


备战2022 浙教版科学 中考高频考点 加强练 第29讲 二力平衡的条件及其应用
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这是一份备战2022 浙教版科学 中考高频考点 加强练 第29讲 二力平衡的条件及其应用,共21页。试卷主要包含了单选题,填空题,实验探究题等内容,欢迎下载使用。
备战2022 浙教版科学 中考高频考点 加强练
第29讲 二力平衡的条件及其应用
一、单选题
1.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
2.端午时节,孩子们为辟邪挂蛋兜,然后约好朋友来撞蛋。如图所示甲鸡蛋碎裂时乙鸡蛋完好。下列有关两蛋相撞挤压时的说法正确的是( )
A. 甲对乙的作用力小于乙对甲的作用力
B. 甲对乙的作用力没有使乙蛋发生形变
C. 甲乙两蛋相接触部位受到的压强相等
D. 甲对乙的作用力与乙对甲的作用力是一对平衡力
3.如图,弹簧B固定在天花板A上,下端悬挂物体C,处于静止状态,下列选项中属于平衡力的是( )
A. B对C的拉力和C受到的重力 B. B对A的拉力和B对C的拉力
C. A对B的拉力和B对A的拉力 D. A对B的拉力和B受到的重力
4.近年来温州建成多座跨江大桥,缩短了人们出行距离,实现了经济跨区域发展。上图为某跨江大桥施工时桥面被匀速吊起时的情景,下列两个力属于平衡力的是( )
A. 桥面所受重力和吊绳对桥面的拉力 B. 桥面对吊绳的拉力和吊绳对桥面的拉力
C. 桥面所受重力和桥面对吊绳的拉力 D. 桥面对吊绳的拉力和吊绳对吊机的拉力
5.静止在水平桌面的笔筒,与笔筒受到的重力相互平衡的力是( )
A. 桌子的重力 B. 笔筒对桌面的压力
C. 桌面对笔筒的支持力 D. 地面对桌子的支持力
6.如图是某人表演的空手“吸”易拉罐魔术。下列有关叙述合理的是( )
A. 该魔术表演成功的关键是尽可能挤出易拉罐和手之间的空气
B. 该魔术表演成功的关键是手对易拉罐的摩擦力要大于易拉罐重力
C. 易拉罐保持静止时,受到的重力和大气的压力是一对相互作用力
D. 易拉罐保持静止时,易拉罐的重力和易拉罐对手的压力是一对平衡力
7.如图所示,内部均装有磁铁的两块清洁器M和N隔着窗玻璃总能合在一起移动,这让玻璃清洁变得安全高效。关于清洁器的分析正确的是( )
A. 两块清洁器能合在一起的原理是异名磁极相互吸引
B. N受到的重力和M对N的吸引力是一对平衡力
C. 玻璃对N的支持力和M对N的吸引力是一对相互作用力
D. 移动M时,N也能跟着一起移动,说明力能改变物体的形状
8.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
9.静止在水平桌面的科学书,与科学书受到的重力相互平衡的力是( )
A. 桌面对书的支持力 B. 书对桌面的压力
C. 桌子的重力 D. 地面对桌子的支持力
10.投掷实心球是体育中考项目之一。下列说法正确的是( )
A. 在空中飞行的实心球相对于投掷者是静止的
B. 实心球在空中继续飞行是由于受到了惯性力
C. 实心球在空中飞行的过程中,运动状态在不断改变
D. 实心球抛出瞬间,人对球的推力和球对人的推力互为平衡力
二、填空题
11.如图所示,是我国国产运--20大型运输机,2020年2月13日,空军包括6架运--20在内的11架运输机抵达武汉天河机场。请回答:
(1)当飞机降落武汉机场后,关闭发动机,飞机能够在跑道上继续滑行,是因为飞机具有 ________;
(2)飞机在滑行过程中受到的是________(填“平衡力”或“非平衡力”)。
12.学习摩擦力时,小科同学按要求完成了“筷子提米”的实验,如图所示。请回答:
(1)实验开始时,米不能被提起,加适量水后,成功将米提起,其原因是加水后 。
A.筷子变的更光滑,使摩擦力变小
B.增加了米的重力,使摩擦力变大
C.米吸收水膨胀,米对筷子的压力增加,使摩擦力变大
(2)筷子提着米静止在空中时,若把塑料瓶和米看成一个整体,它受到的重力和筷子对它的________是一对平衡力。
13.两个完全相同的物体A,B,重均为20牛。
(1)在10牛的水平推力作用下两者同时以2米/秒的速度作匀速直线运动,如图甲.当物体通过的距离为3米时,推力所做的功为________焦.
