资源简介 专题培优10二力平衡与实验探究考点一、平衡力与相互作用力概念与区别考点二、二力平衡的应用(受力分析,较难)考点三、二力平衡的条件(实验探究)考点一、平衡力与相互作用力概念与区别1.一个物体在三要素完全相同的两个力的作用下,则物体将()A.一定做匀速直线运动B.一定静止状态C.不可能做匀速直线运动D.无法判断2.如图所示,P、Q两物体分别放在同一桌面上,分别在FP=5N、FQ=3N的水平拉力作用下做匀速直线运动,可以确定( )A.物体P的速度一定大于物体Q的速度B.若mP=mQ,则物体P一定比物体Q粗糙C.物体P受到的摩擦力可能等于物体Q受到的摩擦力D.物体Q对桌面的压力一定大于物体P对桌面的压力3.对于放在水平桌面上的书,下述几对力中属于相互作用力的是()A.书对桌面的压力与书所受的重力B.书对桌面的压力加上书的重力与桌面对书的支持力C.书所受的重力与桌面对书的支持力D.书对桌面的压力与桌面对书的支持力4.一只手握住甲、乙两个核桃,逐渐增大握力,发现甲核桃碎裂时乙核桃完好。下列有关两核桃相互挤压时的说法正确的是( )A.两核桃相接触部位受到的压强相等B.甲对乙的作用力小于乙对甲的作用力C.甲对乙的作用力没有使乙核桃发生形变D.甲对乙的作用力与乙对甲的作用力是一对平衡力5.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()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.指尖陀螺是目前很流行的一种玩具,该玩具中间是轴承,轴承内有滚珠,边上有三个用密度较大的金属制作的飞叶,拨动飞叶后,飞叶可以绕轴在指尖上长时间转动(如图)。下列分析错误的是()A.飞叶转速变慢,惯性不变B.轴承内有滚珠,利于减小摩擦C.飞叶被拨动后旋转是因为力能改变物体的运动状态D.陀螺对指尖的压力和指尖对陀螺的支持力是一对平衡力7.如图所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,由静止开始释放小球,不计空气阻力,小球可在A、F、B三点间来回摆动,A和B是最高点,F是最低点。下列说法正确的是( )A.当小球到达B点时受平衡力B.小球到达最低点F时撤去一切外力,由于惯性,它将保持原来的圆周运动C.当小球到达最高点A时撤去一切外力,它将做匀速直线运动D.当小球摆动到B点时,细线恰好断开,则小球将沿BE方向运动8.如图所示,长方体木块M放在水平桌面上,木块m放在木块M上面,在水平拉力F的作用下一起向右做匀速直线运动,在突然撤去水平拉力F的情况下,下列判断正确的是( )A.木块m将向左倾倒B.木块m受到方向向右的摩擦力C.木块m对木块M的摩擦力方向向右D.木块M受到的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力9.中央电视台《是真的吗》某期节目中,有这样一个实验:将一根绳子穿过内壁和端口光滑的空心圆筒,绳子上端系一个金属球,下端与装有皮球的网袋连接。转动空心圆筒,使金属球转动(如图)。随着转速加大,网袋由静止开始向上运动。下列判断正确的是( )A.网袋静止时,它受到的总重力与它对绳子的拉力是一对平衡力B.金属球转动过程中,它受到的重力与绳子对它的拉力是一对平衡力C.金属球转动过程中,运动状态不变D.实验表明,改变物体的运动状态需要力10.如图所示,A、B、C三个石块叠在一起处于静止状态,下列说法正确的是( )A.石块B所受A的压力和C的支持力大小相等,方向相反B.石块B受到石块A的重力和压力的作用C.石块B受到的重力和石块C对石块B的支持力是一对平衡力D.石块B对石块C的压力和石块C对石块B的支持力是一对相互作用力11.如图所示,甲、乙两个物体在水平桌面上处于静止状态,下列关于它们受力的说法正确的是( )A.甲对乙的压力与桌面对乙的支持力是一对相互作用力B.乙物体受到甲、乙两物体的重力和桌面的支持力C.乙物体受到的重力与桌面的支持力是一对平衡力D.乙物体受到重力、甲物体的压力和桌面的支持力12.如图所示,将小车放在水平桌面上,用轻绳跨过定滑轮与钩码相连,在轻绳的拉力作用下沿桌面做匀速运动。若突然剪断轻绳,则下列关于小车的叙述正确的是( )A.小车将运动得越来越慢B.小车对桌面的压力和桌面对小车的支持力是一对平衡力C.小车将继续向前匀速运动D.受到的摩擦力将越来越大考点二、二力平衡的应用(受力分析,较难)1.小丽同学通过探究学习,思考了一个问题:当自己荡秋千运动到右端最高点时,如果自己受到的力全部消失,自己将会处于怎样的运动状态呢?