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人教版八下物理8.2二力平衡同步练习（优生加练 ）
一、选择题
1．“胜哥”家有一台吊扇，正在运转的吊扇与其静止状态时相比较，吊杆对电扇的拉力大小是否相同？设吊扇转动时吊杆对其拉力为 ，吊扇静止时吊杆对其拉力 ，则 与 的大小为（　　）
A． B．
C． D．条件不足，无法判断
2．如图所示，A、B两同学用甲、乙两种方式推墙。甲中A向前推B、B向前推墙，乙中A、B两人同时向前推墙。每个人的推力大小都为F，方向都水平向右。则以下说法中错误的是（　　）
A．甲方式中墙受到人的推力为F
B．乙方式中墙受到人的推力为2F
C．甲方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F
D．乙方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F
3．如图甲，“胜哥”将小球从某高度处由静止下落到竖直放置的轻质弹簧上并压缩弹簧，已知小球从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短。从a至c处的过程中，小球的速度v和弹簧被压缩的长度△L之间的关系如图乙，且在整个过程中弹簧始终发生弹性形变，则从a至c处的过程中（不计空气阻力），下列说法中正确的是（ ）
A．小球从a到c速度一直在减小
B．小球所受的重力始终大于弹簧产生的弹力
C．小球从a到c的过程中，弹簧对小球的弹力先增大后减小
D．小球到达b处时，受平衡力作用
4．图中a、b、c为三个物块，重力分别为3N、6N、6N，M、N为两个轻质弹簧，M的弹力大小为2N。R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图并处于平衡状态。则轻质弹簧N的弹力大小为（　　）
A．0 B．1N C．5N D．无法确定
5．如图是“胜哥”做实验的一个情景， 一个水杯放在水平桌面，“胜哥”在水杯上放一张硬纸片，在硬纸片上放一枚硬币，下列说法正确的是（　　）
A．硬币在硬纸片上静止时受到的重力与硬纸片对硬币的支持力是一对相互作用力
B．如果硬纸片上静止的硬币受到的力全部消失，硬币将会掉入杯中
C．“胜哥”迅速将硬纸片弹出，硬币会飞出去
D．“胜哥”能迅速将硬纸片弹出，说明力可以改变物体的运动状态
6．如图，冬奥吉祥物冰墩墩玩偶站在水平地面上，下列说法正确的是（　　）
A．冰墩墩受到的重力和冰墩墩对地面的压力是一对平衡力
B．冰墩墩受到的重力和地面对冰墩墩的支持力是一对平衡力
C．冰墩墩受到的重力和冰墩墩对地面的压力是一对相互作用力
D．冰墩墩受到的重力和地面对冰墩墩的支持力一对相互作用力
7．如图甲所示，小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的弹簧上。在刚接触弹簧的瞬间，如图乙所示，小球速度为5.0m/s。小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短，如图丙所示，此过程的小球速度v和弹簧缩短的长度之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点该弹簧每受到1N的压力就缩短5cm，且轻弹簧在全过程中都在弹性限度内，忽略弹簧重力和空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A．从图乙到图丙的过程中，小球一直减速
B．当弹簧被压缩到最短时，小球处于平衡状态
C．通过图丁可计算出小球的质量为4g
D．整个过程中，弹簧弹力的最大值为12N
8．如图甲所示，物体A始终只受同一直线上的两个力F1、F2的作用，F1、F2的大小随时间变化的图像如图乙所示，在t1时间内，下列对物体所受的合力的分析正确的是（　　）
A．先变大后变小，合力方向始终与F2相同
B．先变小后变大，合力方向始终与F2相同
C．先变大后变小，合力方向始终与F2相反
D．先变小后变大，合力方向始终与F2相反
9．如图所示，XOY 为直角支架，两根细绳的一端都拴在重物 P上，另一端分别固定于支架的A、B两点.开始时，杆OX、绳BP水平，杆OY 竖直，绳PA 与水平方向的夹角为60°.现使支架绕过O点的水平轴在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转动至杆OY 水平，在上述过程中，绳AP、BP 的拉力TA、TB的变化情况是 (　　)
A．TA减小，T B．TA 减小，TB先增大后减小
C．TA 先减小后增大，TB增大 D．TA 先增大后减小，TB增大
10．如图所示，轻杆 AB 能够以A 为转轴在竖直平面内自由转动，杆的 B端系一重为G的物体，用一根细绳通过定滑轮C系住杆的B端，另一端施加外力F，在使轻杆由图示位置(θ接近30°)缓慢增大至150°的过程中，轻杆B端所受的作用力大小 (　　)
A．保持不变 B．逐渐减小
C．逐渐增大 D．先减小后增大
11．如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过光滑滑轮悬挂一重物G，其一端固定于支架的A点，另一端从穹形顶端B沿支架缓慢地向C点靠近，C点与A 点等高.在此过程中绳子上的拉力(　　)
A．先变小后变大 B．先变大后不变
C．先变小后不变 D．先变大后变小
12．如图所示，A、B两小球的质量之比为3：1，用轻质细杆相连.同时用一根细绳将两个小球系住，绳子跨过光滑的定滑轮C，并设法让两球和轻杆组成的系统保持平衡，则系统平衡时，AC 绳与BC 绳的长度之比为(　　)
A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：4
二、填空题
13． 小科通过视频号“胜哥课程”观看了“神舟”5号飞船在太空遨游的视频。请你结合物理知识回答下列问题：
①飞船正常运行期间，处于失重状态的航天员的质量　 　（填“变了”或“不变”）　 　惯性（填“没有”或“仍具有"）。
②飞船在太空越游21h，统地球14圆，飞行约63万km，则飞船的速度约为　 　 km/h
14．“胜哥”将沙尘暴简化为如下情景：快速向上刮起的大风将大量沙尘颗粒扬起后悬浮在空中(不动)，这时风对沙尘的作用力与沙尘的重力平衡，其作用力大小可近似表达为 其中ρ为空气密度，S为沙尘颗粒的横截面积，v为风速.如果沙粒的密度ρ沙为 沙粒半径r为 地面的空气密度ρ0为1.25kg/m3，那么要形成沙尘暴现象，地面的风速至少为　 　m/s.假设空气密度ρ随地面高度h 的变化关系如图所示，那么当地面风速为8m/s时，当地沙尘暴的最大高度为　 　m.(沙粒可近似看成球体，且体积
15．如图所示，物块A重10N、B重5N，B放在A上。“胜哥”用100N的水平推力F将A压在竖直墙上，恰能让A和B一起匀速下滑，A所受到的摩擦力是　 　N．推力F保持不变，将B拿走，在A的下方施加一个竖直向上的力，使物体A恰好向上做匀速直线运动，则的大小为　 　N（不计空气阻力）。
16．天眼FAST 调试组研制了“微重力蜘蛛人系统”，用充有氦气的气球将作业人员吊起，减小作业人员对反射面板的压力，形成“微重力”效果，使得作业人员能够到达反射面板任意地方执行巡检和维护作业，如图所示，当作业人员静止在反射面板上时，反射面板对人的支持力和人的重力　 　（选填“是”或“不是”）一对平衡力，人所受的合力为　 　N。
17．“胜哥”让一系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放，如图甲所示，整个下落过程中；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0.2N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到、B、C三点的距离分别为ha＝0.4m，hb＝0.6m，hc＝0.9m。（不计空气阻力）
（1）当橡皮筋的伸长量最大时，小球的速度为 　 　（va/vb/0），此时，小球处于 　 　（平衡/非平衡）状态。
（2）实验中所用小球的重力为 　 　N。
18．如图所示，“胜哥”用一根细线拴一块橡皮，甩起来，使橡皮在水平面绕手做匀速圆周运动。橡皮此时处于　 　（选填“平衡”或“非平衡”）状态。若某时刻橡皮受到的所有力突然消失，橡皮由于具有　 　，将　 　（选填“继续做匀速圆周运动”“沿水平方向做匀速直线运动”或“斜向下落下”）。
19．“胜哥”利用弹簧做了如下实验。如图甲所示，小球从高处落到竖直固定的弹簧上后又被弹起到原高度。小球从高处开始下落到弹回的整个过程中，他的运动速度随时间变化的图像如图乙所示力（速度为负值时，表明方向与原来的方向相反），图中oa段和cd段为直线。则据此图可知，在ab段，小球所受重力　 　弹力（选填“大于”、“等于”或“小于”），弹力大于重力的时间段为　 　。
20．“胜哥”有两根等长的轻质细线，每根细线的一端分别悬于同一水平面上的O、O'两点，O、O'相距d 为10cm，细线的另一端分别系在均匀细长物的两个端点A、B处，AB长L为70cm，质量M为4kg.两细线外围套有一直径恰好为d的光滑圆环，系统平衡时圆环与物体AB 的距离h 为 40cm，则圆环的质量为　 　kg.如果在物体AB 的正下方再挂一重物，则h将　 　(填“增大”“减小”或“不变”).
