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/类型一:力的合成
?考点说明:求同一直线上的合力
【易】1.下列关于同一直线上两个力与它的合力大小的说法中,正确的是( )
A.合力的大小等于两个力的大小相加
B.两个力的合力一定大于其中任何一个力
C.两个力的合力不可能小于两力之差
D.两个力的合力不可能大于两力之和
【答案】CD
【解析】解:A、因为同一直线、反方向二力的合力大小等于二力之差,所以A错误;
B、因为同一直线、反方向二力的合力大小等于二力之差,因此合力大小不一定大于其中任何一个力,所以B错误;
C、当两个力的方向相反时,合力大小最小,方向跟较大的那个力的方向相同,即F=F1+F2,故合力大小不可能小于两力之差,所以C正确;
D、同一直线的两个力的合力,当方向相同时,合力最大,方向与这两个力的方向相同,即F=F1-F2,故合力大小不可能大于两力之和,所以D正确。
【易】2.同一直线上的两个力的合力为1000N,其中一个力的大小为400N,则另一个力的大小( )
A.一定是600N B.可能等于600N
C.可能等于1400N D.可能大于1400N
【答案】BC
【解析】解:由题意知,两分力在同一直线上,其中F1=400N,F合=1000N。
当两力方向相同时,F合=F1+F2,F2=F合-F1=1000N-400N=600N;
当两力方向相反时,F合=F2-F1,F2=F合+F1=1000N+400N=1400N,
则另一个力大小可能是600N,也可能是1400N。
【中】3.某同学探究同一直线上二力的合成,合力的大小与二个分力大小、合力的方向与二个分力方向之间的关系。于是,他利用橡皮{o、弹簧测力计进行了实验研究。橡皮{o的原长为AB,A点固定。在F=4N的拉力作用下将橡皮{o从B点拉伸到C点,如图(a)所示;换用二个弹簧测力计,同时作用在橡皮筋的B点,保持二个弹簧测力计用力的方向不变(与拉力F的方向相同),两个拉力的大小分别为F1和F2,这时,也能使橡皮{o伸长同样的长度(BD=BC),如图(b)所示;保持二个弹簧测力计拉力的方向不变,三次改变拉力的大小使橡皮{o伸长同样的长度,测力计的示数记录在表一中。接着,使F1和F2沿相反方向同时拉橡皮筋的B点,三次改变拉力的大小使橡皮{o伸长同样的长度(橡皮筋的长度与前面实验相同),弹簧测力计的示数记录在表二中。
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表一:
实验序号
拉力F1(N)
拉力F2(N)
拉力F(N)
(F1+F2)(N)
1
3
1
4
4
2
2
2
4
4
3
1
3
4
4
表二:
实验序号
拉力F1(N)
拉力F2(N)
拉力F(N)
(F1-F2)(N)
1
5
1
4
4
2
6
2
4
4
3
7
3
4
4
(1)实验时,将橡皮筋拉伸相同的长度,目的是使两次的力的______相同。
(2)根据表一中的实验数据,比较F和F1、F2的大小、方向之间的关系,归纳得出:同一直线上方向相同的两个力,合力的大小等于这两个力的______,方向跟这两个力的方向______。
(3)根据表二中的实验数据,比较F和F1、F2的大小方向之间的关系,归纳得出:同一直线上方向相反的两个力,合力的大小等于这两个力的______,方向跟较大的力的方向______。
(4)实验过程中应用的科学方法为______。(填“控制变量法”或“等效法”)
【答案】(1)作用效果;(2)二力之和;与二力方向相同;(3)二力之差,相同;(4)等效法。
【解析】解:(1)实验时,将橡皮筋拉伸相同的长度,目的是使两次的力的作用效果相同;
(2)据表一中的实验数据,比较F和F1、F2的大小方向之间的关系,归纳得出:同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于二力之和,合力方向与二力方向相同;
(3)根据表二中的实验数据,比较F和F1、F2的大小方向之间的关系,归纳得出:同一直线上方向相反的二个力的合力大小等于二力之差,合力的方向与较大的力的方向相同;