她作出了以下猜想(如图所示),你认为其中正确的是(图中的黑点表示小丽同学)( )2.如图所示,一个重10牛的物体在10牛竖直向上的拉力作用下做匀速直线运动。小红说:因为物体做匀速直线运动,且物体仅受重力和拉力的作用,所以重力和拉力是一对平衡力。小明说:因为同一物体受到的重力和拉力大小相等、方向相反、并且作用在同一条直线上,所以重力和拉力是一对平衡力。则两人的说法()A.都正确B.只有小明正确C.只有小红正确D.都不正确3.如图所示,A、B两物体的重力分别为30牛、40牛,A用细绳悬挂在顶板上,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20牛,那么绳对物体A的拉力()A.可能是10牛B.一定是70牛C.一定是50牛D.可能是90牛4.如图所示在“探究二力平衡的条件”时,选质量为10g的卡片作为研究对象,在线的两端分别挂上等质量的重物,对卡片施加两个拉力,为探究两个力满足什么条件才能平衡,则所挂重物质量合适是( )A.5gB.10gC.200gD.任意质量均可5.如图所示,两个完全相同的条形磁铁A和B,质量均为m,将它们竖直放在水平地面上,用弹簧测力计通过一根细线竖直向上拉磁铁A,若弹簧测力计读数为mg,则B对A的支持力F1以及水平地面对B的支持力F2分别为( )A.F1=0,F2=mgB.F1=mg,F2=0C.F1>0,F2D.F1>0,F2=mg6.氢气球下吊一小重物G在空气中做匀速直线运动,若不计空气阻力和风的影响,而小重物G恰能沿MN方向斜向上升,下图中气球和重物G在运动中所处的位置正确的是( )A B C D7.起重机的钢绳吊着5×103牛的重物,先以0.5米/秒的速度匀速上升,后静止在空中,再以1米/秒的速度匀速下降,在这三个运动状态下,钢绳对重物的拉力分别为F1、F2、F3,则F1F2F3(均填“>”“<”或“=”)。8.如图所示,是甲、乙两组拔河比赛的场景,当甲、乙两队处于僵持状态(静止状态)时,若甲队所用拉力为1200牛,则乙队所用的拉力是牛,方向是。 甲 乙9.某科学兴趣小组为了探究拔河比赛取胜的“秘密”,做了如图所示的实验。第一次(如图1),甲、乙两人站在地上分别用100N的拉力,结果两人正好处于相持状态,则弹簧秤的读数为____N;第二次(如图2),甲站在一平板小车上,乙站在地面上,两人仍用100牛顿的拉力拉绳,甲同学被乙同学匀速向右拉动,则此时弹簧秤的读数_____(选填“大于”、“小于”或“等于”)100牛,(整个过程中不计绳及弹簧秤的自重)。考点三、实验探究二力平衡的条件1.研究二力平衡的条件时,小明用剪刀将图中静止的薄塑料片从中间剪断,他要研究的是这两个力是否( )A.作用在同一直线上B.方向相反C.作用在同一物体上D.大小相等2.在“探究二力平衡的条件”实验中,小明选择了如图的装置,把小卡片两端细线绕过滑轮,并挂上钩码。(1)实验中选择小卡片的目的是因为可以(填“考虑”或“不考虑”)小卡片的重力;(2)探究两个力大小关系时,应该观察细线两端所挂钩码的个数,得出结论:二力平衡两个力大小,方向;(3)为了探究两个平衡力是否在同一条直线上,进行如下操作:(填“挤压”“翻转”或“旋转”)小卡片,松手后观察小卡片是否平衡。3.在探究“二力平衡的条件”的实验中,某同学采用的实验装置如图所示:实验时,小明发现当向左盘和右盘同时加入一个相等质量的砝码时,木块处于静止状态。此时木块在水平方向受到两个力的作用,这些力是___的。小明再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是____,这时木块在水平方向受到的力____(选填“平衡”或“不平衡”)。要避免这种现象产生,请你对该实验装置提出改进意见:____。4.如图甲所示,是小慧同学探究二力平衡条件时的实验情景:(1)小慧将系于小卡片(重力可忽略不计)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上两个拉力的方向相反,并通过改变________来改变拉力的大小;(2)当小卡片平衡时,小慧将小卡片在竖直平面内转过一个角度,松手后小卡片_______(填“能”或“不能”)平衡;(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小慧下一步的操作是:________________________;(4)在探究同一问题时,小宇将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小慧的实验优于小宇的实验,其主要原因是________。