人教版八年级下册8.2 二力平衡课时训练

这是一份人教版八年级下册8.2 二力平衡课时训练，共13页。试卷主要包含了平衡力，平衡状态，生活中处于平衡状态的例子，25等内容，欢迎下载使用。
第5课  二力平衡(解析版) 课程标准课标解读1.了解平衡状态和二力平衡概念；2.理解二力平衡的条件；3.会进行一条直线上的力的合成；4.理解平衡力的概念。1.知道什么是平衡状态和物体处于平衡状态时力的关系；2.理解二力平衡条件及其应用；3.了解一条直线上二力的合成；4.理解平衡力和二力平衡的关系。知识点01  二力平衡1.平衡力：物体在受到几个力的作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡。2.如果物体只受两个力的作用，且处于平衡状态，这种情况叫做二力平衡。3.平衡状态：物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态。4.生活中处于平衡状态的例子静止的物体，物体受到的重力与其受到的另一个力是平衡力。如在桌面上的碗、静止在空中的气球等。匀速运动的物体，在运动方向上物体受到的力是平衡力。如在路上匀速行驶的汽车、传动带上的物体等。【知识拓展】平衡力的应用平衡力的应用主要是根据二力平衡条件进行相关的计算的分析等。在初中物理中，分为两种情况：一是根据运动状态判断物体的受力情况；二是根据受力情况来判断物体的运动状态。1.如果物体处于静止或匀速直线运动状态，则可用平衡力的知识判断或求解未知力。根据平衡力判断物体在所要研究的方向上所受力的情况(一般考虑水平方向和竖直方向)，最后根据平衡力的知识分析出所求力的情况。2.如果物体所受的合力为0(受平衡力)，则可判断物体处于静止状态或匀速直线运动状态。如果物体所受合力不为0(受非平衡力)。知识点02  二力平衡的条件1.作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。简单的说就是：同体、等大、反向、共线。2.对二力平衡的条件的理解：同物：两个力作用在同一物体上；等值：两个力大小相等；反向：两个力方向相反；共线：两个力在同一直线上。【知识详解】二力平衡的条件1.一个物体在受到两个相同大小，相反，作用在同一物体上，同一上的力作用时，如果能保持静止或状态，我们就说物体处于平衡状态。　两个力同时作用在同一物体同一直线上，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，则这两个力对物体的作用效果相互抵消(合力为0)，我们就说这两个力平衡。这就是二力平衡。2.二力平衡的条件：大小相等；方向相反；二力作用在同一物体上，且在同一条直线上。 　　二力平衡的条件简单来说就是、等大、、共线。特别是“同体”和“共线”这个条件往往被初学者遗漏，而造成对二力平衡做出错误判断。3.平衡力和相互作用力(1)相同点：大小相等，方向相反，在同一直线上。(2)不同点：平衡力：作用在同一物体上，是两种力；相互作用力：作用在不同物体上，是一种力，同时产生同时消失。【知识拓展】二力平衡1.二力平衡的意义：二力平衡是力的分析的最简单、最基本的情况，若一物体处于二力平衡状态，我们了解了其中一个力，对另一个力也就了如指掌。如图所示，一物体放在水平桌面上，它将受到重力和桌面对它的支持力，物体处于平衡状态。我们知道了物体的重力，根据等大、反向、共线的关系，也就知道了支持力，的大小、方向及作用点。2.二力平衡的作用效果：二力平衡的效果不仅使物体保持平衡状态，还使物体发生了形变(只不过有时效果不明显，但形变还是有的，如静止在地面上的物体受重力和地面支持力的作用，发生了微小形变)。因此，两个力并不是完全抵消而没有产生任何力的作用效果。补充：(1)物体在两平衡力作用下处于平衡状态，若再加一对或多对平衡力，物体将仍然处于平衡状态。(2)平衡力可以通过受力图形象地描绘出来。3.二力平衡的应用：(1)用弹簧测力计测量物体所受重力时，就是利用二力平衡条件。(2)放在桌面上的花瓶受到竖直向下的重力和桌面对他竖直向上的支持力，二力平衡。(3)悬挂着的吊灯，受到竖直向下的重力和吊线对它竖直向上的拉力，二力平衡。(4)在水平道路上匀速直线运动的汽车，水平方向受到向前的牵引力和向后的阻力，二力平衡。