(4)实验过程中应用的科学方法为等效替代法。
/类型二:二力平衡的概念
?考点说明:对二力平衡概念的理解
【易】1.关于平衡力,下列说法正确的是( )
A.物体只有在静止时受到的力才是平衡力
B.作用在一条直线上的两个力,大小相等,这两个力一定是平衡力
C.物体受到的拉力和重力大小相等,这两个力一定是平衡力
D.物体在平衡力的作用下,处于静止状态或匀速直线运动状态
【答案】D
【解析】解:A、物体在平衡力的作用下,也可能保持匀速直线运动状态,所以A错误;
B、作用在一条直线上的两个力,大小相等,这两个力不一定是平衡力,不符合平衡力的条件,所以B错误;
C、物体受到的拉力和重力大小相等,不满足是否同物、是否方向相反、是否共线,所以C错误;
D、物体在平衡力的作用下,处于静止状态或匀速直线运动状态,所以D正确。
【易】2.我们说两个力是平衡力,则这两个力满足的条件( )
A.方向相同
B.作用点相同
C.三要素都相同
D.大小相等、方向相反,并作用在同一个物体上
【答案】D
【解析】解:二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在一条直线上。
【易】3.如图所示的装置处于静止,细绳和弹簧测力计的质量忽略不计,不考虑细绳与滑轮之间的摩擦,两端挂的重物各为10N,则弹簧测力计的示数和小车受到的合力分别为( )
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A.10N,20N B.10N,10N C.10N,0N D.20N,10N
【答案】C
【解析】解:细绳和弹簧测力计的质量忽略不计,不考虑细绳与滑轮之间的摩擦,小车在水平方向上受到了两个力的作用,向左的拉力10N(拉力的大小等于左端物体的重力),向右的拉力为10N,两个力的大小相等,方向相反,合力的大小等于两力之差为0N;
弹簧测力计受到了相反方向的两个力的作用,弹簧测力计的示数等于其中一个力的大小,为10N。
【易】4.在如图所示的情况中,满足二力平衡条件的是( )?
A./ B./
C./ D./
【答案】A
【解析】解:A、两个力作用在同一直线上、大小相等、方向相反、作用在同一物体上,是一对平衡力;
B、两个力不在同一直线上,不是平衡力;
C、两个力的大小不相等,不是平衡力;
D、两个力不在同一物体上,不是平衡力。
【易】5.关于二力平衡,正确的是( )
A.只要两个力大小相等,方向相反,这两个力就相互平衡
B.只要两个力方向相反且在一条直线上,这两个力就相互平衡
C.只要两个力相等,方向相反,作用在同一条直线上,这两个力就相互平衡
D.作用在同一个物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在一条直线上,这两个力就相互平衡
【答案】D
【解析】解:如果二力平衡,那么这两个力必须是作用在同一个物体上,大小相等、方向相反、在同一条直线上;四个条件缺一不可。
分析各选项可知ABC错误,D正确。
【中】6.一个物体只受到两个力的作用,这两个力的三要素完全相同,这两个力( )
A.肯定是平衡力 B.肯定不是平衡力
C.一定是重力和支持力 D.一定是拉力和摩擦力
【答案】B
【解析】解:一个物体所受两个力的三要素相同,则它们的大小相等、方向相同、作用点相同,所以不是一对平衡力,故A错误,B正确;物体所受重力与支持力的方向不同,故它们的三要素不同,不符合题意,故C错误;物体所受的拉力与摩擦力方向相反,拉力与摩擦力的三要素不同,不符合题意,故D错误。
【中】7.下列情况中,不属于二力平衡的是( )
A.人站在匀速下降的电梯里 B.正在空中匀速飞行的直升飞机
C.跳伞运动员落地前加速向下运动 D.汽车在高速公路上匀速行驶
【答案】C
【解析】解:ABD、人站在匀速下降的电梯里、正在空中匀速飞行的直升飞机以及汽车在高速公路上匀速行驶,都做匀速直线运动状态,因此受平衡力作用,不符合题意;
C、跳伞运动员落地前加速向下运动,由于运动员加速下落,所以运动员受非平衡力作用,符合题意。