A.减小了摩擦力对实验结果的影响B.小卡片是比较容易获取的材料C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡D.小卡片容易扭转专题培优10二力平衡与实验探究考点一、平衡力与相互作用力概念与区别考点二、二力平衡的应用(受力分析,较难)考点三、二力平衡的条件(实验探究)考点一、平衡力与相互作用力概念与区别1.一个物体在三要素完全相同的两个力的作用下,则物体将(C)A.一定做匀速直线运动B.一定静止状态C.不可能做匀速直线运动D.无法判断2.如图所示,P、Q两物体分别放在同一桌面上,分别在FP=5N、FQ=3N的水平拉力作用下做匀速直线运动,可以确定( B )A.物体P的速度一定大于物体Q的速度B.若mP=mQ,则物体P一定比物体Q粗糙C.物体P受到的摩擦力可能等于物体Q受到的摩擦力D.物体Q对桌面的压力一定大于物体P对桌面的压力3.对于放在水平桌面上的书,下述几对力中属于相互作用力的是(D)A.书对桌面的压力与书所受的重力B.书对桌面的压力加上书的重力与桌面对书的支持力C.书所受的重力与桌面对书的支持力D.书对桌面的压力与桌面对书的支持力4.一只手握住甲、乙两个核桃,逐渐增大握力,发现甲核桃碎裂时乙核桃完好。下列有关两核桃相互挤压时的说法正确的是( A )A.两核桃相接触部位受到的压强相等B.甲对乙的作用力小于乙对甲的作用力C.甲对乙的作用力没有使乙核桃发生形变D.甲对乙的作用力与乙对甲的作用力是一对平衡力5.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(A)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.指尖陀螺是目前很流行的一种玩具,该玩具中间是轴承,轴承内有滚珠,边上有三个用密度较大的金属制作的飞叶,拨动飞叶后,飞叶可以绕轴在指尖上长时间转动(如图)。下列分析错误的是(D)A.飞叶转速变慢,惯性不变B.轴承内有滚珠,利于减小摩擦C.飞叶被拨动后旋转是因为力能改变物体的运动状态D.陀螺对指尖的压力和指尖对陀螺的支持力是一对平衡力7.如图所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,由静止开始释放小球,不计空气阻力,小球可在A、F、B三点间来回摆动,A和B是最高点,F是最低点。下列说法正确的是( D )A.当小球到达B点时受平衡力B.小球到达最低点F时撤去一切外力,由于惯性,它将保持原来的圆周运动C.当小球到达最高点A时撤去一切外力,它将做匀速直线运动D.当小球摆动到B点时,细线恰好断开,则小球将沿BE方向运动8.如图所示,长方体木块M放在水平桌面上,木块m放在木块M上面,在水平拉力F的作用下一起向右做匀速直线运动,在突然撤去水平拉力F的情况下,下列判断正确的是( C )A.木块m将向左倾倒B.木块m受到方向向右的摩擦力C.木块m对木块M的摩擦力方向向右D.木块M受到的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力9.中央电视台《是真的吗》某期节目中,有这样一个实验:将一根绳子穿过内壁和端口光滑的空心圆筒,绳子上端系一个金属球,下端与装有皮球的网袋连接。转动空心圆筒,使金属球转动(如图)。随着转速加大,网袋由静止开始向上运动。下列判断正确的是( D )A.网袋静止时,它受到的总重力与它对绳子的拉力是一对平衡力B.金属球转动过程中,它受到的重力与绳子对它的拉力是一对平衡力C.金属球转动过程中,运动状态不变D.实验表明,改变物体的运动状态需要力10.如图所示,A、B、C三个石块叠在一起处于静止状态,下列说法正确的是( D )A.石块B所受A的压力和C的支持力大小相等,方向相反B.石块B受到石块A的重力和压力的作用C.石块B受到的重力和石块C对石块B的支持力是一对平衡力D.石块B对石块C的压力和石块C对石块B的支持力是一对相互作用力11.如图所示,甲、乙两个物体在水平桌面上处于静止状态,下列关于它们受力的说法正确的是( D ) A.甲对乙的压力与桌面对乙的支持力是一对相互作用力B.乙物体受到甲、乙两物体的重力和桌面的支持力C.乙物体受到的重力与桌面的支持力是一对平衡力D.乙物体受到重力、甲物体的压力和桌面的支持力【解析】甲对乙压力的大小等于甲重力的大小,桌面对乙支持力的大小等于甲乙的重力和,因此二力不是相互作用力,故A错误;因为乙处于静止状态,因此乙物体受甲的压力、重力和桌面的支持力,故B错误,D正确;乙物体受到的重力与桌面的支持力,二力大小不相等,因此不是平衡力,故C错误。