8.2 二力平衡(课堂笔记)-2025-2026学年物理新人教版八年级下册
2026-03-23
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摘要:
该初中物理知识清单系统梳理了二力平衡的知识体系。从平衡状态的概念及两种情况入手,通过实验探究二力平衡的条件,进而掌握二力平衡的应用及与相互作用力的异同,形成完整知识链。
知识链路以思维导图构建体系,实验探究突出控制变量法等科学方法,分模块习题覆盖平衡状态、条件、应用,结合中考真题。通过对比表格等工具,强化物理观念,培养科学思维与探究能力,助力知识理解与实战应用。
内容正文:
第八章 第2节 二力平衡(共25道练习题)
※※模块一:学列思维导图 构建知识体系————————
※※模块二:梳理基础知识 明晰识记要点————————
■知识点一:平衡状态
1.平衡状态:
物体在几个力的作用下处于静止或匀速直线运动状态,我们就说该物体处于平衡状态。
平衡状态的两种情况:静止状态;匀速直线运动状态
2.非平衡状态:运动方向变化或者速度大小变化的运动。
3.平衡力:
物体受到几个力作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力相互平衡,这几个力就叫做平衡力。
4.二力平衡:
物体只受两个力时的平衡状态叫二力平衡。如一个物体放在水平桌面上处于静止状态,重力G和支持力F就是一对平衡力;悬挂的静止电灯受到的力有重力G与绳子的拉力F,它们也是一对平衡力。二力平衡是最简单的平衡状态。
■知识点二:二力平衡的探究
1.实验器材:
(1)定滑轮:改变力的方向。
(2)较光滑水平桌面:减小摩擦对实验结果的影响。
(3)砝码:改变力的大小。
2.实验方法:控制变量法。
3.实验过程考点:
(1)实验中如何判断小车是否处于平衡状态?
看小车是否处于静止状态。
(2)如何探究平衡的两个力大小是否相等?
保持两个力在同一条直线上、方向相反,改变两端托盘里砝码质量,判断小车是否处于平衡状态。
(3)如何探究平衡的两个力是否在同一条直线上?
保持两边钩码质量相等,扭动小车,松手后看小车是否处于平衡状态。
(4)如何减小摩擦力对实验的影响?
A.用轻质小车代替木块。 B.用硬纸片代替小车。
(5)如何探究平衡力是否作用在同一物体上?
保持两个力作用在同一直线上,两边钩码质量相等,用剪刀从中间剪开纸片,观察纸片是否处于平衡状态。
4.实验结论:
作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
二力平衡的条件:
作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡。
■知识点三:二力平衡的应用
1.根据物体处于平衡状态,可以根据已知力的大小、方向来确定另一个力的大小和方向。
2.已知物体受力情况来确定物体的运动状态。
3.已知物体运动情况来确定物体的受力情况。
4.平衡力与相互作用力比较:
(1)相同点:A.大小相等;B.方向相反;C.作用在一条直线上。
(2)不同点:
A.平衡力作用在同一个物体;相互作用力作用在不同物体上。
B.平衡力中,一个力消失,另一个力还可以存在;相互作用力中,两个力同时产生,同时消失。
一对平衡力
一对相互作用力
相同点
大小相等
大小相等
方向相反
方向相反
作用在同一直线上
作用在同一直线上
不同点
作用在同一物体上
作用在两个物体上
※※模块三:精准考点演练 突破重点难点————————
一.平衡状态(共4小题)
1.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。
2.小聪坐在高速行驶的高铁上,几枚硬币稳稳地立在车窗窗台上(如图所示),这里的“高速”是以 为参照物,硬币能“稳稳地”立住,说明列车基本保持 运动。
【答案】 地面 匀速直线
【详解】[1]高铁高速行驶,说明高铁相对与参照物之间的位置发生了改变,高铁是运动的,所以可以选择地面或者地面上的物体为参照物。
[2]硬币能“稳稳地”立住,说明硬币处于平衡状态,可以推知列车基本保持匀速直线运动状态。
3.不计空气阻力,下列物体处于平衡状态的是( )
A. 在空中自由下落的石块 B. 在圆形跑道上匀速跑步的运动员
C. 竖直向上抛出的篮球 D. 沿笔直斜坡匀速上行的汽车
【答案】D.
【解析】A.在空中自由下落的石块,下落速度越来越快,运动状态改变.
B.在圆形跑道上匀速跑步的运动员,运动方向改变,运动状态改变;
C.竖直向上抛出的篮球,上升速度改变,
D.沿笔直斜坡匀速上行的汽车,运动状态不变。所以选D.
