8.2 二力平衡（分层练习）-【上好课】2024-2025学年八年级物理下册同步精品课堂（人教版2024）

第2节 二力平衡 目录 2 考点01 二力的平衡的条件 2 考点02 二力平衡的应用 7 考点03 平衡力和相互作用力的区别 9 考点04 平衡力与图像结合问题 14 19 26 考点01 二力平衡的条件 1．如图探究“二力平衡条件”的实验。下列说法错误的是（     ） A．桌面应光滑，可以减小摩擦力对实验的影响 B．小车静止时，只受到一对平衡力的作用 C．将右侧的一组钩码取下，挂在左侧钩码的下面，可以探究出方向相同的两个力不能平衡 D．将小车扭转一个角度，松手后小车会从静止变为运动，这表明两个力平衡需要作用在同一直线上 【答案】B 【详解】A．由于实验是探究二力平衡条件，所以应避免其它力影响实验，所以把小车放在水平光滑的桌面上，能减小摩擦力对实验的影响。故A正确，不符合题意； B．小车静止时，水平方向上两个拉力相互平衡，竖直方向上重力和支持力相互平衡，受到两对平衡力的作用，故B错误，符合题意； C．将右侧的一组钩码取下，挂在左侧钩码的下面，两个拉力方向相同，小车不能平衡，可以探究出方向相同的两个力不能平衡，故C正确，不符合题意； D．将小车扭转一个角度，两个拉力不在同一直线上，松手后小车会从静止变为运动，这表明两个力平衡需要作用在同一直线上，故D正确，不符合题意。 故选B。 2．下列两个力属于平衡力的是（    ） A．B． C． D． 【答案】AB 【详解】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。 3．踢毽子起源于汉代，高承《事物纪原》记：“今时小儿以铅锡为钱，装以鸡羽，呼为毽子，三四成群走踢……”。如图所示，用脚踢毽子时，脚会感觉疼是因为 ；毽子被踢出表明力可以改变物体的 ；毽子到达最高点时处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。 【答案】 力的作用是相互的 运动状态 非平衡 【详解】[1]用脚踢毽子时，脚会感觉疼是因为脚给毽子一个力，同时毽子也给脚一个力，说明力的作用是相互的。 [2]毽子被踢出，说明毽子在力的作用下，运动状态改变，主要表明力可以改变物体的运动状态。 [3]被踢出后，毽子上升到最高处时，毽子此时只受到重力作用，合力不为0，因此处于非平衡状态。 4．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。 5．在探究“二力平衡条件”的实验中，实验装置如图所示。 (1)如图甲，小潭发现向左盘和右盘加入等重的砝码时，木块处于静止状态再把右盘中的砝码换成较重的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，这时木块在水平方向受到的力是 （选填“平衡”或“不平衡”）的。通过实验比较方案甲和乙，小潭发现采用方案 ，实验效果更好； (2)用乙方案实验时，保持与相等，将小车扭转一个角度，松手后小车不能保持平衡，设计这一步骤的目的是为了验证二力平衡时，两个力必须 ； (3)用丙方案实验时，卡片C要选择较 （选填“重”或“轻”）的； (4)在图甲中画出重5N的木块A所受重力的示意图。 【答案】(1) 平衡 乙(2)在同一直线上(3)轻(4) 【详解】（1）[1]把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时，木块受到向右的拉力大于向左的拉力，木块有向右运动的趋势，由于木块和桌面之间产生了向左的摩擦力，因此木块处于静止状态，仍然处于平衡状态。 [2]甲图中是木块，而乙图中是小车，小车与桌面之间是滚动摩擦。在相同条件下，滚动摩擦力小于其它摩擦力，从而减小了对实验结果的影响。因此采用方案乙效果更好。 （2）将小车转动一个角度，两个力不在同一直线上，小车不能保持平衡，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为了验证二力平衡时的两个力一定在同一直线上。 （3）用丙方案实验时，选择比较轻的卡片C，目的是减小卡片重力对实验的影响。 （4）木块A所受重力的作用点在重心上，方向竖直向下，大小为5N,作图如下： 6．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 【详解】（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。 7．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。 8．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”。 考点02 二力平衡的应用 1．如图所示，A、B两同学推墙，A向前推B，B向前推墙，墙未动。假如每人的推力大小都为F，则以下说法中正确的是（　　） A．墙受到的力为2F B．墙受到的力大于F，小于2F C．两位同学受到地面的摩擦力大小都为F D．B同学不受摩擦力 【答案】D 【详解】甲方式中，先对A同学受力分析，水平方向受B对A的向后的弹力和地面对A的向前的静摩擦力，竖直方向受重力和支持力；再对B同学受力分析，受A对B的弹力和墙壁对B的弹力，根据平衡条件得到，墙壁对B的弹力等于A对B的弹力，为F，即B同学与地面间没有静摩擦力。 故选D。 2．在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”时，小强用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使木块在水平桌面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数如图所示。当水平拉力增大到3N时，木块受到的摩擦力 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】不变 【详解】用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使木块在水平桌面上做匀速直线运动，该测力计的每一个大格是1N，每一个小格是0.2N，故此时的示数是1.8N，木块在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡的条件可知，拉力大小等于摩擦力的大小，故木块所受的滑动摩擦力大小为1.8N，当拉力增大后，因为木块对桌面的压力大小仍等于重力，没有变化，而且接触面的粗糙程度也不变，所以摩擦力大小不变。 3．如图甲，用拉力F1、F2使木块先后在粗糙程度均匀的同一水平桌面上做直线运动，图乙中图线①和②是两次拉动路程s和时间t图像。两次拉力的功率分别为P1、P2，则以下物理量的大小关系为：两次木块受到桌面的摩擦力f1 f2，F1 F2，P1 P2。 