初中沪教版3.5 二力平衡教学ppt课件

沪教版八年级物理

第三章  运动和力   第五节  二力平衡（2）

精选练习

一、夯实基础

1．（2017学年上海金山区物理期末）如图2所示的实例中，目的是为了减小摩擦的是（  ）

【答案】C

【解析】A.浴室脚垫做得凹凸不平，B.防滑地砖表面较粗糙，D.旅游鞋底有花纹，都是使接触面粗糙，增大摩擦；C.轮滑鞋装有滚轮是滚动摩擦，是为了减小摩擦。

所以选C。

2．（2019上海浦东新区期末）在下列笔写字时，笔尖与纸之间的摩擦属于滚动摩擦的是（　　）

A. 圆珠笔 B. 毛笔 C. 铅笔 D. 钢笔

【答案】A
【解析】圆珠笔笔芯上有一个小小的滚珠，写字时滚珠滚动，是滚动摩擦；毛笔、铅笔和钢笔在写字时，都是用笔尖在纸上滑动，是滑动摩擦。
故选A。

3．用铅笔在纸上写字时，笔尖与纸之间的摩擦属于       （选填“滑动”或“滚动”）摩擦；当球场上运动员在跑动的过程中，脚和地面之间的摩擦属于       （选填“有益”或“有害”）摩擦；自行车的轴承中装有滚珠是为了       （选填“增大”或“减小”）摩擦。

【答案】滑动，有益，减小。

【解析】用铅笔在纸上写字时，笔尖与纸之间的摩擦属于滑动摩擦；运动员能够在球场上跑动，是靠鞋底与地面间的摩擦力，没有摩擦力，运动员就不会跑起来，所以脚和地面之间的摩擦属于有益摩擦；由于滚动摩擦小，所以自行车的轴承中装有滚珠是为了减小摩擦。

4．（2018学年上海廊下中学期末）重力为10牛的木块在大小为2牛的水平推力作用下，沿水平路面做匀速直线运动。木块受到的滑动摩擦力为　   　牛；若突然撤去水平推力，木块在向前运动过程中受到的滑动摩擦力为　   　牛；若不计空气阻力，将木块匀速向上提起，拉力大小为　   　牛。

【答案】2；2；10。

【解析】（1）物体在水平路面上匀速直线运动时，水平方向上受到拉力F和路面对物体的摩擦力f，这两个力是一对平衡力，大小相等，大小为2N；

（2）撤去拉力后，物体由于惯性继续运动。此时物体还受地面的摩擦力，压力不变，接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，还是2N；

（3）若不计空气阻力，将木块匀速向上提起，拉力与重力是一对平衡力，而拉力大小为10N。

5．（2019上海浦东新区期末）家中的三人沙发比较笨重，为移动方便，厂家会在沙发底都安装若干小轮，当人们在家中推动沙发时，沙发与地板间的摩擦属于______摩擦，这比没有安装小轮时产生摩擦力______得多（选填“小”或“大”），人在推沙发时，鞋底与地板间的摩擦属于______摩擦（选填“有害”或“有益”），为避免脚底打滑，此时适宜穿着鞋底较______的鞋（选填“粗糙”或“光滑”）。

【答案】滚动；小；有益；粗糙。
【解析】滚动摩擦是一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦。在压力和接触面相同时，滚动摩擦比滑动摩擦小很多。因此人们常设法把相对滑动的情况变为相对滚动。如在沙发底都安装若干小轮、用滚动轴承代替滑动轴承等。 人在推沙发时，鞋底与地板间的摩擦属于有益摩擦，为避免脚底打滑，此时适宜穿着鞋底较粗糙的鞋，以增大摩擦，防止打滑。

6．（2018上海浦东新区期末）汽车轮胎上有凹凸不平的花纹，这是为了　   　（选填“增大”或“减小”）它与地面之间的摩擦，这种摩擦属于　   　（选填“有害”或“有益”）摩擦。如图所示，小亮同学用水平力F推停在水平地面上的汽车，但是没有推动，此时水平推力F　   　（选填“大于”、“小于”或“等于”）地面对车的摩擦力f（不计空气阻力）。

