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初中物理沪科版（2024）八年级全册第三节 力的平衡综合训练题
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这是一份初中物理沪科版（2024）八年级全册第三节 力的平衡综合训练题，共27页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．下列不属于二力平衡条件的是（ ）
A．作用在同一物体上 B．大小相等 C．方向相同 D．在同一直线上
2．如图所示是轻质物体的受力示意图，其中能使物体处于平衡状态的是（ ）
A．B．
C．D．
3．一台笔记本电脑平放在水平桌面上，下列说法正确的是（ ）
A．笔记本只有静止时受到的力才是平衡力
B．桌子对地面的压力与地面对桌子的支持力是一对平衡力
C．笔记本电脑的重力与桌面对笔记本电脑的支持力是一对平衡力
D．如果笔记本受到的拉力和重力大小相等，这两个力一定平衡
4．起重机以1 m/s的速度匀速吊起一个重物,钢丝绳的拉力是6 000 N.若起重机改用2 m/s的速度吊着同一重物匀速下降,钢丝绳的拉力是( )
A．一定等于6 000 NB．一定小于6 000 N
C．3 000 ND．小于3 000 N
5．小红同学用如图所示的装置“探究二力平衡的条件”，不考虑两边细绳的重力对实验的影响。关于这个实验，下列描述正确的是（ ）
A．实验时应尽可能把小车放在粗糙的水平桌面上进行实验
B．只有小车处于静止状态时，小车才受到平衡力的作用
C．两个相同托盘里所放砝码应尽可能选质量较大的
D．将小车扭转一个角度后松手，是为了探究不在同一物体上的两个力是否能平衡
6．如图所示，在20N水平向右的力F作用下，重8N的物块静止在竖直墙面上，则物块受到的摩擦力大小为（ ）
A．8NB．12NC．20ND．28N
7．如图所示，图甲是小华在水平方向以F1=5N的力拉着一端固定在墙壁上的弹簧测力计的情景，图乙为小明和小丽在水平方向分别以F2=5N，F3=5N的力，从左右两端拉弹簧测力计的情景，则甲、乙两个弹簧测力计的示数分别是（ ）
A．5N和10NB．5N和0N
C．5N和5ND．0N和5N
8．如图所示，是一辆静止在水平面上的小车，在其支架的杆上固定一个质量为m的小球，关于杆对小球作用力的描述，下列说法中正确的是（ ）
A．力的方向竖直向上，大小为mg
B．力的方向沿杆斜向上，大小为2mg
C．力的方向垂直于杆向上，大小为mg
D．力的方向沿杆和竖直方向之间的某一方向，大小为2mg
9．明明同学用水平向右的力推静止于水平桌面上的木块A，推力F的大小以及木块A的运动速度v随时间t的变化情况如图甲、乙所示，则（ ）
A．在0~6s时间内，推力小于摩擦力
B．在0~6s时间内，木块受静摩擦力
C．在t=7s时，木块受到的摩擦力为12N
D．当F=11N时，木块A一定做加速直线运动
10．如图所示，用大小为8N的水平拉力F拉上表面粗糙程度各处相同的物体A，使其在水平地面上以1m/s匀速直线运动，当物体B静止不动时，与水平绳相连的弹簧测力计的示数为3N保持不变，下列说法正确的是（不计绳和弹簧测力计自重）（ ）
A．A对B的摩擦力为静摩擦力
B．A对B的摩擦力方向水平向右，大小为8N
C．若A以2m/s匀速直线运动，拉力F将变大
D．地对A的摩擦力方向水平向左，大小为5N
二、填空题
11．装满沙的车子总重为500N，在140N的水平推力作用下在地面上做匀速直线运动，此时车子受到地面的摩擦力是______N；当推力增大到150N时，车子受到地面的摩擦力是______N，此时车______（填“会”或“不会”）继续做匀速直线运动。
12．一个热气球用钢缆绳吊着重为500N的箱子在空中匀速上升，在此过程中，箱子的运动状态 _____（发生/没有）变化，钢缆绳对热气球的拉力是 _____N。
13．如图所示的一架遥控直升飞机模型，重80N，当它停在空中时，旋翼提供的升力是___________N。停了一会后，它又加速上升，则此时飞机受到的合力___________（选填“为0”、“向下”、“向上”）。
14．小李用绳系住重力为20N的物体使其沿竖直方向缓慢地做匀速直线运动。若不计空气阻力，第一次拉着物体以速度v1匀速上升时，绳对物体的拉力为 _____N，第二次拉着此物体以速度v2匀速下降，若v1＜v2，则绳对物体的拉力 _____（选填“大于”或“小于”或“等于”）20N，第三次拉着此物体静止在空中时，绳对物体的拉力 _____（选填“大于”或“小于”或“等于”）20N。
15．如图所示，足够长的水平桌面上静止一木块，用弹簧测力计沿水平方向拉木块。当弹簧测力计示数是2N时，木块未被拉动，这时木块受到的摩擦力大小为______N，当弹簧测力计示数是5N时，木块恰好做匀速直线运动；当弹簧测力计示数是7N时，木块所受的摩擦力大小为______N，木块的运动状态_____（选填“改变”或“不改变”）。
16．下图是探究二力平衡的实验。通过改变钩码_____来改变力的大小；将卡片_____是为了验证不在同一直线的两个力是否平衡；为了验证不在同一物体上的两个力是否平衡，可以将卡片_____。
17．如图，摆球从A点静止释放，在A、C两点间来回摆动，B为最低点，不计空气阻力。
（1）小球摆到C点时速度为0，受到______（平衡力/非平衡力），处于______（平衡/非平衡）状态，如果在C点时细线恰好断开，则小球将______；
（2）若小球摆动到C点时，细线断开所受的力都消失了，则小球将______；若小球摆动到B点时，细线断开所受的力都消失了，则小球将______。
18．如图甲所示，完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上，在12N的水平拉力F1的作用下，A、B一起做匀速直线运动，此时木块B所受的摩擦力为 _____N；若将A、B紧靠着放在水平桌面上，用水平力F2推A使它们一起匀速直线运动（如图乙所示），则推力F2的大小为 _____N。
三、作图题
19．如图，一辆汽车在水平路面上加速行驶，请画出汽车在水平方向上受力的示意图。（不计空气阻力）
20．如图所示，物块随传送带一起水平向右匀速运动，请画出物块所受力的示意图（不计空气阻力）。
21．如图所示，水平面上一个静止的小车上有一弯杆，其下端固定一个小球，请在图中画出杆对小球的作用力F并标出相应的字母。
四、实验题
22．在“探究二力平衡条件”的活动中，主要是通过探究力对物体的作用效果来实现探究目的。如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
（1）小华将系于小卡片（重力可忽略不计）两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向_____，并通过调整_____来改变拉力的大小；
（2）小明还进行如图乙所示的探究活动。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．是否作用在同一直线上
（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，小华下一步的操作是：_____。
23．如图所示，小车在水平方向受到两个力的作用，我们通过观察小车在水平方向受到不同的两个力作用时，小车是否处于静止来探究二力平衡需要满足哪些条件。
（1）向两吊盘中加法码，当两盘中的砝码质量___________时，小车静止；
（2）保持两吊盘中的砝码质量相等，将小车在桌面上旋转一个角度松手后，小车会___________，这说明一对平衡力一定作用在___________；
（3）如果将两边的吊盘挂在小车一端的同一挂钩上，且沿同一方向拉小车，可以发现小车不会静止，这是为了表明小车受到的二力若平衡，必须满足___________这一条件而设计的一个步骤。
24．实验小组用如图所示的实验来探究二力平衡的条件，实验中每个钩码重力相同，摩擦力忽略不计。
（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的大小 _______方向_______；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，小车做加速运动，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，小车将______（选填“保持静止”或“扭转回来”），这一步骤说明二力平衡时，要满足二个力在_______上的条件。
（3）对比甲、乙、丙三次实验，当小车静止时，水平方向上受到的两个力大小______，还能看出小车受非平衡力作用时，运动状态将_______。
25．小明用如图甲、乙、丙、丁所示的装置来完成探究“二力平衡的条件”的实验，则：
（1）为了减小实验误差，小明设计并按照甲乙丙的实验顺序进行，这样做的目的是为了减小______对实验的影响；
（2）在探究“二力的大小”对“二力平衡的条件”的影响时，小明没有用弹簧测力计测量物体在水平方向所受力的大小，而是通过用______来比较水平方向所受二力大小的；
（3）在探究“二力是否在同一直线上”对“二力平衡的条件”的影响时，小明将乙图中的小车扭转一个角度后松手，小车不再平衡，从而得出：只有作用在_______（选填“同一直线”或“不同直线”）上的两个力，才能够平衡；
（4）在探究“二力是否作用在同一物体上”对“二力平衡的条件”的影响时，小明将丁图中的卡片剪成两半，此时卡片______（选填“能”或“不能”）平衡，从而得出结论；
（5）小明用丙图来探究“二力的方向”对“二力平衡的条件”的影响时，他在丙图实验完成后，接下来应该进行的操作是______，此时小车不会静止，由此得出二力平衡必须满足“方向相反”这一条件；通过上述实验过程可得出：作用在同一物体上的两个力，只有大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上时，这两个力才能平衡。
26．“瓢泼大雨”以很大的速度落到地面，“毛毛细雨”则缓慢地飘落到地面。这是这么回事呢？原来从高空下落的物体，开始时的速度会越来越大，所受空气阻力也会随速度的增大而增大，当速度增大到一定程度，空气阻力增大到与物体的重力相等时，这时物体将以这一速度做匀速直线运动，通常把这个速度称为收尾速度，所以轻重和大小不同的雨滴收尾速度不同。受此启发，小明认为可以通过测量不同的小球的收尾速度等，得出最大空气阻力跟球的半径和速度的关系，部分实验数据如下表所示。（g=10N/kg）
（1）从图中可以看出该小球在BC段做______运动，理由______；
（2）实验中，测量出小球受到最大空气阻力大小的原理是______；编号为1的小球在B处所受空气阻力为______；（g=10N/kg）
（3）通过比较______号和______号小球可以初步得出结论：半径相同时，小球受到的最大空气阻力与速度成正比；
（4）通过比较2号和3号小球可以初步得出结论是：速度相同时，小球受到的最大空气阻力与______；
（5）如果上述规律具有普遍性，为了与4号小球作对比，再次探究最大空气阻力与小球半径的关系，5号小球的质量应设置为______g。
27．在“探究二力平衡的条件”活动中：
（1）小明提出用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件，若采用此方案，必须测出物体所受的重力和拉力的大小来进行比较。研究发现，在小明的方案中，只能根据相互作用的关系直接测出_______的大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力无法直接测量，所以这一方案无法实施下去；