4.甲、乙两车在平直公路上的运动轨迹被相机拍下(每隔10s发生一次曝光,留下物体影像),从两车运动的轨迹(如图所示)来看,下列判断中正确的是( )
A.甲车速度一定越来越小 B.甲车一定在做匀速直线运动
C.乙车可能处于平衡状态 D.前20s甲车的平均速度大于乙车
【答案】D
【详解】ABC.由图可知,甲车在相等时间内路程相等,甲做匀速直线运动,受力平衡;匀速直线运动的特点是速度大小和方向都不变。但我们不能断定每个时刻甲的速度不变,只能得出相等时间内平速度相同。因此,我们不能断定甲车一定在做匀速直线运动。乙在相等时间内路程不相等,越来越大,乙做变速运动,受力不平衡;故ABC错误;
D.前20s甲车的平均速度为
前20s乙车的平均速度为
甲车的速度大于乙车,故D正确。
故选D。
二.二力平衡的条件(共5小题)
1.如图所示是探究“二力平衡的条件”的两种实验装置,你认为装置 (选填“甲”或“乙”)更科学。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 (选填“物体”或“直线”)上,物体才能平衡。
【答案】 乙 直线
【详解】[1]甲图中木块受到滑动摩擦力的作用,乙图中木块受到滚动摩擦力的作用,相同条件下,滚动摩擦小于滑动摩擦,为了减小摩擦力对实验的影响,装置乙更科学。
[2]在装置乙中,将小车旋转一定角度,小车两边受到的拉力作用不在同一直线上,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直线上,物体才能平衡。
2.在“探究二力平衡的条件”实验中,小王同学用如图所示的装置探究当物体甲受到水平方向两个力的作用而处于 时,这两个力的 和方向关系,此时测力计的示数为 牛;若甲物体在这两个力作用下向右做匀速直线运动,这时向右的拉力 向左的拉力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】 静止 大小 2 等于
【详解】[1][2][3]此实验是探究当物体只受两个力作用而处于静止状态时,这两个力大小和方向的关系;弹簧测力计0~2.5N间有5个格,每一小格是0.5N,读数为2N。
[4]用水平拉力拉着甲物体做匀速直线运动,即此时甲物体处于平衡状态,此时向右的拉力与向左的拉力是一对平衡力,所以这两个力仍是大小相等的。
3.如图所示是探究二力平衡条件的实验情景,小车置于光滑水平桌面上,两端的轻质细绳绕过定滑轮挂有等重钩码。F1是小车受到的向左的拉力,F2是小车受到的向右的拉力,F1与F2,在同一水平直线上。下列说法正确的是( )
A.因为摩擦可忽略,所以小车只受到F1、F2的作用
B.增减钩码个数,可探究二力大小对小车平衡的影响
C.F1、F2大小相等时,小车一定处于平衡状态
D.将小车水平扭转 90°时,F1、F2仍在同一直线上
【答案】BC
【详解】A.实验忽略摩擦,小车水平方向只受到水平向左的拉力F1和水平向右的拉力F2,竖直方向受到重力和支持力,故A错误;
B.增减钩码个数,小车受到的两个拉力大小不相等,探究二力大小对小车平衡的影响,故B正确;
C.小车两端受到的两个拉力大小相等时,小车处于静止状态,即处于平衡状态,所以F1、F2大小相等时,小车处于平衡状态,故C正确;
D.将小车水平扭转90°时,两个力不在同一直线上,松手后小车不能平衡,小车会发生转动,探究不在同一直线上的两个力是否平衡,故D错误。
故选BC。
4.如图甲所示是小明同学设计组装的“探究二力平衡的条件”实验装置。
(1)实验中,小明将系于小车两端的线分别跨过桌面左右两端的滑轮,在线两端的小盘上放上砝码,通过调整 来改变F1和F2的大小;
(2)实验中,保持F1和F2大小相等,用手将小车扭转一个角度,松手后,小车将______(选填“转动”或“保持静止”),设计这一步骤是为了探究两个力是否__________;
(3)小华同学设计组装了如图乙所示的实验装置,比较甲、乙两种实验装置,_____的实验装置更合理,原因是该设计减小了_____对实验的影响。
【答案】(1)砝码个数;(2)转动,在同一直线上;(3)甲,摩擦力。
【解析】(1)实验中,小明将系于小车两端的线分别跨过桌面左右两端的滑轮,在两端的小盘上放上砝码,通过调整砝码个数来改变F1和F2的大小;
(2)实验中,保持F1和F2大小相等,用手将小车扭转一个角度,松手后,小车将转动,设计这一步骤是为了探究两个力是否在同一直线上;
(3)甲实验中小车受到的是滚动摩擦力,乙实验中小车受到的是滑动摩擦力,而滚动摩擦力小于滑动摩擦力,甲实验装置更加的合理,可以减小摩擦力对实验的影响。
5.小亮和同学一起探究“二力平衡的条件”。
