专题8.2 二力平衡【五大考点】（举一反三）-2024-2025学年八年级物理下学期举一反三系列（人教版2024）

8．2二力平衡 •知识点1 平衡状态的判断 •知识点2 探究二力平衡的条件 •知识点3 二力平衡与相互作用力的区别 •知识点4 二力平衡作图题 •知识点5 二力平衡的应用 •作业 巩固训练 平衡状态的判断 知识点1 知识点一、平衡力和平衡状态 1．实例分析 实例 图示 受力情况 状态 悬挂的吊灯 受竖直向下的重力G和吊绳对它的竖直向上的拉力F拉 静止 放在水平面上的茶杯 受竖直向下的重力G和桌面对它的支持力F 匀速直线运动的汽车 受竖直向下的重力G、路面对它竖直向上的支持力N、向前的牵引力和向后的阻力 匀速直线运动 空中匀速直线飞行的飞机 受竖直向下的重力、竖直向上的升力、向前的推力和向后阻力 【分析归纳】如果物体受到几个力作用，但却保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡，或者说物体受到平衡力的作用，这是物体处于平衡状态。物体处于平衡状态时，可能静止，也可能做匀速直线运动状态。 2．平衡力和平衡状态 （1）平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态。 （2）二力平衡：一个物体同时受到二个力的作用时，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，那么这两个力九彼此平衡，我们称之为二力平衡。 （3）平衡力：若物体在几个力作用下保持平衡状态，我们就把这几个力为平衡力。牛顿第一定律中“没有受到力的作用”，可以理解为“物体受到了平衡力”的作用。 ★特别提醒 1.物体受平衡力作用时，几个力的作用效果相互抵消，相当于不受力。 2.若物体处于静止或匀速直线运动状态，则物体不受力或受平衡力的作用，如搬而未起、推而不动时，物体受力情况随发生改变，但仍处于静止状态，其受力仍然平衡。 3．物体受平衡力与物体不受力的区别 （1）从运动状态上看，受平衡力与不受力对物体的运动状态而言是等效的，物体都处于静止状态或匀速直线运动状态。 （2）从物体是否发生形变看，物体不受外力时，不发生形变；物体受平衡力时虽然运动状态不变，但会发生形变。 4．因牛顿第一定律中“物体在没有受到力的作用时”是一种理想状态，是不存在的，而物体不受力和受平衡力的作用效果是等同的，因此也可以把牛顿第一定律理解为“物体在没有受到外力或者受平衡力时，它会保持静止状态或匀速直线运动状态”。 ★特别提醒 速度为零≠静止 物体静止时速度为零，但物体速度为零时并不一定静止。如竖直上抛达到最高点的物体在最高点时速度为零，但不能保持，故在最高点时物体不是处于静止状态。 【典例1-1】(2023辽宁大连甘井子期中)下列物体中,受平衡力的是 (　　) A.向上抛出的皮球 B.在水平桌面上静止的文具盒 C.沿斜面加速下滑的小球 D.匀速转弯的汽车 【典例1-2】（2023·山东潍坊·中考真题）5月8日，在2023年世界泳联跳水世界杯蒙特利尔站的女子单人十米跳台决赛中，中国选手全红婵夺得冠军。图示为其参加比赛时的分解动作示意图。不考虑空气阻力，下列对全红婵的分析正确的是（    ）    A．在跳台静止时，只受到重力作用 B．到达最高点时，受到平衡力作用 C．从最高点到入水前的过程中，惯性不变 D．入水过程中，所受浮力方向取决于入水的角度 【变式1-1】如图所示为2022年北京冬奥会的一些运动项目，关于这些项目中的情景，下列说法中正确的是（  ）。 A．跳台滑雪运动员在空中下落的过程中受到平衡力的作用； B．短道速滑运动员在滑行过程中，若所有的外力消失，他将停止运动； C．冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶受到惯性的作用； D．推出的冰球在水平冰面上滑行，冰球对冰面的压力是由于冰球的弹性形变产生的 【变式1-2】（2023·山东威海·中考真题）国家倡导全民健身，威海建设了许多体育主题公园。下列运动项目涉及到的物理知识描述正确的是（    ） A．打羽毛球——羽毛球运动到最高点时，羽毛球受力不平衡 B．打篮球——投篮时篮球划过一条弧线，因为篮球受到重力作用 C．踢足球——踢出去的足球在草地上越滚越慢，因为足球的惯性越来越小 D．引体向上——手握单杠身体向上运动时，手对单杠的拉力大于单杠对手的拉力 探究二力平衡条件 知识点2 知识点二、实验探究：二力平衡的条件 1．实验探究：二力平衡应具备的条件 提出问题 二力平衡的条件是什么？ 设计实验 实验时，让小车在水平方向上只受到两个力F1和F2的作用，我们从力的大小、方向去探究在水平方向上F1和F2满足什么关系时，小车可以保持平衡，最后再验证二力平衡时需要作用在同一物体上这一条件。 实验器材 滑轮两个、砝码若干（选最大的）、两个相同托盘（为了使两边拉力相等）、小车、细绳、光滑桌面（阻力小，以减小阻力对实验的影响）等。 实验步骤 （1）将细绳分别系于小车的两个挂钩上且保持两根细绳在一条直线上（图甲），在两个托盘中放入砝码，第一次左盘中砝码质量大，即F1>F2，观察小车的运动情况；第二次左右两盘中砝码质量相等，即F1=F2，观察小车运动情况；第三次左盘中砝码质量小，即F1<F2，观察小车运动情况。比较三次实验现象，可得只有当F1=F2，时小车才能静止。 （2）如图乙所示，在两个托盘中各放一个质量相等的砝码，将小车旋转一定角度，使两个拉力不在一条直线上，观察到小车会发生转动，最终直到F1和F2在同一条直线上时静止下来； （3）如图丙所示，把两个托盘上的细绳都系于一个挂钩上，两盘中的砝码质量相等，让两个托盘都向左拉小车时，会发现小车向左运动。 （4）如图丁所示，将两个相同的小车用细绳连接，分别系住一个托盘，保证两侧拉力大小相等、方向相反，作用在同一直线上，剪断连接的细绳后观察到左边的小车向左运动，右边小车向右运动。 实验记录 两个力的大小（相等或不相等） 两个力的方向（相同或不相同） 两个力是否在同一直线上 是否作用在同一物体上 小车是否平衡 操作（1） 不相等 相反 是 是 否 相等 相反 是 是 是 操作（2） 相等 相反 否 是 否 操作（3） 相等 相同 是 是 否 操作（4） 相等 相反 是 否 否 分析与论证 当作用在同一小车上的两个力大小相等、方向相反、在同一直线上时，小车处于平衡状态，当不满足其中任何一个条件时，小车都不能平衡 实验结论 作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡。二力平衡的条件可简记为：“同体、等大、反向、共线”。 ▲拓展培优 改进实验：用卡片探究二力平衡的条件 为了消除小车和桌面之间的摩擦给实验带来的影响，也可以设计如图所示的实验，将系于轻质小卡片（重力可以忽略不计）两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮，在细线的两端挂上钩码，来探究二力平衡的条件。实验中的研究对象是小卡片，小卡片受到两边细线的拉力作用，拉力的大小等于钩码的重力。 【典例2-1】（2023·四川成都·中考真题）如图所示，是探究“二力平衡的条件”实验，小车置于水平桌面，两端的轻质细绳绕过定滑轮挂有等重钩码。是小车受到的向左的拉力，是小车受到的向右的拉力，与在同一水平直线上。下列说法不正确的是（    ）    A．因为摩擦可忽略，小车在水平方向上只受到、作用 B．增减钩码个数，是探究二力大小对小车平衡的影响 C．、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，、仍在同一直线上 【典例2-2】（2024·四川成都·中考真题）在“探究二力平衡的条件”实验中，同学们设计了如图所示的甲、乙两种实验方案。小张同学认为乙方案更合理，理由是乙方案中使用小车时 对实验的影响更小，可以忽略不计。实验中同学们认定小车在水平方向受力平衡，所依据的现象是小车 。 