（2）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_______对实验的影响；
（3）如图丙，是最终确认的实验方案。此方案中，由于_______，故卡片的重力可忽略不计；
（4）小华在探究活动结束后想到物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态，那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢？小明提出了自己的实验方案：用弹簧测力计拉着钩码在_______（选填“水平方向”或“竖直方向”、“任意方向”）做匀速直线运动，根据观察到_______现象，可以得出结论：物体静止时的二力平衡条件同样适用于物体处于匀速直线运动状态。
五、计算题
28．在目前的中国汽车市场中，国产汽车占据着重要地位，这与近些年来国产汽车品质的不断提升密切相关。国产汽车的崛起离不开长安汽车的助力，长安某汽车质量是1.6×103kg，在一次测试中，该汽车在平直的路面上匀速直线行驶时，受到的阻力是车重的0.1倍。求：
(1)汽车的重力；
(2)汽车受到的牵引力大小。
29．载重共1000N的气球在竖直方向上匀速下降时受到空气向上的浮力900N，若从气球中抛掉一些重物后。气球能在竖直方向上匀速上升。
(1)匀速下降时气球受到的空气的阻力多大？
(2)当气球匀速上升时空气阻力的方向如何？
(3)设空气阻力和浮力大小不变，气球匀速上升的话气球总重只能是多少？需抛掉多少N的重物？
30．科学研究表明两个相互接触的物体之间发生相对滑动时，接触面上产生的滑动摩擦力大小与它们之间压力的大小成正比，可用公式表示为f滑=μF，μ指动摩擦因数，为小于1的正数；当相互接触的两物体的材料均不变时，μ的大小不发生改变，当相互接触的两物体的材料改变时，μ的大小将改变。现有三种不同的硬质材料做成的长方体物体A（重量30N）、B（重量10N）和C，A、C之间的动摩擦因素μAC=0.3，B、C之间的动摩擦因紫μBC未知，将A、C如图甲放在水平地面上时，用水平推力F1恰好使A在C的表面上向右做匀速直线运动。将A、B和C如图乙放在水平地面上时，用大小为10N的水平推力F2恰好使A、B一起在C的表面上向右做匀速直线运动。
（1）如图甲，水平推力F1为多大？
（2）如图乙，B受到摩擦力为多大？
（3）如图丙，将物体C竖直固定在水平地面上，用水平压力F3将A、B重叠压在C的表面上，且A、B一起向下做匀速直线运动（A、B间不发生相对滑动），则水平压力F3为多大？
小球编号
1
2
3
4
5
小球质量m（g）
2
5
45
40
小球半径r（cm）
0.5
0.5
1.5
2
3
小球的收尾速v（m/s）
16
40
40
20
7.3 力的平衡
一、单选题
1．下列不属于二力平衡条件的是（ ）
A．作用在同一物体上B．大小相等C．方向相同D．在同一直线上
【答案】C
【解析】作用在一个物体上的两个力，必须大小相等、方向相反，作用在一条直线上，这两个力才是一对平衡力。故方向相同不是二力平衡的条件。
故选C。
2．如图所示是轻质物体的受力示意图，其中能使物体处于平衡状态的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【解析】物体受到平衡力的作用时处于平衡状态，要求二力共线、作用在同一物体上，方向相反且大小相等；故D符合题意。
故选D。
3．一台笔记本电脑平放在水平桌面上，下列说法正确的是（ ）
A．笔记本只有静止时受到的力才是平衡力
B．桌子对地面的压力与地面对桌子的支持力是一对平衡力
C．笔记本电脑的重力与桌面对笔记本电脑的支持力是一对平衡力
D．如果笔记本受到的拉力和重力大小相等，这两个力一定平衡
【答案】C
【解析】A．笔记本处于静止或匀速直线运动状态，都受到平衡力，故A错误；
B．桌子对地面的压力与地面对桌子的支持力，作用在不同的物体上，不是平衡力，故B错误；
C．笔记本电脑的重力与桌面对笔记本电脑的支持力，两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线，作用在同一个物体上，是一对平衡力，故C正确；
D．如果笔记本受到水平方向的拉力和重力大小相等，这两个力的方向不是相反的，不是平衡力，故D错误。
故选C。
4．起重机以1 m/s的速度匀速吊起一个重物,钢丝绳的拉力是6 000 N.若起重机改用2 m/s的速度吊着同一重物匀速下降,钢丝绳的拉力是( )
A．一定等于6 000 NB．一定小于6 000 N
C．3 000 ND．小于3 000 N
【答案】A
【解析】物体做匀速直线运动,不论速度大小如何,总是受平衡力作用或不受力的作用,根据题意重物受重力和钢丝绳拉力,二者是一对平衡力.
故选A
5．小红同学用如图所示的装置“探究二力平衡的条件”，不考虑两边细绳的重力对实验的影响。关于这个实验，下列描述正确的是（ ）
A．实验时应尽可能把小车放在粗糙的水平桌面上进行实验
B．只有小车处于静止状态时，小车才受到平衡力的作用
C．两个相同托盘里所放砝码应尽可能选质量较大的
D．将小车扭转一个角度后松手，是为了探究不在同一物体上的两个力是否能平衡
【答案】C
【解析】A．“探究二力平衡条件”这个实验很重要的一点就是尽量减少物体受到的摩擦力对实验的影响，所以水平面越光滑越好，故A错误；
B．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，受平衡力作用，故B错误；
C．小车在桌面上可能会受到摩擦力的作用，实验中为了减小摩擦力对实验的影响，绳子对小车的拉力不能过小，绳子的拉力等于砝码的重力，所以砝码的质量不能过小，故C正确；
D．将小车扭转一个角度，两个力不在同一直线上，二力不平衡，故松手后，小车将转动，不能保持平衡，设计此实验的目的是为了探究不在同一直线上的两个力是否平衡，故D错误。
故选C。
6．如图所示，在20N水平向右的力F作用下，重8N的物块静止在竖直墙面上，则物块受到的摩擦力大小为（ ）
A．8NB．12NC．20ND．28N
【答案】A
【解析】物块静止在竖直墙面上，在竖直方向上，物体受到重力与摩擦力，形成二力平衡，根据二力平衡的条件可得
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
7．如图所示，图甲是小华在水平方向以F1=5N的力拉着一端固定在墙壁上的弹簧测力计的情景，图乙为小明和小丽在水平方向分别以F2=5N，F3=5N的力，从左右两端拉弹簧测力计的情景，则甲、乙两个弹簧测力计的示数分别是（ ）
A．5N和10NB．5N和0N
C．5N和5ND．0N和5N
【答案】C
【解析】图甲中，弹簧测力计受到水平向右的拉力为5N，弹簧测力计的示数为5N，根据二力平衡的条件，此时墙面给弹簧测力计水平向左的拉力也是5N；图乙中，当用两个5N的力同时水平向两侧拉弹簧测力计时，其效果与甲图相同（测力计也处于静止状态），故其示数也应为5N。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
8．如图所示，是一辆静止在水平面上的小车，在其支架的杆上固定一个质量为m的小球，关于杆对小球作用力的描述，下列说法中正确的是（ ）
A．力的方向竖直向上，大小为mg
B．力的方向沿杆斜向上，大小为2mg
C．力的方向垂直于杆向上，大小为mg
D．力的方向沿杆和竖直方向之间的某一方向，大小为2mg
【答案】A
【解析】小球静止在杆子的底端，所以小球处于平衡状态受到平衡力的作用。在竖直方向上，小球受到竖直向下的重力，根据二力平衡的条件知道，必然有一个力来平衡这个重力，所以可以确定杆子给小球一个竖直向上的力，这个力和重力大小相等，大小为mg，故A正确，BCD错误。
故选A。
9．明明同学用水平向右的力推静止于水平桌面上的木块A，推力F的大小以及木块A的运动速度v随时间t的变化情况如图甲、乙所示，则（ ）
A．在0~6s时间内，推力小于摩擦力
B．在0~6s时间内，木块受静摩擦力
C．在t=7s时，木块受到的摩擦力为12N
D．当F=11N时，木块A一定做加速直线运动
【答案】B
【解析】AB．由F﹣t图像可知，0~6s内，物体的速度为0，处于静止状态，受到的推力等于静摩擦力，故A不符合题意，B符合题意；
C．由v﹣t图像可知，6~8s内木块做匀加速运动，8s后木块A做匀速直线运动，此时木块处于平衡状态，受到水平向右的拉力和水平向左的滑动摩擦力是一对平衡力，由二力平衡条件和F﹣t图像可得
因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与运动的速度无关；在6~8s内，木块A做匀加速直线运动，木块受到的摩擦力仍然为10N，故C错误；
D．由F﹣t图像可知，0~6s内木块受到的最大推力为12N，由v﹣t图像可知，0~6s内，木块静止处于平衡状态，所以，当F=11N时，木块可能处于静止状态，故D错误。
故选B。
10．如图所示，用大小为8N的水平拉力F拉上表面粗糙程度各处相同的物体A，使其在水平地面上以1m/s匀速直线运动，当物体B静止不动时，与水平绳相连的弹簧测力计的示数为3N保持不变，下列说法正确的是（不计绳和弹簧测力计自重）（ ）
A．A对B的摩擦力为静摩擦力
B．A对B的摩擦力方向水平向右，大小为8N
C．若A以2m/s匀速直线运动，拉力F将变大
D．地对A的摩擦力方向水平向左，大小为5N
【答案】D
【解析】A．因为A与B之间是相对运动的，所以它们之间的摩擦力是滑动摩擦力。故A错误；
B．B相对于地面静止，处于平衡状态，在水平方向上受到的向左的拉力与向右的摩擦力是一对平衡力，摩擦力与向左的拉力相等，大小为3N，故B错误；
C．A对地面的压力不变，它们接触面的粗糙程度不变，所以地面对它的摩擦力大小不变。A无论以什么样的速度做匀速直线运动，都处于平衡状态，拉力与摩擦力平衡，大小相等，是不会发生变化的。故C错误；
D．以A为研究对象，它做匀速直线运动，受到的力是平衡的：向右的拉力F与B对A向左的摩擦力、地面对A向左的摩擦力平衡。则地面对A的摩擦力大小为
故D正确。
故选D。
二、填空题
11．装满沙的车子总重为500N，在140N的水平推力作用下在地面上做匀速直线运动，此时车子受到地面的摩擦力是______N；当推力增大到150N时，车子受到地面的摩擦力是______N，此时车______（填“会”或“不会”）继续做匀速直线运动。
【答案】 140 140 不会
【解析】[1]重500N的车子，在140N水平推力作用下，在水平地面上做匀速直线运动，水平方向上受到推力和摩擦力的作用，这两个力是平衡力，大小相等，方向相反，所以车子受到地面的摩擦力大小是140N。
[2][3]当推力增大到150N时，车子对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，故摩擦力不变仍未140N；车子受到的推力大于滑动摩擦力，车子进行加速运动。
12．一个热气球用钢缆绳吊着重为500N的箱子在空中匀速上升，在此过程中，箱子的运动状态 _____（发生/没有）变化，钢缆绳对热气球的拉力是 _____N。
【答案】 没有 500
【解析】[1]当箱子匀速上升时，箱子速度大小及方向均没有变化，即箱子的运动状态没有变化。
[2]箱子匀速上升，箱子处于平衡状态，钢绳对箱子的拉力和箱子的重力是一对平衡力，则拉力
