8.2二力平衡（知识解读）-2024-2025学年八年级下册物理同步知识解读与专题训练（人教版）

8.2二力平衡（知识解读）（原卷版） •知识点1 探究二力平衡的条件实验 •知识点2 二力平衡的概念 •知识点3 二力平衡条件的应用 •作业 巩固训练 探究二力平衡的条件实验 知识点1 1、实验目的、原理、方法 （1）实验目的：探究二力平衡的条件。 （2）实验原理：力能改变物体的运动状态。 （3）实验方法：控制变量法。 2、实验器材：小车、棉线、钩码、滑轮、水平桌面、小纸片。 3、器材作用及图像 （1）小车：实验主体； （2）棉线：连接小车与钩码； （3）钩码：提供和改变对小车的拉力； （4）滑轮：改变力的方向。 4、实验步骤 如图甲： 步骤①把小车放在光滑的水平桌面上，向挂在小车两端的托盘里放钩码。这样小 车在水平方向受到两个拉力，用力的示意图画出小车受到的两个拉力。观察小车在什么情况 下保持运动状态不变； 步骤②用手按住小车，改变两端钩码数量，使两个拉力大小不等。然后松手，观察小车能 不能保持静止； 步骤③用手按住小车，让两端钩码数量相等，让两个力的方向相同，然后松手，观察小车 能不能保持静止； 步骤④用手按住小车，让两端钩码数量相等，让小车扭转一个角度，然后松手，观察小车 能不能保持静止； 步骤⑤用手按住小车，让两端钩码数量相等，再让拉力方向相反，且在同一条直线上，然 后松手，观察小车能不能保持静止。 如图乙： 步骤⑥剪刀将硬纸片从中间剪开，观察小车能不能保持静止。 5、实验结论二力平衡的条件要求这两个力：（1）大小相等（等大）（2）方向相反（反向） （3）同一直线（共线）（4）同一物体（同体） 【典例1-1】如图是“探究二力平衡条件”的实验装置，下列操作方法与实验目的不相符的是 A．增减两端钩码的数目是为了探究相互平衡两个力的大小关系 B．将小车扭转一个角度是为了探究相互平衡两个力的方向关系 C．将小车扭转一个角度是为了探究相互平衡两个力是否在同一直线上 D．选择质量较大的钩码可以减小摩擦力对实验的影响 【典例1-2】某小组用如图所示装置探究“二力平衡的条件”，每个钩码质量均为50g。 (1)如图甲所示，小组同学在左边挂一个钩码，右边挂两个钩码时，木块仍然保持静止状态，产生这一现象的原因是木块受到 力的作用，这时木块在水平方向受到的力 （选填“平衡”或“不平衡”）； (2)经过讨论，小组同学设计出了如图乙所示装置，要求卡片的质量较 。在图乙装置左边和右边各挂一个钩码后，将小卡片转动一小角度，松手后，小卡片旋转后又恢复原状，这表明相互平衡的两个力需要作用在 上； (3)为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”，如果利用如图乙所示装置进行实验，下一步的操作是 。 【变式1-1】如图，在“探究二力平衡的条件”实验中，下列说法正确的是（    ） A．实验时要使小车保持匀速直线运动状态 B．桌面保持水平的目的是为了避免小车重力对实验产生影响 C．托盘中放置的砝码质量越小，对实验结果影响越小 D．把小车扭转一个角度是为了探究两个力是否作用在一个物体上 【变式1-2】在“探究二力平衡条件”的实验中，小明设置的实验装置如图甲所示。 (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，但小明在实验时发现，若向左盘和右盘同时放入不等重的砝码，木块仍然保持静止，则产生这一现象的原因是 ； (2)现保持与的大小相等，将木块换成小车，然后扭转一个角度，松手后，小车将发生转动，据此可以得出二力平衡时需要满足的一个条件是 ； (3)在探究同一问题时，小红设计了如图乙所示的实验装置，该装置中选择小卡片的目的是 ； (4)当小卡片平衡时，小红将小卡片转过一个角度，两条线的方向 （“一定要”或“可以不”）平行，松手后小卡片 （选填“能”或“不能”）保持静止； (5)利用如图丙所示的装置， （填“能”或“不能”）探究二力平衡的条件； (6)小华认为，若采用如图丁所示的方案，必须测出物体所受的 和 的大小来进行比较。研究发现，在小华的方案中，只能根据相互作用的关系直接测 的大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力无法直接测量，所以此方案无法实施。 二力平衡的概念 知识点2 1、二力平衡的概念 （1）作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡；也可以这样理解：两个力同时作用在同一物体同一直线上，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，则这两个力对物体运动状态的作用效果相互抵消（合力为0），我们就说这两个力平衡。 （2）二力平衡特点：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。简单的说就是：同体、等大、反向、共线。 2、平衡力及平衡状态的判定 （1）平衡力：物体在受到几个力的作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡。 （2）平衡状态：物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态。 （3）物体收到平衡力的作用，那么物体就处于平衡状态。 3、 比较作用力和反作用力与平衡力的异同点     一对作用力与反作用力 一对平衡力 相 同 点 大小 相等 相等 方向 相反 相反 是否共线 共线 共线 不 同 点 性质 一定相同 不一定相同 作用时间 同时产生、同时消失 不一定同时产生、同时消失 作用对象 不同（异体） 相同（同体 作用效果 两个力在不同物体产生不同效果，不能抵消 两个力在同一物体上使物体达到平衡的效果 【典例2-1】如图所示是陕西历史博物馆镇馆之宝之一的皇后之玺，是迄今所见两汉时期等级最高且唯一的一枚帝后玉玺，其由新疆和田羊脂白玉雕成。下列有关玉玺的说法中，正确的是（   ） A．玉玺所受重力和玉玺对展柜的压力是一对平衡力 B．玉玺所受重力和展柜对玉玺的支持力是一对平衡力 C．玉玺对展柜的压力和展柜对玉玺的支持力是一对平衡力 D．