【答案】 = = > 【详解】[1]物体受到的滑动摩擦力与对接触面的正压力以及接触面的粗糙程度有关，根据题意可知，两次运动过程中，木块对接触面的正压力以及木块与桌面间的粗糙程度都不变，所以两次木块受到桌面的滑动摩擦力大小相等，即 f1=f2 [2]由图乙可知，木块的两次运动都是做匀速直线运动，所以两次运动过程中木块都处于平衡状态，受力平衡，而在水平方向上，木块只受到桌面对它的摩擦力与拉力的作用，所以根据力的平衡条件可知两次运动过程中摩擦力的大小等于拉力的大小，而两次木块受到桌面的摩擦力大小相等，所以两次木块受到的拉力大小也相等，即 F1=F2 [3]由图乙可知，拉力为F1时木块运动的速度大于拉力为F2时木块运动的速度，则根据公式 P=Fv 可知，拉力F1的功率大于拉力F2的功率，即 P1>P2 4．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 。 【答案】 10N 向西 20N 【详解】[1][2]物体静止，处于平衡状态，受力平衡，其中一个力的大小为10N，方向向东，则其余99个力的合力大小与之相同，方向相反，所以合力大小为10N，方向向西。 [3]若其中的30个力的合力大小为20N，由于物体受平衡力，则其余的70个力的合力大小为20N。 5．如图所示，不计空气阻力，质量为0.02kg的气球A保持与水平面成45°角的方向匀速直线运动，则气球除了受重力，还要受到一个 N的力，此力的方向是 。气球所受重力的施力物体是 。（g取10N/kg） 【答案】 0.2 竖直向上 地球 【详解】[1][2]气球的重力 气球在空中做匀速直线运动，因此它受到的力是平衡力，不计空气阻力，气球受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力是一对平衡力，由二力平衡条件可知，浮力的大小 [3]物体由于地球吸引而受到的力叫做重力，故气球所受重力的施力物体是地球。 6．甲、乙两人推一张桌子，甲用30N的力向右推，乙用50N的力向左推，两个力沿同一直线。桌子受到两人的合力是多少？方向如何？ 【答案】20N，水平向左 【详解】两力沿同一直线，故桌子受到的合力大小为 水平向左的力比较大，故最终合力的方向是水平向左。 考点03 平衡力和相互作用力的区别 1．如图所示，人用绳子拉着木块在水平地面上做匀速直线运动，在该过程中，下列说法正确的是（    ） A．若木块速度增大则地面对木块的摩擦力也增大 B．木块受到的重力和地面对木块的支持力是一对平衡力 C．木块对地面的压力和地面对木块的支持力是一对相互作用力 D．停止拉木块后木块还能继续往前运动，是因为木块受到惯性的作用 【答案】C 【详解】A．摩擦力的影响因素有压力和接触面的粗糙程度，与速度无关，故A错误； B．由于木块受到绳子的拉力是斜向上的，所以木块受到的重力和地面对木块的支持力大小不相等，不是一对平衡力，故B错误； C．由于力的作用是相互的，木块对地面的压力和地面对木块的支持力是一对相互作用力，故C正确； D．停止拉木块后木块还能继续往前运动，是因为木块具有惯性，惯性不是力，因此不能说受到惯性的作用，故D错误。 故选C。 2．如图所示，一物体A放在水平传送带上，并随传送带一起向右做匀速直线运动，则下列分析正确的是（       ）   A．A总共受到三个力的作用 B．在水平方向上，A受到水平向右的摩擦力 C．在竖直方向上，A对传送带的压力和A受到的重力是一对平衡力 D．在竖直方向上，A对传送带的压力和传送带对A 的支持力是相互作用力 【答案】D 【详解】AB．物体随着传送带一起匀速向右运动，物体受平衡力作用，竖直方向上重力和支持力是一对平衡力；在水平方向上，物体相对于传送带没有发生相对运动，也没有相对运动趋势，所以，不受摩擦力的作用，即在水平方向上不受力，故AB错误； C．在竖直方向上，A对传送带的压力和A受到的重力分别作用在传送带和A两个物体上，方向相同，不是一对平衡力，故C错误； D．在竖直方向上，A对传送带的压力和传送带对A的支持力大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上，是相互作用力，故D正确。 故选D。 3．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 【详解】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。 4．下列有关运动和力的关系中，正确说法是（　　） A．子弹从枪膛射出后能继续前进是因为子弹的惯性大于阻力 B．小张沿水平方向推桌子没推动，是因为他的推力小于桌子受到的摩擦力 C．一茶杯静止在水平桌面上茶杯对桌面的压力和桌面对茶杯的支持力是一对平衡力 D．击打排球时手感到疼，说明力的作用是相互的 【答案】D 【详解】A．子弹从枪膛射出后能继续前进是因为子弹具有惯性，惯性不是力，不能与阻力做比较，故A错误； B．小张沿水平方向用力推地上的桌子没推动，桌子处于静止状态，说明推车与阻力平衡，大小是相等的，故B错误； C．一茶杯静止在水平桌面上，茶杯对桌面的压力和桌面对茶杯的支持力作用在两个物体上，不是一对平衡力，故C错误； D．击打排球时手感到疼，说明手受到了球的反作用力，也说明了力的作用是相互的，故D正确。 故选D。 5．如图所示，当人推墙时，人将向后退，对此现象下列说法中正确的是  A．人后退的过程中始终受到墙的作用力 B．人离开墙后还能退一段距离是因为人具有惯性 C．人对墙的力大于墙对人的力 D．人对墙的力与墙对人的力是一对平衡力 【答案】B 【详解】A．当人推墙时，人将向后退，人离开墙后不再受到墙的作用力，故错误；  B．人离开墙后，由于人具有惯性，会保持原来的运动状态，能后退一段距离，故正确；  C．因为力的作用是相互的，当人推墙时，手对墙的作用力与墙对手的作用力是一对相互作用力，二者大小相等，故错误；  D．人对墙的力与墙对人的力不作用在一个物体上，不是一对平衡力，是相互作用的力，故错误。  故选。 6．如图所示，用水平力F推行李箱，此时行李箱上的小包和行李箱一起水平向右做匀速直线运动，空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（　　） A．小包的重力和箱子对小包的支持力是一对相互作用力 B．小包受到支持力、重力和摩擦力共3个力的作用 C．行李箱的重力和地面对行李箱的支持力是一对平衡力 D．小包对行李箱的压力和行李箱对小包的支持力是一对相互作用力 【答案】D 【详解】A．小包的重力和箱子对小包的支持力，二力大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上，是一对平衡力，不是一对相互作用力，故A错误； B．小包与行李箱一起水平向右做匀速直线运动，小包相对于行李箱没有相对运动，也没有相对运动的趋势，小包不受行李箱的摩擦力，空气阻力忽略不计，只受重力、支持力两个力的作用，故B错误； C．地面对行李箱的支持力等于小包与行李箱的总重力，行李箱的重力和地面对行李箱的支持力大小不相等，不是一对平衡力，故C错误； D．小包对行李箱的压力、行李箱对小包的支持力，二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上，是一对相互作用力，故D正确。 故选D。 7．如图是震惊了海外媒体的中国快递“黑科技”﹣﹣智能快递分拣机器人。派件员将包裹放在机器人的水平托盘上后，机器人通过扫码读取目的地信息，并生成最优路线，将不同目的地的包裹送至不同的位置，从而实现包裹的分拣功能。关于机器人下列说法正确的是（　　） A．