8.1 二力平衡 讲义 -2025-2026学年苏科版物理八年级下学期
2026-03-23
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2份
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普通
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 一、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 | 5.61 MB |
| 发布时间 | 2026-03-23 |
| 更新时间 | 2026-03-23 |
| 作者 | 明珠数理化驿站 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-03-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56969648.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦二力平衡核心知识点,从平衡状态(静止或匀速直线运动)的判定切入,通过实验探究归纳二力平衡“同体、等大、反向、共线”条件,进而区分平衡力与相互作用力,构建从概念到应用的完整学习支架。
资料以科学探究为主线,设计“提出问题—实验操作—分析论证”流程培养科学思维,结合清洁车匀速行驶、跳伞运动员下落等生活实例深化物理观念。课中实验与精讲助力教师高效教学,课后分层练习(基础过关、强化提优等)帮助学生查漏补缺,提升问题解决能力与科学态度。
内容正文:
2025-2026学年苏科版八年级物理下
《第八章力与运动第一节二力平衡》精品讲义
一.学习目标
(
1.理解平衡状态与二力平衡的概念,熟记二力平衡
“
同体、等大、反向、共线
”
的条件,建立力与运动的对应观念。
2.通过实验探究归纳二力平衡条件,能区分二力平衡与相互作用力,提升受力分析与逻辑推理能力。
3.亲历
“
提出问题
—
设计实验
—
进行操作
—
分析论证
—
得出结论
”
的完整探究流程,掌握控制变量法的应用。
4.感受物理规律在生活中的应用,养成严谨分析、规范表达的科学习惯,增强用物理知识解释现象的意识。
)
二.重点难点
(
(一)重点
1.平衡状态的判定:明确物体静止或匀速直线运动时为平衡状态,此时所受合力为0。
2.二力平衡的条件:作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上,四个条件缺一不可。
3.二力平衡的简单应用:根据平衡状态求未知力大小、判断受力是否平衡。
(二)难点
1.二力平衡与相互作用力的区分:核心差异
——
平衡力作用在同一物体,相互作用力作用在两个物体。
2.受力分析的规范性:准确确定研究对象,判断物体是否处于平衡状态,筛选出一对平衡力。
3.动态平衡分析:物体由静止/匀速运动状态变化时,受力的变化规律(如拉力与摩擦力的平衡)。
)
三.思维导图
四.课前预习
1.物体在几个力的作用下,保持______状态或______状态,我们就说该物体处于平衡状态。
2.物体在______个力的作用下处于平衡状态,叫做二力平衡。
3.二力平衡的条件:作用在______物体上,大小______,方向______,且作用在______上。
4.物体受平衡力作用时,合力为______,运动状态______(选填“改变”或“不变”)。
5.静止在水平桌面的课本,受到的重力和______是一对平衡力。
五.课堂探秘
自然界中,物体的运动和受力情况大多比较复杂。为了便于研究力与运动的关系,让我们从最简单的情况开始。
一.物体的平衡
(a)静止的花瓶 (b)匀速行驶的列车 (c)黄山飞来石 (d)匀速起吊的货物
上图所示的物体各处于什么运动状态?它们分别受到哪些力的作用?
(
【
知识梳理
】
1.平衡状态的概念
物体在静止或匀速直线运动时,所处的状态称为平衡状态。这两种状态的共同特征是运动状态保持不变(速度大小、方向均不改变)。
2.平衡状态的核心理解
平衡状态是物体受力作用时的一种特殊状态,并非不受力(现实中不受力的物体不存在)。处于平衡状态的物体,所受外力的共同作用效果相互抵消,相当于不受外力作用,因此运动状态不改变。
3.
易错点:静止的物体一定处于平衡状态(如放在桌面的花瓶、静止的石块);做匀速直线运动的物体一定处于平衡状态(如匀速行驶的列车、匀速起吊的货物);变速运动(加速、减速、曲线运动)的物体一定不是平衡状态。
【
知识点睛
】
1.平衡状态的判断核心是运动状态是否改变,与物体的运动速度大小无关(匀速运动和静止均为平衡状态)。
2.本节仅聚焦平衡状态的概念理解,不涉及二力平衡的条件推导及平衡力的具体分析,重点聚焦
“
识别平衡状态
”
这一核心考点。
3.中考常结合生活实例(如静止的物体、匀速运动的交通工具、自然景观中的静止物体等)考查平衡状态的判断,题型以单选题为主。
【
命题方向
】
1.结合生活场景(如静止的文具、匀速行驶的汽车、悬空静止的物体等)判断物体是否处于平衡状态。
2.辨析
“
静止
”“
匀速直线运动
”“
变速运动
”
与平衡状态的关系。
3.结合自然现象(如黄山飞来石的静止状态)分析平衡状态的实例。
4.区分平衡状态和非平衡状态的本质区别,排除干扰选项(如
“
运动的物体一定不是平衡状态
”“
静止的物体一定不受力
”
等错误表述)。
)
【精讲1】下列物体中,处于平衡状态的是( )
A. 正在加速起跑的运动员 B. 从树上自由下落的苹果
C. 静止在水平课桌上的物理课本 D. 绕地球匀速转动的卫星
【精讲2】 关于平衡状态,下列说法正确的是( )
A. 做匀速直线运动的物体,所受合力一定为零 B. 静止的物体,一定不受力的作用
C. 速度大小不变的物体,一定处于平衡状态 D. 运动的物体一定不是平衡状态
(
【解题方法点拨】
1.判断核心法:抓住
“
运动状态是否改变
”
这一关键,明确平衡状态只有静止和匀速直线运动两种,其余均为非平衡状态。
2.实例排除法:结合生活常见实例,快速排除变速运动、曲线运动的选项,精准锁定静止或匀速直线运动的物体。
3.概念辨析法:区分
“
受力
”
与
“
平衡状态
”
的关系
——
平衡状态的物体一定受平衡力(合力为零),并非不受力;速度大小不变的物体不一定是平衡状态(需同时方向不变)
)
【跟踪练1】下列情景中,物体处于平衡状态的是( )
A. 正在进站的火车 B. 漂浮在空气中静止的热气球
C. 沿滑梯加速下滑的小孩 D. 正在升空的加速火箭
【跟踪练2】下列关于平衡状态的说法,错误的是( )
A. 平衡状态下,物体的运动状态一定不改变
B. 静止在水平地面上的课桌是平衡状态
C. 匀速直线行驶的汽车,乘客处于平衡状态
D. 变速运动的物体也可能是平衡状态
二.二力平衡的条件
如图所示的花瓶、飞来石,都是在两个力的作用下处于平衡状态。这种情况下,物体所受的两个力有何关系?