(2)若物体A,B在15牛的推力作用力以3米/秒的速度在另一水平面上作匀速直线运动,如图乙。则此时A对B的推力为________牛。
14. 4月22日,天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室顺利完成自动对接。对接成功后,天舟一号相对天宫二号是________(填“运动”或“静止”)的,它们绕地飞行的过程中受________(填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
三、实验探究题
15.在“探究二力平衡的条件”实验中,用如图所示的装置。
(1)实验室有等大的小铁片、小玻璃片和小塑料片,图中选用小塑料片的目的是,小塑片的________可以忽略。
(2)如图甲所示,在两边的绳套上挂不同数目(左边2个右边1个)的相同钩码,此时小塑料片两侧受到的拉力大小不相等。放开小塑料片后,可看到小塑料片将会向________(选填“左”或“右")侧运动。
(3)如图乙所示,在两边绳套上挂等重的钩码,将小塑料片稍向下移动,放开小塑料片后,可看到小塑料片向上运动至水平位置静止。此现象说明二力平衡时两个力________ 。
(4)如图丙所示,在两边绳套上挂等重的钩码,将小塑料片扭转一个角度,使小塑料片两侧绳子相互平行。放开小塑料片后,可看到小塑料片会转回到原来位置。此实验可以说明二力平衡时两个力的作用线在________。
16.在实验中经常会出现实验现象与理论的“不配合”,理性思考这些现象有助于提高我们的科学素养。
(1)如图1是研究二力平衡的实验装置,不计滑轮与绳子间及轮轴处的摩擦,此时小车保持静止。若在右盘中加入一个较小的砝码,小车理应向右运动,但实际操作时小车往往仍保持静止。你认为出现这种现象的原因是________。
(2)当实验现象与理论之间出现“不配合”时,可采取的做法是 。
A.否定理论
B.放弃实验,直接认同相应的理论
C.查阅资料,了解理论的适用条件
(3)将小车改为轻质硬纸板(如图2),实验结果会更准确。如图3所示,将纸片旋转一个角度再放手,该操作是基于什么而设计的?________。
(4)如果用剪刀把处于静止状态的硬纸片剪成两片(如图4),便可验证二力平衡条件之一是________。
17.如图所示,图甲是小华同学探究“二力平衡条件”时的实验情景:
(1)小华将卡(重力可忽略不计)两端的细线绕过滑轮,并挂上游码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整_________来改变拉力的大小(钩码质量均相等)。
(2)为了探究不在同一直线上的两个大小相等的力是否平,小华想的将卡片扭转一个角度,松手后卡片________(选填“能"或“不能")
(3)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验,其主要更因是 .
A.减小摩擦力对实验结果的影响
B.卡片是比较容易获取的材料
C.容易让卡片在水平方向上保持平衡
D.卡片容易扭转
18.在探究“二力平衡条件”的实验中,实验装置如图所示。
(1)实验时,向左盘和右盘同时放入等重的砝码,这时木块保持静止,说明一对平衡力的________;
(2)现保持F1与F2相等,将木块换成小车,然后扭转一个角度,松手后,小车将________,设计这一步骤的目的是为了验证二力平衡时的两个力一定________;
(3)如果将木块换成弹簧测力计,左右两盘各放入重5N的砝码,则弹簧测力计的示数为______。
A.10N B.5N C.0N
19.为研究作用在物体上的两个力满足什么条件时,才能使物体处于平衡状态,进行如下实验。
(1)选用轻薄塑料片作为图甲实验研究对象的原因是________。
(2)将图甲中静止的研究对象转到虚线位置,松手后发现研究对象发生转动。据此可以得出结论:作用在物体上的两个力需要满足的条件是________,物体才处于静止状态。
(3)如图乙,若启动电动机继续进行研究:当弹簧测力计示数与物体重力大小相等时、观察物体的运动状态;当弹簧测力计示数与物体重力大小不相等时,再观察物体的运动状态。继续这项研究的目的是________。
20.为了探究二力平衡的条件,张三同学设计了如图甲的实验
(1)实验中发现两边的钩码质量不相等时,木块运动,质量相等时,木块静止,说明二力平衡的一个条件是力的________。
(2)张三同学将木块扭转一个角度,松手后观察到小木块不能平衡,说明二力平衡的两个力必须作用在________。
(3)在另一小组实验中,李四同学用小车代替木块,如图乙所示,同学们认为李四的实验装置优于张三的实验装置,其主要原因是________。
21.在“探究二力平衡的条件”实验中,小柯和小妍分别设计了甲、乙两个方案(如图所示)。
(1)同学们一致认为小妍的方案更好。为什么?
