8.2 二力平衡（3个知识点＋3个方法技巧＋5大题型＋分层训练）-2024-2025学年八年级下册物理同步题型分类讲与练（人教版2024）

8.2 二力平衡 01导图速览 02必备知识 ►知识点1 平衡力和平衡状态 ►知识点2 实验：探究二力平衡的条件 ►知识点3 二力平衡条件的应用 03方法技巧 ►方法技巧1 二力平衡的判断方法 ►方法技巧2 判断两个力是否属于平衡力的方法 ►方法技巧3 平衡力和相互作用力的比较 04经典题型 题型1 平衡力的判断 题型2 平衡状态的判断 题型3 平衡力和相互作用力的辨析 题型4 实验：探究二力平衡的条件 题型5 二力平衡条件的应用 05分层训练 基础练 提升练 知识点1 平衡力和平衡状态 1、实例分析 牛顿第一定律告诉我们，一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。然而我们周围的物体都受到力的作用，不受力的物体是不存在的。在受力的情况下，物体有时也会保持静止或匀速直线运动状态，即运动状态不变。 例如桌面上的花瓶、天花板上悬挂的吊灯、在平直道路上匀速行驶的汽车，虽然它们都受到力的作用，但却保持静止或匀速直线运动状态。 2、平衡力和平衡状态 （1）平衡状态：物体保持静止或匀速直线运动状态。 （2）平衡力：如果一个物体在几个力的作用下处于平衡状态，我们就说这几个力相互平衡，或者说物体受到平衡力作用。 （3）二力平衡：一个物体同时受到两个力作用，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，那么这两个力就相互平衡，我们称之为二力平衡。 【注意】速度为0≠静止≠平衡。 知识点2 实验：探究二力平衡的条件 1、实验思路 把小车放在光滑的水平桌面上，让小车在水平方向上只受到两个力的作用，从力的大小、方向去探究两个力满足什么关系时，小车会保持运动状态不变，最后再探究二力平衡时是否需要作用在同一个物体上。 2、实验过程 （1）甲：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，在两个托盘中放入砝码，分别使F1＞F2、F1＜F2、F1＝F2，观察小车的运动情况。只有当两个力的大小相等，小车才能静止。 （2）乙：让两盘中的砝码质量相等，把两个托盘上的细绳都系于一侧挂钩上，会发现小车向左运动。 （3）丙：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，使两个拉力不在同一直线上，观察到小车会发生转动，直到F1和F2，在同一直线上时静止下来。 （4）丁：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小车向左运动，右边小车向右运动。 3、实验结论（二力平衡的条件） 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。记忆口诀：同体、等大、反向、共线。 4、实验考点 （1）本实验中选用了小车而不选用木块，是为了减小摩擦给实验带来的误差。 （2）本实验设计的优点是：可以不考虑物体的重力对实验的影响。 （3）实验中，如果两侧的砝码个数不相等但小车仍然处于静止状态，则原因是小车受到桌面的静摩擦力比较大。 （4）改进实验：用小卡片探究二力平衡的条件。优点：可减小摩擦对实验的影响。 知识点3 二力平衡条件的应用 1、确定力的大小和方向 根据二力平衡的条件，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。 例如，挂在弹簧测力计下的物体处于静止状态时，物体所受弹簧拉力和物体重力是一对平衡力。若已知物体重力，可根据二力平衡条件，一对平衡力大小相等，方向相反，求出弹簧拉力的方向和大小。 2、根据物体的受力情况判断物体的运动状态 受力情况 运动状态 不受力 静止或做匀速直线运动 受力 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 3、根据物体的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 1、二力平衡的判断方法 （1）根据二力平衡的条件判断 作用在同一个物体上的两个力若大小相等方向相反、作用在同一条直线上，则这两个力平衡。 （2）根据物体的运动状态判断 物体处于静止或匀速直线运动状态，则物体所受作用力一定是平衡力。 2、判断两个力是否属于平衡力的方法 （1）看受力物体（判断两个力的受力物体是不是同一物体）； （2）比大小。例如叠放在一起的甲乙两物体，乙受到地面的支持力与乙的重力不是一对平衡力，因为乙受到地面的支持力大小等于甲与乙的重力之和，与乙的重力大小不相等。 3、平衡力和相互作用力的比较 一对相互作用力 一对平衡力 图示 描述 桌子对书的支持力N和书对桌子的压力F 桌子对书的支持力N和书的重力G 相同点 大小相等（等大） 方向相反（反向） 作用在同条一直线上（共线） 不同点 作用在同一物体上 分别作用在两个物体上 题型1 平衡力的判断 【例1】（23-24八年级下·山东枣庄·期中）如图所示，一只碗放在水平餐桌上，它们都处于静止状态。以下两个力属于一对平衡力的是（    ） A．餐桌对碗的支持力和碗对餐桌的压力 B．餐桌受到的重力和地面对餐桌的支持力 C．餐桌对碗的支持力和碗受到的重力 D．餐桌对地面的压力和餐桌对碗的支持力 【变式1-1】（23-24八年级下·上海松江·期中）物理课本静止放在水平桌面上，下列各对力中属于平衡力的是（　　） A．课本受到的重力和桌面对课本的支持力 B．课本对桌面的压力和地面对桌子的支持力 C．课本对桌面的压力和桌面对课本的支持力 D．课本受到的重力和课本对桌面的压力 【变式1-2】（多选）（23-24八年级下·云南曲靖·月考）下列两个力属于平衡力的是（    ） A． B． C． D． 【变式1-3】（23-24八年级下·青海·月考）下列属于一对平衡力的是（　） A．背书包时，书包受到的重力和书包对肩膀的压力 B．手压弹簧的力和弹簧对手的弹力 C．人推墙的力和墙受到的人的推力 D．风扇受到的重力和天花板对风扇的拉力 【变式1-4】（23-24八年级下·山东青岛·期中）如图所示，一只碗放在水平餐桌上，它们都处于静止状态。以下两个力属于一对平衡力的是（    ） A．餐桌对碗的支持力和碗对餐桌的压力 B．地面对餐桌的支持力和餐桌受到的重力 C．地面对餐桌的支持力和碗对餐桌的压力 D．餐桌对碗的支持力和碗受到的重力 题型2 平衡状态的判断 【例2】（23-24八年级下·甘肃武威·期中）下列是有关物体的描述，其中物体处于平衡状态的是 A．静止在地上的足球 B．加速奔跑的猎豹 C．抛向空中的铅球 D．匀速转弯的汽车 【变式2-1】（23-24八年级下·江苏淮安·期中）下列情景中，物体处于平衡状态的是（　　） A．匀速转动的橡皮 B．自由下落的苹果 C．百米冲刺的同学 D．匀速直线下降的跳伞者 【变式2-2】（23-24八年级下·四川攀枝花·期中）在中考排球垫球练习时，排球离开双手竖直上升中，当排球到达最高点的瞬间 （选填“是”或“不是”）处于平衡状态。排球在空中加速下落的过程中，小球的惯性 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【变式2-3】（2022·四川成都·二模）站在地球上的人随地球一起做匀速圆周运动，此时人处于 （选填“平衡状态”或“非平衡状态”）。