课时7.5 二力平衡-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理下册同步学与练（ 北师大版2024）

7.5 二力平衡 01 学习目标 课程标准 物理素养 1. 理解平衡力和平衡状态的定义。 2. 理解二力平衡的条件，掌握平衡力的判断方法。 3. 运用二力平衡条件做简单的受力分析，判断力的大小和方向。 物理观念：理解二力平衡是物体受力的一种特殊情况，认识到当物体受到两个力且满足特定条件时，会保持静止或匀速直线运动状态，这是力与运动关系的重要体现。 科学思维：在探究二力平衡条件的过程中，根据实验现象和数据进行逻辑推理，在解决实际问题时，依据二力平衡条件，通过逻辑推理来判断物体的受力情况和运动状态。 科学探究：设计出合理的实验来探究二力平衡条件。 科学态度与责任：认识到二力平衡知识在生活中的广泛应用，运用所学的二力平衡知识去解释生活中的物理现象、解决实际问题。 02 思维导图 03 知识梳理 1、 二力平衡的概念。 平衡状态：静止或匀速直线运动状态。 二力平衡定义：物体在两个力的作用下，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这两个力平衡，这两个力叫做平衡力。 2、 二力平衡的条件。 同体：两个力作用于同一个受力物体。 共线：两个力作用在同一条直线上。 等大：两个力的大小相等。 反向：两个力的方向相反。 （注：平衡力判断时四个条件必须同时满足，缺一不可） 3、 二力平衡的应用。 根据受力判断物体的运动状态 1 当物体受到平衡力作用时，它将保持静止状态或匀速直线运动状态。例如，放在水平桌面上静止的茶杯，受到重力和桌面的支持力，茶杯处于静止状态，这两个力是平衡力，；在水平公路上匀速行驶的汽车，受到牵引力和阻力作用，汽车做匀速直线运动，牵引力和阻力是平衡力。 2 当物体受到非平衡力作用时，物体的运动状态会发生改变。例如，用力推箱子，箱子在水平方向受到推力和阻力，当箱子加速或减速运动时，物体处于非平衡状态，推力和阻力大小不相等；如果推力和摩擦力方向不在同一直线上，箱子的运动方向也会改变。 根据物体的运动状态判断受力 1 当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，物体可能不受力，也可能受到平衡力的作用。在理想情况下，如太空中的物体，若不受任何力，它将保持匀速直线运动状态；而在地球上，通常物体受到重力和其他力的作用，若处于平衡状态，则这些力是平衡力。 2 当物体的运动状态发生改变时，物体一定受到非平衡力的作用。例如，自由下落的苹果，速度越来越快，运动状态改变，是因为受到重力和空气阻力，且重力大于空气阻力。 4、 平衡力和相互作用力的相同点与不同点。 相同点：大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 不同点 1 受力物体：平衡力作用在同一个物体上，例如放在水平桌面上的杯子，重力和支持力都作用在杯子上；而相互作用力作用在两个不同的物体上，例如人推墙，人对墙的推力和墙对人的反作用力，一个作用在墙上，一个作用在人身上。 2 力的性质：平衡力的两个力性质没有必然的关系，如重力和支持力，重力是由于地球吸引产生的，支持力是弹力；相互作用力的两个力性质一定相同，如书对桌子的压力和桌子对书的支持力都是弹力。 注：在关于相互作用力和平衡力的判断中，受力物体是最明显的区别，但不能只看受力物体，一般情况下判断方法：只有在满足大小相等，方向相反，作用在同一直线的前提下，再去判断是相同还是不同的受力物体。如书本放置在桌面上，书本对桌面的压力和书本自身的重力，受力物体分别为桌面和书本，但它们的方向是相同的，它们既不是平衡力，也不是相互作用力。 04 题型精讲 【题型一】二力平衡的条件和判断。 【典型例题1】下列物体处于平衡状态的是（    ） A．正在圆形轨道上运动的过山车 B．减速进站的火车 C．加速上升的火箭 D．在平直公路上匀速直线行驶的汽车 【答案】D 【详解】平衡状态是指物体处于静止状态或匀速直线运动状态；物体的运动方向或速度大小发生变化，则物体的运动状态改变，处于非平衡状态。 A．正在圆形轨道上运动的过山车，运动方向发生改变，所以过山车不是处于平衡状态，故A不符合题意； B．减速进站的火车速度不断变小，所以火车不是处于平衡状态，故B不符合题意； C．加速上升的火箭速度不断变大，火箭不是处于平衡状态，故C不符合题意； D．在平直公路上匀速直线行驶的汽车，速度和运动方向都没有发生改变，汽车处于平衡状态，故D符合题意。 故选D。 【典型例题2】踢毽子起源于汉代，盛行于南北朝和隋唐，已有两千多年的历史。在如图所示的游戏中，毽子被踢出主要表明力可以改变物体的 。被踢出后，毽子上升到最高处时，毽子处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。（不计空气阻力） 【答案】 运动状态 非平衡 【详解】[1]毽子在力的作用下被踢出，毽子由静止变为运动，其运动状态发生改变，说明力可以改变物体的运动状态。 [2]不计空气阻力，毽子上升到最高处时，毽子受重力作用，受到非平衡力作用，故毽子处于非平衡状态。 【对点训练1】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 【详解】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。 【对点训练2】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。 【题型二】实验探究二力平衡问题。 【典型例题3】物理兴趣小组利用下图所示的器材做“探究二力平衡条件”的实验，图中每个钩码的重力均为1N。 (1)在图甲实验中，判断小车是否受平衡力作用的依据是小车是否保持 （选填“静止”或“加速运动”）状态； (2)他们利用图甲进行多次实验发现，两边的钩码个数不同时，小车将加速运动，说明相互平衡的两个力大小应 ； (3)图甲中的小车处于静止状态后，保持两边钩码数相等，将小车在水平桌面上扭转一个角度后放开，小车将转动回到原来位置，说明相互平衡的两个力必须作用在 上； (4)小华同学发现图甲中装置不好探究“相互平衡的两个力是否必须作用在同一个物体上”，于是他用轻薄卡片代替了小车来探究，如图乙所示。你认为下一步操作是___________； 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)如果将小车换成轻质弹簧测力计，如图丙所示，在左右两端各挂上重2N的砝码。若忽略绳重和摩擦，则可推测弹簧测力计的示数为 N。 【答案】(1)静止 (2)相等 (3)同一直线 (4)B (5)2 【详解】（1）由于静止和匀速直线运动状态是平衡状态，所以实验中通过观察小车能否静止，确定其是否处于平衡状态，如果小车处于静止状态，说明小车受到平衡力的作用。 （2）实验时，向左盘和右盘同时加入相等的砝码时，小车在水平方向受到的拉力相等，处于静止状态；当两边的钩码个数不同时，小车将加速运动，小车处于非平衡状态，这表明平衡的两个力需要大小相等。 （3）图甲中的小车处于静止状态后，保持两边钩码数相等，此时小车水平方向受到的两个力作用在同一直线上；把小车转过一个角度，两个力不在同一直线上，然后松手，观察到小车转动，最后恢复到静止状态，说明小车在水平方向上受到的两个力在同一条直线上时才能平衡。 （4）探究“相互平衡的两个力是否必须在同一物体上”时，需要将两个力作用在两个物体上，所以左右各加一个钩码或把卡片扭转一个角度，都不能将两个力作用在两个物体上，把卡片剪成两半，则将两个力作用在两个物体上，故B符合题意，AC不符合题意。 故选B。 （5）如果将小车换成轻质弹簧测力计，弹簧测力计的示数等于任意一端钩码的重力，所以在左右两盘各放入重2N的砝码，则弹簧测力计受到的拉力为2N，故弹簧测力计的示数为2N。 【典型例题4】用如图所示的装置做“探究二力平衡的条件”的实验时，应选 （选填“轻一些”或“重一些”）的小卡片。卡片平衡时，小华将卡片转过一个角度，松手后卡片不能平衡，设计此实验步骤的目的是探究不在 （选填“同一直线”或“同一物体”）上的两个力是否能平衡。当卡片重新恢复到静止状态，这时卡片两边的拉力大小 、方向相反。 【答案】 轻一些 同一直线 相等 【详解】[1]做“探究二力平衡的条件”的实验时，应选轻一些的小卡片，减小卡片重力对实验结果的影响。 [2]卡片平衡时，小华将卡片转过一个角度，此时卡片受到的两个拉力不在同一条直线上，松手后卡片不能平衡，设计此实验步骤的目的是探究不在同一直线上的两个力是否能平衡。 [3]当卡片重新恢复到静止状态，这时卡片两边的拉力等于两边悬挂物体的重力，大小相等。 【对点训练3】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 。 【答案】(1)匀速直线运动 (2)相反 (3) 不能 同一条直线上 (4)将卡片剪成两半 【详解】（1）[1]如果物体只受两个力的作用，且处于静止或匀速直线运动状态，说明这两 个力相互平衡。静止或匀速直线运动状态属于平衡状态。 （2）小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码，由于重力通过绳子对小卡片施加了两个力，这两个力的方向相反。 （3）[1][2]小卡片转过一个角度，小卡片两端的拉力就不在一条直线上，纸片就会转动，说明了不在同一条直线上的两个力不能平衡。 （4）为了验证只有作用在同一个物体上的两个力才能平衡，应该将卡片剪成两半，使卡片变成两个物体以验证在两个物体上时不能平衡。 【对点训练4】“探究二力平衡的条件”实验目的：物体只在两个力的作用下，且分别处于 状态或 状态时，探究二力平衡的条件实验时，小红认为：应该先使两测力计示数相等、后观察物体的运动状态；小陆认为：应该先使物体处于平衡状态、后观察两测力计的示数，你认为 的观点是正确的。 【答案】 静止 匀速直线运动 小陆 【详解】[1][2]物体处于静止状态或匀速直线运动状态，物体都处于平衡状态。 [3]实验时，只有物体处于平衡状态时，探究出其两边力的关系才是平衡状态时所受力的条件，但不能据两边力的关系判断物体的状态，故小陆的观点正确。 【题型三】二力平衡条件的应用。 【典型例题5】二力平衡的条件：作用在 物体上的两个力 、 、且作用在 上。简称： 、 、 、 。 【答案】 同一 大小相等 方向相反 同一直线 同体 等大 反向 共线 【详解】[1][2][3][4][5][6][7][8]通过实验探究可得结论：二力平衡的条件有四个，分别是：作用在同一物体上的两个力（同体），大小相等（等大），方向相反（反向），且在同一条直线上（共线），简称同体、等大、反向、共线。 【对点训练5】静止在水平地面上的书包重。小丽用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 ，书包所受合力为 。 【答案】 80 0 【详解】[1][2]重为150N的书包静止在水平地面上，小丽用70N的力竖直向上提，由于向上提的力小于重力，所以书包仍静止在地面上，处于平衡状态，书包处于平衡状态，受力的合力为0；书包受到竖直向下的重力、竖直向上的提力、地面竖直向上的支持力作用，则书包受到地面的支持力为 F=150N-70N=80N 【题型四】二力或多力平衡问题。 【典型例题6】为记录运动会中精彩的瞬间，学校邀请摄影师携带无人机进行航拍。如图，无人机匀速上升、空中悬停、匀速下降阶段受到的升力分别为F1、F2、F3，不计空气阻力，则（　　） A．F1>F2>F3 B．F1<F2<F3 C．F1=F2=F3 D．F1=F3>F2 【答案】C 【详解】无人机匀速上升、匀速下降阶段处于匀速直线运动状态，受到的升力和重力是一对平衡力，无人机空中悬停阶段处于静止状态，受到的升力和重力是一对平衡力，重力不变，所以升力相等，即 F1=F2=F3 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【典型例题7】如图所示，物体A、B间用轻弹簧连接（不计弹簧自重），A物体的重力为6N，B物体的重力为8N。用竖直向上大小为10N的力F提着物体A，当A静止时，物体B对地面的压力为（　　） A．12N B．8N C．4N D．2N 【答案】C 【详解】把A、B和弹簧看成整体，在竖直方向上，处于静止状态。由受力分析知 F支+F=GA+GB物体B受到地面的支持力为 F支=GA+GB-F=6N+8N-10N=4N物体B对地面的压力与地面对B的支持力是相互作用力，大小相等，所以物体B对地面的压力为 F压=F支=4N故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【对点训练6】如图所示，将重为G的物体挂于测力计下，先使它以大小为v1的速度向上做匀速直线运动，然后以v2的速度向下做匀速直线运动，且v1>v2，已知前后两次测力计的示数分别为F1、F2，若不计空气阻力，则（    ） A．F1一定大于F2 B．F1一定等于F2 C．F1可能大于F2 D．F1可能等于F2 【答案】B 【详解】物块在测力计作用下向上做匀速直线运动，处于平衡状态，此时物体受重力G与拉力F1平衡，则F1=G；物块在测力计作用下向下做匀速直线运动，处于平衡状态，此时物体受重力G与拉力F2平衡，则F2=G；由以上分析可知F1=F2。 故选B。 【对点训练7】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。 【题型五】平衡力与相互作用力的区别。 【典型例题8】欣欣在附中的“拾光”小店买到了校庆110周年的文创盲盒“小福”，并把它放在盒子上拍照（如图），下列分析正确的是（　　） A．小福受到的重力和它对盒子的压力是一对平衡力 B．盒子受到的重力和地面对盒子的支持力是一对平衡力 C．小福对盒子的压力和盒子对小福的支持力是一对相互作用力 D．小福对盒子的压力和地面对盒子的支持力是一对相互作用力 【答案】C 【详解】A．小福受到的重力和它对盒子的压力方向相同，不是一对平衡力，故A错误； B．