(2)若使卡片在图乙位置失去平衡,可以用________方法来实现(写出一种方法即可)。
(3)用小妍的方案进行实验时,有同学发现两细线不在同一直线上时(如图丙),卡片也能静止,你认为造成这种现象的原因是 ________ ;另有同学在实验过程中发现两边钩码数量不同时(如图丁),小卡片也能静止,你认为造成这种现象的原因可能是________。
(4)当实验现象与理论不匹配时,下列做法中可取的是( )。
A.否定相应的理论
B.放弃实验,直接认同相应的理论
C.查阅资料,了解理论的适用条件
D.认真分析,寻找原因
22.小科在做筷子提米的实验时,开始没有成功,纸杯会往下掉;加入适量的水,过一段时间后能成功提起纸杯,如图所示。请回答:
(1)筷子提着纸杯静止在空中时,若把纸杯和米看成一个整体,它受到的重力和筷子对它的________是一对平衡力;
(2)加水后,成功将米提起的原因是:加水后 ;
A.筷子变的更光滑,使摩擦力变小
B.增加了米的重力,使摩擦力变大
C.米吸收水膨胀,米对筷子的压力增加,使摩擦力变大
(3)要让实验成功,除了加适量水之外还可采用的一种方法是:________。
23.科学实验中要尽可能避免无关变量对实验的影响,以使实验能够得到客观正确的结论。
(1)某实验小组研究“二力平衡的条件”时,设计并组装了如图所示的实验装置。但同学们讨论后认为此装置还不够完善,其存在的问题是________。
(2)上述实验设计中的干扰因素在以下实验中也会影响实验结论。
①在牛顿第一运动定律的探究实验中,为避免影响,实验时要研究小车________的情况。
②在研究红墨水扩散快慢与温度关系的实验中,为避免影响,针筒往水中注入红墨水采取的具体操作是________。
24.如图所示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)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片________(填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究________。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图中所示情况下,小华下一步的操作是________。
(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?小华提出了自己的实验方案:用弹簧测力计拉着钩码在________(填“水平方向”、“竖直方向”或“任意方向”)做匀速直线运动,根据观察到的________的现象,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。
25.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.如图所示是可供选择的两种探究方案.
(1)图a的探究方案中研究对象是小卡片,图b的探究方案中研究对象是________;
(2)小明选择了图a所示的探究方案.他将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后,就在两线端挂上钩码.这是用于探究两个力的________和________对物体平衡的影响;
(3)探究活动中保持F1与F2相等,把小卡片转过一个角度到图a中的位置,然后再松手,卡片将无法在此位置平衡.实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时,两个力必须满足的条件是________.
(4)两个探究方案相比较,你认为哪个方案的探究过程对实验结论的影响小一些?为什么?________.
答案解析部分
一、单选题
1.答案: C
考点:探究二力平衡的条件
分析:二力平衡的条件:大小相等,方向相反、作用在同一物体和同一直线上,据此分析判断。
解答:根据图片可知,塑料片上受到的两个拉力由钩码的重力产生。当挂上等重的钩码时,两个拉力的大小相等,方向相反、作用在同一物体和同一直线上,因此二力平衡,则塑料片静止不动,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
2.答案: C
考点:力的作用是相互的,平衡力的辨别,压强大小比较
分析:(1)相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线和两个物体上;