【变式2-1】在探究“二力平衡的条件”的实验中，小明同学采用的实验装置如图甲所示。 (1)实验时小明发现左右两侧悬挂砝码质量不等时木块也能平衡，其原因是______。 (2)经过思考后，小明采用如图乙所示装置继续实验，该方案中由于_____，故小卡片的重力可以忽略不计。 (3)为了验证“使物体平衡的两个力必须在同一直线上”，小明在图乙所示实验的基础上又分别进行了图丙、图丁所示操作，其中操作______（丙/丁/丙和丁都）是正确的。 (4)小明最后将小卡片用剪刀剪断（分为左右两半），这是为了验证______。 【变式2-2】小强利用如图甲所示装置,探究“物体处于平衡状态时各力的关系”。他根据实验数据绘制了台秤的示数FN随弹簧测力计的示数FT变化的图象,如图乙所示。(1)请在图甲中作出物体受力示意图; (2)根据图象分析:当弹簧测力计的示数FT=0.6 N时,台秤的示数FN=　　　　N。  　　 二力平衡与相互作用力的区别 知识点3 1．判断二力是否平衡的方法 （1）概念辨析法：看两个力是否满足二力平衡的所有条件，是否作用在同一物体上，是否大小相等，是否方向相反，是否在同一直线上，满足以上条件的两个力彼此平衡。 （2）状态分析法：根据物体运动状态来判断。若物体只受两个力的作用，且处于平衡状态（静止或匀速直线运动），则这两个力一定是平衡力。 辨析比较 平衡力和相互作用力 作用力和反作用力 相互平衡的两个力 示意图 相同点 大小 相等 相等 方向 相反，且在同一直线上 相反，且在同一直线上 区别 作用对象 分别作用在两个物体上 共同作用在同一物体上 作用时间 同时产生，同时消失 一个力消失，另一个力可以存在 力的作用效果 作用力和反作用力分别作用在不同物体上，一般产生不同的效果 两个力共同作用在同一物体上，使物体保持平衡 教材深挖 1.当几个力同时作用在同一物体上，不能使物体保持静止或匀速直线运动状态，则说明这几个力的作用效果不可相互抵消，我们就说这几个力是非平衡力。 2.当物体受非平衡力作用时，其运动状态是变化的，有的由静止到动，有的由动到静止，有的由快变慢，有的由慢变快，还有的改变运动方向做曲线运动。 【典例3-1】(2023湖南益阳中考)如图所示,人骑在马背上,人和马均处于静止状态。下列说法正确的是(　　) A.地面对马的支持力和马受到的重力是一对平衡力 B.马对地面的压力和地面对马的支持力是一对平衡力 C.马对人的支持力和人受到的重力是一对相互作用力 D.地面对马的支持力大小等于人和马受到的重力之和 【典例3-2】（2024·四川眉山·中考真题）“五一”假期，小龙和爸爸、妈妈一起到瓦屋山旅游、他们乘坐同一观光缆车，在钢缆的作用下斜向上做匀速直线运动如图甲。缆车与钢缆接头处固定，其示意图如图乙，忽略空气阻力。下列判断正确的是（    ） A．缆车的运动状态是变化的 B．缆车相对于小龙是运动的 C．缆车外大气压随高度的增加而增大 D．缆车受到的拉力和重力是一对平衡力 【变式3-1】（2023·四川乐山·中考真题）茶杯静止在水平桌面上，下列各对力中属于平衡力的是（　　） A．茶杯所受的重力和桌面对茶杯的支持力 B．茶杯所受的重力和茶杯对桌面的压力 C．茶杯对桌面的压力和桌面对茶杯的支持力 D．桌子所受的重力和地面对桌子的支持力 【变式3-2】（2024·江西·中考真题）赣剧是江西省地方戏曲剧种之一、如图所示，某赣剧演员在水平舞台上站立不动时，她受到的重力与舞台对她的支持力是一对 ，其中重力的方向是 。 二力平衡作图题 知识点4 物体在几个力的作用下保持静止或作匀速直线运动，那么该物体处于平衡状态。如果物体在两个力的作用下处于平衡状态，那么这两个力是相互平衡的，简称二力平衡。 二力平衡的条件 大小：相等； 方向：相反 二力作用在同一物体上 ，且在同一条直线上； 作用效果：物体保持静止状态或向任一方向运动做匀速直线运动状态； 即：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 。 所以，二力平衡的条件是：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上。 注意：二力平衡的条件简单来说就是同物、等大、反向、共线。特别是“同物”和“共线”这个条件往往被初学者遗漏，而造成对二力平衡做出错误判断。 【典例4-1】（2023•恩施州）劳动课上，小欢用铜片制作风铃，来装饰校园“禁毒防毒”宣传栏。如图，将一个铜片悬挂于线下静止，请画出铜片受力的示意图。 【典例4-2】（2024·山西·中考真题）杂技在我国历史悠久，是力量与柔韧完美结合的传统艺术。如左图所示，是杂技演员正在表演的情景。请你在右图中画出演员A被托举且静止时受力的示意图。 【变式4-1】（2022•随州）课堂上老师经常使用磁钉以便在黑板上张贴挂图。如图，将一个磁钉直接吸附在竖直黑板上，磁钉受到4个力而处于静止状态（竖直方向一对平衡力，水平方向一对平衡力）。图中已经画出了一个力（黑板对磁钉的弹力N），请你在图中画出另外3个力并用习惯符号G、f、F标注。 【变式4-2】（2022·江苏镇江·中考真题）冰壶静止在水平冰面上，O为其重心。请画出它所受重力和支持力的示意图。 二力平衡的应用 知识点5 1．确定力的大小和方向 根据二力平衡条件，如果知道了平衡力中一个力的大小、方向，就可确定另外一个力的大小和方向。 如图所示，为弹簧测力计测物重时的简化原理图。挂在弹簧测力计下的物块处于静止状态时，物块所受弹簧拉力和物块重力是一对平衡力，大小相等。若弹簧测力计显示的拉力为5N，则可知物块重力为5N。 2．根据物体受力情况判断物体运动状态 受力情况 运动状态 物体不受力时 静止或做匀速直线运动 物体受力时 受平衡力 静止或做匀速直线运动 受非平衡力 运动状态改变：从静止到运动、从运动到静止、速度变化、运动方向变化等 3．根据物体物体运动状态判断物体受力情况 运动状态 受力情况 静止 受平衡力作用或不受力 匀速直线运动 受平衡力作用或不受力 运动状态改变 一定受到非平衡力作用 教材深挖 1.当作用在一个物体上的几个力的共同作用效果与一个力的作用效果相同时，这个力就叫做那几个力的合力。 2.同一直线上同方向二力的合力，大小等于这两个力大小之和，方向与这两个力的方向相同。记作：F=F1+F2。 3.同一直线上相反方向的两个力的合力，大小等于两个力大小之差的绝对值，方向和较大的那个力的方向相同。记作F=|F1-F2|。 4.平衡力的合力为零。需注意的是，相互作用力是作用在两个物体上的，不能求合力。 【典例5-1】(2023河北唐山丰润期中)一吊车以3 m/s的速度将104 N的重物竖直向上匀速提起,这时候钢索对重物的拉力　　　　104 N;若该吊车使重物加速上升,则钢索对重物的拉力　　　　104 N。(均选填“大于”“等于”或“小于”)  【典例5-2】（2024·武汉）2024年4月30日，神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示，返回舱在落地前的某段时间内沿竖直方向匀速下落，若降落伞和返回舱受到的重力分别为G1和G2，降落伞对返回舱的拉力为F，空气对返回舱的阻力为f，则下列关系式正确的是（　　） A．f+F＝G1+G2 B．f+F＝G2 C．F＝G1+G2+f D．F＝G2+f 【变式5-1】（2022•仙桃、潜江、天门、江汉石油）如图所示，水平桌面上的小车上放一木块，木块随小车在重物的牵引下向右做匀速直线运动，下列说法正确的是（　　） A．木块受到小车对它的摩擦力方向水平向左 B．小车受到桌面对它的摩擦力方向水平向左 C．木块对小车的压力和小车对木块的支持力是一对相互作用力 D．小车受到的重力和桌面对小车的支持力是一对平衡力 【变式5-2】2023年7月2日,在2023年女篮亚洲杯决赛中,中国队以73∶71战胜日本队,时隔12年再次夺冠,中国队队员韩旭荣膺“最有价值球员”,已知韩旭的质量为96 kg,当她站在领奖台上领奖时:(1)下列两个力为一对平衡力的是 (　　) A.