三、实验探究题
21．“胜哥”用如图所示装置探究“二力平衡的条件”，每个钩码质量均为50g。
（1）如图甲所示，“胜哥”同学在左边和右边各挂一个钩码，这时木块保持静止，说明相互平衡的两个力大小　 　，方向　 　。“胜哥”在实验时发现，若如图乙左边挂一个钩码，右边挂两个钩码时，木块仍然保持静止状态。产生这一现象的原因是　 　，这时木块在水平方向受到的力　 　（选填“平衡”或“不平衡”），你判断的依据：　 　。
（2） “胜哥”决定改进实验设计，“胜哥”设计了如图丙所示实验装置，小丽设计了如图丁所示实验装置，你认为　 　（“丙”或“丁”）装置更好，原因是　 　。
（3）如图丁所示装置中，在左边和右边各挂一个钩码后，将小卡片转动一小角度，松手后，小卡片旋转后又恢复原状，这表明相互平衡的两个力需要作用在　 　上。
（4）为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”，如果利用如图丁所示装置进行实验，下一步的操作是　 　。
22．“胜哥”组织同学们“探究二力平衡的条件”。
（1）如果物体只受到两个力的作用，且处于静止状态或匀速直线运动状态，说明这两个力是相互平衡的，实验的设计是选择物体处于　 　状态来探究的；
（2）小明提出能否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件？小华认为，若采用小明的方案，必须测出物体所受的拉力和重力的大小来进行比较，分析发现，在小明的方案中，在未知二力平衡条件的前提下，无法测量　 　力的大小，所以这一方案无法实施下去；
（3）为此，两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案，如图乙所示，请你判断出他们改进的先后顺序：　 　（用字母表示），这样的改进是为了减小　 　力对实验的影响；
（4）如图内是最终确认的实验方案，此方案中，可忽略　 　力对实验的影响；
（5）当卡片平衡时，小华将卡片转过一个角度，松手后卡片不能平衡，设计此实验步骤的目的是　 　。
23．通过微信公众号“胜哥课程”学习了同一直线上二力的合成知识后，小林想如果作用在物体上的二力不在同一直线上，而是互成一定的夹角，那么合力F的大小与两个分力F1、F2的大小，是否还有F等于F1+F2的关系呢 于是他应用教材中学过的方法，对此进行了探究。
（1）如图所示，橡皮筋原长为AB，通过两个弹簧测力计对橡皮筋施加互成一定夹角的两个力F1和F2，使橡皮筋伸长到C，记录此时F1、F2的大小，撤去力F1和F2后，用一个弹簧测力计对橡皮筋施加一个力F的作用，为了使这个力F的作用效果与那两个力F1、F2的作用效果　 　，应使橡皮筋　 　，记录此时F的大小。
（2）先后两次改变F1和F2的夹角，重复步骤(1)，得到三次突验的数据如下表所示：
实验序号 F1/N F2/N F1和F2的夹角 合力F/N
1 4 5 8.7
2 4 5 8.3
3 4 5 7.8
备注： ＜ ＜
分析实验数据可知，当两个力在不同一直线上时，其合力大小F　 　F1+F2，且在F1、F2大小不变的情况下，合力F的大小随着F1与F2夹角的增大而　 　。
四、计算题
24． “胜哥”准备利用弹簧测力计制成一杆简单实用的液体密度秤，如图，已知秤钩下的容器重，容积，在容器中加满待测液体就可以直接“称”出该液体的密度。（水的密度为 ）问
（1）密度为“0”的刻度应标在弹簧测力计哪个刻度上？
（2）水的密度应标在弹簧测力计刻度上？
（3）此“密度秤”的测量范围？
25．如图所示，“胜哥”在轻细线的下端悬挂一个质量为m的物体，若用力 F拉物体，使细线偏离竖直方向的夹角为α角，且保持α角不变，求拉力F的最小值.