包裹随着机器人一起做匀速直线运动时，包裹运动状态改变 B．机器人停下来后，包裹会向前滑动是因为包裹受到惯性的作用 C．包裹对机器人的压力和水平地面对机器人支持力是一对平衡力 D．机器人对地面的压力与地面对机器人的支持力是一对相互作用力 【答案】D 【详解】A. 包裹随着机器人一起做匀速直线运动时，做匀速直线运动的物体受平衡力的作用，所以包裹的运动状态不变，故A错误； B.惯性是物体本身的一种性质，不能说“受到惯性”，故B错误； C. 包裹对机器人的压力和水平地面对机器人支持力大小不相等，不是一对平衡力，故C错误； D. 机器人对地面的压力和地面对机器人的支持力，二者大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在两个物体上，是同一种性质的力（压力与支持力都属于弹力），则机器人对地面的压力和地面对机器人的支持力是一对相互作用力，故D正确。 故选D。 8．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。 9．小陆同学发现，当他蹬地时，滑板车就会沿水平地面运动，这说明力的作用 ；当小陆静止地站立在放置于水平地面上的滑板车上时，滑板车受到的支持力与 （选填“小陆的重力”、“车的重力”或“小陆和车的总重力”）是一对平衡力。 【答案】 是相互的 小陆和车的总重力 【详解】[1]用脚蹬地，脚给地一个向后的力，则地会给脚一个向前的力，滑板车会沿地面向前运动，这说明力的作用是相互的。 [2]由于两个力作用在同一个物体上，大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，两个力是一对平衡力，所以滑板车静止时，滑板车受到的支持力和小陆和车的总重力大小相等，方向相反，作用在同一个物体上，所以两个力是一对平衡力。 10．如图推着购物车在水平地面上做匀速直线运动，购物车受到的支持力与车对地面的压力是一对 （选填“平衡力”或“相互作用力”），撤去推力后，小车由于 会继续向前运动。 【答案】 相互作用力 惯性 【详解】[1]购物车受到的支持力与车对地面的压力，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。 [2]撤去推力后，小车由于惯性要保持原来的运动状态，会继续向前运动。 11．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 【详解】[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。 考点04 平衡力与图像结合问题 1．如图所示，放在水平地面上的物体，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、物体的运动速度v与时间t的关系如图所示，由图像可知t=1s时，t=3s时和t=5s时，物理所受摩擦力大小分别为（　　） A．2N   4N   4N B．0N   2N  4N C．0N   6N   4N D．0N  4N  4N 【答案】A 【详解】由图丙得，物体在0~2s静止，此时物体受到的推力与静摩擦力为平衡力，大小相等，由图乙得，此时物体受到的推力为2N，则此时物体受到的摩擦力为2N；由图丙得，物体在2~4s做加速直线运动，物体在4~6s做匀速直线运动，在4~6s物体受到的推力为4N，由二力平衡得，4~6s物体受到的滑动摩擦力等于推力为4N；物体运动过程中，对水平面的压力、接触面粗糙程度不变，则2~4s物体受到的滑动摩擦力不变，为4N，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．如图甲所示，放在水平地面上的物体在水平推力F的作用下，物体运动的速度v与时间t的关系如图乙所示，已知在4s~6s内物体受到的水平推力F为2N，则下列说法中正确的是（　　） A．t=1s时，物体处于非平衡状态 B．t=3s时，物体所受摩擦力大小为2N C．t=5s时，物体所受水平推力大于物体所受摩擦力 D．t=6s时，将F撤掉，物体立即静止 【答案】B 【详解】A．由v-t图像可知，t=1s时，物体静止，因此物体处于平衡状态，故A错误； B．由v-t图像可知，在4s~6s内，物体做匀速运动，水平方向受力平衡，此时的推力等于2N，根据二力平衡可知摩擦力等于2N；由v-t图像可知，t=3s时，物体做加速直线运动，由于接触面粗糙程度和压力都不变，所以摩擦力大小与4s~6s摩擦力大小相等，即2N，故B正确； C．由v-t图像可知，在4s~6s内，物体做匀速运动，水平方向受力平衡，此时的水平推力与摩擦力大小相等，故C错误； D．由v-t图像可知，t=6s时，将F撤掉，物体由于惯性还要继续往前运动一段距离，故D错误。 故选B。 3．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，其和的图像分别如图乙、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9N B．时，箱子受到地面的滑动摩擦力为9N C．时，箱子受到的推力和摩擦力是一对平衡力 D．9~12s，滑动摩擦力的大小为6N 【答案】D 【详解】A．由丙图可知，前3s箱子速度为零，处于静止状态，合力为零，则水平方向受到的摩擦力和推力是一对平衡力；由乙图可知，箱子所受推力为3N，则可知摩擦力也为3N，故A错误； BCD．由图丙知，9s~12s内，箱子做匀速直线运动，速度为1m/s，受到的推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，由图乙可知，此时的推力F为6N，摩擦力也为6N；由图乙知3s~6s内，箱子做加速运动，但由于压力和接触面的粗糙程度不变，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；6s~9s内，箱子做减速运动，受非平衡力的作用，故t=8s时，箱子受到的推力和摩擦力不是一对平衡力，故BC错误，D正确。 故选D。 4．如图甲所示，“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某运动员做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（将蹦极过程近似为在竖直方向的运动）。根据图像可知，过程中速度大小的变化情况是 （填“一直变大”“一直变小”“先变大后变小”或“先变大后不变”）；重力大小为 （填“”“”“”或“”）；时刻运动员处于 （填“平衡”或“非平衡”）状态。 【答案】 先变大后变小 非平衡 【详解】[1]过程中，绳子拉力F为0时，运动员自由下落，速度逐渐变大，一直增加到重力等于拉力；当拉力大于重力后，速度减小，所以速度先变大后变小。 [2]当运动员静止时，重力等于拉力，由图乙可知，最后运动员受到的拉力为，即重力大小为。 [3]时刻，拉力最大，且拉力大于重力，所以此时刻运动员处于非平衡状态。 5．如图甲所示，用水平拉力F拉着物块在粗糙程度相同的水平面上做直线运动。在0~45s内，其速度v与时间t、拉力F与时间t的关系图像如图乙、丙所示。由图像可知，在前10s内，物块在水平方向受 （填“平衡力”或“非平衡力”）；在第5s时，物块受到的摩擦力大小为 N。