(2)根据力的作用效果分析;
(3)根据公式p=FS分析压强大小;
(4)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上。
解答:甲对乙的作用力作用在乙上,乙对甲的作用力作用在甲上,二者大小相等、方向相反且在同一直线上,则二者为相互作用力,而不是平衡力,故A、D错误;
甲对乙的作用力使乙发生了形变,只是形变程度较小,故B错误;
甲和乙受到的压力相同,受力面积相同,根据p=FS可知,甲乙接触部位受到的压强相等,故C正确。
故选C。
3.答案: A
考点:平衡力的辨别
分析:平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上,据此分析判断。
解答:A.B对C的拉力和C受到的重力,二者大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上,肯定为平衡力,故A正确;
B.B对A的拉力作用在A上,B对C的拉力作用在C上,二者没有在同一物体上,不是平衡力,故B错误;
C.A对B的拉力作用在B上,B对A的拉力作用在A上,二者没有作用在同一物体上,不是平衡力,故C错误;
D.A对B的拉力作用在B和C的总重力,肯定大于B的重力,二者不是平衡力,故D错误。
故选A。
4.答案: A
考点:平衡力的辨别
分析:平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上,据此分析判断。
解答:A.桥面所受重力和吊绳对桥面的拉力,二者都作用在桥面上,大小相等、方向相反、且在同一直线上,肯定为平衡力,故A正确;
B.桥面对吊绳的拉力作用在吊绳上,吊绳对桥面的拉力作用在桥面上,二者没有作用在同一物体上,不是平衡力,故B错误;
C.桥面所受重力作用在桥面上,桥面对吊绳的拉力作用在吊绳上,二者没有作用在同一物体上,不是平衡力,故C错误;
D.桥面对吊绳的拉力作用在吊绳上,而吊绳对吊机的拉力作用在吊机上,二者没有作用在同一物体上,不是平衡力,故D错误。
故选A。
5.答案: C
考点:平衡力的辨别
分析:平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上,据此分析判断。
解答:A.桌子的重力作用在桌子上,笔筒的重力作用在笔筒上,二者方向相同且作用在两个物体上,肯定不是平衡力,故A错误;
B.笔筒对桌面的压力作用在桌面上,笔筒的重力作用在笔筒上,二者方向相同且作用在两个物体上,肯定不是平衡力,故B错误;
C.桌面对笔筒的支持力和笔筒的重力都作用在笔筒上,二者方向相反、大小相等且在同一直线上,肯定为平衡力,故C正确;
D.地面对桌子的支持力作用在桌子上,笔筒的重力作用在笔筒上,二者作用在两个物体上,肯定不是平衡力,故D错误。
故选C。
6.答案: A
考点:平衡力的辨别,大气压强的存在
分析:(1)生活中的“吸”其实就是大气压强的压力作用;
(2)摩擦力产生的条件:相互接触;物体间做相对运动或有相对运动的趋势;
(3)平衡力和相互作用力的区别:如果两个力作用在一个物体上,则是平衡力;如果作用在两个物体上,则是相互作用力。
解答:当易拉罐在空中保持静止状态时,它处于静止状态,即竖直向下的重力、手向下的压力和大气向上的压力是平衡力,即G+F手=F大气;罐内外的压强差越大,大气对它的压力越大,它就越稳定,故A正确,B错误;
易拉罐保持静止时,大气的压力大于它的重力,那么它们不是相互作用力,故C错误;
易拉罐保持静止时,它的重力作用在自己身上,而对手的压力作用在手上,二者没有作用在同一物体上,肯定不是平衡力,故D错误。
故选A。
7.答案: A
考点:力的作用效果,力的作用是相互的,平衡力的辨别,磁极间的相互作用
分析:(1)磁极之间的相互作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;
(2)平衡力和相互作用力的相同点:大小相等,方向相反,作用在同一直线上;不同点:如果两个力作用在一个物体上就是平衡力,作用在两个物体上就是相互作用力;
(3)物体运动方向的变化和速度大小的变化都是运动状态的改变。
解答:A.两块清洁器各是一块磁铁,之所以能够合在一起是因为:异名磁极相互吸引,故A正确;
B.N的重力方向竖直向下,而M对N的吸引力在水平方向,二者不在同一直线上,因此不是平衡力,故B错误;
C.玻璃对N的支持力水平向外,M对N的吸引力水平向内,二者作用在同一物体,同一直线上,大小相等,方向相反,因此是平衡力而不是相互作用力,故C错误;