如果这时地球突然停止转动，人将 （选填“相对地球静止”或“飞出地球”）。 题型3 平衡力和相互作用力的辨析 【例3】（23-24八年级下·陕西咸阳·期末）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 【变式3-1】（23-24八年级下·湖南长沙·期末）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3-2】（23-24八年级下·河北保定·期末）头顶瓷坛是中国传统的杂技节目，如图所示是杂技演员头顶瓷坛保持静止时的情景，下列说法正确的是（　　） A．演员对瓷坛的支持力和瓷坛的重力是一对平衡力 B．演员的重力和地面对演员的支持力是一对平衡力 C．演员的重力和地面对演员的支持力是一对相互作用力 D．瓷坛的重力和瓷坛对演员的压力是一对相互作用力 【变式3-3】（23-24八年级下·河南郑州·月考）如图所示，甲、乙叠放在一起，静止在水平地面上，下列说法正确的是（　　） A．甲受到的重力与甲对乙的压力是一对相互作用力 B．乙受到的重力与地面对乙的支持力是一对平衡力 C．甲对乙的压力与地面对乙的支持力是一对平衡力 D．乙对地面的压力与地面对乙的支持力是一对相互作用力 【变式3-4】（23-24八年级下·云南昆明·期中）如图所示，无风时，站在树枝上的小蚂蚁托着果实恰好静止，此时果实对蚂蚁的压力和蚂蚁对果实的支持力是一对 ，果实受到重力和蚂蚁对果实的支持力是一对 。（均选填“平衡力”或“相互作用力”） 【变式3-5】（23-24八年级下·广东惠州·期中）跳水是我国在国际比赛中的优势项目。跳水运动员站在跳板上静止时，她对跳板的压力与她受到的支持力是一对 （选填“平衡力”或“相互作用力”），运动员越靠近跳板末端站立，跳板被压得越弯，说明力的作用效果与力的 有关。运动员被弹起上升到最高点时，她处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态． 题型4 实验：探究二力平衡的条件 【例4】（23-24八年级下·云南曲靖·期末）在探究“二力平衡的条件”的实验中，小刚同学采用的实验装置如图甲所示，小华同学采用的实验装置如图乙所示。 （1）实验原理：当物体受到的力是相互平衡的，此时物体处于静止或 状态； （2）这两个实验装置中，你认为装置 （选填“甲”或“乙”）更科学； （3）在装置乙中，将小车旋转一定角度，松手后，发现小车旋转后又恢复原状。这说明两个力必须作用在同一 上，物体才能平衡； （4）如果将图乙中的小车换成弹簧测力计，左右两盘各放入重5N的砝码，则弹簧测力计的示数为 N。 【变式4-1】（24-25八年级上·云南曲靖·月考）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，实验中砝码的质量相同。 （1）实验中是通过 来改变木块受到的拉力大小的； （2）实验时，向左盘和右盘同时放入 （选填“等重”或“不等重”） 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 ； （3）现保持F1与F2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 ； （4）在探究同一问题时，小红设计了如图乙所示的实验，同学们认为小红的实验优于小明的实验，其主要原因是 。 A．小卡片容易扭转 B．小卡片是比较容易获取的材料 C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D．减小摩擦力对实验结果的影响 （5）小红在图乙的装置上用剪刀从小卡片的中间将小卡片剪开，可以探究相互平衡的两个力需要满足的条件是 ； （6）如图甲，在木块的左右两边挂上相同的砝码，木块静止时，小木块受到 对平衡力作用； （7）利用如图丙所示的装置，两个滑轮安装成不同的高度， （选填“能”或“不能”）探究二力平衡的条件。 【变式4-2】（23-24八年级下·青海·月考）在“探究二力平衡的条件”实验中，小明选择了如图的装置，把小卡片两端细线绕过滑轮，并挂上钩码。 （1）在探究“探究二力平衡的条件”实验中，应保持物体处于 或者 状态进行研究。 （2）实验中选择小卡片的目的是 （填“考虑”、“不考虑”）小卡片的重力； （3）探究两个力的 关系时，应该观察细线两端所挂钩码的个数。 （4）为了探究两个平衡力是否在同一条直线上，进行如下操作： （填“向下拉”或“旋转”）小卡片，松手后观察小卡片是否平衡。 （5）结论：作用在一个物体上的两个力，如果大小 ，方向 ，且作用在上 ，则这二力平衡。 【变式4-3】（多选）（24-25九年级上·云南·开学考试）在探究二力平衡条件的实验中，同学们设计了如图所示的甲、乙两种方案，方案甲：将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的定滑轮，在细线的两端挂上钩码；方案乙：将木块放在水平桌面上，两边分别系着跨过定滑轮的细线，在细线的两端挂上钩码。卡片和细线重力不计，下列说法正确的是（    ） A．方案乙优于方案甲 B．甲图两侧必须挂等质量的钩码，卡片才能保持静止，说明使物体平衡的两个力大小相等 C．将甲图中的卡片转动一定的角度，释放后卡片马上转回来。说明平衡的两个力作用线在一条直线上 D．将甲图中的卡片剪开，两卡片都不能保持静止，说明平衡的两个力必须作用在同一物体上 【变式4-4】（23-24八年级下·江西赣州·期中）在探究“二力平衡的条件”的实验中： （1）测量钩码重力大小的工具是 ，实验装置如图甲所示。实验目的是探究小车在水平方向上所受两个拉力F1、F2的关系。实验中，通过调整 来改变F1和F2的大小，实验中，当F1大于F2时，小车仍保持静止，因此得出结论：二力平衡时，两个力的大小不一定相等，你认为这样的结论 （选填“可靠”或“不可靠”）；除了拉力外，在水平方向上小车还受 力。 （2）同组的同学建议用图乙装置进行实验，与甲图比较这样做的目的主要是为了 。乙图中轻质卡片其实真正受到 （选填“1”、“2”或“3”）个力的作用，但由于卡片的重力远小于所受的拉力，可以不考虑小卡片的重力对实验的影响； （3）当小卡片平衡时，小华将小卡片旋转过一个角度，松手后小卡片 （选填“能”或“不能”）平衡，这是为了探究二力平衡时的两个力一定 ； （4）小明同学也对该实验进行了探究，但他在左右支架上装配两个定滑轮时没有安装成相同高度，如图丙所示，你认为 （选填“能”或“不能”）用小明的装置进行实验。 【变式4-5】（23-24八年级下·江苏淮安·期中）小华在“探究二力平衡的条件”活动中： （1）实验方案采取 （填“甲”或“乙”）。实验中通过改变 来改变和的大小； （2）若在左盘右盘中分别放入质量为和的砝码，当满足 （填“>”、“<”或“=”）时才能平衡，说明一对平衡力必须满足 的条件； （3）实验中将木块或硬纸片水平扭转一个角度，松手瞬间观察该物体是否能处于平衡状态，目的是为了探究不在 的两个力对物体平衡的影响； （4）可采用如图丙所示的方法寻找形状不规则薄板的重心。这是运用了一对平衡力必须满足 条件。 题型5 二力平衡条件的应用 【例5】（24-25九年级上·江苏南通·月考）空中匀速下降的两只降落伞，其总质量相等，甲的速度是2m/s，乙的速度是5m/s，所受阻力f甲、f乙之比是（　　） A．1∶1 B．