人教版八下物理同步练习8.4 同一直线上二力的合成（培优卷）（含答案）

第第页人教版八下物理同步练习8.4同一直线上二力的合成（培优卷）一、选择题1．如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用。F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如乙图所示，以下说法正确的是()A．0～2秒，物体没有推动，是因为推力小于摩擦力B．2～4秒物体做匀速直线运动C．2～4秒物体受到的摩擦力是3ND．4～6秒，物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力2．如图甲所示，重为5N的铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上，在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动。铁块运动过程中，速度v的大小随时间t变化的图象如图乙所示。若铁块受到的摩擦力为2N，下列说法正确的是（）A．磁性平板对铁块的吸引力等于5NB．在0～2s内拉力F等于7NC．在0～6s内拉力F等于5ND．在2～6s内拉力F等于7N3．如图4.174所示，三根长度均为L的轻绳分别连接于C，D两点，A，B两端悬挂在水平天花板上，相距为2L。现在C点悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点应施加的最小作用力为（）。A．mg B．33mg C．12mg D．4．在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态。现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3。若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图4.160所示，在此过程中（）。A．F1保持不变，F3缓慢增大 B．F1缓慢增大，F3保持不变C．F2缓慢增大，F3缓慢增大 D．F2缓慢增大，F3保持不变5．在上海世博会最佳实践区，江苏城市案例馆中穹形门窗充满了浓郁的地域风情和人文特色。如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物G，现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高)，则绳中拉力大小变化的情况是（）。A．先变小后变大 B．先变小后不变C．先变大后不变 D．先变大后变小6．有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙；OB竖直向下，表面光滑，AO上套有小球P，OB上套有小球Q，两球质量分别为m1和m2，两球间由一根质量可忽略且不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图所示。现将P球向左移一小段距离，两球再次达到平衡。那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P球的支持力Np和细绳上的拉力T的变化情况是（）。A．Np不变，T变大 B．Np不变，T变小C．Np变大，T变大 D．Np变大，T变小7．如图所示，橡皮条的O端固定，用A，B两弹簧秤拉橡皮条的另一端D，使其伸长至E点，A，B两弹簧的弹力大小和方向如图所示，其中α+β>90°。今保持A的读数不变，当α由图示位置逐渐减小时，欲使D端仍在E点保持不动，应采用的方法是（）。A．使B的读数变小，同时β角减小B．使B的读数变小，同时β角增大C．使B的读数变小，同时β角先增大后减小D．使B的读数变大，同时β角减小二、多选题8．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F-t和v-t图象分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是A．当t=ls时，物体处于静止状态，受摩擦力是ONB．当t=3s时，物体受到摩擦力是6NC．当t=5s时，物体受到摩擦力是4ND．在0-6s内，物体共有4s处于平衡状态9．小明沿水平方向推箱子前行，推力为F，如图甲所示。推箱子过程中，其F-t和v-t的图像分别如图乙、丙所示。则下列判断正确的是（）A．0~3s，箱子受到地面的摩擦力为3NB．t=5s时，箱子受到地面的滑动摩擦力为8NC．t=8s时，箱子受到的推力和摩擦力是一对平衡力D．