第45s若突然重力消失，物块将 （填“做匀速直线运动”“静止”或“做加速直线运动”）。 【答案】 非平衡力 1000 做加速直线运动 【详解】[1]根据图乙可知，在前10s 内，物块做加速直线运动。因为物体做加速直线运动时，处于非平衡状态，所以物块在水平方向受非平衡力。 [2]由图丙可知，在内，拉力时，物块做匀速直线运动，此时物块受到的摩擦力与拉力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力 由于物块与水平面的粗糙程度相同，所以在第5s 时，物块受到的摩擦力大小也为1000N。 [3]第45s 时，物块在做匀速直线运动，若突然重力消失，物块对水平面的压力消失，摩擦力也消失。物块只受拉力作用，将做加速直线运动。 6．(1)小明用水平推力F 把木块向前推动，此过程中，推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图甲、乙所示。当t=2s时，木块所受的摩擦力f= ；请在丙中，将0~6秒内木块所受的摩擦力f随时间t变化的图线补充完整 ； (2)如图甲所示，完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上，GA=GB=15N。在12N的水平拉力F1作用下，A、B一起做匀速直线运动，此时木块B所受的摩擦力为 N；若将A、B紧靠着放在水平桌面上，用水平力F2推A使它们一起匀速运动（如图乙所示），则推力F2= N。 【答案】(1) 200N (2) 0 12 【详解】（1）[1]由图乙可知，当t=2s时，木块做加速运动，此时木块受到的摩擦力为滑动摩擦力，且摩擦力不等于水平推力。3s~5s的过程中，木块做匀速直线运动，木块此时受到的摩擦力为滑动摩擦力，且处于平衡状态，滑动摩擦力等于推力，由图甲可知，3s~5s的过程中，木块受到的推力为200N，则该过程中木块受到的摩擦力为200N，1s~3s过程中以及3s~5s的过程中木块受到的摩擦力均为滑动摩擦力，且压力大小以及接触面的粗糙程度均没有变化，摩擦力大小不变，即当t=2s时，木块所受的摩擦力f=200N。 [2]由图乙可知，0~1s过程中，木块处于静止状态，此时木块所受摩擦力等于推力，由图甲可知，0~1s过程中，木块所受推力为100N，即0~1s过程中木块所受摩擦力为100N，1~6s过程中，木块均处于运动状态，受到的摩擦力均为滑动摩擦力，大小保持200N不变，则0~6秒内木块所受的摩擦力f随时间t变化的图线如下图所示 。 （2）[1]在甲图中，物体A、B在12N的水平拉力F1作用下，一起做匀速直线运动，因此，A、B都受到平衡力作用，而物体B在物体A上，一起做匀速直线运动，物体A、B之间没有发生相对运动或相对运动的趋势，所以物体B不受摩擦力，即摩擦力为0N。 [2]在乙图中，若将A、B紧靠着放在水平桌面上，此时A、B与水平桌面接触的粗糙程度不变，压力也不变，因此摩擦力也不变，使它们一起匀速运动，因此推力与此时的摩擦力为一对平衡力，推力的大小也为12N。 7．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，其和图像分别如乙、丙所示，由图像可知，当时，物体处于 （“静止”、“加速运动”、“匀速运动”）状态，受到的摩擦力是 N，当时，物体受到的摩擦力是 N。 【答案】 静止 3 5 【详解】[1]时间t为1s时，由图丙知，物体的速度为0，处于静止状态。 [2]此时，物体处于平衡状态，水平方向所受的拉力和摩擦力是一对平衡力，由图乙知，此时拉力为3N，则摩擦力为3N。 [3]时间t为3s时，由图丙知，物体做加速运动，4s到6s，物体的速度保持为2m/s不变，做匀速直线运动，此时所受的拉力与摩擦力是平衡力，由图乙知，此时的拉力为5N，摩擦力为5N，整个运动过程，物体的压力与接触面的粗糙程度不变，所以整个过程的滑动摩擦力大小不变，时间为3s时，物体受到的摩擦力为5N。 8．小明用方向不变的力F在粗糙程度不变的水平地面上向右拉动长木板，木块与木板始终保持相对静止。拉力F的大小随时间的变化关系如图乙所示，长木板的运动速度随时间的变化关系如图丙所示。 (1)在的，木块 受到长木板给的摩擦力（选填“有”或“没有”），长木板受到地面的摩擦力为 N；在时，长木板的运动状态是 （选填“静止”“变速运动”或“匀速运动”），长木板受到地面的摩擦力为 N； (2)假如在第10s时，撤去拉力F，长木板受到地面的摩擦力将 （选填“变大”“变小”或“不变”），原因是 。 【答案】(1) 没有 3 变速运动 6(2) 不变 见解析 【详解】（1）[1][2]由v-t图像可知，在0～3s内，物体的速度为零，则当t=2s时，木板和木块均处于静止状态，则木块没有受到长木板给的摩擦力；此时拉力为3N，根据二力平衡，长木板受到地面的摩擦力为3N。 [3][4]在6～9s内，长木板做匀速直线运动，拉力为6N，根据二力平衡，滑动摩擦力为6N；在3～6s内，长木板做加速直线运动，即变速运动，因为滑动摩擦力与速度无关，所以长木板受到地面的摩擦力仍为6N。 （2）[1][2]假如在第10s时，撤去拉力F，长木板将做减速运动，因为滑动摩擦力与速度无关，压力和接触面粗糙程度不变，则长木板受到地面的摩擦力将不变。 9．如图甲所示，小强在水平地面上用力向右推木箱，推力随时间变化的图像如图乙所示，木箱速度随时间变化的图像如图丙所示，0~1s内木箱所受摩擦力大小为 N，1s~2s内木箱处于 （填“平衡”或“非平衡”）状态，受到的摩擦力为 N。2~3s内，木箱所受力的合力为 N。 【答案】 3 非平衡 4 0 【详解】[1]由F-t图像知，0~1s内木箱受到的推力F1=3N，由v-t图像可知，0~1s内木箱静止，处于平衡状态，受摩擦力和推力是平衡力，大小相等，所以摩擦力为 f1=F1=3N [2][3][4]由v-t图像可知，在2~3s内木箱做匀速直线运动，处于平衡状态，所受力的合力为0，由平衡条件可知，木箱受到的滑动摩擦力f=F，由F-t图像可知，在2~3s内推力F=4N，则木箱受到的滑动摩擦力为 f=F=4N 由v-t图像可知，木箱在1~2s内做加速运动，处于非平衡状态，受到的摩擦力为滑动摩擦力，滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与物体运动的速度无关，1s~2s内压力和接触面的粗糙程度不变，木箱受到的摩擦力不变，摩擦力大小为4N。 1．2024年2月17日，第十四届全国冬季运动会在内蒙古呼伦贝尔拉开帷幕。如图所示是短道速滑项目的精彩瞬间，下列说法中正确的是（    ） A．以看台上的观众为参照物，运动员是运动的 B．运动员在转弯过程中，其运动状态保持不变 C．运动员到达终点后，不能立即停下来是因为受到惯性作用 D．运动员站立时对冰面的压力和运动员所受的重力是一对平衡力 【答案】A 【详解】A．以看台上的观众为参照物，运动员的相对位置改变，是运动的，故A正确； B．运动员在转弯过程中，方向改变，其运动状态改变，故B错误； C．惯性不是力，不能说“受到惯性作用”，故C错误； D．运动员站立时对冰面的压力和运动员所受的重力方向相同，不是一对平衡力，故D错误。 故选A。 2．如图所示，某同学静止站立在水平地面上。下列说法正确的是（   ） A．