斥力和B对A向上的支持力，这四个力平衡，则有综上分析可知，当AB磁铁异名磁极相互接触放置时，弹簧秤读数为把磁铁A和B当成一个整体，这个整体的重力等于，向上的拉力为mg，还有向上的支持力，根据这三个力平衡则有所以同理，当AB磁铁同名磁极相互接触放置时，弹簧秤读数为则有故选D。10C【解析】【分析】【详解】弹簧对A的作用力可能是向下的拉力，也可能是向上的支持力；以A为研究对象，受力如图甲与乙所示：当弹簧作用力为拉力时，物体A受力如图甲所示，由平衡条件得则绳对物体A的拉力当弹簧作用力为支持力时，物体受力如图乙所示，由平衡条件得则绳子对物体A的拉力故选C。11 摩擦力 【解析】【详解】手握水杯静止不动，在竖直方向受重力和向上的摩擦力作用，所以重力和摩擦力是一对平衡力，f=G；若小金握杯的力F由图乙可知逐渐变大，水杯仍然静止,所以摩擦力与重力仍然平衡,则f=G，大小不变，方向竖直向上；茶杯与手之间的摩擦力f的大小变化情况如图所示：12 摩擦力 【解析】【详解】手握水杯静止不动，在竖直方向受重力和向上的摩擦力作用，所以重力和摩擦力是一对平衡力，f=G；若小金握杯的力F由图乙可知逐渐变大，水杯仍然静止,所以摩擦力与重力仍然平衡,则f=G，大小不变，方向竖直向上；茶杯与手之间的摩擦力f的大小变化情况如图所示：13 5N 水平向左【解析】【分析】静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用；A相对于B保持静止状态，首先分析A的受力情况，求出A受到的摩擦力；根据物体间力的作用是相互的，求出B的上表面受到的摩擦力；B相对于地面进行匀速直线运动，分析B的受力情况，求出B下表面受到的摩擦力。【详解】1A相对于B保持静止状态，水平方向上A受到拉力F1和摩擦力作用，摩擦力和拉力是一对平衡力，拉力F1是5N，A受到的摩擦力是5N；根据物体间力的作用是相互的，A受到B的摩擦力水平向左，大小是5N，所以B上表面受到A的摩擦力水平向右，大小是5N。2物体B进行匀速直线运动，水平方向上受到A对B水平向右的摩擦力、地面对B水平向左的摩擦力、水平向左的拉力F2，这三个力是平衡力。14 甲和丁； 不一定【解析】【详解】物体在不受外力作用或者所受的外力为平衡力的情况下总会处于静止或者匀速直线运动的状态，因此把物体处于静止状态或者匀速直线运动的状态叫做平衡状态；由图可知：甲表示物体做匀速直线运动；乙表示物体做变速直线运动；丙表示物体做加速直线运动；丁表示物体做匀速直线运动，所以甲、丁处于平衡状态，受到平衡力的是甲、丁；物体处于平衡状态时，物体可以沿力的方向运动，也可以不沿力的方向运动，所以力的方向不一定是运动方向。15 12N； 静止【解析】【详解】当拉力F为6牛时，木板向右做匀速直线运动,所以它受到平衡力的作用，由于地面光滑，所以木板受到的向右的拉力(2F=12N)和木块、木板之间的摩擦力是一对平衡力，所以木块受到的摩擦力为：f=2F=12N；木块静止，所以它也受到平衡力的作用，则弹簧测力计的示数F=f=12N；当拉力增大为12N时，小木块对木板的压力不变，它们之间的粗糙程度不变，因此小木块受到的滑动摩擦力不变，此时木块受到的合力仍为0，所以会保持原先的运动状态，即静止。16 2 4 作减速直线运动直至停下来【解析】【分析】(1)分析乙图和丙图，确定第4s时物体受到的拉力和所处的状态，然后根据二力平衡计算摩擦力的大小；(2)根据丙图可知，在12s18s内，物体在相同的时间内通过相同的距离，即做匀速直线运动，据此根据二力平衡计算出物体受到的滑动摩擦力；然后分析第10s时物体对地面的压力和接触面的粗糙程度是否改变，进而分析滑动摩擦力是否改变即可；(3)当物体受到的合力方向与运动方向相反时，会做减速运动。