2021届中考一轮复习专题训练(四) 平衡力的应用

专题训练(四)平衡力的应用
类型1二力平衡的应用
1.如图所示为一个静止在指尖上的玩具“平衡鸟”。

如图所示是对这个“平衡鸟”受到的重力G和指尖对它的作用力F进行的受力分析,则可能正确的是()
2.如图所示,甲、乙两物体叠放在一起,在力F的作用下一起向左做匀速直线运动,关于物体甲所受力的个数,正确的是()
A.一个
B.两个
C.三个
D.四个
3.如图所示,甲、乙两个弹簧测力计在水平方向上相互钩在一起,用水平拉力F1和F2分别用力往两边拉,F1=F2=5 N,当两弹簧测力计静止时,下列分析中正确的是()
A.甲对乙的拉力和乙对甲的拉力是一对平衡力
B.甲受力平衡,乙对甲的拉力是5 N,甲的示数是5 N
C.乙受力平衡,甲对乙的拉力是5 N,乙的示数是10 N
D.甲和乙均受力平衡,示数均为零
4.如图所示,“嫦娥三号”着陆器以较小的速度,沿图中a虚线的方向向月面匀速降落。

此时,着陆器喷气的方向是()
A.沿a方向向下
B.沿a方向向上
C.竖直向下
D.竖直向上
5. 如图所示,用4 N的水平推力把重2 N的物理书压在竖直黑板上静止,下列说法中正确的是 ()
A.书对黑板的压力与黑板对书的支持力彼此平衡
B.黑板对书的摩擦力为4 N
C.书受到摩擦力的方向竖直向下
D.书受到两对平衡力的作用
6.如图所示是一辆静止在水平地面上的小车,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.力的方向沿杆斜向上,大小为2mg
B.力的方向竖直向上,大小为mg
C.力的方向垂直于杆向上,大小为2mg
D.力的方向沿杆和竖直方向之间的某一方向,大小为2mg
7.一辆自身质量为4 t的载货汽车,在平直的公路上15 min内匀速行驶了18 km,假如汽车受到的阻力为重力的0.08。

求:(g取10 N/kg)
(1)汽车匀速行驶时的速度。

(2)空车匀速行驶时的阻力。

(3)如果装货10 t,则汽车匀速直线行驶时的牵引力为多大。

类型2多力平衡的应用
8.如图所示,乙重5 N,甲重20 N,拉力F1=10 N,甲在水平地面上沿直线匀速向右运动,同时乙相对于地面静止,已知此时绳索对乙的拉力F2=4 N,则乙一共受到个力的作用;甲一共受到个力的作用,其中甲的上表面
所受摩擦力的方向是,甲的下表面所受地面的摩擦力的大小是N。

9.如图所示,重力为G的物体A被夹在两固定且竖直的平木板之间,用大小为1.2G的力恰好可将物体A从木板中
竖直向上抽出,那么要使物体A向下匀速运动,则需要给物体A施加一个方向向,大小为G的力。

10. 如图所示,物体甲的质量为0.7 kg,物体乙恰好水平向右做匀速直线运动,则物体乙受到的摩擦力f=N。

若要使物体乙水平向左匀速直线运动,则需给物体乙施加一个F=N、水平向左的力。

(不计绳重及滑轮摩擦,g取10 N/kg)
11.如图所示,已知A、B静止在水平地面上,B受到的摩擦力为2 N,F=5 N,则A、B间绳上的拉力为N,物体A受到的摩擦力为N。

12.如图所示,A、B两个物体叠放在水平地面上,同时用力F1、F2分别作用于A、B两个物体上,A、B始终处于静止状态,其中力F1=3 N,方向水平向左,力F2=5 N,方向水平向右,下列分析中正确的是()
A.A和B之间摩擦力为零
B.地面对B的摩擦力为2 N,方向水平向左
C.地面对B的摩擦力为5 N,方向水平向左
D.B对A的摩擦力为5 N,方向水平向右
13.如图所示,用弹簧测力计向上拉物块A,当弹簧测力计对物块A的拉力为F1(F1不为零)时,物块A对弹簧测力计的拉力为F2,物块A对水平地面的压力为N1(N1不为零),水平地面对物块A的支持力为N2。