人对地面的压力与地面对人的支持力是一对平衡力 B．人受到的重力与地面对人的支持力是一对平衡力 C．人受到的重力与地面对人的支持力是一对相互作用力 D．人受到的重力与人对地面的压力是一对相互作用力 【答案】B 【详解】A．人对地面的压力与地面对他的支持力分别作用在不同物体上，不是一对平衡力，故A错误； BC．人受到的重力与地面对人的支持力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上，是一对平衡力，故B正确，C错误； D．人所受的重力和人对地面的压力，作用在不同一物体上，并且二力方向相同，因此不是一对平衡力，也不是一对相互作用力，故D错误。 故选B。 3．2023年9月24日，我国运动员在女子赛艇项目比赛中摘得杭州亚运会首枚金牌。如图所示是她们比赛中奋力划桨前行的一个画面。下列说法正确的是（    ） A．以地面为参照物赛艇是运动的 B．桨对水的力和水对桨的力是一对平衡力 C．赛艇的速度越大惯性越大 D．连续划桨使赛艇不停地前进说明力是维持物体运动的原因 【答案】A 【详解】A．以地面为参照物，赛艇相对于地面的位置发生变化，所以赛艇是运动的，故A正确； B．桨对水的力和水对桨的力是分别作用在两个物体上的力，它们大小相等，方向相反，是相互作用的两个力，故B错误； C．惯性的大小只与质量有关，与速度无关，故C错误； D．用力划桨时，受到水的反作用力使赛艇前进，说明力是改变物体运动状态的原因，故D错误。 故选A。 4．为了强身健体，泽轩同学每天都要用哑铃锻炼。如示意图所示，泽轩同学平举手臂，静止拿着哑铃。以下受力分析正确的是（    ） A．当感觉肌肉酸软时，是因为哑铃给手的摩擦力大小增大了 B．哑铃所受重力和手对哑铃的摩擦力是一对相互作用力 C．哑铃所受重力和手对哑铃的作用力是一对相互作用力 D．哑铃所受重力和手对哑铃的作用力是一对平衡力 【答案】D 【详解】AB．泽轩同学平举手臂，静止拿着哑铃，哑铃处于平衡状态，受到的重力和手对它的摩擦力是一对平衡力，哑铃重力不变，受到的摩擦力也不变；由于力的作用是相互的，哑铃给手的摩擦力也不变，故AB错误； CD．哑铃所受重力和手对哑铃的作用力作用在同一物体上，大小相等、方向相反、在同一条直线上，是一对平衡力，故C错误，D正确。 故选D。 5．如图所示，某同学将一把铁锁用绳子悬挂起来，把它拉到自己的鼻子附近，松手后铁锁来同摆动。在摆动过程中（　　） A．绳子对铁锁的拉力和铁锁对绳子的拉力是一对平衡力 B．绳子对铁锁的拉力保持不变 C．铁锁的运动状态一定发生改变 D．若绳子突然断开，铁锁将做匀速直线运动 【答案】C 【详解】A．绳子对铁锁的拉力和铁锁对绳子的拉力，受力物体不同，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，因此是一对相互作用力，故A不符合题意； BC．力可以改变物体的运动状态，由于在摆动的过程中，铁锁的运动方向不断发生变化，其运动状态改变，因此受到非平衡力作用，由于铁锁的重力不变，所以绳子对铁锁的拉力一定变化，故B不符合题意，C符合题意； D．若绳子突然断开，铁锁由于重力作用，不处于平衡状态，故不做匀速直线运动，故D不符合题意。 故选C。 6．如图所示，小车在水平推力作用下向前运动，下列说法正确的是（　　） A．小车所受重力与水平面受到的压力是一对平衡力 B．小车在水平方向上受到推力和阻力的作用 C．撤去推力后，小车仍会前进一段距离是因为小车受到惯性 D．撤去推力后，小车最终停下来说明运动需要力来维持 【答案】B 【详解】A．小车所受重力方向竖直向下，小车对水平面的压力方向竖直向下，所以这两个力不是一对平衡力，故A错误； B．小车在水平方向运动，受到推力和阻力的作用，故B正确； C．惯性是物体的一种性质，不能说受到惯性，故C错误； D．撤去推力后，小车在阻力的作用下最终停下来，说明力是改变物体运动状态的原因，故D错误。 故选B。 7．下列情形中，松手后纸片还能保持平衡的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．纸片两端通过细线绕过定滑轮各放两个质量相等的钩码，纸片两端受到的两个力的大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上，是一对平衡力，纸片能保持平衡状态，故A符合题意； B．纸片两端通过细线绕过定滑轮各放两个和一个质量相等的钩码，纸片两端受到的两个力的大小不相等，即两个力的大小不相等、方向相反、作用在同一条直线上，所以不是一对平衡力，纸片不能保持平衡状态，故B不符合题意； C．纸片两端通过细线绕过定滑轮各放两个质量相等的钩码，但纸片扭转一个角度，纸片两端受到的两个力的大小相等、方向相反、但不是作用在同一条直线上，不是一对平衡力，纸片不能保持平衡状态，，故C不符合题意； D．纸片两端通过细线绕过定滑轮各放两个质量相等的钩码，但纸片两端受到的两个力的大小相等、方向相反、但不是作用在同一条直线上，不是一对平衡力，纸片不能保持平衡状态，故D不符合题意。 故选A。 8．小明坐电梯回家时，电梯匀速上升。若他对电梯的压为F1，电梯对他的支持力为F2，他受到的重力为G，则下列判断中正确的是（　　） A．F1>G B．F2>G C．F1和F2是平衡力 D．F2和G是平衡力 【答案】D 【详解】电梯匀速上升，小明也随电梯一起匀速上升，小明处于平衡状态，小明受到的重力与电梯对他的支持力是一对平衡力，大小相等，即F2和G是平衡力，；小明对电梯的压力和电梯对他的支持力为相互作用力，大小相等，即。故ABC错误，D正确。 故选D。 9．关于近期举行的2024年巴黎奥运会选拔赛的比赛项目，下列说法正确的是（　　） A．运动员在跳鞍马过程中要助跑，是利用运动员的惯性 B．运动员在做单杠项目前，手要擦上滑石粉，是为了减小摩擦力 C．在自由体操项目中，运动员在空翻离地后到落回地面前，不受重力 D．运动员站在平衡木上静止不动，受到的重力与运动员对平衡木的压力是一对平衡力 【答案】A 【详解】A．由于运动员具有惯性，所以运动员在跳鞍马过程中要助跑，利用运动员的惯性，能跳得更远，故A正确； B．运动员在做单杠项目前，手要擦上滑石粉，增大接触面的粗糙程度，是为了增大摩擦力，故B错误； C．由于地球表面的物体都受到重力作用，所以在自由体操项目中，运动员在空翻离地后到落回地面前，仍受重力，故C错误； D．运动员站在平衡木上静止不动，受到的重力方向竖直向下，运动员对平衡木的压力方向向下，两个力方向相同，所以不是一对平衡力，故D错误。 故选A。 10．2024年全国游泳冠军赛上，费立纬以14分49秒30的成绩获得男子1500m自由泳冠军。下列有关说法正确的是（　　） A．运动员折返后不划水仍前进是由于惯性 B．游泳时以泳池为参照物运动员是静止的 C．运动员在池水中前进时不受重力的作用 D．加速冲刺阶段运动员受到平衡力的作用 【答案】A 【详解】A．运动员折返后不划水仍前进，是因为运动员具有惯性，仍要保持原来的运动状态，故A正确； B．游泳时以泳池为参照物，运动员与泳池之间的位置不断发生变化，所以运动员是运动的，故B错误； C．运动员在池水中前进时，仍受到重力的作用，故C错误； D．加速冲刺阶段运动员的运动状态不断发生变化，所以运动员受到非平衡力的作用，故D错误。 故选A。 11．