13．如图所示的一架遥控直升飞机模型，重80N，当它停在空中时，旋翼提供的升力是___________N。停了一会后，它又加速上升，则此时飞机受到的合力___________（选填“为0”、“向下”、“向上”）。
【答案】 80 向上
【解析】[1]当直升飞机模型匀速上升和匀速降落时，它都处于平衡状态，受到平衡力作用，旋翼提供升力的大小等于飞机模型的重力，等于80N。
[2]停了一会后，它又加速上升，此时的升力要大于重力，所以合力的方向是竖直向上的。
14．小李用绳系住重力为20N的物体使其沿竖直方向缓慢地做匀速直线运动。若不计空气阻力，第一次拉着物体以速度v1匀速上升时，绳对物体的拉力为 _____N，第二次拉着此物体以速度v2匀速下降，若v1＜v2，则绳对物体的拉力 _____（选填“大于”或“小于”或“等于”）20N，第三次拉着此物体静止在空中时，绳对物体的拉力 _____（选填“大于”或“小于”或“等于”）20N。
【答案】 20 等于 等于
【解析】[1]当绳拉着它匀速上升时，物体处于平衡状态，绳对物体的拉力和物体受到的重力是一对平衡力，大小相等，方向相反，所以绳子对物体的拉力等于物体的重力等于20N。
[2]第二次拉着此物体匀速下降时，物体处于平衡状态，绳对物体的拉力和物体受到的重力仍是一对平衡力，大小相等，方向相反，则绳对物体的拉力等于20N。
[3]第三次拉着此物体静止在空中时，物体处于平衡状态，绳对物体的拉力和物体受到的重力仍是一对平衡力，大小相等，方向相反，则绳对物体的拉力等于20N。
15．如图所示，足够长的水平桌面上静止一木块，用弹簧测力计沿水平方向拉木块。当弹簧测力计示数是2N时，木块未被拉动，这时木块受到的摩擦力大小为______N，当弹簧测力计示数是5N时，木块恰好做匀速直线运动；当弹簧测力计示数是7N时，木块所受的摩擦力大小为______N，木块的运动状态_____（选填“改变”或“不改变”）。
【答案】 2 5 改变
【解析】[1]用弹簧测力计沿水平方向拉木块，当弹簧测力计示数是2N时，木块静止处于平衡状态，受到水平向右的拉力和水平向左摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以，木块受到摩擦力大小为2N。
[2]当弹簧测力计示数是5N时，木块正好做匀速运动处于平衡状态，受到水平向右的拉力和水平向左的滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以，滑动摩擦力大小为5N。
[3]因滑动摩擦力的大小只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，当弹簧测力计示数是7N时，木块对桌面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，木块受到的摩擦力不变，仍为5N，此时合力的方向与拉力的方向一致，由力是改变物体运动状态的原因可知，木块的运动状态改变。
16．下图是探究二力平衡的实验。通过改变钩码_____来改变力的大小；将卡片_____是为了验证不在同一直线的两个力是否平衡；为了验证不在同一物体上的两个力是否平衡，可以将卡片_____。
【答案】 个数 转过一个角度 剪为两半
【解析】[1]在探究二力平衡的实验中，通过调整钩码的个数来改变拉力的大小。
[2]为了验证不在同一直线上的两个力是否平衡时，应将小卡片转过一个角度，松手后观察小卡片能否静止。
[3]为了验证不在同一物体上的两个力是否平衡，可以把小卡片一剪为二，变为两个卡片，观察两个小卡片是否处于静止状态。
17．如图，摆球从A点静止释放，在A、C两点间来回摆动，B为最低点，不计空气阻力。
（1）小球摆到C点时速度为0，受到______（平衡力/非平衡力），处于______（平衡/非平衡）状态，如果在C点时细线恰好断开，则小球将______；
（2）若小球摆动到C点时，细线断开所受的力都消失了，则小球将______；若小球摆动到B点时，细线断开所受的力都消失了，则小球将______。
【答案】 非平衡力 非平衡 竖直向下运动 保持静止 做匀速直运动
【解析】（1）[1][2][3]不计空气阻力，小球摆到C点时受到拉力和重力的作用，这两个力不在同一直线上，故此时小球所受的力是非平衡力，其处于非平衡状态。此时细线恰好断开，则小球只受重力作用，将会竖直向下运动。
（2）[4]若小球摆动到C点时，小球的速度为0，细线断开所受的力都消失了，由牛顿第一定律可知，小球将保持静止。
[5]小球摆动到B点时，其在水平方向上有一定速度，若细线断开所受的力都消失了，由牛顿第一定律可知，小球将做匀速直运动。
18．如图甲所示，完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上，在12N的水平拉力F1的作用下，A、B一起做匀速直线运动，此时木块B所受的摩擦力为 _____N；若将A、B紧靠着放在水平桌面上，用水平力F2推A使它们一起匀速直线运动（如图乙所示），则推力F2的大小为 _____N。
【答案】 0 12
【解析】[1]在12N的水平拉力F1作用下，A、B一起做匀速直线运动，因此，A、B都受平衡力，木块B在水平方向不受拉力，因此B所受的摩擦力为0N。
[2]在12N的水平拉力F1的作用下，A、B一起做匀速直线运动，此时A、B处于平衡状态，A受12N的拉力，因此A受到的摩擦力也为12N；若将A、B紧靠着放在水平桌面上，接触面的粗糙程度不变，整体对桌面的压力也不变，因此整体受到的摩擦力也不变，要使它们一起匀速运动，则此时的推力为
三、作图题
19．如图，一辆汽车在水平路面上加速行驶，请画出汽车在水平方向上受力的示意图。（不计空气阻力）
【答案】
【解析】一辆汽车在水平路面上加速水平向右行驶，则汽车受到水平向右的动力大于水平向左的牵引力，如图所示：
20．如图所示，物块随传送带一起水平向右匀速运动，请画出物块所受力的示意图（不计空气阻力）。
【答案】
【解析】物体做匀速直线运动，受到的力是平衡力。在竖直方向上受到的有：竖直向上的支持力、竖直向下的重力。因为物体与传送带一起做匀速直线运动，二者没有相对运动，所以，物体没有受到摩擦力，则在水平方向上没有受力。
21．如图所示，水平面上一个静止的小车上有一弯杆，其下端固定一个小球，请在图中画出杆对小球的作用力F并标出相应的字母。
【答案】
【解析】由于小球处于静止状态，即处于平衡状态，它受力平衡，对它受力分析，它受到竖直向下的重力作用，那么肯定它受到一个竖直向上的力作用，即杆对小球的作用力F，作用点在球的重心，由此画出这个力，如下图所示。
四、实验题
22．在“探究二力平衡条件”的活动中，主要是通过探究力对物体的作用效果来实现探究目的。如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
（1）小华将系于小卡片（重力可忽略不计）两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向_____，并通过调整_____来改变拉力的大小；
（2）小明还进行如图乙所示的探究活动。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．是否作用在同一直线上
（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，小华下一步的操作是：_____。
【答案】 相反 钩码的数量 C 把小纸片剪成两半
【解析】（1）[1][2]小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码，两个钩码由于重力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）[3]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AB不符合题意，C符合题意。
故选C。
（3）[4]为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，可以将小卡片剪成两半，使拉力作用在两个小卡片上。
23．如图所示，小车在水平方向受到两个力的作用，我们通过观察小车在水平方向受到不同的两个力作用时，小车是否处于静止来探究二力平衡需要满足哪些条件。
（1）向两吊盘中加法码，当两盘中的砝码质量___________时，小车静止；
（2）保持两吊盘中的砝码质量相等，将小车在桌面上旋转一个角度松手后，小车会___________，这说明一对平衡力一定作用在___________；
（3）如果将两边的吊盘挂在小车一端的同一挂钩上，且沿同一方向拉小车，可以发现小车不会静止，这是为了表明小车受到的二力若平衡，必须满足___________这一条件而设计的一个步骤。
【答案】 相等 转动 同一直线上 两个力方向相反
【解析】（1）[1]向两吊盘中加法码，当两盘中的砝码质量相等时，小车在水平方向上受到的两绳子的拉力大小相等，此时小车将静止。
（2）[2][3]保持两吊盘中的砝码质量相等，将小车在桌面上旋转一个角度松手后，此时小车受到的两个绳子的拉力不在同一条直线上，此时小车不能保持静止，小车会转动，直到两边的拉线在同一直线上时，小车停止转动。
（3）[4]如果将两边的吊盘挂在小车一端的同一挂钩上，且沿同一方向拉小车，可以发现小车不会静止，此时小车所受的两个拉力方向相同，这表明小车受到的二力若平衡，必须满足两个力方向相反这一条件。
24．实验小组用如图所示的实验来探究二力平衡的条件，实验中每个钩码重力相同，摩擦力忽略不计。
（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的大小 _______方向_______；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，小车做加速运动，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，小车将______（选填“保持静止”或“扭转回来”），这一步骤说明二力平衡时，要满足二个力在_______上的条件。
（3）对比甲、乙、丙三次实验，当小车静止时，水平方向上受到的两个力大小______，还能看出小车受非平衡力作用时，运动状态将_______。
【答案】 相等 相反 =
＜ 扭转回来 同一直线 相等 改变
【解析】（1）[1][2]图甲小车左边挂2个钩码，右边挂2个钩码，左右两边的钩码个数相同，则左右两边钩码的重力相同，所以拉力大小相等，方向相反，小车处于静止状态，即F1＝F2。
[3]图乙小车仍静止，即仍处于平衡状态，则F3＝F4。
[4]图丙右边钩码个数大于左边钩码个数，则F5＜F6，小车将向右做加速运动。
（2）[5][6]图甲实验的基础上，将小车扭转一个角度，二力不在同一条直线上，松手后小车会发生转动，直到两边的拉线在同一条直线上；这样做说明两个力若平衡必须作用在同一直线上。
（3）[7]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，方向相反。
[8]由图丙可知，小车受非平衡力作用时，运动状态将改变。
25．小明用如图甲、乙、丙、丁所示的装置来完成探究“二力平衡的条件”的实验，则：
（1）为了减小实验误差，小明设计并按照甲乙丙的实验顺序进行，这样做的目的是为了减小______对实验的影响；
（2）在探究“二力的大小”对“二力平衡的条件”的影响时，小明没有用弹簧测力计测量物体在水平方向所受力的大小，而是通过用______来比较水平方向所受二力大小的；