盒子受到的重力和地面对盒子的支持力大小并不相同，不是一对平衡力，故B错误； C．小福对盒子的压力和盒子对小福的支持力大小相等、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C正确； D．小福对盒子的压力和地面对盒子的支持力作用在同一物体上，且大小不同，不是一对相互作用力，故D错误。 故选C。 【典型例题9】如图所示，质量为0.4kg的电灯悬挂在电线上静止不动（g取10N/kg）。下列说法错误的是（　　） A．电灯受到的重力是4N B．电灯受到的重力的施力物体是电线 C．电线对电灯的拉力和电灯对电线的拉力是一对相互作用力 D．电灯受到的重力和电线对电灯的拉力是一对平衡力 【答案】B 【详解】A．电灯受到的重力为G=mg=0.4kg×10N/kg=4N，故A正确，不符合题意； B．重力的施力物体是地球，电灯受到的重力的施力物体是地球，故B错误，符合题意； C．电线对电灯的拉力，作用在电灯上；电灯对电线的拉力，作用在电线上；二力作用在不同物体上，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C正确，不符合题意； D．电灯受重力和电线对电灯的拉力而处于平衡，是一对平衡力，大小相等，故D正确，不符合题意。 故选B。 【对点训练8】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。 【对点训练9】如图所示，在桌面上匀速拉动木块。木块受到的拉力和桌面对木块的 力是一对平衡力，木块对桌面的压力和桌面对木块的 力是一对相互作用力。 【答案】 摩擦 支持 【详解】[1]木块做匀速直线运动，水平方向拉力和摩擦力大小相等、方向相反，在同一直线上，作用在同一物体上，是一对平衡力。 [2]木块对桌面的压力和桌面对木块的支持力大小相等、方向相反，在同一直线上，作用在两个物体上，是一对相互作用力。 05 强化训练 【基础强化】 1．下列各图中的两个力，满足二力平衡条件的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．图中两个力作用在不同的物体上，因此不是一对平衡力，故A不符合题意； B．图中两个力不作用在一条直线上，因此不是一对平衡力，故B不符合题意； C．图中两个力的大小不相等，因此不是一对平衡力，故C不符合题意； D．图中两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上，是一对平衡力，故D符合题意。 故选D。 2．顶缸是中国传统杂技表演，表演者用头顶一个或多个陶缸，进行各种动作。如图所示，杂技演员顶着缸静止站在水平舞台上时，下列说法正确的是（　　） A．缸对杂技演员的压力和杂技演员对缸的支持力是一对平衡力 B．缸的重力和杂技演员对缸的支持力是一对平衡力 C．杂技演员的重力和舞台对他的支持力是一对平衡力 D．缸对杂技演员的压力和杂技演员的重力是一对平衡力 【答案】B 【详解】A．缸对杂技演员的压力和杂技演员对缸的支持力作用在两个物体上，是两个物体间的相互作用，是一对相互作用力，故A错误； B．缸受到重力和杂技演员对缸的支持力，这两个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，故B正确； C．舞台对杂技演员的支持力等于杂技演员与缸的总重力，大于杂技演员受到的重力，故这两个力不是一对平衡力，故C错误； D．缸对杂技演员的压力和杂技演员的重力，方向相同，故不是一对平衡力，故D错误。 故选B。 3．下列关于力的说法中正确的是（   ） A．力是维持物体运动状态的原因 B．静止的物体不受力，运动的物体才受力 C．只有相互接触的物体才会产生力的作用 D．物体间力的作用是相互的 【答案】D 【详解】A．力是改变物体运动状态的原因，力不是维持物体运动状态的原因，故A错误； B．物体受到平衡力的作用，可能处于静止状态，所以静止的物体可能受力；如果物体不受力的作用，可能做匀速直线运动，所以运动的物体可能不受力，故B错误； C．不接触的物体间也能产生力的作用，比如：磁铁吸引铁钉时，磁铁和铁钉不接触，磁铁给铁钉一个力的作用，故C错误； D．物体间力的作用是相互的，相互作用力的大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一物体上，故D正确。 故选D。 4．如图所示，某同学在大课间和李老师在教室掰手腕，结果手臂更强壮的李老师获胜了。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。 5．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。 6．如图是投掷实心球的场景。下列情况中实心球受到平衡力作用的是（  ） A．实心球在空中上升 B．实心球停在地面上 C．实心球在地上越滚越慢 D．实心球从空中下落 【答案】B 【详解】A．实心球在空中上升时做曲线运动，运动状态在改变，处于非平衡状态，受到的是非平衡力，故A不符合题意； B．实心球停在地面上时，处于静止状态，受到的重力和支持力是一对平衡力，故B符合题意； C．实心球在地上越滚越慢，它的速度减小，运动状态在改变，处于非平衡状态，受到的是非平衡力，故C不符合题意； D．实心球从空中下落，它的速度增大，运动状态在改变，处于非平衡状态，受到的是非平衡力，故D不符合题意。 故选B。 7．某同学采用如图所示的方式移动桌子。推桌子时，桌子受到的重力与地面对桌子的支持力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。 【答案】不是 【详解】由题图可知，桌子受到重力、地面对其的支持力以及沿右下方的推力的作用，桌子受到的重力与地面对桌子的支持力大小不相等，所以，不是一对平衡力。 8．小新用80N的水平力推动200N的木箱在水平地面向右匀速直线前进，则木箱受到 对平衡力，木箱受到的阻力为 N，地面对木箱的支持力为 N。 【答案】 两 80 200 【详解】[1]木箱在水平方向上受到摩擦力和推力的作用，在竖直方向受到重力和支持力的作用，木箱处于匀速直线运动状态，所以摩擦力和推力是一对平衡力，重力和支持力是一对平衡力，故则木箱受到两对平衡力。 [2][3]根据二力平衡的条件可知，木箱受到的阻力大小等于推力大小，为80N；地面对木箱的支持力大小等于重力大小，为200N。 9．在“探究二力平衡的条件”实验中，同学们设计了下图所示的两种实验方案。小张同学认为 （选填“甲方案”或“乙方案”）更合理。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】 乙方案 静止 【详解】[1]乙方案更加合理，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或匀速直线运动状态时，小车处于平衡状态，但相较而言，匀速直线运动较难判断，所以依据小车处于静止状态时认定小车在水平方向受力平衡。 10．小明做了如图甲所示小实验，一只手平压在气球上，另一只手的食指顶住气球，气球处于静止。