《第七章力与运动第三节二力平衡》 讲义 ----2025-2026学年沪科版物理八年级全一册
2026-01-03
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2份
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33页
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普通
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪科版八年级全一册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第三节 二力平衡 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.93 MB |
| 发布时间 | 2026-01-03 |
| 更新时间 | 2026-01-03 |
| 作者 | 明珠数理化驿站 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-01-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55761551.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本初中物理讲义聚焦二力平衡核心知识点,涵盖平衡状态、二力平衡条件(同体、等大、反向、共线)及应用,通过生活情景导入,经实验探究得出条件,再结合受力分析与相互作用力区分,构建“预习-探究-应用-检测”完整学习支架。
特色在于实验探究环节(控制变量法,含提出猜想至分析结论)培养科学探究能力,对比表格与例题深化科学思维,结合生活实例及古诗词渗透科学态度与责任,课中辅助教学,课后助力学生查漏补缺。
内容正文:
2025-2026学年沪科版八年级物理
《第七章力与运动第三节二力平衡》精品讲义
(
一.
学习
目标
1.理解平衡状态、平衡力及二力平衡的概念,牢记二力平衡的
“
同体、等大、反向、共线
”
条件,能运用二力平衡知识解释生活中的相关现象。
2.通过实验分析推理二力平衡的特点,学会区分平衡力与相互作用力,能根据物体运动状态判断受力情况或根据受力情况判断运动状态。
3.经历
“
提出猜想
—
设计方案
—
进行实验
—
分析结论
”
的探究过程,掌握控制变量法在实验中的应用,能反思实验方案的合理性。
4.体会物理知识与生活的密切联系,培养尊重实验事实、严谨探究的科学态度,增强运用所学知识解决实际问题的意识。
)
(
二.重点难点
1.重点:
(1)二力平衡的概念;
(2)二力平衡的四个条件;
(3)运用二力平衡条件进行简单受力分析。
2.难点:
(1)探究二力平衡条件的实验设计与操作;
(2)区分二力平衡与相互作用力;
(3)复杂情境中判断物体是否处于二力平衡状态。
)
三.课前预习
1.物体受到几个力作用时,如果保持_______或_______状态,就说物体处于平衡状态,这几个力相互称为_______。
2.物体在两个力作用下处于平衡状态,这两个力就叫做_______,其条件可简记为“、、、”。
3.物体受平衡力作用时,运动状态_______;受非平衡力作用时,运动状态_______。
4.一对平衡力作用在_______物体上,一对相互作用力作用在_______物体上。
5.静止在水平桌面的书本,受到竖直向下的_______和竖直向上的_______,这两个力是一对_______。
四.课堂探秘
(一)情景导入
静止在桌面上的水杯、匀速直线行驶的汽车、悬挂的吊灯等物体的受力情况和运动状态。
1.静止在桌面上的水杯
(1)运动状态:保持静止状态,运动状态不变。
(2)受力情况:受到竖直向下的重力和桌面对它竖直向上的支持力。
2.匀速直线行驶的汽车
(1)运动状态:做匀速直线运动,运动状态不变。
(2)受力情况:
①水平方向:受到向前的牵引力和向后的阻力;
②竖直方向:受到竖直向下的重力和地面竖直向上的支持力。
3.悬挂的吊灯
(1)运动状态:保持静止状态,运动状态不变。
(2)受力情况:受到竖直向下的重力和吊线对它竖直向上的拉力。
思考:这些物体都受到力的作用,为什么运动状态不变?
【解析】三个物体都处于平衡状态(静止或匀速直线运动),所受的力均为平衡力。
(二)平衡状态
1.平衡状态的定义:物理学中,把物体保持静止或匀速直线运动状态称为平衡状态。
2.静止或匀速直线运动两种状态的共同特点是:物体的速度大小和运动方向都不改变,运动状态保持不变。
3.常见的平衡状态实例
(1)静止类:静止在桌面的水杯、悬挂的吊灯、停在路边的汽车;
(2)匀速直线运动类:匀速直线行驶的汽车、匀速上升的电梯、匀速下落的降落伞。
4.物体如果在两个力的作用下处于平衡状态,这两个力就互称为平衡力。上述的杯子和汽车虽然都受到了力,但所受力是平衡力,改变物体运动状态的作用效果相互抵消,因而能保持静止或匀速直线运动的平衡状态。
例如,栖息在枝条上的小鸟静止时,它受到的重力和支持力是一对平衡力;跳伞运动员在某段时间内能匀速下降,是因为运动员和降落伞作为整体受到的重力和空气阻力是一对平衡力;梵净山上的"蘑菇石"屹立不倒也是因为受到平衡力的作用。
5.结合牛顿第一定律,平衡状态跟受力情况的关系是:
(
保持静止状态
) (
不受力
)
(
物体处于平衡状态
)
(
保持匀速直线状态
) (
受平衡力
)
(三)实验探究:二力平衡的条件
1.提出猜想:结合生活经验,猜想两个力平衡可能需要满足哪些条件?
(1)作用物体:两个力必须作用在同一个物体上(同体)
(2)力的大小:两个力的大小必须相等(等大)
(3)力的方向:两个力的方向必须相反(反向)
(4)力的作用线:两个力必须作用在同一条直线上(共线)
2.实验:
(1)实验器材:两个托盘,砝码,纸板M,细线等。
(1)实验装置:
(3)实验过程:
①按图组装实验器材,组装好后纸板保持静止。
②把纸板转动一个角度,此时作用在纸板上的两个力是否还在一条直线上?松手后纸板将会怎么样?
③改变左盘或右盘中的砝码个数,纸板将会怎样?还会保持静止吗。
④在纸板静止条件下,将纸板用剪刀沿中线剪成两个纸片,一个纸片上受几个力?是否还保持平衡?
(4)实验结论:作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反且作用在同一直线上 。
(5)拓展:
①互为平衡的两个力是同一直线上方向相反的两个力,其合力为 0 。
②用合力知识分析;两个力都很大,但因是同一直线上方向相反的力,其合力很小甚至为0 。
3.二力平衡的条件是:
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。
(同体、等大、反向、共线”)
在前面的学习中已利用了二力平衡的条件。例如,在"探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关"的实验中,当木块保持匀速直线运动时,它受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,两个力大小相等,方向相反,所以从弹簧测力计的示数就可知摩擦力的大小。另外,在"探究重力与质量的关系"的实验中,也用到了二力平衡条件。现在,你可以解释为什么用弹簧测力计可以测物体重力了吧?
(四)二力平衡条件的应用
1.请在题图中画出静止在水平桌面上的杯子受力的示意图,并与同学比较结果。如果杯子所受的重力是5N,你能判断桌面对它的支持力大小是多少吗?为什么?
2.杂技艺术中的平衡
3.二力平衡条件的应用主要有两个方向:
(1)判断物体是否受力平衡;
即判断物体所受两个力是否同时具备大小相等、方向相反、作用在同一条直线、作用在同一物体 四个条件。
(2)利用物体的平衡状态,已确定互为平衡的两个力,根据一个力的大小和方向,就能确定另一个力的大小与之相等,方向与之相反。
(五)平衡力与相互作用力
对比项
一对平衡力
一对相互作用力
受力物体
同一物体
两个不同物体
力的性质
可以是不同性质的力
一定是相同性质的力
同时性
一个力变化另一个力可能不变
同时产生、同时变化、同时消失
实例
书本受到的重力与支持力
书本对桌面的压力与桌面对书本的支持力
【经典例题】
例1.物理课本静止在水平桌面上,它与桌子所受的力属于一对平衡力的是( )
A.物理课本对桌面的压力和桌面对物理课本的支持力
B.物理课本受到的重力和桌面对物理课本的支持力
C.物理课本对桌面的压力和桌子受到的支持力
D.物理课本受到的重力和物理课本对桌面的压力
例2.如图是李雯雯举起杠铃时的情景,杠铃稳稳静止着,下列有关说法正确的是( )
A.杠铃受到的重力和李雯雯对它的支持力是一对平衡力
B.李雯雯所受的重力和地面对她的支持力是一对平衡力
C.杠铃受到的重力和杠铃对李雯雯的压力是一对相互作用力
D.杠铃对李雯雯的压力和地面对李雯雯的支持力是一对相互作用力
例3.分析静止于水平桌面上杯子的受力情况,以下说法正确的是( )
①杯子对桌面的压力和桌子对杯子的支持力是一对相互作用力
②杯子受到的重力和杯子对桌面的压力是一对相互作用力
③杯子受到的重力和杯子对桌面的压力是一对平衡力
④杯子受到的重力和桌子对杯子的支持力是一对平衡力
A.只有①③ B.只有①④ C.只有②③ D.只有②④
例4.跳远运动的几个阶段如图所示,不考虑空气阻力,则下面说法中正确的是( )
A.助跑过程可以增大运动员的惯性,从而增大跳远的距离
B.在最高点时若运动员受的一切力都消失,则运动员会静止在最高点
C.运动员在空中运动时,受到了非平衡力的作用
D.运动员落地静止后,运动员对地的压力和地对运动员的支持力是一对平衡力
例5.如图所示,某同学实验时,在弹簧测力计的两侧沿水平方向同时各施加6N的力:此时弹簧测力计的示数为( )
A.0N B.3N C.6N D.12N
例6.下列对于有关物理现象或物理知识的描述,正确的是( )
A.“一个巴掌拍不响”——说明发生力的作用至少有两个物体
B.“鸡蛋碰石头,自不量力”——说明鸡蛋对石头的力小于石头对鸡蛋的力
C.“人往高处走,水往低处流”——因为水受到重力的作用,方向垂直向下
D.“人心齐,泰山移”——因为力的合成,合力一定大于分力
例7.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”)
例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。
例9.利用如图甲所示器材“探究二力平衡的条件”。
(1)小明将系于小卡片(重力可忽略不计)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相反,并通过调整 来改变拉力的大小;
(2)为了探究使物体平衡的两个力是否必须在同一条直线上,可用手 (选填“下压”、“翻转”或“旋转”)平衡的小卡片,松手后观察小卡片松手瞬间是否保持平衡;
(3)如果左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度(如图乙),你认为 (选填“能”或“不能”)进行实验。
例10.如图所示,将两根相同的轻质弹簧固定在水平地面,甲、乙两钢球正对弹簧从同一高度h同时自由下落,两球接触弹簧并向下压缩弹簧,请回答下列问题:
(1)当各自速度达到最大值时,哪个球使弹簧形变程度更大?