她所受的重力和她对领奖台的压力 B.她所受的重力和领奖台对她的支持力 C.她对领奖台的压力和领奖台对她的支持力 D.她对领奖台的压力和领奖台受到的重力 (2)领奖台对她的支持力是多大?方向如何?(g取10 N/kg) 一、单选题 1．（2022·四川巴中·中考真题）一本书放在水平桌面上，书上放一支钢笔，都保持静止，下列说法正确的是（　　） A．钢笔受到的重力和书对钢笔的支持力是一对平衡力 B．钢笔对书的压力和书对钢笔的支持力是一对平衡力 C．书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力 D．书受到的重力和桌面对书的支持力是一对平衡力 2．如图，作用在小萌虎上的两个力F1、F2，属于一对平衡力的是（　　） A． B． C． D． 3．下列实例中，受平衡力作用的物体是（　　） A．正在运动的过山车 B．减速进站的火车 C．腾空而起的火箭 D．平直马路上匀速行驶的汽车 4．关于力与运动的关系，下列说法中正确的是（　　） A．静止的物体一定不受力的作用 B．运动的物体一定受力的作用 C．物体的运动不需要力来维持 D．物体在平衡力作用下，一定处于匀速直线运动状态 5．如图所示，2022年北京冬奥会高山滑雪比赛，运动员与旗门杆（弹性杆）发生碰撞，导致运动员滑行速度明显变慢且杆明显变弯。碰撞过程中，杆阻碍运动员滑行的力与运动员撞击杆的力，属于（　　） A．同一个力 B．一对平衡力 C．一对相互作用力 D．同一物体受到的不满足平衡条件的两个力 6．小雨用水平力推水平地面上的汽车，若车保持静止，说明（　　） A．推力小于阻力 B．推力等于阻力 C．推力小于重力 D．推力等于重力 7．如图所示是小明探究二力平衡条件时的情形，他探究二力平衡需要满足的条件是（   ） A．大小相等 B．方向相反 C．作用在同一直线上 D．作用在同一物体上 8．汽车在平直公路上匀速行驶，下列说法正确的是（　　） A．若汽车停下来，惯性也就消失了 B．汽车受到的动力大于受到的阻力 C．汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力是一对平衡力 D．汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力是一对相互作用力 9．（2023四川德阳）如图所示，是静止放在水平展台上的三星堆出土修复后的青铜面具。关于青铜面具，下列说法正确的是（　　） A．面具对展台的压力就是面具受到的重力 B．面具受到的重力和展台对面具的支持力是一对平衡力 C．面具受到的重力和展台对面具的支持力是一对相互作用力 D．面具受到的重力和面具对展台的压力是一对相互作用力 二、填空题 10．在“探究二力平衡的条件”实验中，应保持物体处于_________或__________状态进行研究。在图中，符合实验目的的是__________[选填（a）或（b）]。 11．（2022秋·河南许昌·八年级统考期中）如图所示，踢毽子是深受大众喜爱的健身运动项目。受到的重力为G的毽子被踢出后，先竖直上升后竖直下落的过程中，均受到空气阻力F的作用。竖直下落的过程中，G___________F（选填“>”“=”“＜”）；竖直上升后竖直下落的过程中，前后两次F的方向 ___________（选填“不变”或“相反”）。 12．（2022秋·河南驻马店·八年级统考期中）如图所示，用细线系着的小球在AB之间来回摆动，不计空气阻力，当小球摆动到C点的瞬间，受到的 ___________（选填“是”或“不是”）平衡力的作用，若此时它受到的所有力均消失，则小球将 ___________，理由是___________。 13．（2022秋·安徽合肥·八年级统考期中）一辆小汽车沿着斜面向上做匀速直线运动，其运动状态是______（选填“不断改变”或“保持不变”）的，此时，这辆小汽车所受的重力与斜面对小汽车的支持力______（选填“是”或“不是”）一对平衡力。 14．（2022秋·新疆克拉玛依·八年级统考期中）建筑工人利用悬挂重物的细线来确定墙壁是否竖直，这是因为重力方向是___________，所以绳子的拉力方向是___________。 15．（2022秋·安徽·八年级中国科技大学附属中学校考期末）2022年2月8日，谷爱凌夺得2022年北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台金牌，如图所示，谷爱凌越过跳台达到最高点时处于______状态。（选填“平衡”或“非平衡”） 三、作图题 16．（2022秋·山东泰安·八年级统考期末）如图，画出静止的书所受力的示意图。 【答案】 四、实验题 17．(2023广西鹿寨期中节选)如图所示是实验小组探究二力平衡条件的实验装置。实验中每个钩码重力相同,摩擦忽略不计。(P8208003) 　 (1)如图甲装置,当左右两端同时各挂两个钩码时,小车静止,此时F1、F2的方向相反,大小相等;当左右两端同时取下一个钩码时,如图乙,小车仍静止,此时F3　　F4;当右端再挂上一个钩码时,如图丙,小车将做变速运动,此时F5　　　　F6;(均选填“>”“<”或“=”)  (2)在图甲实验的基础上,将小车扭转一个角度,松手后,小车将　　　,说明两个力若平衡必须作用在　　　　　　　;  (3)当用剪刀剪断右侧细线后,小车将加速向左运动,说明两个力若平衡一定作用在　　　　　　。  18．（2022秋·陕西渭南·八年级统考期末）小华在“探究二力平衡条件”的实验中，设计了如图甲、乙所示的两种实验方案。 　 （1）通过实验比较，小华发现采用方案乙实验效果更好，原因是甲方案受______的影响； （2）如图乙，小华将系于小卡片两对角的线分别跨过左、右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向______，并通过调整______改变拉力的大小； （3）在装置乙中，将卡片旋转一定角度（如图丙所示），松手后，发现卡片旋转后又恢复原状，这说明相互平衡的两个力必须作用在______；为了验证上述结论，采用“将卡片往下拉过一定距离（如图丁所示）”的操作方式，该操作______（选填“可行”或“不可行”），理由是：______； （4）在装置乙中，当小卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，发现小卡片不能保持平衡，由此得到二力平衡的另一个条件：相互平衡的两个力必须作用在______。 五、计算题 19．（2022秋·湖南·八年级校考期中）一辆自重为3000kg的大卡车，车上载有4000kg水泥，g=10N/kg。求： （1）车和水泥的总重力G总是多少N？ （2）若卡车在水平路面上匀速直线行驶的过程中所受阻力F阻是总重力的0.04倍，卡车行驶过程中的牵引力F牵是多少N？ / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 8．2二力平衡 •知识点1 平衡状态的判断 •知识点2 探究二力平衡的条件 •知识点3 二力平衡与相互作用力的区别 •知识点4 二力平衡作图题 •知识点5 二力平衡的应用 •作业 巩固训练 平衡状态的判断 知识点1 知识点一、平衡力和平衡状态 1．实例分析 实例 图示 受力情况 状态 悬挂的吊灯 受竖直向下的重力G和吊绳对它的竖直向上的拉力F拉 静止 放在水平面上的茶杯 受竖直向下的重力G和桌面对它的支持力F 匀速直线运动的汽车 受竖直向下的重力G、路面对它竖直向上的支持力N、向前的牵引力和向后的阻力 匀速直线运动 空中匀速直线飞行的飞机 受竖直向下的重力、竖直向上的升力、向前的推力和向后阻力 【分析归纳】如果物体受到几个力作用，但却保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡，或者说物体受到平衡力的作用，这是物体处于平衡状态。