D.移动M时,N也能跟着一起移动,说明力能改变物体的运动状态,故D错误。
故选A。
8.答案: C
考点:探究二力平衡的条件
分析:当薄塑料片从中间剪断后就变成两个物体,据此解答。
解答:当薄塑料片从中间剪断后就变成两个物体,每个物体上都只有一个力,这时肯定不能保持静止状态,向两边运动而分开,因此是探究这两个力是否作用在同一物体上,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
9.答案: A
考点:平衡力的辨别
分析:根据二力平衡条件:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上进行解答。
解答:科学书受到的重力与桌面对书的支持力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上,是一对平衡力,A选项符合题意;科学书受到的重力与书对桌面的压力不是作用在同一个物体上(受力物体分别是书和桌子),不是一对平衡力,B不符合题意;科学书受到的重力与桌子的重力,是作用在两个物体上的力(受力物体分别是书和桌子),且方向也是相同的,不是一对平衡力,C不符合题意;科学书受到的重力与地面对桌子的支持力不是作用在同一个物体上(受力物体分别是书和桌子),且大小也不相等,不是一对平衡力,D不符合题意。故选A。
10.答案: C
考点:参照物及其选择,力的作用效果,惯性,平衡力的辨别
分析:(1)如果物体相对参照物的位置没有改变,则它是静止的;否则,它是运动的。
(2)惯性是物体的一种性质,而不是力的作用;
(3)运动状态的改变包括:由静止变为运动,由运动变为静止,运动方向改变和速度大小改变;
(4)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上,据此分析判断。
解答:A .在空中飞行的实心球相对于投掷者的位置不断改变,因此它是运动的,故A错误;
B .实心球在空中继续飞行是由于它有惯性,而不是惯性力,故B错误;
C .实心球在空中飞行的过程中,运动轨迹为曲线,即运动方向和速度大小不断改变,则运动状态在不断改变,故C正确;
D .实心球抛出瞬间,人对球的推力作用在球上,球对人的推力作用在人上,二者没有作用在同一物体上,肯定不是平衡力,故D错误。
故选C。
二、填空题
11.答案: (1)惯性
(2)非平衡力
考点:惯性,平衡力的辨别
分析:(1)物体保持运动状态不变的性质叫惯性;
(2)当物体处于静止状态会匀速直线运动状态时,它处于平衡状态,受到平衡力。
解答:(1)当飞机降落武汉机场后,关闭发动机,飞机能够在跑道上继续滑行,是因为飞机具有惯性。
(2)飞机在滑行过程中速度不断改变,即运动状态不断改变,受到的是非平衡力。
12.答案: (1)C
(2)摩擦力
考点:平衡力的辨别,影响摩擦力大小的因素
分析:(1)增大摩擦力的方法:①增大压力;②增大接触面的粗糙程度;
(2)平衡力的条件:大小相等,方向相反、作用在同一物体和同一直线上,据此分析解答。
解答:(1)实验开始时,米不能被提起,加适量水后,成功将米提起,其原因是加水后米吸收水膨胀,米对筷子的压力增加,使摩擦力变大,故C正确,A、B错误。
故选C。
(2)塑料瓶和大米的总重力与筷子对它们的摩擦力,二者大小相等,方向相反、作用在它们的重心上和同一直线上,因此为一对平衡力。
13.答案: (1)30
(2)7.5
考点:二力平衡的条件及其应用,功的计算公式的应用
分析:当一个力作用在物体上,并使物体在力的方向上通过了一段距离,力学中就说这个力对物体做了功。
解答:(1)力做功时,要求力的方向和移动的距离在同一方向上;W=FS=10N×3m=30J;(2)A和B在15N的推力作用下,作匀速直线运动,处于二力平衡;所以A和B受到的摩擦力之和为15N,而A、B各受到7.5N,所以A对B的推力等于B受到的摩擦力7.5N;故答案为:7.5N;
故答案为:(1)30J;(2)7.5N。
14.答案: 静止;非平衡力
考点:参照物及其选择,平衡力的辨别
分析:(1)物体与参照物的相对位置发生变化,它就是运动的;否则,它就是静止的;
(2)当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,它受到平衡力。
解答: 对接成功后,天舟一号与天宫二号的相对位置不再发生变化,因此天舟一号是静止的。它们绕地飞行时做的是变速曲线运动,那么在飞行过程中不受平衡力的作用。
