4. 一静止在水平地面上的物体,所受的重力为 $ 80\ \mathrm{N} $,当施加竖直向上 $ 80\ \mathrm{N} $ 的拉力时,物体所受力的合力为$\mathrm{N}$。当施加竖直向上 $ 100\ \mathrm{N} $ 的拉力时,物体所受力的合力为$\mathrm{N}$。
答案
$0$;$20$
解析
第一空:物体受重力$80\ \mathrm{N}$,方向竖直向下,当施加竖直向上$80\ \mathrm{N}$的拉力时,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上且作用在同一物体上,根据二力平衡的条件可知,物体处于平衡状态,所受合力为$0\ \mathrm{N}$。
第二空:当施加竖直向上$100\ \mathrm{N}$的拉力时,物体对地面压力减小,但由于拉力大于重力,物体会被拉离地面,此时物体受的拉力为$100\ \mathrm{N}$(外力施加值),重力仍为$80\ \mathrm{N}$,方向竖直向下,合力大小为$F_{合}=F_{拉}-G = 100\ \mathrm{N}-80\ \mathrm{N}=20\ \mathrm{N}$,方向与拉力方向相同,即竖直向上。
第二空:当施加竖直向上$100\ \mathrm{N}$的拉力时,物体对地面压力减小,但由于拉力大于重力,物体会被拉离地面,此时物体受的拉力为$100\ \mathrm{N}$(外力施加值),重力仍为$80\ \mathrm{N}$,方向竖直向下,合力大小为$F_{合}=F_{拉}-G = 100\ \mathrm{N}-80\ \mathrm{N}=20\ \mathrm{N}$,方向与拉力方向相同,即竖直向上。
5. $ F_{1} $ 和 $ F_{2} $ 是同一直线上的两个力,它们的合力的大小为 $ 30\ \mathrm{N} $、方向水平向左。已知 $ F_{1} $ 的大小为 $ 40\ \mathrm{N} $,关于 $ F_{2} $ 的大小和方向,下列说法正确的是()。
A.$ F_{2} $ 的大小一定是 $ 70\ \mathrm{N} $
B.$ F_{2} $ 的大小一定是 $ 10\ \mathrm{N} $
C.$ F_{2} $ 的方向一定水平向右
D.$ F_{2} $ 的方向可能水平向左,也可能水平向右
A.$ F_{2} $ 的大小一定是 $ 70\ \mathrm{N} $
B.$ F_{2} $ 的大小一定是 $ 10\ \mathrm{N} $
C.$ F_{2} $ 的方向一定水平向右
D.$ F_{2} $ 的方向可能水平向左,也可能水平向右
答案
D
解析
设水平向左为正方向,合力$F_{合}=30\ \mathrm{N}$(方向向左)。
情况1:若$F_{1}$方向水平向左(与合力同向),则$F_{1}=40\ \mathrm{N}$。由$F_{合}=F_{1}-F_{2}$($F_{2}$方向向右,与$F_{1}$反向),得$F_{2}=F_{1}-F_{合}=40\ \mathrm{N}-30\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$,方向水平向右。
情况2:若$F_{1}$方向水平向右(与合力反向),则$F_{1}=-40\ \mathrm{N}$。由$F_{合}=F_{2}+F_{1}$($F_{2}$方向向左,与合力同向),得$F_{2}=F_{合}-F_{1}=30\ \mathrm{N}-(-40\ \mathrm{N})=70\ \mathrm{N}$,方向水平向左。
综上,$F_{2}$大小可能为$10\ \mathrm{N}$(向右)或$70\ \mathrm{N}$(向左),方向可能向左也可能向右。