（3）在探究“二力是否在同一直线上”对“二力平衡的条件”的影响时，小明将乙图中的小车扭转一个角度后松手，小车不再平衡，从而得出：只有作用在_______（选填“同一直线”或“不同直线”）上的两个力，才能够平衡；
（4）在探究“二力是否作用在同一物体上”对“二力平衡的条件”的影响时，小明将丁图中的卡片剪成两半，此时卡片______（选填“能”或“不能”）平衡，从而得出结论；
（5）小明用丙图来探究“二力的方向”对“二力平衡的条件”的影响时，他在丙图实验完成后，接下来应该进行的操作是______，此时小车不会静止，由此得出二力平衡必须满足“方向相反”这一条件；通过上述实验过程可得出：作用在同一物体上的两个力，只有大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上时，这两个力才能平衡。
【答案】 摩擦力 钩码的数目 同一直线 不能 将一端的钩码取下，挂在另一端钩码的下方
【解析】（1）[1]甲图小明实验用的木块放在水平桌面上，木块和桌面之间存在摩擦力，乙图用的小车放在水平桌面上，摩擦力减小，小车重力小，悬在空中不受摩擦力影响；为了减小实验误差，小明设计并按照甲乙丙的实验顺序进行，这样做的目的是为了减小摩擦力对实验的影响。
（2）[2]小明没有用弹簧测力计测量物体在水平方向所受力的大小，但小车受到的拉力等于钩码的重力，所以可以通过用钩码的数目来比较水平方向所受二力大小的。
（3）[3]小明将乙图中的小车扭转过一个角度，两端的拉力就不在一条直线上，小车就会转动，说明了不在同一直线上的两个力不能平衡；从而得出：只有作用在同一直线上的两个力，才能够平衡。
（4）[4]小明将丁图中的卡片剪成两半，两卡片分别向相反方向加速运动，此时卡片不能平衡，说明二力平衡条件之一是必须作用在同一个物体上。
（5）[5]小明用丙图来探究“二力的方向”对“二力平衡的条件”的影响时，可以将两个力的方向改为相同，他在丙图实验完成后，接下来应该进行的操作是将一端的钩码取下，挂在另一端钩码的下方，此时小车不会静止，由此得出二力平衡必须满足“方向相反”这一条件；通过上述实验过程可得出：作用在同一物体上的两个力，只有大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上时，这两个力才能平衡。
26．“瓢泼大雨”以很大的速度落到地面，“毛毛细雨”则缓慢地飘落到地面。这是这么回事呢？原来从高空下落的物体，开始时的速度会越来越大，所受空气阻力也会随速度的增大而增大，当速度增大到一定程度，空气阻力增大到与物体的重力相等时，这时物体将以这一速度做匀速直线运动，通常把这个速度称为收尾速度，所以轻重和大小不同的雨滴收尾速度不同。受此启发，小明认为可以通过测量不同的小球的收尾速度等，得出最大空气阻力跟球的半径和速度的关系，部分实验数据如下表所示。（g=10N/kg）
（1）从图中可以看出该小球在BC段做______运动，理由______；
（2）实验中，测量出小球受到最大空气阻力大小的原理是______；编号为1的小球在B处所受空气阻力为______；（g=10N/kg）
（3）通过比较______号和______号小球可以初步得出结论：半径相同时，小球受到的最大空气阻力与速度成正比；
（4）通过比较2号和3号小球可以初步得出结论是：速度相同时，小球受到的最大空气阻力与______；
（5）如果上述规律具有普遍性，为了与4号小球作对比，再次探究最大空气阻力与小球半径的关系，5号小球的质量应设置为______g。
【答案】 匀速直线 在相等的时间内通过的路程相等 二力平衡 0.02N 1 2 小球半径的平方成正比 90
【解析】（1）[1][2]已知两个小球间的时间相同，而图示中BC间两球间的距离也相等，由于小球在BC段内，相等的时间内通过的路程相等，因此小球在BC段做匀速直线运动。
（2）[3]由题意知，高空下落的物体随着速度增大，所受空气阻力也增大，当阻力与物体的重力相等时，物体会匀速直线运动，这时所受的阻力最大，那么要测量小球受到的最大空气阻力，根据做匀速直线运动的物体受平衡力分析即可，即阻力等于重力即可求出阻力的大小，因此其原理为二力平衡。
[4]编号为1的小球的质量为2g，那么它在B点处所受的阻力达到最大，等于小球的重力，所以
f=G=2×10-3kg×10N/kg=0.02N
（3）[5][6]要得出：半径相同时，小球受到的最大空气阻力与速度成正比的结论，需保证小球的半径相同，根据表中数据可知，1号和2号小球的半径相同，因此选择1号和2号的数据。
（4）[7]通过比较2号和3号小球可知，小球的速度相同，两个小球的阻力的比值
半径的平方之比为
因此速度相同时，小球受到的最大空气阻力与小球半径的平方成正比。
（5）[8]因为速度相同时，小球受到的最大空气阻力与小球半径的平方成正比，所以比较4号和5号数据可知，5号球的收尾速度应为20m/s，则质量之比与半径关系如下
解得
m5=90g
27．在“探究二力平衡的条件”活动中：
（1）小明提出用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件，若采用此方案，必须测出物体所受的重力和拉力的大小来进行比较。研究发现，在小明的方案中，只能根据相互作用的关系直接测出_______的大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力无法直接测量，所以这一方案无法实施下去；
（2）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_______对实验的影响；
（3）如图丙，是最终确认的实验方案。此方案中，由于_______，故卡片的重力可忽略不计；
（4）小华在探究活动结束后想到物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态，那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢？小明提出了自己的实验方案：用弹簧测力计拉着钩码在_______（选填“水平方向”或“竖直方向”、“任意方向”）做匀速直线运动，根据观察到_______现象，可以得出结论：物体静止时的二力平衡条件同样适用于物体处于匀速直线运动状态。
【答案】 拉力 BAC 摩擦力 卡片重力远小于拉力 任意方向 测力计示数始终不变
【解析】（1）[1]图甲中，物体所受的重力是通过拉力来测量的，所以在实验中通过力的相互作用性直接测出的是拉力的大小，重力无法直接测出，那么这一实验方案无法实施。
（2）[2][3]图乙中，B图物体与桌面的滑动摩擦力较大，A图将滑动摩擦变为滚动摩擦，摩擦力较小，C图物体悬空，摩擦力对实验的影响最小，在这样的实验改进中可以减小阻力对实验的影响，所以正确的顺序是BAC。
（3）[4]图丙的实验中，由于卡片的质量较小，所受重力较小，远小于卡片所受的拉力，那么卡片的重力可以忽略。
（4）[5][6]要探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件，可以拉着钩码在任意方向做匀速直线运动，因为拉力与重力平衡，所以观察到的现象应为弹簧测力计的示数不变。
五、计算题
28．在目前的中国汽车市场中，国产汽车占据着重要地位，这与近些年来国产汽车品质的不断提升密切相关。国产汽车的崛起离不开长安汽车的助力，长安某汽车质量是1.6×103kg，在一次测试中，该汽车在平直的路面上匀速直线行驶时，受到的阻力是车重的0.1倍。求：
(1)汽车的重力；
(2)汽车受到的牵引力大小。
【答案】(1)；(2)
【解析】解：(1)由题意可知，汽车受到的重力为
(2)汽车做匀速直线运动，由二力平衡条件可知，汽车受到的牵引力为
答：(1)汽车的重力是。
(2)汽车受到的牵引力大小是。
29．载重共1000N的气球在竖直方向上匀速下降时受到空气向上的浮力900N，若从气球中抛掉一些重物后。气球能在竖直方向上匀速上升。
(1)匀速下降时气球受到的空气的阻力多大？
(2)当气球匀速上升时空气阻力的方向如何？
(3)设空气阻力和浮力大小不变，气球匀速上升的话气球总重只能是多少？需抛掉多少N的重物？
【答案】(1) 100N；(2)空气阻力的方向是竖直向下；(3) 800N；200N
【解析】解：(1)气球在竖直方向上匀速下降时，受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向上的阻力，根据力的平衡条件可得，空气阻力
f=G﹣F浮=1000N﹣900N=100N
阻力的方向竖直向上；
(2)(3)气球匀速竖直上升时，受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向下的阻力，设空气阻力和浮力大小不变，重力与阻力的和等于浮力，则此时气球的总重
G′=F浮﹣f=900N﹣100N=800N
所以，抛出物体的重
G抛=G﹣G′=1000N﹣800N=200N
答：(1)匀速下降时气球受到的空气的阻力是100N；
(2)当气球匀速上升时空气阻力的方向竖直向下；
(3)设空气阻力和浮力大小不变，气球匀速上升的话气球总重只能是800N；需抛掉200N的重物。
30．科学研究表明两个相互接触的物体之间发生相对滑动时，接触面上产生的滑动摩擦力大小与它们之间压力的大小成正比，可用公式表示为f滑=μF，μ指动摩擦因数，为小于1的正数；当相互接触的两物体的材料均不变时，μ的大小不发生改变，当相互接触的两物体的材料改变时，μ的大小将改变。现有三种不同的硬质材料做成的长方体物体A（重量30N）、B（重量10N）和C，A、C之间的动摩擦因素μAC=0.3，B、C之间的动摩擦因紫μBC未知，将A、C如图甲放在水平地面上时，用水平推力F1恰好使A在C的表面上向右做匀速直线运动。将A、B和C如图乙放在水平地面上时，用大小为10N的水平推力F2恰好使A、B一起在C的表面上向右做匀速直线运动。
（1）如图甲，水平推力F1为多大？
（2）如图乙，B受到摩擦力为多大？
（3）如图丙，将物体C竖直固定在水平地面上，用水平压力F3将A、B重叠压在C的表面上，且A、B一起向下做匀速直线运动（A、B间不发生相对滑动），则水平压力F3为多大？
【答案】（1）9N；（2）1N；（3）400N
【解析】解：（1）如图甲所示，A在C的表面上向右做匀速直线运动。则在水平方向上A受到水平向右的推力F1和水平向左的滑动摩擦力fA且这两个力是一对平衡力；在竖直方向上，A对C的压力为
FA=GA=30N
根据二力平衡的条件和公式f滑=μF可得
F1=fA=μACFA=0.3×30N=9N
（2）如图乙所示，A、B一起在C的表面上向右做匀速直线运动，处于平衡状态，在水平方向上，水平推力F2与A、B受到的滑动摩擦力的合力是一对平衡力，即大小相等。因A对C的压力和A与C之间的动摩擦因数均未变，所以A与C之间的滑动摩擦力fA还是9N。故B受到的摩擦力为
fB=F2-fA=10N-9N=1N
（3）由题意知，B重10N，根据图乙可知，在竖直方向上，B对C的压力为
FB=GB=10N
由公式f滑=μF，可求B、C间的动摩擦因数为
如图丙所示，A、B一起向下做匀速直线运动（A、B间不发生相对滑动），处于平衡状态，则在竖直方向上，将A、B看成一个整体，A、B受到的滑动摩擦力与A、B的重力是一对平衡力，则A、B受到的滑动摩擦力为
fAB=GA+GB=30N+10N=40N
由公式f滑=μF可得，水平压力F3为
答：（1）如图甲，水平推力F1为9N；
（2）如图乙，B受到摩擦力为1N；
（3）水平压力F3为400N。