【活动】探究二力平衡的条件
如图所示,将系于轻质卡片两个对角的线分别跨过支架上的滑轮,然后在线的两端分别挂上钩码。这时卡片所受的两个拉力方向相反,且在一条直线上。
1.改变钩码的个数,看看卡片在什么情况下平衡、在什么情况下不平衡。
2.将处于平衡状态的卡片转过一个角度,使它受到的两个拉力不在一条直线上。松手时出现什么现象?这说明什么问题?
【实验总结】
二力平衡的条件是: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(简称“同体、等大、反向、共线”)
(
【
知识梳理
】
1. 二力平衡的条件(核心)
(
1
)
前提条件:两个力作用在同一物体上(受力物体唯一)。
- 必要条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线上(简称
“
同体、等大、反向、共线
”
)。
(
2
)
本质:两个力的合力为0,物体的运动状态保持不变(静止或匀速直线运动)。
2. 平衡力与相互作用力的区别(中考高频辨析点)
实例 静止在桌面的花瓶:重力与支持力 花瓶对桌面的压力与桌面对花瓶的支持力
3. 二力平衡条件的应用(中考常考场景)
(
1
)
根据物体的运动状态(静止/匀速直线),结合已知力求未知力(大小相等、方向相反)。
(
2
)
判断物体是否受平衡力:先确定受力物体,再分析受力是否满足
“
同体、等大、反向、共线
”
,满足则为平衡力,物体运动状态不变。
【
知识点睛
】
1.二力平衡的核心是
“
同体
”
,判断两个力是否为平衡力,第一步必须确认两个力是否作用在同一个物体上,这是与相互作用力最根本的区别。
2.物体受平衡力作用时,运动状态一定不变(静止或匀速直线运动);反之,物体运动状态不变(静止/匀速直线),一定受平衡力作用(合力为0)。
3.匀速直线运动的物体,不仅水平方向可能受平衡力,竖直方向也可能受平衡力(如水平匀速行驶的列车,竖直方向重力与支持力平衡,水平方向牵引力与阻力平衡)。
4.只有两个力作用在同一物体上,且满足等大、反向、共线时,才是二力平衡;若有三个及以上力作用,需判断合力是否为0,而非单纯满足二力条件。
【
命题方向
】
1.二力平衡条件的直接判断:给出具体实例(如吊灯、汽车行驶、滑块滑动),判断两个力是否为平衡力。
2.平衡力的简单计算:结合物体静止或匀速直线运动状态,利用
“
大小相等
”
求未知力大小(常结合重力、拉力、摩擦力等背景)。
3.平衡力与相互作用力的辨析:以选择题形式对比两种力的区别,或判断实例属于哪种力的作用。
4.二力平衡条件的实际应用:根据受力情况分析物体运动状态,或根据运动状态求力的大小、方向。
5.
考题常见背景
(
1
)
生活实例:吊灯悬挂、汽车匀速行驶、文具盒静止在桌面、滑块匀速滑动。
(
2
)
结合摩擦力:水平匀速运动的物体,牵引力与摩擦力平衡;竖直匀速运动的物体,拉力与重力平衡。
(
3
)
结合重力:物体静止在斜面、匀速起吊的货物(重力与拉力平衡)。
)
【精讲1】下列情景中,两个力属于二力平衡的是( )
A. 静止在水平桌面的文具盒,它受到的重力和它对桌面的压力
B. 正在竖直匀速下落的雨滴,它受到的重力和空气阻力
C. 沿水平方向加速奔跑的运动员,他受到的向前的力和向后的阻力
D. 被起重机匀速吊起的货物,它受到的拉力和它对起重机钢绳的拉力
【精讲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
【精讲3】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
【精讲4】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”)
【精讲5】一辆重为2×104N的汽车,在水平公路上匀速直线行驶,已知汽车受到的摩擦力是车重的0.02倍。求:
(1)汽车受到的支持力大小和方向;
(2)汽车受到的牵引力大小和方向。
【精讲6】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。
(
【解题方法点拨】
1. 二力平衡判断三步法
(
1
)
定物体:确定受力物体是哪一个(核心是
“
同体
”
)。
(
2
)
析状态:判断物体的运动状态是静止还是匀速直线运动(运动状态不变才受平衡力)。
(
3
)
判条件:分析两个力是否满足
“
等大、反向、共线
”
,全部满足则为平衡力。
2. 平衡力计算技巧
(
1
)
先找平衡的力对:根据运动状态锁定受力方向(竖直方向找重力与支持力,水平方向找牵引力与摩擦力等)。
(
2
)
再结合已知条件:若已知重力、摩擦力等,利用
“
大小相等
”
直接计算未知力,无需复杂推导。
(
3
)
注意方向描述:平衡力方向一定相反,需结合力的作用方向准确表述(如竖直向上、水平向前)。
3.平衡力与相互作用力辨析技巧
(
1
)
核心区分:看受力物体
——
同一物体是平衡力,不同物体是相互作用力。
(
2
)
辅助判断:看力的性质
——
同种性质、同时消失的是相互作用力;不同性质、可单独存在的是平衡力。
)
【跟踪练1】下列关于平衡力和相互作用力的说法,正确的是( )
A. 平衡力作用在两个物体上,相互作用力作用在一个物体上
B. 平衡力大小相等、方向相反,相互作用力大小也相等、方向也相反
C. 静止在墙面的挂钩,它受到的重力与墙对它的摩擦力是相互作用力
D. 挂钩对墙面的拉力与墙对挂钩的摩擦力是平衡力
【跟踪练2】一个物体在水平拉力F的作用下,沿水平桌面做匀速直线运动。若突然撤去拉力F,则物体将( )
A.立即停止运动 B.继续做匀速直线运动 C.做减速运动,最终停止 D.先向前冲一段再停止
【跟踪练3】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
【跟踪练4】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
【跟踪练5】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。
【跟踪练6】一名重为500N的跳伞运动员,在空中匀速竖直下落。此时他受到的空气阻力大小为多少?方向如何?若他打开降落伞后,仍匀速竖直下落,此时空气阻力与之前相比有何变化?为什么?
六.基础过关
(一).选择题
1.2026年脑机接口设备静置在实验台,设备所受支持力的平衡力是( )
A. 设备对实验台的压力 B. 实验台的重力
C. 设备的重力 D. 手对设备的压力
2.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
3.四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.