故答案为:静止;非平衡力
三、实验探究题
15.答案: (1)重力
(2)左
(3)方向相反
(4)同一条直线上
考点:探究二力平衡的条件
分析:(1)在探究二力平衡的条件时,物体两侧的拉力应该在同一直线上。如果悬空的物体重力太大,那么两边的绳子肯定向下倾斜,就不在同一直线上了,据此分析解答。
(2)哪侧拉力大,物体就向哪侧运动;
(3)(4)根据题目描述分析影响二力平衡的哪个因素发生改变即可。
解答:(1)实验室有等大的小铁片、小玻璃片和小塑料片,图中选用小塑料片的目的是,小塑片的重力可以忽略。
(2)放开塑料片后,左侧绳子的拉力大,右侧绳子的拉力小,则小塑料片将会向左侧移动。
(3)小塑料片向下移动时,两边的拉力方向不相反,它不能处于平衡状态;当小塑料片处于水平位置时,两个拉力的方向相反,此时塑料片平衡,则说明:二力平衡时两个力方向相反。
(4)将塑料片扭转后,两个拉力不在同一直线上,则它不能平衡;当小塑料片回到原来位置时,两个拉力在同一直线上,此时它处于平衡状态,则说明:二力平衡时两个力的作用线在同一条直线上。
16.答案: (1)小车受到桌面摩擦阻力的作用
(2)C
(3)互为平衡的两个力必须作用在同一直线上
(4)互为平衡的两个力必须作用在同一物体上
考点:探究二力平衡的条件
分析:(1)当在右盘让入一个较小的砝码时,小车有向右运动的趋势,于是桌面会对它施加水平向左的摩擦力,由于摩擦力和小砝码产生的拉力平衡,因此小车保持静止状态。
(2)根据对科学研究的认识分析判断;
(3)在图2中,纸片受到的左右两个拉力在同一直线上,它处于平衡状态,那么是不是二力平衡时两个力必须在同一直线上呢。在图3中,将纸片扭转一个角度,然后松手,观察纸片是否能够继续保持静止状态即可。
(4)当纸片没有被剪开时,两个拉力作用在一个物体上,纸片处于平衡状态;当纸片被剪开后,每个纸片上只受一个拉力,此时纸片迅速分开,不能保持平衡状态,据此分析即可。
解答:(1)若在右盘中加入一个较小的砝码,小车理应向右运动,但实际操作时小车往往仍保持静止。我认为出现这种现象的原因是小车受到桌面摩擦阻力的作用。
(2)当实验现象与理论之间出现“不配合”时,可采取的做法是查阅资料,了解理论的适用条件,故选C。
(3) 将小车改为轻质硬纸板(如图2),实验结果会更准确。如图3所示,将纸片旋转一个角度再放手,该操作是基于“互为平衡的两个力必须作用在同一直线上”而设计的。
(4)如果用剪刀把处于静止状态的硬纸片剪成两片(如图4),便可验证二力平衡条件之一是:互为平衡的两个力必须作用在同一物体上。
17.答案: (1)钩码的个数
(2)不能
(3)A
考点:探究二力平衡的条件
分析:(1)细绳上的拉力由钩码的重力产生,钩码数量越多,重力越大,产生的拉力越大。
(2)将卡片扭转一个角度,那么两个拉力就没有作用在同一直线上了,不满足二力平衡的条件,则松手后卡片不能保持静止,而是发生旋转。
(3)注意分析桌面对木块的摩擦力对实验的影响。
解答:(1)小华将卡(重力可忽略不计)两端的细线绕过滑轮,并挂上游码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整钩码的个数来改变拉力的大小(钩码质量均相等)。
(2)为了探究不在同一直线上的两个大小相等的力是否平,小华想的将卡片扭转一个角度,松手后卡片不能保持静止。
(3)在小华的实验中,纸片悬在空中,不受摩擦力;在小明的实验中,木块受到桌面施加的摩擦力,会对实验数据产生影响,因此小华的实验优于小明的实验,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
18.答案: (1)大小相等
(2)转动回来;在同一条直线上
(3)B
考点:探究二力平衡的条件
分析:(1)木块受到的拉力由两边悬挂的钩码产生,即拉力等于钩码的重力。当钩码的重力相同时,那么木块两边受到的拉力相同,据此分析平衡力中二力的大小关系。
(2)如果将小车扭转一个角度,此时两个拉力不再同一直线上,小车不会保持平衡状态,而是转动到原来的位置,据此分析平衡力中两个力是否在同一直线上。
(3)对钩码进行受力分析,根据二力平衡的知识计算出测力计的示数。
解答:(1)实验时,向左盘和右盘同时放入等重的砝码,这时木块保持静止,说明一对平衡力的大小相等;
(2)现保持F1与F2相等,将木块换成小车,然后扭转一个角度,松手后,小车将转动回来,设计这一步骤的目的是为了验证二力平衡时的两个力一定在同一条直线上;