五、综合题
26． 读资料，回答问题。
2021年10月16日，神舟十三号载人飞船与长征二号遥十三运载火箭捆绑发射成功，在点火发射约后，火箭将飞船顺利送入高的预定轨道，翟志刚、王亚平、叶光富三名宇航员将进行为期六个月的在轨生活和实验，并于2021年12月9日“天宫课堂”正式开讲，宇航员们现场给同学们演示讲述了许多有趣的太空实验和太空现象。其中在王亚平展示的水球实验中，我们能够看到，透过水球可以观察到航天员的倒立人像；北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”也亮相太空课堂，当起了“助教”。如图所示，王亚平将可爱的“冰墩墩”吉祥物抛出，它并没有像在地面上一样掉落，而是沿着直线“飞”了出去。2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功。
（1）当宇航员用力拧被水浸湿的棉布时，　 　请选填序号：：水将下落；：水离开棉布后，悬浮在空中；：水在棉布和手的表面形成一层水膜；
（2）航天员在完全失重的太空轨道舱中，不能正常进行的实验是____ 。
A．用天平测量质量
B．用刻度尺测量长度
C．用弹簧测力计测量拉力
（3）“太空抛物”实验中，抛出的冰墩墩做　 　 运动。
（4）飞船返回舱在返回地面时打开了降落伞，假如降落伞在某一时刻匀速下落，请问该时刻返回舱的重力和降落伞受到的阻力　 　 一对平衡力。选填：“是”或“不是”
（5）如图丁是返回舱着陆时的现象，舱体一片焦黑，主要是因为返回舱经过大气层时，与大气摩擦温度急剧升高，返回舱距离地面时，返回舱底部探测仪指挥飞船上缓冲发动机点火，喷射的“燃气”的运动方向应与返回舱前进的方向　 　选填“相同”或“相反”。
答案解析部分
1．C
2．C
3．D
4．D
5．D
6．B
7．D
8．C
9．B
10．A
11．B
12．C
13．不变；仍具有；30000
14．4；6292
15．15；25
16．不是；0
17．（1）0；非平衡
（2）4
18．非平衡；惯性；沿水平方向做匀速直线运动
19．大于；t2~t4
20．1 kg；增大
21．相等；相反；木块与桌面间存在摩擦力；平衡；木块仍然保持静止状态；丁；可以避免摩擦力对实验的影响；同一直线上；把卡片从中间剪开，观察两卡片的运动情况
22．静止；重；BAC；摩擦；重；探究平衡力是否在同一直线上
23．（1）相同；仍然伸长到C
（2）不等于；减小
24．（1）解：在容器中不加液体时容器重，液体的密度为0，自重也为0，故密度为“0”的刻度应标在弹簧测力计的0.4刻线处。
（2）容器中加满水时水的重力
弹簧测力计读数
水的密度应标在弹簧测力计1.4N刻度上。
（3）当弹簧测力的读数为5N时，所对应的密度最大，此时容器中液体的重力
此液体的密度
测力计5N处对应的密度为，此“密度秤”的测量范围为。
25．解：以m物体为研究对象，细线的张力T和对m的拉力F的合力F'，与物体A的重力等大反向，由于绳的张力的方向不变，根据力的矢量三角形，可以看出，当F垂直于张力时，F取最小值，则
因故
26．（1）c
（2）A
（3）匀速直线
（4）不是
（5）相同
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人教版八下物理8.2二力平衡同步练习（优生加练）
一、选择题
1．“胜哥”家有一台吊扇，正在运转的吊扇与其静止状态时相比较，吊杆对电扇的拉力大小是否相同？设吊扇转动时吊杆对其拉力为 ，吊扇静止时吊杆对其拉力 ，则 与 的大小为（　　）
A． B．
C． D．条件不足，无法判断
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；平衡状态的判断
【解析】【解答】吊扇静止时，其重力与吊杆对它的拉力F2是一对平衡力，故有F2＝G；吊扇在运转时，扇叶会将空气向下推动，由力的相互作用关系可知，空气同时也会将扇叶向上推。所以空气推力、吊杆拉力和重力三个力平衡，则F推+F1＝G，所以F1故答案为：C.
【分析】物体平衡状态：物体受到几个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡.当物体在两个力的作用下处于平衡状态时，就叫做二力平衡.
二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反、并且在同一直线上，则这两个力二力平衡时合力为零.
2．如图所示，A、B两同学用甲、乙两种方式推墙。甲中A向前推B、B向前推墙，乙中A、B两人同时向前推墙。每个人的推力大小都为F，方向都水平向右。则以下说法中错误的是（　　）
A．甲方式中墙受到人的推力为F
B．乙方式中墙受到人的推力为2F
C．甲方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F
D．乙方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F
【答案】C
【知识点】平衡力的辨别；力的合成与应用
【解析】【解答】对甲AB受力分析，AB均静止，受到平衡力，A受到B的反作用力F，A受到地面向前的摩擦力F；B受到A大小为F的推力，B受到墙面F的推力，不受摩擦力，故A正确，C错误；
对乙AB受力分析，墙受到AB均为F的推力，即2F的推力，A受到墙面F的推力，B受到墙面F的推力，所以AB均受到地面F的摩擦力，故BD正确。
综上选C。
【分析】 本题可根据力的传递和相互作用，以及物体的受力平衡来分析墙受到的推力和同学受到地面的摩擦力。
3．如图甲，“胜哥”将小球从某高度处由静止下落到竖直放置的轻质弹簧上并压缩弹簧，已知小球从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短。从a至c处的过程中，小球的速度v和弹簧被压缩的长度△L之间的关系如图乙，且在整个过程中弹簧始终发生弹性形变，则从a至c处的过程中（不计空气阻力），下列说法中正确的是
A．小球从a到c速度一直在减小
B．小球所受的重力始终大于弹簧产生的弹力
C．小球从a到c的过程中，弹簧对小球的弹力先增大后减小
D．小球到达b处时，受平衡力作用
【答案】D
【知识点】弹力；二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】 A.由图乙知，从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球下落速度的变化情况是先变大后变小，故A错误；
B.在小球向下压缩弹簧的过程中，小球受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力，速度先增大后减小；b处弹力与重力相等，受平衡力的作用。
小球所受的重力先是大于弹力，到b点时等于弹力，过b点后小于弹力，故B错误；
C.小球再向下运动（bc段），弹簧的形变较大、弹力较大，弹力大于重力，合力向上，小球做减速运动，其速度减小。即小球从a到c弹力一直增大，故C错误；
D.在ab段，弹簧的形变较小、弹力较小，重力大于弹力，合力向下，小球做加速运动，速度越来越大；随着弹簧压缩量的增大，弹力逐渐增大，在b处弹力与重力相等，小球的速度达到最大，故D正确。
故选D。
【分析】A.根据图乙的图像进行分析。
B.在小球向下压缩弹簧的过程中，小球受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力；
C.由图象可知，小球速度先变大，后变小。弹簧发生形变从而产生弹力，弹力的大小与弹簧的弹性形变程度有关；
D.受到平衡力作用的物体处于平衡状态，所受合力为零。
4．图中a、b、c为三个物块，重力分别为3N、6N、6N，M、N为两个轻质弹簧，M的弹力大小为2N。R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图并处于平衡状态。则轻质弹簧N的弹力大小为（　　）
A．0 B．1N C．5N D．无法确定
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；平衡状态的判断；力的合成与应用