玉玺对展柜的压力和地面对展柜的支持力是一对相互作用力 【典例2-2】竖直向上抛出一小球，小球达到最高点时处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态，若小球达到最高点时所受力全部消失，则小球将 。斜向上抛出一小球，小球达到最高点时处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态，若小球达到最高点时所受力全部消失，则小球将做 。 【变式2-1】如图所示，“联合利剑—2024A”演习中的远箱火停在水平地面上，下列说法中正确的是（　　） A．远箱火所受重力和远箱火对地面的压力是一对相互作用力 B．远箱火所受重力和地面对远箱火的支持力是一对相互作用力 C．远箱火对地面的压力和地面对远箱火的支持力是一对平衡力 D．远箱火所受重力和地面对远箱火的支持力是一对平衡力 【变式2-2】如图，静止在地面上的书包重60N，小丽用40N的力竖直向上提书包，但没有提起，则书包受到地面的支持力为 N，书包处于 状态（选填“平衡”或“不平衡”） 二力平衡条件的应用 知识点3 1、二力平衡的条件是：作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡，对于二力平衡条件，我们必须注意上面四个要点，且这四个要点缺一不可。 2、在平衡力作用下，原来处于静止状态的物体，依然处于静止状态，原来运动的物体，一定以原来的速度做匀速直线运动。 3、静止的物体只受两个力作用时，这两个力一定是平衡力；匀速直线运动的物体，如果只受两个力作用，那么这两个力也一定是平衡力。 【典例3-1】如图是投掷实心球的场景，忽略空气阻力，下列情况实心球受到平衡力作用的是（　　） A．实心球在空中上升 B．实心球从空中下落 C．实心球在地上滚动时 D．实心球停在地面上 【典例3-2】小丽和妈妈一起到超市购物，如图所示，小丽用水平推力推着购物车在水平地面上向左做匀速直线运动，此时小丽对购物车的水平推力和购物车受到的地面对它的摩擦力是一对 （选填“相互作用”或“平衡”）力，购物车受到的地面对它的摩擦力方向水平向 （选填“左”或“右”）；小丽撤去对购物车的水平推力后，购物车不会立马停下来是因为 。 【变式3-1】2024年1月9日，客场作战的福建女排在先输一局的情况下，连扳三局，以3∶1击败辽宁女排，取得了与山东队争夺联赛第五名的资格。如图所示，这是女排运动员正在扣球的情景，以下说法中正确的是（    ） A．用力扣球时，排球的运动速度加快，说明力可以使物体发生形变 B．手对排球的作用力和排球对手的作用力是一对相互作用力 C．排球在空中飞行时，受到平衡力的作用 D．排球离开运动员后还能在空中飞行，是因为排球受到惯性的作用 【变式3-2】如图所示，小车同时受到水平推力F₁和F₂分别为100N和200N，小车做匀速直线运动，则小车受到的合力是 N；小车受到水平地面对它的支持力和小车重力的关系是 。 一、单选题 1．2024年3月10日，在第46个植树节即将到来之际，一个沉痛的消息传来：“时代楷模”、副军职退休干部、河北省军区原副司令员张连印同志因病医治无效逝世，享年80岁。张连印（1945年1月—2024年3月10日），男，汉族，山西左云张家场人，退休之后掏出全部积蓄在老家的荒山上植树，20年来，共植树1.8万余亩栽种205万余株，被誉为“当代愚公”“绿化将军”“新时代的甘祖昌”“穿军装的杨善洲”，为广大党员领导干部作出了光辉榜样。下图是老将军植树时抱着树苗的情景，下列说法正确的是（　　） A．张将军对地面的压力和地面对将军的支持力是一对平衡力 B．将军所受的重力和地面对将军的支持力是一对平衡力 C．张将军对地面的压力和地面对将军的支持力是一对相互作用力 D．树苗对将军的压力和将军对树苗支持力是一对平衡力 2．用50牛顿的水平力F，把质量为2千克的物体A压在竖直的墙壁上，如图所示，这时若物体A刚好沿墙面匀速下滑，则A物体受到摩擦力的大小及墙面受到的压力为（    ） A．50牛 19.6牛 B．50牛 0牛 C．19.6牛 50牛 D．0牛 0牛 3．跳远是高阳县运动会田赛项目之一，跳远的几个阶段如图所示，不考虑空气阻力，则下面说法中正确的是（　　） A．运动员在空中运动时，受到了非平衡力的作用 B．起跳后，运动员能继续往前是由于他受到惯性作用 C．助跑过程可以增大运动员的惯性，从而增大跳远的距离 D．在最高点时若运动员受的一切力都消失，则运动员会静止在最高点 4．在中国科技馆探索与发现A厅，有个可以在平直轨道上匀速行驶的小火车，如图所示。当小火车将要通过“”形框架时，突然从小火车顶部的小孔中向上弹出一个小球，该小球越过框架后，恰好落回原来的小孔中。若不计空气阻力，下列说法中正确的是（    ） A．相对于小火车，抛出的小球的运动轨迹是抛物线 B．小球在空中运动时，受到小火车给的向前的推力 C．抛出的小球能继续向前运动是因为小球具有惯性 D．小球上升至最高处时，它的速度为零，所受合力为零 5．你见过这个摆件吗？它叫平衡鹰，给它一个支点，平衡鹰就能静止在上面。如图是平衡鹰静止在手指上的示意图，其中手指对平衡鹰的支持力为，平衡鹰对手指的压力为，平衡鹰受到的重力为G，则（    ） A．与G是一对平衡力 B．与是一对平衡力 C．与是一对相互作用力 D．与G是一对相互作用力 6．如图所示，质量分布均匀的长方体物体A静止在水平桌面上，下列分析正确的是（　　） A．物体受到的重力是由于物块形变产生的 B．物体受到的支持力是由于水平桌面发生弹性形变产生的 C．物体受到的支持力大小大于物体对水平桌面的压力大小 D．物体A的重心不在物体上 7．如图所示是探究二力平衡条件的实验情景，小车置于光滑水平桌面上，两端的轻质细绳绕过定滑轮挂有等重钩码。F1是小车受到的向左的拉力，F2是小车受到的向右的拉力，F1与F2，在同一水平直线上。下列说法正确的是（    ） A．因为摩擦可忽略，所以小车只受到F1、F2的作用 B．增减钩码个数，可探究二力大小对小车平衡的影响 C．F1、F2大小相等时，小车一定处于平衡状态 D．将小车水平扭转 90°时，F1、F2仍在同一直线上 8．下列图分别是用照相机拍摄（每0.1s拍摄一次）的小球在不同运动状态下的照片，其中小球受到平衡力作用的是（    ） A． B． C． D． 9．