(3)当砝码处于静止状态时,它受到的弹簧测力计产生的拉力与自身重力相互平衡,即测力计的示数等于钩码的重力5N,故选B。
19.答案: (1)减小研究对象的自重对实验的影响
(2)在同一条直线上
(3)作用在物体上的两个力大小满足什么条件,物体才能保持匀速直线运动状态。
考点:二力平衡的条件及其应用
分析:(1)如果被研究对象的自重太大,那么它两边的绳子的拉力就不在同一直线上了,即当它平衡时,不是两个力的平衡,而是三个力的平衡了,不能达到探究的目的;
(2)平衡力的四个条件:大小相等,方向相反,作用在同一物体和同一直线上,根据实验操作判断哪个条件发生改变即可;
(3)根据描述,确定被研究的物理量和实验中的变量,据此确定研究的目的。
解答:(1)选用轻薄塑料片作为图甲实验研究对象的原因是:减小研究对象的自重对实验的影响。
(2)将图甲中静止的研究对象转到虚线位置,塑料片两边的两根绳子就不再同一直线上了,松手后研究对象发生转动,不能保持静止状态,因此得到结论:作用在物体上的两个力需要满足的条件是在同一直线上,物体才处于静止状态。
(3)根据描述可知,实验研究的物理量是物体的运动状态,而变量是作用在它上面的两个力的大小关系,因此研究的目的是:作用在物体上的两个力大小满足什么条件,物体才能保持匀速直线运动状态。
20.答案: (1)大小相等
(2)同一直线上
(3)滚动摩擦力小于滑动摩擦力
考点:探究二力平衡的条件
分析:(1)根据图片可知,木块两边受到的拉力都是由钩码的重力产生的。当钩码的质量不等时,拉力不等,木块运动;当钩码的质量相同时,拉力相等,木块处于平衡状态,确定哪个因素发生改变即可;
(2)分析将木块扭转后,影响二力平衡的哪个因素发生改变即可;
(3)如果木块和桌面之间的摩擦力太大,那么可能会出现一种情况:当两边钩码的质量不等时,木块仍然保持静止状态,此时两个拉力和摩擦力构成三力平衡,于是对得出结论会产生影响,因此在设计实验时应尽可能的减小研究物体与桌面之间的摩擦力。
解答:(1)实验中发现两边的钩码质量不相等时,木块运动,质量相等时,木块静止,说明二力平衡的一个条件是力的大小相等。
(2)张三同学将木块扭转一个角度,松手后观察到小木块不能平衡,说明二力平衡的两个力必须作用在同一直线上。
(3)在另一小组实验中,李四同学用小车代替木块,如图乙所示,同学们认为李四的实验装置优于张三的实验装置,其主要原因是滚动摩擦力小于滑动摩擦力。
21.答案: (1)小柯的方案中,木块受到桌面的摩擦力,当它平衡力是,其实是两个拉力和摩擦力形成的三力平衡,而小妍的方案中,卡片不会受到摩擦力
(2)扭转卡片
(3)卡片受到重力,此时是两个拉力和重力形成的三力平衡;滑轮和转轴之间的摩擦力较大,从而形成两个拉力和摩擦力的三力平衡
(4)C,D
考点:二力平衡的条件及其应用
分析:(1)从研究对象是否受到摩擦力方面分析;
(2)在图乙中,如果将卡片扭转一个角度,此时两边的拉力就不在同一直线上了,松手后,卡片不能处于平衡状态,肯定会发生旋转;
(3)注意分析重力对平衡的影响。注意分析绳子和滑轮之间的摩擦力对平衡的影响;
(4)在科学研究的过程中,一切都要以事实为依据,不能对实验数据进行任意的修改。如果出现现象和理论不一致时,应该查阅资料,寻找原因,据此分析判断即可。
解答:(1)同学们一致认为小妍的方案更好,理由是:小柯的方案中,木块受到桌面的摩擦力,当它平衡力是,其实是两个拉力和摩擦力形成的三力平衡,而小妍的方案中,卡片不会受到摩擦力;
(2)若使卡片在图乙位置失去平衡,可以用扭转卡片方法来实现;
(3)用小妍的方案进行实验时,有同学发现两细线不在同一直线上时(如图丙),卡片也能静止,我认为造成这种现象的原因是:卡片受到重力,此时是两个拉力和重力形成的三力平衡 ;另有同学在实验过程中发现两边钩码数量不同时(如图丁),小卡片也能静止,我认为造成这种现象的原因可能是:滑轮和转轴之间的摩擦力较大,从而形成两个拉力和摩擦力的三力平衡。
(4)当实验现象与理论不匹配时,下列做法中可取的是:查阅资料,了解理论的适用条件;认真分析,寻找原因,故选CD。
22.答案: (1)摩擦力
(2)C
(3)把米压得更紧(把筷子表面变得更粗糙等)
考点:平衡力的辨别,影响摩擦力大小的因素
分析:(1)对纸杯和米构成的整体进行受力分析,根据二力平衡的知识判断即可;
(2)影响摩擦力的因素:①压力大小;②接触面的粗糙程度;
(3)根据(2)中的知识分析即可。