【解析】【解答】若绳子的拉力为，弹簧M的弹力TM=2N，当M被压缩时，对a受力分析，Ga=3N根据平衡条件，代入数据解得，则轻质弹簧N的弹力大小TN=2N；
若当M被拉伸时，对a受力分析，根据平衡条件，代入数据，解得，弹簧N的弹力大小TN=5N。因为不明确弹簧M是压缩还是拉伸着的，无法确定弹簧N上力的大小，D符合题意。
故选D。
【分析】根据分力计算同一直线上的合力时，需要明确力的方向，结合力的大小，计算合力。
5．如图是“胜哥”做实验的一个情景， 一个水杯放在水平桌面，“胜哥”在水杯上放一张硬纸片，在硬纸片上放一枚硬币，下列说法正确的是（　　）
A．硬币在硬纸片上静止时受到的重力与硬纸片对硬币的支持力是一对相互作用力
B．如果硬纸片上静止的硬币受到的力全部消失，硬币将会掉入杯中
C．“胜哥”迅速将硬纸片弹出，硬币会飞出去
D．“胜哥”能迅速将硬纸片弹出，说明力可以改变物体的运动状态
【答案】D
【知识点】力的作用效果；物体运动状态的变化；惯性及其现象；平衡力的辨别
【解析】【解答】A．硬币受到的重力与硬纸片对硬币的支持力，是一对平衡力，故A不符合题意；
B．硬币受到的力全部消失，根据牛顿第一定律可知，硬币将保持静止或匀速直线运动，由题意会保持静止，因此不会掉入杯中，故B不对；
C．迅速将硬纸片弹出，硬币会保持静止，由于硬币具有惯性，故C不正确；
D．将硬纸片弹出，硬纸片的运动状态发生了改变，由静到动，因此说明力可以改变物体的运动状态，故D符合题意。
故选D。
【分析】本题主要考查对弹力、平衡力、相互作用力的理解。
1，知道什么是平衡力，平衡力的条件是大小相等、方向相反、作用在同一直线上，作用在同一物体
2，知道牛顿第一定律，当物体不受外力作用时，物体将保持静止或匀速直线运动
3，惯性有关的应用
4，力的作用效果有两个，一是改变物体的形状，二是改变物体的运动状态。
6．如图，冬奥吉祥物冰墩墩玩偶站在水平地面上，下列说法正确的是（　　）
A．冰墩墩受到的重力和冰墩墩对地面的压力是一对平衡力
B．冰墩墩受到的重力和地面对冰墩墩的支持力是一对平衡力
C．冰墩墩受到的重力和冰墩墩对地面的压力是一对相互作用力
D．冰墩墩受到的重力和地面对冰墩墩的支持力一对相互作用力
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用；平衡力的辨别
【解析】【解答】A.冰墩墩受到的重力和冰墩墩对地面的压力作用在两个物体上，因此这两个力不是一对平衡力，故A错误；
B.冰墩墩受到的重力和地面对冰墩墩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，故B正确；
C.冰墩墩受到的重力和冰墩墩对地面的压力方向相同，因此这两个力不是一对相互作用力，故C错误；
D.冰墩墩受到的重力和地面对冰墩墩的支持力作用在同一物体上，因此这两个力不是一对相互作用力，故D错误。
【分析】根据平衡力和相互作用力的区别判断：平衡力同体，等大、反向、共线；相互作用力是非同体、等大、反向、共线。
7．如图甲所示，小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的弹簧上。在刚接触弹簧的瞬间，如图乙所示，小球速度为5.0m/s。小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短，如图丙所示，此过程的小球速度v和弹簧缩短的长度之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点该弹簧每受到1N的压力就缩短5cm，且轻弹簧在全过程中都在弹性限度内，忽略弹簧重力和空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A．从图乙到图丙的过程中，小球一直减速
B．当弹簧被压缩到最短时，小球处于平衡状态
C．通过图丁可计算出小球的质量为4g
D．整个过程中，弹簧弹力的最大值为12N
【答案】D
【知识点】弹簧测力计及其使用；力与运动的关系；力与图象的结合
【解析】【解答】A、由图丁知，从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球下落速度的变化情况是先变大后变小，A错误；
B、由小球的速度图象知，小球的速度先增大后减小，开始速度为5.0m/s，刚接触弹簧时，弹簧对小球的弹力小于小球的重力，小球仍做加速运动，当速度为5.1m/s时，速度达到最大值，此时小球受到的弹力和重力大小相等；后减速时，小球的重力小于弹簧对它的弹力；当弹簧的压缩量最大时，小球的速度减小为0m/s，此时，弹簧压缩量最大，小球受到竖直向上的弹力最大，弹力大于重力，小球处于非平衡状态，B错误；
C、由图丁可知，时，小球的速度最大，小球的重力等于弹簧对它的弹力，小球的重力：；
则小球的质量：；C错误；
D、弹簧的最大缩短量为，所以弹簧弹力的最大值为：；D正确。
故答案为：D。
【分析】 由图丁知，从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球下落速度的变化情况是先变大后变小；当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时，弹力大于重力，据此分析小球是否处于非平衡状态；当重力G与弹力F是一对平衡力时，小球速度最大，由图可知弹簧的压缩量，根据G=F得出小球的重力，根据G=mg得出小球的质量；根据“该弹簧每受到1N的压力就缩短5cm”，结合图丁中弹力的最大缩短量，可计算弹簧弹力的最大值。
8．如图甲所示，物体A始终只受同一直线上的两个力F1、F2的作用，F1、F2的大小随时间变化的图像如图乙所示，在t1时间内，下列对物体所受的合力的分析正确的是（　　）
A．先变大后变小，合力方向始终与F2相同
B．先变小后变大，合力方向始终与F2相同
C．先变大后变小，合力方向始终与F2相反
D．先变小后变大，合力方向始终与F2相反
【答案】C
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】同一直线上二力的合力计算规则是“方向相反时，合力大小为二力之差，方向与较大的力相同”。
从图乙可知：F1始终为F0（大小不变）；F2先减小、后增大（初始为F0，中间变小，最终回到F0）。
在t1时间内，分析合力：
1、合力大小的变化：因为F1与F2方向相反（图甲中F1向左、F2向右），合力F合=|F1-F2| 。
F2减小时，F1-F2的差值变大，合力变大；F2增大时，F1-F2的差值变小，合力变小。因此合力“先变大后变小”。
2、合力的方向：因为F1始终为F0，而F2先小于F0、后回到F0，所以F1>F2 （除初始和最终时刻相等）。
合力方向与较大的力（F1）相同，而F1与F2方向相反，因此合力方向始终与F2相反。综上，正确选项是C。
故答案为：C。
【分析】1、同一直线上二力的合成：若二力方向相同，合力大小为二力之和，方向与二力方向相同；
若二力方向相反，合力大小为二力之差（取绝对值），方向与较大的力的方向相同。
2、力的图像分析：通过图像读取力的大小变化规律，结合二力合成规则分析合力的大小和方向变化。
9．如图所示，XOY 为直角支架，两根细绳的一端都拴在重物 P上，另一端分别固定于支架的A、B两点.开始时，杆OX、绳BP水平，杆OY 竖直，绳PA 与水平方向的夹角为60°.现使支架绕过O点的水平轴在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转动至杆OY 水平，在上述过程中，绳AP、BP 的拉力TA、TB的变化情况是 (　　)
A．TA减小，T B．TA 减小，TB先增大后减小
C．TA 先减小后增大，TB增大 D．TA 先增大后减小，TB增大
【答案】B
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】选取水平方向和竖直方向正交分解，设PB与水平方向的夹角为α.
当α≤60°时，如图(a)所示.
x方向： ①.
y方向： ②.
联立①②，解得
随α增大，FA减小，FB增大；
当α≥60°时，如图(b)所示.
x方向： ③.
y方向： ④.
联立③④，解得
在此过程中，随α增大，FA减小，FB减小.
当α= 90°时 B符合题意。
故选B.