9~12s，推力的大小为6N10．水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图所示，以下说法正确的是（）A．0～2秒，物体没有推动，是因为推力等于摩擦力B．2～4秒物体做匀速直线运动C．2～4秒物体受到的摩擦力是3ND．4～6秒，物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力11．质量分别为m1和m2.长度分别为L1和L2的两根均匀细棒的一端相互连在一起，构成一直角形细棒AOB，放在粗糙的水平桌面上，两棒与桌面间的动摩擦因数相同。现在两棒连接端O处施加一水平外力F使棒做匀速直线运动，F的方向如图所示，则以下判断中正确的是（）。A．若L1>L2，则m1<m2 B．若L1<L2，则m1>m2C．若L1=L2，则m1<m2 D．若L1=L2，则m1>m212．一个重力为G的小球从某一高度竖直下落，撞到竖直放置的弹簧上，然后又被弹起，如图所示，空气阻力大小不变且小于重力，则下列说法正确的是（注：阻力与运动方向相反）（）A．小球接触弹簧向下运动的过程合外力先向下后向上B．小球运动到最低点时处于静止状态C．上升过程和下降过程中合力为零的位置是重合的D．不和弹簧接触时，下降阶段小球受到的合力小于上升阶段小球受到的合力三、填空题13．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F-t和wt图像分别如图乙、图丙所示。由图像可知，0~2s，物体受到的摩擦力大小拉力大小：2-4s，物体受到的摩擦力大小拉力大小。当t-3s时，物体受到的摩擦力是N.(两空均选"大于等于"或"小于")14．如图甲，小华和小明分别用水平推力F1、F2，推同一木箱在水平地面上作匀速直线运动，木箱通过的路程和时间关系如图乙所示。小华和小明推箱子的速度V1V2，小华和小明推箱子时地面对箱子的摩擦力f1f2，水平推力F1F2。（大于/等于/小于）．15．如图甲所示．放在水平地面上的物体受到方向不变的水平向右推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙和丙所示．由图象可知，当t=1s时，物体处于__（填“加速”、“匀速”或“减速”）状态；当t=3s时，物体受到的摩擦力为N，方向；当t=5s时，物体受到的摩擦力为N．16．假设有100个共点力作用在物体上，物体静止，其中一个力的大小为10N，方向向东，则其余99个力的合力大小为，方向；若其中的30个力的合力大小为20N，则其余的70个力的合力大小为；若将方向向东的大小为10N的力旋转90°，则这100个力的合力大小变为。17．用与竖直方向成θ角(已知θ<45)的倾斜轻绳，a和水平轻绳b共同固定一个重为G的小球。现保持小球在原位置不动，放长绳b并使其在原竖直平面内逆时针缓慢转动，当绳b转过θ角到2的位置时，绳b上的拉力为T2=；绳b再转过θ角到3的位置时，绳b上的拉力为T3=18．如图4.85所示，已知力F大小为10N，其中一个分力F1方向与F成30°角，另一分力F2的最小值为N，对应的F1的值为N四、计算题19．如图所示，半径为R=1.3m的半球置于水平地面上，在半球正上方天花板上悬挂一根细线，细线末端拴一个重为G=10N的小球，小球半径忽略不计。半径顶端距天花板为H=0.7m，细线长度为L=1m。求小球所受细线的拉力T和大球对小球的弹力FN。五、综合题20．如图4.196所示，一只圆柱形均质木块，上、下底面圆的直径为a，高为b。现将木块置于倾角为θ的粗糙斜面上，木块底部与斜面间的动摩擦因数为μ，已知木块重心在几何中心，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。试求出木块在斜面上既不滑动也不翻转的条件。21．如图4.138所示，质量为m的物块与水平面间的动摩擦因数为μ，为使物块沿水平面做匀速直线运动，则所施加的拉力F至少应为多大？此时拉力与水平方向的夹角应满足什么关系式？22．如图4.124所示，两根竖立的晾衣杆相距为d，将一长为l(I>d)的细绳的两端A，B分别固定在左、右两杆的某处。现通过轻质光滑动滑轮将质量为m的物体挂在绳子上，静止后：（1）求绳子与竖直方向的夹角θ的表达式(用三角比表示)以及绳子拉力F的大小。（2）若保持绳子的A端不动，将绳子的B端在右杆上上下移动，θ如何变化？绳子拉力F的大小如何变化？（3）若保持绳子|A，B端在杆上的位置不动，使两杆靠近少许，θ如何变化？绳子拉力F的大小如何变化？23．如图4.110所示，人在岸边用跨过定滑轮的绳子拉船，设水对船的阻力大小不变，在小船匀速靠岸的过程中，绳的拉力F和小船所受浮力F浮如何变化？