(5)在竖直方向，汽车受到向下的重力和路面对它向上的支持力，二力平衡。【知识拓展】本节知识导图知识点1：力的平衡【例题1】(2020天津)一辆在水平道路上做匀速直线运动的汽车，它受到的平衡力有(　　)A. 一对 B. 二对 C. 三对 D. 四对【答案】B【解析】因汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，受平衡力作用，在水平方向上，受牵引力和阻力的作用，两个力作用于汽车，大小相等，方向相反，作用于同一条直线，是一对平衡力；在竖直方向，受重力和水平面对汽车的支持力作用，两个力作用于汽车，大小相等，方向相反，作用于同一条直线，是一对平衡力；故汽车受二对平衡力的作用。知识点2：二力平衡的应用【例题2】(2020安徽模拟)如图所示，一个重为G的物体放在水平地面上，在水平向右的拉力F作用下，沿水平面向右作匀速直线运动，已知G＝40N，F＝10N。(1)求运动过程中物体受到的滑动摩擦力f的大小；(2)我们知道，滑动摩擦力f的大小是由物体接触面间的压力FN和接触面的粗糙程度决定的。物理学中用动摩擦因数μ表示接触面的粗糙程度，则有关系式f=μFN成立。求图中物体与地面间的动摩擦因数μ。【答案】(1)10N(2)0.25【解析】(1)因为物体做匀速运动，水平方向受力平衡，所以，f=F=10N(2)当物体放在水平地面上时FN=G=40N由f=μFN可得μ=0.25知识点3：力和运动的关系【例题3】(2019大连)足球大赛场景中体现出很多物理知识，请根据下面给出的示例再写出两条．示例：用脚踢足球时，足球运动方向改变了．说明力是改变运动状态的原因。(1)　                       ；(2)　                        ．【答案】(1)足球场上奔跑的运动员，相对看台上的观众是运动的。蕴含运动与静止的相对性；(2)停在草地上的足球，受到平衡力作用。【解析】足球赛场上的体育活动蕴含丰富的物理知识，比如重力、摩擦力、运动与静止的相对性、惯性、平衡力、克服足球阻力做功、力是物体对物体的相互作用、力是改变物体运动状态的原因等。具体实例有踢出球后，球不再受到脚的作用力，由于惯性，球还能继续运动；飞行中的球始终受到地球的重力，最终会落向地面；球落到地面后要滚一段距离停下，是由于受到阻力的作用；停在草地上的球受到平衡力是地对球的支持力和它受到的重力，这两个力都作用在球上，且大小相等、方向相反、作用在同一直线上等。知识点4：平衡力与作用力和反作用力的对比【例题4】(2020·安徽)如图所示，一轻质弹簧(即重力不计)，上端挂在铁架台的水平横杆上，下端挂一重为G的小球并保持静止。图中分别出了该状态下小球和弹簧的受力示意图。下列判断正确的是(  )A. G与F3是一对平衡力B. G与F3是一对相互作用力C. F1与F2是一对平衡力D. F1与F2是一对相互作用力【答案】D【解析】重为G小球悬挂在铁架台的水平横杆上，由图可知F 1是弹簧对小球的拉力，F2是小球对弹簧的拉力，F3是铁架台的水平横杆对弹簧的拉力；根据平衡条件可知，重力G与F1是一对平衡力，F2和F3是一对平衡力，F 1与F2是一对相互作用力，G与F3是既不是平衡力也不是相互作用力。故ABC错误，D正确。题组A  基础过关练1.如图，是投掷实心球的场景。下列情况中实心球受到平衡力作用的是(   )。A．实心球在空中上升；    B．实心球从空中下落；C．实心球在地上越滚越慢；D．实心球停在地面上【答案】D。【解析】物体在平衡力作用下处于静止或匀速直线运动状态，这都是运动状态不变的状态。实心球在空中上升、下落以及在地上越滚越慢，运动状态都发生改变，都不是受到平衡力作用。2．如图所示的四种情形中，属于二力平衡的是(  )。【答案】B。【解析】二力平衡必须同时满足四个的条件：作用在同一物体上，大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。3．如图所示，物体在水平拉力F的作用下沿水平桌面匀速向右运动，下列说法中正确的是(  )。 A．物体所受拉力和重力是一对平衡力；B．物体所受重力和桌面对物体的支持力是一对平衡力；C．桌面对物体的支持力和物体对桌面的压力是一对平衡力；D．