情况1:若$F_{1}$方向水平向左(与合力同向),则$F_{1}=40\ \mathrm{N}$。由$F_{合}=F_{1}-F_{2}$($F_{2}$方向向右,与$F_{1}$反向),得$F_{2}=F_{1}-F_{合}=40\ \mathrm{N}-30\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$,方向水平向右。
情况2:若$F_{1}$方向水平向右(与合力反向),则$F_{1}=-40\ \mathrm{N}$。由$F_{合}=F_{2}+F_{1}$($F_{2}$方向向左,与合力同向),得$F_{2}=F_{合}-F_{1}=30\ \mathrm{N}-(-40\ \mathrm{N})=70\ \mathrm{N}$,方向水平向左。
综上,$F_{2}$大小可能为$10\ \mathrm{N}$(向右)或$70\ \mathrm{N}$(向左),方向可能向左也可能向右。
6. 重 $ 50\ \mathrm{N} $ 的物体放在水平地面上,当它受到 $ 20\ \mathrm{N} $ 的竖直向上的拉力作用时仍静止。下列说法正确的是()。
A.物体受到的力的合力等于 $ 30\ \mathrm{N} $
B.物体受到的力的合力等于 $ 70\ \mathrm{N} $
C.物体受到的力的合力等于零
D.物体受到的拉力跟重力是一对平衡力
A.物体受到的力的合力等于 $ 30\ \mathrm{N} $
B.物体受到的力的合力等于 $ 70\ \mathrm{N} $
C.物体受到的力的合力等于零
D.物体受到的拉力跟重力是一对平衡力
答案
C
解析
物体处于静止状态,说明受力平衡,在平衡状态下物体所受合力为零。物体受竖直向下的重力$G = 50N$,竖直向上的拉力$F = 20N$,还受到地面对它竖直向上的支持力$F_{支}$,这三个力的合力为零。而拉力与重力的合力为$G - F=30N$,不等于零,且拉力与重力大小不相等,不是一对平衡力。所以物体所受合力为零。
7. 探究同一直线上二力合成的规律时,小阳完成了如图所示的实验。首先用两个力 $ F_{1} $ 和 $ F_{2} $ 同时拉弹簧(两个弹簧测力计均通过细绳与弹簧连接),然后用一个力 $ F $ 单独拉同一弹簧。改变 $ F_{1} $ 和 $ F_{2} $ 的大小,进行多次实验。下列说法错误的是()。

A.$ F $ 单独拉弹簧时,弹簧的伸长量应与 $ F_{1} $ 和 $ F_{2} $ 同时拉弹簧时相同
B.若 $ F_{1} = 2\ \mathrm{N} $,$ F_{2} = 3\ \mathrm{N} $,则合力 $ F = 5\ \mathrm{N} $
C.同一直线上同方向的两个力的合力一定比这两个力都大
D.两个力的合力一定等于这两个力之和
A.$ F $ 单独拉弹簧时,弹簧的伸长量应与 $ F_{1} $ 和 $ F_{2} $ 同时拉弹簧时相同
B.若 $ F_{1} = 2\ \mathrm{N} $,$ F_{2} = 3\ \mathrm{N} $,则合力 $ F = 5\ \mathrm{N} $
C.同一直线上同方向的两个力的合力一定比这两个力都大
D.两个力的合力一定等于这两个力之和
答案
D
解析
A. $ F $ 单独拉弹簧时,弹簧的伸长量应与 $ F_1 $ 和 $ F_2 $ 同时拉弹簧时相同。这是实验的基本要求,确保等效性。
B. 若 $ F_1 = 2 \ \mathrm{N} $,$ F_2 = 3 \ \mathrm{N} $,且方向相同,则合力 $ F = F_1 + F_2 = 5 \ \mathrm{N} $。
C. 同一直线上同方向的两个力的合力一定比这两个力都大,因为 $ F = F_1 + F_2 $,且 $ F_1 $、$ F_2 $ 均为正数。
D. 两个力的合力不一定等于这两个力之和,如果方向相反,合力可能是两者之差,甚至可能为零。