【答案】增大；有益；等于。

【解析】汽车轮胎上有凹凸不平的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大它与地面之间的摩擦，属于有益摩擦；某同学用水平推力推停在平直公路上的汽车，没能推动，说明此时汽车在水平方向上受到平衡力的作用，所以根据二力平衡的条件可以判断，这时的推力等于汽车所受的阻力。

7．（2018上海浦东新区期末）某同学如图11所示，在做“研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验。

①实验要求测力计必须沿水平方向拉木块，在水平桌面上做　   　运动。

②此时，弹簧测力计的示数就是滑动摩擦力的大小。

③若实验中在木块上方再放一个钩码，测得滑动摩擦力变大，由此可以得出的初步结论是：在接触面粗糙程度　   　时，压力越　   　，滑动摩擦力越大。

【答案】（1）匀速直线；（3）相同；大。

【解答】（1）实验要求测力计必须沿水平方向拉木块，在水平桌面上做匀速直线运动；（2）用弹簧测力计匀速拉动木块时，木块做匀速直线运动受到的力是平衡力，根据二力平衡的知识，此时摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块拉力的大小；（3）若实验中在木块上方再放一个钩码，所以研究的是摩擦力大小与压力大小的关系，压力越大摩擦力越大；故可得结论：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，摩擦力越大。

8．（2019学年上海市闵行区协和尚音物理期末）重为70牛的小车在水平地面上,在大小为30牛的水平向右的拉力作用下,以5米/秒的速度沿水平地面作匀速直线运动(不计空气阻力)。求

(1)地面对小车的摩擦力的大小与方向。

(2)若想让物体减速,将原来的力方向改为水平向左,大小不变,这时物体受到的合力大小为多少牛?方向?

【答案】（1）30牛，方向水平向左。（2）60牛，方向水平向左。

【解析】（1）因为匀速直线运动，物体在水平面上受到的拉力与摩擦力二力平衡，所以f=F=30牛。方向水平向左。

（2）此时，二力的方向相同均水平向左，所以合力的大小为；方向水平向左。

9．（2019上海浦东新区期末）如图4所示，用弹簧测力计拉动水平桌面上的物体，使其作匀速直线运动。以下叙述中的两个力属于一对平衡力的是（　　）

A. 弹簧测力计对物体的拉力与桌面对物体的摩擦力
B. 弹簧测力计对物体的拉力与物体所受的重力
C. 物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力
D. 物体对桌面的压力与物体所受的重力

【答案】A

【解析】A、弹簧测力计对物体的拉力与桌面对物体的摩擦力，大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、作用在同一条直线上。二力符合二力平衡的条件，是一对平衡力；符合题意。
B、弹簧测力计对物体的拉力与物体所受的重力，大小、方向均不同，也不作用在同一物体上，不是一对平衡力。不符合题意。
C、物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力，不作用在同一物体上，不是一对平衡力。不符合题意。
D、物体对桌面的压力与物体所受的重力，不作用在同一物体上，不是一对平衡力。不符合题意。
故选A。

10．某同学利用图6所示装置来探究影响滑动摩擦力大小的因素。实验中，他用弹簧测力计拉动物体甲做匀速直线运动，并通过在物体甲的上方放置重物乙来改变甲对水平面的压力。

①分析比较图6（a）与（b）或（c）与（d）中测力计的示数及相关条件，归纳得出的初步结论是：___________________________________________________________________。

② 分析比较图6（a）与（c）或（b）与（d）中测力计的示数及相关条件，归纳得出的初步结论是：________________________________________________________          。

【答案】（1）当接触面粗糙程度相同时，物体对接触面的压力越大，滑动摩擦力越大；（2）当压力一定时，接触面越光滑，滑动摩擦力越小。

【解析】（1）分析比较图（a）与（b）或（c）与（d）都是接触面粗糙程度相同，压力不同，测力计示数不同；可以得出：当接触面相同时，物体对接触面的压力越大，滑动摩擦力越大；
（2）分析比较图（a）与（c）或（b）与（d）都是压力相同，接触面粗糙程度不同，测力计示数不同。依据控制变量法的要求，结合图所示的变化进行分析，可以得出相应的结论：当压力一定时，接触面越光滑，滑动摩擦力越小．