小球编号
1
2
3
4
5
小球质量m（g）
2
5
45
40
小球半径r（cm）
0.5
0.5
1.5
2
3
小球的收尾速v（m/s）
16
40
40
20
1．下列不属于二力平衡条件的是（ ）
A．作用在同一物体上 B．大小相等 C．方向相同 D．在同一直线上
2．如图所示是轻质物体的受力示意图，其中能使物体处于平衡状态的是（ ）
A．B．
C．D．
3．一台笔记本电脑平放在水平桌面上，下列说法正确的是（ ）
A．笔记本只有静止时受到的力才是平衡力
B．桌子对地面的压力与地面对桌子的支持力是一对平衡力
C．笔记本电脑的重力与桌面对笔记本电脑的支持力是一对平衡力
D．如果笔记本受到的拉力和重力大小相等，这两个力一定平衡
4．起重机以1 m/s的速度匀速吊起一个重物,钢丝绳的拉力是6 000 N.若起重机改用2 m/s的速度吊着同一重物匀速下降,钢丝绳的拉力是( )
A．一定等于6 000 NB．一定小于6 000 N
C．3 000 ND．小于3 000 N
5．小红同学用如图所示的装置“探究二力平衡的条件”，不考虑两边细绳的重力对实验的影响。关于这个实验，下列描述正确的是（ ）
A．实验时应尽可能把小车放在粗糙的水平桌面上进行实验
B．只有小车处于静止状态时，小车才受到平衡力的作用
C．两个相同托盘里所放砝码应尽可能选质量较大的
D．将小车扭转一个角度后松手，是为了探究不在同一物体上的两个力是否能平衡
6．如图所示，在20N水平向右的力F作用下，重8N的物块静止在竖直墙面上，则物块受到的摩擦力大小为（ ）
A．8NB．12NC．20ND．28N
7．如图所示，图甲是小华在水平方向以F1=5N的力拉着一端固定在墙壁上的弹簧测力计的情景，图乙为小明和小丽在水平方向分别以F2=5N，F3=5N的力，从左右两端拉弹簧测力计的情景，则甲、乙两个弹簧测力计的示数分别是（ ）
A．5N和10NB．5N和0N
C．5N和5ND．0N和5N
8．如图所示，是一辆静止在水平面上的小车，在其支架的杆上固定一个质量为m的小球，关于杆对小球作用力的描述，下列说法中正确的是（ ）
A．力的方向竖直向上，大小为mg
B．力的方向沿杆斜向上，大小为2mg
C．力的方向垂直于杆向上，大小为mg
D．力的方向沿杆和竖直方向之间的某一方向，大小为2mg
9．明明同学用水平向右的力推静止于水平桌面上的木块A，推力F的大小以及木块A的运动速度v随时间t的变化情况如图甲、乙所示，则（ ）
A．在0~6s时间内，推力小于摩擦力
B．在0~6s时间内，木块受静摩擦力
C．在t=7s时，木块受到的摩擦力为12N
D．当F=11N时，木块A一定做加速直线运动
10．如图所示，用大小为8N的水平拉力F拉上表面粗糙程度各处相同的物体A，使其在水平地面上以1m/s匀速直线运动，当物体B静止不动时，与水平绳相连的弹簧测力计的示数为3N保持不变，下列说法正确的是（不计绳和弹簧测力计自重）（ ）
A．A对B的摩擦力为静摩擦力
B．A对B的摩擦力方向水平向右，大小为8N
C．若A以2m/s匀速直线运动，拉力F将变大
D．地对A的摩擦力方向水平向左，大小为5N
二、填空题
11．装满沙的车子总重为500N，在140N的水平推力作用下在地面上做匀速直线运动，此时车子受到地面的摩擦力是______N；当推力增大到150N时，车子受到地面的摩擦力是______N，此时车______（填“会”或“不会”）继续做匀速直线运动。
12．一个热气球用钢缆绳吊着重为500N的箱子在空中匀速上升，在此过程中，箱子的运动状态 _____（发生/没有）变化，钢缆绳对热气球的拉力是 _____N。
13．如图所示的一架遥控直升飞机模型，重80N，当它停在空中时，旋翼提供的升力是___________N。停了一会后，它又加速上升，则此时飞机受到的合力___________（选填“为0”、“向下”、“向上”）。
14．小李用绳系住重力为20N的物体使其沿竖直方向缓慢地做匀速直线运动。若不计空气阻力，第一次拉着物体以速度v1匀速上升时，绳对物体的拉力为 _____N，第二次拉着此物体以速度v2匀速下降，若v1＜v2，则绳对物体的拉力 _____（选填“大于”或“小于”或“等于”）20N，第三次拉着此物体静止在空中时，绳对物体的拉力 _____（选填“大于”或“小于”或“等于”）20N。
15．如图所示，足够长的水平桌面上静止一木块，用弹簧测力计沿水平方向拉木块。当弹簧测力计示数是2N时，木块未被拉动，这时木块受到的摩擦力大小为______N，当弹簧测力计示数是5N时，木块恰好做匀速直线运动；当弹簧测力计示数是7N时，木块所受的摩擦力大小为______N，木块的运动状态_____（选填“改变”或“不改变”）。
16．下图是探究二力平衡的实验。通过改变钩码_____来改变力的大小；将卡片_____是为了验证不在同一直线的两个力是否平衡；为了验证不在同一物体上的两个力是否平衡，可以将卡片_____。
17．如图，摆球从A点静止释放，在A、C两点间来回摆动，B为最低点，不计空气阻力。
（1）小球摆到C点时速度为0，受到______（平衡力/非平衡力），处于______（平衡/非平衡）状态，如果在C点时细线恰好断开，则小球将______；
（2）若小球摆动到C点时，细线断开所受的力都消失了，则小球将______；若小球摆动到B点时，细线断开所受的力都消失了，则小球将______。
18．如图甲所示，完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上，在12N的水平拉力F1的作用下，A、B一起做匀速直线运动，此时木块B所受的摩擦力为 _____N；若将A、B紧靠着放在水平桌面上，用水平力F2推A使它们一起匀速直线运动（如图乙所示），则推力F2的大小为 _____N。
三、作图题
19．如图，一辆汽车在水平路面上加速行驶，请画出汽车在水平方向上受力的示意图。（不计空气阻力）
20．如图所示，物块随传送带一起水平向右匀速运动，请画出物块所受力的示意图（不计空气阻力）。
21．如图所示，水平面上一个静止的小车上有一弯杆，其下端固定一个小球，请在图中画出杆对小球的作用力F并标出相应的字母。
四、实验题
22．在“探究二力平衡条件”的活动中，主要是通过探究力对物体的作用效果来实现探究目的。如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
（1）小华将系于小卡片（重力可忽略不计）两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向_____，并通过调整_____来改变拉力的大小；
（2）小明还进行如图乙所示的探究活动。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．是否作用在同一直线上
（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，小华下一步的操作是：_____。
23．如图所示，小车在水平方向受到两个力的作用，我们通过观察小车在水平方向受到不同的两个力作用时，小车是否处于静止来探究二力平衡需要满足哪些条件。
（1）向两吊盘中加法码，当两盘中的砝码质量___________时，小车静止；
（2）保持两吊盘中的砝码质量相等，将小车在桌面上旋转一个角度松手后，小车会___________，这说明一对平衡力一定作用在___________；
（3）如果将两边的吊盘挂在小车一端的同一挂钩上，且沿同一方向拉小车，可以发现小车不会静止，这是为了表明小车受到的二力若平衡，必须满足___________这一条件而设计的一个步骤。
24．实验小组用如图所示的实验来探究二力平衡的条件，实验中每个钩码重力相同，摩擦力忽略不计。
（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的大小 _______方向_______；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，小车做加速运动，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，小车将______（选填“保持静止”或“扭转回来”），这一步骤说明二力平衡时，要满足二个力在_______上的条件。
（3）对比甲、乙、丙三次实验，当小车静止时，水平方向上受到的两个力大小______，还能看出小车受非平衡力作用时，运动状态将_______。
25．小明用如图甲、乙、丙、丁所示的装置来完成探究“二力平衡的条件”的实验，则：
（1）为了减小实验误差，小明设计并按照甲乙丙的实验顺序进行，这样做的目的是为了减小______对实验的影响；
（2）在探究“二力的大小”对“二力平衡的条件”的影响时，小明没有用弹簧测力计测量物体在水平方向所受力的大小，而是通过用______来比较水平方向所受二力大小的；
（3）在探究“二力是否在同一直线上”对“二力平衡的条件”的影响时，小明将乙图中的小车扭转一个角度后松手，小车不再平衡，从而得出：只有作用在_______（选填“同一直线”或“不同直线”）上的两个力，才能够平衡；
（4）在探究“二力是否作用在同一物体上”对“二力平衡的条件”的影响时，小明将丁图中的卡片剪成两半，此时卡片______（选填“能”或“不能”）平衡，从而得出结论；
（5）小明用丙图来探究“二力的方向”对“二力平衡的条件”的影响时，他在丙图实验完成后，接下来应该进行的操作是______，此时小车不会静止，由此得出二力平衡必须满足“方向相反”这一条件；通过上述实验过程可得出：作用在同一物体上的两个力，只有大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上时，这两个力才能平衡。
26．“瓢泼大雨”以很大的速度落到地面，“毛毛细雨”则缓慢地飘落到地面。这是这么回事呢？原来从高空下落的物体，开始时的速度会越来越大，所受空气阻力也会随速度的增大而增大，当速度增大到一定程度，空气阻力增大到与物体的重力相等时，这时物体将以这一速度做匀速直线运动，通常把这个速度称为收尾速度，所以轻重和大小不同的雨滴收尾速度不同。受此启发，小明认为可以通过测量不同的小球的收尾速度等，得出最大空气阻力跟球的半径和速度的关系，部分实验数据如下表所示。（g=10N/kg）
（1）从图中可以看出该小球在BC段做______运动，理由______；
（2）实验中，测量出小球受到最大空气阻力大小的原理是______；编号为1的小球在B处所受空气阻力为______；（g=10N/kg）
（3）通过比较______号和______号小球可以初步得出结论：半径相同时，小球受到的最大空气阻力与速度成正比；
（4）通过比较2号和3号小球可以初步得出结论是：速度相同时，小球受到的最大空气阻力与______；
（5）如果上述规律具有普遍性，为了与4号小球作对比，再次探究最大空气阻力与小球半径的关系，5号小球的质量应设置为______g。
27．在“探究二力平衡的条件”活动中：
（1）小明提出用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件，若采用此方案，必须测出物体所受的重力和拉力的大小来进行比较。研究发现，在小明的方案中，只能根据相互作用的关系直接测出_______的大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力无法直接测量，所以这一方案无法实施下去；
（2）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_______对实验的影响；