(1)如图甲所示,将钩码用细线悬吊起来,钩码处于静止状态;剪断细线后,钩码加速下落(忽略空气阻力),这说明在一个力的作用下,物体 (选填“能”或“不能”)处于平衡状态;
(2)如图乙,小亮向左盘和右盘中同时加入一个质量5g的砝码,实验时,不小心把右盘砝码掉到了地上,小亮惊奇地发现,木块仍然静止。通过讨论,大家一致认为这是 对实验结果的影响;
(3)小亮又提出了如图丙、丁两个方案,大家一致认为选择图丁进行实验更合理,这是考虑到 对实验结果的影响;
(4)如图丁,进行探究实验时,发现轻质纸片两边所受的拉力大小 ,方向 ,纸片处于静止状态;
(5)小亮发现用图丁进行实验,还有个好处,便于验证______。
A.同一物体 B.同一直线 C.同一方向
【答案】(1)不能
(2)木块与桌面之间摩擦力
(3)重力
(4) 相等 相反
(5)A
【详解】(1)剪断细线后,钩码不受到细线对其拉力的作用,只受到重力的作用,钩码加速下落,运动状态发生变化,处于非平衡状态,这说明在一个力的作用下,物体不能处于平衡状态。
(2)右盘砝码掉到了地上,两边拉力大小不同,但木块与桌面之间有摩擦力,木块仍然静止。这是木块与桌面之间摩擦力对实验结果的影响。
(3)丙和丁方案均可以排除木块与桌面之间有摩擦力对实验有影响,但丙中使用的是木块,需要考虑重力对实验结果的影响,因此丁方案应选择方案进行实验更合理。
(4)[1][2]进行探究实验时,发现轻质纸片两边所受的拉力大小相等,方向相反,纸片受到的是平衡力作用,处于平衡状态,因此纸片处于静止状态。
(5)由于轻质纸片容易剪开,因此用图丁进行实验,还有个好处,便于验证两个力作用在同一物体上,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
三.二力平衡的应用(共6小题)
1.下列各种动作,若无其他辅助,在水平地面上无法保持平衡的是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【详解】二力平衡的条件是:两个力的大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一物体上。
ABC.由图可知,三种情况下,人受重力和支持力的作用,当二者共线时即可平衡,故ABC不符合题意;
D.健身者受到的重力和地面对脚的支持力作用,由图可知支持力和重力的作用线不可能在同一直线上,所以健身者在这两个力的作用下不可能平衡,故D符合题意。
故选D。
2.课堂实验中,同学们做了如a、b图所示的两
次实验,发现弹簧测力计的示数都是相等的,经过思考,a图是因为一对 大小相等,b图是因为一对 大小相等(两空选填“相互作用力”或“平衡力”)。
【答案】 相互作用力 平衡力
【详解】[1]a图中左侧弹簧测力计对右侧弹簧测力计的拉力和右侧弹簧测力计对左侧弹簧测力计的拉力是一对相互作用力,大小相等,所以弹簧测力计的示数相等。
[2]b图中皮筋静止,处于平衡状态,受到的两个测力计的拉力是一对平衡力,大小相等,所以弹簧测力计的示数相等。
3.氢气球下吊一小重物,若不计空气阻力的影响,小重物恰沿MN方向做匀速直线运动,请在甲、乙两图中选择正确的图并画出重物受到的所有力。
【答案】
【详解】氢气球下吊一小重物,若不计空气阻力的影响,小重物恰沿MN方向做匀速直线运动,则小重物受力平衡,重物受到竖直向下的重力,那么根据二力平衡,小重物还要受到竖直向上的拉力的作用,因此氢气球与小重物间的绳子在竖直方向上。故选择甲图,过重物的重心分别做竖直向下、竖直向上的带箭头的线段分别表示重力、拉力,且两力的作用线等长,如图所示:
4.码头起重机吊着重为1000N的货物静止时,钢丝绳对货物的总拉力为 N;当钢丝绳吊着货物以1m/s的速度匀速上升时,钢丝绳对货物的总拉力为 N;当钢丝绳吊着货物以2m/s的速度匀速下降时,钢丝绳对货物的总拉力 (选填“大于”“小于”或“等于”)1000N。
【答案】 1000 1000 等于
【详解】[1]货物静止在空中,货物受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力,这两个力是平衡力,重力是1000N,所以钢丝绳对货物的总拉力为1000N。
[2]货物匀速直线上升时,处于平衡状态;货物受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力,这两个力是平衡力,重力是1000N,所以钢丝绳对货物的总拉力为1000N。
[3]货物匀速直线下降时,处于平衡状态;货物受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力,这两个力是平衡力,重力是1000N,所以钢丝绳对货物的总拉力等于1000N。