如图所示，在水平桌面上放置A、B两个长方体物块，A物块受到水平向右的拉力F1=9N，B物块受到水平向左的拉力F2=6N，此时A、B两物块一起向右做匀速直线运动，则A对B的摩擦力方向 （选填“向左”或“向右”），B对水平桌面的摩擦力大小为 N。 【答案】 向右 3 【详解】[1]A向右做匀速直线运动，受到的摩擦力与拉力是平衡力，大小相等，方向相反，为9N，方向向左；即B对A的摩擦力为9N，A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是相互作用力，大小相等，方向相反，则A对B的摩擦力为9N，方向向右。 [2]AB一起向右做匀速直线运动，将AB看成一个整体，AB受平衡力作用，由平衡力得，水平桌面对B的摩擦力为 f=F1-F2=9N-6N=3N 由相互作用力大小相等可知，B对水平桌面的摩擦力大小为3N。 12．如图两棋子静止叠放在水平面上，上方棋子受力 （选填“平衡”或“不平衡”）。用尺快速水平击打下方棋子，由于上方棋子具有 ，其位置几乎不变。当下方棋子飞出后，上方棋子受 力的作用而下落。 【答案】 平衡 惯性 重 【详解】[1]由于两棋子都静止叠放在水平面上，都处于平衡状态，所以上方棋子在竖直方向上受到的重力和下方棋子给它的支持力是一对平衡力。因此，上方棋子受力是平衡的。 [2]惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，一切物体都具有惯性。当用尺快速水平击打下方棋子时，由于惯性，上方棋子会保持原来的静止状态，即其位置几乎不变。 [3]当下方棋子飞出后，上方棋子不再受到下方棋子的支持力，但在竖直方向上仍然受到重力的作用。重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，它的方向总是竖直向下的。因此，在重力的作用下，上方棋子会下落。 13．如图所示，和是物体所受的两个力，其中受力情况属于二力平衡的是( ) A．     B． C．     D． 选择理由： 。 【答案】 C 作用在同一物体上的两个力大小相等，方向相反，并且作用在同一条直线上 【详解】[1]A．图中两个力没有作用在同一条直线上，所以两个力不是平衡力，则物体受力情况不属于二力平衡，故A不符合题意； B．图中两个力没有作用在同一条直线上，所以两个力不是平衡力，则物体受力情况不属于二力平衡，故B不符合题意； C．图中两个力大小相等，方向相反，并且作用在同一条直线上，所以两个力是平衡力，则物体受力情况属于二力平衡，故C符合题意； D．图中两个力大小不相等，所以两个力不是平衡力，则物体受力情况不属于二力平衡，故D不符合题意。 故选C。 [2]由于图C中作用在同一物体上的两个力大小相等，方向相反，并且作用在同一条直线上，两个力是一对平衡力，所以物体受力情况属于二力平衡。 14．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 【详解】[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。 1．如图所示，为了使三个半径均为R的光滑圆筒堆放在光滑桌面上（，），可以在桌上A，B圆筒两侧固定一对相同的垫块，从而确保三个圆筒相互接触且不会倒塌，则垫块的最小厚度约为（    ） A．0.02R B．0.04R C．0.06R D．0.08R 【答案】B 【详解】先对上面的C球受力分析，受重力、两个支持力，根据平衡条件，则有 解得支持力为 再对A球受力分析，受重力、地面的支持力、挡板的支持力和上面球的压力，如图所示： 对A球，设与水平方向的夹角为，根据平衡条件，水平方向上则有 竖直方向上则有 其中，，临界条件是，且有数字关系：，，解得垫块的最小厚度。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．如图所示，A、B两个物块的重力分别为6N、4N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F=4N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是（　　） A．天花板所受的拉力为6N，地板受的压力为0N B．天花板所受的拉力为2N，地板受的压力为0N C．天花板所受的拉力为6N，地板受的压力为8N D．天花板所受的拉力为2N，地板受的压力为8N 【答案】D 【详解】弹簧的弹力为4N，有两种可能情形：弹簧处于拉伸状态或弹簧处于压缩状态，因此对应的应有两种情况： ①当弹簧处于拉伸状态时，由A、B受力均平衡可知，A受重力、弹簧向下的拉力及绳子对A的拉力，由力的平衡可知，绳子的拉力 F拉=GA+F=6N+4N=10N 对B受力分析，根据平衡条件可知，地板对B的支持力 F支=GB-F=4N-4N=0N 由于力的作用是相互的，所以天花板受到的拉力为 F拉′=F拉=10N 地板受的压力为 F压=F支=0N ②若弹簧处于压缩状态，由A、B受力均平衡可知，A受重力、弹簧向上的弹力及绳子对A的拉力，由力的平衡可知，绳子的拉力为 F拉′′=GA-F=6N-4N=2N 对B受力分析，根据平衡条件可知，地板对B的支持力为 F支′=GB+F=4N+4N=8N 由于力的作用是相互的，所以天花板受到的拉力为 F拉′′′=F拉′′=2N 地板受的压力为 F压′=F支′=8N 综上，D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2节 二力平衡 目录 2 考点01 二力的平衡的条件 2 考点02 二力平衡的应用 7 考点03 平衡力和相互作用力的区别 9 考点04 平衡力与图像结合问题 14 19 26 考点01 二力平衡的条件 1．如图探究“二力平衡条件”的实验。下列说法错误的是（     ） A．桌面应光滑，可以减小摩擦力对实验的影响 B．小车静止时，只受到一对平衡力的作用 C．将右侧的一组钩码取下，挂在左侧钩码的下面，可以探究出方向相同的两个力不能平衡 D．将小车扭转一个角度，松手后小车会从静止变为运动，这表明两个力平衡需要作用在同一直线上 2．下列两个力属于平衡力的是（    ） A．B． C． D． 3．踢毽子起源于汉代，高承《事物纪原》记：“今时小儿以铅锡为钱，装以鸡羽，呼为毽子，三四成群走踢……”。如图所示，用脚踢毽子时，脚会感觉疼是因为 ；毽子被踢出表明力可以改变物体的 ；毽子到达最高点时处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。 4．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 。 5．在探究“二力平衡条件”的实验中，实验装置如图所示。 (1)如图甲，小潭发现向左盘和右盘加入等重的砝码时，木块处于静止状态再把右盘中的砝码换成较重的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，这时木块在水平方向受到的力是 （选填“平衡”或“不平衡”）的。通过实验比较方案甲和乙，小潭发现采用方案 ，实验效果更好； (2)用乙方案实验时，保持与相等，将小车扭转一个角度，松手后小车不能保持平衡，设计这一步骤的目的是为了验证二力平衡时，两个力必须 ； (3)用丙方案实验时，卡片C要选择较 （选填“重”或“轻”）的； (4)在图甲中画出重5N的木块A所受重力的示意图。 