已知物块A受到的重力为G,则下列分析中正确的是()
A.拉力F1与F2是一对平衡力
B.压力N1与重力G的大小相等
C.压力N1与支持力N2是一对相互作用力
D.拉力F2与重力G是一对平衡力
14.如图所示,物体在F左、F右两个水平拉力的作用下,仍静止在水平桌面上,已知F左=4 N,F右=10 N。

下列情况中,物体可能会发生运动的是()
A.F左、F右同时减小2 N
B.F左、F右同时增大2 N
C.F左不变,F右增大2 N
D.F右不变,F左增大2 N
15.用水平拉力F1拉动如图所示的装置,使木板A在粗糙水平地面上向右做匀速直线运动,物块B在木板A上表面相对地面静止,连接B与竖直墙壁的水平绳的拉力大小为F2。

不计滑轮重、绳重和滑轮摩擦,则F1与F2的大小关系是()
A.F1=F2
B.F2<F1<2F2
C.F1=2F2
D.F1>2F2
答案详析
1.A解析：静止在指尖上的玩具“平衡鸟”处于平衡状态,受到的重力G和指尖对它的作用力F大小相等、方向相反、作用在同一物体上,作用在同一条直线上,是一对平衡力,故图A符合要求。

2.B解析：甲、乙两物体叠放在一起,在力F的作用下一起向左做匀速直线运动,因甲、乙都做匀速直线运动,处于平衡状态,所以甲受到的是平衡力,重力和支持力是一对平衡力,水平方向不受力,否则就不可能处于平衡状态,即甲物体只受两个力的作用,故B正确。

3.B解析：甲对乙的拉力和乙对甲的拉力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在两个物体上,是一对相互作用力,故A错误;弹簧测力计甲在拉力F1和乙的拉力作用下处于平衡状态,则乙对甲的拉力与拉力F1是一对平衡力,则乙对甲的拉力为5 N,甲的示数为5 N,故B正确;弹簧测力计乙在拉力F2和甲的拉力作用下处于平衡状态,则甲对乙的拉力与拉力F2是一对平衡力,则甲对乙的拉力为5 N,乙的示数为5 N,故C、D错误。

4.C解析：着陆器沿直线匀速降落时,受力平衡,所受合力为零,着陆器受到月球引力的方向竖直向下,则受到气体反冲力的方向竖直向上,因此,着陆器应竖直向下喷气。

5.D解析：书对黑板的压力与黑板对书的支持力是一对相互作用力,不是平衡力,故A错误;书处于静止状态,则书在竖直方向上所受的两个力:书所受的竖直向下的重力G和黑板对书的竖直向上的摩擦力f是一对平衡力,所以f=G=2 N,故B、C错误;书处于平衡状态,除了受到竖直方向的平衡力之外,还受到水平方向的推力、黑板对书的支持力这一对平衡力,故D正确。

6.B解析：因为小球静止,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可知,必然有一个力来平衡这个重力,所以可以确定杆给小球一个竖直向上的力,这个力和小球的重力大小相等,即mg。

7.(1)已知行驶的距离s=18 km,时间t=15 min=0.25 h;
汽车匀速行驶时的速度:v=s
t =18km
0.25h
=72 km/h。

(2)已知汽车的质量m=4 t=4×103 kg,
故汽车的重力:G=mg=4×103 kg×10 N/kg=4×104 N,
汽车匀速行驶时受到的阻力:f=4×104 N×0.08=3.2×103 N。

(3)如果装货10 t,汽车和货物的总质量为m'=10 t+4 t=14 t=1.4×104 kg,
故汽车和货物的总重力:
G'=m'g=1.4×104 kg×10 N/kg=1.4×105 N,
汽车匀速行驶时受到的阻力:
f'=1.4×105 N×0.08=1.12×104 N,
因为汽车做匀速直线运动,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小是相等的,所以牵引力F=f'=1.12×104 N。

8.46水平向左 6
解析：绳索对乙的拉力F2=4 N,方向水平向左,乙相对地面静止,受力平衡,则乙在竖直方向上受重力和甲对乙的支持力,水平方向上受拉力和摩擦力,共受到4个力的作用,且甲对乙的摩擦力大小等于拉力F2,为4 N。