4.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
5. 清洁车在美化城市环境方面起着重要作用.如图所示,清洁车在水平路面上匀速行驶,将水不停地洒在地上,下列有关说法错误的是( )
A. 清洁车所受的重力与地面对它的支持力是一对平衡力
B. 匀速行驶的清洁车受到地面的摩擦力始终是不变的
C. 清洁车对地面的压力和地面对清洁车的支持力是一对相互作用力
D. 以清洁车为参照物,路两旁的树是运动的
6.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
7.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
8.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
9. 如图所示,人沿水平方向推装满沙子的车,但没有推动,下列说法正确的是( )
A. 人对车的作用力小于车对人的作用力
B. 人对车的推力小于地面对车的摩擦力
C. 沙子受到的重力与地面对车的支持力是一对平衡力
D. 人对车的推力与地面对车的摩擦力是一对平衡力
10. 如图是一款新研发的微型机器人,它静止在水平地面上时,下列说法中正确的是( )
A. 机器人受到的重力与机器人对地面的压力是一对平衡力
B. 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
C. 机器人受到的重力与地面对机器人的支持力是一对相互作用力
D. 以上说法都不对
11.如图所示是一顾客乘商场的自动扶梯匀速上楼时的情景,在这一过程中,关于人的受力分析正确的是( )
A. 人受到重力、电梯的支持力
B. 人受到重力、电梯的支持力和水平向左的摩擦力
C. 人受到重力、电梯的支持力和人对电梯的压力
D. 人受到重力、电梯的支持力和水平向右的摩擦力
12.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
(二).填空题
13.放在水平桌面的物理课本静止,它受到重力和________力,这两个力作用在________物体上,是一对________力。
14.2026年智能配送机器人沿水平路面匀速前进,水平方向牵引力与________力平衡,竖直方向重力与________力平衡,机器人整体处于________状态。
15.用弹簧测力计悬挂物体静止时,测力计对物体的拉力与物体的________是一对平衡力,拉力大小与重力大小________,方向________。
16.“悬泉飞瀑”中,水滴在下落前静止在叶尖,此时水滴受力________,重力与叶片的拉力作用在________物体上,满足________的平衡条件。
17. 有一架直升飞机重150 000 N,停在空中时,螺旋桨产生向上的举力,这个力是_________N;当它沿水平方向飞行时,竖直向上的举力是_________N,当它匀速下降时,举力将_________(填“变大”、“变小”或“不变”).
18. 如图所示是同一木块先后两次在同一水平面上运动时在相等时间内连续拍摄的“频闪”照片.第二次木块从A点运动到B点的距离是____ cm; 由图可知,两次实验中木块的速度____ ,木块所受拉力的大小____ ( 均选填“相等”或“不相等”)。
19.起重机的钢丝绳吊着5×103N的重物,当物体以0.5m/s的速度匀速上升时,钢丝绳对重物的拉力是________N;当物体以1m/s的速度匀速下降时,钢丝绳对重物的拉力是__________N;当物体静止在半空中时,钢丝绳对重物的拉力________(填“大于”、“小于”或“等于”)5×103N。
20.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)
(三).解答题
21.作图题
(1)如图所示是遥控飞机沿图示虚线方向匀速飞行的情景,请画出遥控飞机竖直方向上的受力示意图。
(2)在平直的地面上,一个人沿水平方向用20N的力推一辆小车匀速向左运动,试着在图中画出小车所受阻力的大小和方向(可把力的作用点画在重心上)。
22. 起重机吊着重1000 N的物体,当物体在空中静止时求:
(1)求钢丝绳对物体的拉力是多少N?
(2)一个桥头立着如图所示的限重标志牌,这座水平桥面受到的压力超过多少时,就可能发生危险?(g=10N/kg)
23.用如图装置探究二力平衡的条件。
(1)当左右两边砝码一样时,物体静止不动。若往右边多加了一个砝码,小车还是不动,此时小车处于 (“平衡”或“非平衡状态”)状态;
(2)选用小车而不用木块的原因是为了减少 对实验结果的影响;
(3)把小车水平扭转一个角度是为了探究 ;
(4)为了探究不在同一物体上的两个力是否平衡,我们把小车换成纸片,然后我们怎么做 。
24.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。
25.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,实验中砝码的质量相同。
(1)实验中是通过 来改变木块受到的拉力大小的;
(2)实验时,向左盘和右盘同时放入 (选填“等重”或“不等重”) 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 ;
(3)现保持F1与F2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 ;
(4)在探究同一问题时,小红设计了如图乙所示的实验,同学们认为小红的实验优于小明的实验,其主要原因是 。
A.小卡片容易扭转 B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D.减小摩擦力对实验结果的影响
(5)小红在图乙的装置上用剪刀从小卡片的中间将小卡片剪开,可以探究相互平衡的两个力需要满足的条件是 ;
(6)如图甲,在木块的左右两边挂上相同的砝码,木块静止时,小木块受到 对平衡力作用;
(7)利用如图丙所示的装置,两个滑轮安装成不同的高度, (选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件。
26.阅读短文,回答问题。
超市购物中的二力平衡奥秘
周末的超市里,熙熙攘攘的人群中,一位顾客正推着满载商品的购物车缓缓前行。购物车内装满了粮油、饮料、日用品等重物,车轮与地面之间存在着摩擦。当顾客用大小为30N的水平推力作用在购物车上时,购物车恰好做匀速直线运动,此时购物车的运动状态保持不变;若顾客突然松开手,购物车并不会立刻停下,而是继续向前滑行一段距离后慢慢停下。在购物过程中,顾客还发现,当购物车静止在水平地面上时,它稳稳地停在原地,没有发生移动;而当他推着购物车匀速通过超市的自动扶梯时,购物车也始终保持着平稳的直线运动状态。这些日常场景背后,都隐藏着苏科版(2025)八年级物理第八章“力与运动”第一节二力平衡的重要原理,让我们一起通过阅读探究其中的物理知识。
(1) 当购物车在水平地面上做匀速直线运动时,水平方向上受到的______力和______力是一对平衡力。
(2) 购物车静止在水平地面上时,下列说法正确的是( )
A. 购物车受到的重力和地面对购物车的支持力是一对平衡力
B. 购物车受到的重力和购物车对地面的压力是一对平衡力
C. 购物车对地面的压力和地面对购物车的支持力是一对平衡力
D. 购物车受到的重力和地面对购物车的摩擦力是一对平衡力
(3) 顾客松开手后,购物车继续向前滑行的过程中,水平方向上受到的力______(选填“是”或“不是”)平衡力,购物车的运动状态______(选填“改变”或“不变”)。
(4) 若顾客增大推力至40N,购物车仍在水平地面上运动,此时购物车受到的摩擦力大小为( )
A. 30N B. 40N C. 大于30N小于40N D. 无法确定
(5) 顾客推着购物车匀速通过自动扶梯时,购物车处于平衡状态,下列关于平衡状态的说法正确的是( )
A. 只有静止的物体才处于平衡状态
B. 只有做匀速直线运动的物体才处于平衡状态
C. 静止或做匀速直线运动的物体都处于平衡状态
D. 做变速运动的物体也可能处于平衡状态
七.知识清单
1.物体处于______状态或______状态,我们就说物体处于平衡状态。
2.物体在两个力的作用下保持平衡状态,这两个力就称为______,简称______。
3.二力平衡的条件(四要素):两个力作用在______物体上(性),大小,方向______,且作用在______直线上。
4.静止在水平桌面上的书本,受到的重力和桌面对书本的______是一对平衡力。
5.水平路面上做匀速直线运动的汽车,水平方向受到的______力和______力是一对平衡力。
6.挂在竖直墙壁上的平面镜(静止),受到的重力和墙壁对平面镜的______是一对平衡力。
7.二力平衡的条件是判断两个力是否为平衡力的______,缺一不可。
8.若两个力满足“大小相等、方向相反、作用在同一直线上”,但作用在不同物体上,这两个力______(选填“是”或“不是”)平衡力。
9.做匀速直线运动的物体,所受的两个平衡力的合力大小为______。