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】A、由v-t图像可知，0～2s，物体没有推动，物体处于平衡状态，推力等于摩擦力，故A错误；

BCD、由v-t图像可知，在4～6s物体做匀速直线运动，处于平衡状态，物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力；由F-t图像可知，在4～6s的推力F=2N，由力的平衡条件可得滑动摩擦力f=F=2N；

由v-t图像可知，物体在2～4s做加速运动，推力为3N，受到的摩擦力为滑动摩擦力，因为压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以滑动摩擦力不变，则在2～4s物体受到的摩擦力仍是2N，故B、C错误，D正确。

故选：D

【分析】先由速度-时间图像判断物体的运动情况，然后根据物体的运动状态判断物体是否受平衡力作用；由F-t图像求出物体受到的拉力，然后由二力平衡的条件求出摩擦力的大小；滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关。2．【答案】D【解析】【解答】由图像可以看出，在前2秒内物体做加速运动受力不平衡；在超过2秒后，物体做匀速直线运动，受到的是平衡力；由于木块是向上运动的，所以麻擦力方向是竖直向下的，拉力需要平衡重力与摩擦力，所以可知在2秒后拉力的大小为7N，而在前两秒内拉力大于7N；故答案为：D。【分析】静止状态和匀速直线运动状态都是平衡状态；处于平衡状态的物体受平衡力作用，即大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在一个物体上.3．【答案】C【解析】【解答】由图可知，要想CD水平，则AC与水平方向的夹角为60°；

结点C受力平衡，则受力分析如图所示，

结点C受到沿AC拉力在水平方向上的分力等于水平向右的拉力T，

即：T=FACcos60°=12FAC，

结点C受到沿AC拉力在竖直方向上的分力等于物体的重力，

即：mg=FACsin60°=32FAC，

所以T=33mg；

结点D受力平衡，当拉力F的方向与BD垂直时，力臂最长、最省力，如图所示，

最小拉力F=F'=T'cos30°=Tcos30°=33mg×32=124．【答案】C【解析】【解答】如下图所示：

设A、B球心连线与竖直方向的夹角为θ。对B进行分析，根据力的分解可知F1和F'2的大小分别为F1=（F+mBg）tanθ；

F'2＝(F+mBg)cosθ

由牛顿第三定律可知，F2=F'2

若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，则F1和F2都缓慢增大。

对A进行分析，根据平衡条件可知，F3的大小等于F'2与A重力合力的大小，又因为F'2与A重力方向的夹角小于90°，所以F'2缓慢增大时，F'2与A重力的合力也缓慢增大，因此F3缓慢增大。

故C正确，而A、B、D错误。

故选C。5．【答案】C【解析】【解答】当轻绳的右端从B点移到直杆最上端时，设两绳的夹角为2θ．以滑轮为研究对象，分析受力情况，作出力图如图1所示。

根据平衡条件得：2Fcosθ=mg；

得到绳子的拉力F=mg2cosθ，

所以在轻绳的右端从B点移到直杆最上端时的过程中，θ增大，cosθ减小，则F变大。

当轻绳的右端从直杆最上端移到C点时，设两绳的夹角为2α。

设绳子总长为L，两直杆间的距离为S，由数学知识得到sinα=SL

此时L、S不变，则α保持不变。

再根据平衡条件可知，两绳的拉力F保持不变。6．【答案】B【解析】【解答】如下图所示：

以两球组成的系统为整体，受力分析情况如图1所示。根据平衡条件得，Np=2mg保持不变，即横杆对它的支持力Np不变。

以Q环为研究对象，分析受力情况如图2所示。设细绳与OB杆间夹角为α，由平衡条件得，细绳的拉力T=mgcosα。P环向右移一小段距离时，α增大，cosα变小，那么细绳上的拉力T变大。