二、巩固与提高

11．（2017学年黄浦区期末物理试卷）用20牛的力握住重力为15牛的水杯静止不动，则手与水杯间的摩擦力为_______牛，摩擦力的方向_______，若握住杯子匀速下降，则摩擦力的方向______，(以上两空均选填“竖直向上”“竖直向下”“无法确定”)，杯子的惯性_____（“变大”“变小”“不变”）。

【答案】15，竖直向上，竖直向上，不变。

【解析】用20牛的力握住重力为15牛的水杯静止不动，水杯处于平衡状态，所以水杯受到的摩擦力等于水杯和水的重力之和，为15N，摩擦力的方向竖直向上；若握住杯子匀速下降，水杯仍然处于平衡状态，故水杯受到的摩擦力仍等于水杯和水的重力之和，摩擦力的仍方向竖直向上；杯子的惯性只与质量有关，与运动状态无关，故惯性不变。

12．（2017上海交大二附中期末）用100牛的水平拉力拉着质量为20千克的箱子在水平地面上以1米/秒的速度向左匀速直线运动，箱子与地面间的滑动摩擦力为　　牛；若箱子以5米/秒的速度在同样的地面上作匀速直线运动，水平拉力应　　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；若在箱子上再加5千克重物，要使箱子以1米/秒的速度在同样的地面上作匀速直线运动，这时拉力应　　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

【答案】100；不变；增大。

【解答】（1）因为以1米/秒的速度左匀速直线运动和以5米/秒的速度在同样的地面上作匀速直线运动，木箱都做匀速直线运动，因此摩擦力都等于推力，大小都为100N；

（2）影响摩擦力的因素：压力和接触面的粗糙程度．若在箱子上再加5千克重物，压力增大，摩擦力增大，拉力也增大。

13.（2019上海浦东新区期末）如图6所示，用水平力F把重力为G的正方体物块紧压在竖直墙壁上，正方体处于静止状态。关于正方体受到墙壁的摩擦力f，以下说法中正确的是（　　）

A. 正方体受到的摩擦力，f=F
B. 增大水平力F的大小，摩擦力f也随之增大
C. 增大水平力F的大小，摩擦力f一定不变
D. 减小水平力F的大小，摩擦力f一定不变

【答案】C

【解析】A、物块保持静止状态（平衡状态），合力为零；对物块进行受力分析可知：水平方向上的推力F和墙壁对它向右的支持力N是一对平衡力，则F=N；竖直方向上的重力G和静摩擦力f是一对平衡力，则f=G，摩擦力的方向竖直向上，故A错误；
B与C、增大水平力F的大小（即增大压力F），物体仍静止，所以摩擦力与重力仍是一对平衡力，大小相等，f=G，摩擦力大小不变；故B错误，C正确。
D、减小水平力F的大小（即减小压力F），物体可能静止，也可能下滑；若物体下滑，则摩擦力f＜G，此时摩擦力的大小发生变化，故D错误；
故选C。
本题中物块受到重力作用，但并没有向下掉，而是保持静止，处于平衡状态，故需对物体受力分析，结合平衡条件分析解决。静摩擦力的大小随着外力的变化而变化，其方向与物体的相对运动趋势的方向相反，可以用假设法判断对运动趋势的方向，即假设墙面光滑，物体会向下滑动，故物体有向下的滑动趋势。

14．（2019上海毓恒学校期末）用5牛的水平压力把重为1牛的黑板擦压在竖直的黑板上，黑板擦处于静止状态。若将水平压力增加到8牛，则此时黑板擦所受的摩擦力大小为（  ）       

A   8牛           B  5牛             C   3牛              D  1牛

【答案】D

【解析】黑板擦处于静止状态，即平衡状态，所受的力一定是平衡力。在水平方向上受到推力F和墙壁对它的反向的推力，这两个力是一对平衡力；黑板擦在竖直方向上受到重力的作用没有掉下来，是由于墙壁给它施加了一个向上的摩擦力，由于其静止，所以摩擦力与重力是一对平衡力，由于重力不变，所以摩擦力也不变，始终等于其重力。故选D。