（3）如图丙，是最终确认的实验方案。此方案中，由于_______，故卡片的重力可忽略不计；
（4）小华在探究活动结束后想到物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态，那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢？小明提出了自己的实验方案：用弹簧测力计拉着钩码在_______（选填“水平方向”或“竖直方向”、“任意方向”）做匀速直线运动，根据观察到_______现象，可以得出结论：物体静止时的二力平衡条件同样适用于物体处于匀速直线运动状态。
五、计算题
28．在目前的中国汽车市场中，国产汽车占据着重要地位，这与近些年来国产汽车品质的不断提升密切相关。国产汽车的崛起离不开长安汽车的助力，长安某汽车质量是1.6×103kg，在一次测试中，该汽车在平直的路面上匀速直线行驶时，受到的阻力是车重的0.1倍。求：
(1)汽车的重力；
(2)汽车受到的牵引力大小。
29．载重共1000N的气球在竖直方向上匀速下降时受到空气向上的浮力900N，若从气球中抛掉一些重物后。气球能在竖直方向上匀速上升。
(1)匀速下降时气球受到的空气的阻力多大？
(2)当气球匀速上升时空气阻力的方向如何？
(3)设空气阻力和浮力大小不变，气球匀速上升的话气球总重只能是多少？需抛掉多少N的重物？
30．科学研究表明两个相互接触的物体之间发生相对滑动时，接触面上产生的滑动摩擦力大小与它们之间压力的大小成正比，可用公式表示为f滑=μF，μ指动摩擦因数，为小于1的正数；当相互接触的两物体的材料均不变时，μ的大小不发生改变，当相互接触的两物体的材料改变时，μ的大小将改变。现有三种不同的硬质材料做成的长方体物体A（重量30N）、B（重量10N）和C，A、C之间的动摩擦因素μAC=0.3，B、C之间的动摩擦因紫μBC未知，将A、C如图甲放在水平地面上时，用水平推力F1恰好使A在C的表面上向右做匀速直线运动。将A、B和C如图乙放在水平地面上时，用大小为10N的水平推力F2恰好使A、B一起在C的表面上向右做匀速直线运动。
（1）如图甲，水平推力F1为多大？
（2）如图乙，B受到摩擦力为多大？
（3）如图丙，将物体C竖直固定在水平地面上，用水平压力F3将A、B重叠压在C的表面上，且A、B一起向下做匀速直线运动（A、B间不发生相对滑动），则水平压力F3为多大？
小球编号
1
2
3
4
5
小球质量m（g）
2
5
45
40
小球半径r（cm）
0.5
0.5
1.5
2
3
小球的收尾速v（m/s）
16
40
40
20
7.3 力的平衡
一、单选题
1．下列不属于二力平衡条件的是（ ）
A．作用在同一物体上B．大小相等C．方向相同D．在同一直线上
【答案】C
【解析】作用在一个物体上的两个力，必须大小相等、方向相反，作用在一条直线上，这两个力才是一对平衡力。故方向相同不是二力平衡的条件。
故选C。
2．如图所示是轻质物体的受力示意图，其中能使物体处于平衡状态的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【解析】物体受到平衡力的作用时处于平衡状态，要求二力共线、作用在同一物体上，方向相反且大小相等；故D符合题意。
故选D。
3．一台笔记本电脑平放在水平桌面上，下列说法正确的是（ ）
A．笔记本只有静止时受到的力才是平衡力
B．桌子对地面的压力与地面对桌子的支持力是一对平衡力
C．笔记本电脑的重力与桌面对笔记本电脑的支持力是一对平衡力
D．如果笔记本受到的拉力和重力大小相等，这两个力一定平衡
【答案】C
【解析】A．笔记本处于静止或匀速直线运动状态，都受到平衡力，故A错误；
B．桌子对地面的压力与地面对桌子的支持力，作用在不同的物体上，不是平衡力，故B错误；
C．笔记本电脑的重力与桌面对笔记本电脑的支持力，两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线，作用在同一个物体上，是一对平衡力，故C正确；
D．如果笔记本受到水平方向的拉力和重力大小相等，这两个力的方向不是相反的，不是平衡力，故D错误。
故选C。
4．起重机以1 m/s的速度匀速吊起一个重物,钢丝绳的拉力是6 000 N.若起重机改用2 m/s的速度吊着同一重物匀速下降,钢丝绳的拉力是( )
A．一定等于6 000 NB．一定小于6 000 N
C．3 000 ND．小于3 000 N
【答案】A
【解析】物体做匀速直线运动,不论速度大小如何,总是受平衡力作用或不受力的作用,根据题意重物受重力和钢丝绳拉力,二者是一对平衡力.
故选A
5．小红同学用如图所示的装置“探究二力平衡的条件”，不考虑两边细绳的重力对实验的影响。关于这个实验，下列描述正确的是（ ）
A．实验时应尽可能把小车放在粗糙的水平桌面上进行实验
B．只有小车处于静止状态时，小车才受到平衡力的作用
C．两个相同托盘里所放砝码应尽可能选质量较大的
D．将小车扭转一个角度后松手，是为了探究不在同一物体上的两个力是否能平衡
【答案】C
【解析】A．“探究二力平衡条件”这个实验很重要的一点就是尽量减少物体受到的摩擦力对实验的影响，所以水平面越光滑越好，故A错误；
B．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，受平衡力作用，故B错误；
C．小车在桌面上可能会受到摩擦力的作用，实验中为了减小摩擦力对实验的影响，绳子对小车的拉力不能过小，绳子的拉力等于砝码的重力，所以砝码的质量不能过小，故C正确；
D．将小车扭转一个角度，两个力不在同一直线上，二力不平衡，故松手后，小车将转动，不能保持平衡，设计此实验的目的是为了探究不在同一直线上的两个力是否平衡，故D错误。
故选C。
6．如图所示，在20N水平向右的力F作用下，重8N的物块静止在竖直墙面上，则物块受到的摩擦力大小为（ ）
A．8NB．12NC．20ND．28N
【答案】A
【解析】物块静止在竖直墙面上，在竖直方向上，物体受到重力与摩擦力，形成二力平衡，根据二力平衡的条件可得
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
7．如图所示，图甲是小华在水平方向以F1=5N的力拉着一端固定在墙壁上的弹簧测力计的情景，图乙为小明和小丽在水平方向分别以F2=5N，F3=5N的力，从左右两端拉弹簧测力计的情景，则甲、乙两个弹簧测力计的示数分别是（ ）
A．5N和10NB．5N和0N
C．5N和5ND．0N和5N
【答案】C
【解析】图甲中，弹簧测力计受到水平向右的拉力为5N，弹簧测力计的示数为5N，根据二力平衡的条件，此时墙面给弹簧测力计水平向左的拉力也是5N；图乙中，当用两个5N的力同时水平向两侧拉弹簧测力计时，其效果与甲图相同（测力计也处于静止状态），故其示数也应为5N。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
8．如图所示，是一辆静止在水平面上的小车，在其支架的杆上固定一个质量为m的小球，关于杆对小球作用力的描述，下列说法中正确的是（ ）
A．力的方向竖直向上，大小为mg
B．力的方向沿杆斜向上，大小为2mg
C．力的方向垂直于杆向上，大小为mg
D．力的方向沿杆和竖直方向之间的某一方向，大小为2mg
【答案】A
【解析】小球静止在杆子的底端，所以小球处于平衡状态受到平衡力的作用。在竖直方向上，小球受到竖直向下的重力，根据二力平衡的条件知道，必然有一个力来平衡这个重力，所以可以确定杆子给小球一个竖直向上的力，这个力和重力大小相等，大小为mg，故A正确，BCD错误。
故选A。
9．明明同学用水平向右的力推静止于水平桌面上的木块A，推力F的大小以及木块A的运动速度v随时间t的变化情况如图甲、乙所示，则（ ）
A．在0~6s时间内，推力小于摩擦力
B．在0~6s时间内，木块受静摩擦力
C．在t=7s时，木块受到的摩擦力为12N
D．当F=11N时，木块A一定做加速直线运动
【答案】B
【解析】AB．由F﹣t图像可知，0~6s内，物体的速度为0，处于静止状态，受到的推力等于静摩擦力，故A不符合题意，B符合题意；
C．由v﹣t图像可知，6~8s内木块做匀加速运动，8s后木块A做匀速直线运动，此时木块处于平衡状态，受到水平向右的拉力和水平向左的滑动摩擦力是一对平衡力，由二力平衡条件和F﹣t图像可得
因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与运动的速度无关；在6~8s内，木块A做匀加速直线运动，木块受到的摩擦力仍然为10N，故C错误；
D．由F﹣t图像可知，0~6s内木块受到的最大推力为12N，由v﹣t图像可知，0~6s内，木块静止处于平衡状态，所以，当F=11N时，木块可能处于静止状态，故D错误。
故选B。
10．如图所示，用大小为8N的水平拉力F拉上表面粗糙程度各处相同的物体A，使其在水平地面上以1m/s匀速直线运动，当物体B静止不动时，与水平绳相连的弹簧测力计的示数为3N保持不变，下列说法正确的是（不计绳和弹簧测力计自重）（ ）
A．A对B的摩擦力为静摩擦力
B．A对B的摩擦力方向水平向右，大小为8N
C．若A以2m/s匀速直线运动，拉力F将变大
D．地对A的摩擦力方向水平向左，大小为5N
【答案】D
【解析】A．因为A与B之间是相对运动的，所以它们之间的摩擦力是滑动摩擦力。故A错误；
B．B相对于地面静止，处于平衡状态，在水平方向上受到的向左的拉力与向右的摩擦力是一对平衡力，摩擦力与向左的拉力相等，大小为3N，故B错误；
C．A对地面的压力不变，它们接触面的粗糙程度不变，所以地面对它的摩擦力大小不变。A无论以什么样的速度做匀速直线运动，都处于平衡状态，拉力与摩擦力平衡，大小相等，是不会发生变化的。故C错误；
D．以A为研究对象，它做匀速直线运动，受到的力是平衡的：向右的拉力F与B对A向左的摩擦力、地面对A向左的摩擦力平衡。则地面对A的摩擦力大小为
故D正确。
故选D。
二、填空题
11．装满沙的车子总重为500N，在140N的水平推力作用下在地面上做匀速直线运动，此时车子受到地面的摩擦力是______N；当推力增大到150N时，车子受到地面的摩擦力是______N，此时车______（填“会”或“不会”）继续做匀速直线运动。
【答案】 140 140 不会
【解析】[1]重500N的车子，在140N水平推力作用下，在水平地面上做匀速直线运动，水平方向上受到推力和摩擦力的作用，这两个力是平衡力，大小相等，方向相反，所以车子受到地面的摩擦力大小是140N。
[2][3]当推力增大到150N时，车子对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，故摩擦力不变仍未140N；车子受到的推力大于滑动摩擦力，车子进行加速运动。
12．一个热气球用钢缆绳吊着重为500N的箱子在空中匀速上升，在此过程中，箱子的运动状态 _____（发生/没有）变化，钢缆绳对热气球的拉力是 _____N。
【答案】 没有 500
【解析】[1]当箱子匀速上升时，箱子速度大小及方向均没有变化，即箱子的运动状态没有变化。
[2]箱子匀速上升，箱子处于平衡状态，钢绳对箱子的拉力和箱子的重力是一对平衡力，则拉力
13．如图所示的一架遥控直升飞机模型，重80N，当它停在空中时，旋翼提供的升力是___________N。停了一会后，它又加速上升，则此时飞机受到的合力___________（选填“为0”、“向下”、“向上”）。
【答案】 80 向上