故B正确，而A、C、D错误。

故选B。7．【答案】C【解析】【解答】根据力的合成四边形原则以及动态分析可知，保持E点位置不动，即合力的大小方向不变，弹簧测力计读数不变，因此根据题目可知，可做出力的平行四边形，受力分析如下：

据图可知，当α由图示位置逐渐减小时，β角先增大后减小，使B的读数变小，C正确，ABD错误

综上选C

【分析】根据力的合成与分解以及力的动态分析判识选项

力的合成与分解：合力的大小和方向不变，且保持A的读数不变，根据作图可识别出当α由图示位置逐渐减小时，B的读数以及β的变化情况。8．【答案】C,D【解析】【解答】A、由丙图可知，前2s物体速度为零，处于静止状态，合力为零，则水平方向受到的摩擦力和拉力是一对平衡力；由乙图可知，前2s物体所受拉力为2N，所以摩擦力也为2N；故A不符合题意；

B、在t＝3s时，由乙图可知，物体受到的拉力为6N，由丙图可知物体正在做加速运动，此时摩擦力与拉力不平衡，物体受到的摩擦力一定不等于6N，故B不符合题意；

C、由丙图可知，在第4s到第6s之间，物体速度不变，在做匀速直线运动，则水平方向受到的摩擦力和拉力是一对平衡力；由乙图可知，物体所受拉力为4N，则可知摩擦力也为4N，故C符合题意；

D、由丙图可知，在0﹣6s内，物体在0﹣2s是静止的，4s﹣6s是匀速直线运动状态，都处于平衡状态，所以物体共有4s处于平衡状态，故D符合题意。

故答案为：CD。

【分析】当物体静止时，静摩擦力与拉力二力平衡，大小相等；当物体运动时，动摩擦力是不受推力大小影响的，只有匀速直线运动时，摩擦力与推力二力平衡，大小相等，当物体受到的拉力变大或变小时，摩擦力都不变；根据图丙得出物体的运动状态，匀速直线运动时，物体所受拉力等于摩擦力；滑动摩擦力的大小只与压力和接触面粗糙程度有关，与运动速度和状态无关。9．【答案】A,D【解析】【解答】A、由丙图可知，0~3s物体速度为零，仍处于静止状态，受力平衡，则水平方向受到的摩擦力和推力是一对平衡力；由乙图可知，物体所受推力为3N，则摩擦力也为3N，故A正确；

B、由图丙知9s~12s内，物体做匀速直线运动，受推力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，由图乙知此时的推力F为6N，摩擦力也为6N；由图丙知3s~6s内，物体做加速运动，但由于压力和接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，仍为6N，故t=5s时，箱子受到地面的滑动摩擦力为6N，故B错误；

C、由图丙知6~9s内，物体做减速运动，故t=8s时箱子受到的推力和摩擦力不是一对平衡力，故C错误；

D、由图丙知9s~12s内，物体做匀速直线运动，由图乙知此时推力为6N，故D正确。

故选：AD、

【分析】A、当物体静止时，静摩擦力与推力平衡，大小相等；

BCD、分析各段的运动情况和受力情况，当运动时，滑动摩擦力是不受推力大小的影响，匀速直线运动时，滑动摩擦力与推力平衡，大小相等，当物体受到的推力变大或变小时，摩擦力都不变；10．【答案】A,D【解析】【解答】A.0～2秒，物体没有推动，处于静止状态，受到平衡力的作用，推力等于摩擦力，A符合题意。B．由v-t图像可知，2～4秒物体做加速直线运动，B不符合题意。C．由图像可知，当物体受到的推力F=2N时，物体做匀速直线运动，摩擦力的大小等于推力，摩擦力的大小不变，所以2～4秒物体受到的推力为3N时，摩擦力仍是2N，C不符合题意。D.4～6秒，物体做匀速直线运动，处于平衡状态，物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力，D符合题意。故答案为：AD。【分析】（1）由v-t图象可知，0～2s内物体运动的速度，从而可知物体所处的状态，根据二力平衡条件判断推力和阻力之间的关系；