【难】8.手握油瓶,油瓶不从手中滑落。下列分析和解答中正确的是( )
A.手对瓶的压力和重力平衡 B.手对瓶的摩擦力和瓶子重力平衡
C.瓶子重力小于手对瓶的摩擦力 D.手对瓶子的压力大于瓶的重力
【答案】B
【解析】解:油瓶不滑落,表明油瓶处于静止状态,说明油瓶受的是一对平衡力。
由题意知:油瓶一共受到三个力的作用:重力、手和瓶之间的摩擦力、手对瓶的握力。重力的方向总是竖直向下,根据二力平衡条件可知,与重力平衡的是摩擦力,因为摩擦力的方向与油瓶相对向下的趋势方向相反,而握力的方向与重力方向是垂直的,且不在一条直线上。所以手和瓶之间的摩擦力与重力是一对平衡力,则摩擦力等于瓶的重力。故只有选项B的说法正确,符合题意。
/类型三:平衡状态的判断
?考点说明:二力平衡条件
【易】1.物体在平衡力的作用下,下列说法中哪个正确( )
A.物体一定处于静止状态 B.物体一定做匀速直线运动
C.物体的运动状态一定发生变化 D.物体的运动状态一定不发生变化
【答案】D
【解析】解:力是改变物体运动状态的原因,但这里所说的力指的是非平衡力,物体受平衡力时,运动状态是不改变的。
所谓的运动状态不变是指物体处于静止或者匀速直线运动的状态。
【易】2.下列各种情况下,物体运动状态没有改变的是( )
A.小朋友正在荡秋千 B.跳伞运动员在空中竖直匀速下落
C.地球同步卫星的运动 D.在草地上向前滚动的足球
【答案】B
【解析】解:A、小朋友正在荡秋千时,速度和运动方向都会发生变化,运动状态改变,故A错误;
B、跳伞运动员在空中匀速下落,速度不变,方向为直线,故运动状态没有发生改变,故B正确;
C、地球同步卫星绕着圆形轨道匀速转动,速度不变,但方向时刻在改变,故C错误;
D、草地上向前滚动的足球,速度会越来越慢,运动状态发生了变化,故D错误。
【易】3.跳伞运动员在空中张开降落伞后,跳伞运动员匀速下降,这是因为跳伞运动员( )
A.没有受到重力作用 B.受到的重力小于阻力
C.受到的重力等于阻力 D.受到的重力大于阻力
【答案】C
【解析】解:因为跳伞运动做匀速直线运动,受力平衡,即受到的重力与阻力是一对平衡力,所以重力等于阻力。
【易】4.一个重20N的物体,受到20N竖直向上的拉力时,该物体( )
A.一定处于静止状态 B.一定处于匀速上升状态
C.一定处于匀速下降状态 D.以上三种情况都有可能
【答案】D
【解析】解:物体受竖直向下的重力G=20N,竖直向上的拉力F=20N作用;物体所受合力F合=G-F=20N-20N=0N,则物体处于平衡状态,物体可能处于静止状态,可能匀速上升,可能匀速下降。
【易】5.用5N的力推桌子没有推动,其解释最合理的是( )
A.地面太粗糙 B.推力小于当时的摩擦力
C.推力与当时的摩擦力平衡了 D.有人悄悄用脚顶住了桌子
【答案】C
【解析】解:人对桌子的水平推力等于静摩擦力,是一对平衡力,物体处于平衡状态,所以桌子保持静止。
【中】6.如图所示,下列四个有关物体运动状态描述的图象中,不能说明物体处于平衡状态的是( )
A./ B./
C./ D./
【答案】D
【解析】解:A、路程不随时间变化,表示物体静止,处于平衡状态。故A不合题意;
B、路程与时间成正比,即速度不变,物体做匀速直线运动,处于平衡状态。故B不合题意;
C、速度不变,物体做匀速直线运动,物体处于平衡状态。故C不合题意;
D、物体做匀加速直线运动,不平衡。故D符合题意。
【难】7.如图所示,将系在细线下的小球拿至A点,然后由静止释放,小球将在A、C两点之间往复摆动,如果不考虑空气对小球的阻力,下列分析中正确的是( )
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A.小球在摆动过程中始终受到平衡力的作用
B.当小球摆至B点时,如果细线突然断裂,小球将竖直下落
C.当小球摆至C点时,如果小球所受的力同时消失,小球将静止在C位置
D.小球摆动过程中,随着小球位置的改变,小球所受重力的大小和方向也随之改变
【答案】C
【解析】解:A、小球在摆动过程中,小球的运动状态不断发生变化,所以小球一直受到非平衡力作用。故A错误;