物体处于平衡状态时，可能静止，也可能做匀速直线运动状态。 2．平衡力和平衡状态 （1）平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态。 （2）二力平衡：一个物体同时受到二个力的作用时，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，那么这两个力九彼此平衡，我们称之为二力平衡。 （3）平衡力：若物体在几个力作用下保持平衡状态，我们就把这几个力为平衡力。牛顿第一定律中“没有受到力的作用”，可以理解为“物体受到了平衡力”的作用。 ★特别提醒 1.物体受平衡力作用时，几个力的作用效果相互抵消，相当于不受力。 2.若物体处于静止或匀速直线运动状态，则物体不受力或受平衡力的作用，如搬而未起、推而不动时，物体受力情况随发生改变，但仍处于静止状态，其受力仍然平衡。 3．物体受平衡力与物体不受力的区别 （1）从运动状态上看，受平衡力与不受力对物体的运动状态而言是等效的，物体都处于静止状态或匀速直线运动状态。 （2）从物体是否发生形变看，物体不受外力时，不发生形变；物体受平衡力时虽然运动状态不变，但会发生形变。 4．因牛顿第一定律中“物体在没有受到力的作用时”是一种理想状态，是不存在的，而物体不受力和受平衡力的作用效果是等同的，因此也可以把牛顿第一定律理解为“物体在没有受到外力或者受平衡力时，它会保持静止状态或匀速直线运动状态”。 ★特别提醒 速度为零≠静止 物体静止时速度为零，但物体速度为零时并不一定静止。如竖直上抛达到最高点的物体在最高点时速度为零，但不能保持，故在最高点时物体不是处于静止状态。 【典例1-1】(2023辽宁大连甘井子期中)下列物体中,受平衡力的是 (　　) A.向上抛出的皮球 B.在水平桌面上静止的文具盒 C.沿斜面加速下滑的小球 D.匀速转弯的汽车 【答案】B　 【解析】在水平桌面上静止的文具盒,保持静止状态,因此受到平衡力的作用,故B选项符合题意。向上抛出的皮球,要减速上升;沿斜面加速下滑的小球,其速度越来越快;匀速转弯的汽车,运动方向发生改变;以上三个物体的运动状态均不断发生改变,即处于非平衡状态,因此受非平衡力作用,故A、C、D均不符合题意。 【易错警示】　物体的运动速度或运动方向发生变化,物体的运动状态就会发生变化,即不处于平衡状态。 【典例1-2】（2023·山东潍坊·中考真题）5月8日，在2023年世界泳联跳水世界杯蒙特利尔站的女子单人十米跳台决赛中，中国选手全红婵夺得冠军。图示为其参加比赛时的分解动作示意图。不考虑空气阻力，下列对全红婵的分析正确的是（    ）    A．在跳台静止时，只受到重力作用 B．到达最高点时，受到平衡力作用 C．从最高点到入水前的过程中，惯性不变 D．入水过程中，所受浮力方向取决于入水的角度 【答案】C 【解析】A．静止的物体受力平衡，在跳台静止时，受到重力和支持力作用，且相互平衡，故A错误； B．从离开跳板到最高点的过程中，不计空气阻力，她只受到重力作用，因而受力不平衡；故B错误； C．惯性的大小只与质量有关，从最高点到入水前的过程中，质量大小不变，则惯性不变，故C正确； D．浮力的方向始终竖直向上，入水过程中，所受浮力方向始终竖直向上，与入水的角度无关，故D错误。 故选C。 【变式1-1】如图所示为2022年北京冬奥会的一些运动项目，关于这些项目中的情景，下列说法中正确的是（  ）。 A．跳台滑雪运动员在空中下落的过程中受到平衡力的作用； B．短道速滑运动员在滑行过程中，若所有的外力消失，他将停止运动； C．冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶受到惯性的作用； D．推出的冰球在水平冰面上滑行，冰球对冰面的压力是由于冰球的弹性形变产生的 【答案】D。 【解析】A．跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，其速度大小改变，运动状态改变，所以，受到的不是平衡力，故A错误； B．运动员在滑行过程中，若一切外力都消失，由牛顿第一定律知道，运动员将做匀速直线运动，故B错误； C．冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶具有惯性，惯性不是力，所以不是受到惯性，故C错误； D．冰球对冰面的压力是由于冰球发生形变，要恢复原状而对冰面产生的弹力，故D正确。 故选D。 【变式1-2】（2023·山东威海·中考真题）国家倡导全民健身，威海建设了许多体育主题公园。下列运动项目涉及到的物理知识描述正确的是（    ） A．打羽毛球——羽毛球运动到最高点时，羽毛球受力不平衡 B．打篮球——投篮时篮球划过一条弧线，因为篮球受到重力作用 C．踢足球——踢出去的足球在草地上越滚越慢，因为足球的惯性越来越小 D．引体向上——手握单杠身体向上运动时，手对单杠的拉力大于单杠对手的拉力 【答案】AB 【解析】A．羽毛球运动到最高点时，羽毛球只受重力作用，羽毛球受力不平衡，故A正确； B．投篮时，篮球脱离人的手后由于惯性向前运动，又因为篮球受到重力作用，因此篮球的运动轨迹是一条弧线，故B正确； C．踢出去的足球在草地上越滚越慢，是因为受到阻力，惯性大小只与质量有关，故惯性大小不变，故C错误； D．手握单杠身体向上运动时，手对单杠的拉力与单杠对手的拉力是一对相互作用力，大小相等，故D错误。 故选AB。 探究二力平衡条件 知识点2 知识点二、实验探究：二力平衡的条件 1．实验探究：二力平衡应具备的条件 提出问题 二力平衡的条件是什么？ 设计实验 实验时，让小车在水平方向上只受到两个力F1和F2的作用，我们从力的大小、方向去探究在水平方向上F1和F2满足什么关系时，小车可以保持平衡，最后再验证二力平衡时需要作用在同一物体上这一条件。 实验器材 滑轮两个、砝码若干（选最大的）、两个相同托盘（为了使两边拉力相等）、小车、细绳、光滑桌面（阻力小，以减小阻力对实验的影响）等。 实验步骤 （1）将细绳分别系于小车的两个挂钩上且保持两根细绳在一条直线上（图甲），在两个托盘中放入砝码，第一次左盘中砝码质量大，即F1>F2，观察小车的运动情况；第二次左右两盘中砝码质量相等，即F1=F2，观察小车运动情况；第三次左盘中砝码质量小，即F1<F2，观察小车运动情况。比较三次实验现象，可得只有当F1=F2，时小车才能静止。 （2）如图乙所示，在两个托盘中各放一个质量相等的砝码，将小车旋转一定角度，使两个拉力不在一条直线上，观察到小车会发生转动，最终直到F1和F2在同一条直线上时静止下来； （3）如图丙所示，把两个托盘上的细绳都系于一个挂钩上，两盘中的砝码质量相等，让两个托盘都向左拉小车时，会发现小车向左运动。 （4）如图丁所示，将两个相同的小车用细绳连接，分别系住一个托盘，保证两侧拉力大小相等、方向相反，作用在同一直线上，剪断连接的细绳后观察到左边的小车向左运动，右边小车向右运动。 实验记录 两个力的大小（相等或不相等） 两个力的方向（相同或不相同） 两个力是否在同一直线上 是否作用在同一物体上 小车是否平衡 操作（1） 不相等 相反 是 是 否 相等 相反 是 是 是 操作（2） 相等 相反 否 是 否 操作（3） 相等 相同 是 是 否 操作（4） 相等 相反 是 否 否 分析与论证 当作用在同一小车上的两个力大小相等、方向相反、在同一直线上时，小车处于平衡状态，当不满足其中任何一个条件时，小车都不能平衡 实验结论 作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡。二力平衡的条件可简记为：“同体、等大、反向、共线”。 ▲拓展培优 改进实验：用卡片探究二力平衡的条件 为了消除小车和桌面之间的摩擦给实验带来的影响，也可以设计如图所示的实验，将系于轻质小卡片（重力可以忽略不计）两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮，在细线的两端挂上钩码，来探究二力平衡的条件。