如图1所示，物体M静止在电梯底部，其上表面通过轻质弹簧与电梯顶部相连。M对电梯底部的压力用F表示，忽略M和电梯的形变，内，电梯静止，弹簧处于伸长状态，时刻后电梯由静止开始沿竖直方向运动。内，F随时间t变化的图线如图2所示，则（    ） A．内，电梯可能向上运动 B．内，电梯可能处于静止，也可能在做匀速直线运动 C．内，一定在做减速运动 D．内，电梯可能做加速运动 二、填空题 10．如图甲所示，重为10N的物体静止在水平地面上，物体受到的支持力和地面受到的压力是一对 ；现对物体施加2N的水平推力，运动了3s后，撤去推力F，物体又运动了1s才停下，这4s内物体做直线运动。其运动的v-t图像如图乙所示，则在3.5s时，物体受到的摩擦力为 N；前3秒内物体运动的距离为 m。 11．海洋钻井平台水面下的支撑立柱经常受到洋流的冲击。为增强平台的稳定性，我国“南海石油981”钻井平台采用了世界先进的动力定位系统：在立柱上安装可以按需要改变朝向的螺旋桨，螺旋桨高速排水，螺旋桨排水的方向应该是 （逆着/顺着）洋流方向，根据力的作用是 的，高速排出的水对 也施加了力的作用，从而保持支撑立柱的稳定。 12．如图所示，小明用绳系住重为10N的物体使其沿竖直方向缓慢地做匀速直线运动。若不计空气阻力，第一次拉着物体以速度匀速上升时，绳对物体的拉力为 N；第二次拉着此物体以速度匀速下降，若，则绳对物体的拉力 （选填“大于”“小于”或“等于”）10N，方向为 。 13．2023年10月26日，运载火箭搭载神舟十七号载人飞船发射升空。火箭发射时向下喷出高温、高压的燃气，火箭在推力作用下加速上升，说明物体间力的作用是 ，该推力的施力物体是 ，火箭在此过程中处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。 三、实验题 14．小周同学利用如图所示的装置进行“探究二力平衡条件”的实验。 (1)采用图甲所示装置，当左边悬挂100g钩码，右边悬挂150g钩码时，木块静止。小周分析发现，此时木块在水平方向处于 （选填“二”或“三”）力平衡状态，不能满足实验要求； (2)小周又采用图乙所示的小车进行实验，在小车左、右两侧同时悬挂质量相等的钩码时，小车处于静止状态；改变其中一端钩码的质量，小车无法保持静止状态，由此说明二力平衡时，两个力的大小必须 ；（选填“相等”或“不相等”） (3)小敏又提出了另一种实验方案：将乙装置中的小车换成小卡片，如图丙所示。把小卡片转过一个角度，然后松手，观察到小卡片转动，最后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在 才能平衡。将小卡片从中间剪开后，小卡片不能平衡，说明二力平衡时，两个力必须作用在 （选填“同一”或“不同”）物体。 (4)如图所示，改变右侧滑轮的高度，使其高于左侧滑轮，其它条件不变，则轻质卡片 （选填“能”或“不能”）继续处于静止状态。 15．如图所示是小明同学“探究二力平衡条件”的实验过程。 (1)把木块放在水平桌面上，在两端挂上钩码，发现当两边钩码质量相等时，木块静止。当左侧挂400g钩码，右侧挂500g钩码时，小木块也保持静止，这时木块在水平方向受到的力 （选填“平衡”或“不平衡”）； (2)为了解决这个问题，小明将木块换成小车，如图乙。小车处于静止时，保持F1与F2大小相等，将小车扭转到如图丙所示的位置，松手后，小车将 （选填“保持静止”或“扭转回来”）；这一步骤说明二力平衡时，要满足两个力在 上的条件。 四、综合题 16．电梯是高层住宅必备的交通工具。如图甲所示是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成，电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与对重的运动方向始终相反。对重的质量为400kg，空轿厢的质量是500kg，额定载重量是1000kg。某次电梯满载上升时的图像如图乙所示。不计钢丝绳重力和一切摩擦。 (1)图甲中滑轮的作用是 ； (2)电梯匀速上升的高度是 m； (3)根据平衡力的知识，你认为对重的质量不能超过 kg； (4)按图乙所提供的信息，电梯的轿厢在 时段受到平衡力作用；（填时间段） (5)按图乙提供的信息，电梯轿厢在0~2s内受到的拉力 自身的总重力（选填“大于”、“小于”或“等于”）；此时轿厢处于 状态（选填“平衡”或“非平衡”）； (6)电梯轿厢在2~8s内受到的拉力是 N。 学科网（北京）股份 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 8.2二力平衡（知识解读）（解析版） •知识点1 探究二力平衡的条件实验 •知识点2 二力平衡的概念 •知识点3 二力平衡条件的应用 •作业 巩固训练 探究二力平衡的条件实验 知识点1 1、实验目的、原理、方法 （1）实验目的：探究二力平衡的条件。 （2）实验原理：力能改变物体的运动状态。 （3）实验方法：控制变量法。 2、实验器材：小车、棉线、钩码、滑轮、水平桌面、小纸片。 3、器材作用及图像 （1）小车：实验主体； （2）棉线：连接小车与钩码； （3）钩码：提供和改变对小车的拉力； （4）滑轮：改变力的方向。 4、实验步骤 如图甲： 步骤①把小车放在光滑的水平桌面上，向挂在小车两端的托盘里放钩码。这样小 车在水平方向受到两个拉力，用力的示意图画出小车受到的两个拉力。观察小车在什么情况 下保持运动状态不变； 步骤②用手按住小车，改变两端钩码数量，使两个拉力大小不等。然后松手，观察小车能 不能保持静止； 步骤③用手按住小车，让两端钩码数量相等，让两个力的方向相同，然后松手，观察小车 能不能保持静止； 步骤④用手按住小车，让两端钩码数量相等，让小车扭转一个角度，然后松手，观察小车 能不能保持静止； 步骤⑤用手按住小车，让两端钩码数量相等，再让拉力方向相反，且在同一条直线上，然 后松手，观察小车能不能保持静止。 如图乙： 步骤⑥剪刀将硬纸片从中间剪开，观察小车能不能保持静止。 5、实验结论二力平衡的条件要求这两个力：（1）大小相等（等大）（2）方向相反（反向） （3）同一直线（共线）（4）同一物体（同体） 【典例1-1】如图是“探究二力平衡条件”的实验装置，下列操作方法与实验目的不相符的是（    ） A．