10.静止在斜面上的物体,受到的重力与斜面对物体的支持力______(选填“是”或“不是”)一对平衡力,原因是______。
八.强化提优
(一)选择题
1.下列物体一定受平衡力的是( )
A. 加速升空的火箭 B. 匀速直线上升的无人机
C. 正在转弯的自行车 D. 自由下落的小球
2.汽车在平直公路匀速行驶,水平方向受力正确的是( )
A. 牵引力大于阻力 B. 牵引力小于阻力
C. 牵引力等于阻力 D. 不受力
3.用手握住矿泉水瓶静止在空中,瓶受力平衡,竖直方向的平衡力是( )
A. 重力与握力 B. 重力与摩擦力
C. 压力与摩擦力 D. 重力与支持力
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
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
7.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
8.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
9.如图所示,放在M、N水平面上的A、B两物体,分别在水平拉力F1、F2的作用下做匀速直线运动,且F2>F1,可以确定( )
A. B的速度一定大于A的速度 B. B受到的摩擦力一定大于A受到的摩擦力
C. A的底面积一定大于B的底面积 D. M的表面一定比N的表面更粗糙
10. 如图已知足球放在桌子上,而桌子立于地球表面,下列两个力是一对平衡力的是( )
A. 足球对桌子的压力与桌子对足球的支持力 B. 桌子对地球的压力与地球对桌子的支持力
C. 足球受到的重力与桌子对足球的支持力 D. 桌子受到的重力与地球对桌子的支持力
11. 如图所示,用水平拉力F拉动物体A在水平地面上匀速运动,物体B静止不动,下列关于A对B的摩擦力及弹簧测力计的示数情况说法正确的是(不计绳和弹簧测力计重)( )
A. A对B的摩擦力的方向水平向左 B. 弹簧测力计的示数大于A对B的摩擦力
C. 弹簧测力计的示数等于A对B的摩擦力 D. 弹簧测力计的示数小于A对B的摩擦力
12. 如图,静止在水平面上的物块,受水平拉力F作用,F随时间t的变化关系如图所示.从t=0开始,小兵每隔2s记录的物块位置和时刻如图所示,下列说法正确的是( )
A. 2﹣6s内,物块受到的摩擦力为4N B. 6﹣l2s内,物块受到的摩擦力为4N
C. t=10s时,物块的速度一定等于5m/s D. 第4s时,拉力F小于摩擦力
(二)填空题
13.2026年我国新一代静止轨道气象卫星在轨稳定运行,卫星保持静止状态,说明它受到________力作用,此时受力满足________、等值、反向、共线,这是________(选填“二力平衡”或“相互作用力”)的条件。
14.古诗词中“轻舟已过万重山”,小船在平静水面________行驶时,处于平衡状态,此时牵引力与阻力大小________,方向________。
15.2026年校园运动会上,运动员举着杠铃静止不动,杠铃的重力与地面对人的支持力________(选填“是”或“不是”)一对平衡力,因为没有作用在________物体上,杠铃此时受________力作用。
16. 蜂鸟是最小的鸟类,也是唯一能够在空中悬停和倒飞的鸟类.如图表示一只质量为3 g的蜂鸟正悬停在静止的树枝旁吸食花蜜.此时,以_______为参照物,蜂鸟是静止的;空气对蜂鸟的作用力的方向是____,大小约为______N.(g=10 N/ kg)
17.2026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。
18.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______。
19..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。
20.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。
(三)解答题
21.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。
22. 跳伞运动员在1000m高空离开飞机匀速下降,到地面历时3min20s.人和降落伞的总质量为70kg.试问:
(1)跳伞运动员(包括伞)在空中受到的阻力有多大?
(2)跳伞运动员的速度有多大?
23.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。
24.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。
25.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。
26.阅读短文,回答问题。
草道滑车上的二力平衡探究
春日的郊野草道上,一辆红色的滑车载着乘客沿着绿色的轨道缓缓滑行,乘客兴奋地高举双手,享受着滑行的乐趣。滑车载着乘客静止在草道起点时,整体处于平稳的状态;当滑车载着乘客沿草道做匀速直线运动时,两者的运动状态保持一致,没有发生明显的速度或方向变化。
在滑行过程中,滑车载着乘客的总重力竖直向下,草道对滑车的支持力竖直向上,这两个力在滑车静止时相互作用;同时,滑车与草道轨道之间存在摩擦,当滑车匀速运动时,若忽略空气阻力,水平方向若不受其他力则运动状态稳定。此外,当乘客轻轻触碰轨道两侧的草面时,滑车的运动速度会逐渐减小,最终慢慢停下。这些场景都与苏科版(2025)八年级物理第八章“力与运动”第一节的二力平衡知识紧密相关,让我们结合阅读内容解答下列问题。
(1) 滑车载着乘客静止在草道起点时,竖直方向上受到的____力和______力是一对平衡力。
(2) 下列关于滑车载着乘客匀速直线运动时的受力分析,正确的是( )
A. 竖直方向受重力和支持力,水平方向不受力
B. 竖直方向受重力和摩擦力,水平方向受支持力和推力
C. 竖直方向受重力和支持力,水平方向受摩擦力和动力
D. 竖直方向受压力和支持力,水平方向不受力
(3) 当滑车沿草道减速滑行时,滑车载着乘客的整体所受的力______(选填“是”或“不是”)平衡力,整体的运动状态______(选填“改变”或“不变”)。
(4) 若滑车载着乘客的总重力为500N,草道对滑车的支持力大小为( )
A. 小于500N B. 等于500N C. 大于500N D. 无法确定
(5) 下列实例中,物体处于二力平衡状态的是( )
A. 正在加速上升的热气球 B. 绕地球匀速转动的卫星
C. 静止在水平桌面上的物理课本 D. 从滑梯上加速滑下的小朋友
(
1
)
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2025-2026学年苏科版八年级物理下
《第八章力与运动第一节二力平衡》精品讲义
一.学习目标
(
1.理解平衡状态与二力平衡的概念,熟记二力平衡
“
同体、等大、反向、共线
”
的条件,建立力与运动的对应观念。
2.通过实验探究归纳二力平衡条件,能区分二力平衡与相互作用力,提升受力分析与逻辑推理能力。
3.亲历
“
提出问题
—
设计实验
—
进行操作
—
分析论证
—
得出结论
”
的完整探究流程,掌握控制变量法的应用。
4.感受物理规律在生活中的应用,养成严谨分析、规范表达的科学习惯,增强用物理知识解释现象的意识。
)
二.重点难点
(
(一)重点
1.平衡状态的判定:明确物体静止或匀速直线运动时为平衡状态,此时所受合力为0。
2.二力平衡的条件:作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上,四个条件缺一不可。
3.二力平衡的简单应用:根据平衡状态求未知力大小、判断受力是否平衡。
(二)难点
1.二力平衡与相互作用力的区分:核心差异
——
平衡力作用在同一物体,相互作用力作用在两个物体。
2.受力分析的规范性:准确确定研究对象,判断物体是否处于平衡状态,筛选出一对平衡力。
3.动态平衡分析:物体由静止/匀速运动状态变化时,受力的变化规律(如拉力与摩擦力的平衡)。
)
三.思维导图
四.课前预习
1.物体在几个力的作用下,保持______状态或______状态,我们就说该物体处于平衡状态。
2.物体在______个力的作用下处于平衡状态,叫做二力平衡。
3.二力平衡的条件:作用在______物体上,大小______,方向______,且作用在______上。
4.物体受平衡力作用时,合力为______,运动状态______(选填“改变”或“不变”)。
5.静止在水平桌面的课本,受到的重力和______是一对平衡力。
【答案】1.静止;匀速直线运动 2.两 3.同一;相等;相反;同一直线 4.0;不变 5.桌面对课本的支持力
五.课堂探秘
自然界中,物体的运动和受力情况大多比较复杂。为了便于研究力与运动的关系,让我们从最简单的情况开始。
一.物体的平衡
(a)静止的花瓶 (b)匀速行驶的列车 (c)黄山飞来石 (d)匀速起吊的货物
上图所示的物体各处于什么运动状态?它们分别受到哪些力的作用?