B、当小球摆至B位置时,如果细线突然断裂,小球由于惯性继续向右运动或向左运动,小球还受到重力作用要向下运动,所以小球要向右下方或左下方运动。故B错误;
C、当小球摆至C位置时,小球的速度为零,小球瞬间处于静止状态,此时如果小球所受的力同时消失,小球将保持静止状态。故C正确;
D、在同一位置,重力大小不变,方向始终竖直向下。故D错误;
【难】8.在“探究二力平衡的条件”实验中,实验设计如图所示。
(1)当小车在水平桌面上处于______或匀速直线运动时,表明小车处于平衡状态,实验中通过改变其两边的______来改变小车受到的拉力F1、F2的大小。
(2)实验中观察到,当静止的小车两边挂上不等的钩码时,小车将______(“运动”或“静止”),说明此时二力______(“平衡”或“不平衡”)。
(3)实验中,保持F1与F2大小相等,将小车保持水平放置而旋转一个角度,松手后,小车______保持静止(选填“能”或“不能”),此操作的目的是为了探究大小相等、方向相反但____________的两个力是否可以平衡。
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【答案】(1)静止;钩码数量;(2)运动;不平衡;(3)不能;不在同一直线上。
【解析】解:(1)静止的物体和匀速直线运动的物体都称为物体处于平衡状态;
实验中通过改变其两边的钩码的数量来改变小车受到的拉力F1、F2的大小。
(2)在探究力的大小对二力平衡的影响时,若左右两边的钩码个数不相等,即此时两边的力不相等,所以小车不能保持平衡将发生运动。这说明大小不等的两个力不能平衡;
(3)保持F1与F2相等,用手将小车扭转到一个角度,松手后,小车将不能在此位置平衡;此操作的目的是为了探究大小相等、方向相反但不在同一直线上的两个力是否可以平衡。
【难】9.力的平衡在物理学习中占重要的地位,复习时,小文探讨了以下问题。
(1)平衡状态是指物体保持______,物体所受几个力平衡是因为______。
(2)小文探究两个力平衡的条件,所用实验装置如图,等质量的钩码数量足够用。
①为得出平衡的两个力的大小关系,小文的做法是______。
②当小车所受两个力平衡时,小文将小车扭转一个角度,松手后,小车又扭转回来,该现象可说明______。
(3)随着学习的深入,小文又产生新的疑问:竖直向上抛出一个石子,石子先上升后下降,在最高点处,石子是否受平衡力?请你从两个角度帮小文解释。
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【答案】(1)静止状态或者匀速直线运动状态;合力为0;
(2)①增减两端钩码的数目;②平衡力满足作用在同一直线上;
(3)在最高点处其运动状态是变化的,故不是平衡力;空中的石子受到重力的作用,不是平衡力。
【解析】解:(1)当物体处于平衡状态时,即处于静止状态或者匀速直线运动状态,它不受力或者受平衡力。物体所受几个力平衡是因为这几个力的合力为0;
(2)①增减两端钩码的数目,观察小车在什么条件保持静止,在什么条件下不能保持静止;
②将小车扭转到后,两个拉力不在同一直线上,松手后,发现小车不能静止。这一步骤说明一对平衡力,要满足作用在同一直线上;
(3)竖直向上抛出一个石子,石子先上升后下降,在最高点处其运动状态是变化的,故不是平衡力;空中的石子受到重力的作用,不是平衡力。
【难】10.实验小组要探究二力平衡条件。实验中每个钩码重力相同,摩擦力忽略不计。
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(1)如图甲装置,当左右两端同时各挂两个钩码时,小车静止,此时F1、F2的方向_____,大小______;当左右两端同时取下一个钩码时,如图乙,小车仍静止,此时F3_____F4;当右端再挂上一个钩码时,如图丙,小车将做变速运动,此时F5_____F6。
(2)在图甲实验的基础上,将小车扭转一个角度,松手后,观察小车的情况,这样做可以探究什么问题?
(3)对比甲、乙、丙三次实验,当小车静止时,水平方向上受到两个力的大小关系如何?还能看出小车受非平衡力作用时,运动状态将怎样?