【分析】根据力的平衡知识。重物P受重力G、绳AP的拉力FA、绳BP的拉力 FB 三个力作用处于平衡状态，三个力的合力为零。当支架转动时，可以通过动态分析力的变化情况。
10．如图所示，轻杆 AB 能够以A 为转轴在竖直平面内自由转动，杆的 B端系一重为G的物体，用一根细绳通过定滑轮C系住杆的B端，另一端施加外力F，在使轻杆由图示位置(θ接近30°)缓慢增大至150°的过程中，轻杆B端所受的作用力大小 (　　)
A．保持不变 B．逐渐减小
C．逐渐增大 D．先减小后增大
【答案】A
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】以B点为研究对象，受重力G、轻杆AB的支持力、绳CB的拉力而平衡，构成如图所示的矢量三角形：
根据力的三角形与三角形ABC相似可知： 式中G、CA、FAB不变；故FAB也是不变的，A符合题意。
故选A。
【分析】以B为研究对象，并受力分析，根据力的矢量三角形与三角形ABC相似，判断受力情况。
11．如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过光滑滑轮悬挂一重物G，其一端固定于支架的A点，另一端从穹形顶端B沿支架缓慢地向C点靠近，C点与A 点等高.在此过程中绳子上的拉力(　　)
A．先变小后变大 B．先变大后不变
C．先变小后不变 D．先变大后变小
【答案】B
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】如图(a)所示.
，
在绳端B'由穹顶B 沿支架缓慢向直杆上端移动的过程中，A点到B'竖直线的距离 AC'逐渐增大，向 AC=s 靠近； 增大时sinα增大，α增大.
在B'移动到直杆上端后，再向C点移动的过程中，A点到B'竖直线的距离. 已经等于AC，不再变化，为直杆间水平距离s.
s、L不变，sinα不变，α不变.
如图(b)所示，由力的平衡条件有
当α变大时，cosα变小，F 变大，当α不变时，cosα不变，F不变。B符合题意。
故选B。
【分析】当轻绳的右端从B点移到直杆最上端时，两绳的夹角增大。滑轮两侧绳子的拉力大小相等，方向关于竖直方向对称。以滑轮为研究对象，根据平衡条件研究绳的拉力变化情况。当轻绳的右端从直杆的最上端移到C点的过程中，根据几何知识分析得到滑轮两侧绳子的夹角不变，由平衡条件判断，绳子的拉力保持不变。
12．如图所示，A、B两小球的质量之比为3：1，用轻质细杆相连.同时用一根细绳将两个小球系住，绳子跨过光滑的定滑轮C，并设法让两球和轻杆组成的系统保持平衡，则系统平衡时，AC 绳与BC 绳的长度之比为(　　)
A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：4
【答案】C
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】以两个小球及杆组成的系统为研究对象，如图(a)所示.当悬挂在C点保持平衡时其系统的重心必在C、D连线上，准确地说在D点.由于A点小球质量是B点小球质量的3倍，则 并可得到 (平行线分线段成比例)；
C为定滑轮，AC、BC 为同一根绳子，它们对C的拉力相等，如图(b)所示，由于系统平衡，FAC、FBC与竖直方向、水平方向的夹角均相等，即图(a)中∠ACE 与∠BCF 相等；
可得△ACE ∽△BCF；则
故C符合题意。
故选C。
【分析】可以将两个小球及杆组成的系统为杠杆系统进行受力分析，以C为支点，根据定滑轮不能省力的特点，可知AC、BC边对C的拉力相等，则AC、BC边与竖直方向的夹角相等。分别作出A球、B球对杠杆的拉力，并做出其力臂，由杠杆的平衡条件得出两力臂的关系，最后根据三角形的相似性，得出两边的关系。
二、填空题
13． 小科通过视频号“胜哥课程”观看了“神舟”5号飞船在太空遨游的视频。请你结合物理知识回答下列问题：
①飞船正常运行期间，处于失重状态的航天员的质量　 　（填“变了”或“不变”）　 　惯性（填“没有”或“仍具有"）。
②飞船在太空越游21h，统地球14圆，飞行约63万km，则飞船的速度约为　 　 km/h
【答案】不变；仍具有；30000
【知识点】力与运动的关系；力与图象的结合
【解析】【解答】 ① 物体的质量不会随位置的改变而改变， 处于失重状态的航天员的质量不变，一切物体都具有惯性，航天员航天员仍具有惯性；
② 根据；
【分析】 物体的质量不会随位置的改变而改变，一切物体都具有惯性；
14．“胜哥”将沙尘暴简化为如下情景：快速向上刮起的大风将大量沙尘颗粒扬起后悬浮在空中(不动)，这时风对沙尘的作用力与沙尘的重力平衡，其作用力大小可近似表达为 其中ρ为空气密度，S为沙尘颗粒的横截面积，v为风速.如果沙粒的密度ρ沙为 沙粒半径r为 地面的空气密度ρ0为1.25kg/m3，那么要形成沙尘暴现象，地面的风速至少为　 　m/s.假设空气密度ρ随地面高度h 的变化关系如图所示，那么当地面风速为8m/s时，当地沙尘暴的最大高度为　 　m.(沙粒可近似看成球体，且体积
【答案】4；6292
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】 沙尘颗粒受重力G=mg=ρ沙πr3g，与空气作用力为：f=ρSv2=ρπr2v2，作用而平衡，
在地面附近空气密度ρ0=1.25kg/m3，由平衡条件得：ρ沙πr3g=ρ0πr2v2，
则，
解得：v≈4m/s
当风速v=8m/s时，由ρ沙πr3g=ρ0πr2v2，
解得：ρ=0.30625kg/m3=；
由图像知，密度ρ与高度h是一次函数关系，设关系式是ρ（ρ0）=kh+b
将h=0，ρ=1 代入得1=b
将h=5，ρ=0.4代入得0.4=5k+1
解得：k=-0.12
所以ρ与h的关系式是：ρ（ρ0）=-0.12h+1，
.