【详解】(1)1第4s时，根据乙图可知，物体受到的拉力是2N；根据丙图可知，物体没有移动距离，即处于静止状态，所以它受到的静摩擦力与拉力平衡f=F=2N(2)2根据丙图可知，在12s18s内，物体在相同的时间内通过相同的距离，即做匀速直线运动，那么物体受到的摩擦力和拉力相互平衡；根据乙图可知，这时物体受到的拉力为4N，那么物体受到的滑动摩擦力f=F=4N第10s时，物体受到拉力6N，由于对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，所以它受到的滑动摩擦力不变，即f=4N。(3)3物体第16秒末撤去力F，这时它只受向后的摩擦力，即合力的方向与运动方向相反，那么它将做减速运动，直到停下来。17 1000 竖直向上 1000【解析】【分析】当物体在竖直方向上做匀速直线运动时，根据二力平衡的知识分析拉力和重力的关系。【详解】1当起重机以2m/s的速度吊着工件匀速直线上升时，它处于平衡状态，即拉力2当起重机以5m/s速度吊着工件匀速直线下降时，它仍然处于平衡状态，即拉力和重力是平衡力，因为重力的方向竖直向下，所以拉力的方向与它相反，即竖直向上。 3当起重机吊着工件以4m/s的速度沿水平方向做匀速直线运动时， 它在竖直方向上处于平衡状态，即拉力18(1)200N(2)20N(3)30s【解析】【详解】(1)物体的重力：G=mg=20kg10N/kg=200N；(2)物体受到的阻力f=0.1G=0.1200N=20N，物体做匀速直线运动，则F=f=20N；(3)物体运动60m所用的时间：t=30s。答：（1）物体所受的重力200N；（2）物体在水平方向所受的拉力为20N；（3）推动物体匀速前进60米需30s。19 小车与桌面间的摩擦较小，可以忽略不计 砝码质量 作用在同一条直线上【解析】【详解】(1)乙组同学选择的器材更加合理，是因为小车和桌面之间的摩擦力很小，可以忽略不计。 (2)实验过程中,可以通过改变砝码的质量改变两个拉力的大小;在实验过程中,当F1和F2大小相同时，小车将处于静止状态。 (3)二力只有在同一条直线上时才会平衡,因此保持F1与F2不变，用手将小车扭转到丙图中的位置，松手后，小车将无法在此位置平衡，说明二力平衡必须满足的条件之一是：两个力必须作用在同一条直线上。20 不一定 一定 2.5 2.5【解析】【详解】(1)1图甲中，将木板固定水平拉动木块，木块水平方向受到的滑动摩擦力和拉力，只有当木块匀速运动时，滑动摩擦力和拉力二力平衡，大小才能相等，故滑动摩擦力和拉力不一定大小相等。2如图，水平拉动木板，待测力计示数稳定后，木块处于静止状态，滑动摩擦力和拉力二力平衡，大小一定相等。(2)3图丙中，木块处于静止状态，滑动摩擦力和拉力二力平衡，大小一定相等，木块受到的滑动摩擦力大小为2.5N。4增大拉力，当A的示数为4.8 N时，木块仍处于静止状态，滑动摩擦力和拉力二力平衡，滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力有关，而接触面的粗糙程度和压力没改变，滑动摩擦力大小不变，故拉力仍是2.5N，即B的示数仍为2.5N。21 消除或忽略卡片重力对实验的影响 B【解析】【分析】(1)卡片的重力相对于钩码大不大，因为卡片的重力远小于钩码的拉力，所以卡片的重力可忽略不计，影响不大；(2)本题是探究二力平衡的条件，所以要解答此题就需要根据二力平衡的条件：同一物体、大小相等、方向相反且在同一直线上。【详解】(1)1卡片的重力相对于钩码大不大，因为卡片的重力远小于钩码的拉力，所以卡片的重力可忽略不计，影响不大。故选择轻质卡片的目的是消除或忽略卡片重力对实验的影响。(2)2该同学把卡片转过一个角度，则小卡片受到的两个力就不在同一直线上，因为小卡片此时不能保持平衡，然后由静止释放卡片，松手瞬间卡片旋转所以说明了不在同一直线上的两个力不能平衡。故选B。答案第12页，共12页