增减两端钩码的数目是为了探究相互平衡两个力的大小关系 B．将小车扭转一个角度是为了探究相互平衡两个力的方向关系 C．将小车扭转一个角度是为了探究相互平衡两个力是否在同一直线上 D．选择质量较大的钩码可以减小摩擦力对实验的影响 【答案】B 【详解】A．实验中物块受到的拉力是由两端钩码的重力来提供的，因此增减两端钩码的数目是为了探究相互平衡两个力的大小关系，A相符，故A不符合题意； BC．将小车扭转一个角度，此时两个力作用在不同的直线上，因此是用来探究相互平衡两个力是否在同一直线上，B不相符，C相符，故B符合题意，C不符合题意； D．选择质量较大的钩码，物块两侧受到的拉力较大，远大于摩擦力，则可以减小摩擦力对实验的影响，D相符，故D不符合题意。 故选B。 【典例1-2】某小组用如图所示装置探究“二力平衡的条件”，每个钩码质量均为50g。 (1)如图甲所示，小组同学在左边挂一个钩码，右边挂两个钩码时，木块仍然保持静止状态，产生这一现象的原因是木块受到 力的作用，这时木块在水平方向受到的力 （选填“平衡”或“不平衡”）； (2)经过讨论，小组同学设计出了如图乙所示装置，要求卡片的质量较 。在图乙装置左边和右边各挂一个钩码后，将小卡片转动一小角度，松手后，小卡片旋转后又恢复原状，这表明相互平衡的两个力需要作用在 上； (3)为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”，如果利用如图乙所示装置进行实验，下一步的操作是 。 【答案】(1) 摩擦 平衡 (2) 小 同一条直线 (3)剪开卡片 【详解】（1）[1][2]物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动。若左边挂一个钩码，右边挂两个钩码时，木块仍然保持静止状态，木块处于平衡状态，受到平衡力作用，因物体两侧受到的拉力不同，故此时木块和桌面之间的摩擦力对实验产生了影响。 （2）[1]如图乙所示装置中，乙装置选取卡片质量要小，以减小重力的影响。 [2]在左边和右边各挂一个钩码后，将小卡片转动一小角度，这样两个力不在同一直线上，卡片将无法在这个位置平衡，因而松手后，小卡片旋转后又恢复原状，这表明相互平衡的两个力需要作用在同一直线上。 （3）为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”，此时把小卡片从中间剪开，使小卡片变成两个小卡片，观察两个小卡片的运动情况。 【变式1-1】如图，在“探究二力平衡的条件”实验中，下列说法正确的是（    ） A．实验时要使小车保持匀速直线运动状态 B．桌面保持水平的目的是为了避免小车重力对实验产生影响 C．托盘中放置的砝码质量越小，对实验结果影响越小 D．把小车扭转一个角度是为了探究两个力是否作用在一个物体上 【答案】B 【详解】A．若使小车保持匀速直线运动状态，操作难度很大，实验时要使小车保持静止状态，故A错误； B．桌面保持水平的目的是为了避免小车重力对实验产生影响，若桌面不水平，小车由于重力会向较低一端滑行，故B正确； C．托盘中放置的砝码质量越小，对小车的拉力越小，则小车受到的摩擦力越不可忽略不计，对实验结果影响越大，故C错误； D．把小车扭转一个角度是为了探究相互平衡的两个力是否作用在同一直线上，故D错误。 故选B。 【变式1-2】在“探究二力平衡条件”的实验中，小明设置的实验装置如图甲所示。 (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，但小明在实验时发现，若向左盘和右盘同时放入不等重的砝码，木块仍然保持静止，则产生这一现象的原因是 ； (2)现保持与的大小相等，将木块换成小车，然后扭转一个角度，松手后，小车将发生转动，据此可以得出二力平衡时需要满足的一个条件是 ； (3)在探究同一问题时，小红设计了如图乙所示的实验装置，该装置中选择小卡片的目的是 ； (4)当小卡片平衡时，小红将小卡片转过一个角度，两条线的方向 （“一定要”或“可以不”）平行，松手后小卡片 （选填“能”或“不能”）保持静止； (5)利用如图丙所示的装置， （填“能”或“不能”）探究二力平衡的条件； (6)小华认为，若采用如图丁所示的方案，必须测出物体所受的 和 的大小来进行比较。研究发现，在小华的方案中，只能根据相互作用的关系直接测 的大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力无法直接测量，所以此方案无法实施。 【答案】(1)木块与桌面间存在摩擦力 (2)两个力必须在同一直线上 (3)减小摩擦力对实验的影响 (4) 一定要 不能 (5)能 (6) 重力 拉力 拉力 【详解】（1）若两边拉力不相等，则木块相对于桌面具有相对运动趋势，此时桌面对木块产生摩擦力的作用，木块在两个拉力及摩擦力的作用下保持静止。 （2）将小车转动一个角度，两个力不在同一直线上，小车将转动回来，说明一对平衡力需在同一直线上，所以实验中设计这一步骤的目的是验证二力平衡时的两个力一定在同一直线上。 （3）小红实验用的小卡片重力小，悬在空中不受桌面对它的摩擦力影响；小明实验用的木块放在水平桌面上，木块和桌面之间存在摩擦力，摩擦力是不能消除的，实验要受到摩擦力影响，所以选择小卡片可以减小摩擦力对实验的影响。 （4）[1]当小卡片平衡时，小红将小卡片转过一个角度，两条线的方向一定要平行，这样可以让两个力的方向相反，确保结论是由于两个力不在同一条直线造成的。 [2]两个力不在同一条直线，不满足二力平衡条件，松手后小卡片不能保持静止。 （5）丙图中，此时两个滑轮虽然不在同一高度，但是能够保证在同一直线上，所以能够完成本实验。 （6）[1][2][3]因为物体处于静止状态时受到的重力和拉力是平衡力，所以要采用如图丁的方案探究二力平衡的条件，必须测出物体所受的重力和拉力；弹簧测力计显示的示数是物体对测力计的拉力，测力计对物体的拉力和物体对测力计的拉力是相互作用力，所以根据相互作用的关系可以直接测出拉力的大小，在未知二力平衡条件的前提下，无法测出重力的大小，所以此方案无法实施。 