【解析】(a)静止的花瓶
运动状态:静止(速度为0,运动状态不变)。
受力分析:竖直向下的重力(由地球吸引产生);竖直向上的支持力(由桌面施加,与重力平衡)。
(b)匀速行驶的列车
运动状态:匀速直线运动(速度大小和方向都不变,运动状态不变)。
受力分析:竖直向下的重力;竖直向上的支持力;水平向前的牵引力;水平向后的阻力。
(c)黄山飞来石
运动状态:静止(速度为0,运动状态不变)。
受力分析:竖直向下的重力; 竖直向上的支持力(由下方岩石施加,与重力平衡)。
(d)匀速起吊的货物
运动状态:匀速直线运动(速度大小和方向都不变,运动状态不变)。
受力分析:竖直向下的重力;竖直向上的拉力(由起重机钢绳施加,与重力平衡)。
(
【
知识梳理
】
1.平衡状态的概念
物体在静止或匀速直线运动时,所处的状态称为平衡状态。这两种状态的共同特征是运动状态保持不变(速度大小、方向均不改变)。
2.平衡状态的核心理解
平衡状态是物体受力作用时的一种特殊状态,并非不受力(现实中不受力的物体不存在)。处于平衡状态的物体,所受外力的共同作用效果相互抵消,相当于不受外力作用,因此运动状态不改变。
3.
易错点:静止的物体一定处于平衡状态(如放在桌面的花瓶、静止的石块);做匀速直线运动的物体一定处于平衡状态(如匀速行驶的列车、匀速起吊的货物);变速运动(加速、减速、曲线运动)的物体一定不是平衡状态。
【
知识点睛
】
1.平衡状态的判断核心是运动状态是否改变,与物体的运动速度大小无关(匀速运动和静止均为平衡状态)。
2.本节仅聚焦平衡状态的概念理解,不涉及二力平衡的条件推导及平衡力的具体分析,重点聚焦
“
识别平衡状态
”
这一核心考点。
)
(
3.中考常结合生活实例(如静止的物体、匀速运动的交通工具、自然景观中的静止物体等)考查平衡状态的判断,题型以单选题为主。
【
命题方向
】
1.结合生活场景(如静止的文具、匀速行驶的汽车、悬空静止的物体等)判断物体是否处于平衡状态。
2.辨析
“
静止
”“
匀速直线运动
”“
变速运动
”
与平衡状态的关系。
3.结合自然现象(如黄山飞来石的静止状态)分析平衡状态的实例。
4.区分平衡状态和非平衡状态的本质区别,排除干扰选项(如
“
运动的物体一定不是平衡状态
”“
静止的物体一定不受力
”
等错误表述)。
)
【精讲1】下列物体中,处于平衡状态的是( )
A. 正在加速起跑的运动员 B. 从树上自由下落的苹果
C. 静止在水平课桌上的物理课本 D. 绕地球匀速转动的卫星
【答案】:C
【解析】:平衡状态包括静止和匀速直线运动。A选项运动员加速起跑,速度变大,运动状态改变,不是平衡状态;B选项苹果自由下落,速度越来越快,运动状态改变,不是平衡状态;C选项物理课本静止在桌面,运动状态不变,属于平衡状态;D选项卫星绕地球匀速转动,运动方向不断改变,运动状态改变,不是平衡状态。
【精讲2】 关于平衡状态,下列说法正确的是( )
A. 做匀速直线运动的物体,所受合力一定为零 B. 静止的物体,一定不受力的作用
C. 速度大小不变的物体,一定处于平衡状态 D. 运动的物体一定不是平衡状态
【答案】:A
【解析】:A选项做匀速直线运动的物体,运动状态不变,所受合力为零,说法正确;B选项静止的物体受平衡力作用,并非不受力,说法错误;C选项速度大小不变但方向改变(如匀速圆周运动)的物体,运动状态改变,不是平衡状态,说法错误;D选项做匀速直线运动的物体属于平衡状态,说法错误。
(
【解题方法点拨】
1.判断核心法:抓住
“
运动状态是否改变
”
这一关键,明确平衡状态只有静止和匀速直线运动两种,其余均为非平衡状态。
2.实例排除法:结合生活常见实例,快速排除变速运动、曲线运动的选项,精准锁定静止或匀速直线运动的物体。
3.概念辨析法:区分
“
受力
”
与
“
平衡状态
”
的关系
——
平衡状态的物体一定受平衡力(合力为零),并非不受力;速度大小不变的物体不一定是平衡状态(需同时方向不变)
)
【跟踪练1】下列情景中,物体处于平衡状态的是( )
A. 正在进站的火车 B. 漂浮在空气中静止的热气球
C. 沿滑梯加速下滑的小孩 D. 正在升空的加速火箭
【答案】:B
【解析】:A选项火车进站减速,运动状态改变;C选项小孩加速下滑,速度变大,运动状态改变;D选项火箭加速升空,速度变大,运动状态改变;B选项热气球静止,运动状态不变,属于平衡状态。
【跟踪练2】下列关于平衡状态的说法,错误的是( )
A. 平衡状态下,物体的运动状态一定不改变
B. 静止在水平地面上的课桌是平衡状态
C. 匀速直线行驶的汽车,乘客处于平衡状态
D. 变速运动的物体也可能是平衡状态
【答案】:D
【解析】:平衡状态只有静止和匀速直线运动两种,变速运动的物体运动状态改变,不可能是平衡状态,D选项说法错误;A、B、C选项均符合平衡状态的概念及实例。
二.二力平衡的条件
如图所示的花瓶、飞来石,都是在两个力的作用下处于平衡状态。这种情况下,物体所受的两个力有何关系?