15．（2019学年上海廊下中学期末）如图7所示，木块在3牛水平向右拉力作用下，以2米/秒速度沿水平面做匀速直线运动。此时它所受到的摩擦力为       牛，方向       ；若在木块上方加一个砝码，为使木块沿水平面做匀速直线运动，所需水平方向的拉力应        （选填“增大”、“不变”或“减小”）。

【答案】3；水平向左；增大。

【解析】木块沿水平面做匀速直线运动，所受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，摩擦力为3牛，方向与拉力的方向相反；若在木块上方加一个砝码，增大了对地面的压力，摩擦力也变大，为使木块沿水平面做匀速直线运动，所需水平方向的拉力也增大。

16. （2018上海嘉定区期末6校联考）重为80牛的物体A静止在粗糙的水平面上。物体所受的静摩擦力的大小为__________牛。如果用30牛的力水平向右推物体A，物体A没有被推动，则此时物体A受到的静摩擦力为________牛，方向________。若物体A在50牛的水平拉力作用下沿该水平面向右做匀速直线运动，则物体受到的摩擦力大小为________牛，方向_________。若物体A在该水平面上受到的水平拉力增大到70牛，则此时物体A受到的摩擦力大小为      牛。

【答案】0 ；30；水平向左；50；水平向左；50。

【解析】重为80牛的物体A静止在粗糙的水平面上，在水平方向上不受任何力的作用，因此物体所受的静摩擦力的大小为0牛。如果用30牛的力水平向右推物体A，物体A没有被推动，则此时物体A受到推力与静摩擦力是平衡力，所以静摩擦力为30牛，方向水平向左。若物体A在50牛的水平拉力作用下沿该水平面向右做匀速直线运动，则物体受到的摩擦力大小为50牛，方向水平向左。若物体A在该水平面上受到的水平拉力增大到70牛时，物体对水平面的压力不变，粗糙程度不变，则此时物体A受到的摩擦力不变，大小仍为50牛。

17．（2018学年上海廊下中学期末）质量为10千克的物体，在水平拉力作用下沿水平地面向右做匀速直线运动，物体受到地面对它的摩擦力为物体所受重力的0.2倍，求

（1）物体受到的重力。

（2）物体受到的水平拉力。

【答案】（1）物体的重力是98N；（2）水平拉力的大小为19.6N。

【解析】（1）物体的重力：G=mg=10kg×9.8N/kg=98N；

（2）因为物体受到地面对它的摩擦力为物体受重力的0.2倍，

所以物体受到的摩擦力：f=0.2G=0.2×98N=19.6N，

因为物体做匀速直线运动时，受到的摩擦力和水平拉力是一对平衡力，

所以水平拉力F=f=19.6N。

18．（2017上海青浦区期末）如图11所示，质量为0.5千克的物体受到一个大小为10牛，方向水平向左的力F后，静止在竖直墙面上。求：（1）物体所受重力的大小。（2）物体所受的摩擦力大小及方向。

【答案】（1）4.9牛；（2）4.9牛，匀竖直向上。

【解析】（1）物体所受重力的大小：物体的重力：G=mg=0.5kg×9.8N/kg=4.9N；

（2）因为物体静止，在竖直方向上受到的重力与摩擦力是一对平衡力，

所以摩擦力大小f=F=4.9N，方向与重力的方向相反，即竖直向上。

19.（2016学年上海市卢湾片区期末考试）某小组同学想探究“滑动摩擦力与哪些因素有关”。成员们分别提出了不同的猜想：

猜想A：滑动摩擦力与物体和接触面的接触面积有关。

猜想B：滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关。

猜想C：滑动摩擦力与物体对接触面的压力有关。

讨论方案过程中，小华提出“该如何测量物体所受滑动摩擦力大小”这一问题。为解决这一问题，他们将一木块置于水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉该木块，如图15所示，并在表一中记录下弹簧测力计的示数与木块对所应的运动状态。

①经交流讨论，他们得出该木块受到的滑动摩擦力大小为__________牛。

②为了验证猜想A，有多块同种材料制成的木块可供选择。表二为各木块的参数。

经过思考，他们选择了适当的木块进行实验，他们的选择是木块_____________。（选择字母）并通过正确实验得出滑动摩擦力与物体和接触面的接触面积无关。

接着，他们又按正确步骤进行了一系列实验，并将数据记录在下表中。

③分析比较实验序号______________________的数据及相关条件，可验证猜想B。结论为________________________________________________________________________。