【分析】 沙尘颗粒受竖直向上的风力f与竖直向下的重力G作用处于平衡状态，由二力平衡条件知，重力G和风力F相等，列出等式，解方程求出风的速度；由平衡条件求出风速为8m/s时空气的密度，由图像求出空气密度随高度变化的关系，然后由空气的密度求出沙尘暴的高度。
15．如图所示，物块A重10N、B重5N，B放在A上。“胜哥”用100N的水平推力F将A压在竖直墙上，恰能让A和B一起匀速下滑，A所受到的摩擦力是　 　N．推力F保持不变，将B拿走，在A的下方施加一个竖直向上的力，使物体A恰好向上做匀速直线运动，则的大小为　 　N（不计空气阻力）。
【答案】15；25
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】 当A和B匀速下滑时，为平衡状态，那么它受力平衡，
则A所受到的摩擦力等于A与B的重力，
所以摩擦力为f=10N+5N=15N；
根据影响摩擦力的因素可知，当推力F保持不变时，A与墙面的摩擦力不变，仍为15N，
在A的下方施加一个力F1，使物体A恰好向上做匀速直线运动，仍然为平衡状态，
即F1与A的重力和摩擦力平衡，
故F1=GA+f=10N+15N=25N。
【分析】 A和B一起匀速下滑时，A和B一起处于平衡状态，根据f=GA+GB得出A所受到的摩擦力。
由题意知，将B取走，F保持不变时，物体A与墙面的压力和接触面的粗糙程度不变，故摩擦力不变，在A的下方施加一个力F1，使物体A恰好向上做匀速直线运动，处于平衡状态，根据F1=GA+f得出F1的大小。
16．天眼FAST 调试组研制了“微重力蜘蛛人系统”，用充有氦气的气球将作业人员吊起，减小作业人员对反射面板的压力，形成“微重力”效果，使得作业人员能够到达反射面板任意地方执行巡检和维护作业，如图所示，当作业人员静止在反射面板上时，反射面板对人的支持力和人的重力　 　（选填“是”或“不是”）一对平衡力，人所受的合力为　 　N。
【答案】不是；0
【知识点】平衡力的辨别；力的合成与应用
【解析】【解答】当人静止在反射面板上时，会受到氨气球对人向上的拉力，所以人受到的支持力和重力不相等，故不是平衡力；当作业人员静止在反射面板上时，处于平衡状态，人所受的合力为0N。
【分析】(1)二力平衡的条件：大小相等、方向相反、同一直线、同一物体。
(2)物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，物体所受到的力为平衡力，即使合力为零。
17．“胜哥”让一系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放，如图甲所示，整个下落过程中；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0.2N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到、B、C三点的距离分别为ha＝0.4m，hb＝0.6m，hc＝0.9m。（不计空气阻力）
（1）当橡皮筋的伸长量最大时，小球的速度为 　 　（va/vb/0），此时，小球处于 　 　（平衡/非平衡）状态。
（2）实验中所用小球的重力为 　 　N。
【答案】（1）0；非平衡
（2）4
【知识点】二力平衡的条件及其应用；平衡状态的判断；力与运动的关系
【解析】【解答】（1）小球下落中，当弹力大于重力后减速下落，当橡皮筋伸长量最大时，小球速度减小为0，小球受力不平衡，所以处于非平衡状态；
（2）由图可知，在hb处时小球的速度是最大的，此时合力为零，即重力等于弹力；此时橡皮筋的伸长量为hB=0.6m-0.4m=0.2m。橡皮筋每受到0.2N的拉力就伸长1cm，则弹力为F=×0.2N=4N，所以小球的重力为4N。
【分析】（1）根据力与运动的关系分析小球速度的变化。物体的平衡状态包括：静止状态或匀速直线运动状态。
（2）开始时小球做加速运动，当弹力和重力相等时，合力为零，此时速度最大。据此根据丙图确定对应的位置，弄清此时的高度和弹性绳的原长，然后相减得到伸长的距离，最后根据拉力与伸长成正比计算小球的重力。
18．如图所示，“胜哥”用一根细线拴一块橡皮，甩起来，使橡皮在水平面绕手做匀速圆周运动。橡皮此时处于　 　（选填“平衡”或“非平衡”）状态。若某时刻橡皮受到的所有力突然消失，橡皮由于具有　 　，将　 　（选填“继续做匀速圆周运动”“沿水平方向做匀速直线运动”或“斜向下落下”）。
【答案】非平衡；惯性；沿水平方向做匀速直线运动
【知识点】牛顿第一定律；惯性及其现象；二力平衡的条件及其应用；平衡状态的判断
【解析】【解答】 第1空 ， 橡皮在水平面绕手做匀速圆周运动 ，橡皮的运动方向发上了改变，所以橡皮此时处于非平衡状态。填非平衡
第2空 ， 橡皮受到的所有力突然消失，橡皮由于具有 惯性，要保持此时的运动状态，填 惯性。
第3空 ，橡皮受到的所有力突然消失，橡皮不受外力的做用时，静止状态或匀速直线运动状态。橡皮时运动的，所以要保持匀速直线运动。填 沿水平方向做匀速直线运动
【分析】平衡状态包括静止状态和匀速直线运动状态，匀速圆周运动不是匀速直线运动。一切物体在没有收到力的作用时，物体由于惯性，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
19．“胜哥”利用弹簧做了如下实验。如图甲所示，小球从高处落到竖直固定的弹簧上后又被弹起到原高度。小球从高处开始下落到弹回的整个过程中，他的运动速度随时间变化的图像如图乙所示力（速度为负值时，表明方向与原来的方向相反），图中oa段和cd段为直线。则据此图可知，在ab段，小球所受重力　 　弹力（选填“大于”、“等于”或“小于”），弹力大于重力的时间段为　 　。
【答案】大于；t2~t4
【知识点】力与图象的结合；力的合成与应用
【解析】【解答】1.分析ab段重力与弹力的关系：ab段中小球的速度持续增大，说明小球的运动方向（向下）与合力方向一致，即合力向下。小球受到竖直向下的重力和竖直向上的弹力，因此重力大于弹力。
2.确定弹力大于重力的时间段：
当弹力大于重力时，合力方向向上，小球会做“向下减速”或“向上加速”的运动（速度变化方向与合力方向一致）。
从b点（t2时刻，此时重力等于弹力）到e点（最低点）：小球向下运动但速度减小，合力向上，弹力大于重力；
从e点到c点（t4时刻，此时重力再次等于弹力）：小球向上运动且速度增大，合力向上，弹力大于重力。
因此，弹力大于重力的时间段是t2~t4。
综上答案：(1)第1空：大于；(2)第2空：t2~t4；
【分析】
核心考点：本题核心考查受力分析与速度-时间图像的结合，及合力与物体运动状态的关系，同时涉及弹簧弹力随形变量的变化规律。
涉及知识点：
1. 合力与运动状态：当合力方向与运动方向相同时，物体做加速运动；当合力方向与运动方向相反时，物体做减速运动；
2. 弹簧弹力的变化：弹簧的弹力随形变量的增大而增大，随形变量的减小而减小；
3. 受力分析：小球接触弹簧后，受到重力（恒定）和弹力（变化）的作用，合力由两者的大小关系决定。
解题关键：
1. 结合速度-时间图像的“速度变化趋势”判断合力方向；
2. 根据合力方向，分析重力与弹力的大小关系；
3. 识别弹簧弹力的变化阶段（形变量增大/减小），匹配对应的受力关系与运动状态。
20．“胜哥”有两根等长的轻质细线，每根细线的一端分别悬于同一水平面上的O、O'两点，O、O'相距d 为10cm，细线的另一端分别系在均匀细长物的两个端点A、B处，AB长L为70cm，质量M为4kg.两细线外围套有一直径恰好为d的光滑圆环，系统平衡时圆环与物体AB 的距离h 为 40cm，则圆环的质量为　 　kg.如果在物体AB 的正下方再挂一重物，则h将　 　(填“增大”“减小”或“不变”).
【答案】1 kg；增大
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】如图所示，利用已知条件可求得.AD=30cm，AC=50cm.