6．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。 7．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。 8．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。 考点02 二力平衡的应用 1．如图所示，A、B两同学推墙，A向前推B，B向前推墙，墙未动。假如每人的推力大小都为F，则以下说法中正确的是（　　） A．墙受到的力为2F B．墙受到的力大于F，小于2F C．两位同学受到地面的摩擦力大小都为F D．B同学不受摩擦力 2．在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”时，小强用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使木块在水平桌面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数如图所示。当水平拉力增大到3N时，木块受到的摩擦力 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 3．如图甲，用拉力F1、F2使木块先后在粗糙程度均匀的同一水平桌面上做直线运动，图乙中图线①和②是两次拉动路程s和时间t图像。两次拉力的功率分别为P1、P2，则以下物理量的大小关系为：两次木块受到桌面的摩擦力f1 f2，F1 F2，P1 P2。 4．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 。 5．如图所示，不计空气阻力，质量为0.02kg的气球A保持与水平面成45°角的方向匀速直线运动，则气球除了受重力，还要受到一个 N的力，此力的方向是 。气球所受重力的施力物体是 。（g取10N/kg） 6．甲、乙两人推一张桌子，甲用30N的力向右推，乙用50N的力向左推，两个力沿同一直线。桌子受到两人的合力是多少？方向如何？ 考点03 平衡力和相互作用力的区别 1．如图所示，人用绳子拉着木块在水平地面上做匀速直线运动，在该过程中，下列说法正确的是（    ） A．若木块速度增大则地面对木块的摩擦力也增大 B．木块受到的重力和地面对木块的支持力是一对平衡力 C．木块对地面的压力和地面对木块的支持力是一对相互作用力 D．停止拉木块后木块还能继续往前运动，是因为木块受到惯性的作用 2．如图所示，一物体A放在水平传送带上，并随传送带一起向右做匀速直线运动，则下列分析正确的是（       ）   A．A总共受到三个力的作用 B．在水平方向上，A受到水平向右的摩擦力 C．在竖直方向上，A对传送带的压力和A受到的重力是一对平衡力 D．在竖直方向上，A对传送带的压力和传送带对A 的支持力是相互作用力 3．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 4．下列有关运动和力的关系中，正确说法是（　　） A．子弹从枪膛射出后能继续前进是因为子弹的惯性大于阻力 B．小张沿水平方向推桌子没推动，是因为他的推力小于桌子受到的摩擦力 C．一茶杯静止在水平桌面上茶杯对桌面的压力和桌面对茶杯的支持力是一对平衡力 D．击打排球时手感到疼，说明力的作用是相互的 5．如图所示，当人推墙时，人将向后退，对此现象下列说法中正确的是  A．人后退的过程中始终受到墙的作用力 B．人离开墙后还能退一段距离是因为人具有惯性 C．人对墙的力大于墙对人的力 D．人对墙的力与墙对人的力是一对平衡力 6．如图所示，用水平力F推行李箱，此时行李箱上的小包和行李箱一起水平向右做匀速直线运动，空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（　　） A．小包的重力和箱子对小包的支持力是一对相互作用力 B．小包受到支持力、重力和摩擦力共3个力的作用 C．行李箱的重力和地面对行李箱的支持力是一对平衡力 D．小包对行李箱的压力和行李箱对小包的支持力是一对相互作用力 7．如图是震惊了海外媒体的中国快递“黑科技”﹣﹣智能快递分拣机器人。派件员将包裹放在机器人的水平托盘上后，机器人通过扫码读取目的地信息，并生成最优路线，将不同目的地的包裹送至不同的位置，从而实现包裹的分拣功能。关于机器人下列说法正确的是（　　） A．包裹随着机器人一起做匀速直线运动时，包裹运动状态改变 B．机器人停下来后，包裹会向前滑动是因为包裹受到惯性的作用 C．包裹对机器人的压力和水平地面对机器人支持力是一对平衡力 D．机器人对地面的压力与地面对机器人的支持力是一对相互作用力 8．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 9．小陆同学发现，当他蹬地时，滑板车就会沿水平地面运动，这说明力的作用 ；当小陆静止地站立在放置于水平地面上的滑板车上时，滑板车受到的支持力与 （选填“小陆的重力”、“车的重力”或“小陆和车的总重力”）是一对平衡力。 10．如图推着购物车在水平地面上做匀速直线运动，购物车受到的支持力与车对地面的压力是一对 （选填“平衡力”或“相互作用力”），撤去推力后，小车由于 会继续向前运动。 11．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”） 考点04 平衡力与图像结合问题 1．如图所示，放在水平地面上的物体，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、物体的运动速度v与时间t的关系如图所示，由图像可知t=1s时，t=3s时和t=5s时，物理所受摩擦力大小分别为（　　） A．2N   4N   4N B．0N   2N  4N C．0N   6N   4N D．0N  4N  4N 2．如图甲所示，放在水平地面上的物体在水平推力F的作用下，物体运动的速度v与时间t的关系如图乙所示，已知在4s~6s内物体受到的水平推力F为2N，则下列说法中正确的是（　　） A．t=1s时，物体处于非平衡状态 B．t=3s时，物体所受摩擦力大小为2N C．t=5s时，物体所受水平推力大于物体所受摩擦力 D．t=6s时，将F撤掉，物体立即静止 3．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，其和的图像分别如图乙、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9N B．时，箱子受到地面的滑动摩擦力为9N C．时，箱子受到的推力和摩擦力是一对平衡力 D．9~12s，滑动摩擦力的大小为6N 4．如图甲所示，“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某运动员做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（将蹦极过程近似为在竖直方向的运动）。