(2)若两球各自再继续向下运动相同的距离,它们所受的合力分别为F甲和F乙。请判断F甲和F乙的大小关系,并说明理由。(已知m甲>m乙,整个过程均在弹簧的弹性限度内,不计空气阻力。)
五.课堂检测
(一).选择题
1.2025年中国电影票房再创新高,影院座椅上静止的观众,其受力平衡的说法正确的是( )
A. 重力与座椅对观众的支持力是一对平衡力
B. 重力与观众对座椅的压力是一对平衡力
C. 座椅的支持力与观众的压力大小不等
D. 观众不受摩擦力,所以运动状态不变
2.2026年元旦假期跨区域人员流动量超1.8亿人次,匀速行驶的高铁上,水平放置的矿泉水瓶处于平衡状态,其水平方向的受力情况是( )
A. 只受向前的动力 B. 只受向后的阻力
C. 受动力和阻力,二力平衡 D. 不受任何力
3.如图为研究二力平衡条件的实验装置,下列关于这个实验的叙述错误的是:( )
A.为了减小摩擦,应选用尽量光滑的水平桌面
B.为使实验效果明显,应选用质量较大的小车
C.调整两边的托盘所放的钩码数量,可以改变力的大小
D.将小车扭转一个角度,是为了改变力的作用线的位置
4.四个力的大小如表所示,以下选项分别是铁块同时受到两个或三个力的作用,其作用效果与图中的力F的作用效果相同的是( )
力
力的大小
1N
3N
5N
5N
A. B. C. D.
5.足球是青少年热爱的一项运动,足球比赛中,对如图所示现象的解释不正确的是( )
A.足球在空中飞行的过程中,足球还受到重力
B.足球飞在最高点时,若所受力全部消失,它将静止
C.球最终落回地面,说明力可以改变物体的运动状态
D.足球在地面滚动时速度越来越小,是因为受到摩擦力
6.某学习小组对一辆在平直公路上做直线运动的小车进行观测研究.他们记录了小车在某段时间内通过的路程与所用的时间,并根据记录的数据绘制了路程与时间的关系图象,如图所示.根据图象可以判断( )
A.0~5s内,小车的平均速度是0.4m/s B.0~7s内,小车的平均速度是1.5m/s
C.2~5s内,小车受到的是非平衡力 D.5~7s内,小车受到的是非平衡力
7.张继《枫桥夜泊》中“月落乌啼霜满天”,霜附着在树枝上静止不动,下列关于霜的受力平衡说法正确的是( )
A. 霜的重力与树枝的支持力是平衡力 B. 霜的重力与霜对树枝的压力是平衡力
C. 树枝的支持力与霜的压力是平衡力 D. 霜不受重力,所以静止
8.李白《望庐山瀑布》中“飞流直下三千尺”,若瀑布中某水滴匀速下落(忽略空气阻力影响),则其受力情况是( )
A. 只受重力 B. 重力与空气阻力平衡
C. 重力大于空气阻力 D. 不受任何力
9.八年级学生在实验室做二力平衡实验时,用轻质硬纸板代替木块,目的是( )
A. 增大摩擦,便于观察 B. 减小硬纸板自重对实验的影响
C. 使硬纸板更容易被拉动 D. 增加实验的趣味性
10.学生用弹簧测力计水平拉动木块在水平桌面匀速直线运动,此时木块受到的拉力与摩擦力的关系是( )
A. 拉力大于摩擦力 B. 拉力小于摩擦力 C. 是一对平衡力 D. 作用在不同物体上
11.课堂上,学生将书包放在水平桌面上静止,下列哪对力是书包受到的平衡力( )
A. 书包的重力与桌面对书包的支持力 B. 书包的重力与书包对桌面的压力
C. 桌面对书包的支持力与书包对桌面的压力 D. 书包的重力与桌面的重力
12.学生在操场匀速跑步时,下列关于其受力平衡的说法正确的是( )
A. 水平方向的动力与阻力是一对平衡力 B. 竖直方向的重力与支持力是一对平衡力
C. 所有力的合力不为0 D. 重力与动力是一对平衡力
13.学生用悬挂法确定不规则薄板的重心,当薄板静止时,细线的拉力与薄板的重力是一对平衡力,其依据的二力平衡条件是( )
A. 大小相等、方向相同 B. 作用在不同物体上
C. 大小相等、方向相反、共线、同体 D. 只需要方向相反
14.如图所示,作用在小车上沿同一直线的两个力F1和F2,F1=120N,F2=50N,则它们的合力为( )
A.170N,方向与F1相同 B.170N,方向与F2相同
C.70N,方向与F1相同 D.70N,方向与F2相同
15.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
16.如图是运动员举重时的场景,该运动员举起杠铃保持不动时( )
A.人受到的重力和人对杠铃的支持力是一对相互作用力
B.人受到的重力和地面对人的支持力是一对相互作用力
C.杠铃对人的压力和人对杠铃的支持力是一对平衡力
D.杠铃受到的重力和人对杠铃的支持力是一对平衡力
(二).填空题
17.2026年推进的牙齿再生技术中,实验动物口中新生的牙齿静止时,受到的重力与牙槽骨的支持力是一对______,这两个力的大小______,方向______。
18.2025年研发的骨科生物胶水固定粉碎性骨块后,骨块匀速愈合过程中处于______状态,水平方向不受力,竖直方向的重力与胶水的支撑力满足______、______的平衡条件。
19.2026年食品级生物农药喷洒车匀速行驶时,水平方向的牵引力与空气阻力是______,这两个力作用在______物体上,且作用在______直线上。
20.王维《寒食城东即事》中“蹴鞠屡过飞鸟上”,踢出后匀速飞行的蹴鞠(忽略空气阻力),竖直方向的重力与______是一对平衡力,这两个力大小______,方向______。
21.杜甫《观公孙大娘弟子舞剑器行》中“罢如江海凝清光”,舞剑者静止时,受到的重力与舞台的支持力是一对______,这两个力作用在______物体上,且作用在______直线上。
22.张建封《竞渡歌》中“鼓声渐急标将近”,匀速冲向终点的龙舟,水平方向的划水动力与水的阻力是______,这两个力的大小______,合力为______。
23.杨静亭《都门杂咏》中“游人曳去一毛轻”的冰床匀速滑行时,处于______状态,水平方向的拉力与摩擦力是______,这两个力方向______。
24.学生值日时匀速清扫地面,扫帚处于______状态,水平方向的拉力与地面的______是一对平衡力,这两个力的合力为______。
25.学生背着书包匀速上楼时,书包处于______状态,竖直方向的重力与书包带的拉力是一对______,这两个力的大小______。
26.学生在实验室做二力平衡实验时,将硬纸板扭转角度后松手,硬纸板转动,说明二力平衡需要两个力______;硬纸板静止时,两个拉力大小______,且作用在______物体上。
(三).解答题
27.如图,用轻绳悬挂的木球自由摆动,请画出摆动到图所示位置时,球的受力示意图。(忽略空气阻力),当它摆到最低点时受到的力是 ,(选填“平衡”或“不平衡”)的。
28.竖直向上抛出一个质量为0.1千克的小球,小球在运动过程中始终受到空气阻力的作用,空气阻力的大小保持不变,方向始终与运动方向相反。若小球在上升过程中受到的合力大小为1.02牛,求:
(1)小球所受到的重力大小;
(2)小球所受到的阻力大小及方向。
29.为了探究“二力平衡的条件”,于是设计了如图甲所示的实验。设计与进行实验
(1)实验时通过调整 来改变拉力的大小,装置中定滑轮的作用是 。
(2)实验中应选择较 (选填“光滑”或“粗糙”)的桌面。
(3)实验中,为了方便操作判断,应使小车处于 状态作为平衡状态。
(4)为了验证相互平衡的两个力是作用在同一物体上的,小组同学用轻质小卡片代替图甲中的小车,如图乙所示,两端的托盘中加 时,小卡片保持静止,接下来的操作是 ,该装置还有一个优点是 。
(5)小明在实验中发现当左盘放入2 N的砝码、右盘放入1.5 N砝码时,小车也处于静止状态,此时小车受到的 (选填“是”或“不是”)平衡力,产生这一现象的原因可能是小车受到 力的影响。
30.阅读材料,回答问题。
“静坐观物”中的力学平衡——古诗词与实验探究
明代戏曲家朱有炖在《静坐》一诗中写道“静坐闲观理自明”,描绘了通过静止状态洞察事物本质的智慧。这种“静止”恰与物理中的二力平衡状态相契合。八年级学生在实验室中模拟“静坐观物”的意境,开展二力平衡条件探究实验:将轻质硬纸板作为“静坐的物体”,两侧通过细线连接钩码,在水平方向施加拉力,观察硬纸板的运动状态。
实验中,当两侧钩码质量相等时,硬纸板静止不动,如同“静坐”的诗人;若将硬纸板扭转一个角度,松手后硬纸板会迅速转回原位,恢复平衡状态;若用剪刀将硬纸板从中间剪断,两侧细线牵引的纸板会立即向相反方向运动。同时,学生发现,如同杜甫诗句“众僚宜雪白,万役但平衡”中体现的均衡思想,二力平衡的“均衡”不仅是大小相等,更需满足方向相反、作用在同一物体且共线的条件。通过实验,学生深刻体会到传统文化中的平衡智慧与现代物理知识的内在联系,理解了“静止”背后的力学原理。
(1)硬纸板静止时处于______状态,两侧钩码的拉力大小______、方向相反。
(2)下列关于实验中硬纸板受力分析的说法正确的是( )
A. 硬纸板的重力与拉力是一对平衡力 B. 两侧拉力作用在同一物体上,是平衡力
C. 扭转硬纸板后,两侧拉力仍然平衡 D. 剪断后的纸板仍受二力平衡
(3)实验中使用轻质硬纸板的目的是减小______对实验的影响,确保探究的是______方向的二力平衡。
(4)若在硬纸板一侧增加一个钩码,硬纸板会向该侧运动,原因是( )(选择题)
A. 拉力方向改变 B. 二力大小不再相等
C. 硬纸板重力增大 D. 拉力作用点改变
(5)下列与“静坐”中静止状态对应的二力平衡实例是( )(选择题)
A. 加速下落的雨滴 B. 匀速行驶的自行车
C. 静止在桌面的书本 D. 被抛出的篮球
六.课后作业
(一)完成知识清单
1.物体在几个力的作用下,保持__________或____________________状态,我们就说该物体处于平衡状态,使物体处于平衡状态的这几个力叫做__________。
2.二力平衡是指物体只受__________个力作用时处于平衡状态,这两个力叫做一对平衡力。
3.二力平衡的四个条件(缺一不可):两个力作用在__________物体上、大小__________、方向__________、作用在____________________上,简称“同体、等大、反向、共线”。
4.一对平衡力的合力大小为__________,因为这两个力相互抵消,不会改变物体的运动状态。
5.静止在水平桌面上的书本,受到的__________和桌面对书本的__________是一对平衡力,这两个力大小相等、方向相反,作用在同一物体上且共线。
6.匀速直线行驶的自行车,水平方向受到的牵引力和__________是一对平衡力,竖直方向受到的重力和__________是一对平衡力。
7.探究二力平衡条件的实验中,使用轻质硬纸板的目的是____________________,避免硬纸板自身重力干扰实验结论。
8.实验中,将硬纸板扭转一个角度后松手,硬纸板会转动,这一现象说明二力平衡必须满足____________________的条件。
9.一对平衡力和一对相互作用力的核心区别是:____________________不同,平衡力作用在同一物体上,相互作用力作用在__________物体上。
10.用弹簧测力计测量物体重力时,物体静止时测力计的示数等于物体的重力,其原理是:物体受到的重力和弹簧测力计的__________是一对平衡力,二力大小相等。
11.若物体受到的两个力满足“等大、反向、共线”,但作用在两个物体上,这两个力__________(选填“是”或“不是”)平衡力。
12.物体在一对平衡力作用下,运动状态__________(选填“会”或“不会”)改变;若这对平衡力中的一个力消失,物体的运动状态__________改变。
13.匀速上升的热气球,竖直方向受到的重力和__________是一对平衡力,这两个力的合力为__________。
14.忽略空气阻力,匀速下落的雨滴,受到的重力和空气阻力是一对__________,雨滴的运动状态__________。
15.二力平衡的应用:生产生活中,我们常通过调整力的大小、方向和作用线,使物体处于__________状态,例如起重机匀速吊着重物时,拉力和重物的重力相互平衡。
(二)强化训练
一.选择题
1.长江十年禁渔取得显著成效,2026年监测到某鱼类在水中匀速游动,下列关于其受力平衡的说法错误的是( )
A. 重力与浮力是一对平衡力 B. 前进的动力与水的阻力是一对平衡力
C. 所有力的合力为0 D. 动力大于阻力,才能保持匀速
2.2026年“两重”建设项目加紧实施,匀速上升的塔吊吊着重物,重物的受力情况满足二力平衡的是( )
A. 塔吊的拉力与重物的重力 B. 塔吊的拉力与重物对塔吊的拉力
C. 重物的重力与重物对地球的引力 D. 拉力大于重力,所以重物上升
3.海南自贸港封关后进口“零关税”货物增多,匀速行驶的货轮上,集装箱静止在甲板上,下列哪对力是平衡力( )
A. 集装箱的重力与甲板的支持力 B. 集装箱的重力与集装箱对甲板的压力
C. 甲板的支持力与海水的浮力 D. 集装箱对甲板的压力与甲板对集装箱的支持力
4.如下图所示,下列物体能处于平衡状态的是( )