（2）由v-t图象可知，4s～6s内物体运动的速度，由F-t图象读出推力的大小，根据二力平衡条件求出物体受到的滑动摩擦力；

（3）由v-t图象可知，2s～4s内物体运动的速度变化即可判断所处的状态；滑动摩擦力只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，与物体运动的速度无关.11．【答案】A,C【解析】【解答】由题意可知，直角形细棒AOB沿着F的方向做匀速直线运动，把该运动分解为沿图中虚线方向的两个匀速直线运动，则两根均匀细棒的摩擦力方向如下图所示，两个摩擦力的合力与拉力F平衡；

从图中可知，fB＞fA，由于接触面的粗糙程度相同，因此摩擦力的大小不同是由于L1、L2的两根质量不同决定的，与长度无关，即质量越大，摩擦力越大，故m1＜m2。

故选AC。

【分析】因为棒做匀速直线运动，因此棒一定受到与拉力F大小相等，方向相反的作用力，即为摩擦力的合力，然后根据影响摩擦力的因素和二力合成即可判断出OA和OB所受摩擦力的大小，从而确定出质量关系。12．【答案】A,D【解析】【解答】A.小球接触弹簧向下运动时，受到竖直向下的重力，竖直向上的空气阻力和弹簧的弹力。由于弹性形变程度的增大，因此弹力逐渐增大，那么合力肯定要经过向下，为零和向上的三个阶段，故A正确；

B.小球到达最低点时，小球受到的竖直向下的重力小于竖直向上的弹力，小球受到的力不是平衡力，所以小球不能处于静止状态，故B错误；

C.小球下降过程中，小球受到竖直向下的重力，竖直向上的空气阻力，竖直向上的弹力，当小球受到平衡力时，弹力的大小应该等于重力和空气阻力的差；小球上升过程中，小球受到竖直向下的重力，竖直向下的空气阻力，竖直向上的弹力，当小球受到平衡力时，弹力的大小应该等于重力和空气阻力的和，况且下降时弹性形变从A开始，上升时弹性形变从C开始，很难巧合到合力为零时位置相同。故C错误；

D.不和弹簧接触时，小球下降阶段，小球受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力，合力大小等于重力和空气阻力的差。小球上升过程中，小球受到竖直向下的重力，竖直向下的空气阻力，合力等于重力和空气阻力的和，所以下降时的合力小于小球上升时合力，故D正确。

故选AD。

【分析】对小球进行受力分析，确定重力的大小和方向不变，而阻力大小不变方向可变，弹簧产生的弹力与形变程度成正比，且方向和大小也可以变化，最后根据合力的计算方法对各个选项进行判断即可。13．【答案】等于；小于；5【解析】【解答】由图像可知，0~2s，物体速度为0，静止，处于平衡状态，受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，所以受到的摩擦力大小等于拉力大小。2~4s，物体速度变大，加速运动，处于非平衡状态，拉力大小大于物体受到的摩擦力。由图可知，4到6秒物体做匀速直线运动，受到的拉力与滑动摩擦力为一对平衡力，大小相等，为5N，因压力大小和接触面粗糙程度不变，则受到滑动摩擦力大小不变，物体在第3秒时受到的滑动摩擦力大小为5N。

