初中物理二力平衡条件的应用试题

如图所示， $U$形弯管的两端开口向下，左管的阀门关闭，右管中的活塞处于静止，活塞和阀门之间的管内充满水，左右两管内水面的高度差为 $h$。若将阀门打开，水会从左管流出来。已知活塞的横截面积为 $S$，重力为 $G$，管外的大气压强为 $p_0$，水的密度为 $\rho$．不计活塞与管壁的摩擦，则在阀门打开前 $($　　 $)$

A．活塞下表面所受的大气压的力为 $p_{0}S$

B．活塞上表面所受的压强为 $p_0-\frac{G}{S}$

C．活塞上、下表面所受的压强差为 $\mathit{\rho gh}$

D．活塞所受的重力 $G$一定小于 $\mathit{\rho ghS}$

某旅行车满载时总质量为 $8t$，车轮与地面接触的总面积为 $0.4m^2$．求：

（1）旅行车满载静止在水平地面上，对地面的压强是多少？

（2）如果在某路段，旅行车牵引力的功率恒定为 $72\mathit{kW}$，当它以 $108\mathit{km}/h$的速度匀速行驶时，受到的阻力是多少？

（3）2020年的年底，朝阳至北京的高铁将开通，该段铁路线长约 $450\mathit{km}$，若高铁列车全程以 $360\mathit{km}/h$的最高设计速度行驶时，受到的阻力为 $1.4\times {10}^{5}N$，则列车从朝阳到北京需要多少小时？列车要克服阻力做多少功？

如图，螺线管的上方放置一个小磁针，螺线管左方的水平地面上放置一个铁块。闭合开关后，铁块静止不动，小磁针在磁场的作用下会发生转动，它的周围　　（填“有”或“无” $)$磁感线，小磁针静止时左端为　　（填“ $S$”或“ $N$” $)$极。当滑片 $P$向左滑动时，铁块受到的摩擦力的大小将　　（填“变大”、“变小”或“不变” $)$。

用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣强磁铁，可组装成一个演示用的简易电动机，组装过程如图甲、乙、丙所示。

（1）乙图中，把铁钉和磁铁连起来后就能竖直地吸在电池的正极上，若磁铁的 $N$极朝上， $S$极朝下，则磁化后的铁钉的尖端为　　（填“ $N$”或“ $S$” $)$极，磁铁与铁钉间的吸引力　　（填“大于”或“小于” $)$磁铁的重力。

（2）丙图中，用电线把电池的负极和磁铁连接起来，就有电流通过磁铁和铁钉，通过铁钉的电流方向是　　（填“向上”或“向下” $)$，磁铁上的电流由于受到　　作用而带动铁钉开始旋转。

（3）这个简易电动机工作时，将电能转化为　　能，若它的输入功率为 $2.0W$，效率为 $60\%$，则输出功率为　　 $W$。

（4）演示时，若要改变铁钉的转动方向，可以改变　　方向。电动机转动起来后，电线下端应间歇性地接触磁铁，这样做的好处是（写出一条即可）　　。（提示：干电池通过的电流不允许长时间超过 $0.6A$；磁铁磁性随温度升高而减弱。 $)$

狗拉着雪橇沿水平冰面做直线运动。先以速度 $v$做匀速运动，雪橇受到的水平拉力为 $F_1$，后以速度 $2v$做匀速运动，雪橇受到的水平拉力为 $F_2$，则 $($　　 $)$

A． $F_2<F_1$B． $F_2=F_1$C． $F_2=2F_1$D． $F_2>2F_1$

用弹簧测力计两次水平拉同一木块使它在同一水平木板上做匀速直线运动，图乙是它运动的路程随时间变化的图象，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．木块两次做匀速直线运动时，弹簧测力计示数分别为 $F_1$、 $F_2$，则 $F_1>F_2$