A. B. C. D.
5.北京冬奥会谷爱凌勇夺金牌,为国争光。如图是谷爱凌在空中的身影,下列说法正确的是( )
A.谷爱凌正处于平衡状态 B.谷爱凌相对于任何参照物都是运动的
C.谷爱凌此时重力变小 D.谷爱凌的惯性没有发生变化
6.如图甲所示,用水平拉力F1=10N拉一根弹簧,使弹簧伸长了2cm,如果在该弹簧两端同时用两个力F2和F2'沿水平方向拉弹簧,如图乙所示。要使此弹簧同样伸长2cm,则力F2和F2'的大小分别为( )
A.5N、5N B.10N、10N C.10N、20N D.20N、20N
7.岑参《白雪歌送武判官归京》中“瀚海阑干百丈冰”,静止在地面的冰块处于平衡状态,其受力平衡的条件是( )
A. 重力与地面的支持力大小相等、方向相同
B. 重力与支持力作用在同一物体、共线
C. 重力与支持力大小相等、方向相反、作用在不同物体
D. 只受重力,不受支持力
8.杨万里《稚子弄冰》中“彩丝穿取当银钲”,儿童手中静止的冰块,下列说法正确的是( )
A. 冰块受到的拉力与重力是一对平衡力 B. 冰块受到的拉力与手的摩擦力平衡
C. 拉力大于重力,冰块才不会下落 D. 冰块只受拉力作用
9.刘禹锡《望洞庭》中“潭面无风镜未磨”,平静的湖面相当于“平面镜”,漂浮在水面的小船处于平衡状态,其受力关系是( )
A. 重力大于浮力 B. 重力小于浮力
C. 重力与浮力是一对平衡力 D. 重力与浮力方向相同
10.学生在做值日时,用水平扫帚匀速清扫地面垃圾,扫帚处于平衡状态,下列说法正确的是( )
A. 扫帚受到的拉力与重力是平衡力 B. 扫帚受到的拉力与地面的摩擦力是平衡力
C. 拉力大于摩擦力,扫帚才会运动 D. 扫帚不受支持力
11.学生将文具盒放在水平课桌上,打开文具盒后,文具盒仍静止,此时文具盒受到的平衡力是( )
A. 文具盒的总重力与桌面对它的支持力 B. 文具盒盖的重力与盒身的支持力
C. 文具盒的重力与文具盒对桌面的压力 D. 盒身的重力与桌面对它的支持力
12.学生在实验室探究二力平衡条件时,将硬纸板扭转一个角度后松手,硬纸板转动到原来位置,这一现象说明二力平衡需要( )
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
13.学生背着书包匀速上下楼梯,下列关于书包受力平衡的说法正确的是( )
A. 匀速上楼时,拉力大于重力 B. 匀速下楼时,拉力小于重力
C. 无论上下楼,拉力与重力都是平衡力 D. 上下楼时,书包的运动状态不变
14.学生用弹簧测力计测量某物体的重力,当物体静止时,弹簧测力计的示数等于物体重力,依据的二力平衡原理是( )
A. 物体的重力与弹簧测力计的拉力是平衡力
B. 物体的重力与物体对弹簧测力计的拉力是平衡力
C. 弹簧测力计的拉力与物体的支持力是平衡力
D. 物体的重力与支持力是平衡力
15.有甲、乙两个物体,在力的作用下沿水平方向做直线运动,某段时间内其路程–时间图象如图所示。则这段时间内甲、乙两物体在水平方向上的受力情况是( )
A.甲受非平衡力作用,乙受平衡力作用 B.两物体都受非平衡力作用
C.甲受平衡力作用,乙受非平衡力作用 D.两物体都受平衡力作用
16.A、B两同学用如图所示的方式推墙。A向前推B、B向前推墙,且保持不动。每人用力的大小都为F,方向水平向右。已知地面粗糙,则以下说法中正确的是( )
A.B推墙的力与A推B的力是一对平衡力
B.B给A的作用力与地面给A的摩擦力是一对相互作用力
C.B同学受到地面给的水平向左的摩擦力大小为F
D.B同学不受摩擦力
二.填空题
17.2025年莲藕仿生骨支架植入实验中,静止的支架受到的重力与骨组织的支持力是一对______,这两个力的合力为______,支架的运动状态______。
18.2026年元旦匀速行驶的高铁上,乘客携带的行李箱静止在过道上,行李箱受到的重力与车厢地面的______是一对平衡力,这两个力方向______,且作用在______上。
19.2025年低空经济蓬勃发展,无人机匀速配送快递时,快递受到的重力与绳子的拉力是一对______,这两个力大小______,作用在______物体上。
20.2026年长江禁渔成效显著,某鱼类在水中匀速游动时,水平方向的前进动力与水的阻力是______,这两个力的合力为______,鱼类的运动状态______。
21.《诗经·邶风·谷风》中“泳之游之”,人在水中匀速游泳时,竖直方向的重力与______是一对平衡力,这两个力大小______,作用在______物体上。
22.白居易《池上二绝》中“山僧对棋坐”,静止的棋子受到的重力与棋盘的支持力是一对______,这两个力的合力为______,棋子的运动状态______。
23.学生在实验室探究二力平衡条件时,用轻质硬纸板是为了减小______对实验的影响,当硬纸板静止时,两侧细线的拉力是一对______,这两个力必须作用在______直线上。
24.学生将书包放在水平课桌上静止时,书包受到的重力与桌面对书包的______是一对平衡力,这两个力大小______,方向______。
25.学生用弹簧测力计水平拉动木块匀速直线运动时,木块处于______状态,拉力与摩擦力是一对______,摩擦力的大小______拉力的大小。
26.学生用悬挂法找不规则薄板的重心时,薄板静止时,细线的拉力与薄板的重力是一对______,这两个力作用在______物体上,且方向______。
三.解答题
27.为保障师生安全,校车行驶速度不得超过55 km/h,如图质量是4.2t的校车,正常匀速行驶时所受阻力为车重的0.08倍,经过某路段相距2.7×103 m的两个路口,用时180 s,g取10N/kg。问:
(1)校车行驶的平均速度是多少?是否超速?
(2)校车匀速行驶时发动机提供的牵引力为多大?
28.随着共享单车在全国各大城市迅速铺开,“共享经济”的概念迅速普及,“共享汽车”也随之悄然进入了人们的视野。如图所示是某品牌“共享汽车”,其空车质量1.2t,该车在平直公路匀速行驶过程中受到的阻力为总重力的0.1倍,(g=10N/kg)求:
(1)汽车所受的重力是多少?
(2)总质量为200kg的人员乘坐该车,汽车行驶过程中受到的牵引力是多少?
(3)为了防止惯性带来的危害,请你就驾车或乘车提出一条合理化建议: 。
29.小明利用图甲装置探究二力平衡的条件:
(1)图甲的探究装置中研究对象是 ,小明向左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码时,小车处于静止状态;改变其中一端的砝码数量,发现小车无法保持静止状态,由此说明二力平衡条件必须满足 。
(2)某次实验中,当左盘放入稍大一点的砝码时,两个拉力大小不同,但小车仍处于静止状态,产生这一现象的原因可能是小车受到 的影响。
(3)在探究同一问题时,小红设计了如图乙所示的实验装置,该装置中选择轻小卡片的目的是减小 对实验的影响;为尽量减少以上影响,小敏选质量为10g的卡片作为研究对象,如图乙。在线的两端分别挂上等质量的重物,对轻小卡片施加两个拉力。在探究本实验过程中所挂重物质量最合适的是 (填“5g”、“10g”、“200g”或“任意质量均可”)。
(4)为了探究两力是否必须作用在同一条直线上。在小卡片平衡时,小红将小卡片转过一个角度,使与卡片相连的两条线的方向平行,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。
30.阅读材料,回答问题。
2026“两重建设”中的平衡智慧——盾构机掘进工程
2026年国家“两重建设”项目加速推进,上海轨道交通22号线(崇明线)越江隧道工程进入关键掘进阶段,该隧道是目前全国轨道交通越江隧道中区间距离最长的项目,计划于2026年底基本建成通车 。工程中使用的超大直径盾构机,在匀速掘进时展现出精准的受力平衡状态。盾构机总重超5000吨,在水平方向上,刀盘旋转产生的向前掘进力与地层对机身的阻力相互作用;竖直方向上,机身的重力与隧道底部的支撑力、浮力共同维持平衡。
施工过程中,技术人员通过传感器实时监测盾构机的受力数据,确保其始终处于平衡状态,避免出现偏移或卡顿。当盾构机携带的管片在隧道内匀速拼装时,管片静止在拼装台上,既不倾倒也不滑动,完全符合二力平衡的物理原理。这种平衡状态的精准控制,不仅保障了工程质量,更体现了物理知识在重大基础设施建设中的实际应用价值,为长三角一体化交通网络的构建奠定了坚实基础 。
(1)盾构机匀速掘进时处于______状态,其水平方向的掘进力与地层阻力是一对______。
(2)下列关于盾构机竖直方向受力平衡的说法正确的是( )
A. 重力与支撑力大小相等、方向相同 B. 重力与浮力是一对相互作用力
C. 支撑力与重力方向相反、作用在同一物体 D. 浮力与支撑力的合力不为0
(3)管片静止在拼装台上时,其受到的重力与拼装台的支持力满足二力平衡条件,这两个力的合力为______,管片的运动状态______。(填空题)
(4)盾构机匀速掘进过程中,若突然减小掘进力,其运动状态将发生改变,原因是( )
A. 二力平衡条件被破坏 B. 重力突然增大 C. 浮力消失 D. 支撑力方向改变
(5)下列哪对力属于盾构机匀速掘进时的平衡力( )
A. 盾构机对地层的压力与地层对盾构机的支持力 B. 掘进力与盾构机的重力
C. 水平方向的阻力与掘进力 D. 盾构机的重力与地层的摩擦力
(
1
)
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2025-2026学年沪科版八年级物理
《第七章力与运动第三节二力平衡》精品讲义
(
一.
学习
目标
1.理解平衡状态、平衡力及二力平衡的概念,牢记二力平衡的
“
同体、等大、反向、共线
”
条件,能运用二力平衡知识解释生活中的相关现象。
2.通过实验分析推理二力平衡的特点,学会区分平衡力与相互作用力,能根据物体运动状态判断受力情况或根据受力情况判断运动状态。
3.经历
“
提出猜想
—
设计方案
—
进行实验
—
分析结论
”
的探究过程,掌握控制变量法在实验中的应用,能反思实验方案的合理性。
4.体会物理知识与生活的密切联系,培养尊重实验事实、严谨探究的科学态度,增强运用所学知识解决实际问题的意识。
)
(
二.重点难点
1.重点:
(1)二力平衡的概念;
(2)二力平衡的四个条件;
(3)运用二力平衡条件进行简单受力分析。
2.难点:
(1)探究二力平衡条件的实验设计与操作;
(2)区分二力平衡与相互作用力;
(3)复杂情境中判断物体是否处于二力平衡状态。
)
三.课前预习
1.物体受到几个力作用时,如果保持_______或_______状态,就说物体处于平衡状态,这几个力相互称为_______。
2.物体在两个力作用下处于平衡状态,这两个力就叫做_______,其条件可简记为“、、、”。
3.物体受平衡力作用时,运动状态_______;受非平衡力作用时,运动状态_______。
4.一对平衡力作用在_______物体上,一对相互作用力作用在_______物体上。
5.静止在水平桌面的书本,受到竖直向下的_______和竖直向上的_______,这两个力是一对_______。
【答案】1.静止;匀速直线运动;平衡力 2.一对平衡力;同体;等大;反向;共线
3.不变;改变 4.同一;两个不同 5.重力;支持力;平衡力
四.课堂探秘
(一)情景导入
静止在桌面上的水杯、匀速直线行驶的汽车、悬挂的吊灯等物体的受力情况和运动状态。
1.静止在桌面上的水杯
(1)运动状态:保持静止状态,运动状态不变。
(2)受力情况:受到竖直向下的重力和桌面对它竖直向上的支持力。
2.匀速直线行驶的汽车
(1)运动状态:做匀速直线运动,运动状态不变。
(2)受力情况:
①水平方向:受到向前的牵引力和向后的阻力;
②竖直方向:受到竖直向下的重力和地面竖直向上的支持力。
3.悬挂的吊灯
(1)运动状态:保持静止状态,运动状态不变。
(2)受力情况:受到竖直向下的重力和吊线对它竖直向上的拉力。
思考:这些物体都受到力的作用,为什么运动状态不变?