根据图像可知，过程中速度大小的变化情况是 （填“一直变大”“一直变小”“先变大后变小”或“先变大后不变”）；重力大小为 （填“”“”“”或“”）；时刻运动员处于 （填“平衡”或“非平衡”）状态。 5．如图甲所示，用水平拉力F拉着物块在粗糙程度相同的水平面上做直线运动。在0~45s内，其速度v与时间t、拉力F与时间t的关系图像如图乙、丙所示。由图像可知，在前10s内，物块在水平方向受 （填“平衡力”或“非平衡力”）；在第5s时，物块受到的摩擦力大小为 N。第45s若突然重力消失，物块将 （填“做匀速直线运动”“静止”或“做加速直线运动”）。 6．(1)小明用水平推力F 把木块向前推动，此过程中，推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图甲、乙所示。当t=2s时，木块所受的摩擦力f= ；请在丙中，将0~6秒内木块所受的摩擦力f随时间t变化的图线补充完整 ； (2)如图甲所示，完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上，GA=GB=15N。在12N的水平拉力F1作用下，A、B一起做匀速直线运动，此时木块B所受的摩擦力为 N；若将A、B紧靠着放在水平桌面上，用水平力F2推A使它们一起匀速运动（如图乙所示），则推力F2= N。 7．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，其和图像分别如乙、丙所示，由图像可知，当时，物体处于 （“静止”、“加速运动”、“匀速运动”）状态，受到的摩擦力是 N，当时，物体受到的摩擦力是 N。 8．小明用方向不变的力F在粗糙程度不变的水平地面上向右拉动长木板，木块与木板始终保持相对静止。拉力F的大小随时间的变化关系如图乙所示，长木板的运动速度随时间的变化关系如图丙所示。 (1)在的，木块 受到长木板给的摩擦力（选填“有”或“没有”），长木板受到地面的摩擦力为 N；在时，长木板的运动状态是 （选填“静止”“变速运动”或“匀速运动”），长木板受到地面的摩擦力为 N； (2)假如在第10s时，撤去拉力F，长木板受到地面的摩擦力将 （选填“变大”“变小”或“不变”），原因是 。 9．如图甲所示，小强在水平地面上用力向右推木箱，推力随时间变化的图像如图乙所示，木箱速度随时间变化的图像如图丙所示，0~1s内木箱所受摩擦力大小为 N，1s~2s内木箱处于 （填“平衡”或“非平衡”）状态，受到的摩擦力为 N。2~3s内，木箱所受力的合力为 N。 1．2024年2月17日，第十四届全国冬季运动会在内蒙古呼伦贝尔拉开帷幕。如图所示是短道速滑项目的精彩瞬间，下列说法中正确的是（    ） A．以看台上的观众为参照物，运动员是运动的 B．运动员在转弯过程中，其运动状态保持不变 C．运动员到达终点后，不能立即停下来是因为受到惯性作用 D．运动员站立时对冰面的压力和运动员所受的重力是一对平衡力 2．如图所示，某同学静止站立在水平地面上。下列说法正确的是（   ） A．人对地面的压力与地面对人的支持力是一对平衡力 B．人受到的重力与地面对人的支持力是一对平衡力 C．人受到的重力与地面对人的支持力是一对相互作用力 D．人受到的重力与人对地面的压力是一对相互作用力 3．2023年9月24日，我国运动员在女子赛艇项目比赛中摘得杭州亚运会首枚金牌。如图所示是她们比赛中奋力划桨前行的一个画面。下列说法正确的是（    ） A．以地面为参照物赛艇是运动的 B．桨对水的力和水对桨的力是一对平衡力 C．赛艇的速度越大惯性越大 D．连续划桨使赛艇不停地前进说明力是维持物体运动的原因 4．为了强身健体，泽轩同学每天都要用哑铃锻炼。如示意图所示，泽轩同学平举手臂，静止拿着哑铃。以下受力分析正确的是（    ） A．当感觉肌肉酸软时，是因为哑铃给手的摩擦力大小增大了 B．哑铃所受重力和手对哑铃的摩擦力是一对相互作用力 C．哑铃所受重力和手对哑铃的作用力是一对相互作用力 D．哑铃所受重力和手对哑铃的作用力是一对平衡力 5．如图所示，某同学将一把铁锁用绳子悬挂起来，把它拉到自己的鼻子附近，松手后铁锁来同摆动。在摆动过程中（　　） A．绳子对铁锁的拉力和铁锁对绳子的拉力是一对平衡力 B．绳子对铁锁的拉力保持不变 C．铁锁的运动状态一定发生改变 D．若绳子突然断开，铁锁将做匀速直线运动 6．如图所示，小车在水平推力作用下向前运动，下列说法正确的是（　　） A．小车所受重力与水平面受到的压力是一对平衡力 B．小车在水平方向上受到推力和阻力的作用 C．撤去推力后，小车仍会前进一段距离是因为小车受到惯性 D．撤去推力后，小车最终停下来说明运动需要力来维持 7．下列情形中，松手后纸片还能保持平衡的是（　　） A． B． C． D． 8．小明坐电梯回家时，电梯匀速上升。若他对电梯的压为F1，电梯对他的支持力为F2，他受到的重力为G，则下列判断中正确的是（　　） A．F1>G B．F2>G C．F1和F2是平衡力 D．F2和G是平衡力 9．关于近期举行的2024年巴黎奥运会选拔赛的比赛项目，下列说法正确的是（　　） A．运动员在跳鞍马过程中要助跑，是利用运动员的惯性 B．运动员在做单杠项目前，手要擦上滑石粉，是为了减小摩擦力 C．在自由体操项目中，运动员在空翻离地后到落回地面前，不受重力 D．运动员站在平衡木上静止不动，受到的重力与运动员对平衡木的压力是一对平衡力 10．2024年全国游泳冠军赛上，费立纬以14分49秒30的成绩获得男子1500m自由泳冠军。下列有关说法正确的是（　　） A．运动员折返后不划水仍前进是由于惯性 B．游泳时以泳池为参照物运动员是静止的 C．运动员在池水中前进时不受重力的作用 D．加速冲刺阶段运动员受到平衡力的作用 11．如图所示，在水平桌面上放置A、B两个长方体物块，A物块受到水平向右的拉力F1=9N，B物块受到水平向左的拉力F2=6N，此时A、B两物块一起向右做匀速直线运动，则A对B的摩擦力方向 （选填“向左”或“向右”），B对水平桌面的摩擦力大小为 N。 12．如图两棋子静止叠放在水平面上，上方棋子受力 （选填“平衡”或“不平衡”）。用尺快速水平击打下方棋子，由于上方棋子具有 ，其位置几乎不变。当下方棋子飞出后，上方棋子受 力的作用而下落。 13．如图所示，和是物体所受的两个力，其中受力情况属于二力平衡的是( ) A．     B． C．     D． 选择理由： 。 14．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 。 1． 如图所示，为了使三个半径均为R的光滑圆筒堆放在光滑桌面上（，），可以在桌上A，B圆筒两侧固定一对相同的垫块，从而确保三个圆筒相互接触且不会倒塌，则垫块的最小厚度约 为（    ） A．0.02R B．0.04R C．0.06R D．0.08R 2．如图所示，A、B两个物块的重力分别为6N、4N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F=4N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是（　　） A．天花板所受的拉力为6N，地板受的压力为0N B．天花板所受的拉力为2N，地板受的压力为0N C．天花板所受的拉力为6N，地板受的压力为8N D．天花板所受的拉力为2N，地板受的压力为8N / 学科网（北京）股份有限公司 $$