5.如图所示,四旋翼无人机下方用细线悬挂一个重物,通过四个螺旋桨的高速转动改变运动状态。不考虑空气阻力,则无人机在空中( )
A.水平匀速飞行时,悬挂重物的细线会偏离竖直方向
B.匀速下降时,重物所受的重力大于细线对重物的拉力
C.螺旋桨对空气的力与空气对螺旋桨的力大小相等
D.加速上升时,细线对重物的拉力等于重物所受的重力
【答案】C
【详解】A.水平匀速飞行时,重物处于平衡状态,竖直方向合力为0,即拉力和重力在竖直方向上,所以悬挂重物的细线不会偏离竖直方向,故A不符合题意;
B.匀速下降时,重物处于平衡状态,竖直方向合力为0,即重物所受的重力等于细线对重物的拉力,故B不符合题意;
C.四个螺旋桨的高速转动对空气施加向下的力,使空气向下运动,由于物体间力的作用是相互的,空气也会给飞机一个向上的力,大小相等,故C符合题意;
D.加速上升时,合力的方向是向上的,即细线对重物的拉力大于重物所受的重力,故D不符合题意。
故选C。
6.如图所示,棋子能在竖直放置的磁性棋盘上随意移动且不会滑落。下列叙述中正确的是( )
A.棋盘对棋子的吸引力与棋子受到的重力是一对平衡力
B.棋子对棋盘的压力与棋盘对棋子的支持力是一对相互作用力
C.棋盘对棋子的吸引力与棋子对棋盘的吸引力是一对平衡力
D.棋盘对棋子的摩擦力与棋子受到的重力是一对相互作用力
【答案】B
【详解】A.棋盘对棋子的吸引力方向垂直于棋盘面,而棋子受到的重力方向竖直向下,两者方向不在同一直线上,不符合平衡力的条件,故A错误;
B.棋子对棋盘的压力与棋盘对棋子的支持力,大小相等、方向相反、作用在两个物体上,且同时产生同时消失,符合相互作用力的特点,故B正确;
C.棋盘对棋子的吸引力与棋子对棋盘的吸引力是作用在不同物体上的两个力,虽然大小相等、方向相反,但不作用在同一物体上,不是平衡力,故C错误;
D.棋盘对棋子的摩擦力方向沿棋盘面向上,与棋子受到的重力方向竖直向下,两者大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上,使棋子保持静止状态,是一对平衡力,不是一对相互作用力,故D错误。
故选B。
※※模块四:中考真题再现 实战树立信心————————
1.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”,描绘了放风筝的画面。下列说法正确的是( )
A.风筝加速上升过程中运动状态不改变
B.下落越来越快的风筝受平衡力
C.风筝的运动属于机械运动
D.断线的风筝仍然具有惯性
【答案】CD
【详解】A.运动状态的改变包括物体运动速度大小和运动方向的变化,加速上升时速度大小在变化,运动状态一定改变,故A错误;
B.风筝下落时越来越快,说明合力向下,不是平衡力,故B错误;
C.机械运动指物体位置随时间变化,风筝飞行属于机械运动,故C正确;
D.一切物体在任何情况下都具有惯性,与是否断线无关,故D正确。
故选 CD。
2.(2025·青海西宁·中考真题)如图所示的情景中物体A受力不平衡的是( )
A.图甲:用绝缘细线竖直悬挂着的静止带电小球A
B.图乙:体育测试中,抛出的实心球A在下落过程中
C.图丙:用滑轮组竖直匀速提升物体A
D.图丁:用细线拉着物体A在水中静止
【答案】B
【详解】A.带电小球A静止,处于平衡状态,受力平衡,故A不符合题意;
B.体育测试中,抛出的实心球A在下落过程中速度和方向均改变,运动状态改变,处于非平衡状态,受力不平衡,故B符合题意;
C.用滑轮组竖直匀速提升物体A,物体A做匀速直线运动,处于平衡状态,受力平衡,故C不符合题意;
D.用细线拉着物体A在水中静止,物体A处于平衡状态,受力平衡,故D不符合题意。
故选B。
3.(2025·山东青岛·中考真题)“2025年亚洲举重锦标赛”在我国举行,中国队最终收获31金15银11铜。在比赛中,当运动员双臂竖直举起杠铃静止时,如图所示。与杠铃受到的重力是一对平衡力的是( )
A.杠铃对运动员的压力 B.运动员对杠铃的支持力
C.地面对运动员的支持力 D.运动员对地面的压力
【答案】B
【详解】相互平衡的两个力作用在一个物体上,杠铃受到的重力作用在杠铃上,与之平衡的力也必须作用在杠铃上。
A.杠铃对运动员的压力,作用在运动员上,故A不符合题意;
B.运动员对杠铃的支持力,作用在杠铃上,故B符合题意;
C.地面对运动员的支持力,作用在运动员上,故C不符合题意;
D.运动员对地面的压力,作用在地面上,故D不符合题意。
故选B。
4.(2025·山东泰安·中考真题)2025年2月12日,我国运动员摘得第九届亚冬会越野滑雪女子公里接力金牌,图为运动员比赛中滑行时的情景。下列说法中( )
①由于惯性,运动员停止撑滑雪杖后不能立即停下来
