内容正文:
第七章 物体间的相互作用
第四节 二力平衡
二力平衡
1.【新课标·科学思维】以下各图是每隔0.1 s拍摄一次的小球
在不同运动状态下的频闪照片,其中受到平衡力作用的是( )
B
解析 A图中小球运动方向改变,受非平衡力作用;B图中小球
在相同时间间隔内通过的距离相等,小球做匀速直线运动,受
平衡力作用;C、D图中小球在相同时间间隔内通过的距离不
相等,做变速直线运动,受非平衡力作用。
2.【新特色·教材习题变式】(2023北京大兴期中)如图所示的
情境中,力F1和F2是一对平衡力的是 ( )
B
解析 A图中两个力的大小不相等,所以不是一对平衡力;B图
中两个力的大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作
用在同一个物体上,所以是一对平衡力;C图中两个力不在同
一条直线上,所以不是一对平衡力;D图中两个力没有作用在
同一个物体上,所以不是一对平衡力。故选B。
3.(2024江苏镇江中考节选)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,当下方棋子飞出后,上方棋子受_____
力的作用而下落。
重
平衡
解析 两棋子静止叠放在水平面上,都处于平衡状态。用尺
快速水平击打下方棋子,当下方棋子飞出后,上方棋子在重力
的作用下会下落。
4.起重机用钢丝绳吊起3×104 N的物体,物体在空中静止时,钢
丝绳所受到的拉力_______3×104 N,物体沿直线匀速上升时,
钢丝绳受到物体的拉力_______3×104 N。(均选填“大于”
“小于”或“等于”)
等于
等于
解析 物体无论是静止还是匀速上升、匀速下降,均处于平
衡状态,物体受重力及钢丝绳的拉力,且二力平衡,钢丝绳对物
体的拉力一定等于物体的重力,即等于3×104 N;钢丝绳受到物
体的拉力与其对物体的拉力是一对相互作用力,故其同样等
于3×104 N。
5.实验小组用如图所示的装置探究二力平衡条件。实验中每
个钩码重力相同,摩擦忽略不计。
(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_____________。
同一直线上
转动
<
=
解析 (1)甲中小车静止,受力平衡,F1、F2的方向相反,大小相
等;左右两端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,松手后小车会发生转动,直到两边的细线在同一条直线
上,说明两个力若平衡必须作用在同一直线上。
6.(2024四川巴中中考,★☆☆)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
B
解析 人对地面的压力与地面对人的支持力分别作用在不同
物体上,不是一对平衡力,A错误;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,B正确,C错误;人受到的重力和
人对地面的压力,作用在不同的物体上,且方向相同,因此不是
一对平衡力,也不是一对相互作用力,D错误。
7.(2024山东潍坊潍城期中,★★☆)下列不借助工具在水平地
面上无法保持的动作是 ( )
A
解析 A选项中,人受到重力和地面对脚的支持力,由图可知
支持力和重力的作用线不可能在同一直线上,所以人在这两
个力的作用下不可能平衡,故A符合题意。
8.(2023北京大兴期中,★★☆)小明在实验室探究二力平衡的
条件时,进行了如下操作:①他将系于轻质长方形小卡片两个
对角的细线分别跨过桌边上的定滑轮,在细线两端各挂上一
个 50 g 的钩码,使作用在小卡片上的两个拉力在同一直线上,
如图甲所示,松手后发现小卡片能够保持静止状态;②然后他
用手扭转小卡片,使作用在小卡片上的两个拉力仍然平行但
不在同一直线上,如图乙所示,松手后发现小卡片不能保持原
来的静止状态;③他在细线的右端增加一个50 g的钩码,仍使
作用在小卡片上的两个拉力在同一直线上,如图丙所示,松手
后发现小卡片不能保持静止状态。
(1)根据①和②的操作和观察到的现象,可以得出初步结论:作
用在同一物体上的两个力平衡时,这两个力的大小相等、方
向相反、___________________。
作用在同一直线上
(2)根据①和③的操作可知,小明探究的是_________________
____________。
(3)实验中选用小卡片的目的是_________________________
____________。
产生影响
避免物体自身重力对结果
大小关系
平衡的两个力的
解析 (1)操作①中作用在小卡片上的两个拉力在同一直线
上,松手后小卡片能保持静止;操作②中用手扭转小卡片,此时
作用在小卡片上的两个拉力不在同一直线上,松手后小卡片
不能保持静止,说明作用在同一物体上的两个力平衡时,这两
个力的大小相等、方向相反,作用在同一直线上。(2)操作③
中细线的右端增加了一个50 g的钩码,松手后发现小卡片不能
保持静止,此时作用在小卡片上的两个拉力大小不相等,由此可知小明探究的是平衡的两个力的大小关系。(3)小卡片质量很
轻,选用小卡片可以避免物体自身重力对实验结果产生影响。
9.(2023安徽亳州期中,★☆☆)“绿色环保,低碳出行”,目前
国家在大力推广新能源汽车的使用。如图所示是某一家汽车
厂家生产的一款纯电动汽车,其质量为1 670 kg,g取10 N/kg。则:
(1)该车的重力为多少?
(2)该车在水平路面上匀速直线行驶时受到的阻力为车重的
0.02倍,则该车匀速直线行驶时的牵引力为多少?
解析 (1)已知汽车的质量m=1 670 kg,则该车所受重力G=mg
=1 670 kg×10 N/kg=1.67×104 N;(2)该车在水平路面上匀速直
线行驶时受到的阻力为车重的0.02倍,则f=0.02G=0.02×1.67×1
04 N=334 N,因为该车匀速直线行驶时,受到的牵引力和阻力
是一对平衡力,所以两者大小相等,即F=f=334 N。
10.如图甲是街头魔术“人体悬空”,神奇的表演让观众啧啧
称奇,倍感神秘,但图乙的场景又让人大跌眼镜。原来魔术表
演者旁边有一根钢管,钢管延伸出来的短板正好可以让他坐
在上面。不过这样也是非常耗费体力的,难怪表演者坚持了
不久就因体力不支而站起。请根据甲、乙两图,写一句评论,
表明在该魔术中物理规律是否“失效”,并作简单说明:_____。
解析 该魔术中,物理规律没有失效,表演者悬空静止时受到
重力和支持力的共同作用,处于平衡状态(或该表演者只受到
重力一个力时不可能保持悬空静止)。
$$