12.如图所示,将小车放在水平桌面上,用轻绳跨过定滑轮与钩码相连,在轻绳的拉力作用下沿桌面做匀速运动。若突然剪断轻绳,则下列关于小车的叙述正确的是( A )A.小车将运动得越来越慢B.小车对桌面的压力和桌面对小车的支持力是一对平衡力C.小车将继续向前匀速运动D.受到的摩擦力将越来越大【解析】由小车沿桌面做匀速运动知道,小车受到的力是平衡力,即竖直方向上重力和支持力是平衡力,水平方向上拉力和摩擦力是平衡力。若突然剪断轻绳,拉力消失,在水平方向上小车只受向左的摩擦力,由于摩擦力方向与小车的运动方向相反,所以小车做减速运动,速度越来越慢。影响摩擦力的因素是压力大小和接触面的粗糙程度,当突然剪断轻绳时,小车对接触面的压力与接触面的粗糙程度都不变,所以受到的摩擦力大小不变。考点二、二力平衡的应用(受力分析,较难)1.小丽同学通过探究学习,思考了一个问题:当自己荡秋千运动到右端最高点时,如果自己受到的力全部消失,自己将会处于怎样的运动状态呢?她作出了以下猜想(如图所示),你认为其中正确的是(图中的黑点表示小丽同学)( A )2.如图所示,一个重10牛的物体在10牛竖直向上的拉力作用下做匀速直线运动。小红说:因为物体做匀速直线运动,且物体仅受重力和拉力的作用,所以重力和拉力是一对平衡力。小明说:因为同一物体受到的重力和拉力大小相等、方向相反、并且作用在同一条直线上,所以重力和拉力是一对平衡力。则两人的说法(A)A.都正确B.只有小明正确C.只有小红正确D.都不正确3.如图所示,A、B两物体的重力分别为30牛、40牛,A用细绳悬挂在顶板上,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20牛,那么绳对物体A的拉力(A)A.可能是10牛B.一定是70牛C.一定是50牛D.可能是90牛4.如图所示在“探究二力平衡的条件”时,选质量为10g的卡片作为研究对象,在线的两端分别挂上等质量的重物,对卡片施加两个拉力,为探究两个力满足什么条件才能平衡,则所挂重物质量合适是( C )A.5gB.10gC.200gD.任意质量均可5.如图所示,两个完全相同的条形磁铁A和B,质量均为m,将它们竖直放在水平地面上,用弹簧测力计通过一根细线竖直向上拉磁铁A,若弹簧测力计读数为mg,则B对A的支持力F1以及水平地面对B的支持力F2分别为( )A.F1=0,F2=mgB.F1=mg,F2=0C.F1>0,F2D.F1>0,F2=mg【解析】磁铁A受到向下的重力、向上的拉力、B对A向下的引力和B对A向上的支持力,这四个力平衡,因为拉力和重力大小相等,所以B对A向下的引力和B对A向上的支持力相等,所以F1>0,但不一定等于mg。把磁铁A和B当成一个整体,这个整体的重力等于2mg,向上的拉力为mg,还有地面对整体向上的支持力,根据这三个力平衡,所以水平地面对B的支持力F2的大小等于mg。6.氢气球下吊一小重物G在空气中做匀速直线运动,若不计空气阻力和风的影响,而小重物G恰能沿MN方向斜向上升,下图中气球和重物G在运动中所处的位置正确的是( D )A B C D7.起重机的钢绳吊着5×103牛的重物,先以0.5米/秒的速度匀速上升,后静止在空中,再以1米/秒的速度匀速下降,在这三个运动状态下,钢绳对重物的拉力分别为F1、F2、F3,则F1=F2=F3(均填“>”“<”或“=”)。8.如图所示,是甲、乙两组拔河比赛的场景,当甲、乙两队处于僵持状态(静止状态)时,若甲队所用拉力为1200牛,则乙队所用的拉力是1200牛,方向是水平向右。 甲 乙9.某科学兴趣小组为了探究拔河比赛取胜的“秘密”,做了如图所示的实验。第一次(如图1),甲、乙两人站在地上分别用100N的拉力,结果两人正好处于相持状态,则弹簧秤的读数为__100___N;第二次(如图2),甲站在一平板小车上,乙站在地面上,两人仍用100牛顿的拉力拉绳,甲同学被乙同学匀速向右拉动,则此时弹簧秤的读数__等于___(选填“大于”、“小于”或“等于”)100牛,(整个过程中不计绳及弹簧秤的自重)。考点三、实验探究二力平衡的条件1.研究二力平衡的条件时,小明用剪刀将图中静止的薄塑料片从中间剪断,他要研究的是这两个力是否( C )A.作用在同一直线上B.方向相反C.作用在同一物体上D.大小相等2.在“探究二力平衡的条件”实验中,小明选择了如图的装置,把小卡片两端细线绕过滑轮,并挂上钩码。