【活动】探究二力平衡的条件
如图所示,将系于轻质卡片两个对角的线分别跨过支架上的滑轮,然后在线的两端分别挂上钩码。这时卡片所受的两个拉力方向相反,且在一条直线上。
1.改变钩码的个数,看看卡片在什么情况下平衡、在什么情况下不平衡。
【解析】改变钩码个数的现象与结论
(1)平衡情况:当卡片两端挂的钩码个数相等时,卡片受到的两个拉力大小相等、方向相反且在同一直线上,卡片保持静止(平衡状态)。
(2)不平衡情况:当卡片两端挂的钩码个数不相等时,两个拉力大小不相等,卡片会向钩码个数多的一侧倾斜(不平衡状态)。
(3)结论:二力平衡的条件之一是两个力的大小相等。
2.将处于平衡状态的卡片转过一个角度,使它受到的两个拉力不在一条直线上。松手时出现什么现象?这说明什么问题?
【解析】将平衡卡片转过角度的现象与结论
(1)现象:将平衡的卡片转过一个角度,使两个拉力不在同一直线上,松手后卡片会转动,直到两个拉力重新在同一直线上才会再次静止。
(2)结论:二力平衡的条件之一是两个力作用在同一直线上。
【实验总结】
二力平衡的条件是: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(简称“同体、等大、反向、共线”)
(
【
知识梳理
】
1. 二力平衡的条件(核心)
(
1
)
前提条件:两个力作用在同一物体上(受力物体唯一)。
- 必要条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线上(简称
“
同体、等大、反向、共线
”
)。
(
2
)
本质:两个力的合力为0,物体的运动状态保持不变(静止或匀速直线运动)。
2. 平衡力与相互作用力的区别(中考高频辨析点)
实例 静止在桌面的花瓶:重力与支持力 花瓶对桌面的压力与桌面对花瓶的支持力
3. 二力平衡条件的应用(中考常考场景)
(
1
)
根据物体的运动状态(静止/匀速直线),结合已知力求未知力(大小相等、方向相反)。
)
(
(
2
)
判断物体是否受平衡力:先确定受力物体,再分析受力是否满足
“
同体、等大、反向、共线
”
,满足则为平衡力,物体运动状态不变。
【
知识点睛
】
1.二力平衡的核心是
“
同体
”
,判断两个力是否为平衡力,第一步必须确认两个力是否作用在同一个物体上,这是与相互作用力最根本的区别。
2.物体受平衡力作用时,运动状态一定不变(静止或匀速直线运动);反之,物体运动状态不变(静止/匀速直线),一定受平衡力作用(合力为0)。
3.匀速直线运动的物体,不仅水平方向可能受平衡力,竖直方向也可能受平衡力(如水平匀速行驶的列车,竖直方向重力与支持力平衡,水平方向牵引力与阻力平衡)。
4.只有两个力作用在同一物体上,且满足等大、反向、共线时,才是二力平衡;若有三个及以上力作用,需判断合力是否为0,而非单纯满足二力条件。
【
命题方向
】
1.二力平衡条件的直接判断:给出具体实例(如吊灯、汽车行驶、滑块滑动),判断两个力是否为平衡力。
2.平衡力的简单计算:结合物体静止或匀速直线运动状态,利用
“
大小相等
”
求未知力大小(常结合重力、拉力、摩擦力等背景)。
3.平衡力与相互作用力的辨析:以选择题形式对比两种力的区别,或判断实例属于哪种力的作用。
4.二力平衡条件的实际应用:根据受力情况分析物体运动状态,或根据运动状态求力的大小、方向。
5.
考题常见背景
(
1
)
生活实例:吊灯悬挂、汽车匀速行驶、文具盒静止在桌面、滑块匀速滑动。
(
2
)
结合摩擦力:水平匀速运动的物体,牵引力与摩擦力平衡;竖直匀速运动的物体,拉力与重力平衡。
(
3
)
结合重力:物体静止在斜面、匀速起吊的货物(重力与拉力平衡)。
)
【精讲1】下列情景中,两个力属于二力平衡的是( )
A. 静止在水平桌面的文具盒,它受到的重力和它对桌面的压力
B. 正在竖直匀速下落的雨滴,它受到的重力和空气阻力
C. 沿水平方向加速奔跑的运动员,他受到的向前的力和向后的阻力
D. 被起重机匀速吊起的货物,它受到的拉力和它对起重机钢绳的拉力
【答案】:B
【解析】:选项A:重力作用在文具盒上,压力作用在桌面上,受力物体不同,不满足“同体”,不是平衡力,是相互作用力,A错误。选项B:雨滴匀速竖直下落,运动状态不变,受平衡力;重力竖直向下,空气阻力竖直向上,二力作用在同一雨滴上,大小相等、方向相反、共线,满足二力平衡条件,B正确。选项C:运动员加速奔跑,运动状态改变,合力不为0,向前的力与向后的阻力大小不相等,不是平衡力,C错误。选项D:拉力作用在货物上,对钢绳的拉力作用在钢绳上,受力物体不同,且是同种性质的力(弹力),是相互作用力,不是平衡力,D错误。
【精讲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。
【精讲3】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。
【精讲4】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。
【精讲5】一辆重为2×104N的汽车,在水平公路上匀速直线行驶,已知汽车受到的摩擦力是车重的0.02倍。求:
(1)汽车受到的支持力大小和方向;
(2)汽车受到的牵引力大小和方向。
【答案】:(1)支持力大小为2×104N,方向竖直向上;(2)牵引力大小为400N,方向水平向前。
【解析】:(1)汽车静止在水平公路上,竖直方向受重力和支持力,二力平衡。根据二力平衡条件,支持力与重力大小相等,即F支=G=2×104N;重力方向竖直向下,支持力与重力方向相反,故支持力方向竖直向上。(2)汽车水平匀速直线行驶,水平方向受牵引力和摩擦力,二力平衡。先计算摩擦力:f=0.02G=0.02×2×104N=400N;根据二力平衡条件,牵引力与摩擦力大小相等,即F牵=f=400N;摩擦力阻碍汽车向前运动,方向水平向后,牵引力与摩擦力方向相反,故牵引力方向水平向前。
【精讲6】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。
(
【解题方法点拨】
1. 二力平衡判断三步法
(
1
)
定物体:确定受力物体是哪一个(核心是
“
同体
”
)。
(
2
)
析状态:判断物体的运动状态是静止还是匀速直线运动(运动状态不变才受平衡力)。
(
3
)
判条件:分析两个力是否满足
“
等大、反向、共线
”
,全部满足则为平衡力。
2. 平衡力计算技巧
(
1
)
先找平衡的力对:根据运动状态锁定受力方向(竖直方向找重力与支持力,水平方向找牵引力与摩擦力等)。
(
2
)
再结合已知条件:若已知重力、摩擦力等,利用
“
大小相等
”
直接计算未知力,无需复杂推导。
(
3
)
注意方向描述:平衡力方向一定相反,需结合力的作用方向准确表述(如竖直向上、水平向前)。
3.平衡力与相互作用力辨析技巧
(
1
)
核心区分:看受力物体
——
同一物体是平衡力,不同物体是相互作用力。
(
2
)
辅助判断:看力的性质
——
同种性质、同时消失的是相互作用力;不同性质、可单独存在的是平衡力。