桌面对物体的支持力和物体受到的阻力是一对平衡力【答案】B。【解析】物体在水平方向匀速向右运动，则物体在水平方向必然受平衡力。其中一个是水平向右的拉力F，另一个应该是水平向左的阻力。另外物体沿水平方向运动，那么它在竖直方向就没有上升或下降，即它在竖直方向是静止的，所以在竖直方向也要受到平衡力，即竖直向下的重力和竖直向上的支持力是平衡力。物体所受的拉力沿水平方向，所受的重力沿竖直方向，二者不可能在一直线上，因此不可能是平衡力，选项A错。桌面对物体的支持力和物体对桌面的压力是一对相互作用力，选项C错误。桌面对物体的支持力和物体受到的阻力两个力的方向互相垂直，不可能在一直线上，因此不可能是平衡力。4．如图所示，放手后纸片不能保持静止，这样的操作是为了探究物体在平衡状态下所受的两个力(　　)。A．大小是否相等 B．方向是否相反 C．是否作用在同一物体上 D．是否作用在同一直线上【答案】D。【解析】由图中可知：力的大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，可见此操作是为了探究物体在平衡状态下所受的两个力是否作用在同一直线上；故D正确；ABC错误；故选D。5.体检时，小宏同学静立在体重秤上，其中属于平衡力的是(     )。A、小宏受到的重力与秤对她的支持力   B、小宏对秤的压力与秤对她的支持力C、秤受到的重力与秤对小宏的支持力   D、小宏对秤的压力与秤受到的支持力【答案】A。【解析】A、小宏受到的重力和秤给小宏的支持力大小相等、方向相反、在同一直线上、并作用同一物体上，所以这两个力是一对平衡力；此项正确。B、小宏对秤的压力方向竖直向下、大小和小宏的重力相等、作用于秤上，而秤给小宏的支持力大小与重力相等、方向竖直向上、作用于小宏身上，与小宏给秤的压力在同一条直线上，所以这两个力是一对相互作用力，不是平衡力。C、秤的重力大小与秤的质量有关，与秤对小宏的支持力大小无关，秤的重力作用秤上，而支持力作用于小宏身上，这两个力在同一条直线上，方向也相反．所以此项错误。D、秤受到的重力大小是秤与小宏重力之和，而小宏对秤的压力大小等于小宏的重力大小，这两个力的大小不相等，此项错误。故选A。6．列运动项目涉及的物理知识描述正确的是(　　)。A．三级跳远﹣﹣快速助跑是为了增大惯性；B．划船比赛﹣﹣船桨和水之间力的作用是相互的；C．引体向上﹣﹣人对单杠的拉力与单杠对人的拉力是一对平衡力；D．百米赛跑﹣﹣裁判员通过相同时间比较路程的方法判断运动快慢【答案】B。【解析】A、跳远运动员在起跳前要助跑是为了利用惯性，但惯性的大小只与物体的质量有关，所以快速助跑不能增大惯性，故A错误；B、运动员用桨向后划水，对水施加力的作用，由于物体间力的作用是相互的，水就会对船桨产生向前的反作用力使龙舟前进，故B正确；C、引体向上﹣﹣人对单杠的拉力与单杠对人的拉力作用在不同的物体上，是相互作用力，不是一对平衡力，故C错误；D、百米赛跑﹣﹣裁判员是在路程相同的情况下，比较时间判断运动快慢，谁用时间少，谁跑得快，故D错误。故选B。7.运动员将静止的足球踢飞，说明力可以　   　；足球落地后向前继续滚动，因其具有　   　。足球停在水平地面上静止，受到的重力和地面的支持力是一对　   　(选填“平衡力”或“相互作用力”)。【答案】改变物体的运动状态；惯性；平衡力。【解析】(1)运动员将静止的足球踢飞，足球从静止到运动，是踢力改变了足球的运动状态。(2)足球由于惯性，落地后向前继续滚动。(3)足球停在水平地面上静止，受到的重力和地面对足球的支持力是一对平衡力。故答案为：改变物体的运动状态；惯性；平衡力。8．小张同学做“探究二力平衡的条件”实验时，他应选择在较　   　的水平桌面进行(选填“粗糙”或“光滑”)，并保持物体处于　   　状态或匀速直线运动状态。如图所示是他在实验过程中的某个情景，该情景中物体受到的两个水平拉力　   　(选填“平衡”或“不平衡”)，说明小张当时是在探究相互平衡的两个力的　   　关系。【答案】光滑；静止；不平衡；大小。【解析】做“探究二力平衡的条件”实验时，为了减小摩擦力对实验结果的影响，应选用较光滑的平面。实验中，要使物体处于静止状态或匀速直线运动状态，此时的拉力等于摩擦力；由图可知，两个力不相同，故物体受到的两个水平拉力不平衡；说明小张当时是在探究相互平衡的两个力的大小关系。