②运动员受到的重力和运动员对滑雪板的压力是一对平衡力
③以地面为参照物运动员是静止的
④运动员用力撑滑雪杖加快滑行速度,说明力能改变物体的运动状态
A.只有②③正确 B.只有②④正确 C.只有①④正确 D.只有①③④正确
【答案】C
【详解】①由于运动员具有惯性,运动员停止撑滑雪杖后有保持原来运动状态不变的性质,不能立即停下来,故①正确;
②运动员受到的重力和运动员对滑雪板的压力方向都是竖直向下,方向不相反,不是一对平衡力,故②错误;
③以地面为参照物运动员的位置发生改变,运动员是运动的,故③错误;
④运动员用力撑滑雪杖,在力的作用下加快滑行速度,说明力能改变物体的运动状态,故④正确。
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5.(2025·湖北武汉·中考真题)如图所示,用力击打一摞棋子中间的一个,该棋子飞出而上面的棋子落下。下列说法正确的是( )
A.击打前,最下面一枚棋子所受重力和支持力是平衡的
B.被击打的棋子飞出,说明物体的运动需要力来维持
C.被击打的棋子飞出去的瞬间,上面的棋子几乎不动是因为这些棋子具有惯性
D.飞出去的棋子由于惯性最终落到地面
【答案】C
【详解】A.击打前,最下面一枚棋子受到自身重力、上面棋子对它的压力和桌面的支持力,在这三个力作用下处于平衡状态,所以其重力和支持力大小不相等,不是一对平衡力,故A错误;
B.被击打的棋子飞出,是因为受到外力作用,其运动状态发生改变,说明力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力来维持,故B错误;
C.惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,被击打的棋子飞出去的瞬间,上面的棋子由于惯性要保持原来的静止状态,所以几乎不动,故C正确;
D.飞出去的棋子最终落到地面,是因为受到竖直向下的重力作用,故D错误。
故选C。
6.(2025·青海·中考真题)以下几种情况中,和是物体所受的方向相反的两个力,其中属于二力平衡的是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【详解】A.图中两个力不是作用在同一直线上,故不是一对平衡力,故A不符合题意;
B.图中两个力的大小不相等,故不是一对平衡力,故B不符合题意;
C.图中两个力作用在同一物体上,在一条直线上,大小相等,方向相反,是一对平衡力,故C符合题意;
D.图中两个力的大小不相等,故不是一对平衡力,故D不符合题意。
故选C。
7.(2025·湖南长沙·中考真题)“丢沙包”是一种同学们经常玩的课间游戏。如图所示,小星将沙包抛出,沙包脱手后( )
A.由于惯性继续运动 B.做匀速直线运动
C.不受任何力的作用 D.始终受平衡力的作用
【答案】A
【详解】A.小星将沙包抛出,沙包脱手后,由于沙包具有惯性,会继续向前运动,故A符合题意;
B.小星将沙包抛出,沙包脱手后,沙包受到重力和空气阻力,运动状态不断改变,不能做匀速直线运动,故B不符合题意;
C.小星将沙包抛出,沙包脱手后,沙包受到重力和空气阻力,故C不符合题意;
D.小星将沙包抛出,沙包脱手后,沙包的运动状态发生改变,受到非平衡力作用,故D不符合题意。
故选A。
8.(2025·广西·中考真题)如图所示,“广西三月三”活动中,身着壮锦马甲大秀舞蹈的机器人( )
A.跳跃时受力平衡 B.静止时受力平衡
C.跳跃时没有惯性 D.静止时具有惯性
【答案】BD
【详解】A.跳跃时,机器人做变速运动,处于非平衡状态,所以受力不平衡,故A不符合题意;
B.静止时,机器人处于平衡状态,合外力为零,因此受力平衡,故B符合题意;
C.惯性是物体的固有属性,任何有质量的物体在任何时候都有惯性,与运动状态无关,故C不符合题意;
D.惯性是物体的固有属性,静止时同样具有惯性,故D符合题意。
故选BD。
9.(2025·四川巴中·中考真题)请画出静止在水平地面上的足球的受力示意图。
【答案】
【详解】静止在水平地面上的足球受到了两个力,重力和支持力;足球静止,这两个力就是平衡力,大小相等、方向相反。如图所示:
10.(黑龙江绥化·中考真题)如图是“探究二力平衡条件”的实验装置。
(1)把小车放在比较光滑的水平桌面上,用手按住小车不动,在两托盘中放入质量相等的砝码,放手后小车静止;在两托盘中放入质量不相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力 .用手按住小车不动,把两个托盘放在小车的同一侧,放入质量相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力 .