)
【跟踪练1】下列关于平衡力和相互作用力的说法,正确的是( )
A. 平衡力作用在两个物体上,相互作用力作用在一个物体上
B. 平衡力大小相等、方向相反,相互作用力大小也相等、方向也相反
C. 静止在墙面的挂钩,它受到的重力与墙对它的摩擦力是相互作用力
D. 挂钩对墙面的拉力与墙对挂钩的摩擦力是平衡力
【答案】:B
【解析】:选项A:平衡力作用在同一物体上,相互作用力作用在两个不同物体上,A错误。
选项B:平衡力和相互作用力都满足“大小相等、方向相反、作用在同一直线上”,B正确。
选项C:挂钩静止,重力和摩擦力都作用在挂钩上,是平衡力,C错误。选项D:挂钩对墙面的拉力作用在墙面上,墙对挂钩的摩擦力作用在挂钩上,受力物体不同,是相互作用力,D错误。
【跟踪练2】一个物体在水平拉力F的作用下,沿水平桌面做匀速直线运动。若突然撤去拉力F,则物体将( )
A. 立即停止运动 B. 继续做匀速直线运动
C. 做减速运动,最终停止 D. 先向前冲一段,再停止
【答案】:C
【解析】:物体原本匀速直线运动,水平方向拉力F与摩擦力f平衡,合力为0。撤去拉力F后,物体仅受摩擦力f(阻力),合力不为0,阻力阻碍物体运动,因此物体做减速运动,最终因摩擦力作用停止,C正确。
【跟踪练3】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。
【跟踪练4】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。
【跟踪练5】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。
【跟踪练6】一名重为500N的跳伞运动员,在空中匀速竖直下落。此时他受到的空气阻力大小为多少?方向如何?若他打开降落伞后,仍匀速竖直下落,此时空气阻力与之前相比有何变化?为什么?
【答案】:(1)空气阻力大小为500N,方向竖直向上;(2)打开降落伞后,空气阻力变大,因为运动员匀速下落时,空气阻力仍与重力平衡,打开降落伞后运动员总重力不变?不,核心逻辑:打开降落伞后,运动员仍匀速下落,受力仍平衡,空气阻力等于总重力。但实际中,打开降落伞是为了增大阻力,若要保持匀速,需说明——打开降落伞后,运动员的运动状态仍为匀速直线,阻力与重力平衡,重力不变则阻力不变?纠正:题目设定“打开降落伞后仍匀速竖直下落”,因此阻力始终等于重力,大小不变。若为“加速下落”则阻力小于重力,此处按题目条件解答。
【解析】:(1)运动员匀速竖直下落,运动状态不变,受平衡力。竖直方向受重力(G=500N,竖直向下)和空气阻力(f),根据二力平衡条件,f=G=500N,方向与重力相反,即竖直向上。(2)打开降落伞后,运动员仍匀速竖直下落,运动状态不变,仍受平衡力。此时运动员的总重力不变(自身重力+降落伞重力,若未额外加重物),空气阻力需与总重力平衡,因此空气阻力大小不变(若题目隐含“打开降落伞是为了减速,需先减速再匀速”,则减速阶段阻力大于重力,最终匀速时阻力等于重力,与初始阻力相等)。核心结论:匀速运动时,空气阻力始终与重力大小相等,方向相反,因此打开降落伞后,若仍匀速,阻力大小不变。
六.基础过关
(一).选择题
1.2026年脑机接口设备静置在实验台,设备所受支持力的平衡力是()
A. 设备对实验台的压力 B. 实验台的重力
C. 设备的重力 D. 手对设备的压力
【答案】:C
【解析】:静止物体,竖直方向重力与支持力平衡。
2.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。
3.四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
4.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。
5. 清洁车在美化城市环境方面起着重要作用.如图所示,清洁车在水平路面上匀速行驶,将水不停地洒在地上,下列有关说法错误的是( )
A. 清洁车所受的重力与地面对它的支持力是一对平衡力
B. 匀速行驶的清洁车受到地面的摩擦力始终是不变的
C. 清洁车对地面的压力和地面对清洁车的支持力是一对相互作用力
D. 以清洁车为参照物,路两旁的树是运动的
【答案】B
【解析】A. 清洁车所受的重力与地面对它的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,它们是一对平衡力,故A正确,不符合题意;B.匀速行驶的清洁车质量不断减小,车与地面的压力逐渐减小,车与地面接触面的粗糙程度不变,车受到的摩擦力逐渐减小,故B错误,符合题意;C.清洁车对地面的压力和地面对清洁车的支持力是车与地面间的作用力与反作用力,故C正确,不符合题意;D. 路旁树木相对于车位置不断改变,以清洁车为参照物路旁的树是运动的,故D正确,不符合题意。故选B。
6.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。
7.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。
8.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。
9. 如图所示,人沿水平方向推装满沙子的车,但没有推动,下列说法正确的是( )
A. 人对车的作用力小于车对人的作用力
B. 人对车的推力小于地面对车的摩擦力
C. 沙子受到的重力与地面对车的支持力是一对平衡力
D. 人对车的推力与地面对车的摩擦力是一对平衡力
【答案】D
【解析】A.人对车的作用力与车对人的作用力是相互作用力,大小是相等的,故A错误;B.人对车的推力与地面对车的摩擦力是一对平衡力,大小是相等的,故B错误;C.沙子受到的重力比地面对车的支持力要小,故不是平衡力,沙子和车的总重力与地面对车的支持力是一对平衡力,故C错误;D.人对车的推力与地面对车的摩擦力大小相等,方向相反,作用在同一物体同一直线上是一对平衡力,故D正确。故选D。
10. 如图是一款新研发的微型机器人,它静止在水平地面上时,下列说法中正确的是( )
A. 机器人受到的重力与机器人对地面的压力是一对平衡力
B. 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
C. 机器人受到的重力与地面对机器人的支持力是一对相互作用力
D. 以上说法都不对
【答案】B
【解析】机器人受到的重力与机器人对地面的压力方向相同,作用在不同的物体上,不是一对相互平衡的力,故A错误;机器人对地面的压力与地面对机器人的支持力是大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同的物体上,是一对相互作用力,故B正确;机器人受到的重力与地面对机器人的支持力大小相等、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C错误,故选B.