【解析】三个物体都处于平衡状态(静止或匀速直线运动),所受的力均为平衡力。
(二)平衡状态
1.平衡状态的定义:物理学中,把物体保持静止或匀速直线运动状态称为平衡状态。
2.静止或匀速直线运动两种状态的共同特点是:物体的速度大小和运动方向都不改变,运动状态保持不变。
3.常见的平衡状态实例
(1)静止类:静止在桌面的水杯、悬挂的吊灯、停在路边的汽车;
(2)匀速直线运动类:匀速直线行驶的汽车、匀速上升的电梯、匀速下落的降落伞。
4.物体如果在两个力的作用下处于平衡状态,这两个力就互称为平衡力。上述的杯子和汽车虽然都受到了力,但所受力是平衡力,改变物体运动状态的作用效果相互抵消,因而能保持静止或匀速直线运动的平衡状态。
例如,栖息在枝条上的小鸟静止时,它受到的重力和支持力是一对平衡力;跳伞运动员在某段时间内能匀速下降,是因为运动员和降落伞作为整体受到的重力和空气阻力是一对平衡力;梵净山上的"蘑菇石"屹立不倒也是因为受到平衡力的作用。
5.结合牛顿第一定律,平衡状态跟受力情况的关系是:
(
保持静止状态
) (
不受力
)
(
物体处于平衡状态
)
(
保持匀速直线状态
) (
受平衡力
)
(三)实验探究:二力平衡的条件
1.提出猜想:结合生活经验,猜想两个力平衡可能需要满足哪些条件?
(1)作用物体:两个力必须作用在同一个物体上(同体)
(2)力的大小:两个力的大小必须相等(等大)
(3)力的方向:两个力的方向必须相反(反向)
(4)力的作用线:两个力必须作用在同一条直线上(共线)
2.实验:
(1)实验器材:两个托盘,砝码,纸板M,细线等。
(1)实验装置:
(3)实验过程:
①按图组装实验器材,组装好后纸板保持静止。
②把纸板转动一个角度,此时作用在纸板上的两个力是否还在一条直线上?松手后纸板将会怎么样?
答: 不在同一直线;纸板将会转动,直至两个力作用在同一直线 。
③改变左盘或右盘中的砝码个数,纸板将会怎样?还会保持静止吗。
答: 不会保持静止,将向质量较大的一侧运动 。
④在纸板静止条件下,将纸板用剪刀沿中线剪成两个纸片,一个纸片上受几个力?是否还保持平衡?
答: 一个纸片上只受一个力;不能再保持平衡 。
(4)实验结论:作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反且作用在同一直线上 。
(5)拓展:
①互为平衡的两个力是同一直线上方向相反的两个力,其合力为 0 。
②用合力知识分析;两个力都很大,但因是同一直线上方向相反的力,其合力很小甚至为0 。
3.二力平衡的条件是:
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。
(同体、等大、反向、共线”)
在前面的学习中已利用了二力平衡的条件。例如,在"探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关"的实验中,当木块保持匀速直线运动时,它受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,两个力大小相等,方向相反,所以从弹簧测力计的示数就可知摩擦力的大小。另外,在"探究重力与质量的关系"的实验中,也用到了二力平衡条件。现在,你可以解释为什么用弹簧测力计可以测物体重力了吧?
【解析】(1)滑动摩擦力大小与压力关系实验中,用弹簧测力计示数表示摩擦力大小的原因:当用弹簧测力计水平拉着物体匀速直线运动时,物体在水平方向上受到弹簧测力计的拉力和滑动摩擦力,这两个力是一对平衡力(满足二力平衡的“同体、等大、反向、共线”条件)。根据二力平衡的特点,拉力的大小等于滑动摩擦力的大小,因此弹簧测力计的示数就等于滑动摩擦力的大小。
(2)“探究重力与质量的关系”实验中,用弹簧测力计测重力的原因:物体静止时,受到竖直向下的重力和弹簧测力计对物体竖直向上的拉力,这两个力是一对平衡力(满足二力平衡条件)。根据二力平衡的特点,拉力的大小等于重力的大小,因此弹簧测力计的示数就等于物体所受重力的大小。
简单来说,两个实验都是利用二力平衡的原理,将不易直接测量的摩擦力、重力,转化为可以直接读取的弹簧测力计拉力示数。
(四)二力平衡条件的应用
1.请在题图中画出静止在水平桌面上的杯子受力的示意图,并与同学比较结果。如果杯子所受的重力是5N,你能判断桌面对它的支持力大小是多少吗?为什么?
(
F=5N
)
(
G=5N
)答案: 因为F与G是平衡力,大小相等,所以支持力大小是5N。
2.杂技艺术中的平衡
杂技表演中的走钢丝,女子排椅等节目,体现了传统杂技的"惊,险,奇,新,美",很好地应用了平衡知识。演员在表演这些节目时,需要小心调整自己的重心位置,使重力作用线通过支撑面。这样,演员及使用的器具在重力和支持力的作用下就能处于平衡状态。
3.二力平衡条件的应用主要有两个方向:
(1)判断物体是否受力平衡;
即判断物体所受两个力是否同时具备大小相等、方向相反、作用在同一条直线、作用在同一物体 四个条件。
(2)利用物体的平衡状态,已确定互为平衡的两个力,根据一个力的大小和方向,就能确定另一个力的大小与之相等,方向与之相反。
(五)平衡力与相互作用力
对比项
一对平衡力
一对相互作用力
受力物体
同一物体
两个不同物体
力的性质
可以是不同性质的力
一定是相同性质的力
同时性
一个力变化另一个力可能不变
同时产生、同时变化、同时消失
实例
书本受到的重力与支持力
书本对桌面的压力与桌面对书本的支持力
【经典例题】
例1.物理课本静止在水平桌面上,它与桌子所受的力属于一对平衡力的是( )
A.物理课本对桌面的压力和桌面对物理课本的支持力
B.物理课本受到的重力和桌面对物理课本的支持力
C.物理课本对桌面的压力和桌子受到的支持力
D.物理课本受到的重力和物理课本对桌面的压力
【答案】B
【解析】A.物理课本对桌面的压力受力物为桌面,桌面对物理课本的支持力受力物为课本,受力物不同,不是一对平衡力,故A不符合题意;
B.物理课本受到的重力和桌面对物理课本的支持力,受力均为课本,两个力大小相同,方向相反,作用在同一直线上,属于一对平衡力,故B符合题意;
C.物理课本对桌面的压力大小等于课本的重力,桌子受到的支持力等于桌子与课本的总重力,力的大小不同,不是一对平衡力,故C不符合题意;
D.物理课本受到的重力受力为课本,物理课本对桌面的压力受力为桌面,受力不同,不是一对平衡力,故D不符合题意。
故选B。
例2.如图是李雯雯举起杠铃时的情景,杠铃稳稳静止着,下列有关说法正确的是( )
A.杠铃受到的重力和李雯雯对它的支持力是一对平衡力
B.李雯雯所受的重力和地面对她的支持力是一对平衡力
C.杠铃受到的重力和杠铃对李雯雯的压力是一对相互作用力
D.杠铃对李雯雯的压力和地面对李雯雯的支持力是一对相互作用力
【答案】A
【解析】A.杠铃受到的重力和李雯雯对它的支持力,二者大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上,为一对平衡力,故A正确;B.地面对她的支持力等于她和杠铃的总重力,肯定大于她的重力,二者不是平衡力,故B错误;C.杠铃受到的重力和杠铃对李雯雯的压力,二者方向相同,不是相互作用力,故C错误;D.杠铃对李雯雯的压力等于杠铃的重力,而地面对李雯雯的支持力等于杠铃和她的总重力,那么二者大小不等,不是相互作用力,故D错误。故选A。
例3.分析静止于水平桌面上杯子的受力情况,以下说法正确的是( )
①杯子对桌面的压力和桌子对杯子的支持力是一对相互作用力
②杯子受到的重力和杯子对桌面的压力是一对相互作用力
③杯子受到的重力和杯子对桌面的压力是一对平衡力
④杯子受到的重力和桌子对杯子的支持力是一对平衡力
A.只有①③ B.只有①④ C.只有②③ D.只有②④
【答案】B
【解析】①杯子对桌面的压力和桌子对杯子的支持力作用在不同物体上,满足:异体、等大、反向、共线条件,是一对相互作用力,①正确;②杯子受到的重力和杯子对桌面的压力方向相同,不满足:异体、等大、反向、共线条件,因此不是相互作用力,②错误;③杯子受到的重力和杯子对桌面的压力方向相同,且不是作用在同一物体上,不满足:同体、等大、反向、共线条件,故不是平衡力,③错误;④杯子受到的重力和桌子对杯子的支持力,大小相等、作用在同一个物体上,满足:同体、等大、反向、共线条件,是一对平衡力,④正确。
故选B。
例4.跳远运动的几个阶段如图所示,不考虑空气阻力,则下面说法中正确的是( )
A.助跑过程可以增大运动员的惯性,从而增大跳远的距离
B.在最高点时若运动员受的一切力都消失,则运动员会静止在最高点
C.运动员在空中运动时,受到了非平衡力的作用
D.运动员落地静止后,运动员对地的压力和地对运动员的支持力是一对平衡力
【答案】C
【解析】A.跳远时助跑是利用运动员的惯性,从而提高成绩,但不能增大惯性,因为惯性的大小只与质量有关,故A错误;B.运动员到最高点时有一定的速度,如果所有力都消失,根据牛顿第一定律,将保持匀速直线运动状态,故B错误;C.运动员在空中运动时,速度和方向都发生了改变,运动状态发生了变化,受到了非平衡力的作用,故C正确;D.运动员在落地静止时,运动员对地面的压力和地面对运动员的支持力是一对相互作用力,不是平衡力,故D错误。故选C。
例5.如图所示,某同学实验时,在弹簧测力计的两侧沿水平方向同时各施加6N的力:此时弹簧测力计的示数为( )
A.0N B.3N C.6N D.12N
【答案】C
【解析】静止和匀速直线运动状态是一种平衡状态,受到的就一定是平衡力,弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的力,题中弹簧测力计的挂钩上受到了6N的力,所以弹簧测力计的示数为6N。故选C。
例6.下列对于有关物理现象或物理知识的描述,正确的是( )
A.“一个巴掌拍不响”——说明发生力的作用至少有两个物体
B.“鸡蛋碰石头,自不量力”——说明鸡蛋对石头的力小于石头对鸡蛋的力
C.“人往高处走,水往低处流”——因为水受到重力的作用,方向垂直向下
D.“人心齐,泰山移”——因为力的合成,合力一定大于分力
【答案】A
【解析】A.一个巴掌拍不响能说明力的作用是相互的,必须有施力物体和受力物体,所以发生力的作用至少有两个物体,故A正确;B.鸡蛋和石头相碰时,鸡蛋和石头间的力是相互作用力,它们的大小相等,故B错误;C.水受到重力的作用而往低处流,重力的方向是竖直向下,而不是垂直向下,故C错误;D.因为力的合成,多人的力合在一起,能将泰山移动,但并不是合力一定大于分力,当作用在同一物体的上两个力在同一直线上,方向相反时,合力可能比分力小,故D错误。故选A。
例7.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】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。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。
例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
【解析】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。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。
例9.利用如图甲所示器材“探究二力平衡的条件”。
(1)小明将系于小卡片(重力可忽略不计)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相反,并通过调整 来改变拉力的大小;
(2)为了探究使物体平衡的两个力是否必须在同一条直线上,可用手 (选填“下压”、“翻转”或“旋转”)平衡的小卡片,松手后观察小卡片松手瞬间是否保持平衡;
(3)如果左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度(如图乙),你认为 (选填“能”或“不能”)进行实验。
【答案】(1)钩码个数(2)旋转(3)能
【解析】(1)通过增减钩码的数量可以改变对小卡片的拉力大小,钩码越多,拉力越大,因此实验中通过调整钩码个数来精确控制两端拉力的大小关系。(2)探究二力是否需在同一直线上时,需破坏原有共线状态。旋转小卡片,可使两拉力方向相反,但不在同一直线上,松手后若卡片不能平衡,说明平衡条件要求两力必须在同一条直线上。(3)滑轮高度不同仅改变拉力的方向,但两拉力仍可保持大小相等、方向相反、作用在同一直线上,因此仍能满足二力平衡条件,实验可以进行。
例10.如图所示,将两根相同的轻质弹簧固定在水平地面,甲、乙两钢球正对弹簧从同一高度h同时自由下落,两球接触弹簧并向下压缩弹簧,请回答下列问题:
(1)当各自速度达到最大值时,哪个球使弹簧形变程度更大?