(2)把小车放在水平桌面上,保持两托盘砝码质量相等,使小车静止,将小车扭转一个角度后释放,观察到小车 ,这说明相互平衡的两个力作用在 .
(3)实验中为了减小摩擦力对实验的影响,应选择质量较 (选填“大”或“小”)的砝码进行实验.
【答案】(1) 大小相等 方向相反
(2) 转动(或“发生转动”) 同一直线上(或“同一直线”)
(3)大
【详解】(1)[1]在两托盘中放入质量相等的砝码,左右两侧拉力相等,小车平衡;在两托盘中放入质量不相等的砝码,左右两侧拉力不相等,小车不能平衡, 说明相互平衡的两个力大小相等;
[2]把两个托盘放在小车的同一侧,放入质量相等的砝码,小车受到的这两个力的方向相同,不能平衡,这说明相互平衡的两个力方向相反。
(2)[1][2]将已经平衡的小车扭转一个角度后,小车受到的这两个力就不在同一条直线上,结果小车会转动,直到这两个力在同一条直线上,说明相互平衡的两个力作用在同一条直线上。
(3)[3]砝码质量越大,对小车的拉力就越大,摩擦力对实验的影响就会越小。
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第八章 第2节 二力平衡(共25道练习题)
※※模块一:学列思维导图 构建知识体系————————
※※模块二:梳理基础知识 明晰识记要点————————
■知识点一:平衡状态
1.平衡状态:
物体在几个力的作用下处于静止或匀速直线运动状态,我们就说该物体处于平衡状态。
平衡状态的两种情况:静止状态;匀速直线运动状态
2.非平衡状态:运动方向变化或者速度大小变化的运动。
3.平衡力:
物体受到几个力作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力相互平衡,这几个力就叫做平衡力。
4.二力平衡:
物体只受两个力时的平衡状态叫二力平衡。如一个物体放在水平桌面上处于静止状态,重力G和支持力F就是一对平衡力;悬挂的静止电灯受到的力有重力G与绳子的拉力F,它们也是一对平衡力。二力平衡是最简单的平衡状态。
■知识点二:二力平衡的探究
1.实验器材:
(1)定滑轮:改变力的方向。
(2)较光滑水平桌面:减小摩擦对实验结果的影响。
(3)砝码:改变力的大小。
2.实验方法:控制变量法。
3.实验过程考点:
(1)实验中如何判断小车是否处于平衡状态?
看小车是否处于静止状态。
(2)如何探究平衡的两个力大小是否相等?
保持两个力在同一条直线上、方向相反,改变两端托盘里砝码质量,判断小车是否处于平衡状态。
(3)如何探究平衡的两个力是否在同一条直线上?
保持两边钩码质量相等,扭动小车,松手后看小车是否处于平衡状态。
(4)如何减小摩擦力对实验的影响?
A.用轻质小车代替木块。 B.用硬纸片代替小车。
(5)如何探究平衡力是否作用在同一物体上?