【答案】(1)相反;相等;等于;小于;(2)作用在同一物体上但不在同一直线上的两个力,能否平衡?(3)大小相等;运动状态将改变。
【解析】解:(1)根据二力平衡的条件可知,图甲小车静止,此时F1、F2的方向相反,大小相等;图乙小车仍静止,此时F3等于F4;图丙当右端再挂上一个钩码时,小车做变速运动,此时F5小于F6。
(2)图甲实验的基础上,将小车扭转一个角度,力的方向不在一条直线上,松手后小车会发生转动,这样做可以探究作用在同一物体上但不在同一直线上的两个力,能否平衡?
(3)对比甲、乙、丙三次实验可知,当小车静止时,水平方向上受到两个力的大小相等;由图丙可知,小车受非平衡力作用时,运动状态将改变。
/类型四:平衡力的辨别
?考点说明:对平衡力的理解
【易】1.如图是用力F把一木块静止压在墙面上的示意图,以下受力分析的说法
①手对木块的压力和墙对木块的弹力是一对平衡力
②手对木块的压力和木块的重力是一对平衡力
③木块受到的摩擦力和木块的重力是一对平衡力
④手对木块的压力和木块对手的弹力是一对平衡力
上述表述中正确的是( )
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A.只有②正确 B.只有④正确 C.只有③④正确 D.只有①③正确
【答案】D
【解析】解:①手对木块的压力和墙对木块的弹力符合二力平衡的条件,是一对平衡力;
②手对木块的压力和木块的重力不在同一直线上,不是一对平衡力;
③木块受到的摩擦力和木块的重力满足二力平衡的条件,是一对平衡力;
④手对木块的压力和木块对手的弹力是一对相互作用力,不是平衡力。
【易】2.如图所示,F1等于F2时,下列各对力中不属于二力平衡的是( )
A./ B./ C./ D./
【答案】A
【解析】解:A、图中两个力作用在同一物体上,但不在一条直线上,不是一对平衡力;
BCD、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。故选A.
【易】3.如图所示,一个重10N的物体在10N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( )
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A.都正确 B.只有小明正确 C.只有小红正确 D.都不正确
【答案】A
【解析】解:物体做匀速直线运动,则受到的合力为0,物体仅受重力和拉力的作用,所以重力和拉力满足平衡力的条件,是一对平衡力,故小红的说法正确;
平衡力的条件是:两个力大小相等、方向相反、同一直线、作用在同一个物体上,故重力和拉力是一对平衡力,故小明的说法也是正确的。
【易】4.下列说法正确的是( )
A.踢足球时,脚对足球的力和足球对脚的力是一对平衡力
B.踢出去的足球由于惯性继续向前运动
C.如果所有的力突然全部消失,在空中飞行的足球将保持静止状态
D.当足球静止在水平地面上时,足球不再具有惯性
【答案】B
【解析】解:A、踢球时,脚对足球的力和足球对脚的力作用在不同的物体上,是一对相互作用力,不是平衡力,故A错误;
B、踢出去的足球能继续飞行,是因为足球具有惯性,故B正确;
C、一切物体在没有受到外力作用时,总保 内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。 汽车匀速行驶,所以汽车受到的阻力和牵引力是一对平衡力,
牵引力F=f=8×103N
(2)v=72km/h=20m/s,根据v=可知,
汽车在5秒内通过的距离为:s=vt=20m/s×5s=100m。
【难】9.如图甲所示,水平桌面的右端固定一定滑轮,重物G通过一根绕过定滑轮的细绳与桌面上的木块相连。已知G=2N,此时,用水平向左的大小为5N的拉力F1拉着木块可使其向左做匀速直线运动,则:
(1)这时木块受到的摩擦力大小为多少?
(2)如图乙所示,若用水平向右的拉力F2拉木块使其向右做匀速直线运动,则F2为多大?
/
【答案】(1)这时木块受到的摩擦力大小为3N;
(2)如图乙所示,若用水平向右的拉力F2拉木块使其向右做匀速直线运动,则F2为1N。
【解析】解:(1)当木块受到5N的拉力向左做匀速直线运动时,木块水平方向受到向左的拉力、水平向右的摩擦力和砝码对它的拉力,这三个力平衡,所以此时的滑动摩擦力为:f=F1-G=5N-2N=3N;
(2)木块向右做匀速直线运动时,木块水平方向受到向右的拉力、水平向左的摩擦力和砝码对它的拉力,这三个力平衡,所以F2=f-G=3N-2N=1N。
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