(2)若两球各自再继续向下运动相同的距离,它们所受的合力分别为F甲和F乙。请判断F甲和F乙的大小关系,并说明理由。(已知m甲>m乙,整个过程均在弹簧的弹性限度内,不计空气阻力。)
【答案】(1)甲球使弹簧形变程度更大;(2)见解析
【解析】(1)如图所示,由图可知两个钢球的体积关系为,根据可得两个钢球质量关系为,根据可得;当小钢球压缩弹簧受到的弹力等于各自重力时,两球达到速度的最大值,即钢球速度达到最大值时甲球受到的弹力较大,因为整个过程均在弹簧的弹性限度内,所以可以推断甲球能使弹簧形变程度更大。(2)甲、乙两钢球下落刚开始接触并压缩弹簧,弹簧的弹力逐渐增大,此过程钢球的合力向下,两球做加速运动;当弹力等于各自重力时,两球达到速度的最大值,合力为零,在两球继续向下运动相同的距离内,两弹簧形变程度相同,则增加的弹力相同,此时两球各自所受的合力大小即为增加的弹力大小,所以它们所受的合力大小关系为。
五.课堂检测
(一).选择题
1.2025年中国电影票房再创新高,影院座椅上静止的观众,其受力平衡的说法正确的是( )
A. 重力与座椅对观众的支持力是一对平衡力
B. 重力与观众对座椅的压力是一对平衡力
C. 座椅的支持力与观众的压力大小不等
D. 观众不受摩擦力,所以运动状态不变
【答案】:A
【解析】:二力平衡需满足“同体、等大、反向、一线”。观众静止属于平衡状态,重力与座椅支持力作用在同一物体(观众)上,大小相等、方向相反且在同一直线,是平衡力,A正确;B中两个力作用在不同物体(重力作用于观众,压力作用于座椅),是相互作用力,错误;C中支持力与压力是相互作用力,大小相等,错误;D中观众运动状态不变是因为受平衡力,而非不受摩擦力,错误。
2.2026年元旦假期跨区域人员流动量超1.8亿人次,匀速行驶的高铁上,水平放置的矿泉水瓶处于平衡状态,其水平方向的受力情况是( )
A. 只受向前的动力 B. 只受向后的阻力
C. 受动力和阻力,二力平衡 D. 不受任何力
【答案】:C
【解析】:匀速行驶的高铁处于平衡状态,瓶随高铁匀速运动,水平方向受高铁施加的动力和空气阻力,二力大小相等、方向相反、作用在同一物体且共线,满足二力平衡条件,C正确;A、B只提到一个力,无法平衡,错误;D中瓶子随高铁运动,水平方向受一对平衡力,并非不受力,错误。
3.如图为研究二力平衡条件的实验装置,下列关于这个实验的叙述错误的是:( )
A.为了减小摩擦,应选用尽量光滑的水平桌面
B.为使实验效果明显,应选用质量较大的小车
C.调整两边的托盘所放的钩码数量,可以改变力的大小
D.将小车扭转一个角度,是为了改变力的作用线的位置
【答案】:B
【解析】:探究二力平衡条件的实验中,核心是让小车受到的两个力满足“大小相等、方向相反、作用在同一直线且同一物体上”的条件,同时减少额外阻力的影响。A:选用尽量光滑的水平面,能减小摩擦力对实验的干扰,该说法正确。B:应选用质量较小的小车,因为质量小的小车惯性小,运动状态更容易被改变,实验现象更明显;质量大的小车惯性大,不利于观察二力平衡的效果,该说法错误。C:调整两边挂钩码的数量,能改变拉力的大小,可探究二力平衡时“大小相等”的条件,该说法正确。D:将小车扭转一个角度,两个力的作用线不再在同一直线上,是为了改变力的作用线位置,探究二力平衡时“作用在同一直线”的条件,该说法正确。
4.四个力的大小如表所示,以下选项分别是铁块同时受到两个或三个力的作用,其作用效果与图中的力F的作用效果相同的是( )
力
力的大小
1N
3N
5N
5N
A. B. C. D.
【答案】:C
【解析】: 两个力合成时,合力范围为|F1-F2|≤F合 ≤F1+F2。1N和4N:合力范围3N≤ F合≤5N,可得到5N(二力同向时);2N和3N:合力范围1N≤F合≤ 5N,可得到5N(二力同向时);
结合图示中力的方向,答案为C
5.足球是青少年热爱的一项运动,足球比赛中,对如图所示现象的解释不正确的是( )
A.足球在空中飞行的过程中,足球还受到重力
B.足球飞在最高点时,若所受力全部消失,它将静止
C.球最终落回地面,说明力可以改变物体的运动状态
D.足球在地面滚动时速度越来越小,是因为受到摩擦力
【答案】:B
【解析】: A:足球在空中飞行时,受到重力和空气阻力,并非只受重力,该说法正确,不符合题意; B:足球在最高点时,仍有水平方向的速度,若所受力全部消失,根据牛顿第一定律,足球会沿水平方向做匀速直线运动,而非静止,该说法错误,符合题意; C:踢球时脚对球施力,球的运动状态改变,说明力可以改变物体的运动状态,该说法正确,不符合题意; D:足球在地面滚动时速度越来越小,是因为受到摩擦力的阻碍作用,该说法正确,不符合题意。
6.某学习小组对一辆在平直公路上做直线运动的小车进行观测研究.他们记录了小车在某段时间内通过的路程与所用的时间,并根据记录的数据绘制了路程与时间的关系图象,如图所示.根据图象可以判断( )
A.0~5s内,小车的平均速度是0.4m/s B.0~7s内,小车的平均速度是1.5m/s
C.2~5s内,小车受到的是非平衡力 D.5~7s内,小车受到的是非平衡力
【答案】A
【答案】A:0~5s内平平均速度v=0.4m/s,正确;B:0~7s内平均速度v≠1.5m/s,错误;
C:2~5s内小车做匀速直线运动,受平衡力,非平衡力的说法错误;D:5~7s内小车静止,受平衡力,非平衡力的说法错误。答案:A
7.张继《枫桥夜泊》中“月落乌啼霜满天”,霜附着在树枝上静止不动,下列关于霜的受力平衡说法正确的是( )
A. 霜的重力与树枝的支持力是平衡力 B. 霜的重力与霜对树枝的压力是平衡力
C. 树枝的支持力与霜的压力是平衡力 D. 霜不受重力,所以静止
【答案】:A
【解析】:霜静止在树枝上,处于平衡状态,重力与树枝的支持力作用在霜上,满足二力平衡条件,A正确;B、C中力的作用对象不同,是相互作用力,错误;D中霜受重力,只是与支持力平衡才静止,错误。
8.李白《望庐山瀑布》中“飞流直下三千尺”,若瀑布中某水滴匀速下落(忽略空气阻力影响),则其受力情况是( )
A. 只受重力 B. 重力与空气阻力平衡
C. 重力大于空气阻力 D. 不受任何力
【答案】:B
【解析】:匀速下落的水滴处于平衡状态,受重力和空气阻力,二力大小相等、方向相反、作用在同一水滴上且共线,是一对平衡力,B正确;A、D中只受一个力或不受力时,物体无法匀速运动,错误;C中重力大于阻力时水滴加速下落,错误。
9.八年级学生在实验室做二力平衡实验时,用轻质硬纸板代替木块,目的是( )
A. 增大摩擦,便于观察 B. 减小硬纸板自重对实验的影响
C. 使硬纸板更容易被拉动 D. 增加实验的趣味性
【答案】:B
【解析】:二力平衡实验中,硬纸板需忽略自身重力,才能专注研究水平方向的两个拉力,轻质硬纸板可减小自重对实验结果的干扰,B正确;A中应减小摩擦,而非增大,错误;C、D并非主要目的,实验核心是验证二力平衡条件,错误。
10.学生用弹簧测力计水平拉动木块在水平桌面匀速直线运动,此时木块受到的拉力与摩擦力的关系是( )
A. 拉力大于摩擦力 B. 拉力小于摩擦力 C. 是一对平衡力 D. 作用在不同物体上
【答案】:C
【解析】:木块匀速直线运动属于平衡状态,水平方向拉力与摩擦力作用在木块上,大小相等、方向相反、共线,是一对平衡力,C正确;A、B中拉力与摩擦力大小不相等时,木块会加速或减速,错误;D中两个力均作用在木块上,错误。
11.课堂上,学生将书包放在水平桌面上静止,下列哪对力是书包受到的平衡力( )
A. 书包的重力与桌面对书包的支持力 B. 书包的重力与书包对桌面的压力
C. 桌面对书包的支持力与书包对桌面的压力 D. 书包的重力与桌面的重力
【答案】:A
【解析】:书包静止时处于平衡状态,重力与桌面对书包的支持力作用在书包上,满足“同体、等大、反向、一线”,是平衡力,A正确;B、C中力的作用对象不同,是相互作用力,错误;D中两个力方向相同,且作用在不同物体,无法平衡,错误。
12.学生在操场匀速跑步时,下列关于其受力平衡的说法正确的是( )
A. 水平方向的动力与阻力是一对平衡力 B. 竖直方向的重力与支持力是一对平衡力
C. 所有力的合力不为0 D. 重力与动力是一对平衡力
【答案】:B
【解析】:匀速跑步的学生处于平衡状态,竖直方向重力与支持力大小相等、方向相反、作用在同一人身上且共线,是平衡力,B正确;A中跑步时水平方向动力与阻力平衡,但选项未明确“同一物体”,且核心平衡在竖直方向,错误;C中受平衡力的物体合力为0,错误;D中重力与动力方向不相反,无法平衡,错误。
13.学生用悬挂法确定不规则薄板的重心,当薄板静止时,细线的拉力与薄板的重力是一对平衡力,其依据的二力平衡条件是( )
A. 大小相等、方向相同 B. 作用在不同物体上
C. 大小相等、方向相反、共线、同体 D. 只需要方向相反
【答案】:C
【解析】:悬挂的薄板静止时,拉力与重力满足二力平衡的全部条件:作用在薄板(同一物体)上,大小相等、方向相反、作用在同一直线,C正确;A中方向相同错误,B中作用在不同物体错误,D中条件不完整,错误。
14.如图所示,作用在小车上沿同一直线的两个力F1和F2,F1=120N,F2=50N,则它们的合力为( )
A.170N,方向与F1相同 B.170N,方向与F2相同
C.70N,方向与F1相同 D.70N,方向与F2相同
【答案】C
【解析】由图可知,二力方向相反,它们的合力为
方向与较大的力相同,即与F1相同,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
15.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
【解析】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。
16.如图是运动员举重时的场景,该运动员举起杠铃保持不动时( )
A.人受到的重力和人对杠铃的支持力是一对相互作用力
B.人受到的重力和地面对人的支持力是一对相互作用力
C.杠铃对人的压力和人对杠铃的支持力是一对平衡力
D.杠铃受到的重力和人对杠铃的支持力是一对平衡力
【答案】D
【解析】A.人所受到的重力和人对杠铃的支持力大小不相等,所以不是一对相互作用力,故A错误;B.人所受到的重力和地面对人的支持力大小不相等,所以不是一对相互作用力,故B错误;C.杠铃对人的压力与人对杠铃的支持力作用在两个物体上,所以不是一对平衡力,故C错误;D.杠铃受到重力和人对杠铃的支持力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,故杠铃受到的重力和人对杠铃的支持力是一对平衡力,故D正确。故选D。
(二).填空题
17.2026年推进的牙齿再生技术中,实验动物口中新生的牙齿静止时,受到的重力与牙槽骨的支持力是一对______,这两个力的大小______,方向______。
【答案】:平衡力;相等;相反
【解析】:静止的牙齿处于平衡状态,重力与支持力作用在同一物体(牙齿)上,满足二力平衡“同体、等大、反向、一线”的条件,故为平衡力,且大小相等、方向相反。
18.2025年研发的骨科生物胶水固定粉碎性骨块后,骨块匀速愈合过程中处于______状态,水平方向不受力,竖直方向的重力与胶水的支撑力满足______、______的平衡条件。
【答案】:平衡;大小相等;方向相反
【解析】:匀速愈合的骨块运动状态不变,属于平衡状态;竖直方向的重力与支撑力是一对平衡力,需满足大小相等、方向相反(且同体、共线)的核心条件。
19.2026年食品级生物农药喷洒车匀速行驶时,水平方向的牵引力与空气阻力是______,这两个力作用在______物体上,且作用在______直线上。
【答案】:平衡力;同一;同一条
【解析】:匀速行驶的喷洒车处于平衡状态,水平方向的牵引力与阻力满足二力平衡条件,即作用在同一物体、同一直线上,大小相等、方向相反。
20.王维《寒食城东即事》中“蹴鞠屡过飞鸟上”,踢出后匀速飞行的蹴鞠(忽略空气阻力),竖直方向的重力与______是一对平衡力,这两个力大小______,方向______。
【答案】:空气浮力;相等;相反
【解析】:匀速飞行的蹴鞠处于平衡状态,竖直方向重力与空气浮力满足二力平衡条件,即大小相等、方向相反,且作用在同一物体、同一直线上。