保持两个力作用在同一直线上,两边钩码质量相等,用剪刀从中间剪开纸片,观察纸片是否处于平衡状态。
4.实验结论:
作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
二力平衡的条件:
作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡。
■知识点三:二力平衡的应用
1.根据物体处于平衡状态,可以根据已知力的大小、方向来确定另一个力的大小和方向。
2.已知物体受力情况来确定物体的运动状态。
3.已知物体运动情况来确定物体的受力情况。
4.平衡力与相互作用力比较:
(1)相同点:A.大小相等;B.方向相反;C.作用在一条直线上。
(2)不同点:
A.平衡力作用在同一个物体;相互作用力作用在不同物体上。
B.平衡力中,一个力消失,另一个力还可以存在;相互作用力中,两个力同时产生,同时消失。
一对平衡力
一对相互作用力
相同点
大小相等
大小相等
方向相反
方向相反
作用在同一直线上
作用在同一直线上
不同点
作用在同一物体上
作用在两个物体上
※※模块三:精准考点演练 突破重点难点————————
一.平衡状态(共4小题)
1.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。
2.小聪坐在高速行驶的高铁上,几枚硬币稳稳地立在车窗窗台上(如图所示),这里的“高速”是以 为参照物,硬币能“稳稳地”立住,说明列车基本保持 运动。
3.不计空气阻力,下列物体处于平衡状态的是( )
A. 在空中自由下落的石块 B. 在圆形跑道上匀速跑步的运动员
C. 竖直向上抛出的篮球 D. 沿笔直斜坡匀速上行的汽车
4.甲、乙两车在平直公路上的运动轨迹被相机拍下(每隔10s发生一次曝光,留下物体影像),从两车运动的轨迹(如图所示)来看,下列判断中正确的是( )
A.甲车速度一定越来越小 B.甲车一定在做匀速直线运动
C.乙车可能处于平衡状态 D.前20s甲车的平均速度大于乙车
二.二力平衡的条件(共5小题)
1.如图所示是探究“二力平衡的条件”的两种实验装置,你认为装置 (选填“甲”或“乙”)更科学。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 (选填“物体”或“直线”)上,物体才能平衡。
2.在“探究二力平衡的条件”实验中,小王同学用如图所示的装置探究当物体甲受到水平方向两个力的作用而处于 时,这两个力的 和方向关系,此时测力计的示数为 牛;若甲物体在这两个力作用下向右做匀速直线运动,这时向右的拉力 向左的拉力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
3.如图所示是探究二力平衡条件的实验情景,小车置于光滑水平桌面上,两端的轻质细绳绕过定滑轮挂有等重钩码。F1是小车受到的向左的拉力,F2是小车受到的向右的拉力,F1与F2,在同一水平直线上。下列说法正确的是( )
A.因为摩擦可忽略,所以小车只受到F1、F2的作用
B.增减钩码个数,可探究二力大小对小车平衡的影响
C.F1、F2大小相等时,小车一定处于平衡状态
D.将小车水平扭转 90°时,F1、F2仍在同一直线上
4.如图甲所示是小明同学设计组装的“探究二力平衡的条件”实验装置。
(1)实验中,小明将系于小车两端的线分别跨过桌面左右两端的滑轮,在线两端的小盘上放上砝码,通过调整 来改变F1和F2的大小;
(2)实验中,保持F1和F2大小相等,用手将小车扭转一个角度,松手后,小车将______(选填“转动”或“保持静止”),设计这一步骤是为了探究两个力是否__________;
(3)小华同学设计组装了如图乙所示的实验装置,比较甲、乙两种实验装置,_____的实验装置更合理,原因是该设计减小了_____对实验的影响。
5.小亮和同学一起探究“二力平衡的条件”。
(1)如图甲所示,将钩码用细线悬吊起来,钩码处于静止状态;剪断细线后,钩码加速下落(忽略空气阻力),这说明在一个力的作用下,物体 (选填“能”或“不能”)处于平衡状态;
(2)如图乙,小亮向左盘和右盘中同时加入一个质量5g的砝码,实验时,不小心把右盘砝码掉到了地上,小亮惊奇地发现,木块仍然静止。通过讨论,大家一致认为这是 对实验结果的影响;
(3)小亮又提出了如图丙、丁两个方案,大家一致认为选择图丁进行实验更合理,这是考虑到 对实验结果的影响;
(4)如图丁,进行探究实验时,发现轻质纸片两边所受的拉力大小 ,方向 ,纸片处于静止状态;
(5)小亮发现用图丁进行实验,还有个好处,便于验证______。
A.同一物体 B.同一直线 C.同一方向
三.二力平衡的应用(共6小题)
1.下列各种动作,若无其他辅助,在水平地面上无法保持平衡的是( )
A.B.C.D.