观察到气球两侧形变程度不同，则两只手对气球施加的力大小 （相等/不相等）。如图乙所示是小明在活动课中制作的喷气“气球火箭”，当把封口的夹子松开，气球向左喷出空气的同时向右运动，这说明力的作用是 。 【答案】 相等 相互的 【详解】[1]气球处于静止状态，即处于平衡状态，受到平衡力的作用，气球受到两只手的压力，由平衡力的条件可知，两只手对气球施加的力大小相等。 [2]把封口的夹子松开，气球向左喷出气体，在气体推力的作用下向右运动，这说明力的作用是相互的。 11．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。 12．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： 【素养提升】 1．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 【详解】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。 2．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 【详解】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。 3．如图所示，一只碗放在水平桌面上静止不动，以下两个力是一对平衡力的是（　　） A．桌面对碗的支持力和碗对桌面的压力 B．桌面对碗的支持力和碗的重力 C．碗对桌面的压力和碗的重力 D．碗对桌子的压力和地面对桌面的支持力 【答案】B 【详解】A．桌面对碗的支持力和碗对桌面的压力，这两个力分别作用在了碗和桌面上，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．桌面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B符合题意； C．碗对桌面的压力和碗的重力，作用在两个物体上，不是一对平衡力，故C不符合题意； D．地面对桌面的支持力大小等于桌子和碗的重力之和，所以，碗对桌子的压力和地面对桌面的支持力，二力大小不相等，不是一对平衡力，故D不符合题意。 故选B。 4．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 【详解】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。 5．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 【详解】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。 6．如图甲所示，弹簧的一端挂在墙上，一人用5N的力F拉另一端，弹簧伸长了5cm；如图乙所示，两个人分别拉该弹簧的两端，弹簧也伸长了5cm，则和的大小分别为（） A．5 N、5 N B．0、5 N C．5 N、0 D．2.5 N、2.5 N 【答案】A 【详解】当弹簧受力平衡，保持静止时，墙对弹簧的拉力大小等于人对弹簧的拉力大小为5N；弹簧两次伸长量相同，所受拉力不变，仍为5N，且弹簧两端所受人的拉力大小相等，即均为5N。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 7．如图甲是某商场里的垂直电梯和自动扶梯，图乙记录了小梦在商场里乘坐电梯的s-t图像。小梦乘坐垂直电梯受到的支持力 （选填“大于”“等于”或“小于”）乘坐自动扶梯受到的支持力；乘坐自动扶梯时，以 为参照物，小梦是静止的。 【答案】 等于 自动扶梯 【详解】[1]由图乙可知，小梦乘坐垂直电梯或乘坐自动扶梯均做匀速直线运动，处于平衡状态，小梦受到的垂直电梯或自动扶梯的支持力均等于小梦的重力，因此小梦乘坐垂直电梯受到的支持力等于乘坐自动扶梯受到的支持力。 [2]乘坐自动扶梯时，小梦相对于自动扶梯的位置未发生改变，是静止的。 8．我们常用“频闪照片”来研究物体的运动。如图1所示，记录了甲、乙两个小球每隔1s所处的位置。根据底片可以判断 球处于平衡状态。图2中的图像描述的是 球做 运动。 【答案】 甲 甲 匀速直线运动 【详解】[1]由图1知道，甲球在相同的时间间隔内通过的路程相等，所以，可以认为甲球做匀速直线运动，乙球在相邻的时间间隔内，通过的路程逐渐的增大，所以，乙球的运动速度逐渐增大，做的是加速运动。静止和匀速直线运动都是平衡态，所以，由图1知道，甲球处于平衡状态。 [2][3]由图2知道，路程随着时间的增加而逐渐的增大且成正比关系，即图2是匀速直线运动的图像，所以该图像描述的是甲球的运动。 9．如图所示，不计空气阻力，重力为0.2N的气球保持与水平面成45°角的方向匀速直线运动，此状态下气球还受到一个力。根据二力平衡的原理，你认为此力的大小应为 N，此力的方向是 。 【答案】 0.2 竖直向上 【详解】[1][2]不计空气阻力，气球保持与水平面成45°角的方向做匀速直线运动，说明气球处于平衡状态要受到平衡力的作用，即重力和另一个力平衡，已知重力为0.2N，且重力的方向竖直向下，根据二力平衡的条件可知，另一个力的大小也是0.2N，方向与重力的方向相反，即竖直向上。 10．用钢丝绳系上一个重为500N的物体，当钢丝绳拉着它匀速上升时，绳对物体的拉力是 N，当钢丝绳拉着物体以2m/s的速度匀速下降时，绳对物体的拉力 （变大、变小或不变）。 【答案】 500 不变 【详解】[1]当钢丝绳拉着它匀速上升时，绳对物体的拉力和物体的重力是一对平衡力，大小相等，绳子对物体的拉力为500N。 [2]当钢丝绳拉着物体以2m/s的速度匀速下降时，绳对物体的拉力和物体的重力仍是一对平衡力，大小相等，绳子对物体的拉力仍为500N，大小不变。 11．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。 12．如图为探究“二力平衡条件”的实验装置示意图： (1)本实验中，通过调整 来改变拉力的大小； (2)在探究力的大小对二力平衡的影响时，若左右两边的钩码个数不相等，小卡片不能保持平衡。这说明两个力必须大小 ，才能使小车平衡； (3)保持与相等，将小卡片转过一个角度，松手后小卡片不能保持平衡，设计此实验步骤的目的是探究 ； (4)为了探究“是否只有两个力作用在同一物体上才能使物体保持平衡，在图中小卡片平衡的情况下，进行的操作是 ； (5)实验中，使用质量可忽略不计的小卡片是为了排除 对实验的影响； (6)大量的实验事实表明，二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力必须大小相等、 、作用在同一直线上。 【答案】(1)钩码个数 (2)相等 (3)见解析 (4)用剪刀将小卡片剪开 (5)重力 (6)方向相反 【详解】（1）钩码对绳子的拉力等于钩码的重力，所以可通过改变钩码的个数来改变拉力的大小。 （2）若左右两边的钩码个数不相等，即两侧拉力大小不相等，小卡片不能保持平衡，这说明两个力必须大小相等。 （3）将小卡片转过一个角度，此时两侧的拉力不在同一直线上，松手后小卡片不能保持平衡，说明二力平衡时的两个力一定在同一直线上，即此操作可以用于探究二力平衡时的两个力是否一定在同一直线上。 （4）用剪刀将小卡片剪开，若两侧的钩码都因为不能保持平衡而掉落，则可说明相互平衡的两个力必须作用在同一个物体上。 （5）使用质量可忽略不计的小卡片是因为卡片的重力可以忽略不计，可以避免卡片自重对实验造成干扰。 （6）由图可知，卡片受到的拉力一个水平向左，一个水平向右，说明两个力方向相反，结合前面的实验探究，可得二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力必须大小相等、方向相反、作用在同一直线上。 【能力培优】 1．用10牛的水平力把重2牛的正方体木块紧压在竖直的墙壁上，则木块对墙壁的压力为（　　） A．12牛 B．10牛 C．8牛 D．2牛 【答案】B 【详解】用10N的水平力把重2N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重力和向上的摩擦力；水平方向上的平衡力是对木块的压力和墙壁对木块的支撑力。对木块的压力为10N，根据二力平衡的条件可以判断墙壁对木块的支撑力为10N，根据力的相互作用，木块对墙壁的压力为10N。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．跳水运动员利用跳板完成翻转三周半跳水动作，如图所示，若不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．运动员在空中曲线运动时，上升和下降时受到的力大小和方向都不变 B．运动员腾空而起后，在最高点时属于平衡状态 C．跳板形变产生的力是运动员对跳板的压力 D．让跳板形变的力是运动员的重力 【答案】A 【详解】A．不计空气阻力，运动员在空中曲线运动时，上升和下降时，运动员只受到重力一个力作用，即运动员受到的力大小和方向都不变，故A正确； B．运动员腾空而起后，在最高点时速度为零，但受重力作用，处于非平衡状态，故B错误； C．跳板形变产生的力是跳板对运动员的支持力，故C错误； D．让跳板形变的力是运动员对跳板的压力，故D错误。 故选A。 3．停放在水平地面上的汽车，此时（　　） A．车的重力与地面对车的支持力是一对平衡力 B．车的重力与地面的压力是相互作用力 C．车的支持力与地面的压力是一对平衡力 D．车的重力与地面对车的支持力是相互作用力 【答案】A 【详解】A．停放在水平地面上的汽车，车的重力与地面对车的支持力作用在同一个物体上，符合二力平衡条件，故A符合题意； B．车的重力与地面的压力不是作用在相互作用的两个物体上的力，不是相互作用力，故B不符合题意； C．车的支持力与地面的压力是作用在不同物体上的两个力，不是平衡力，故C不符合题意； D．车的重力与地面对车的支持力是作用在同一物体上的两个力，是一对平衡力，故D不符合题意。 故选A。 4．如图，小明驾驶平衡车在水平路面上匀速直线运动时，下列说法正确的是（　　） A．平衡车所受的重力与地面对平衡车的支持力是一对平衡力 B．小明所受的重力与平衡车对小明的支持力是一对相互作用力 C．平衡车受到小明的压力与平衡车对小明的支持力是一对相互作用力 D．小明所受的重力与小明对平衡车的压力是一对平衡力 【答案】C 【详解】A．平衡车和人的总重力等于地面对平衡车的支持力，平衡车所受的重力与地面对平衡车的支持力大小不相等，不是一对平衡力，故A错误； B．小明所受的重力与平衡车对小明的支持力都作用在同一物体上，不是一对相互作用力，故B错误； C．平衡车受到小明的压力与平衡车对小明的支持力，大小相等、方向相反、作用在两个相互接触的物体上，是一对相互作用力，故C正确； D．小明所受的重力与小明对平衡车的压力方向相同，不是一对平衡力，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．“嫦娥五号”是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器。它的登月过程如下：在距月球表面200千米高度处开始绕月做匀速圆周运动，之后它的着陆器和上升器组合体从距离月面约15千米处开始实施动力下降，最后实现月面软着陆，下列关于“嫦娥五号”登陆月球的表述中错误的是：（    ） A．实施动力下降的过程中，发动机的喷气管向月球表面喷射燃气，燃气对探测器施加反方向的制动力 B．“嫦娥五号”绕月球做匀速圆周运动时，运动状态未发生改变 C．“嫦娥五号”软着陆的过程中，相对月球表面是运动的 D．“嫦娥五号”登陆月球表面的过程中，无法使用常规的降落伞减速方案 【答案】B 【详解】A．根据力的相互作用，实施动力下降的过程中，发动机的喷气管向月球表面喷射燃气，燃气对探测器施加反方向的制动力，故A正确，不符合题意； B．“嫦娥五号”绕月球做匀速圆周运动时，运动方向改变，运动状态发生改变，故B错误，符合题意； C．“嫦娥五号”软着陆的过程中，相对月球表面位置改变，是运动的，故C正确，不符合题意； D．月球表面没有空气，“嫦娥五号”登陆月球表面的过程中，无法使用常规的降落伞减速方案，故D正确，不符合题意。 故选B。 7．平衡力和相互作用力的区别：平衡力作用在 物体上，相互作用力作用在 物体上。 【答案】 同一 两个 【详解】[1][2]平衡力是指作用在同一个物体上的两个等大、方向相反的力，使得物体保持平衡状态。相互作用力是指两个物体之间的作用力，两个物体彼此施加的力大小相等、方向相反。 8．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 【详解】[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。 9．图甲中的同学拉着行李箱行走在水平路面上，行李箱匀速前进并保持倾角不变。假如这一过程中行李箱（含箱内物体）受到的重力G如图乙所示，则该同学对行李箱施加的拉力不可能是图中的 （选填“”或“”）。你判断的理由是 。 【答案】 F1 见解析 【详解】[1][2]拉着行李箱匀速前进并保持倾角不变。要匀速前进，受力平衡，受到竖直向上的支持力、竖直向下的重力、水平向左的摩擦力和拉力的共同作用；F1的方向是竖直向上的，不会产生向右的动力与摩擦力平衡，因而不可能匀速前进。F2的方向向右上方，会产生向右的动力与摩擦力平衡。 10．起重机的钢绳吊着4×103N的重物，先静止在空中，然后以2m/s的速度匀速上升，最后以2m/s的速度匀速下降，在这三个运动状态下，钢绳对重物的拉力分别为F1、F2、F3，则F1= N，F2 F3（均选填“>”、“<”或“=”）。 【答案】 4×103 = 【详解】[1]重物静止在空中时，钢绳对它的拉力和它的重力是一对平衡力，大小相等，所以，钢绳对重物的拉力F1=4×103N。 [2]重物匀速上升或匀速下降时，钢绳对它的拉力和它的重力都是一对平衡力，大小相等，所以，钢绳对重物的拉力F2=F3。 11．