21.杜甫《观公孙大娘弟子舞剑器行》中“罢如江海凝清光”,舞剑者静止时,受到的重力与舞台的支持力是一对______,这两个力作用在______物体上,且作用在______直线上。
【答案】:平衡力;同一;同一条
【解析】:静止的舞剑者处于平衡状态,重力与支持力是平衡力,需满足二力平衡“同体、等大、反向、一线”的条件,故作用在同一物体、同一直线上。
22.张建封《竞渡歌》中“鼓声渐急标将近”,匀速冲向终点的龙舟,水平方向的划水动力与水的阻力是______,这两个力的大小______,合力为______。
【答案】:平衡力;相等;0
【解析】:匀速运动的龙舟处于平衡状态,水平方向的动力与阻力是一对平衡力,大小相等、方向相反,故合力为0。
23.杨静亭《都门杂咏》中“游人曳去一毛轻”的冰床匀速滑行时,处于______状态,水平方向的拉力与摩擦力是______,这两个力方向______。
【答案】:平衡;平衡力;相反
【解析】:匀速滑行的冰床运动状态不变,属于平衡状态;水平方向的拉力与摩擦力是一对平衡力,方向相反(拉力向前,摩擦力向后)。
24.学生值日时匀速清扫地面,扫帚处于______状态,水平方向的拉力与地面的______是一对平衡力,这两个力的合力为______。
【答案】:平衡;摩擦力;0
【解析】:匀速运动的扫帚运动状态不变,属于平衡状态;水平方向的拉力与摩擦力是平衡力,二力大小相等、方向相反,合力为0。
25.学生背着书包匀速上楼时,书包处于______状态,竖直方向的重力与书包带的拉力是一对______,这两个力的大小______。
【答案】:平衡;平衡力;相等
【解析】:匀速上楼的书包运动状态不变,属于平衡状态;竖直方向的重力与拉力是平衡力,根据二力平衡条件,二者大小相等。
26.学生在实验室做二力平衡实验时,将硬纸板扭转角度后松手,硬纸板转动,说明二力平衡需要两个力______;硬纸板静止时,两个拉力大小______,且作用在______物体上。
【答案】:作用在同一直线上;相等;同一
【解析】:扭转硬纸板后,两个拉力不在同一直线,硬纸板运动,说明二力平衡需“共线”;静止时拉力为平衡力,需满足大小相等、作用在同一物体上的条件。
(三).解答题
27.如图,用轻绳悬挂的木球自由摆动,请画出摆动到图所示位置时,球的受力示意图。(忽略空气阻力),当它摆到最低点时受到的力是 ,(选填“平衡”或“不平衡”)的。
【答案】 不平衡
【详解】摆动到图所示位置时,受到竖直向下的重力,和沿绳子方向,绳子给的拉力,故如图所示,当它摆到最低点时受到的力大小不一样,小球将向斜上方运动,不是平衡状态,不属于平衡力,故受力不平衡。
28.竖直向上抛出一个质量为0.1千克的小球,小球在运动过程中始终受到空气阻力的作用,空气阻力的大小保持不变,方向始终与运动方向相反。若小球在上升过程中受到的合力大小为1.02牛,求:
(1)小球所受到的重力大小;
(2)小球所受到的阻力大小及方向。
【答案】(1)0.98牛;(2)0.04牛;方向:竖直向下
【解析】(1)小球所受到的重力大小为
(2)因为小球在上升过程中受到的合力大小为1.02牛,由可得,小球所受到的阻力大小为由阻力方向始终与运动方向相反方向可知,阻力的方向竖直向下。
答:(1)小球所受到的重力大小为0.98牛;(2)小球所受到的阻力大小为0.04牛,方向竖直向下。
29.为了探究“二力平衡的条件”,于是设计了如图甲所示的实验。设计与进行实验
(1)实验时通过调整 来改变拉力的大小,装置中定滑轮的作用是 。
(2)实验中应选择较 (选填“光滑”或“粗糙”)的桌面。
(3)实验中,为了方便操作判断,应使小车处于 状态作为平衡状态。
(4)为了验证相互平衡的两个力是作用在同一物体上的,小组同学用轻质小卡片代替图甲中的小车,如图乙所示,两端的托盘中加 时,小卡片保持静止,接下来的操作是 ,该装置还有一个优点是 。
(5)小明在实验中发现当左盘放入2 N的砝码、右盘放入1.5 N砝码时,小车也处于静止状态,此时小车受到的 (选填“是”或“不是”)平衡力,产生这一现象的原因可能是小车受到 力的影响。
【答案】(1)砝码数量 改变力的方向 (2)光滑 (3)静止 (4)相同数量的砝码 将小卡片一剪为二 避免摩擦力对实验的干扰 (5) 是 摩擦
【解析】(1)实验通过砝码的重力提供拉力,所以通过调整砝码的数量来改变拉力。定滑轮的作用为改变力的方向。(2)探究二力平衡的条件,需要避免桌面的摩擦力对实验的影响,所以选择光滑的桌面。(3)为了方便操作判断,实验中将小车静止状态作为平衡状态进行判别。(4)使得小卡片静止,需要在托盘中加入数量相同的砝码,验证相互平衡的两个力是作用在同一物体上的,接下来将小卡片一剪为二即可。使用小卡片代替小车可以避免摩擦力对实验产生干扰。(5)小车静止,受到平衡力的作用。左盘放入2 N的砝码、右盘放入1.5 N砝码时,小车也处于静止状态原因为受到摩擦力的影响。
30.阅读材料,回答问题。
“静坐观物”中的力学平衡——古诗词与实验探究
明代戏曲家朱有炖在《静坐》一诗中写道“静坐闲观理自明”,描绘了通过静止状态洞察事物本质的智慧。这种“静止”恰与物理中的二力平衡状态相契合。八年级学生在实验室中模拟“静坐观物”的意境,开展二力平衡条件探究实验:将轻质硬纸板作为“静坐的物体”,两侧通过细线连接钩码,在水平方向施加拉力,观察硬纸板的运动状态。
实验中,当两侧钩码质量相等时,硬纸板静止不动,如同“静坐”的诗人;若将硬纸板扭转一个角度,松手后硬纸板会迅速转回原位,恢复平衡状态;若用剪刀将硬纸板从中间剪断,两侧细线牵引的纸板会立即向相反方向运动。同时,学生发现,如同杜甫诗句“众僚宜雪白,万役但平衡”中体现的均衡思想,二力平衡的“均衡”不仅是大小相等,更需满足方向相反、作用在同一物体且共线的条件。通过实验,学生深刻体会到传统文化中的平衡智慧与现代物理知识的内在联系,理解了“静止”背后的力学原理。
(1)硬纸板静止时处于______状态,两侧钩码的拉力大小______、方向相反。
(2)下列关于实验中硬纸板受力分析的说法正确的是( )
A. 硬纸板的重力与拉力是一对平衡力 B. 两侧拉力作用在同一物体上,是平衡力
C. 扭转硬纸板后,两侧拉力仍然平衡 D. 剪断后的纸板仍受二力平衡
(3)实验中使用轻质硬纸板的目的是减小______对实验的影响,确保探究的是______方向的二力平衡。
(4)若在硬纸板一侧增加一个钩码,硬纸板会向该侧运动,原因是( )(选择题)
A. 拉力方向改变 B. 二力大小不再相等
C. 硬纸板重力增大 D. 拉力作用点改变
(5)下列与“静坐”中静止状态对应的二力平衡实例是( )(选择题)
A. 加速下落的雨滴 B. 匀速行驶的自行车
C. 静止在桌面的书本 D. 被抛出的篮球
【答案】(1)平衡;相等 (2)B (3)自重;水平 (4)B (5)C
【解析】(1)静止的硬纸板处于平衡状态,两侧钩码质量相等则拉力大小相等,且方向相反,满足二力平衡的部分条件。(2)A中硬纸板重力竖直向下,拉力水平,方向不共线,不是平衡力,错误;B中两侧拉力作用在硬纸板(同一物体)上,大小相等、方向相反、共线,是平衡力,正确;C中扭转后拉力不在同一直线,平衡被破坏,错误;D中剪断后的纸板只受一侧拉力,受力不平衡,错误。(3)轻质硬纸板可忽略自身重力,避免重力对水平方向拉力平衡的干扰,实验核心探究水平方向的二力平衡条件。(4)增加钩码后,两侧拉力大小不再相等,二力平衡条件被破坏,硬纸板运动状态改变,B正确;拉力方向、硬纸板重力、作用点均未改变,A、C、D错误。(5)A中雨滴加速下落,受力不平衡;B中自行车匀速运动是平衡状态,但属于匀速直线运动,并非“静坐”对应的静止状态;C中书本静止,受重力与支持力平衡,与“静坐”的静止状态一致,正确;D中篮球被抛出后受重力和空气阻力,受力不平衡。
六.课后作业
(一)完成知识清单
1.物体在几个力的作用下,保持__________或____________________状态,我们就说该物体处于平衡状态,使物体处于平衡状态的这几个力叫做__________。
2.二力平衡是指物体只受__________个力作用时处于平衡状态,这两个力叫做一对平衡力。
3.二力平衡的四个条件(缺一不可):两个力作用在__________物体上、大小__________、方向__________、作用在____________________上,简称“同体、等大、反向、共线”。
4.一对平衡力的合力大小为__________,因为这两个力相互抵消,不会改变物体的运动状态。
5.静止在水平桌面上的书本,受到的__________和桌面对书本的__________是一对平衡力,这两个力大小相等、方向相反,作用在同一物体上且共线。
6.匀速直线行驶的自行车,水平方向受到的牵引力和__________是一对平衡力,竖直方向受到的重力和__________是一对平衡力。
7.探究二力平衡条件的实验中,使用轻质硬纸板的目的是____________________,避免硬纸板自身重力干扰实验结论。
8.实验中,将硬纸板扭转一个角度后松手,硬纸板会转动,这一现象说明二力平衡必须满足____________________的条件。
9.一对平衡力和一对相互作用力的核心区别是:____________________不同,平衡力作用在同一物体上,相互作用力作用在__________物体上。
10.用弹簧测力计测量物体重力时,物体静止时测力计的示数等于物体的重力,其原理是:物体受到的重力和弹簧测力计的__________是一对平衡力,二力大小相等。
11.若物体受到的两个力满足“等大、反向、共线”,但作用在两个物体上,这两个力__________(选填“是”或“不是”)平衡力。
12.物体在一对平衡力作用下,运动状态__________(选填“会”或“不会”)改变;若这对平衡力中的一个力消失,物体的运动状态__________改变。
13.匀速上升的热气球,竖直方向受到的重力和__________是一对平衡力,这两个力的合力为__________。
14.忽略空气阻力,匀速下落的雨滴,受到的重力和空气阻力是一对__________,雨滴的运动状态__________。
15.二力平衡的应用:生产生活中,我们常通过调整力的大小、方向和作用线,使物体处于__________状态,例如起重机匀速吊着重物时,拉力和重物的重力相互平衡。
【答案】 1.静止;匀速直线运动;平衡力 2.两 3.同一;相等;相反;同一条直线 4.0
5.重力;支持力 6.摩擦力;支持力 7.减小硬纸板自身重力的影响 8.两个力作用在同一条直线上 9.受力物体;两个不同 10.拉力 11.不是 12.不会;一定会 13.浮力;0
14.平衡力;保持不变15.平衡
(二)强化训练
一.选择题
1.长江十年禁渔取得显著成效,2026年监测到某鱼类在水中匀速游动,下列关于其受力平衡的说法错误的是( )
A. 重力与浮力是一对平衡力 B. 前进的动力与水的阻力是一对平衡力
C. 所有力的合力为0 D. 动力大于阻力,才能保持匀速
【答案】:D
【解析】:匀速游动的鱼类处于平衡状态,竖直方向重力与浮力平衡,水平方向动力与阻力平衡,A、B正确;受平衡力的物体合力为0,C正确;D中动力大于阻力时物体做加速运动,而非匀速,错误。
2.2026年“两重”建设项目加紧实施,匀速上升的塔吊吊着重物,重物的受力情况满足二力平衡的是( )
A. 塔吊的拉力与重物的重力 B. 塔吊的拉力与重物对塔吊的拉力
C. 重物的重力与重物对地球的引力 D. 拉力大于重力,所以重物上升
【答案】:A
【解析】:重物匀速上升是平衡状态,塔吊拉力与重物重力作用在同一物体(重物)上,大小相等、方向相反、共线,是平衡力,A正确;B、C中两个力均作用在不同物体上,是相互作用力,错误;D中拉力大于重力时重物加速上升,匀速上升时二力大小相等,错误。
3.海南自贸港封关后进口“零关税”货物增多,匀速行驶的货轮上,集装箱静止在甲板上,下列哪对力是平衡力( )
A. 集装箱的重力与甲板的支持力 B. 集装箱的重力与集装箱对甲板的压力
C. 甲板的支持力与海水的浮力 D. 集装箱对甲板的压力与甲板对集装箱的支持力
【答案】:A
【解析】:集装箱静止属于平衡状态,重力与甲板支持力作用在集装箱上,满足“同体、等大、反向、一线”,是平衡力,A正确;B、D中力的作用对象不同,是相互作用力,错误;C中支持力作用于集装箱,浮力作用于货轮,受力物体不同,无法平衡,错误。
4.如下图所示,下列物体能处于平衡状态的是( )