5∶2 C．5∶3 D．2∶5 【变式5-1】（24-25九年级上·上海闵行·月考）用30牛的水平力把重为50牛的木块紧压在竖直的墙壁上，木块对墙壁的压力是（   ） A．60牛 B．20牛 C．30牛 D．70牛 【变式5-2】（24-25九年级上·广东·开学考试）如图所示，用弹簧测力计悬吊一硬棒且使其处于水平静止状态，O点为硬棒的几何中心，下列说法正确的是（　　） A．弹簧测力计的读数为2.2N B．这种办法无法测量硬棒受到的重力 C．硬棒的重心为O点 D．硬棒的重心为A点 基础练 1．下列有关力与运动的说法正确的是（　　） A．用力推静止在水平地面上的箱子，没有推动是因为推力小于摩擦力 B．用水平力推着箱子在水平地面上做匀速直线运动时，箱子受到的推力大于摩擦力 C．物体的运动不需要力来维持 D．物体只有在运动状态发生改变时才具有惯性 2．下列物体处于平衡状态的是（　　） A．在空中自由下落的苹果 B．沿笔直斜坡匀速上行的汽车 C．竖直向上抛出的石子 D．在圆形跑道上匀速跑步的运动员 3．在“探究二力平衡条件”的实验中，将系于轻质小卡片两对角的细线分别斜跨过左右吸在黑板上的滑轮，在细线的两端挂上钩码，如图所示。此时作用在卡片上的两个力大小相等、方向相反。若要证明：“两个力平衡的必要条件之一是必须作用在同一直线上”，则下列实验操作正确的是（　　） A．手扶卡片，在右侧加挂一个钩码，松手 B．手扶卡片，使其竖直向下移动一些，松手 C．手扶卡片，绕其中心在竖直平面旋转90°，松手 D．手扶卡片，将右侧滑轮竖直向下移动至与左侧滑轮在同一水平线上，松手 4．骑踏板车是小朋友喜爱的一项运动，如图是小明在水平路面上匀速骑踏板车的情景。下列说法正确的是（　　） A．小明匀速骑踏板车时受到惯性作用 B．小明受到的重力和地面对踏板车的支持力是一对平衡力 C．小明对踏板车的压力和踏板车对小明的支持力是一对相互作用力 D．小明对踏板车的压力是由于踏板车发生形变产生的 5．如图所示，人坐在吊椅（椅面水平）上静止时，下列说法正确的是（　　） A．人对吊椅的压力和吊环对吊椅的拉力是一对平衡力 B．人所受的重力和吊椅对人的支持力是一对平衡力 C．吊椅所受的重力和吊椅对人的支持力是一对相互作用力 D．人所受的重力和人对吊椅的压力是同一个力 6．如图所示，某同学在大课间和李老师在教室掰手腕，结果手臂更强杜的李老师获胜了。下列关于此次比赛情况的叙述正确的是（　　） A．两个人对彼此的作用力大小相等 B．老师对同学的作用力更大 C．力的大小与小臂长度有关，无法比较大小 D．在相持静止阶段，这是一对平衡力 7．室内天花板悬线上挂着一只吊灯。吊灯受到重力和 ，这两个力的施力物体分别是 和悬线，这两个力是一对 。 提升练 8．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 9．如图所示，水平桌面上放置一只苹果。下列关于平衡力的描述，正确的是（    ） A．桌子受到的重力与桌子对苹果的支持力是一对平衡力 B．苹果受到的重力与桌子受到的重力是一对平衡力 C．苹果受到的重力与桌子对苹果的支持力是一对平衡力 D．地面对桌子的支持力与桌子对苹果的支持力是一对平衡力 10．以下情境中，关于力与运动关系的认识不正确的是（　　） A．甲图中，匀速上升的直升机上升时所受升力和重力是一对平衡力 B．乙图中，静止的回形针受到细线的拉力和磁铁对它的吸引力是一对相互作用力 C．丙图中，用剪刀将细线剪断，小球受重力下落 D．丁图中，摆球摆到最高处B的瞬间它所受全部力都消失，摆球将静止在B处 11．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 。 12．如图甲所示，这是小明探究二力平衡条件时的实验情景。 （1）如果物体只受两个力作用，且处于静止状态或 状态，说明这两个力是相互平衡的； （2）小明将系于小卡片（不计自重）两端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 （选填“相同”或“相反”），并通过调整钩码个数来改变拉力大小； （3）当小卡片平衡时，小明将小卡片扭转过一个角度，松手后小卡片 （选填“能”或“不能”）平衡，由此实验步骤可知只有作用在 的两个力才能平衡； （4）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小明下一步操作是 ___________； A．左右各加一个钩码 B．把卡片剪成两半 C．把卡片扭转一个角度 （5）在探究同一问题时，小华将木块放在水平桌面上，设计了图乙所示的实验，同学们认为小明的实验装置优于小华。最主要原因是___________； A．可减少摩擦力对实验的影响 B．小卡片是比较容易获取的材料 C．容易让小车在水平方向保持平衡 D．小卡片容易扭转 （6）小丽在做实验时，左右支架上装配两个滑轮时没有安装在相同的高度，如图丙所示 进行实验（选填“能”或“不能”）。 ( 1 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ ( zxxk.com )学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 8.2 二力平衡 01导图速览 02必备知识 ►知识点1 平衡力和平衡状态 ►知识点2 实验：探究二力平衡的条件 ►知识点3 二力平衡条件的应用 03方法技巧 ►方法技巧1 二力平衡的判断方法 ►方法技巧2 判断两个力是否属于平衡力的方法 ►方法技巧3 平衡力和相互作用力的比较 04经典题型 题型1 平衡力的判断 题型2 平衡状态的判断 题型3 平衡力和相互作用力的辨析 题型4 实验：探究二力平衡的条件 题型5 二力平衡条件的应用 05分层训练 基础练 提升练 知识点1 平衡力和平衡状态 1、实例分析 牛顿第一定律告诉我们，一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。然而我们周围的物体都受到力的作用，不受力的物体是不存在的。在受力的情况下，物体有时也会保持静止或匀速直线运动状态，即运动状态不变。 例如桌面上的花瓶、天花板上悬挂的吊灯、在平直道路上匀速行驶的汽车，虽然它们都受到力的作用，但却保持静止或匀速直线运动状态。 2、平衡力和平衡状态 （1）平衡状态：物体保持静止或匀速直线运动状态。 （2）平衡力：如果一个物体在几个力的作用下处于平衡状态，我们就说这几个力相互平衡，或者说物体受到平衡力作用。 （3）二力平衡：一个物体同时受到两个力作用，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，那么这两个力就相互平衡，我们称之为二力平衡。 【注意】速度为0≠静止≠平衡。 知识点2 实验：探究二力平衡的条件 1、实验思路 把小车放在光滑的水平桌面上，让小车在水平方向上只受到两个力的作用，从力的大小、方向去探究两个力满足什么关系时，小车会保持运动状态不变，最后再探究二力平衡时是否需要作用在同一个物体上。 2、实验过程 （1）甲：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，在两个托盘中放入砝码，分别使F1＞F2、F1＜F2、F1＝F2，观察小车的运动情况。只有当两个力的大小相等，小车才能静止。 （2）乙：让两盘中的砝码质量相等，把两个托盘上的细绳都系于一侧挂钩上，会发现小车向左运动。 （3）丙：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，使两个拉力不在同一直线上，观察到小车会发生转动，直到F1和F2，在同一直线上时静止下来。 （4）丁：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小车向左运动，右边小车向右运动。 3、实验结论（二力平衡的条件） 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。记忆口诀：同体、等大、反向、共线。 4、实验考点 （1）本实验中选用了小车而不选用木块，是为了减小摩擦给实验带来的误差。 （2）本实验设计的优点是：可以不考虑物体的重力对实验的影响。 （3）实验中，如果两侧的砝码个数不相等但小车仍然处于静止状态，则原因是小车受到桌面的静摩擦力比较大。 （4）改进实验：用小卡片探究二力平衡的条件。优点：可减小摩擦对实验的影响。 知识点3 二力平衡条件的应用 1、确定力的大小和方向 根据二力平衡的条件，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。 例如，挂在弹簧测力计下的物体处于静止状态时，物体所受弹簧拉力和物体重力是一对平衡力。若已知物体重力，可根据二力平衡条件，一对平衡力大小相等，方向相反，求出弹簧拉力的方向和大小。 2、根据物体的受力情况判断物体的运动状态 受力情况 运动状态 不受力 静止或做匀速直线运动 受力 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 3、根据物体的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 1、二力平衡的判断方法 （1）根据二力平衡的条件判断 作用在同一个物体上的两个力若大小相等方向相反、作用在同一条直线上，则这两个力平衡。 （2）根据物体的运动状态判断 物体处于静止或匀速直线运动状态，则物体所受作用力一定是平衡力。 2、判断两个力是否属于平衡力的方法 （1）看受力物体（判断两个力的受力物体是不是同一物体）； （2）比大小。例如叠放在一起的甲乙两物体，乙受到地面的支持力与乙的重力不是一对平衡力，因为乙受到地面的支持力大小等于甲与乙的重力之和，与乙的重力大小不相等。 3、平衡力和相互作用力的比较 一对相互作用力 一对平衡力 图示 描述 桌子对书的支持力N和书对桌子的压力F 桌子对书的支持力N和书的重力G 相同点 大小相等（等大） 方向相反（反向） 作用在同条一直线上（共线） 不同点 作用在同一物体上 分别作用在两个物体上 题型1 平衡力的判断 【例1】（23-24八年级下·山东枣庄·期中）如图所示，一只碗放在水平餐桌上，它们都处于静止状态。以下两个力属于一对平衡力的是（    ） A．餐桌对碗的支持力和碗对餐桌的压力 B．餐桌受到的重力和地面对餐桌的支持力 C．餐桌对碗的支持力和碗受到的重力 D．餐桌对地面的压力和餐桌对碗的支持力 【答案】C 【解析】A．餐桌对碗的支持力和碗对餐桌的压力，这两个力分别作用在了碗和餐桌上，没有作用在同一物体上，不是一对平衡力，故A不符合题意； B．地面对餐桌的支持力大小等于餐桌和碗的重力之和，所以，餐桌受到的重力和地面对餐桌的支持力，二力大小不相等，不是一对平衡力，故B不符合题意； C．餐桌对碗的支持力和碗受到的重力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，是一对平衡力，故C符合题意； D．餐桌对地面的压力和餐桌对碗的支持力作用在两个物体上，不是一对平衡力，故D不符合题意。 故选C。 【变式1-1】（23-24八年级下·上海松江·期中）物理课本静止放在水平桌面上，下列各对力中属于平衡力的是（　　） A．课本受到的重力和桌面对课本的支持力 B．课本对桌面的压力和地面对桌子的支持力 C．课本对桌面的压力和桌面对课本的支持力 D．课本受到的重力和课本对桌面的压力 【答案】A 【解析】A．物理课本静止放在水平桌面上，课本受到的重力和桌面对课本的支持力，大小相等，方向相反，作用在同一物体，同一直线上，是一对平衡力，故A符合题意； B．地面对桌子的支持力等于课本对桌面的压力和桌子的重力之和，则课本对桌面的压力小于地面对桌子的支持力，不是平衡力，故B不符合题意； C．课本对桌面的压力和桌面对课本的支持力作用在不同的物体上，不是平衡力，故C不符合题意； D．课本受到的重力和课本对桌面的压力作用在不同的物体上，不是平衡力，故D不符合题意。 故选A。 【变式1-2】（多选）（23-24八年级下·云南曲靖·月考）下列两个力属于平衡力的是（    ） A． B． C． D． 【答案】AB 【解析】AB．两图中两个力作用在同一物体上，在同一条直线上，大小相等，方向相反，是一对平衡力，故AB符合题意； C．图中两个力的大小不相等，不属于平衡力，故C不符合题意； D．图中两个力没有在同一条直线上，不属于平衡力，故D不符合题意。 故选AB。 【变式1-3】（23-24八年级下·青海·月考）下列属于一对平衡力的是（　） A．背书包时，书包受到的重力和书包对肩膀的压力 B．手压弹簧的力和弹簧对手的弹力 C．人推墙的力和墙受到的人的推力 D．风扇受到的重力和天花板对风扇的拉力 【答案】D 【解析】A．书包受到的重力和书包对肩膀的压力，二力方向不是相反，所以，二力不是一对平衡力，故A不符合题意； B．手压弹簧的力，作用在弹簧上；弹簧对手的弹力，作用在手上；二力作用在不同物体上，因此不是一对平衡力，故B不符合题意； C．人推墙的力和墙受到的人的推力是同一个力，不是一对平衡力，故C不符合题意； D．风扇受到的重力和天花板对风扇的拉力，二力大小相等，方向相反，作用在同一物体上（风扇），作用在同一直线上，因此是一对平衡力，故D符合题意。 故选D。 【变式1-4】（23-24八年级下·山东青岛·期中）如图所示，一只碗放在水平餐桌上，它们都处于静止状态。以下两个力属于一对平衡力的是（    ） A．餐桌对碗的支持力和碗对餐桌的压力 B．地面对餐桌的支持力和餐桌受到的重力 C．地面对餐桌的支持力和碗对餐桌的压力 D．餐桌对碗的支持力和碗受到的重力 【答案】D 【解析】A．餐桌对碗的支持力和碗对餐桌的压力作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故A不符合题意； B．地面对餐桌的支持力和餐桌受到的重力大小不相等，不是一对平衡力，故B不符合题意； C．地面对餐桌的支持力和碗对餐桌的压力大小不相等，不是一对平衡力，故C不符合题意； D．餐桌对碗的支持力和碗受到的重力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，是一对平衡力，故D符合题意。 故选D。 题型2 平衡状态的判断 【例2】（23-24八年级下·甘肃武威·期中）下列是有关物体的描述，其中物体处于平衡状态的是 A．静止在地上的足球 B．加速奔跑的猎豹 C．抛向空中的铅球 D．匀速转弯的汽车 【答案】A 【解析】A．当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时处于平衡状态。静止在地上的足球是处于平衡状态，故A符合题意； B．加速奔跑的猎豹，速度大小发生了变化，不是平衡状态，故B不符合题意； C．