实验中的研究对象是小卡片，小卡片受到两边细线的拉力作用，拉力的大小等于钩码的重力。 【典例2-1】（2023·四川成都·中考真题）如图所示，是探究“二力平衡的条件”实验，小车置于水平桌面，两端的轻质细绳绕过定滑轮挂有等重钩码。是小车受到的向左的拉力，是小车受到的向右的拉力，与在同一水平直线上。下列说法不正确的是（    ）    A．因为摩擦可忽略，小车在水平方向上只受到、作用 B．增减钩码个数，是探究二力大小对小车平衡的影响 C．、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，、仍在同一直线上 【答案】D 【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，故A正确，不符合题意； 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，不符合题意； 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、大小相等时，小车处于平衡状态，故C正确，不符合题意； 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，符合题意。 故选D。 【典例2-2】（2024·四川成都·中考真题）在“探究二力平衡的条件”实验中，同学们设计了如图所示的甲、乙两种实验方案。小张同学认为乙方案更合理，理由是乙方案中使用小车时 对实验的影响更小，可以忽略不计。实验中同学们认定小车在水平方向受力平衡，所依据的现象是小车 。 【答案】 摩擦力 静止 【解析】[1]乙装置更加合理，是因为将木块改为小车，将滑动摩擦力变为滚动摩擦力，大大减小了摩擦，减小了摩擦力对实验的影响。 [2]当小车处于静止状态时，小车处于平衡状态，所以可以认定小车在水平方向受力平衡。 【变式2-1】在探究“二力平衡的条件”的实验中，小明同学采用的实验装置如图甲所示。 (1)实验时小明发现左右两侧悬挂砝码质量不等时木块也能平衡，其原因是______。 (2)经过思考后，小明采用如图乙所示装置继续实验，该方案中由于_____，故小卡片的重力可以忽略不计。 (3)为了验证“使物体平衡的两个力必须在同一直线上”，小明在图乙所示实验的基础上又分别进行了图丙、图丁所示操作，其中操作______（丙/丁/丙和丁都）是正确的。 (4)小明最后将小卡片用剪刀剪断（分为左右两半），这是为了验证______。 【答案】木块与桌面摩擦力的影响；卡片的重力远小于钩码的重力；丙；作用在不同物体上的两个力是否平衡。 【解析】(1)[1]实验时小明发现左右两侧悬挂砝码质量不等时木块也能平衡，是因为物体还受其它力的影响，这个力是木块受到的桌面对它的摩擦力。 (2)[2]根据题意知道，图乙是最终确认的实验方案，此方案中，由于卡片的重力远小于钩码的重力，可以忽略不计。 (3)[3]为探究不在同一直线上的两个力是否能平衡，可用手将卡片转过一定角度，并保持两个拉力方向相反，松开手后观察小卡片能否平衡，故丙正确。丁中虽然两个力不在同一条直线上，但没有控制两个力的方向相反，故丁错误。 (4)[4]将小卡片用剪刀剪断，使两个力作用在两个物体上，为了验证作用在不同物体上的两个力是否平衡。 【变式2-2】小强利用如图甲所示装置,探究“物体处于平衡状态时各力的关系”。他根据实验数据绘制了台秤的示数FN随弹簧测力计的示数FT变化的图象,如图乙所示。(1)请在图甲中作出物体受力示意图; (2)根据图象分析:当弹簧测力计的示数FT=0.6 N时,台秤的示数FN=　　　　N。  　　 【答案】(1)如图所示　(2)7.4 【解析】 　(1)物体受到竖直向下的重力G、台秤对它竖直向上的支持力FN1及弹簧测力计对它竖直向上的拉力FT,由平衡条件可得,G=FN1+FT;(2)根据物体间力的作用是相互的,可知台秤对物体竖直向上的支持力FN1大小等于台秤的示数FN,则G=FN+FT①;由图象可知,FN=6 N时,FT =2 N,代入①,解得:G=8 N;故当弹簧测力计的示数FT=0.6 N时,台秤的示数F N=G-FT=8 N-0.6 N=7.4 N。 二力平衡与相互作用力的区别 知识点3 1．判断二力是否平衡的方法 （1）概念辨析法：看两个力是否满足二力平衡的所有条件，是否作用在同一物体上，是否大小相等，是否方向相反，是否在同一直线上，满足以上条件的两个力彼此平衡。 （2）状态分析法：根据物体运动状态来判断。若物体只受两个力的作用，且处于平衡状态（静止或匀速直线运动），则这两个力一定是平衡力。 辨析比较 平衡力和相互作用力 作用力和反作用力 相互平衡的两个力 示意图 相同点 大小 相等 相等 方向 相反，且在同一直线上 相反，且在同一直线上 区别 作用对象 分别作用在两个物体上 共同作用在同一物体上 作用时间 同时产生，同时消失 一个力消失，另一个力可以存在 力的作用效果 作用力和反作用力分别作用在不同物体上，一般产生不同的效果 两个力共同作用在同一物体上，使物体保持平衡 教材深挖 1.当几个力同时作用在同一物体上，不能使物体保持静止或匀速直线运动状态，则说明这几个力的作用效果不可相互抵消，我们就说这几个力是非平衡力。 2.当物体受非平衡力作用时，其运动状态是变化的，有的由静止到动，有的由动到静止，有的由快变慢，有的由慢变快，还有的改变运动方向做曲线运动。 【典例3-1】(2023湖南益阳中考)如图所示,人骑在马背上,人和马均处于静止状态。下列说法正确的是(　　) A.地面对马的支持力和马受到的重力是一对平衡力 B.马对地面的压力和地面对马的支持力是一对平衡力 C.马对人的支持力和人受到的重力是一对相互作用力 D.地面对马的支持力大小等于人和马受到的重力之和 【答案】D 【详解】　人骑在马背上,人和马的总重力共同作用在地面上,人和马均处于静止状态时,地面对马的支持力和马与人的总重力是一对平衡力,大小相等,所以A错误,D正确。马对地面的压力和地面对马的支持力是一对相互作用力,故B错误。马对人的支持力和人受到的重力是一对平衡力,故C错误。 【易错警示】　注意“人骑在马背上”这样的“组合体”静止在水平地面上时,地面对“组合体”的支持力大于“组合体”中任何一个物体受到的重力,而等于“组合体”受到的总重力。 【典例3-2】（2024·四川眉山·中考真题）“五一”假期，小龙和爸爸、妈妈一起到瓦屋山旅游、他们乘坐同一观光缆车，在钢缆的作用下斜向上做匀速直线运动如图甲。缆车与钢缆接头处固定，其示意图如图乙，忽略空气阻力。下列判断正确的是（    ） A．缆车的运动状态是变化的 B．缆车相对于小龙是运动的 C．缆车外大气压随高度的增加而增大 D．缆车受到的拉力和重力是一对平衡力 【答案】D 【详解】A．缆车在钢缆的作用下斜向上做匀速直线运动，所以运动状态不变，故A错误； B．小龙坐在缆车内，缆车与小龙之间的位置没有发生改变，缆车相对于小龙是静止的，故B错误； C．海拔越高，气压越低，缆车外大气压随高度的增加而减小，故C错误； D．缆车做匀速直线运动，在竖直方向上所受的拉力和重力，二力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一物体上，因此是一对平衡力，故D正确。 故选D。 【变式3-1】（2023·四川乐山·中考真题）茶杯静止在水平桌面上，下列各对力中属于平衡力的是（　　） A．茶杯所受的重力和桌面对茶杯的支持力 B．茶杯所受的重力和茶杯对桌面的压力 C．茶杯对桌面的压力和桌面对茶杯的支持力 D．桌子所受的重力和地面对桌子的支持力 【答案】A 【详解】A．茶杯的重力与桌面对茶杯的支持力，大小相等，方向相反，作用在同一物体上，作用在同一直线上，这两个力符合二力平衡的条件，是一对平衡力，故A符合题意； B．茶杯所受的重力和茶杯对桌面的压力，这两个力没有作用在同一个物体上，不是一对平衡力，故B不符合题意； C．茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力，这两个力没有作用在同一个物体上，不是一对平衡力，故C不符合题意； D．地面对桌子的支持力大小等于桌子的重力和茶杯的重力大小之和，桌子所受的重力和地面对桌子的支持力，大小不相等，不是一对平衡力，故D不符合题意。 故选A。 【变式3-2】（2024·江西·中考真题）赣剧是江西省地方戏曲剧种之一、如图所示，某赣剧演员在水平舞台上站立不动时，她受到的重力与舞台对她的支持力是一对 ，其中重力的方向是 。 【答案】 平衡力 竖直向下 【解析】[1][2]演员站立不动时处于平衡状态，受到竖直向下的重力，舞台对她竖直向上的支持力，两个力作用在同一物体上、方向相反、大小相等，在同一条直线上，是一对平衡力。 二力平衡作图题 知识点4 物体在几个力的作用下保持静止或作匀速直线运动，那么该物体处于平衡状态。如果物体在两个力的作用下处于平衡状态，那么这两个力是相互平衡的，简称二力平衡。 二力平衡的条件 大小：相等； 方向：相反 二力作用在同一物体上 ，且在同一条直线上； 作用效果：物体保持静止状态或向任一方向运动做匀速直线运动状态； 即：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 。 所以，二力平衡的条件是：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上。 注意：二力平衡的条件简单来说就是同物、等大、反向、共线。特别是“同物”和“共线”这个条件往往被初学者遗漏，而造成对二力平衡做出错误判断。 【典例4-1】（2023•恩施州）劳动课上，小欢用铜片制作风铃，来装饰校园“禁毒防毒”宣传栏。如图，将一个铜片悬挂于线下静止，请画出铜片受力的示意图。 【解析】铜片处于平衡状态，一定受力平衡，受到重力和细线的拉力，重力的作用点在重心上，方向竖直向下，拉力的作用点在重心上，方向竖直向上，如下图： 【典例4-2】（2024·山西·中考真题）杂技在我国历史悠久，是力量与柔韧完美结合的传统艺术。如左图所示，是杂技演员正在表演的情景。请你在右图中画出演员A被托举且静止时受力的示意图。 【答案】 【解析】演员A被托举静止时，处于平衡状态，因此受平衡力，所以演员A受到的重力与演员B对她的支持力平衡，如图所示： 【变式4-1】（2022•随州）课堂上老师经常使用磁钉以便在黑板上张贴挂图。如图，将一个磁钉直接吸附在竖直黑板上，磁钉受到4个力而处于静止状态（竖直方向一对平衡力，水平方向一对平衡力）。图中已经画出了一个力（黑板对磁钉的弹力N），请你在图中画出另外3个力并用习惯符号G、f、F标注。 【解析】在水平方向上，磁钉受水平向右的支持力N和水平向左吸引力F；在竖直方向上，磁钉受到竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力f；作用点都在重心，如图所示： 【变式4-2】（2022·江苏镇江·中考真题）冰壶静止在水平冰面上，O为其重心。请画出它所受重力和支持力的示意图。 【答案】 【详解】冰壶静止在水平冰面上，受到的重力方向竖直向下，作用点在重心上，受到的支持力方向竖直向上，作用点也在重心上，又因为冰壶处于静止状态，所以重力的大小等于支持力，带箭头的直线一样长，如下图所示： 二力平衡的应用 知识点5 1．确定力的大小和方向 根据二力平衡条件，如果知道了平衡力中一个力的大小、方向，就可确定另外一个力的大小和方向。 如图所示，为弹簧测力计测物重时的简化原理图。挂在弹簧测力计下的物块处于静止状态时，物块所受弹簧拉力和物块重力是一对平衡力，大小相等。若弹簧测力计显示的拉力为5N，则可知物块重力为5N。 2．根据物体受力情况判断物体运动状态 受力情况 运动状态 物体不受力时 静止或做匀速直线运动 物体受力时 受平衡力 静止或做匀速直线运动 受非平衡力 运动状态改变：从静止到运动、从运动到静止、速度变化、运动方向变化等 3．根据物体物体运动状态判断物体受力情况 运动状态 受力情况 静止 受平衡力作用或不受力 匀速直线运动 受平衡力作用或不受力 运动状态改变 一定受到非平衡力作用 教材深挖 1.当作用在一个物体上的几个力的共同作用效果与一个力的作用效果相同时，这个力就叫做那几个力的合力。 2.同一直线上同方向二力的合力，大小等于这两个力大小之和，方向与这两个力的方向相同。记作：F=F1+F2。 3.同一直线上相反方向的两个力的合力，大小等于两个力大小之差的绝对值，方向和较大的那个力的方向相同。记作F=|F1-F2|。 4.平衡力的合力为零。需注意的是，相互作用力是作用在两个物体上的，不能求合力。 【典例5-1】(2023河北唐山丰润期中)一吊车以3 m/s的速度将104 N的重物竖直向上匀速提起,这时候钢索对重物的拉力　　　　104 N;若该吊车使重物加速上升,则钢索对重物的拉力　　　　104 N。(均选填“大于”“等于”或“小于”)  【答案】 等于　大于 【解析】　吊车将重物竖直向上匀速提起,这时钢索对重物的拉力与重物的重力是一对平衡力,大小相等,此时拉力F=G=104 N;吊车使重物加速上升,则钢索对重物的拉力F>G。 【典例5-2】（2024·武汉）2024年4月30日，神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示，返回舱在落地前的某段时间内沿竖直方向匀速下落，若降落伞和返回舱受到的重力分别为G1和G2，降落伞对返回舱的拉力为F，空气对返回舱的阻力为f，则下列关系式正确的是（　　） A．f+F＝G1+G2 B．f+F＝G2 C．F＝G1+G2+f D．F＝G2+f 【答案】B 【解析】研究对象是返回舱，对其进行受力分析，返回舱受到三个力的作用：降落伞对返回舱的拉力为F，空气对返回舱的阻力为f，返回舱受到的重力G2， 如返回舱在落地前的某段时间内沿竖直方向匀速下落，受力平衡，则f+F＝G2。 故选：B。 【变式5-1】（2022•仙桃、潜江、天门、江汉石油）如图所示，水平桌面上的小车上放一木块，木块随小车在重物的牵引下向右做匀速直线运动，下列说法正确的是（　　） A．木块受到小车对它的摩擦力方向水平向左 B．小车受到桌面对它的摩擦力方向水平向左 C．木块对小车的压力和小车对木块的支持力是一对相互作用力 D．小车受到的重力和桌面对小车的支持力是一对平衡力 【答案】BC 【解析】A、木块随小车一起向右做匀速直线运动，木块与小车之间没有相对运动和相对运动趋势，所以木块不受摩擦力，故A错误； B、由图可知，因为小车在水平方向上做匀速直线运动，所以小车在水平方向上受到绳子对它的拉力和桌面对它的摩擦力是一对平衡力，拉力方向水平向右，因此摩擦力方向水平向左，故B正确； C、木块对小车的压力作用在小车上，小车对木块的支持力作用在木块上，符合相互作用力的条件，二力是一对相互作用力，故C正确； D、桌面对小车的支持力等于小车和木块的重力之和，故小车受到的重力和桌面对小车的支持力大小不等，不是一对平衡力，故D错误。 故选：BC。 【变式5-2】2023年7月2日,在2023年女篮亚洲杯决赛中,中国队以73∶71战胜日本队,时隔12年再次夺冠,中国队队员韩旭荣膺“最有价值球员”,已知韩旭的质量为96 kg,当她站在领奖台上领奖时:(1)下列两个力为一对平衡力的是 (　　) A.她所受的重力和她对领奖台的压力 B.她所受的重力和领奖台对她的支持力 C.她对领奖台的压力和领奖台对她的支持力 D.她对领奖台的压力和领奖台受到的重力 (2)领奖台对她的支持力是多大?方向如何?(g取10 N/kg) 【答案】 (1)B　(2)960 N　竖直向上 【解析】　(1)韩旭所受的重力和领奖台对她的支持力作用在同一个物体上、大小相等、方向相反且作用在同一条直线上,是一对平衡力。(2)领奖台对韩旭的支持力F=G=mg=96 kg×10 N/kg=960 N,方向竖直向上。 一、单选题 1．