二力平衡的概念 知识点2 1、二力平衡的概念 （1）作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡；也可以这样理解：两个力同时作用在同一物体同一直线上，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，则这两个力对物体运动状态的作用效果相互抵消（合力为0），我们就说这两个力平衡。 （2）二力平衡特点：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。简单的说就是：同体、等大、反向、共线。 2、平衡力及平衡状态的判定 （1）平衡力：物体在受到几个力的作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡。 （2）平衡状态：物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态。 （3）物体收到平衡力的作用，那么物体就处于平衡状态。 3、 比较作用力和反作用力与平衡力的异同点     一对作用力与反作用力 一对平衡力 相 同 点 大小 相等 相等 方向 相反 相反 是否共线 共线 共线 不 同 点 性质 一定相同 不一定相同 作用时间 同时产生、同时消失 不一定同时产生、同时消失 作用对象 不同（异体） 相同（同体 作用效果 两个力在不同物体产生不同效果，不能抵消 两个力在同一物体上使物体达到平衡的效果 【典例2-1】如图所示是陕西历史博物馆镇馆之宝之一的皇后之玺，是迄今所见两汉时期等级最高且唯一的一枚帝后玉玺，其由新疆和田羊脂白玉雕成。下列有关玉玺的说法中，正确的是（   ） A．玉玺所受重力和玉玺对展柜的压力是一对平衡力 B．玉玺所受重力和展柜对玉玺的支持力是一对平衡力 C．玉玺对展柜的压力和展柜对玉玺的支持力是一对平衡力 D．玉玺对展柜的压力和地面对展柜的支持力是一对相互作用力 【答案】B 【详解】A．玉玺所受重力和玉玺对展柜的压力方向相同，不是一对平衡力，故A错误； B．玉玺所受重力和展柜对玉玺的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线和同一物体上，是一对平衡力，故B正确； C．玉玺对展柜的压力和展柜对玉玺的支持力作用在不同物体上，不是一对平衡力，故C错误； D．玉玺对展柜的压力和地面对展柜的支持力大小不等，不是一对相互作用力，故D错误。 故选B。 【典例2-2】竖直向上抛出一小球，小球达到最高点时处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态，若小球达到最高点时所受力全部消失，则小球将 。斜向上抛出一小球，小球达到最高点时处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态，若小球达到最高点时所受力全部消失，则小球将做 。 【答案】 非平衡 静止 非平衡 匀速直线运动 【详解】[1][2]竖直向上抛出一小球，小球达到最高点时速度为零，此时小球只受重力的作用，所以在最高点时小球处于非平衡状态，若小球达到最高点时所受力全部消失，根据牛顿第一定律可知，小球将保持静止。 [3][4]斜向上抛出一小球，小球达到最高点的瞬间，忽略空气阻力，小球只受重力的作用，所以在最高点时小球处于非平衡状态，若小球达到最高点时所受力全部消失，因小球在水平方向上速度不为零，所以根据牛顿第一定律可知，小球将做匀速直线运动。 【变式2-1】如图所示，“联合利剑—2024A”演习中的远箱火停在水平地面上，下列说法中正确的是（　　） A．远箱火所受重力和远箱火对地面的压力是一对相互作用力 B．远箱火所受重力和地面对远箱火的支持力是一对相互作用力 C．远箱火对地面的压力和地面对远箱火的支持力是一对平衡力 D．远箱火所受重力和地面对远箱火的支持力是一对平衡力 【答案】D 【详解】A．远箱火所受重力和远箱火对地面的压力，二力方向相同，不符合相互作用力的要求，所以，不是一对相互作用力，故A错误； BD．远箱火所受重力和地面对远箱火的支持力，二力大小相等，方向相反，作用在同一物体上（远箱火），作用在同一直线上，是一对平衡力，故B错误，D正确； C．远箱火对地面的压力，作用在地面上；地面对远箱火的支持力，作用在远箱火上；二力不是作用在同一物体上，因此不是一对平衡力，故C错误。 故选D。 【变式2-2】如图，静止在地面上的书包重60N，小丽用40N的力竖直向上提书包，但没有提起，则书包受到地面的支持力为 N，书包处于 状态（选填“平衡”或“不平衡”） 【答案】 20 平衡 【详解】[1][2]向上提书包的力小于书包的重力，书包仍静止在地面上，处于平衡状态。则书包受到地面的支持力为 二力平衡条件的应用 知识点3 1、二力平衡的条件是：作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡，对于二力平衡条件，我们必须注意上面四个要点，且这四个要点缺一不可。 2、在平衡力作用下，原来处于静止状态的物体，依然处于静止状态，原来运动的物体，一定以原来的速度做匀速直线运动。 3、静止的物体只受两个力作用时，这两个力一定是平衡力；匀速直线运动的物体，如果只受两个力作用，那么这两个力也一定是平衡力。 【典例3-1】如图是投掷实心球的场景，忽略空气阻力，下列情况实心球受到平衡力作用的是（　　） A．实心球在空中上升 B．实心球从空中下落 C．实心球在地上滚动时 D．实心球停在地面上 【答案】D 【详解】AB．实心球在空中上升或下落时，其运动方向和速度大小都在变化，即实心球处于非平衡状态，所以受非平衡力作用，故AB不符合题意； C．当球落到地面上时，由于惯性继续滚动，但由于受到地面的摩擦力，所以越滚越慢，运动状态发生变化，所以受力不平衡，故C不符合题意； D．当在地面上静止时，受竖直向下重力和地面对它竖直向上的支持力，在这两个力的作用下保持平衡状态，所以此时受平衡力，故D符合题意。 故选D。 【典例3-2】小丽和妈妈一起到超市购物，如图所示，小丽用水平推力推着购物车在水平地面上向左做匀速直线运动，此时小丽对购物车的水平推力和购物车受到的地面对它的摩擦力是一对 （选填“相互作用”或“平衡”）力，购物车受到的地面对它的摩擦力方向水平向 （选填“左”或“右”）；小丽撤去对购物车的水平推力后，购物车不会立马停下来是因为 。 