【解析】[1]当直升飞机模型匀速上升和匀速降落时，它都处于平衡状态，受到平衡力作用，旋翼提供升力的大小等于飞机模型的重力，等于80N。
[2]停了一会后，它又加速上升，此时的升力要大于重力，所以合力的方向是竖直向上的。
14．小李用绳系住重力为20N的物体使其沿竖直方向缓慢地做匀速直线运动。若不计空气阻力，第一次拉着物体以速度v1匀速上升时，绳对物体的拉力为 _____N，第二次拉着此物体以速度v2匀速下降，若v1＜v2，则绳对物体的拉力 _____（选填“大于”或“小于”或“等于”）20N，第三次拉着此物体静止在空中时，绳对物体的拉力 _____（选填“大于”或“小于”或“等于”）20N。
【答案】 20 等于 等于
【解析】[1]当绳拉着它匀速上升时，物体处于平衡状态，绳对物体的拉力和物体受到的重力是一对平衡力，大小相等，方向相反，所以绳子对物体的拉力等于物体的重力等于20N。
[2]第二次拉着此物体匀速下降时，物体处于平衡状态，绳对物体的拉力和物体受到的重力仍是一对平衡力，大小相等，方向相反，则绳对物体的拉力等于20N。
[3]第三次拉着此物体静止在空中时，物体处于平衡状态，绳对物体的拉力和物体受到的重力仍是一对平衡力，大小相等，方向相反，则绳对物体的拉力等于20N。
15．如图所示，足够长的水平桌面上静止一木块，用弹簧测力计沿水平方向拉木块。当弹簧测力计示数是2N时，木块未被拉动，这时木块受到的摩擦力大小为______N，当弹簧测力计示数是5N时，木块恰好做匀速直线运动；当弹簧测力计示数是7N时，木块所受的摩擦力大小为______N，木块的运动状态_____（选填“改变”或“不改变”）。
【答案】 2 5 改变
【解析】[1]用弹簧测力计沿水平方向拉木块，当弹簧测力计示数是2N时，木块静止处于平衡状态，受到水平向右的拉力和水平向左摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以，木块受到摩擦力大小为2N。
[2]当弹簧测力计示数是5N时，木块正好做匀速运动处于平衡状态，受到水平向右的拉力和水平向左的滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以，滑动摩擦力大小为5N。
[3]因滑动摩擦力的大小只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，当弹簧测力计示数是7N时，木块对桌面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，木块受到的摩擦力不变，仍为5N，此时合力的方向与拉力的方向一致，由力是改变物体运动状态的原因可知，木块的运动状态改变。
16．下图是探究二力平衡的实验。通过改变钩码_____来改变力的大小；将卡片_____是为了验证不在同一直线的两个力是否平衡；为了验证不在同一物体上的两个力是否平衡，可以将卡片_____。
【答案】 个数 转过一个角度 剪为两半
【解析】[1]在探究二力平衡的实验中，通过调整钩码的个数来改变拉力的大小。
[2]为了验证不在同一直线上的两个力是否平衡时，应将小卡片转过一个角度，松手后观察小卡片能否静止。
[3]为了验证不在同一物体上的两个力是否平衡，可以把小卡片一剪为二，变为两个卡片，观察两个小卡片是否处于静止状态。
17．如图，摆球从A点静止释放，在A、C两点间来回摆动，B为最低点，不计空气阻力。
（1）小球摆到C点时速度为0，受到______（平衡力/非平衡力），处于______（平衡/非平衡）状态，如果在C点时细线恰好断开，则小球将______；
（2）若小球摆动到C点时，细线断开所受的力都消失了，则小球将______；若小球摆动到B点时，细线断开所受的力都消失了，则小球将______。
【答案】 非平衡力 非平衡 竖直向下运动 保持静止 做匀速直运动
【解析】（1）[1][2][3]不计空气阻力，小球摆到C点时受到拉力和重力的作用，这两个力不在同一直线上，故此时小球所受的力是非平衡力，其处于非平衡状态。此时细线恰好断开，则小球只受重力作用，将会竖直向下运动。
（2）[4]若小球摆动到C点时，小球的速度为0，细线断开所受的力都消失了，由牛顿第一定律可知，小球将保持静止。
[5]小球摆动到B点时，其在水平方向上有一定速度，若细线断开所受的力都消失了，由牛顿第一定律可知，小球将做匀速直运动。
18．如图甲所示，完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上，在12N的水平拉力F1的作用下，A、B一起做匀速直线运动，此时木块B所受的摩擦力为 _____N；若将A、B紧靠着放在水平桌面上，用水平力F2推A使它们一起匀速直线运动（如图乙所示），则推力F2的大小为 _____N。
【答案】 0 12
【解析】[1]在12N的水平拉力F1作用下，A、B一起做匀速直线运动，因此，A、B都受平衡力，木块B在水平方向不受拉力，因此B所受的摩擦力为0N。
[2]在12N的水平拉力F1的作用下，A、B一起做匀速直线运动，此时A、B处于平衡状态，A受12N的拉力，因此A受到的摩擦力也为12N；若将A、B紧靠着放在水平桌面上，接触面的粗糙程度不变，整体对桌面的压力也不变，因此整体受到的摩擦力也不变，要使它们一起匀速运动，则此时的推力为
三、作图题
19．如图，一辆汽车在水平路面上加速行驶，请画出汽车在水平方向上受力的示意图。（不计空气阻力）
【答案】
【解析】一辆汽车在水平路面上加速水平向右行驶，则汽车受到水平向右的动力大于水平向左的牵引力，如图所示：
20．如图所示，物块随传送带一起水平向右匀速运动，请画出物块所受力的示意图（不计空气阻力）。
【答案】
【解析】物体做匀速直线运动，受到的力是平衡力。在竖直方向上受到的有：竖直向上的支持力、竖直向下的重力。因为物体与传送带一起做匀速直线运动，二者没有相对运动，所以，物体没有受到摩擦力，则在水平方向上没有受力。
21．如图所示，水平面上一个静止的小车上有一弯杆，其下端固定一个小球，请在图中画出杆对小球的作用力F并标出相应的字母。
【答案】
【解析】由于小球处于静止状态，即处于平衡状态，它受力平衡，对它受力分析，它受到竖直向下的重力作用，那么肯定它受到一个竖直向上的力作用，即杆对小球的作用力F，作用点在球的重心，由此画出这个力，如下图所示。
四、实验题
22．在“探究二力平衡条件”的活动中，主要是通过探究力对物体的作用效果来实现探究目的。如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
（1）小华将系于小卡片（重力可忽略不计）两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向_____，并通过调整_____来改变拉力的大小；
（2）小明还进行如图乙所示的探究活动。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．是否作用在同一直线上
（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，小华下一步的操作是：_____。
【答案】 相反 钩码的数量 C 把小纸片剪成两半
【解析】（1）[1][2]小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码，两个钩码由于重力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）[3]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AB不符合题意，C符合题意。
故选C。
（3）[4]为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，可以将小卡片剪成两半，使拉力作用在两个小卡片上。
23．如图所示，小车在水平方向受到两个力的作用，我们通过观察小车在水平方向受到不同的两个力作用时，小车是否处于静止来探究二力平衡需要满足哪些条件。
（1）向两吊盘中加法码，当两盘中的砝码质量___________时，小车静止；
（2）保持两吊盘中的砝码质量相等，将小车在桌面上旋转一个角度松手后，小车会___________，这说明一对平衡力一定作用在___________；
（3）如果将两边的吊盘挂在小车一端的同一挂钩上，且沿同一方向拉小车，可以发现小车不会静止，这是为了表明小车受到的二力若平衡，必须满足___________这一条件而设计的一个步骤。
【答案】 相等 转动 同一直线上 两个力方向相反
【解析】（1）[1]向两吊盘中加法码，当两盘中的砝码质量相等时，小车在水平方向上受到的两绳子的拉力大小相等，此时小车将静止。
（2）[2][3]保持两吊盘中的砝码质量相等，将小车在桌面上旋转一个角度松手后，此时小车受到的两个绳子的拉力不在同一条直线上，此时小车不能保持静止，小车会转动，直到两边的拉线在同一直线上时，小车停止转动。
（3）[4]如果将两边的吊盘挂在小车一端的同一挂钩上，且沿同一方向拉小车，可以发现小车不会静止，此时小车所受的两个拉力方向相同，这表明小车受到的二力若平衡，必须满足两个力方向相反这一条件。
24．实验小组用如图所示的实验来探究二力平衡的条件，实验中每个钩码重力相同，摩擦力忽略不计。
（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的大小 _______方向_______；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，小车做加速运动，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，小车将______（选填“保持静止”或“扭转回来”），这一步骤说明二力平衡时，要满足二个力在_______上的条件。
（3）对比甲、乙、丙三次实验，当小车静止时，水平方向上受到的两个力大小______，还能看出小车受非平衡力作用时，运动状态将_______。
【答案】 相等 相反 =
＜ 扭转回来 同一直线 相等 改变
【解析】（1）[1][2]图甲小车左边挂2个钩码，右边挂2个钩码，左右两边的钩码个数相同，则左右两边钩码的重力相同，所以拉力大小相等，方向相反，小车处于静止状态，即F1＝F2。
[3]图乙小车仍静止，即仍处于平衡状态，则F3＝F4。
[4]图丙右边钩码个数大于左边钩码个数，则F5＜F6，小车将向右做加速运动。
（2）[5][6]图甲实验的基础上，将小车扭转一个角度，二力不在同一条直线上，松手后小车会发生转动，直到两边的拉线在同一条直线上；这样做说明两个力若平衡必须作用在同一直线上。
（3）[7]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，方向相反。
[8]由图丙可知，小车受非平衡力作用时，运动状态将改变。
25．小明用如图甲、乙、丙、丁所示的装置来完成探究“二力平衡的条件”的实验，则：
（1）为了减小实验误差，小明设计并按照甲乙丙的实验顺序进行，这样做的目的是为了减小______对实验的影响；
（2）在探究“二力的大小”对“二力平衡的条件”的影响时，小明没有用弹簧测力计测量物体在水平方向所受力的大小，而是通过用______来比较水平方向所受二力大小的；
（3）在探究“二力是否在同一直线上”对“二力平衡的条件”的影响时，小明将乙图中的小车扭转一个角度后松手，小车不再平衡，从而得出：只有作用在_______（选填“同一直线”或“不同直线”）上的两个力，才能够平衡；