B．木块两次受到滑动摩擦力分别为 $F_1\text{'}$、 $F_2\text{'}$，则 $F_1\text{'}<F_2\text{'}$

C．两次拉力分别在 $10s$内对木块做功为 $W_1$、 $W_2$，则 $W_1<W_2$

D．两次拉力分别在 $10s$内对木块做功的功率为 $P_1$、 $P_2$，则 $P_1>P_2$

“背漂”是儿童练习游泳时常佩戴的一种救生装置。某科技小组的同学为测量背漂浸没在水中时的浮力，进行了如下实验：在底部装有定滑轮的圆台形容器中加入适量的水后，再静放在水平台秤上（如图甲），台秤的示数 $m_1$为 $6\mathit{kg}$，然后把质地均匀的长方体背漂浸入水中，用一轻质的细线通过定滑轮缓慢地将背漂拉入水中，拉力 $F$的方向始终竖直向上，当背漂的一半体积浸入水中时（如图乙），台秤的示数 $m_2$为 $5\mathit{kg}$，当背漂的全部体积浸没在水中时，台秤的示数 $m_3$与 $m_2$相比变化了 $2\mathit{kg}$，则（不考虑滑轮的摩擦，在整个过程中水始终没有溢出，背漂不吸水、不变形，且未与容器接触，取 $g=10N/\mathit{kg}$， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3)$；

（1）容器、水和滑轮的总重力为　　 $N$；

（2）台秤的示数 $m_3$为　　 $\mathit{kg}$；

（3）为确保儿童游泳时的安全，穿上这种背漂的儿童至少把头部露出水面，若儿童头部的体积占人体总体积的十分之一，儿童的密度取 $1.08\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，则穿着此背漂游泳的儿童体重不能超过　　 $\mathit{kg}$（结果保留整数）。

如图所示，一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，铁块竖直向上做匀速直线运动。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．磁性平板对铁块的吸引力和铁块对磁性平板的吸引力是一对平衡力

B．拉力和重力是一对相互作用力

C．若一切力突然消失，铁块会一直向上做匀速直线运动

D．铁块受到的滑动摩擦力方向竖直向上

如图，小明沿水平地面推箱子，但箱子没有移动，此过程 $($　　 $)$

A．小明对箱子没有做功

B．重力对箱子做了功

C．小明对箱子的推力大于地面对箱子的阻力

D．箱子所受的重力与箱子对地面的压力是一对平衡力

如图，人驾驶电动平衡车前进。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．以平衡车为参照物，车上的人是运动的

B．平衡车行驶时只能将机械能转化为电能

C．人受到的重力和支持力是一对相互作用力

D．车对人的支持力和人对车的压力是一对相互作用力

为研究雨滴从高空下落的运动情况，小明用小木球从高处释放来模拟雨滴的下落。他查阅资料了解到：物体下落过程中会受到空气阻力的作用，阻力 $f$的大小与物体的速度 $v$的平方成正比，公式为 $f=k{v}^2(k$为比例常数）。小木球质量为 $m$，让木球从足够高处由静止下落，则小木球在整个竖直下落过程中速度大小的变化情况是　　，小木球下落过程中能达到的最大速度为　　。

水平桌面上的木块在拉力 $F$的作用下做匀速直线运动，下列有关木块受力的说法中，正确的是 $($　　 $)$

A．只受重力和支持力一对平衡力

B．只受拉力和摩擦力一对平衡力

C．受到重力和支持力、拉力和摩擦力两对平衡力

D．无法确定

2017年5月5日 $C919$在浦东机场成功起飞，这是我国最新自主研发的中型民航客机，打破了欧美国家民航技术的长期垄断，成为我国“大国制造”的标志之一。该机在某次试飞时飞机以 $300\mathit{km}/h$的速度水平匀速飞行了 $2h$；估计该机质量为 $40t$，着陆后静止在水平地面时轮子与地面的总接触面积为 $4m^2$．求：

（1）飞机在这 $2h$内水平飞行的路程；

（2）飞机水平匀速飞行时受到的升力；

（3）飞机静止在水平地面时对地面的压强。

请画出漂浮在水面上的木块的受力示意图。

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 $t$的关系如图乙所示，则 $0~3s$， $F$对物体做的功为　　 $J$， $3~6s$物体受摩擦力大小为　　 $N$．