【答案】 平衡力 右 购物车具有惯性 【详解】[1][2]小丽用水平推力推着购物车在水平地面上向左做匀速直线运动，此时小丽对购物车的水平推力和购物车受到的地面对它的摩擦力作用在同一物体上，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，是一对平衡力，购物车受到的推力方向水平向左，所以，购物车受到的地面对它的摩擦力方向水平向右。 [3]小丽撤去对购物车的水平推力后，购物车不会立马停下来是因为购物车具有惯性，要保持原来的运动状态继续向前运动。 【变式3-1】2024年1月9日，客场作战的福建女排在先输一局的情况下，连扳三局，以3∶1击败辽宁女排，取得了与山东队争夺联赛第五名的资格。如图所示，这是女排运动员正在扣球的情景，以下说法中正确的是（    ） A．用力扣球时，排球的运动速度加快，说明力可以使物体发生形变 B．手对排球的作用力和排球对手的作用力是一对相互作用力 C．排球在空中飞行时，受到平衡力的作用 D．排球离开运动员后还能在空中飞行，是因为排球受到惯性的作用 【答案】B 【详解】A．用力扣球时，排球的运动速度加快，说明力可以使物体的运动状态发生改变，故A错误； B．手对排球的作用力和排球对手的作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，施力物体和受力物体互为彼此，是一对相互作用力，故B正确； C．排球在空中飞行时，受到重力和空气阻力，这两个力大小不相等，不是平衡力，故C错误； D．排球离开运动员后还能在空中飞行，是因为排球具有惯性，要保持原来的运动状态，故D错误。 故选B。 【变式3-2】如图所示，小车同时受到水平推力F₁和F₂分别为100N和200N，小车做匀速直线运动，则小车受到的合力是 N；小车受到水平地面对它的支持力和小车重力的关系是 。 【答案】 0 一对平衡力 【详解】[1]小车做匀速直线运动，可知二力平衡，则小车受到的合力是0。 [2]小车受到水平地面对它的支持力和小车重力符合大小相等、方向相反、作用在同一直线上，作用在同一物体上，是相互作用力。 一、单选题 1．2024年3月10日，在第46个植树节即将到来之际，一个沉痛的消息传来：“时代楷模”、副军职退休干部、河北省军区原副司令员张连印同志因病医治无效逝世，享年80岁。张连印（1945年1月—2024年3月10日），男，汉族，山西左云张家场人，退休之后掏出全部积蓄在老家的荒山上植树，20年来，共植树1.8万余亩栽种205万余株，被誉为“当代愚公”“绿化将军”“新时代的甘祖昌”“穿军装的杨善洲”，为广大党员领导干部作出了光辉榜样。下图是老将军植树时抱着树苗的情景，下列说法正确的是（　　） A．张将军对地面的压力和地面对将军的支持力是一对平衡力 B．将军所受的重力和地面对将军的支持力是一对平衡力 C．张将军对地面的压力和地面对将军的支持力是一对相互作用力 D．树苗对将军的压力和将军对树苗支持力是一对平衡力 【答案】C 【详解】AC．张将军对地面的压力和地面对将军的支持力受力物体不同，属于相互作用力，故A错误，C正确； B．将军所受的重力和地面对将军的支持力大小不相等，所以不是一对平衡力，故B错误； D．树苗对将军的压力和将军对树苗支持力受力物体不同，是一对相互作用力，故D错误。 故选C。 2．用50牛顿的水平力F，把质量为2千克的物体A压在竖直的墙壁上，如图所示，这时若物体A刚好沿墙面匀速下滑，则A物体受到摩擦力的大小及墙面受到的压力为（    ） A．50牛 19.6牛 B．50牛 0牛 C．19.6牛 50牛 D．0牛 0牛 【答案】C 【详解】物体在水平方向上受到50N的压力，其将这个力大小不变的传递到墙上，所以墙壁受到的压力为50N，该物体匀速下滑，处于平衡状态，受平衡力。竖直方向上受到重力和墙壁对它的摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡的条件可知，A物体受到摩擦力等于重力，即 物体在水平方向上受到50N的压力，A物体将这个力大小不变的传递到墙上，所以墙壁受到的压力为50N。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．跳远是高阳县运动会田赛项目之一，跳远的几个阶段如图所示，不考虑空气阻力，则下面说法中正确的是（　　） A．运动员在空中运动时，受到了非平衡力的作用 B．起跳后，运动员能继续往前是由于他受到惯性作用 C．助跑过程可以增大运动员的惯性，从而增大跳远的距离 D．在最高点时若运动员受的一切力都消失，则运动员会静止在最高点 【答案】A 【详解】A．运动员在空中运动时，速度和方向都发生了改变，运动状态发生了变化，受到了非平衡力的作用，故A正确； B．惯性是一个物体所具有的固有属性，因此不能说“物体受到了惯性作用”，因为这个惯性就是该物体本来就具有的，故B错误； C．跳远时助跑是利用运动员的惯性，从而提高成绩，但不能增大惯性，因为惯性的大小只与质量有关，故C错误； D．运动员到最高点时有一定的速度，如果所有力都消失，根据牛顿第一定律，将保持匀速直线运动状态，故D错误。 故选A。 4．在中国科技馆探索与发现A厅，有个可以在平直轨道上匀速行驶的小火车，如图所示。当小火车将要通过“”形框架时，突然从小火车顶部的小孔中向上弹出一个小球，该小球越过框架后，恰好落回原来的小孔中。若不计空气阻力，下列说法中正确的是（    ） A．相对于小火车，抛出的小球的运动轨迹是抛物线 B．小球在空中运动时，受到小火车给的向前的推力 C．抛出的小球能继续向前运动是因为小球具有惯性 D．小球上升至最高处时，它的速度为零，所受合力为零 【答案】C 【详解】A．相对于小火车，小球始终在小火车的正上方，做直线运动，所以抛出的小球的运动轨迹是直线，故A错误； BC．抛出的小球能继续向前运动是因为小球具有惯性，在水平方向保持与火车相同的速度，故B错误，C正确； D．小球达到最高点时相对于小火车的速度为零，小球仍然受重力的作用，因此合力不为零，故D错误。 故选C。 5．你见过这个摆件吗？它叫平衡鹰，给它一个支点，平衡鹰就能静止在上面。如图是平衡鹰静止在手指上的示意图，其中手指对平衡鹰的支持力为，平衡鹰对手指的压力为，平衡鹰受到的重力为G，则（    ） A．与G是一对平衡力 B．与是一对平衡力 C．与是一对相互作用力 D．