（4）在探究“二力是否作用在同一物体上”对“二力平衡的条件”的影响时，小明将丁图中的卡片剪成两半，此时卡片______（选填“能”或“不能”）平衡，从而得出结论；
（5）小明用丙图来探究“二力的方向”对“二力平衡的条件”的影响时，他在丙图实验完成后，接下来应该进行的操作是______，此时小车不会静止，由此得出二力平衡必须满足“方向相反”这一条件；通过上述实验过程可得出：作用在同一物体上的两个力，只有大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上时，这两个力才能平衡。
【答案】 摩擦力 钩码的数目 同一直线 不能 将一端的钩码取下，挂在另一端钩码的下方
【解析】（1）[1]甲图小明实验用的木块放在水平桌面上，木块和桌面之间存在摩擦力，乙图用的小车放在水平桌面上，摩擦力减小，小车重力小，悬在空中不受摩擦力影响；为了减小实验误差，小明设计并按照甲乙丙的实验顺序进行，这样做的目的是为了减小摩擦力对实验的影响。
（2）[2]小明没有用弹簧测力计测量物体在水平方向所受力的大小，但小车受到的拉力等于钩码的重力，所以可以通过用钩码的数目来比较水平方向所受二力大小的。
（3）[3]小明将乙图中的小车扭转过一个角度，两端的拉力就不在一条直线上，小车就会转动，说明了不在同一直线上的两个力不能平衡；从而得出：只有作用在同一直线上的两个力，才能够平衡。
（4）[4]小明将丁图中的卡片剪成两半，两卡片分别向相反方向加速运动，此时卡片不能平衡，说明二力平衡条件之一是必须作用在同一个物体上。
（5）[5]小明用丙图来探究“二力的方向”对“二力平衡的条件”的影响时，可以将两个力的方向改为相同，他在丙图实验完成后，接下来应该进行的操作是将一端的钩码取下，挂在另一端钩码的下方，此时小车不会静止，由此得出二力平衡必须满足“方向相反”这一条件；通过上述实验过程可得出：作用在同一物体上的两个力，只有大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上时，这两个力才能平衡。
26．“瓢泼大雨”以很大的速度落到地面，“毛毛细雨”则缓慢地飘落到地面。这是这么回事呢？原来从高空下落的物体，开始时的速度会越来越大，所受空气阻力也会随速度的增大而增大，当速度增大到一定程度，空气阻力增大到与物体的重力相等时，这时物体将以这一速度做匀速直线运动，通常把这个速度称为收尾速度，所以轻重和大小不同的雨滴收尾速度不同。受此启发，小明认为可以通过测量不同的小球的收尾速度等，得出最大空气阻力跟球的半径和速度的关系，部分实验数据如下表所示。（g=10N/kg）
（1）从图中可以看出该小球在BC段做______运动，理由______；
（2）实验中，测量出小球受到最大空气阻力大小的原理是______；编号为1的小球在B处所受空气阻力为______；（g=10N/kg）
（3）通过比较______号和______号小球可以初步得出结论：半径相同时，小球受到的最大空气阻力与速度成正比；
（4）通过比较2号和3号小球可以初步得出结论是：速度相同时，小球受到的最大空气阻力与______；
（5）如果上述规律具有普遍性，为了与4号小球作对比，再次探究最大空气阻力与小球半径的关系，5号小球的质量应设置为______g。
【答案】 匀速直线 在相等的时间内通过的路程相等 二力平衡 0.02N 1 2 小球半径的平方成正比 90
【解析】（1）[1][2]已知两个小球间的时间相同，而图示中BC间两球间的距离也相等，由于小球在BC段内，相等的时间内通过的路程相等，因此小球在BC段做匀速直线运动。
（2）[3]由题意知，高空下落的物体随着速度增大，所受空气阻力也增大，当阻力与物体的重力相等时，物体会匀速直线运动，这时所受的阻力最大，那么要测量小球受到的最大空气阻力，根据做匀速直线运动的物体受平衡力分析即可，即阻力等于重力即可求出阻力的大小，因此其原理为二力平衡。
[4]编号为1的小球的质量为2g，那么它在B点处所受的阻力达到最大，等于小球的重力，所以
f=G=2×10-3kg×10N/kg=0.02N
（3）[5][6]要得出：半径相同时，小球受到的最大空气阻力与速度成正比的结论，需保证小球的半径相同，根据表中数据可知，1号和2号小球的半径相同，因此选择1号和2号的数据。
（4）[7]通过比较2号和3号小球可知，小球的速度相同，两个小球的阻力的比值
半径的平方之比为
因此速度相同时，小球受到的最大空气阻力与小球半径的平方成正比。
（5）[8]因为速度相同时，小球受到的最大空气阻力与小球半径的平方成正比，所以比较4号和5号数据可知，5号球的收尾速度应为20m/s，则质量之比与半径关系如下
解得
m5=90g
27．在“探究二力平衡的条件”活动中：
（1）小明提出用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件，若采用此方案，必须测出物体所受的重力和拉力的大小来进行比较。研究发现，在小明的方案中，只能根据相互作用的关系直接测出_______的大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力无法直接测量，所以这一方案无法实施下去；
（2）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_______对实验的影响；
（3）如图丙，是最终确认的实验方案。此方案中，由于_______，故卡片的重力可忽略不计；
（4）小华在探究活动结束后想到物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态，那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢？小明提出了自己的实验方案：用弹簧测力计拉着钩码在_______（选填“水平方向”或“竖直方向”、“任意方向”）做匀速直线运动，根据观察到_______现象，可以得出结论：物体静止时的二力平衡条件同样适用于物体处于匀速直线运动状态。
【答案】 拉力 BAC 摩擦力 卡片重力远小于拉力 任意方向 测力计示数始终不变
【解析】（1）[1]图甲中，物体所受的重力是通过拉力来测量的，所以在实验中通过力的相互作用性直接测出的是拉力的大小，重力无法直接测出，那么这一实验方案无法实施。
（2）[2][3]图乙中，B图物体与桌面的滑动摩擦力较大，A图将滑动摩擦变为滚动摩擦，摩擦力较小，C图物体悬空，摩擦力对实验的影响最小，在这样的实验改进中可以减小阻力对实验的影响，所以正确的顺序是BAC。
（3）[4]图丙的实验中，由于卡片的质量较小，所受重力较小，远小于卡片所受的拉力，那么卡片的重力可以忽略。
（4）[5][6]要探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件，可以拉着钩码在任意方向做匀速直线运动，因为拉力与重力平衡，所以观察到的现象应为弹簧测力计的示数不变。
五、计算题
28．在目前的中国汽车市场中，国产汽车占据着重要地位，这与近些年来国产汽车品质的不断提升密切相关。国产汽车的崛起离不开长安汽车的助力，长安某汽车质量是1.6×103kg，在一次测试中，该汽车在平直的路面上匀速直线行驶时，受到的阻力是车重的0.1倍。求：
(1)汽车的重力；
(2)汽车受到的牵引力大小。
【答案】(1)；(2)
【解析】解：(1)由题意可知，汽车受到的重力为
(2)汽车做匀速直线运动，由二力平衡条件可知，汽车受到的牵引力为
答：(1)汽车的重力是。
(2)汽车受到的牵引力大小是。
29．载重共1000N的气球在竖直方向上匀速下降时受到空气向上的浮力900N，若从气球中抛掉一些重物后。气球能在竖直方向上匀速上升。
(1)匀速下降时气球受到的空气的阻力多大？
(2)当气球匀速上升时空气阻力的方向如何？
(3)设空气阻力和浮力大小不变，气球匀速上升的话气球总重只能是多少？需抛掉多少N的重物？
【答案】(1) 100N；(2)空气阻力的方向是竖直向下；(3) 800N；200N
【解析】解：(1)气球在竖直方向上匀速下降时，受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向上的阻力，根据力的平衡条件可得，空气阻力
f=G﹣F浮=1000N﹣900N=100N
阻力的方向竖直向上；
(2)(3)气球匀速竖直上升时，受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向下的阻力，设空气阻力和浮力大小不变，重力与阻力的和等于浮力，则此时气球的总重
G′=F浮﹣f=900N﹣100N=800N
所以，抛出物体的重
G抛=G﹣G′=1000N﹣800N=200N
答：(1)匀速下降时气球受到的空气的阻力是100N；
(2)当气球匀速上升时空气阻力的方向竖直向下；
(3)设空气阻力和浮力大小不变，气球匀速上升的话气球总重只能是800N；需抛掉200N的重物。
30．科学研究表明两个相互接触的物体之间发生相对滑动时，接触面上产生的滑动摩擦力大小与它们之间压力的大小成正比，可用公式表示为f滑=μF，μ指动摩擦因数，为小于1的正数；当相互接触的两物体的材料均不变时，μ的大小不发生改变，当相互接触的两物体的材料改变时，μ的大小将改变。现有三种不同的硬质材料做成的长方体物体A（重量30N）、B（重量10N）和C，A、C之间的动摩擦因素μAC=0.3，B、C之间的动摩擦因紫μBC未知，将A、C如图甲放在水平地面上时，用水平推力F1恰好使A在C的表面上向右做匀速直线运动。将A、B和C如图乙放在水平地面上时，用大小为10N的水平推力F2恰好使A、B一起在C的表面上向右做匀速直线运动。
（1）如图甲，水平推力F1为多大？
（2）如图乙，B受到摩擦力为多大？
（3）如图丙，将物体C竖直固定在水平地面上，用水平压力F3将A、B重叠压在C的表面上，且A、B一起向下做匀速直线运动（A、B间不发生相对滑动），则水平压力F3为多大？
【答案】（1）9N；（2）1N；（3）400N
【解析】解：（1）如图甲所示，A在C的表面上向右做匀速直线运动。则在水平方向上A受到水平向右的推力F1和水平向左的滑动摩擦力fA且这两个力是一对平衡力；在竖直方向上，A对C的压力为
FA=GA=30N
根据二力平衡的条件和公式f滑=μF可得
F1=fA=μACFA=0.3×30N=9N
（2）如图乙所示，A、B一起在C的表面上向右做匀速直线运动，处于平衡状态，在水平方向上，水平推力F2与A、B受到的滑动摩擦力的合力是一对平衡力，即大小相等。因A对C的压力和A与C之间的动摩擦因数均未变，所以A与C之间的滑动摩擦力fA还是9N。故B受到的摩擦力为
fB=F2-fA=10N-9N=1N
（3）由题意知，B重10N，根据图乙可知，在竖直方向上，B对C的压力为
FB=GB=10N
由公式f滑=μF，可求B、C间的动摩擦因数为
如图丙所示，A、B一起向下做匀速直线运动（A、B间不发生相对滑动），处于平衡状态，则在竖直方向上，将A、B看成一个整体，A、B受到的滑动摩擦力与A、B的重力是一对平衡力，则A、B受到的滑动摩擦力为
fAB=GA+GB=30N+10N=40N
由公式f滑=μF可得，水平压力F3为
答：（1）如图甲，水平推力F1为9N；
（2）如图乙，B受到摩擦力为1N；
（3）水平压力F3为400N。
小球编号
1
2
3
4
5
小球质量m（g）
2
5
45
40
小球半径r（cm）
0.5
0.5
1.5
2
3
小球的收尾速v（m/s）
16
40
40
20
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