（1）因忽略摩擦，细线OC 承受的拉力
细线 AC 承受的拉力在竖直方向上的分力为
则 AC 承受的拉力
细线OC、AC 是同一根细线，则各段承受的拉力相等；
由此可得
（2）在物体AB 的正下方加挂一重物，可等效理解为M增大.因为OC、AC 两段细线承受的拉力始终相等，则
显然，当M增大时，sinθ也增大，即θ角将变大，因此加挂一重物后h将增大。故第1空填：1kg；第2空填：增大。
【分析】考虑对称性，先对圆环受力分析得出受力情况，再根据力的平衡条件和力的合成，结合几何关系，进行求解和判断。
三、实验探究题
21．“胜哥”用如图所示装置探究“二力平衡的条件”，每个钩码质量均为50g。
（1）如图甲所示，“胜哥”同学在左边和右边各挂一个钩码，这时木块保持静止，说明相互平衡的两个力大小　 　，方向　 　。“胜哥”在实验时发现，若如图乙左边挂一个钩码，右边挂两个钩码时，木块仍然保持静止状态。产生这一现象的原因是　 　，这时木块在水平方向受到的力　 　（选填“平衡”或“不平衡”），你判断的依据：　 　。
（2） “胜哥”决定改进实验设计，“胜哥”设计了如图丙所示实验装置，小丽设计了如图丁所示实验装置，你认为　 　（“丙”或“丁”）装置更好，原因是　 　。
（3）如图丁所示装置中，在左边和右边各挂一个钩码后，将小卡片转动一小角度，松手后，小卡片旋转后又恢复原状，这表明相互平衡的两个力需要作用在　 　上。
（4）为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”，如果利用如图丁所示装置进行实验，下一步的操作是　 　。
【答案】相等；相反；木块与桌面间存在摩擦力；平衡；木块仍然保持静止状态；丁；可以避免摩擦力对实验的影响；同一直线上；把卡片从中间剪开，观察两卡片的运动情况
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）第1空，当两边挂相同钩码时木块静止，根据二力平衡条件可知，相互平衡的两个力大小相等；
第2空，此时两个力方向相反，木块才能保持静止。
第3空，左边挂一个钩码，右边挂两个钩码时木块仍静止，是因为木块与桌面间存在摩擦力，摩擦力对实验结果产生了影响。
第4空，木块保持静止状态，说明木块在水平方向受到的力是平衡的。
第5空， 物体处于静止状态时，受到的力是平衡力，这是判断的依据。
（2）第6空，第7空，丁装置中卡片重力很小可忽略不计，且卡片与桌面不接触，能有效减小摩擦力对实验的影响，使实验结果更准确。原因是：可以避免摩擦力对实验的影响。
（3）小卡片转动后又恢复原状，表明相互平衡的两个力需要作用在同一条直线上。
（4）要探究“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”，可将小卡片剪成两半，使两个力作用在两个物体上，观察现象。
故答案为：（1）相等；相反；平衡；木块仍然保持静止状态；（2）丁；可以避免摩擦力对实验的影响；（4）把卡片从中间剪开，观察两卡片的运动情况。
【分析】（1）静止的物体受到平衡力作用，平衡力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一物体上。木块和桌面之间存在摩擦力，摩擦力对实验产生影响。静止的物体和匀速直线运动的物体都处于平衡状态。
（2）滚动摩擦代替滑动摩擦，可以减小摩擦力，使接触面脱离会大大减小摩擦力，尽量减小摩擦力对实验的影响。
（3）小卡片转动后，两个力不在一条直线上，根据实验现象分析判断。
（4）把一个小卡片变成两个小卡片，从中间剪开。
22．“胜哥”组织同学们“探究二力平衡的条件”。
（1）如果物体只受到两个力的作用，且处于静止状态或匀速直线运动状态，说明这两个力是相互平衡的，实验的设计是选择物体处于　 　状态来探究的；
（2）小明提出能否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件？小华认为，若采用小明的方案，必须测出物体所受的拉力和重力的大小来进行比较，分析发现，在小明的方案中，在未知二力平衡条件的前提下，无法测量　 　力的大小，所以这一方案无法实施下去；
（3）为此，两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案，如图乙所示，请你判断出他们改进的先后顺序：　 　（用字母表示），这样的改进是为了减小　 　力对实验的影响；
（4）如图内是最终确认的实验方案，此方案中，可忽略　 　力对实验的影响；
（5）当卡片平衡时，小华将卡片转过一个角度，松手后卡片不能平衡，设计此实验步骤的目的是　 　。
【答案】静止；重；BAC；摩擦；重；探究平衡力是否在同一直线上
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）为了方便实验，实验中需要保持物体处于静止状态。
（2）在小明的方案中，只能根据相互作用的关系直接测出拉力的大小，在未知二力平衡条件的前提下，重力无法直接测量，所以这一方案无法实施下去。
（3）B图为滑动摩擦，A图为滚动摩擦，C图只有滑轮间的摩擦，为了减小摩擦力对实验的影响，他们改进的先后顺序BAC，这样可以减小摩擦对实验的影响。
（4）如图丙，是最终确认的实验方案，此方案中，由于卡片的重力远小于钩码的重力，故重力可以忽略不计。
（5） 当卡片平衡时，小华将卡片转过一个角度，松手后卡片不能平衡，设计此实验步骤的目的是 探究平衡力是否在同一直线上。
综上第1空、静止；第2空、重；第3空、BAC；第4空、摩擦；第5空、重；第6空、探究平衡力是否在同一直线上
【分析】根据二力平衡判识选项
二力平衡实验：所需仪器：砝码，小车（卡片）、铁架台，实验步骤，将铁架台安装，将砝码连接在小车（纸片）上，为了减小自身重力或者摩擦力影响，建议选择纸片作为研究对象，探究受力方向时小华将卡片转过一个角度，松手后卡片不能平衡，探究受力物体是否同一个时，将纸片剪断，探究大小是否相等时，观察砝码的重力大小
23．通过微信公众号“胜哥课程”学习了同一直线上二力的合成知识后，小林想如果作用在物体上的二力不在同一直线上，而是互成一定的夹角，那么合力F的大小与两个分力F1、F2的大小，是否还有F等于F1+F2的关系呢 于是他应用教材中学过的方法，对此进行了探究。
（1）如图所示，橡皮筋原长为AB，通过两个弹簧测力计对橡皮筋施加互成一定夹角的两个力F1和F2，使橡皮筋伸长到C，记录此时F1、F2的大小，撤去力F1和F2后，用一个弹簧测力计对橡皮筋施加一个力F的作用，为了使这个力F的作用效果与那两个力F1、F2的作用效果　 　，应使橡皮筋　 　，记录此时F的大小。
（2）先后两次改变F1和F2的夹角，重复步骤(1)，得到三次突验的数据如下表所示：
实验序号 F1/N F2/N F1和F2的夹角 合力F/N
1 4 5 8.7
2 4 5 8.3
3 4 5 7.8
备注： ＜ ＜