8. 某同学练习排球垫球。若排球在竖直上升过程中所受的空气阻力大小为 $ F_{\mathrm{阻}} $,所受的合力大小为 $ F $;排球在竖直下落过程中所受的空气阻力大小为 $ F'_{\mathrm{阻}} $,所受的合力大小为 $ F' $,下列说法正确的是()。
A.排球上升过程中所受的合力大小 $ F = G - F_{\mathrm{阻}} $,方向竖直向上
B.排球上升过程中所受的合力大小 $ F = G + F_{\mathrm{阻}} $,方向竖直向上
C.排球下落过程中所受的合力大小 $ F' = G - F'_{\mathrm{阻}} $,方向竖直向下
D.排球下落过程中所受的合力大小 $ F' = G + F'_{\mathrm{阻}} $,方向竖直向下
A.排球上升过程中所受的合力大小 $ F = G - F_{\mathrm{阻}} $,方向竖直向上
B.排球上升过程中所受的合力大小 $ F = G + F_{\mathrm{阻}} $,方向竖直向上
C.排球下落过程中所受的合力大小 $ F' = G - F'_{\mathrm{阻}} $,方向竖直向下
D.排球下落过程中所受的合力大小 $ F' = G + F'_{\mathrm{阻}} $,方向竖直向下
答案
C
解析
排球在竖直上升过程中,受到竖直向下的重力$G$和竖直向下的空气阻力$ F_{\mathrm{阻}}$,同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于这两个力的大小之和,方向与这两个力的方向相同,所以上升过程中合力$F = G + F_{\mathrm{阻}}$,方向竖直向下;排球在竖直下落过程中,受到竖直向下的重力$G$和竖直向上的空气阻力$ F'_{\mathrm{阻}}$,同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于这两个力的大小之差,方向与较大的力的方向相同,所以下落过程中合力$F' = G - F'_{\mathrm{阻}}$,方向竖直向下。
9. 如图所示,用绳子竖直向上拉物块,当绳子对物块的拉力为 $ F_{1} $($ F_{1} ≠ 0 $)时,物块对绳子的拉力为 $ F_{2} $,物块对水平地面的压力为 $ F_{\mathrm{N}1} $($ F_{\mathrm{N}1} ≠ 0 $),水平地面对物块的支持力为 $ F_{\mathrm{N}2} $。已知物块所受的重力为 $ G $,下列分析正确的是()。

A.拉力 $ F_{1} $ 与 $ F_{2} $ 是一对平衡力
B.压力 $ F_{\mathrm{N}1} $ 与重力 $ G $ 的大小相等
C.压力 $ F_{\mathrm{N}1} $ 与支持力 $ F_{\mathrm{N}2} $ 是一对平衡力
D.拉力 $ F_{1} $ 和支持力 $ F_{\mathrm{N}2} $ 合力的大小与重力 $ G $ 的大小相等
A.拉力 $ F_{1} $ 与 $ F_{2} $ 是一对平衡力
B.压力 $ F_{\mathrm{N}1} $ 与重力 $ G $ 的大小相等
C.压力 $ F_{\mathrm{N}1} $ 与支持力 $ F_{\mathrm{N}2} $ 是一对平衡力
D.拉力 $ F_{1} $ 和支持力 $ F_{\mathrm{N}2} $ 合力的大小与重力 $ G $ 的大小相等
答案
D
解析
A. F₁作用于物块,F₂作用于绳子,二力作用在不同物体上,是相互作用力,非平衡力,A错误;B. 物块受重力G、拉力F₁、支持力F_N2,静止时F₁+F_N2=G,F_N2=G-F₁,而F_N1=F_N2(相互作用力),故F_N1=G-F₁<G,B错误;C. F_N1作用于地面,F_N2作用于物块,作用在不同物体上,是相互作用力,非平衡力,C错误;D. 物块竖直方向静止,F₁与F_N2同向,合力F合=F₁+F_N2,由平衡条件F合=G,D正确。
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