故答案为：光滑；静止；不平衡；大小。题组B  能力提升练1.一辆在水平道路上做匀速直线运动的汽车，它受到的平衡力有(　　)。A. 一对   B. 二对   C. 三对   D. 四对【答案】B。【解析】因汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，受平衡力作用，在水平方向上，受牵引力和阻力的作用，两个力作用于汽车，大小相等，方向相反，作用于同一条直线，是一对平衡力；在竖直方向，受重力和水平面对汽车的支持力作用，两个力作用于汽车，大小相等，方向相反，作用于同一条直线，是一对平衡力；故汽车受二对平衡力的作用。故选B。2.如图所示，一轻质弹簧(即重力不计)，上端挂在铁架台的水平横杆上，下端挂一重力为 G 的小球并保持静止。图中分别 给出了该状态下小球和弹簧的受力示意图。下列判断正确的是(   )。A. G 与 F3 是一对平衡力；B. G 与 F3 是一对相互作用力；C. F1 与 F2 是一对平衡力；D. F1 与 F2 是一对相互作用力【答案】D。【解析】A. G 是小球受到的重力，F3 是横杆对弹簧的拉力，受力物体不同，不可能为一对平衡力，故 A 错误；B.重力 G 的施力物体为地球、受力物体为小球，F3 施力物体为横杆、受力物体为弹簧，不满足相互作用力的条件，故 B 错误；C、D 选项，F1 是弹簧对球的拉力，F2 是球对弹簧的拉力，受力物体不同，不可能为一对平衡力，故C 错误，D 正确。3.如图所示，直升飞机悬停在空中，不计浮力下列说法正确的是(　　)。A. 螺旋桨对空气的作用力与直升飞机所受重力是一对相互作用力；B. 螺旋桨对空气的作用力与空气对螺旋桨的作用力是一对平衡力；C. 悬停在空中的直升飞机对地球没有作用力；D. 直升飞机所受向上的力的施力物体是空气【答案】D。【解析】A．螺旋桨对空气的作用力向下，直升飞机所受重力方向也向下，所以这两个力不是一对相互作用力；故A错误；B．螺旋桨对空气的作用力受力物体是空气，空气对螺旋桨的作用力受力物体是螺旋桨，这两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，是一对相互作用力，故B错误；C．悬停在空中的直升飞机受到重力的作用，而重力的施力物体是地球，由于力的作用是相互的，所以悬停在空中的直升飞机对地球也有力的作用，故C错误；D．螺旋桨向下对空气施力，空气会对飞机向上施力，飞机便能上升，故D正确。故选D。4.一本物理书静止在水平桌面七，下列各对力中属于平衡力的是(   )。A．书对地球的引力和地球对书的引力；B．书受到的重力和桌面对书的支持力；C．书对桌面的压力和书受到的重力；D．书对桌面的压力和桌面对书的支持力【答案】B。【解析】互为平衡力的两个力应满足：受力物体相同，大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。A 项中的两个力的受力物体不同，是一对相互作用力；B 项重力和支持力四个条件都符合，是平衡力；C项中的两个力不满足受力物体相同和方向相反的条件，不是平衡力；D项中的两个力的受力物体不同，施力物体和受力物体刚好相反，是一对相互作用力。答案：B。5.如图所示，各用4N的水平力沿相反的方向拉弹簧测力计的两端(弹簧测力计自重不计)，则下列说法中正确的是(   )。A．弹簧测力计的示数为4N，弹簧测力计受的合力为4N；B．弹簧测力计的示数为0N，弹簧测力计受的合力为0N；C．弹簧测力计的示数为8N，弹簧测力计受的合力为0N；D．弹簧测力计的示数为4N，弹簧测力计受的合力为0N【答案】D。【解析】本题考查弹簧测力计的原理，弹簧测力计是利用力产生的效果大小来测量力的大小的。弹簧测力计的构造是弹簧一端固定(与挂环相连的一端)，叫做固定端；另一端与挂钩相连，叫做自由端。测量时，使固定端不动，拉力拉挂钩使弹簧伸长，拉力越大，弹簧伸长就越长，弹簧测力计的示数就越大，也就是说，弹簧测力计指针的示数等于作用在挂钩上的拉力的大小，是一端的力的大小，而不是两端的受力之和所以在本题中弹簧测力计的示数是4N。而把弹簧测力计作为研究对象，在一对平衡力作用下，合力是零。答案：D。6．小华在探究“二力平衡的条件”时，先后进行了如图甲、乙所示的实验，其中乙图将纸片旋转了一个角度，该实验是想探究二力平衡时(　　)。