如图所示的装置中，物体甲重5N，物体乙重8N，甲、乙两物体均保持静止，则物体甲受到绳子的拉力为 N，物体乙受到地面的支持力为 N。 【答案】 5 3 【详解】[1]甲处于静止状态，受力平衡，由二力平衡得，物体甲受到绳子的拉力为 [2]物体乙受到重力、绳子的拉力、地面的支持力处于平衡状态，则物体乙受到地面的支持力为 12．如图所示探究二力平衡的条件。 (1)当物体处于 状态或匀速直线运动状态时，它受到的力是相互平衡的。小明在实验中出现如图甲所示的情况，左右两端钩码数量不同，但物块静止不动； (2)小明改用图乙装置进行实验，其主要原因是______________： A．小卡片是比较容易获取的材料 B．小卡片容易扭转 C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D．减少摩擦力对实验结果的影响 (3)乙装置中，当卡片静止平衡时，在装置的左右两托盘中放上砝码，使作用在上小卡片上的两个拉力方向 （选填“相同”或“相反”），左右两边钩码的质量分别是和，则 （选填“＞”、“＜”或“=”）； (4)乙装置中，在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开并观察随之发生的现象，由此可以得到二力平衡的一个条件： ； (5)当等于时，图丙和图丁中的小卡片能处在平衡状态的是 。 【答案】(1)静止 (2)D (3) 相反 = (4)两个力作用在同一物体上 (5)丙 【详解】（1）物体为静止或匀速直线运动时为平衡状态，当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，它受到的力是相互平衡的。 （2）图甲中，木块受到桌面的滑动摩擦力的作用，图乙中卡片不受摩擦力作用，小明改用图乙装置进行实验，其主要原因是减少摩擦力对实验结果的影响，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 （3）[1]乙装置中，当卡片静止平衡时，在装置的左右两托盘中放上砝码，作用在上小卡片上的两个拉力作用在同一直线上，使作用在上小卡片上的两个拉力方向相反。 [2]卡片静止时受到的力为平衡力，则卡片两边受到的拉力大小相等，卡片两边受到的拉力分别等于钩码的重力，左右两边钩码的质量分别是和，由得，则 （4）乙装置中，在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，两拉力作用在两个相同的卡片上，观察到两卡片由静止变为运动，两卡片运动状态发生改变，处于非平衡态中，由此可以得到二力平衡的一个条件是两力作用在同一直线上。 （5）当等于时，图丙中两拉力作用在同一直线上，图丁中两拉力作用在不同一直线上，则小卡片能处在平衡状态的是丙。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 7.5 二力平衡 01 学习目标 课程标准 物理素养 1. 理解平衡力和平衡状态的定义。 2. 理解二力平衡的条件，掌握平衡力的判断方法。 3. 运用二力平衡条件做简单的受力分析，判断力的大小和方向。 物理观念：理解二力平衡是物体受力的一种特殊情况，认识到当物体受到两个力且满足特定条件时，会保持静止或匀速直线运动状态，这是力与运动关系的重要体现。 科学思维：在探究二力平衡条件的过程中，根据实验现象和数据进行逻辑推理，在解决实际问题时，依据二力平衡条件，通过逻辑推理来判断物体的受力情况和运动状态。 科学探究：设计出合理的实验来探究二力平衡条件。 科学态度与责任：认识到二力平衡知识在生活中的广泛应用，运用所学的二力平衡知识去解释生活中的物理现象、解决实际问题。 02 思维导图 03 知识梳理 1、 二力平衡的概念。 平衡状态：静止或匀速直线运动状态。 二力平衡定义：物体在两个力的作用下，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这两个力平衡，这两个力叫做平衡力。 2、 二力平衡的条件。 同体：两个力作用于同一个受力物体。 共线：两个力作用在同一条直线上。 等大：两个力的大小相等。 反向：两个力的方向相反。 （注：平衡力判断时四个条件必须同时满足，缺一不可） 3、 二力平衡的应用。 根据受力判断物体的运动状态 1 当物体受到平衡力作用时，它将保持静止状态或匀速直线运动状态。例如，放在水平桌面上静止的茶杯，受到重力和桌面的支持力，茶杯处于静止状态，这两个力是平衡力，；在水平公路上匀速行驶的汽车，受到牵引力和阻力作用，汽车做匀速直线运动，牵引力和阻力是平衡力。 2 当物体受到非平衡力作用时，物体的运动状态会发生改变。例如，用力推箱子，箱子在水平方向受到推力和阻力，当箱子加速或减速运动时，物体处于非平衡状态，推力和阻力大小不相等；如果推力和摩擦力方向不在同一直线上，箱子的运动方向也会改变。 根据物体的运动状态判断受力 1 当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，物体可能不受力，也可能受到平衡力的作用。在理想情况下，如太空中的物体，若不受任何力，它将保持匀速直线运动状态；而在地球上，通常物体受到重力和其他力的作用，若处于平衡状态，则这些力是平衡力。 2 当物体的运动状态发生改变时，物体一定受到非平衡力的作用。例如，自由下落的苹果，速度越来越快，运动状态改变，是因为受到重力和空气阻力，且重力大于空气阻力。 4、 平衡力和相互作用力的相同点与不同点。 相同点：大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 不同点 1 受力物体：平衡力作用在同一个物体上，例如放在水平桌面上的杯子，重力和支持力都作用在杯子上；而相互作用力作用在两个不同的物体上，例如人推墙，人对墙的推力和墙对人的反作用力，一个作用在墙上，一个作用在人身上。 2 力的性质：平衡力的两个力性质没有必然的关系，如重力和支持力，重力是由于地球吸引产生的，支持力是弹力；相互作用力的两个力性质一定相同，如书对桌子的压力和桌子对书的支持力都是弹力。 注：在关于相互作用力和平衡力的判断中，受力物体是最明显的区别，但不能只看受力物体，一般情况下判断方法：只有在满足大小相等，方向相反，作用在同一直线的前提下，再去判断是相同还是不同的受力物体。如书本放置在桌面上，书本对桌面的压力和书本自身的重力，受力物体分别为桌面和书本，但它们的方向是相同的，它们既不是平衡力，也不是相互作用力。 04 题型精讲 【题型一】二力平衡的条件和判断。 【典型例题1】下列物体处于平衡状态的是（    ） A．正在圆形轨道上运动的过山车 B．减速进站的火车 C．加速上升的火箭 D．在平直公路上匀速直线行驶的汽车 【典型例题2】踢毽子起源于汉代，盛行于南北朝和隋唐，已有两千多年的历史。在如图所示的游戏中，毽子被踢出主要表明力可以改变物体的 。被踢出后，毽子上升到最高处时，毽子处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。