解答:(1)筷子提着纸杯静止在空中时,若把纸杯和米看成一个整体,它受到的重力竖直向下,筷子受到的摩擦力竖直向下上,二者大小相等,方向相反、作用在同一物体和同一直线上,因此重力和摩擦力是一对平衡力;
(2)加水后,成功将米提起的原因是:加水后米吸收水膨胀,米对筷子的压力增加,使摩擦力变大
,故C正确,而A、B错误。
故选C。
(3)要让实验成功,除了加适量水之外还可采用的一种方法是:
①增大压力,即把米压得更紧;
②增大接触面的粗糙程度,即把筷子表面变得更粗糙。
23.答案: (1)物体本身有重力,受三个力的作用
(2)在水平面上运动;用针筒将红墨水缓缓注入水的底部
考点:牛顿第一定律,探究二力平衡的条件
分析:(1)根据图片可知,此时两个拉力并没有在同一直线上,这是由于被研究的物体自身重力引起的;
(2)①当小车在水平面上运动时,它自身的重力和支持力相互平衡,对小车的运动状态没有影响;
②注射器的活塞对墨水的推力也会影响扩散的快慢,为了减小这个因素对实验的影响,在推动注射器的活塞时应该十分缓慢。
解答:(1)某实验小组研究“二力平衡的条件”时,设计并组装了如图所示的实验装置。但同学们讨论后认为此装置还不够完善,其存在的问题是:物体本身有重力,受三个力的作用。
(2)①在牛顿第一运动定律的探究实验中,为避免影响,实验时要研究小车在水平面上运动 的情况。
② 在研究红墨水扩散快慢与温度关系的实验中,为避免影响,针筒往水中注入红墨水采取的具体操作是: 用针筒将红墨水缓缓注入水的底部 。
24.答案: (1)相反;钩码的个数
(2)不能;不作用在同一直线上的两个力能否平衡
(3)将卡片剪开
(4)任意方向;弹簧测力计示数不变
考点:探究二力平衡的条件
分析:(1)分析砝码产生的两个拉力的方向相同还是相反;拉力由砝码的重力产生,要改变拉力就要改变钩码的重力,从最简便的方法入手思考;
(2)将小卡片转过一个角度,就改变了二力平衡的哪个因素,据此填空;
(3)想办法将一个卡片变成两个卡片,这样拉力就作用在两个物体上了;
(4)当物体在水平面上做匀速直线运动时,拉力与摩擦力是一对平衡力,据此解答。
解答:(1)小华将系于小卡片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相反,并通过调整砝码的个数来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,两个拉力就不在同一直线上了,松手后小卡片不能平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究不作用在同一直线上的两个力能否平衡;
(3)将小卡片剪开,每个卡片上只受一个拉力,它们肯定不会平衡,因此小华下一步的操作是将卡片剪开;
(4)用弹簧测力计拉着钩码在任意方向上做匀速直线运动,根据观察到的弹簧测力计示数不变的现象,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。
故答案为:(1)相反,钩码的个数;(2)不能,不作用在同一直线上的两个力能否平衡;(3)将卡片剪开;(4)任意方向,弹簧测力计示数不变
25.答案: (1)小车
(2)大小;方向
(3)作用在同一直线上
(4)a方案,因为小卡片的重力可以忽略,它只受到两个拉力的作用
考点:二力平衡的条件及其应用
分析:①根据二力平衡条件:大小相等、方向相反、在同一直线上、作用在同一物体上.对实验中各个环节进行分析,与原理相对照;②深入思考影响实验结果的因素,做出分析与评价.a方案小卡片的重力小忽略不计,水平方向上只受两个力的作用.b方案水平方向上还要考虑摩擦力.
解答:(1)图b的探究方案中小车受到两个力的作用,研究对象是小车.(2)将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后,就在两线端挂上钩码.这是用于探究两个力的大小和方向对物体平衡的影响.(3)把小卡片转过一个角度,两个力不在同一直线上,设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时,两个力必须满足的条件是在同一直线上.(4)a方案小卡片的重力小忽略不计,水平方向上只受两个力的作用.b方案水平方向上还要考虑摩擦力.a方案对实验结论的影响小一些.
故答案为:(1)小车.(2)大小;方向.(3)作用在同一直线上.(4)a方案,因为小卡片的重力可以忽略,它只受到两个拉力的作用.
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