A．是否作用在同一直线上 B．是否作用在同一物体上 C．方向是否相反 D．大小是否相等【答案】A。【解析】由题知，小卡片转过一个角度，小卡片两端的拉力就不在一条直线上，纸片就会转动，说明了不在同一直线上的两个力不能平衡。故选：A。7．当物体受力平衡时(　　)。A．物体一定处于静止状态；B．物体一定处于匀速直线运动状态；C．物体的运动状态可能要发生变化；D．物体有可能处于静止状态，或有可能处于匀速直线运动状态【答案】D。【解析】当物体受平衡力时，物体处于平衡状态，其运动状态不变，并且物体可能处于静止状态或匀速直线运动状态。故选：D。8．钢笔静止在水平桌面上，以下属于一对平衡力的是(　　)。A．钢笔的重力与桌面对钢笔的支持力；B．钢笔的重力与钢笔对桌面的压力；C．钢笔的重力与桌面受到的重力；D．钢笔对桌面的压力与桌面对钢笔的支持力【答案】A。【解析】A、钢笔受到的重力与桌面对钢笔的支持力都作用在钢笔上，大小相等，重力的方向竖直向下，支持力的方向竖直向上，并且在同一直线上，故这两个力是一对平衡力。故A正确。B、钢笔的重力作用在钢笔上，方向竖直向下，钢笔对桌面的压力作用在桌面上，方向也竖直向下，这两个力既不反向又不共物，故不是平衡力。故B错误。C、钢笔的重力与桌面受到的重力分别作用在钢笔设桌子上，方向也都竖直向下，钢笔的重力与桌子受到的重力大小也不相等，这两个力既不反向又不共物，并且也不等大，故不是平衡力。故C错误。D、钢笔对桌面的压力作用在桌子上，桌面对钢笔的支持力作用在钢笔上，这两个力大小相等，方向相反，并且在同一直线上，但这两个力不共物，故不是平衡力，它们是一对作用力与反作用力。故D错误。故选：A。题组C  培优拔尖练1．(2021·湖南长沙市·中考真题)滑雪运动包含了很多科学知识，如图是小雪正在滑雪的场景，下列说法正确的是(　　)。A．小雪受到的重力与滑雪板对小雪的支持力是一对相互作用力；B．小雪对滑雪板的压力与小雪受到的重力是一对平衡力；C．小雪用滑雪杆撑地加速滑行，说明力是维持物体运动状态的原因；D．小雪在水平滑道滑向终点时，停止用力不能立即停下来是因为她具有惯性【答案】D。【解析】A．小雪受到的重力与滑雪板对小雪的支持力是一对平衡力，故A错误；B．小雪对滑雪板的压力作用在滑雪板上，小雪受到的重力作用在小雪上不满足平衡力作用在同一物体上的条件，不是平衡力，故B错误；C．小雪用滑雪杆撑地加速滑行，改变了小雪的运动状态，说明力是改变物体运动状态的原因，故C错误；D．小雪在水平滑道滑向终点时，停止用力不能立即停下来是因为她仍具有运动的惯性，故D正确。故选D。2．(2021·湖南长沙市·中考真题)怀旧的竹蜻蜓给孩子们的童年带来了无穷的乐趣，下列静止的竹蜻蜓所受支持力的示意图正确的是(　　)。A．   B．   C． D．【答案】D。【解析】竹蜻蜓受重力和支持力处于静止状态，支持力和重力是一对平衡力，重力的方向始终竖直向下，所以竹蜻蜓所受支持力的方向是竖直向上的。故选D。3．(2021·浙江嘉兴市·中考真题)用如图装置研究二力平衡时，在轻质塑料片两端的细绳上挂等重的钩码，手放开塑料片后，可观察到塑料片将(　　)。A．向左下运动 B．向右上运动C．仍静止不动 D．转过一定角度【答案】C。【解析】塑料片两端挂等重的钩码，受到的力的大小相等，此时塑料片受到的两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，且作用在同一物体上，这两个力彼此平衡，是一对平衡力，原本静止的塑料片受平衡力作用，故仍然保持静止。故选C。4．(2021·四川成都市·中考真题)成都地铁运营长度已突破500公里，线网规模跃升至全国城市轨道交通“第四城”。乘客候车时，放在水平站台上的行李箱受到的支持力与重力是一对______力。乘客上车后应站稳，抓好扶手，是为了防止列车运动状态改变时乘客由于具有______而跌倒。【答案】平衡；惯性。【解析】[1]放在水平站台上的行李箱受到的支持力与重力大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上，属于平衡力。[2]乘客上车后，地铁突然启动，乘客由于具有惯性，向后运动，容易摔倒，所以站稳，抓好扶手，是为了防止惯性带来的危害。