由于物体间力的作用是相互的,甲对乙有水平向右的摩擦力,则乙对甲有水平向左的摩擦力,大小为4 N;以甲为研究对象,其在竖直方向上受重力、乙的压力、地面的支持力,水平方向上受向右的拉力、乙对它向左的摩擦力及地面对它向左的摩擦力,共受到6个力的作用;甲受到水平向右的拉力为10 N,则地面对它的摩擦力和乙对它的摩擦力之和为10 N,所以地面对甲的摩擦力为f=10 N-4 N=6 N。

9.上0.8
解析：恰好竖直向上抽出物体时,重力与摩擦力的方向都向下,根据力的平衡条件可得,F=G+f=1.2G,则摩擦力的大小为f=F-G=1.2G-G=0.2G;物体竖直向下匀速运动时,摩擦力的方向向上,由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力的大小不变,仍为0.2G,要使物体A向下匀速运动,因重力大于摩擦力,则必须施加一个竖直向上的拉力,大小为F'=G-f=G-0.2G=0.8G。

10.714
解析：物体甲通过定滑轮拉着物体乙向右做匀速直线运动,物体乙水平方向上受到水平向右的拉力F'=G甲=m甲g=0.7 kg×10 N/kg=7 N,和水平向左的滑动摩擦力的作用,这两个力是平衡力,大小相等,所以滑动摩擦力f=F'=7 N;
对物体乙施加一个水平向左的拉力F,使物体甲匀速上升,物体乙向左做匀速直线运动,物体乙水平方向上受到水平向左的拉力F、水平向右的滑动摩擦力、水平向右的拉力F'=G甲,水平向左的拉力F与水平向右的拉力F'、滑动摩擦力平衡,所以F=F'+f=7 N+7 N=14 N。

11.33
12.B解析：物体A静止,受力平衡,则B对A的摩擦力和拉力F1是一对平衡力,大小相等,方向相反,故B对A的摩擦力为3 N,方向水平向右,故A、D错误。

根据物体间力的作用是相互的,则B受到A的摩擦力方向水平向左,
大小为3 N;物体B处于静止状态,水平方向上受到A对B水平向左的摩擦力、地面对B水平向左的摩擦力、水平向右的拉力F2,这三个力是平衡力,所以地面对B水平向左的摩擦力与A对B水平向左的摩擦力之和等于水平向右的拉力F2,所以B受到地面的摩擦力大小为5 N-3 N=2 N,方向水平向左,故C错误,B正确。

13.C解析：弹簧测力计对物块A的拉力F1作用在物块A上,物块A对弹簧测力计的拉力F2作用在弹簧测力计上,二力是一对相互作用力,不是一对平衡力,故A错误;物块A受到弹簧测力计的拉力F1、水平地面的支持力N2、自身竖直向下的重力G处于平衡状态,由力的平衡条件可得,F1+N2=G,则N2=G-F1,又因为物块A对水平地面的压力N1和水平地面对物块A的支持力N2是一对相互作用力,大小相等,即N1=N2=G-F1,所以压力N1与重力G的大小不相等,故B错误、C正确;因为弹簧测力计对物块A的拉力F1和物块A对弹簧测力计的拉力F2是一对相互作用力,二力大小相等,则F2=F1=G-N2,所以拉力F2与重力G大小不相等,不是一对平衡力,故D错误。

14.C
15.D解析：动滑轮在水平方向上受到三个力的作用:水平向右的拉力F1,连接墙壁的绳子对它水平向左的拉力F 墙,连接木板A的绳子对它水平向左的拉力F木板,
由于动滑轮向右做匀速直线运动,所以F1=F墙+F木板,
F1,
由于同一根绳子上各处的拉力相等,所以F木板=1
2
F1①。

由于力的作用是相互的,所以动滑轮通过绳子对木板A的拉力为F动=F木板=1
2
物块B在水平方向上受到两个力的作用:绳子对它向左的拉力F2,木板A对它向右的摩擦力
f A对B;由于物块B保持静止,所以F2=f A对B。

木板A在水平方向上受到三个力的作用:动滑轮对木板向右的拉力F动,物块B对木板向左的摩擦力f B对A,地面对木板向左的摩擦力f地面,
由于木板向右做匀速直线运动,所以F动=f B对A+f地面②,
由于力的作用是相互的,所以f B对A=f A对B=F2③,
F1=F2+f地面,则F1=2F2+2f地面,所以F1>2F2。

由②③可得F动=F2+f地面④,由①④得1
2。