与G是一对相互作用力 【答案】C 【详解】A．与G受力物体不同，不是一对平衡力，故A不符合题意； BC．与大小相等，方向相反，作用在同一直线上，施力物体和受力物体互为彼此，是一对相互作用力，故B不符合题意，C符合题意； D．与G作用在同一物体上，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，是一对平衡力，故D错误。 故选C。 6．如图所示，质量分布均匀的长方体物体A静止在水平桌面上，下列分析正确的是（　　） A．物体受到的重力是由于物块形变产生的 B．物体受到的支持力是由于水平桌面发生弹性形变产生的 C．物体受到的支持力大小大于物体对水平桌面的压力大小 D．物体A的重心不在物体上 【答案】B 【详解】A．物体受到的重力是由于地球吸引产生的，故A错误； B．物体受到的支持力竖直向上，是由于水平桌面发生弹性形变，产生的向上的力，故B正确； C．长方体物体A静止在水平桌面上，处于平衡态，物体受到的支持力大小等于物体对水平桌面的压力大小，故C错误； D．物体A是质量均匀，形状规则的物体，重心在几何中心处，即在物体身上，故D错误。 故选B。 7．如图所示是探究二力平衡条件的实验情景，小车置于光滑水平桌面上，两端的轻质细绳绕过定滑轮挂有等重钩码。F1是小车受到的向左的拉力，F2是小车受到的向右的拉力，F1与F2，在同一水平直线上。下列说法正确的是（    ） A．因为摩擦可忽略，所以小车只受到F1、F2的作用 B．增减钩码个数，可探究二力大小对小车平衡的影响 C．F1、F2大小相等时，小车一定处于平衡状态 D．将小车水平扭转 90°时，F1、F2仍在同一直线上 【答案】BC 【详解】A．实验忽略摩擦，小车水平方向只受到水平向左的拉力F1和水平向右的拉力F2，竖直方向受到重力和支持力，故A错误； B．增减钩码个数，小车受到的两个拉力大小不相等，探究二力大小对小车平衡的影响，故B正确； C．小车两端受到的两个拉力大小相等时，小车处于静止状态，即处于平衡状态，所以F1、F2大小相等时，小车处于平衡状态，故C正确； D．将小车水平扭转90°时，两个力不在同一直线上，松手后小车不能平衡，小车会发生转动，探究不在同一直线上的两个力是否平衡，故D错误。 故选BC。 8．下列图分别是用照相机拍摄（每0.1s拍摄一次）的小球在不同运动状态下的照片，其中小球受到平衡力作用的是（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】平衡状态是指静止或匀速直线运动状态； A．物体运动方向不断发生变化，所以受非平衡力，故 A不符合题意； B．物体相同时间内的距离变短，说明运动的速度变小，因此受非平衡力，故B不符合题意； C．物体相同时间内，路程相同，说明在做匀速直线运动，处于平衡状态，受平衡力的作用，故C符合题意； D．物体下落过程中相同时间路程越来越大，说明做加速运动，处于非平衡状态，受非平衡力，故D不符合题意。 故选C。 9．如图1所示，物体M静止在电梯底部，其上表面通过轻质弹簧与电梯顶部相连。M对电梯底部的压力用F表示，忽略M和电梯的形变，内，电梯静止，弹簧处于伸长状态，时刻后电梯由静止开始沿竖直方向运动。内，F随时间t变化的图线如图2所示，则（    ） A．内，电梯可能向上运动 B．内，电梯可能处于静止，也可能在做匀速直线运动 C．内，一定在做减速运动 D．内，电梯可能做加速运动 【答案】D 【详解】A．物体M静止在电梯底部，弹簧处于伸长状态，0~t1内，电梯静止，物体也处于静止，受力平衡，则受到重力G，地面的支持力F和弹簧的拉力T，由于压力与支持力是相互作用力，大小是相等的，则有G=F2+T，当t1~t2内，压力变为小于F2的F1，弹力和重力不变，此时G>F1+T，则物体受力不平衡，由静止变为运动，速度变大了，则运动方向与较大的力方向相同，说明电梯是向下加速运动的，故A不符合题意； B．由题意及上述分析可得，在t2∼t3内，压力恢复到静止时的大小，说明受力平衡，所以此时电梯匀速向下运动，故B不符合题意； CD．由题意及上述分析可得，在t3∼t4内，压力F3大于F2，此时 G<F3+T故如果电梯向下运动，则运动方式是减速运动，如果向上运动，则是加速运动，所以t3~t4内，电梯可能做加速运动，故C不符合题意，D符合题意。 故选D。 二、填空题 10．如图甲所示，重为10N的物体静止在水平地面上，物体受到的支持力和地面受到的压力是一对 ；现对物体施加2N的水平推力，运动了3s后，撤去推力F，物体又运动了1s才停下，这4s内物体做直线运动。其运动的v-t图像如图乙所示，则在3.5s时，物体受到的摩擦力为 N；前3秒内物体运动的距离为 m。 【答案】 相互作用力 2 6 【详解】[1]物体静止在水平地面上时受到重力和地面对它的支持力，地面也受到物体的压力，由于物体受到的支持力和地面受到的压力大小相等、作用在不同的物体上，所以它们是一对相互作用力。 [2]由图乙可知，0～3s时，物体运动的速度不变，做匀速直线运动，物体此时处于平衡状态，物体在水平方向上受到的推力和滑动摩擦力是一对平衡力，那么 在t=3.5s时，物体做减速运动，由于压力大小、接触面的粗糙程度都不变，故物体受到的滑动摩擦力为2N。 [3]由图乙可知，0～3s时，物体运动的速度不变，做匀速直线运动，速度大小为2m/s，则前3秒内物体运动的距离为 11．海洋钻井平台水面下的支撑立柱经常受到洋流的冲击。为增强平台的稳定性，我国“南海石油981”钻井平台采用了世界先进的动力定位系统：在立柱上安装可以按需要改变朝向的螺旋桨，螺旋桨高速排水，螺旋桨排水的方向应该是 （逆着/顺着）洋流方向，根据力的作用是 的，高速排出的水对 也施加了力的作用，从而保持支撑立柱的稳定。 【答案】 顺着 相互 螺旋桨 【详解】[1][2][3]水流冲击立柱，给立柱一个力的作用，要使立柱受力平衡，应给立柱一个相反的力，若螺旋桨顺着洋流方向高速排水，则螺旋桨给水一个力，水会给螺旋桨一个相反的力，即与水流方向相反的力，这样可以保持立柱的平衡。 12．如图所示，小明用绳系住重为10N的物体使其沿竖直方向缓慢地做匀速直线运动。若不计空气阻力，第一次拉着物体以速度匀速上升时，绳对物体的拉力为 N；第二次拉着此物体以速度匀速下降，若，则绳对物体的拉力 （选填“大于”“小于”或“等于”）10N，方向为 。 