（2022·四川巴中·中考真题）一本书放在水平桌面上，书上放一支钢笔，都保持静止，下列说法正确的是（　　） A．钢笔受到的重力和书对钢笔的支持力是一对平衡力 B．钢笔对书的压力和书对钢笔的支持力是一对平衡力 C．书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力 D．书受到的重力和桌面对书的支持力是一对平衡力 【答案】A 【解析】二力平衡的条件是作用在同一物体上，大小相等，方向相反，作用在同一直线上； A．钢笔受到的重力作用在钢笔上，方向为竖直向下，书对钢笔的支持力作用在钢笔上，方向为竖直向上，两个力大小相等，是一对平衡力，故A正确； B．钢笔对书的压力作用在书上，书对钢笔的支持力作用在钢笔上，两个力没有作用在同一物体上，所以不是一对平衡力，故B错误； C．书对桌面的压力作用在桌面上，桌面对书的支持力作用在书上，两个力没有作用在同一物体上，所以不是一对平衡力，故C错误； D．书受到的重力作用在书上，大小为书的重力，桌面对书的支持力作用在书上，大小为书和钢笔的总重力，两个力大小不相等，所以不是一对平衡力，故D错误。 故选A。 2．如图，作用在小萌虎上的两个力F1、F2，属于一对平衡力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．由图示可知，两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，它们是一对平衡力，故A符合题意； B．由图示可知，两个力不在同一直线上，方向也不相反，所以它们不是一对平衡力，故B不符合题意； C．由图示可知，两力大小不相等，它们不是一对平衡力，故C不符合题意； D．由图示可知，两个力不在同一直线上，它们不是一对平衡力，故D不符合题意。 故选A。 3．下列实例中，受平衡力作用的物体是（　　） A．正在运动的过山车 B．减速进站的火车 C．腾空而起的火箭 D．平直马路上匀速行驶的汽车 【答案】D 【解析】A．正在圆形轨道上运动的过山车，运动方向和运动速度不断发生变化，处于非平衡状态，受到非平衡力的作用，故A不符合题意； B．减速进站的火车，速度的大小不断减小，运动状态不断变化，受非平衡力的作用，故B不符合题意； C．腾空而起的火箭，速度在增大，运动状态不断变化，受非平衡力作用，故C不符合题意； D．在平直马路上匀速直线行驶的汽车，运动的速度和方向都不变，处于平衡状态，受平衡力的作用，故D符合题意。 故选。 4．关于力与运动的关系，下列说法中正确的是（　　） A．静止的物体一定不受力的作用 B．运动的物体一定受力的作用 C．物体的运动不需要力来维持 D．物体在平衡力作用下，一定处于匀速直线运动状态 【答案】C 【解析】A．静止的物体可能不受力的作用，也可能受到平衡力的作用，故A错误； B．运动的物体不一定受到力的作用，原来运动的物体如果不受力的作用，其将保持匀速直线运动，故B错误； C．物体的运动并不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因，故C 正确； D．物体受到平衡力的作用时，可能保持静止状态也可能处于匀速直线运动状态，故D错误。 故选C。 5．如图所示，2022年北京冬奥会高山滑雪比赛，运动员与旗门杆（弹性杆）发生碰撞，导致运动员滑行速度明显变慢且杆明显变弯。碰撞过程中，杆阻碍运动员滑行的力与运动员撞击杆的力，属于（　　） A．同一个力 B．一对平衡力 C．一对相互作用力 D．同一物体受到的不满足平衡条件的两个力 【答案】C 【解析】杆阻碍运动员滑行的力，是作用在运动员上的力，运动员撞击杆的力是杆受到的作用力，两个力作用在两个物体上，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，所以是一对相互作用力，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 6．小雨用水平力推水平地面上的汽车，若车保持静止，说明（　　） A．推力小于阻力 B．推力等于阻力 C．推力小于重力 D．推力等于重力 【答案】B 【解析】由于汽车处于静止状态，因此水平方向上的推力和阻力是一对平衡力，故这两个力的大小相等，则ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 7．如图所示是小明探究二力平衡条件时的情形，他探究二力平衡需要满足的条件是（   ） A．大小相等 B．方向相反 C．作用在同一直线上 D．作用在同一物体上 【答案】A 【解析】图中两边钩码数不相同，卡片在水平面上受到两个大小不同的力，会向左运动；当受到两个水平拉力作用在两盘中的质量相等时，小车在水平方向受到的拉力大小相等，小车静止；因此探究二力平衡需要满足的条件时，需要控制力的大小相等，故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 8．汽车在平直公路上匀速行驶，下列说法正确的是（　　） A．若汽车停下来，惯性也就消失了 B．汽车受到的动力大于受到的阻力 C．汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力是一对平衡力 D．汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力是一对相互作用力 【答案】D 【解析】A．惯性的大小取决于物体质量的大小，停下来的汽车有质量，因此有惯性，故A错误； B．汽车在平直公路上匀速行驶，处于平衡状态，在水平方向上受到的阻力、动力是一对平衡力，大小相等，故B错误； CD．汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力两个力大小相等，方向相反，作用在不同的物体上，是一对相互作用力，故C错误，D正确。 故选D。 9．（2023四川德阳）如图所示，是静止放在水平展台上的三星堆出土修复后的青铜面具。关于青铜面具，下列说法正确的是（　　） A．面具对展台的压力就是面具受到的重力 B．面具受到的重力和展台对面具的支持力是一对平衡力 C．面具受到的重力和展台对面具的支持力是一对相互作用力 D．面具受到的重力和面具对展台的压力是一对相互作用力 【答案】B 【解析】A．面具对展台的压力和面具受到的重力作用在不同的物体上，是两个性质不同的力，所以不能说面具对展台的压力就是面具受到的重力，故A错误； BC．静止放在水平展台上的三星堆出土修复后的青铜面具，处于平衡状态，面具受到的重力和展台对面具的支持力是作用在同一物体上的两个力，符合二力平衡条件，所以是一对平衡力，不是一对相互作用力，故B正确，C错误； D．面具受到的重力和面具对展台的压力方向相同，所以不是一对相互作用力，故D错误。 故选B。 二、填空题 10．在“探究二力平衡的条件”实验中，应保持物体处于_________或__________状态进行研究。在图中，符合实验目的的是__________[选填（a）或（b）]。 【答案】     静止     匀速直线运动     （b） 【解析】[1][2]要探究二力平衡的条件，首先要使在这两个力作用下的物体处于平衡状态，即使物体处于静止状态或匀速直线运动状态。 [3]（a）图中，直接将弹簧测力计的两个挂钩拉在一起无法探究两个力是否需要在一条直线上，也无法探究是否需要在同一物体上，因此，应该用图（b）所示的装置进行实验。 11．（2022秋·河南许昌·八年级统考期中）如图所示，踢毽子是深受大众喜爱的健身运动项目。受到的重力为G的毽子被踢出后，先竖直上升后竖直下落的过程中，均受到空气阻力F的作用。竖直下落的过程中，G___________F（选填“>”“=”“＜”）；竖直上升后竖直下落的过程中，前后两次F的方向 ___________（选填“不变”或“相反”）。 