(1)实验中选择小卡片的目的是因为可以不考虑(填“考虑”或“不考虑”)小卡片的重力;(2)探究两个力大小关系时,应该观察细线两端所挂钩码的个数,得出结论:二力平衡两个力大小相等,方向相反;(3)为了探究两个平衡力是否在同一条直线上,进行如下操作:旋转(填“挤压”“翻转”或“旋转”)小卡片,松手后观察小卡片是否平衡。3.在探究“二力平衡的条件”的实验中,某同学采用的实验装置如图所示:实验时,小明发现当向左盘和右盘同时加入一个相等质量的砝码时,木块处于静止状态。此时木块在水平方向受到两个力的作用,这些力是__平衡__的。小明再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是__木块受到向左的摩擦力__,这时木块在水平方向受到的力__平衡__(选填“平衡”或“不平衡”)。要避免这种现象产生,请你对该实验装置提出改进意见:__将木块换成小车,以减小摩擦__。4.如图甲所示,是小慧同学探究二力平衡条件时的实验情景:(1)小慧将系于小卡片(重力可忽略不计)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上两个拉力的方向相反,并通过改变________来改变拉力的大小;(2)当小卡片平衡时,小慧将小卡片在竖直平面内转过一个角度,松手后小卡片_______(填“能”或“不能”)平衡;(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小慧下一步的操作是:________________________;(4)在探究同一问题时,小宇将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小慧的实验优于小宇的实验,其主要原因是________。A.减小了摩擦力对实验结果的影响B.小卡片是比较容易获取的材料C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡D.小卡片容易扭转【答案】(1)钩码个数(2)不能(3)用剪刀将卡片剪成两半(4)A【解析】(1)小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力的作用,通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,拉力的大小等于钩码的重力,钩码的数量越多,拉力就越大;(2)小卡片转过一个角度,小卡片两端的拉力就不在同一条直线上,卡片就会转动,说明了不在同一直线上的两个力不能平衡;(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,应该用剪刀把小卡片剪成两个更小的卡片,观察两个更小卡片是否平衡;(4)小慧实验用的小卡片重力小,悬在空中时绳子与滑轮间的摩擦力较小;小宇实验用的木块放在水平桌面上,木块和桌面之间的摩擦力较大,摩擦力对实验结果的影响较大;所以,小慧的实验优于小宇的实验,其主要原因是减小了摩擦力对实验结果的影响。专题培优10二力平衡与实验探究考点一、平衡力与相互作用力概念与区别定义:一个物体在两个力的作用下,如果保持静止或匀速直线运动状态,就说明这两个力是平衡的,或者说物体处于二力平衡状态。条件:作用在一物体上的两个力,必须大小相等、方向相反,并作用在同一条直线上。判断:①物体在两个力作用下保持静止状态或匀速直线运动状态;②两个力同时满足二力平衡的四个条件。注意:平衡力与相互作用力区分时,应注意平衡力作用在一个物体上,而相互作用力作用在两个不同的物体上。考点二、二力平衡的应用(受力分析,较难)应用二力平衡条件解释有关问题时,首先要确定物体是否平衡且受到两个力(物体处于静止或匀速直线运动状态),其次再利用二力平衡条件,根据已知的一个力的三要素去推知另一个力的三要素。(1)当物体处于平衡状态时,可依据二力平衡,用已知的力去推断未知力的大小和方向。也可以根据两个力是平衡力推断出物体一定处于平衡状态,保持原来运动状态不变。(2)当物体运动状态改变时,物体一定受到力的作用作用,反之当物体受到非平衡力作用时,运动状态一定发生改变。考点三、二力平衡的条件(实验探究)二力平衡的条件:同时作用在一个物体上的两个力,大小相等,方向相反,并且作用在同一条直线上。(1)探究平衡的两个力是否在同一直线上,必须保持研究物两端所受力相同,扭转研究物的角度,判断物体是否处于平衡状态。(2)探究平衡的两个力是否大小相同,必须保持两个力在同一直线上,且两端托盘里的砝码质量不相等或两端钩码的数目不相同,判断物体是否处于平衡状态。 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