A. B. C. D.
【答案】:C
【解析】:物体处于平衡状态的条件是受到的合力为零,即作用在同一物体上的力大小相等、方向相反且作用在同一直线上。A:两个力不是作用在同一直线上,合力不为零,不能平衡。
B:两个力大小不相等(F1=2N,F2=3N),合力不为零,不能平衡。C:两个力大小相等(均为2N)、方向相反且作用在同一直线上,合力为零,能平衡。D:两个力大小不相等(F1=10N,F2=9N),合力不为零,不能平衡。
5.北京冬奥会谷爱凌勇夺金牌,为国争光。如图是谷爱凌在空中的身影,下列说法正确的是( )
A.谷爱凌正处于平衡状态 B.谷爱凌相对于任何参照物都是运动的
C.谷爱凌此时重力变小 D.谷爱凌的惯性没有发生变化
【答案】:D
【解析】:A:谷爱凌在空中运动时,运动状态(速度、方向)在改变,不是平衡状态,A错误。 B:若选择与谷爱凌相对静止的物体为参照物,她是静止的,并非相对于任何参照物都运动,B错误。C:重力的大小与质量和g有关,谷爱凌的质量不变、g不变,重力不变,C错误。 D:惯性只与质量有关,谷爱凌的质量不变,惯性不变,D正确。
6.如图甲所示,用水平拉力F1=10N拉一根弹簧,使弹簧伸长了2cm,如果在该弹簧两端同时用两个力F2和F2'沿水平方向拉弹簧,如图乙所示。要使此弹簧同样伸长2cm,则力F2和F2'的大小分别为( )
A.5N、5N B.10N、10N C.10N、20N D.20N、20N
【答案】B
【解析】弹簧的伸长量由受到的拉力大小决定,甲图中弹簧受10N拉力伸长2cm;乙图中要使弹簧同样伸长2cm,弹簧受到的拉力仍为10N。弹簧两端的拉力F1和F2是一对平衡力,大小相等,均为10N。答案:B
7.岑参《白雪歌送武判官归京》中“瀚海阑干百丈冰”,静止在地面的冰块处于平衡状态,其受力平衡的条件是( )
A. 重力与地面的支持力大小相等、方向相同
B. 重力与支持力作用在同一物体、共线
C. 重力与支持力大小相等、方向相反、作用在不同物体
D. 只受重力,不受支持力
【答案】:B
【解析】:二力平衡的条件是“同体、等大、反向、一线”。冰块静止时,重力与地面支持力作用在同一物体(冰块)上,共线且大小相等、方向相反,B正确;A中方向相同不符合条件,错误;C中作用在不同物体错误;D中冰块受重力和支持力,二力平衡,错误。
8.杨万里《稚子弄冰》中“彩丝穿取当银钲”,儿童手中静止的冰块,下列说法正确的是( )
A. 冰块受到的拉力与重力是一对平衡力 B. 冰块受到的拉力与手的摩擦力平衡
C. 拉力大于重力,冰块才不会下落 D. 冰块只受拉力作用
【答案】:A
【解析】:静止的冰块处于平衡状态,拉力与重力作用在冰块上,大小相等、方向相反、共线,满足二力平衡,A正确;B中拉力与摩擦力方向不相反,且并非平衡的关键力,错误;C中拉力与重力大小相等时物体静止,并非拉力更大,错误;D中冰块受拉力和重力,错误。
9.刘禹锡《望洞庭》中“潭面无风镜未磨”,平静的湖面相当于“平面镜”,漂浮在水面的小船处于平衡状态,其受力关系是( )
A. 重力大于浮力 B. 重力小于浮力
C. 重力与浮力是一对平衡力 D. 重力与浮力方向相同
【答案】:C
【解析】:小船漂浮时静止,属于平衡状态,竖直方向重力与浮力作用在同一物体上,大小相等、方向相反、共线,是一对平衡力,C正确;A、B中重力与浮力大小不相等时,小船会下沉或上浮,无法静止,错误;D中重力竖直向下,浮力竖直向上,方向相反,错误。
10.学生在做值日时,用水平扫帚匀速清扫地面垃圾,扫帚处于平衡状态,下列说法正确的是( )
A. 扫帚受到的拉力与重力是平衡力 B. 扫帚受到的拉力与地面的摩擦力是平衡力
C. 拉力大于摩擦力,扫帚才会运动 D. 扫帚不受支持力
【答案】:B
【解析】:匀速运动的扫帚水平方向受拉力与摩擦力,二力作用在扫帚上,大小相等、方向相反、共线,是一对平衡力,B正确;A中拉力与重力方向不垂直,无法平衡,错误;C中拉力与摩擦力大小相等时物体匀速运动,错误;D中扫帚受重力,必然受到地面支持力,竖直方向支持力与重力平衡,错误。
11.学生将文具盒放在水平课桌上,打开文具盒后,文具盒仍静止,此时文具盒受到的平衡力是( )
A. 文具盒的总重力与桌面对它的支持力 B. 文具盒盖的重力与盒身的支持力
C. 文具盒的重力与文具盒对桌面的压力 D. 盒身的重力与桌面对它的支持力
【答案】:A
【解析】:静止的文具盒(含盒盖)处于平衡状态,总重力与桌面对它的支持力作用在整个文具盒上,满足二力平衡条件,A正确;B中盒盖重力与盒身支持力是文具盒内部的力,并非物体整体的平衡力,错误;C中力的作用对象不同,是相互作用力,错误;D中未考虑盒盖重力,支持力应等于总重力,错误。
12.学生在实验室探究二力平衡条件时,将硬纸板扭转一个角度后松手,硬纸板转动到原来位置,这一现象说明二力平衡需要( )
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】:C
【解析】:扭转硬纸板后,两个拉力不在同一直线上,硬纸板运动状态改变;恢复到同一直线后,硬纸板静止,说明二力平衡必须满足“作用在同一直线上”,C正确;A、B、D未通过该实验现象体现,错误。
13.学生背着书包匀速上下楼梯,下列关于书包受力平衡的说法正确的是( )
A. 匀速上楼时,拉力大于重力 B. 匀速下楼时,拉力小于重力
C. 无论上下楼,拉力与重力都是平衡力 D. 上下楼时,书包的运动状态不变
【答案】:D
【解析】:匀速上下楼时,书包速度大小不变,运动状态不变,处于平衡状态,D正确;A、B中拉力与重力大小相等,并非拉力大于或小于重力,错误;C中拉力与重力方向不共线(拉力沿楼梯方向,重力竖直向下),并非平衡力,书包的平衡是多力平衡,错误。
14.学生用弹簧测力计测量某物体的重力,当物体静止时,弹簧测力计的示数等于物体重力,依据的二力平衡原理是( )
A. 物体的重力与弹簧测力计的拉力是平衡力
B. 物体的重力与物体对弹簧测力计的拉力是平衡力
C. 弹簧测力计的拉力与物体的支持力是平衡力
D. 物体的重力与支持力是平衡力
【答案】:A
【解析】:物体静止时,受到重力和弹簧测力计的拉力,二力作用在物体上,大小相等、方向相反、共线,是一对平衡力,故测力计示数等于重力,A正确;B中力的作用对象不同,是相互作用力,错误;C、D中支持力不存在(物体悬挂时无支持力),错误。
15.有甲、乙两个物体,在力的作用下沿水平方向做直线运动,某段时间内其路程–时间图象如图所示。则这段时间内甲、乙两物体在水平方向上的受力情况是( )
A.甲受非平衡力作用,乙受平衡力作用 B.两物体都受非平衡力作用
C.甲受平衡力作用,乙受非平衡力作用 D.两物体都受平衡力作用
【答案】D
【解析】由s-t图象可知,甲通过的路程与时间成正比,甲做匀速直线运动,因此甲受到平衡力的作用;乙的路程随时间变化不改变,所以乙物体处于静止状态,受到平衡力的作用。故D正确为答案。
16.A、B两同学用如图所示的方式推墙。A向前推B、B向前推墙,且保持不动。每人用力的大小都为F,方向水平向右。已知地面粗糙,则以下说法中正确的是( )
A.B推墙的力与A推B的力是一对平衡力
B.B给A的作用力与地面给A的摩擦力是一对相互作用力
C.B同学受到地面给的水平向左的摩擦力大小为F
D.B同学不受摩擦力
【答案】D
【解析】A.B推墙的力作用在墙上,A推B的力作用在B上,这两个力作用在两个物体上,所以不是一对平衡力,故A错误;B.B给A的作用力与地面给A的摩擦力都作用在A上,所以不是相互作用力,故B错误;CD.先对A同学水平方向受力分析,B对A的向左的弹力和地面对A的向右的静摩擦力;对B同学水平方向受力分析,受A对B向右的推力和墙壁对B向左的弹力,由B同学静止可知,B同学受到的A对B向右的推力和墙壁对B向左的弹力是一对平衡力,又因A同学和B同学之间的作用力为相互作用力,B与墙壁之间的作用力也为相互作用力,所以,A对B向右的推力和墙壁对B向左的推力大小均为F,所以B同学不受摩擦力,故C错误,D正确。故选D。
二.填空题
17.2025年莲藕仿生骨支架植入实验中,静止的支架受到的重力与骨组织的支持力是一对______,这两个力的合力为______,支架的运动状态______。
【答案】:平衡力;0;不变
【解析】:静止的支架处于平衡状态,重力与支持力是平衡力,二力合力为0;受平衡力的物体运动状态保持不变(静止或匀速直线运动)。
18.2026年元旦匀速行驶的高铁上,乘客携带的行李箱静止在过道上,行李箱受到的重力与车厢地面的______是一对平衡力,这两个力方向______,且作用在______上。
【答案】:支持力;相反;同一直线
【解析】:静止的行李箱处于平衡状态,竖直方向重力与支持力为平衡力,满足方向相反、作用在同一直线上(且同体、等大)的条件。
19.2025年低空经济蓬勃发展,无人机匀速配送快递时,快递受到的重力与绳子的拉力是一对______,这两个力大小______,作用在______物体上。
【答案】:平衡力;相等;同一
【解析】:匀速运动的快递处于平衡状态,重力与拉力作用在快递这一同一物体上,大小相等、方向相反、共线,符合二力平衡条件,故为平衡力。
20.2026年长江禁渔成效显著,某鱼类在水中匀速游动时,水平方向的前进动力与水的阻力是______,这两个力的合力为______,鱼类的运动状态______。
【答案】:平衡力;0;不变
【解析】:匀速游动的鱼类处于平衡状态,水平方向的动力与阻力是一对平衡力,合力为0;受平衡力作用的物体运动状态(速度大小和方向)保持不变。
21.《诗经·邶风·谷风》中“泳之游之”,人在水中匀速游泳时,竖直方向的重力与______是一对平衡力,这两个力大小______,作用在______物体上。