抛向空中的铅球其运动方向及大小不断发生变化，不是平衡状态，故C不符合题意； D．匀速转弯的汽车的运动方向不断发生变化，不是平衡状态，故D不符合题意。 故选A。 【变式2-1】（23-24八年级下·江苏淮安·期中）下列情景中，物体处于平衡状态的是（　　） A．匀速转动的橡皮 B．自由下落的苹果 C．百米冲刺的同学 D．匀速直线下降的跳伞者 【答案】D 【解析】A．匀速转动的橡皮运动方向不断改变，处于非平衡状态，故A不符合题意； B．自由下落的苹果，运动速度不断增大，处于非平衡状态，故B不符合题意； C．百米冲刺的同学，运动速度不断增大，处于非平衡状态，故C不符合题意； D．匀速直线下降的跳伞者，速度大小与方向均不变，运动状态不变，处于平衡状态，故D符合题意。 故选D。 【变式2-2】（23-24八年级下·四川攀枝花·期中）在中考排球垫球练习时，排球离开双手竖直上升中，当排球到达最高点的瞬间 （选填“是”或“不是”）处于平衡状态。排球在空中加速下落的过程中，小球的惯性 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】不是 不变 【解析】[1]当排球到达最高点时，排球只受到重力作用，所以此时受力不平衡，故排球不是处于平衡状态。 [2]由于惯性的影响因素只有质量，排球在空中加速下落的过程中，小球的质量不变，所以排球的惯性不变。 【变式2-3】（2022·四川成都·二模）站在地球上的人随地球一起做匀速圆周运动，此时人处于 （选填“平衡状态”或“非平衡状态”）。如果这时地球突然停止转动，人将 （选填“相对地球静止”或“飞出地球”）。 【答案】非平衡状态 飞出地球 【解析】[1]站在地球上的人随地球一起做匀速圆周运动，速度的方向发生变化，运动状态发生变化，此时人处于非平衡状态。 [2]如果这时地球突然停止转动，人由于具有惯性，要保持原有的运动状态，故人将飞出地球。 题型3 平衡力和相互作用力的辨析 【例3】（23-24八年级下·陕西咸阳·期末）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 【解析】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。 【变式3-1】（23-24八年级下·湖南长沙·期末）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 【解析】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3-2】（23-24八年级下·河北保定·期末）头顶瓷坛是中国传统的杂技节目，如图所示是杂技演员头顶瓷坛保持静止时的情景，下列说法正确的是（　　） A．演员对瓷坛的支持力和瓷坛的重力是一对平衡力 B．演员的重力和地面对演员的支持力是一对平衡力 C．演员的重力和地面对演员的支持力是一对相互作用力 D．瓷坛的重力和瓷坛对演员的压力是一对相互作用力 【答案】A 【解析】A．静止时的瓷坛处于平衡状态，在竖直方向上只受到演员对瓷坛的支持力和自身的重力，是一对平衡力，故A正确； B．演员的重力和地面对演员的支持力大小不等，不是一对平衡力，故B错误； C．演员的重力和地面对演员的支持力作用在一个物体上，不是一对相互作用力，故C错误； D．瓷坛的重力和瓷坛对演员的压力，二力的方向不是相反，因此不是一对相互作用力，故D错误。 故选A。 【变式3-3】（23-24八年级下·河南郑州·月考）如图所示，甲、乙叠放在一起，静止在水平地面上，下列说法正确的是（　　） A．甲受到的重力与甲对乙的压力是一对相互作用力 B．乙受到的重力与地面对乙的支持力是一对平衡力 C．甲对乙的压力与地面对乙的支持力是一对平衡力 D．乙对地面的压力与地面对乙的支持力是一对相互作用力 【答案】D 【解析】A．甲受到的重力与甲对乙的压力方向相同，因此不是一对相互作用力，故A错误； B．乙受到的重力与地面对乙的支持力，大小不相等，因此不是一对平衡力，故B错误； C．甲对乙的压力与地面对乙的支持力，大小不相等，因此不是一对平衡力，故C错误； D．乙对地面的压力与地面对乙的支持力，作用在不同的物体上、大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，是一对相互作用力，故D正确。 故选D。 【变式3-4】（23-24八年级下·云南昆明·期中）如图所示，无风时，站在树枝上的小蚂蚁托着果实恰好静止，此时果实对蚂蚁的压力和蚂蚁对果实的支持力是一对 ，果实受到重力和蚂蚁对果实的支持力是一对 。（均选填“平衡力”或“相互作用力”） 【答案】相互作用力 平衡力 【解析】[1]果实对蚂蚁的压力和蚂蚁对果实的支持力，两者大小相等，方向相反，在同一直线上，但二力作用在不同的物体上，因此二力是一对相互作用力。 [2]果实受到的重力和蚂蚁对它的支持力大小相等，方向相反，作用在同一物体上，作用在同一条直线上，是一对平衡力。 【变式3-5】（23-24八年级下·广东惠州·期中）跳水是我国在国际比赛中的优势项目。跳水运动员站在跳板上静止时，她对跳板的压力与她受到的支持力是一对 （选填“平衡力”或“相互作用力”），运动员越靠近跳板末端站立，跳板被压得越弯，说明力的作用效果与力的 有关。运动员被弹起上升到最高点时，她处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态． 【答案】相互作用力 作用点 非平衡 【解析】[1]她对跳板的压力与她受到的支持力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在两个物体上，是一对相互作用力。 [2]运动员越靠近跳板末端站立，跳板被压得越弯，说明力的作用效果与力的作用点有关。 [3]运动员被弹起上升到最高点时，受到重力的作用，因此它处于非平衡状态。 题型4 实验：探究二力平衡的条件 【例4】（23-24八年级下·云南曲靖·期末）在探究“二力平衡的条件”的实验中，小刚同学采用的实验装置如图甲所示，小华同学采用的实验装置如图乙所示。 （1）实验原理：当物体受到的力是相互平衡的，此时物体处于静止或 状态； （2）这两个实验装置中，你认为装置 （选填“甲”或“乙”）更科学； （3）在装置乙中，将小车旋转一定角度，松手后，发现小车旋转后又恢复原状。这说明两个力必须作用在同一 上，物体才能平衡； （4）如果将图乙中的小车换成弹簧测力计，左右两盘各放入重5N的砝码，则弹簧测力计的示数为 N。 【答案】（1）匀速直线运动 （2）乙 （3）直线 （4）5 【解析】（1）当物体受到的力是相互平衡的，物体会处于平衡状态，静止或匀速直线运动。 （2）乙更科学，因为乙装置中选用的是小车，小车与桌面间的摩擦属于滚动摩擦，相对比甲装置摩擦力小，减小了摩擦力对实验的影响。 （3）将小车旋转一定角度，此时两个力没有作用在同一条直线上，松手后，发现小车旋转后又恢复原状，即不处于平衡状态，说明两个力必须作用在同一条直线上，物体才能平衡。 （4）弹簧测力计只测钩码上的力，因此弹簧测力计的示数为5N。 【变式4-1】（24-25八年级上·云南曲靖·月考）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，实验中砝码的质量相同。 （1）实验中是通过 来改变木块受到的拉力大小的； （2）实验时，向左盘和右盘同时放入 （选填“等重”或“不等重”） 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 ； （3）现保持F1与F2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 ； （4）在探究同一问题时，小红设计了如图乙所示的实验，同学们认为小红的实验优于小明的实验，其主要原因是 。 A．小卡片容易扭转 B．小卡片是比较容易获取的材料 C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D．减小摩擦力对实验结果的影响 （5）小红在图乙的装置上用剪刀从小卡片的中间将小卡片剪开，可以探究相互平衡的两个力需要满足的条件是 ； （6）如图甲，在木块的左右两边挂上相同的砝码，木块静止时，小木块受到 对平衡力作用； （7）利用如图丙所示的装置，两个滑轮安装成不同的高度， （选填“能”或“不能”）探究二力平衡的条件。 【答案】（1）改变钩码的数量 （2）等重 见解析 （3）平衡的两个力一定在同一直线上 （4）D （5）见解析 （6）两 （7）能 【解析】（1）木块受到的拉力F1和F2分别等于水平桌面两端所挂砝码的重力，可以通过调整砝码的质量来改变F1和F2的大小。 （2）[1][2]实验时在两端的小盘里加砝码，当两边小盘中的砝码质量相同时，木块保持静止，说明相互平衡的两个力大小相等；实验时发现当两边所挂砝码不相等时，木块也能平衡，可能木块与桌面之间存在较大的摩擦力。 （3）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。 （4）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，所以还是小红的实验方案好，故选D。 （5）用剪刀从小卡片的中间将小卡片剪开，使这两个力不再共物，物体就不能静止，各自向相反的方向运动，可以探究相互平衡的两个力是作用在同一物体上。 （6）如图甲，在木块的左右两边挂上相同的砝码，木块静止时，木块水平方向受到两个拉力是一对平衡力，竖直方向受到重力和支持力是一对平衡力，小木块受到两对平衡力作用。 （7）因为左右两侧各通过一个定滑轮，定滑轮的位置虽然不等高，但是当两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一个物体上时，小卡片还是处于静止状态，照样能完成实验。 【变式4-2】（23-24八年级下·青海·月考）在“探究二力平衡的条件”实验中，小明选择了如图的装置，把小卡片两端细线绕过滑轮，并挂上钩码。 （1）在探究“探究二力平衡的条件”实验中，应保持物体处于 或者 状态进行研究。 （2）实验中选择小卡片的目的是 （填“考虑”、“不考虑”）小卡片的重力； （3）探究两个力的 关系时，应该观察细线两端所挂钩码的个数。 （4）为了探究两个平衡力是否在同一条直线上，进行如下操作： （填“向下拉”或“旋转”）小卡片，松手后观察小卡片是否平衡。 （5）结论：作用在一个物体上的两个力，如果大小 ，方向 ，且作用在上 ，则这二力平衡。 【答案】（1）静止 匀速直线 （2）不考虑 （3）大小 （4）旋转 （5）相等 相反 同一条直线 【解析】（1）[1][2]静止或匀速直线运动为平衡状态，在探究“探究二力平衡的条件”实验中，应保持物体处于静止或匀速直线运动状态进行研究。 （2）小卡片的质量很小，重力可以忽略不计，实验中选择小卡片的目的是不考虑小卡片的重力。 （3）卡片两边受到的拉力大小等于钩码个数，探究两个力的大小关系时，应该观察细线两端所挂钩码的个数。 （4）为了探究两个平衡力是否在同一条直线上，进行如下操作：旋转小卡片，保证拉力大小不变，方向相反的基础上，使卡片两边受到的拉力作用不在同一直线上，松手后观察小卡片是否平衡。 （5）[1][2][3]由实验可得结论：作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，且作用在上同一直线，则这二力平衡。 【变式4-3】（多选）（24-25九年级上·云南·开学考试）在探究二力平衡条件的实验中，同学们设计了如图所示的甲、乙两种方案，方案甲：将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的定滑轮，在细线的两端挂上钩码；方案乙：将木块放在水平桌面上，两边分别系着跨过定滑轮的细线，在细线的两端挂上钩码。卡片和细线重力不计，下列说法正确的是（    ） A．方案乙优于方案甲 B．甲图两侧必须挂等质量的钩码，卡片才能保持静止，说明使物体平衡的两个力大小相等 C．将甲图中的卡片转动一定的角度，释放后卡片马上转回来。说明平衡的两个力作用线在一条直线上 D．将甲图中的卡片剪开，两卡片都不能保持静止，说明平衡的两个力必须作用在同一物体上 【答案】BCD 【解析】A．乙方案中将木块放在水平桌面上，木块和水平桌面上就会产生摩擦力，就会影响实验效果(当木 块两端的拉力相差很小时，因为受到摩擦力的作用，木块仍保持平衡)，而甲实验方案则减少了摩擦力对实验结果的影响，则方案甲优与方案乙，故 A错误； BCD．物体在两个力作用下保持静止或者匀速直线 运动状态，这两个力就满足二力平衡，这两个力必须大小相等，方向相反，作用在同一物体上，作用线在同一条直线上，故BCD正确。 故选BCD。 【变式4-4】（23-24八年级下·江西赣州·期中）在探究“二力平衡的条件”的实验中： （1）测量钩码重力大小的工具是 ，实验装置如图甲所示。实验目的是探究小车在水平方向上所受两个拉力F1、F2的关系。实验中，通过调整 来改变F1和F2的大小，实验中，当F1大于F2时，小车仍保持静止，因此得出结论：二力平衡时，两个力的大小不一定相等，你认为这样的结论 （选填“可靠”或“不可靠”）；除了拉力外，在水平方向上小车还受 力。 （2）同组的同学建议用图乙装置进行实验，与甲图比较这样做的目的主要是为了 。乙图中轻质卡片其实真正受到 （选填“1”、“2”或“3”）个力的作用，但由于卡片的重力远小于所受的拉力，可以不考虑小卡片的重力对实验的影响； （3）当小卡片平衡时，小华将小卡片旋转过一个角度，松手后小卡片 （选填“能”或“不能”）平衡，这是为了探究二力平衡时的两个力一定 ； （4）小明同学也对该实验进行了探究，但他在左右支架上装配两个定滑轮时没有安装成相同高度，如图丙所示，你认为 （选填“能”或“不能”）用小明的装置进行实验。 【答案】（1）弹簧测力计 钩码的数量 不可靠 摩擦 （2）消除摩擦力对实验的影响 3 （3）不能 作用在同一直线上 （4）能 【解析】（1）[1][2][3][4]测量钩码重力大小的工具是弹簧测力计；小车受到的拉力F1和F2分别等于水平桌面两端所挂钩码的重力，可以通过调整钩码的数量来改变F1和F2的大小；实验中，当F1大于F2时，小车仍保持静止，是由于摩擦力较大造成的；因此得出结论：二力平衡时，两个力的大小不一定相等，这样的结论不可靠的，需要减小小车与桌面之间的摩擦力的作用；除了拉力外，在水平方向上小车还受摩擦力。 （2）[1][2]跟甲图比较这样做的目的主要是为了消除摩擦力对实验的影响，把小车换成一张悬挂的卡片，故实验中卡片应当尽量的轻；乙图中轻质卡片其实真正受到重力和两侧的拉力，共3个力的作用，但由于重力远远小于拉力，所以本实验中不考虑小卡片的重力对实验的影响。 （3）[1][2]小卡片转过一个角度，松手后小卡片不能平衡，设计此实验步骤的目的是为了探究二力平衡时的两个力一定在同一直线上。 （4）因为左右两侧各通过一个定滑轮，定滑轮的位置虽然不等高，但是当两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一个物体上时，小卡片还是处于静止状态，照样能完成实验。 【变式4-5】（23-24八年级下·江苏淮安·期中）小华在“探究二力平衡的条件”活动中： （1）实验方案采取 （填“甲”或“乙”）。实验中通过改变 来改变和的大小； （2）若在左盘右盘中分别放入质量为和的砝码，当满足 （填“>”、“<”或“=”）时才能平衡，说明一对平衡力必须满足 的条件； （3）实验中将木块或硬纸片水平扭转一个角度，松手瞬间观察该物体是否能处于平衡状态，目的是为了探究不在 的两个力对物体平衡的影响； （4）可采用如图丙所示的方法寻找形状不规则薄板的重心。这是运用了一对平衡力必须满足 条件。 【答案】（1）乙 砝码数量 （2）= 大小相等 （3）同一直线 （4）在同一直线上 【解析】（1）[1]图甲中木块与桌面间存在摩擦力，会对实验造成干扰，所以选择乙实验进行探究。 [2]实验时可通过改变砝码的数量来改变两侧拉力大小。 （2）[1][2]实验时发现，只有两侧放置的砝码总质量相同时，纸片才能平衡，说明相互平衡的两个力大小要相等。 （3）将木块或硬纸片水平扭转一个角度，此时两侧的拉力不在同一直线上，松手瞬间观察该物体是否能处于平衡状态，可探究相互平衡的两个力是否在同一直线上。 （4）相互平衡的两个力作用在同一直线上，用绳子将不规则物体悬挂起来，物体静止时受力平衡，重心在绳的延长线上，改变绳子的位置，重复实验。两次力的作用线的交点即为不规则物体的重心位置。 题型5 二力平衡条件的应用 【例5】（24-25九年级上·江苏南通·月考）空中匀速下降的两只降落伞，其总质量相等，甲的速度是2m/s，乙的速度是5m/s，所受阻力f甲、f乙之比是（　　） A．1∶1 B．5∶2 C．5∶3 D．2∶5 【答案】A 【解析】甲和乙的质量相等，根据G=mg，重力相等，甲以2m/s匀速下降时，阻力和重力是一对平衡力，阻力等于重力，即 f甲=G=mg 乙以5m/s匀速下降时，阻力和重力是一对平衡力，阻力等于重力，即 f乙=G=mg 故甲、乙受到的阻力之比为 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式5-1】（24-25九年级上·上海闵行·月考）用30牛的水平力把重为50牛的木块紧压在竖直的墙壁上，木块对墙壁的压力是（   ） A．60牛 B．20牛 C．30牛 D．70牛 【答案】C 【解析】用30N的水平力把重50N的木块紧压在竖直墙壁上，此时，木块处于平衡状态，受到水平方向和竖直方向的两对平衡力的作用。竖直方向的平衡力是竖直向下的重力和向上的摩擦力；水平方向上的平衡力是人对木块的压力和墙壁对木块的支持力，故墙对木块的支持力也为30N，由力的作用是相互的可知，木块对墙壁的压力是30N。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【变式5-2】（24-25九年级上·广东·开学考试）如图所示，用弹簧测力计悬吊一硬棒且使其处于水平静止状态，O点为硬棒的几何中心，下列说法正确的是（　　） A．弹簧测力计的读数为2.2N B．这种办法无法测量硬棒受到的重力 C．硬棒的重心为O点 D．硬棒的重心为A点 【答案】D 【解析】A．由图可知，弹簧测力计的量程为5N，分度值为0.2N，故弹簧测力计的示数为2.4N，故A错误； B．由题意知，硬棒处于水平静止状态，受力平衡，因此木棍所受重力等于拉力，即等于弹簧测力计示数，故B错误； CD．重心为物体重力的等效作用点，硬棒在A点受力平衡，故A为重心，故C错误，D正确。 故选D。 基础练 1．下列有关力与运动的说法正确的是（　　） A．用力推静止在水平地面上的箱子，没有推动是因为推力小于摩擦力 B．用水平力推着箱子在水平地面上做匀速直线运动时，箱子受到的推力大于摩擦力 C．物体的运动不需要力来维持 D．物体只有在运动状态发生改变时才具有惯性 【答案】C 【解析】A．用力推静止在水平地面上的箱子，没有推动，是因为推力没有达到使箱子开始运动而受到的摩擦力，此时推力等于箱子受到静摩擦力，故A错误； B．用水平力推着箱子在水平地面上做匀速直线运动时，箱子水平方向上受力平衡，受到的推力等于摩擦力，故B错误； C．力是改变物体运动状态的原因，物体的运动不需要力来维持，故C正确； D．惯性是物体的固有属性，与其运动状态无关，故D错误。 故选C。 2．下列物体处于平衡状态的是（　　） A．在空中自由下落的苹果 B．沿笔直斜坡匀速上行的汽车 C．竖直向上抛出的石子 D．在圆形跑道上匀速跑步的运动员 【答案】B 【解析】物体受到平衡力作用时能保持平衡状态，即静止状态或匀速直线运动。 A．在空中自由下落的苹果，下落速度越来越快，不是平衡状态，故A错误； B．沿笔直斜坡匀速上行的汽车，速度大小不变，方向不变，处于匀速直线运动状态，是平衡状态，故B正确； C．竖直向上抛出的石子，上升速度越来越小，不是平衡状态，故C错误； D．在圆形跑道上匀速跑步的运动员，运动方向在不断变化，不是平衡状态，故D错误。 故选B。 3．在“探究二力平衡条件”的实验中，将系于轻质小卡片两对角的细线分别斜跨过左右吸在黑板上的滑轮，在细线的两端挂上钩码，如图所示。此时作用在卡片上的两个力大小相等、方向相反。若要证明：“两个力平衡的必要条件之一是必须作用在同一直线上”，则下列实验操作正确的是（　　） A．手扶卡片，在右侧加挂一个钩码，松手 B．手扶卡片，使其竖直向下移动一些，松手 C．手扶卡片，绕其中心在竖直平面旋转90°，松手 D．手扶卡片，将右侧滑轮竖直向下移动至与左侧滑轮在同一水平线上，松手 【答案】C 【解析】A．手扶卡片，在右侧加挂一个钩码，松手，此时力的大小不同，右侧力大，不能平衡，验证二力平衡与力的大小的关系，故A错误； B．手扶卡片，使其竖直向下移动一些，此时力的方向不在同一直线上，方向并不相反，没有控制好变量，故B错误； C．手扶卡片，绕其中心在竖直平面旋转90°，两个力不在同一直线上，松手后小卡片不能平衡，发生转动，最后小卡片静止时，两个力又处于同一直线上；所以这个操作是探究相互平衡的两个力是否必须处于同一直线上，故C正确； D．因为左右两侧各通过一个定滑轮，定滑轮的位置虽然不等高，但是当两个力大小相等，方向相反，还是作用在同一直线上，作用在同一个物体上，小卡片还是处于静止状态，不能验证两个力还必须作用在同一条直线上才能彼此平衡，故D错误。 故选C。 4．骑踏板车是小朋友喜爱的一项运动，如图是小明在水平路面上匀速骑踏板车的情景。下列说法正确的是（　　） A．小明匀速骑踏板车时受到惯性作用 B．小明受到的重力和地面对踏板车的支持力是一对平衡力 C．小明对踏板车的压力和踏板车对小明的支持力是一对相互作用力 D．小明对踏板车的压力是由于踏板车发生形变产生的 【答案】C 【解析】A．惯性是物体的固有属性，不是一种力。小明匀速骑踏板车时，不能说受到惯性作用，故A错误； B．小明受到的重力和地面对踏板车的支持力，受力物体不是同一物体，不是平衡力，故B错误； C．小明对踏板车的压力和踏板车对小明的支持力作用在两个物体上，大小相等，方向相反，是一对相互作用力，故C正确； D．小明对踏板车的压力是由于鞋子发生形变产生的，故D错误。 故选C。 5．