（不计空气阻力） 【对点训练1】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 【对点训练2】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。 【题型二】实验探究二力平衡问题。 【典型例题3】物理兴趣小组利用下图所示的器材做“探究二力平衡条件”的实验，图中每个钩码的重力均为1N。 (1)在图甲实验中，判断小车是否受平衡力作用的依据是小车是否保持 （选填“静止”或“加速运动”）状态； (2)他们利用图甲进行多次实验发现，两边的钩码个数不同时，小车将加速运动，说明相互平衡的两个力大小应 ； (3)图甲中的小车处于静止状态后，保持两边钩码数相等，将小车在水平桌面上扭转一个角度后放开，小车将转动回到原来位置，说明相互平衡的两个力必须作用在 上； (4)小华同学发现图甲中装置不好探究“相互平衡的两个力是否必须作用在同一个物体上”，于是他用轻薄卡片代替了小车来探究，如图乙所示。你认为下一步操作是___________； 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)如果将小车换成轻质弹簧测力计，如图丙所示，在左右两端各挂上重2N的砝码。若忽略绳重和摩擦，则可推测弹簧测力计的示数为 N。 【典型例题4】用如图所示的装置做“探究二力平衡的条件”的实验时，应选 （选填“轻一些”或“重一些”）的小卡片。卡片平衡时，小华将卡片转过一个角度，松手后卡片不能平衡，设计此实验步骤的目的是探究不在 （选填“同一直线”或“同一物体”）上的两个力是否能平衡。当卡片重新恢复到静止状态，这时卡片两边的拉力大小 、方向相反。 【对点训练3】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 。 【对点训练4】“探究二力平衡的条件”实验目的：物体只在两个力的作用下，且分别处于 状态或 状态时，探究二力平衡的条件实验时，小红认为：应该先使两测力计示数相等、后观察物体的运动状态；小陆认为：应该先使物体处于平衡状态、后观察两测力计的示数，你认为 的观点是正确的。 【题型三】二力平衡条件的应用。 【典型例题5】二力平衡的条件：作用在 物体上的两个力 、 、且作用在 上。简称： 、 、 、 。 【对点训练5】静止在水平地面上的书包重。小丽用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 ，书包所受合力为 。 【题型四】二力或多力平衡问题。 【典型例题6】为记录运动会中精彩的瞬间，学校邀请摄影师携带无人机进行航拍。如图，无人机匀速上升、空中悬停、匀速下降阶段受到的升力分别为F1、F2、F3，不计空气阻力，则（　　） A．F1>F2>F3 B．F1<F2<F3 C．F1=F2=F3 D．F1=F3>F2 【典型例题7】如图所示，物体A、B间用轻弹簧连接（不计弹簧自重），A物体的重力为6N，B物体的重力为8N。用竖直向上大小为10N的力F提着物体A，当A静止时，物体B对地面的压力为（　　） A．12N B．8N C．4N D．2N 【对点训练6】如图所示，将重为G的物体挂于测力计下，先使它以大小为v1的速度向上做匀速直线运动，然后以v2的速度向下做匀速直线运动，且v1>v2，已知前后两次测力计的示数分别为F1、F2，若不计空气阻力，则（    ） A．F1一定大于F2 B．F1一定等于F2 C．F1可能大于F2 D．F1可能等于F2 【对点训练7】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 。 【题型五】平衡力与相互作用力的区别。 【典型例题8】欣欣在附中的“拾光”小店买到了校庆110周年的文创盲盒“小福”，并把它放在盒子上拍照（如图），下列分析正确的是（　　） A．小福受到的重力和它对盒子的压力是一对平衡力 B．盒子受到的重力和地面对盒子的支持力是一对平衡力 C．小福对盒子的压力和盒子对小福的支持力是一对相互作用力 D．小福对盒子的压力和地面对盒子的支持力是一对相互作用力 【典型例题9】如图所示，质量为0.4kg的电灯悬挂在电线上静止不动（g取10N/kg）。下列说法错误的是（　　） A．电灯受到的重力是4N B．电灯受到的重力的施力物体是电线 C．电线对电灯的拉力和电灯对电线的拉力是一对相互作用力 D．电灯受到的重力和电线对电灯的拉力是一对平衡力 【对点训练8】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 【对点训练9】如图所示，在桌面上匀速拉动木块。木块受到的拉力和桌面对木块的 力是一对平衡力，木块对桌面的压力和桌面对木块的 力是一对相互作用力。 05 强化训练 【基础强化】 1．下列各图中的两个力，满足二力平衡条件的是（　　） A． B． C． D． 2．顶缸是中国传统杂技表演，表演者用头顶一个或多个陶缸，进行各种动作。如图所示，杂技演员顶着缸静止站在水平舞台上时，下列说法正确的是（　　） A．缸对杂技演员的压力和杂技演员对缸的支持力是一对平衡力 B．缸的重力和杂技演员对缸的支持力是一对平衡力 C．杂技演员的重力和舞台对他的支持力是一对平衡力 D．缸对杂技演员的压力和杂技演员的重力是一对平衡力 3．下列关于力的说法中正确的是（   ） A．力是维持物体运动状态的原因 B．静止的物体不受力，运动的物体才受力 C．只有相互接触的物体才会产生力的作用 D．物体间力的作用是相互的 4．如图所示，某同学在大课间和李老师在教室掰手腕，结果手臂更强壮的李老师获胜了。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 5．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 6．如图是投掷实心球的场景。下列情况中实心球受到平衡力作用的是（  ） A．实心球在空中上升 B．实心球停在地面上 C．实心球在地上越滚越慢 D．实心球从空中下落 7．某同学采用如图所示的方式移动桌子。推桌子时，桌子受到的重力与地面对桌子的支持力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。 8．小新用80N的水平力推动200N的木箱在水平地面向右匀速直线前进，则木箱受到 对平衡力，木箱受到的阻力为 N，地面对木箱的支持力为 N。 9．在“探究二力平衡的条件”实验中，同学们设计了下图所示的两种实验方案。小张同学认为 （选填“甲方案”或“乙方案”）更合理。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 。 10．小明做了如图甲所示小实验，一只手平压在气球上，另一只手的食指顶住气球，气球处于静止。观察到气球两侧形变程度不同，则两只手对气球施加的力大小 （相等/不相等）。如图乙所示是小明在活动课中制作的喷气“气球火箭”，当把封口的夹子松开，气球向左喷出空气的同时向右运动，这说明力的作用是 。 11．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。 12．