【答案】     >     相反 【解析】[1]毽子加速下落过程中，受竖直向下的重力G、竖直向上的空气阻力F作用，这两个力方向相反，重力大于阻力。 [2]毽子上升过程中，受竖直向下的重力G、竖直向下的空气阻力F作用，所以前后两次F的方向相反。 12．（2022秋·河南驻马店·八年级统考期中）如图所示，用细线系着的小球在AB之间来回摆动，不计空气阻力，当小球摆动到C点的瞬间，受到的 ___________（选填“是”或“不是”）平衡力的作用，若此时它受到的所有力均消失，则小球将 ___________，理由是___________。 【答案】     不是     做匀速直线运动     见解析 【解析】[1]当小球运动到 C点处时，小球速度和方向在变化，即小球处于非平衡状态，所以小球受到的重力G与线的拉力F不是平衡力，大小不相等。 [2][3]当小球摆动到C点时，其速度不为零，若此时所受的力都消失，根据牛顿第一定律可知，小球将做匀速直线运动。 13．（2022秋·安徽合肥·八年级统考期中）一辆小汽车沿着斜面向上做匀速直线运动，其运动状态是______（选填“不断改变”或“保持不变”）的，此时，这辆小汽车所受的重力与斜面对小汽车的支持力______（选填“是”或“不是”）一对平衡力。 【答案】     保持不变     不是 【解析】[1]平衡状态是指匀速直线运动状态或静止状态，一辆小汽车沿着斜面向上做匀速直线运动，其运动状态处于平衡状态，即运动状态不发生改变。 [2]小车受到的重力竖直向下，而小车受到的支持力垂直于斜面向上，这两个力不在同一条直线上，所以不是一对平衡力。 14．（2022秋·新疆克拉玛依·八年级统考期中）建筑工人利用悬挂重物的细线来确定墙壁是否竖直，这是因为重力方向是___________，所以绳子的拉力方向是___________。 【答案】     竖直向下     竖直向上 【解析】[1]因为重力的方向总是竖直向下的，所以建筑工人可以利用悬挂重物的细线来确定墙壁是否竖直。 [2]当重锤静止时，它受到的重力与拉力是一对平衡力，拉力的作用点也在重心，方向与重力的方向相反，所以绳子的拉力方向是竖直向上的。 15．（2022秋·安徽·八年级中国科技大学附属中学校考期末）2022年2月8日，谷爱凌夺得2022年北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台金牌，如图所示，谷爱凌越过跳台达到最高点时处于______状态。（选填“平衡”或“非平衡”） 【答案】非平衡 【解析】达到最高点时，谷爱凌受到重力的作用，不是受到平衡力的作用，因此处于非平衡状态。 三、作图题 16．（2022秋·山东泰安·八年级统考期末）如图，画出静止的书所受力的示意图。 【答案】 【解析】根据受力分析可知，课本受到竖直向下的重力和课桌对课本竖直向上的支持力作用，两个力是平衡力，大小相等，过课本的重心分别沿竖直向上和竖直向下的方向画一条带箭头的线段，分别用符号G和F表示，如下图所示： 四、实验题 17．(2023广西鹿寨期中节选)如图所示是实验小组探究二力平衡条件的实验装置。实验中每个钩码重力相同,摩擦忽略不计。(P8208003) 　 (1)如图甲装置,当左右两端同时各挂两个钩码时,小车静止,此时F1、F2的方向相反,大小相等;当左右两端同时取下一个钩码时,如图乙,小车仍静止,此时F3　　F4;当右端再挂上一个钩码时,如图丙,小车将做变速运动,此时F5　　　　F6;(均选填“>”“<”或“=”)  (2)在图甲实验的基础上,将小车扭转一个角度,松手后,小车将　　　,说明两个力若平衡必须作用在　　　　　　　;  (3)当用剪刀剪断右侧细线后,小车将加速向左运动,说明两个力若平衡一定作用在　　　　　　。  【答案】  (1)=　<　(2)转动　同一直线上　(3)同一物体上 【解析】　(1)甲中小车静止,受力平衡,F1、F2的方向相反,大小相等;左右两边同时取下一个钩码时,小车仍静止,F3、F4的方向相反、大小相等;当右端再挂一个钩码时,小车做变速运动,受力不平衡,此时F5<F6。(2)在图甲实验的基础上,将小车扭转一个角度,二力不在同一条直线上,松手后小车会发生转动,直到两边的拉线在同一条直线上,说明两个力若平衡必须作用在同一直线上。(3)当用剪刀剪断右侧细线后,小车将加速向左运动,小车不能保持静止状态,这一步骤说明物体受到的两个力若要平衡必须作用在同一物体上。 18．（2022秋·陕西渭南·八年级统考期末）小华在“探究二力平衡条件”的实验中，设计了如图甲、乙所示的两种实验方案。 　 （1）通过实验比较，小华发现采用方案乙实验效果更好，原因是甲方案受______的影响； （2）如图乙，小华将系于小卡片两对角的线分别跨过左、右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向______，并通过调整______改变拉力的大小； （3）在装置乙中，将卡片旋转一定角度（如图丙所示），松手后，发现卡片旋转后又恢复原状，这说明相互平衡的两个力必须作用在______；为了验证上述结论，采用“将卡片往下拉过一定距离（如图丁所示）”的操作方式，该操作______（选填“可行”或“不可行”），理由是：______； （4）在装置乙中，当小卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，发现小卡片不能保持平衡，由此得到二力平衡的另一个条件：相互平衡的两个力必须作用在______。 【答案】     摩擦力     相反     钩码数量     同一直线上     不可行     没有控制两个力方向相反     同一物体上 【解析】（1）[1]甲实验中，木块和桌面相互接触挤压，会产生摩擦力，影响实验结果，乙方案中纸片不受摩擦力影响。 （2）[2]二力平衡的条件是：作用在同一物体、大小相等、方向相反、作用在同一直线上，所以要探究二力平衡条件时，作用在小卡片上的两个拉力方向要相反。 [3]小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码，两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力，拉力的大小等于钩码的重力，钩码个数越多，拉力越大，所以是通过改变钩码数量来改变拉力大小。 （3）[4]在装置乙中，将卡片旋转一定角度如图丙所示时，两个力不在同一直线上，松手后，发现卡片旋转后又恢复原状，卡片并不能保持平衡状态，说明相互平衡的两个力必须作用在同一直线上。 [5][6]将卡片往下拉过一定距离时两个力方向不相反，且没有在同一直线上，不符合控制变量法，所以不能验证二力必须在同一直线上，所以该操作不可行，没有控制两个力方向相反。 （4）[7]当小卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开时，卡片变成两部分，两个力没有作用在同一物体上，小卡片不能保持平衡，这说明相互为平衡力的两个力必须作用在同一物体上。 五、计算题 19．（2022秋·湖南·八年级校考期中）一辆自重为3000kg的大卡车，车上载有4000kg水泥，g=10N/kg。求： （1）车和水泥的总重力G总是多少N？ （2）若卡车在水平路面上匀速直线行驶的过程中所受阻力F阻是总重力的0.04倍，卡车行驶过程中的牵引力F牵是多少N？ 【答案】（1）7×104；（2）2.8×103 【解析】解：（1）根据题意，车和水泥的总质量为 根据可得，车和水泥的总重力G总是 （2）因为卡车在水平路面上匀速直线行驶的过程中所受阻力F阻是总重力的0.04倍，那么阻力F阻为 由于卡车在水平路面上匀速直线行驶，那么卡车受到平衡力的作用，即牵引力大小等于所受阻力的大小，故 答：（1）车和水泥的总重力G总是7×104N； （2）卡车行驶过程中的牵引力F牵是2.8×103N。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$