如图所示，人坐在吊椅（椅面水平）上静止时，下列说法正确的是（　　） A．人对吊椅的压力和吊环对吊椅的拉力是一对平衡力 B．人所受的重力和吊椅对人的支持力是一对平衡力 C．吊椅所受的重力和吊椅对人的支持力是一对相互作用力 D．人所受的重力和人对吊椅的压力是同一个力 【答案】B 【解析】A．人对吊椅的压力和吊环对吊椅的拉力大小不等，所以不是一对平衡力，故A错误； B．人所受的重力和吊椅对人的支持力大小相等、方向相反、作用在同一物体、作用在同一直线上，是一对平衡力，故B正确； C．吊椅所受的重力和吊椅对人的支持力大小不相等，不是一对相互作用力，故C错误； D．人所受的重力和人对吊椅的压力大小相等，但不是同一个力，重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，压力的施力物体是人，故D错误。 故选B。 6．如图所示，某同学在大课间和李老师在教室掰手腕，结果手臂更强杜的李老师获胜了。下列关于此次比赛情况的叙述正确的是（　　） A．两个人对彼此的作用力大小相等 B．老师对同学的作用力更大 C．力的大小与小臂长度有关，无法比较大小 D．在相持静止阶段，这是一对平衡力 【答案】A 【解析】ABC．因为物体间力的作用是相互的，两个人对彼此的作用力是一对相互作用力，所以两个人对彼此的作用力大小相等，故A正确，BC错误； D．在相持静止阶段，它们的受力物体不是同一个物体，所以它们不是一对平衡力，故D错误。 故选A。 7．室内天花板悬线上挂着一只吊灯。吊灯受到重力和 ，这两个力的施力物体分别是 和悬线，这两个力是一对 。 【答案】拉力 地球 平衡力 【解析】[1][2]室内天花板悬线上挂着的吊灯，它主要受到两个力的作用。首先，吊灯受到重力的作用，这是由于地球对吊灯的吸引而产生的。因此，重力的施力物体是地球。其次，吊灯还受到悬线的拉力作用，这是因为悬线将吊灯悬挂起来，对吊灯有一个向上的拉力。所以，拉力的施力物体是悬线。 [3]重力和拉力，都作用在吊灯上，且它们的大小相等、方向相反、作用在同一直线上。根据平衡力的定义，我们可以判断这两个力是一对平衡力。 提升练 8．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 【解析】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。 9．如图所示，水平桌面上放置一只苹果。下列关于平衡力的描述，正确的是（    ） A．桌子受到的重力与桌子对苹果的支持力是一对平衡力 B．苹果受到的重力与桌子受到的重力是一对平衡力 C．苹果受到的重力与桌子对苹果的支持力是一对平衡力 D．地面对桌子的支持力与桌子对苹果的支持力是一对平衡力 【答案】C 【解析】A．桌子受到的重力与桌子对苹果的支持力作用不在一个物体上，不是一对平衡力，故A错误； B．苹果受到的重力与桌子受到的重力是一对平衡力作用不在一个物体上，不是一对平衡力，故B错误； C．苹果受到的重力与桌子对苹果的支持力，使苹果在处于平衡状态，是一对平衡力，故C正确； D．地面对桌子的支持力与桌子对苹果的支持力作用不在一个物体上，不是一对平衡力，故D错误。 故选C。 10．以下情境中，关于力与运动关系的认识不正确的是（　　） A．甲图中，匀速上升的直升机上升时所受升力和重力是一对平衡力 B．乙图中，静止的回形针受到细线的拉力和磁铁对它的吸引力是一对相互作用力 C．丙图中，用剪刀将细线剪断，小球受重力下落 D．丁图中，摆球摆到最高处B的瞬间它所受全部力都消失，摆球将静止在B处 【答案】B 【解析】A．甲图中，直升机匀速上升，处于平衡状态，受到平衡力作用，直升机在竖直方向上受到升力和重力，升力和重力是一对平衡力，故A正确，A不符合题意； B．乙图中，静止的回形针处于平衡状态，受到平衡力的作用，回形针受到细线的拉力和磁铁对它的吸引力，作用在同一物体上，不是相互作用力，故B错误，B符合题意； C．重力的方向始终竖直线下，丙图中，用剪刀将细线剪断，小球只受到重力，在重力作用下竖直下落，故C正确，C不符合题意； D．丁图中，摆球摆到最高处B的瞬间，摆球的速度为零，此时它所受全部力都消失，摆球将保持原来的运动状态不变，摆球将静止在B处，故D正确，D不符合题意。 故选B。 11．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 【解析】（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。 12．如图甲所示，这是小明探究二力平衡条件时的实验情景。 （1）如果物体只受两个力作用，且处于静止状态或 状态，说明这两个力是相互平衡的； （2）小明将系于小卡片（不计自重）两端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 （选填“相同”或“相反”），并通过调整钩码个数来改变拉力大小； （3）当小卡片平衡时，小明将小卡片扭转过一个角度，松手后小卡片 （选填“能”或“不能”）平衡，由此实验步骤可知只有作用在 的两个力才能平衡； （4）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小明下一步操作是 ___________； A．左右各加一个钩码 B．把卡片剪成两半 C．把卡片扭转一个角度 （5）在探究同一问题时，小华将木块放在水平桌面上，设计了图乙所示的实验，同学们认为小明的实验装置优于小华。最主要原因是___________； A．可减少摩擦力对实验的影响 B．小卡片是比较容易获取的材料 C．容易让小车在水平方向保持平衡 D．小卡片容易扭转 （6）小丽在做实验时，左右支架上装配两个滑轮时没有安装在相同的高度，如图丙所示 进行实验（选填“能”或“不能”）。 【答案】（1）匀速直线运动 （2）相反 （3）不能 同一条直线上 （4）B （5）A （6）能 【解析】（1）根据平衡状态的概念可知，物体处于静止状态或匀速直线运动状态，就说明物体处于平衡状态。 （2）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力，这两个力的方向是相反的。 （3）[1][2]小卡片转过一个角度，小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上，小卡片不平衡，说明了只有作用在同一直线上的两个力才能平衡。 （4）将卡片剪断后，受力物体由一个受力变为两个，两个力没有作用在同一个物体上，小卡片也不再处于平衡状态，说明了只有作用在同一物体上的两个力才能平衡。 故选B。 （5）把物体放在水平桌面上，物体和水平桌面之间存在摩擦力，木块受到摩擦力会对实验产生影响，而甲中的摩擦力很小，对实验造成的影响也很小，所以甲优于乙。 故选A。 （6）因为左右两侧各通过一个定滑轮，定滑轮的位置虽然不等高，但是当两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上且作用在同一个物体上时，小卡片还是可以处于静止状态，同样可以完成实验，所以如图丙所示的装置能进行实验。 ( 1 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ ( zxxk.com )学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$