分析实验数据可知，当两个力在不同一直线上时，其合力大小F　 　F1+F2，且在F1、F2大小不变的情况下，合力F的大小随着F1与F2夹角的增大而　 　。
【答案】（1）相同；仍然伸长到C
（2）不等于；减小
【知识点】平衡状态的判断；探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）探究合力F与分力F1、F2的大小关系，需要使合力F与分力F1、F2的作用效果相同，因此当两个互成角度的力作用在橡皮筋上时，橡皮筋伸长到C；当撤去这两个力后，用一个力作用在弹簧测力计时，橡皮筋仍然伸长到C处时，说明合力F与分力F1、F2的作用效果相同。
（2）通过表中数据可以计算出，三次实验中，F1+F2＝9N，而合力分别为8.7N、8.3N、7.8N，显然F1+F2不等于F，合力随着角度的增大合力减小。
故答案为：（1）相同，仍然伸长到C；（2）不等于，减小。
【分析】（1）当作用在物体上的一个力的作用效果与作用在物体上两个力的作用效果相同时，那么这个力就是另外两个力的合力，橡皮特筋伸长相同长度，即为作用效果相同；
（2）根据表中数据可以得出合力大小与分力的关系，并且分析找出当二力的角度增大时，合力在减小。
四、计算题
24． “胜哥”准备利用弹簧测力计制成一杆简单实用的液体密度秤，如图，已知秤钩下的容器重，容积，在容器中加满待测液体就可以直接“称”出该液体的密度。（水的密度为 ）问
（1）密度为“0”的刻度应标在弹簧测力计哪个刻度上？
（2）水的密度应标在弹簧测力计刻度上？
（3）此“密度秤”的测量范围？
【答案】（1）解：在容器中不加液体时容器重，液体的密度为0，自重也为0，故密度为“0”的刻度应标在弹簧测力计的0.4刻线处。
（2）容器中加满水时水的重力
弹簧测力计读数
水的密度应标在弹簧测力计1.4N刻度上。
（3）当弹簧测力的读数为5N时，所对应的密度最大，此时容器中液体的重力
此液体的密度
测力计5N处对应的密度为，此“密度秤”的测量范围为。
【知识点】重力及其大小的计算；二力平衡的条件及其应用；平衡力的辨别
【解析】【分析】（1）在容器中不加液体时容器重，液体的密度为0，自重也为0，密度为“0”的刻度应标在弹簧测力计的0.4刻线处。
（2）利用公式计算出容器中加满水时水的重力；利用公式计算出弹簧测力计读数。
（3）当弹簧测力的读数为5N时，所对应的密度最大，利用公式计算出此时容器中液体的重力；利用公式计算出此液体的密度。
25．如图所示，“胜哥”在轻细线的下端悬挂一个质量为m的物体，若用力 F拉物体，使细线偏离竖直方向的夹角为α角，且保持α角不变，求拉力F的最小值.
【答案】解：以m物体为研究对象，细线的张力T和对m的拉力F的合力F'，与物体A的重力等大反向，由于绳的张力的方向不变，根据力的矢量三角形，可以看出，当F垂直于张力时，F取最小值，则
因故
【知识点】力与图象的结合
【解析】【分析】对物体受力分析，根据共点力平衡，计算拉力的大小。
五、综合题
26． 读资料，回答问题。
2021年10月16日，神舟十三号载人飞船与长征二号遥十三运载火箭捆绑发射成功，在点火发射约后，火箭将飞船顺利送入高的预定轨道，翟志刚、王亚平、叶光富三名宇航员将进行为期六个月的在轨生活和实验，并于2021年12月9日“天宫课堂”正式开讲，宇航员们现场给同学们演示讲述了许多有趣的太空实验和太空现象。其中在王亚平展示的水球实验中，我们能够看到，透过水球可以观察到航天员的倒立人像；北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”也亮相太空课堂，当起了“助教”。如图所示，王亚平将可爱的“冰墩墩”吉祥物抛出，它并没有像在地面上一样掉落，而是沿着直线“飞”了出去。2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功。
（1）当宇航员用力拧被水浸湿的棉布时，　 　请选填序号：：水将下落；：水离开棉布后，悬浮在空中；：水在棉布和手的表面形成一层水膜；
（2）航天员在完全失重的太空轨道舱中，不能正常进行的实验是____ 。
A．用天平测量质量
B．用刻度尺测量长度
C．用弹簧测力计测量拉力
（3）“太空抛物”实验中，抛出的冰墩墩做　 　 运动。
（4）飞船返回舱在返回地面时打开了降落伞，假如降落伞在某一时刻匀速下落，请问该时刻返回舱的重力和降落伞受到的阻力　 　 一对平衡力。选填：“是”或“不是”
（5）如图丁是返回舱着陆时的现象，舱体一片焦黑，主要是因为返回舱经过大气层时，与大气摩擦温度急剧升高，返回舱距离地面时，返回舱底部探测仪指挥飞船上缓冲发动机点火，喷射的“燃气”的运动方向应与返回舱前进的方向　 　选填“相同”或“相反”。
【答案】（1）c
（2）A
（3）匀速直线
（4）不是
（5）相同
【知识点】力作用的相互性；平衡力的辨别；力与运动的关系
【解析】【解答】
(1)、由题中信息“王亚平将可爱的“冰墩墩”吉祥物抛出，它并没有像在地面上一样掉落，而是沿着直线“飞”了出去。”可知飞船中的物体并不会像在地球表面的物体一样，在重力作用下始终会落下地面。飞船中的物体就像不受重力一样，这叫完全失重现象。当宇航员用力拧被水浸湿的棉布时水不会下落，也不会离开棉布，而是在棉布和手的表面形成一层水膜，c正确。
故选c；
(2)、航天员在完全失重的太空轨道舱中，不能正常进行与重力相关的实验。
A：用天平测量质量原理是物体重力和弹簧的拉力是平衡力，所以不能在飞船中完成，A符合题意； B：用刻度尺测量长度，与重力无关，能在飞船中完成，B不符合题意； C：用弹簧测力计测量拉力，与重力无关，能在飞船中完成，C不符合题意；
故选A。
(3)、“太空抛物”实验中，抛出的冰墩墩做匀速直线运动。
(4)、返回舱的重力和降落伞受到的阻力不是作用在同一物体上，不是一对平衡力。
(5)、返回舱着陆时喷射的“燃气”的运动方向应与返回舱前进的方向相同，喷出的燃气和空气相互作用，空气对返回舱施加一个与运动方向相反的作用力，从而让返回舱速度减小，安全着陆。
【分析】
(1)、飞船中的物体处于完全失重现象，就像不受重力一样。
(2)、航天员在完全失重的太空轨道舱中，不能正常进行与重力相关的实验。
(3)、“太空抛物”实验中，抛出的冰墩墩有初速度，处于完全失重，所以做匀速直线运动。
(4)、返回舱的重力和降落伞受到的阻力不是作用在同一物体上，平衡力必须同时满足以下条件：大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一物体上。
(5)、返回舱着陆时喷射的“燃气”的运动方向应与返回舱前进的方向相同，喷出的燃气对空气施加一个推力，同时空气对返回舱施加一个与运动方向相反的作用力，从而让返回舱速度减小，安全着陆。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）

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