④进一步分析比较实验序号1、3与5（2与4与6）的数据及相关条件，可得出的初步结论是：_____________________________________________________________________。

【答案】①1.5；②A与B；③1与2（或3与4或5与6）；当物体对接触面的压力相同时，接触面越粗糙，物体受到的滑动摩擦力就越大；④当接触面粗糙程度相同时，物体受到的滑动摩擦力与压力成正比。

【解析】①有序号2可知，木块匀速直线运动，受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，所以摩擦力的大小为1.5牛。②为了验证猜想A，滑动摩擦力与物体和接触面的接触面积有关。应该控制压力、粗糙程度不变，改变接触面积，由表二可知，A与B符合要求，并通过正确实验得出滑动摩擦力与物体和接触面的接触面积无关。③验证猜想B：滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关。应该控制压力不变，接触面的粗糙程度改变，应该分析比较实验序号1与2（或3与4或5与6）的数据及相关条件，结论为：当物体对接触面的压力相同时，接触面越粗糙，物体受到的滑动摩擦力就越大；④进一步分析比较实验序号1、3与5（2与4与6）的数据及相关条件，可得出的初步结论是：

当接触面粗糙程度相同时，物体受到的滑动摩擦力与压力成正比。

20．（2017学年上海虹口区期末考试）某小组同学在“用弹簧测力计测力”的实验中发现水平拉动物体时拉力的大小与某些因素有关，并决定继续进行探究实验。实验发现拉力大小和接触面大小无关。然后他们继续研究水平拉力和其他因素的关系，他们将质量不同的物块分别放置在水平的木板和橡胶板上，并用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动物块，如图16所示。实验数据分别记录在表一、表二中。

（1）分析比较实验序号1与4或2与5或3与6的数据及相关条件，可得出的初步结论是：沿水平方向匀速拉动________相同的物体，接触面的材料不同，拉力的大小________。

（2）分析比较实验序号1与2与3或4与5与6的数据及相关条件，可得出的初步结论是：在同一水平面上，沿水平方向匀速拉动物体，____________________________。

（3）该小组在进行此探究实验时，采用的是_________________的科学方法。

【答案】（1）质量；不同；（2）拉力大小与物体的质量成正比；（3）控制变量。

【解析】（1）分析比较实验序号1与4或2与5或3与6的数据，质量相同，而接触面的材料不同，则拉力大小不同，可得出的初步结论是：沿水平方向匀速拉动质量相同的物体，接触面的材料不同，拉力的大小不同；
（2）分析比较实验序号1与2与3或4与5与6的数据及相关条件，接触面的材料相同，质量变为原来的几倍，拉力变为原来的几倍，所以可得出的初步结论是：在同一水平面上，沿水平方向匀速拉动物体，拉力大小与物体的质量成正比；
（3）该小组在进行此探究实验时，采用的是控制变量法。

21．（2015年上海中考第15题）为了探究影响物体受到滑动摩擦力大小的因素。某小组同学利用木块A、砝码B、弹簧测力计等进行实验。实验中，他们先在同一水平桌面上分别以不同的速度匀速拉动木块，然后通过在木块A上增加砝码B以改变A对桌面的压力大小，并用测力计测量木块A受到的滑动摩擦力大小，研究过程如图6（a）、（b）和（c）所示，三次实验中木块A的速度大小关系为v1＝v3＞v2。请仔细观察图中的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论。

① 比较（a）和（b）两图可知：                                              。

② 比较（a）和（c）两图可知：                                              。

【答案】①当压力一定时，物体在同一接触面上受到的滑动摩擦力大小与其运动的速度大小无关；

②在同一接触面上，压力大，物体受到的滑动摩擦力大。

【解析】①（a）和（b）两图，压力和接触面的粗糙程度相同，速度不同，v1>v2，但是F1=F2，可知压力和接触面的粗糙程度相同，滑动摩擦力大小与物体运动速度无关；

②（a）和（c）两图，接触面粗糙程度一定时，压力不同，且压力越大，弹簧测力计的时数越大，即滑动摩擦力越大。故结论为：在同一接触面上，压力大，物体受到的滑动摩擦力大。