2.课堂实验中,同学们做了如a、b图所示的两
次实验,发现弹簧测力计的示数都是相等的,经过思考,a图是因为一对 大小相等,b图是因为一对 大小相等(两空选填“相互作用力”或“平衡力”)。
3.氢气球下吊一小重物,若不计空气阻力的影响,小重物恰沿MN方向做匀速直线运动,请在甲、乙两图中选择正确的图并画出重物受到的所有力。
4.码头起重机吊着重为1000N的货物静止时,钢丝绳对货物的总拉力为 N;当钢丝绳吊着货物以1m/s的速度匀速上升时,钢丝绳对货物的总拉力为 N;当钢丝绳吊着货物以2m/s的速度匀速下降时,钢丝绳对货物的总拉力 (选填“大于”“小于”或“等于”)1000N。
5.如图所示,四旋翼无人机下方用细线悬挂一个重物,通过四个螺旋桨的高速转动改变运动状态。不考虑空气阻力,则无人机在空中( )
A.水平匀速飞行时,悬挂重物的细线会偏离竖直方向
B.匀速下降时,重物所受的重力大于细线对重物的拉力
C.螺旋桨对空气的力与空气对螺旋桨的力大小相等
D.加速上升时,细线对重物的拉力等于重物所受的重力
6.如图所示,棋子能在竖直放置的磁性棋盘上随意移动且不会滑落。下列叙述中正确的是( )
A.棋盘对棋子的吸引力与棋子受到的重力是一对平衡力
B.棋子对棋盘的压力与棋盘对棋子的支持力是一对相互作用力
C.棋盘对棋子的吸引力与棋子对棋盘的吸引力是一对平衡力
D.棋盘对棋子的摩擦力与棋子受到的重力是一对相互作用力
※※模块四:中考真题再现 实战树立信心————————
1.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”,描绘了放风筝的画面。下列说法正确的是( )
A.风筝加速上升过程中运动状态不改变
B.下落越来越快的风筝受平衡力
C.风筝的运动属于机械运动
D.断线的风筝仍然具有惯性
2.(2025·青海西宁·中考真题)如图所示的情景中物体A受力不平衡的是( )
A.图甲:用绝缘细线竖直悬挂着的静止带电小球A
B.图乙:体育测试中,抛出的实心球A在下落过程中
C.图丙:用滑轮组竖直匀速提升物体A
D.图丁:用细线拉着物体A在水中静止
3.(2025·山东青岛·中考真题)“2025年亚洲举重锦标赛”在我国举行,中国队最终收获31金15银11铜。在比赛中,当运动员双臂竖直举起杠铃静止时,如图所示。与杠铃受到的重力是一对平衡力的是( )
A.杠铃对运动员的压力 B.运动员对杠铃的支持力
C.地面对运动员的支持力 D.运动员对地面的压力
4.(2025·山东泰安·中考真题)2025年2月12日,我国运动员摘得第九届亚冬会越野滑雪女子公里接力金牌,图为运动员比赛中滑行时的情景。下列说法中( )
①由于惯性,运动员停止撑滑雪杖后不能立即停下来
②运动员受到的重力和运动员对滑雪板的压力是一对平衡力
③以地面为参照物运动员是静止的
④运动员用力撑滑雪杖加快滑行速度,说明力能改变物体的运动状态
A.只有②③正确 B.只有②④正确 C.只有①④正确 D.只有①③④正确
5.(2025·湖北武汉·中考真题)如图所示,用力击打一摞棋子中间的一个,该棋子飞出而上面的棋子落下。下列说法正确的是( )
A.击打前,最下面一枚棋子所受重力和支持力是平衡的
B.被击打的棋子飞出,说明物体的运动需要力来维持
C.被击打的棋子飞出去的瞬间,上面的棋子几乎不动是因为这些棋子具有惯性
D.飞出去的棋子由于惯性最终落到地面
6.(2025·青海·中考真题)以下几种情况中,和是物体所受的方向相反的两个力,其中属于二力平衡的是( )
A.B.C.D.
7.(2025·湖南长沙·中考真题)“丢沙包”是一种同学们经常玩的课间游戏。如图所示,小星将沙包抛出,沙包脱手后( )
A.由于惯性继续运动 B.做匀速直线运动
C.不受任何力的作用 D.始终受平衡力的作用
8.(2025·广西·中考真题)如图所示,“广西三月三”活动中,身着壮锦马甲大秀舞蹈的机器人( )
A.跳跃时受力平衡 B.静止时受力平衡
C.跳跃时没有惯性 D.静止时具有惯性
9.(2025·四川巴中·中考真题)请画出静止在水平地面上的足球的受力示意图。
10.(黑龙江绥化·中考真题)如图是“探究二力平衡条件”的实验装置。
(1)把小车放在比较光滑的水平桌面上,用手按住小车不动,在两托盘中放入质量相等的砝码,放手后小车静止;在两托盘中放入质量不相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力 .用手按住小车不动,把两个托盘放在小车的同一侧,放入质量相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力 .
(2)把小车放在水平桌面上,保持两托盘砝码质量相等,使小车静止,将小车扭转一个角度后释放,观察到小车 ,这说明相互平衡的两个力作用在 .
(3)实验中为了减小摩擦力对实验的影响,应选择质量较 (选填“大”或“小”)的砝码进行实验.
试卷第1页,共3页
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