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。 【素养提升】 1．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 2．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 3．如图所示，一只碗放在水平桌面上静止不动，以下两个力是一对平衡力的是（　　） A．桌面对碗的支持力和碗对桌面的压力 B．桌面对碗的支持力和碗的重力 C．碗对桌面的压力和碗的重力 D．碗对桌子的压力和地面对桌面的支持力 4．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 5．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 6．如图甲所示，弹簧的一端挂在墙上，一人用5N的力F拉另一端，弹簧伸长了5cm；如图乙所示，两个人分别拉该弹簧的两端，弹簧也伸长了5cm，则和的大小分别为（） A．5 N、5 N B．0、5 N C．5 N、0 D．2.5 N、2.5 N 7．如图甲是某商场里的垂直电梯和自动扶梯，图乙记录了小梦在商场里乘坐电梯的s-t图像。小梦乘坐垂直电梯受到的支持力 （选填“大于”“等于”或“小于”）乘坐自动扶梯受到的支持力；乘坐自动扶梯时，以 为参照物，小梦是静止的。 8．我们常用“频闪照片”来研究物体的运动。如图1所示，记录了甲、乙两个小球每隔1s所处的位置。根据底片可以判断 球处于平衡状态。图2中的图像描述的是 球做 运动。 9．如图所示，不计空气阻力，重力为0.2N的气球保持与水平面成45°角的方向匀速直线运动，此状态下气球还受到一个力。根据二力平衡的原理，你认为此力的大小应为 N，此力的方向是 。 10．用钢丝绳系上一个重为500N的物体，当钢丝绳拉着它匀速上升时，绳对物体的拉力是 N，当钢丝绳拉着物体以2m/s的速度匀速下降时，绳对物体的拉力 （变大、变小或不变）。 11．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 。 12．如图为探究“二力平衡条件”的实验装置示意图： (1)本实验中，通过调整 来改变拉力的大小； (2)在探究力的大小对二力平衡的影响时，若左右两边的钩码个数不相等，小卡片不能保持平衡。这说明两个力必须大小 ，才能使小车平衡； (3)保持与相等，将小卡片转过一个角度，松手后小卡片不能保持平衡，设计此实验步骤的目的是探究 ； (4)为了探究“是否只有两个力作用在同一物体上才能使物体保持平衡，在图中小卡片平衡的情况下，进行的操作是 ； (5)实验中，使用质量可忽略不计的小卡片是为了排除 对实验的影响； (6)大量的实验事实表明，二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力必须大小相等、 、作用在同一直线上。 【能力培优】 1．用10牛的水平力把重2牛的正方体木块紧压在竖直的墙壁上，则木块对墙壁的压力为（　　） A．12牛 B．10牛 C．8牛 D．2牛 2．跳水运动员利用跳板完成翻转三周半跳水动作，如图所示，若不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．运动员在空中曲线运动时，上升和下降时受到的力大小和方向都不变 B．运动员腾空而起后，在最高点时属于平衡状态 C．跳板形变产生的力是运动员对跳板的压力 D．让跳板形变的力是运动员的重力 3．停放在水平地面上的汽车，此时（　　） A．车的重力与地面对车的支持力是一对平衡力 B．车的重力与地面的压力是相互作用力 C．车的支持力与地面的压力是一对平衡力 D．车的重力与地面对车的支持力是相互作用力 4．如图，小明驾驶平衡车在水平路面上匀速直线运动时，下列说法正确的是（　　） A．平衡车所受的重力与地面对平衡车的支持力是一对平衡力 B．小明所受的重力与平衡车对小明的支持力是一对相互作用力 C．平衡车受到小明的压力与平衡车对小明的支持力是一对相互作用力 D．小明所受的重力与小明对平衡车的压力是一对平衡力 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．“嫦娥五号”是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器。它的登月过程如下：在距月球表面200千米高度处开始绕月做匀速圆周运动，之后它的着陆器和上升器组合体从距离月面约15千米处开始实施动力下降，最后实现月面软着陆，下列关于“嫦娥五号”登陆月球的表述中错误的是：（    ） A．实施动力下降的过程中，发动机的喷气管向月球表面喷射燃气，燃气对探测器施加反方向的制动力 B．“嫦娥五号”绕月球做匀速圆周运动时，运动状态未发生改变 C．“嫦娥五号”软着陆的过程中，相对月球表面是运动的 D．“嫦娥五号”登陆月球表面的过程中，无法使用常规的降落伞减速方案 7．平衡力和相互作用力的区别：平衡力作用在 物体上，相互作用力作用在 物体上。 8．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 。 9．图甲中的同学拉着行李箱行走在水平路面上，行李箱匀速前进并保持倾角不变。假如这一过程中行李箱（含箱内物体）受到的重力G如图乙所示，则该同学对行李箱施加的拉力不可能是图中的 （选填“”或“”）。你判断的理由是 。 10．起重机的钢绳吊着4×103N的重物，先静止在空中，然后以2m/s的速度匀速上升，最后以2m/s的速度匀速下降，在这三个运动状态下，钢绳对重物的拉力分别为F1、F2、F3，则F1= N，F2 F3（均选填“>”、“<”或“=”）。 11．如图所示的装置中，物体甲重5N，物体乙重8N，甲、乙两物体均保持静止，则物体甲受到绳子的拉力为 N，物体乙受到地面的支持力为 N。 12．如图所示探究二力平衡的条件。 (1)当物体处于 状态或匀速直线运动状态时，它受到的力是相互平衡的。小明在实验中出现如图甲所示的情况，左右两端钩码数量不同，但物块静止不动； (2)小明改用图乙装置进行实验，其主要原因是______________： A．小卡片是比较容易获取的材料 B．小卡片容易扭转 C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D．减少摩擦力对实验结果的影响 (3)乙装置中，当卡片静止平衡时，在装置的左右两托盘中放上砝码，使作用在上小卡片上的两个拉力方向 （选填“相同”或“相反”），左右两边钩码的质量分别是和，则 （选填“＞”、“＜”或“=”）； (4)乙装置中，在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开并观察随之发生的现象，由此可以得到二力平衡的一个条件： ； (5)当等于时，图丙和图丁中的小卡片能处在平衡状态的是 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$