故答案为：等于；小于；5。

【分析】由图可知，0s到第2s物体速度为0，处于静止状态，故拉力不做功；第2s到第4s物体处于加速状态，即非平衡状态，故物体受非平衡力的作用；由图乙可知，物体受到的拉力为6N，而由图丙知，物体在第3s的状态为加速整体，故摩擦力小于拉力；物体在第4s到第6s受到的拉力为4N，由图丙可知，物体在第4s到第6s处于匀速直线运动状态，速度为2m/s，根据P=Fv得出拉力对物体做功的功率。14．【答案】大于；等于；等于【解析】【解答】从图象可看出：在相同时间内，小华推动木箱运动时通过的路程长，即速度大；故v1＞v2；滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关；与物体的运动速度无关；小华和小明推同一箱子时时，压力和接触面的粗糙程度都没有变化，故摩擦力不变；即f1=f2；而拉力与摩擦力是平衡力，故拉力相同；即F1=F2。【分析】物体受到平衡力的作用，即拉力等于摩擦力；分析图象可知两次实验都做匀速直线运动，其速度不同.15．【答案】2；水平向左；2【解析】【解答】从图乙中看出，t=1s时物体的速度为0，物体处于加速状态；在2s-4s时间内，从图丙中的v-t图象上可以看出物体以2m/s的速度匀速运动，而F-t图象上的水平推力F=2N，根据二力平衡，此时的摩擦力f=2N；t=3s时，F=2N，物体匀速直线运动，因为压力和接触面的粗糙程度不变，所以此时的摩擦力仍为f=2N，方向水平向左；t=5s时，物体减速运动，滑动摩擦力仍为f=F=2N。

故答案为：2；水平向左；2.

【分析】物体做匀速直线运动时，物体的v-t图象是一条平衡于时间轴的直线，由图丙v-t图象可知，3s时物体的做匀速直线运动，处于平衡状态，由图乙找出t=3s时推力的大小，然后由平衡条件求出物体所受摩擦力大小及方向；物体与地面间的滑动摩擦力与物体间的接触面与物体间的压力决定，如果物体间的接触面不变、物体间的压力不变，则物体间的摩擦力不变.16．【答案】10N；向西；20N；10【解析】【解答】（1）根据题意可知，其余99个力的合力和这个10N的力为一对平衡力，即二者大小相等，方向相反，那么合力为10N，方向向西；

（2）根据题意可知，其中的30个力的合力和剩余70个力的合力为一对平衡力，二者大小相等，方向相反，那么其余的70个力的合力大小为20N。

（3）原来的力方向向东，大小为10N，根据平衡力的知识可知，其余99个力的合力大小为10N，方向向西。如果将向东的10N旋转90°，那么它和其余99个力的合力相互垂直，则根据三角形定则可知，这100个力的合力为：10N2+10N17．【答案】Gsinθ；Gtanθ【解析】【解答】对小球受力分析，受到重力和两个拉力，三力平衡，如图：

通过几何关系可知，力F2垂直于细线，故：F1=F3=mgtanθ，F2=mgsinθ。

【分析】对小球受力分析，受到重力和两个拉力，三力平衡，合力为零；其中重力大小和方向都恒定，第二个力方向不变、大小变，第三个力大小和方向都可以变，运用合成法，通过作图分析。18．【答案】5；5【解析】【解答】据题可知，F2的最小值与F1垂直，所以F2=10N×sin30°=5N，对应的F1=10N×cos30°=53N

综上第1空为5；第2空为53

【分析】根据力的合成与分解作图计算，如下图所示，F2的最小值与F1垂直，力F2最小。19．【答案】画出小球的受力示意图，如图所示，设细线的拉力T与弹力FN的合力为F，则F与重力G等大反向，由图中力组成的三角形与几何线段组成的三角形相似，可得GH+R=【解析】【分析】根据题意画出小球的受力示意图，然后利用平衡原理以及三角形法则列式计算即可。20．【答案】木块不滑动的条件是重力沿斜面向下的分力mgsinθ不大于最大静摩擦力，即mgsin0≤pmgcosθ，解得tanθ≤μ。木块不翻转的条件是重力的作用线不能超出底面圆面积范围，当重力作用线恰通过底面圆边缘时，木块恰不翻倒，如图4.197所示，由几何关系，不翻倒的条件应为tanθ≤12a12b=ab。可见，若要木块既不滑下又不翻到，需要同时满