【答案】 10 等于 竖直向上 【详解】[1]当绳拉着它匀速上升时，物体处于平衡状态，绳对物体的拉力和物体受到的重力是一对平衡力，大小相等，方向相反，所以绳子对物体的拉力等于10N。 [2][3]第二次拉着此物体匀速下降时，物体处于平衡状态，绳对物体的拉力和物体受到的重力仍是一对平衡力，大小相等，方向相反，则绳对物体的拉力等于10N，绳对物体的拉力方向与重力方向相反，则绳对物体拉力的方向竖直向上。 13．2023年10月26日，运载火箭搭载神舟十七号载人飞船发射升空。火箭发射时向下喷出高温、高压的燃气，火箭在推力作用下加速上升，说明物体间力的作用是 ，该推力的施力物体是 ，火箭在此过程中处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。 【答案】 相互的 燃气 非平衡 【详解】[1][2]火箭向下喷出燃气，火箭对喷出的气体有向下的力，同时火箭在推力作用下加速上升，说明气体对火箭产生了向上的推力，这说明力的作用是相互的，且火箭所受推力的施力物体是燃气。 [3]火箭在加速上升的过程中，其速度是增加的，这意味着火箭所受的合力不为零，即处于非平衡状态。 三、实验题 14．小周同学利用如图所示的装置进行“探究二力平衡条件”的实验。 (1)采用图甲所示装置，当左边悬挂100g钩码，右边悬挂150g钩码时，木块静止。小周分析发现，此时木块在水平方向处于 （选填“二”或“三”）力平衡状态，不能满足实验要求； (2)小周又采用图乙所示的小车进行实验，在小车左、右两侧同时悬挂质量相等的钩码时，小车处于静止状态；改变其中一端钩码的质量，小车无法保持静止状态，由此说明二力平衡时，两个力的大小必须 ；（选填“相等”或“不相等”） (3)小敏又提出了另一种实验方案：将乙装置中的小车换成小卡片，如图丙所示。把小卡片转过一个角度，然后松手，观察到小卡片转动，最后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在 才能平衡。将小卡片从中间剪开后，小卡片不能平衡，说明二力平衡时，两个力必须作用在 （选填“同一”或“不同”）物体。 (4)如图所示，改变右侧滑轮的高度，使其高于左侧滑轮，其它条件不变，则轻质卡片 （选填“能”或“不能”）继续处于静止状态。 【答案】(1)三 (2)相等 (3) 同一直线上 同一 (4)能 【详解】（1）图甲中，木块所受的左右两个拉力大小不等，仍能处于平衡状态，此时木块所受的左边的拉力小于右边的拉力，相对桌面有向右移动的趋势，受到一个向左的静摩擦的作用，所以木块受到三个力而处于平衡。 （2）图乙中，左右两侧悬挂钩码质量相等时，木块受到的两个拉力大小相等，处于静止，改变一端钩码的质量，则两个拉力大小不变，木块无法保持静止，说明木块所受的两个拉力大小须相等，所以二力平衡时，两个力的大小相等。 （3）[1]将小卡片转过一个角度，两个拉力作用不在同一直线上，小卡片转动，等在同一直线上时恢复到静止状态，说明二力平衡时，两个力必须作用在同一直线上。 [2]小卡片受到两个拉力作用，处于静止，剪开后，两个拉力作用在不同的物体上，不能平衡，说明二力平衡时，两个力必须作用在同一物体上。 （4）两个力大小相等方向相反，作用在同一直线和同一物体上，此时二力平衡，轻质卡片能继续处于静止状态。 15．如图所示是小明同学“探究二力平衡条件”的实验过程。 (1)把木块放在水平桌面上，在两端挂上钩码，发现当两边钩码质量相等时，木块静止。当左侧挂400g钩码，右侧挂500g钩码时，小木块也保持静止，这时木块在水平方向受到的力 （选填“平衡”或“不平衡”）； (2)为了解决这个问题，小明将木块换成小车，如图乙。小车处于静止时，保持F1与F2大小相等，将小车扭转到如图丙所示的位置，松手后，小车将 （选填“保持静止”或“扭转回来”）；这一步骤说明二力平衡时，要满足两个力在 上的条件。 【答案】(1)平衡 (2) 扭转回来 同一直线 【详解】（1）当左侧挂400g钩码，右侧挂500g钩码时，小木块也保持静止，木块处于平衡状态，这时木块在水平方向受到的力平衡，此时木块和桌面之间的摩擦力对实验产生了影响。 （2）[1][2]保持F1与F2相等，用手将小车扭转到图丙位置，两个力不在一条直线上，松手后，小车将无法在此位置平衡，也就不能保持静止，小车将会扭转回来，说明二力平衡时，要满足“两个力作用在同一条直线上”。 四、综合题 16．电梯是高层住宅必备的交通工具。如图甲所示是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成，电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与对重的运动方向始终相反。对重的质量为400kg，空轿厢的质量是500kg，额定载重量是1000kg。某次电梯满载上升时的图像如图乙所示。不计钢丝绳重力和一切摩擦。 (1)图甲中滑轮的作用是 ； (2)电梯匀速上升的高度是 m； (3)根据平衡力的知识，你认为对重的质量不能超过 kg； (4)按图乙所提供的信息，电梯的轿厢在 时段受到平衡力作用；（填时间段） (5)按图乙提供的信息，电梯轿厢在0~2s内受到的拉力 自身的总重力（选填“大于”、“小于”或“等于”）；此时轿厢处于 状态（选填“平衡”或“非平衡”）； (6)电梯轿厢在2~8s内受到的拉力是 N。 【答案】(1)改变力的方向 (2)12 (3)500 (4)2~8s (5) 大于 非平衡 (6)15000 【详解】（1）图中的滑轮为定滑轮，可以改变力的方向。 （2）由图像知道，电梯匀速上升的速度v=2m/s，匀速运动的时间 t=8s-2s=6s 由知道，电梯匀速上升的高度 （3）图中使用的是定滑轮，配备的对重应为额定载重量的一半与空轿厢质量之和。所以对重应配备500kg最为合适。 （4）由图乙知道，电梯的轿厢在2~8s时，做匀速运动，即受到的是平衡力。 （5）[1][2]由图乙提供的信息知道，电梯轿厢在0~2s内做加速运动，运动状态不断改变，受到的不是平衡力，即受到的拉力大于自身的总重力。 （6）由图乙知道，电梯轿厢在2~8s内做匀速运动，处于平衡态，受到的合外力为0，所以受到的拉力大小等于重力，是 学科网（北京）股份 1 学科网（北京）股份有限公司 $$