【答案】:浮力;相等;同一
【解析】:匀速游泳的人处于平衡状态,竖直方向重力与浮力满足二力平衡条件,即作用在同一物体(人)上,大小相等、方向相反。
22.白居易《池上二绝》中“山僧对棋坐”,静止的棋子受到的重力与棋盘的支持力是一对______,这两个力的合力为______,棋子的运动状态______。
【答案】:平衡力;0;不变
【解析】:静止的棋子处于平衡状态,重力与支持力是平衡力,二力合力为0,受平衡力的物体运动状态保持不变。
23.学生在实验室探究二力平衡条件时,用轻质硬纸板是为了减小______对实验的影响,当硬纸板静止时,两侧细线的拉力是一对______,这两个力必须作用在______直线上。
【答案】:自重;平衡力;同一条
【解析】:轻质硬纸板可忽略自身重力,避免干扰实验;静止的硬纸板处于平衡状态,两侧拉力是平衡力,需满足作用在同一直线上的条件。
24.学生将书包放在水平课桌上静止时,书包受到的重力与桌面对书包的______是一对平衡力,这两个力大小______,方向______。
【答案】:支持力;相等;相反
【解析】:静止的书包处于平衡状态,竖直方向重力与支持力是平衡力,满足大小相等、方向相反(重力向下,支持力向上)的条件。
25.学生用弹簧测力计水平拉动木块匀速直线运动时,木块处于______状态,拉力与摩擦力是一对______,摩擦力的大小______拉力的大小。
【答案】:平衡;平衡力;等于
【解析】:匀速直线运动的木块处于平衡状态,水平方向的拉力与摩擦力是平衡力,根据二力平衡条件,二者大小相等。
26.学生用悬挂法找不规则薄板的重心时,薄板静止时,细线的拉力与薄板的重力是一对______,这两个力作用在______物体上,且方向______。
【答案】:平衡力;同一;相反
【解析】:静止的薄板处于平衡状态,拉力与重力是平衡力,满足“同体、等大、反向、一线”的条件,故作用在同一物体、方向相反。
三.解答题
27.为保障师生安全,校车行驶速度不得超过55 km/h,如图质量是4.2t的校车,正常匀速行驶时所受阻力为车重的0.08倍,经过某路段相距2.7×103 m的两个路口,用时180 s,g取10N/kg。问:
(1)校车行驶的平均速度是多少?是否超速?
(2)校车匀速行驶时发动机提供的牵引力为多大?
【答案】(1)54km/h,没有超速;(2)3360N
【解析】(1)校车经过某路段相距2.7×103m的两个路口,用时180s,则校车行驶的速度
由于54km/h<55km/h,所以校车行驶没有超速。
(2)校车做匀速直线运动,牵引力等于阻力F牵=F阻=0.08G=0.08×4.2×103kg×10N/kg=3360N
答:(1)校车行驶的平均速度是54km/h,没有超速;
(2)校车匀速行驶时发动机提供的牵引力为3360N。
28.随着共享单车在全国各大城市迅速铺开,“共享经济”的概念迅速普及,“共享汽车”也随之悄然进入了人们的视野。如图所示是某品牌“共享汽车”,其空车质量1.2t,该车在平直公路匀速行驶过程中受到的阻力为总重力的0.1倍,(g=10N/kg)求:
(1)汽车所受的重力是多少?
(2)总质量为200kg的人员乘坐该车,汽车行驶过程中受到的牵引力是多少?
(3)为了防止惯性带来的危害,请你就驾车或乘车提出一条合理化建议: 。
【答案】(1)1.2×104N (2)1400N (3)系好安全带
【解析】(1)汽车所受的重力是G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N
(2)汽车在行驶过程中的总质量m总=1200kg+200kg=1400kg此时的总重力G总=m总g=1400kg×10N/kg=14000N由题意可得,汽车受到的阻力f=0.1G总=0.1×14000N=1400N
汽车匀速运动,牵引力和阻力平衡力,牵引力F=f=1400N
(3)汽车在高速行驶时,由于车和人具有惯性,为了防止惯性给我们带来的危害,我们不要超速行驶;要系安全带;不要超载。
29.小明利用图甲装置探究二力平衡的条件:
(1)图甲的探究装置中研究对象是 ,小明向左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码时,小车处于静止状态;改变其中一端的砝码数量,发现小车无法保持静止状态,由此说明二力平衡条件必须满足 。
(2)某次实验中,当左盘放入稍大一点的砝码时,两个拉力大小不同,但小车仍处于静止状态,产生这一现象的原因可能是小车受到 的影响。
(3)在探究同一问题时,小红设计了如图乙所示的实验装置,该装置中选择轻小卡片的目的是减小 对实验的影响;为尽量减少以上影响,小敏选质量为10g的卡片作为研究对象,如图乙。在线的两端分别挂上等质量的重物,对轻小卡片施加两个拉力。在探究本实验过程中所挂重物质量最合适的是 (填“5g”、“10g”、“200g”或“任意质量均可”)。
(4)为了探究两力是否必须作用在同一条直线上。在小卡片平衡时,小红将小卡片转过一个角度,使与卡片相连的两条线的方向平行,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。
【答案】(1) 小车 两个力大小相等(2)摩擦力(3) 重力 200g(4)不能(5)能
【解析】(1)实验中通过观察小车能否静止,确定其是否处于平衡状态,故研究对象是小车。向左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码时,两边对小车的拉力相等,小车受力平衡,处于静止状态,但改变其中一端的砝码数量,则两边对小车的拉力不等,小车受力不平衡,无法保持静止状态,由此说明平衡力条件必须满足为两个力大小相等。(2)实验中,当左盘放入稍大一点的砝码时,两个拉力大小不同,但小车仍处于静止状态,此时小车还受平衡力的作用,但小车有向左运动的趋势,所以桌面对小车有向右的摩擦力。(3)实验中应使用质量小的纸板以减小重力的影响。当卡片受到的拉力远大于卡片的重力时,卡片的重力可以忽略不计,此时卡片可以看作只在两个拉力的作用下平衡,故应选质量大的重物来拉卡片,即选择200g的重物。(4)当小卡片平衡时,小红将小卡片转过一个角度,使与卡片相连的两条线的方向平行,但两个力作用在不同直线上,根据二力平衡的条件可知,松手后小卡片不能保持静止。(5)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,照样能探究二力平衡条件。
30.阅读材料,回答问题。
2026“两重建设”中的平衡智慧——盾构机掘进工程
2026年国家“两重建设”项目加速推进,上海轨道交通22号线(崇明线)越江隧道工程进入关键掘进阶段,该隧道是目前全国轨道交通越江隧道中区间距离最长的项目,计划于2026年底基本建成通车 。工程中使用的超大直径盾构机,在匀速掘进时展现出精准的受力平衡状态。盾构机总重超5000吨,在水平方向上,刀盘旋转产生的向前掘进力与地层对机身的阻力相互作用;竖直方向上,机身的重力与隧道底部的支撑力、浮力共同维持平衡。
施工过程中,技术人员通过传感器实时监测盾构机的受力数据,确保其始终处于平衡状态,避免出现偏移或卡顿。当盾构机携带的管片在隧道内匀速拼装时,管片静止在拼装台上,既不倾倒也不滑动,完全符合二力平衡的物理原理。这种平衡状态的精准控制,不仅保障了工程质量,更体现了物理知识在重大基础设施建设中的实际应用价值,为长三角一体化交通网络的构建奠定了坚实基础 。
(1)盾构机匀速掘进时处于______状态,其水平方向的掘进力与地层阻力是一对______。
(2)下列关于盾构机竖直方向受力平衡的说法正确的是( )
A. 重力与支撑力大小相等、方向相同 B. 重力与浮力是一对相互作用力
C. 支撑力与重力方向相反、作用在同一物体 D. 浮力与支撑力的合力不为0
(3)管片静止在拼装台上时,其受到的重力与拼装台的支持力满足二力平衡条件,这两个力的合力为______,管片的运动状态______。(填空题)
(4)盾构机匀速掘进过程中,若突然减小掘进力,其运动状态将发生改变,原因是( )
A. 二力平衡条件被破坏 B. 重力突然增大 C. 浮力消失 D. 支撑力方向改变
(5)下列哪对力属于盾构机匀速掘进时的平衡力( )
A. 盾构机对地层的压力与地层对盾构机的支持力 B. 掘进力与盾构机的重力
C. 水平方向的阻力与掘进力 D. 盾构机的重力与地层的摩擦力
【答案】(1)平衡;平衡力 (2)C (3)0;不变 (4)A (5)C
【解析】(1)匀速运动的物体处于平衡状态,水平方向掘进力与地层阻力作用在同一物体(盾构机)上,大小相等、方向相反、作用在同一直线,满足二力平衡条件,故为平衡力。
(2)二力平衡需满足“同体、等大、反向、一线”。A中方向相同错误;B中重力与浮力作用在同一物体,是平衡力而非相互作用力,错误;C中支撑力竖直向上,重力竖直向下,作用在盾构机上,符合条件,正确;D中盾构机竖直方向平衡,浮力与支撑力的合力与重力等大反向,合力为0,错误。(3)静止的管片受平衡力,重力与支持力合力为0;受平衡力的物体运动状态保持不变(静止)。(4)盾构机原本匀速掘进时,掘进力与阻力是平衡力,减小掘进力后,二力大小不再相等,平衡条件被破坏,运动状态改变,A正确;重力、浮力、支撑力均未发生上述变化,B、C、D错误。(5)A中两个力作用在不同物体,是相互作用力,错误;B中掘进力水平、重力竖直,方向不共线,错误;C中水平方向阻力与掘进力满足二力平衡条件,正确;D中重力竖直、摩擦力水平,方向不共线,错误。
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