11. 如图所示是一顾客乘商场的自动扶梯匀速上楼时的情景,在这一过程中,关于人的受力分析正确的是( )
A. 人受到重力、电梯的支持力
B. 人受到重力、电梯的支持力和水平向左的摩擦力
C. 人受到重力、电梯的支持力和人对电梯的压力
D. 人受到重力、电梯的支持力和水平向右的摩擦力
【答案】A
【解析】据题意可知,人在电梯上处于匀速直线运动状态,所以是平衡状态,故此时人受到平衡力的作用,所以在水平方向上,人是不受力的;而在竖直方向上,受到重力和支持力的作用,故此时人所受的力只有重力和支持力,故选A。
12.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
(二).填空题
13.放在水平桌面的物理课本静止,它受到重力和________力,这两个力作用在________物体上,是一对________力。
【答案】:支持;同一;平衡
【解析】:课本静止,重力与支持力满足二力平衡条件。
14.2026年智能配送机器人沿水平路面匀速前进,水平方向牵引力与________力平衡,竖直方向重力与________力平衡,机器人整体处于________状态。
【答案】:阻;支持;平衡
【解析】:匀速直线运动为平衡状态,水平、竖直方向分别受平衡力。
15.用弹簧测力计悬挂物体静止时,测力计对物体的拉力与物体的________是一对平衡力,拉力大小与重力大小________,方向________。
【答案】:重力;相等;相反
【解析】:静止时拉力与重力平衡,大小相等、方向相反。
16.“悬泉飞瀑”中,水滴在下落前静止在叶尖,此时水滴受力________,重力与叶片的拉力作用在________物体上,满足________的平衡条件。
【答案】:平衡;同一;二力
【解析】:静止物体受平衡力,二力平衡作用在同一物体。
17. 有一架直升飞机重150 000 N,停在空中时,螺旋桨产生向上的举力,这个力是_________N;当它沿水平方向飞行时,竖直向上的举力是_________N,当它匀速下降时,举力将_________(填“变大”、“变小”或“不变”).
【答案】 150000 150000 不变
【解析】直升飞机停在空中,直升飞机受到重力和举力的作用,这两个力是平衡力,大小相等,所以举力是150000N;当直升飞机沿水平方向飞行时或匀速下降时,在竖直方向上都处于平衡状态,此时直升飞机在竖直方向上都受到向上的举力与竖直向下的重力作用,这两个力是一对平衡力,由平衡条件可知,举力与重力相等为150000N,举力大小不变.
18. 如图所示是同一木块先后两次在同一水平面上运动时在相等时间内连续拍摄的“频闪”照片.第二次木块从A点运动到B点的距离是____ cm; 由图可知,两次实验中木块的速度____ ,木块所受拉力的大小____ ( 均选填“相等”或“不相等”)。
【答案】 1.70 不相等 相等
【解析】长度测量要求估读到分度值的下一位,只要在1.69cm~1.71cm之间即可。因为两次实验中都是在相等时间内连续拍摄的,但在相等时间内通过的路程不同,所以两次实验中木块的速度不相等。由两张照片可知,同一木块先后两次都在做匀速直线运动,由于木块对水平面的压力和粗糙程度不变,两次摩擦力相等,则两次所受拉力的大小相等。
19.起重机的钢丝绳吊着5×103N的重物,当物体以0.5m/s的速度匀速上升时,钢丝绳对重物的拉力是________N;当物体以1m/s的速度匀速下降时,钢丝绳对重物的拉力是__________N;当物体静止在半空中时,钢丝绳对重物的拉力________(填“大于”、“小于”或“等于”)5×103N。
【答案】 5×103 5×103 等于
【解析】因为只有物体做匀速直线运动或静止时,物体所受到的力是才是平衡力。所以,当物体以0.5米/秒的速度匀速提升时,钢丝绳对重物的拉力和物体本身的重力相等,是一对平衡力,故拉力是5×103N;当物体以1米/秒的速度匀速下降时,钢丝绳对重物的拉力和物体本身的重力相等,是一对平衡力,故仍是拉力是5×103N;当物体静止在半空中时,钢丝绳对重物的拉力和物体本身的重力相等,是一对平衡力,所以拉力大小还是5×103N。
20.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
【解析】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,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。
(三).解答题
21.作图题
(1)如图所示是遥控飞机沿图示虚线方向匀速飞行的情景,请画出遥控飞机竖直方向上的受力示意图。
(2)在平直的地面上,一个人沿水平方向用20N的力推一辆小车匀速向左运动,试着在图中画出小车所受阻力的大小和方向(可把力的作用点画在重心上)。
【答案】
【解析】(1)遥控飞机沿图示虚线方向匀速飞行的过程中,在竖直方向上,受到竖直向下的重力和竖直向上升力作用,这两个力是一对平衡力,重力从重心竖直向下画,升力从重心竖直向上画,(2)根据题意,小车匀速向左运动,处于平衡状态,受到的推力和阻力是一对平衡力,大小相等,方向相反,已知推力大小为20N,方向水平向左,则受到的阻力方向水平向右,大小也为20N,作用点在小车的重心上。
22. 起重机吊着重1000 N的物体,当物体在空中静止时求:
(1)求钢丝绳对物体的拉力是多少N?
(2)一个桥头立着如图所示的限重标志牌,这座水平桥面受到的压力超过多少时,就可能发生危险?(g=10N/kg)
解:(1)物体在空中静止,物体处于平衡状态,在竖直方向上对物体进行受力分析,物体受到竖直向下的重力G为1000N,受到竖直向上的拉力F,这两个力是一对平衡力,大小相等,所以,绳对物体的拉力F为F=G=1000N
(2)如图所示的标志牌,表示允许通过的最大质量为15t=15000kg,即该桥限重为
G=mg=1.5×104kg×10N/kg =1.5×105N则当水平桥面上受到的压力超过1.5×105N时,就可能发生危险。
答:(1)求钢丝绳对物体的拉力是1000N;
(2)这座水平桥面受到的压力超过1.5×105N时,就可能发生危险。
23.用如图装置探究二力平衡的条件。
(1)当左右两边砝码一样时,物体静止不动。若往右边多加了一个砝码,小车还是不动,此时小车处于 (“平衡”或“非平衡状态”)状态;
(2)选用小车而不用木块的原因是为了减少 对实验结果的影响;
(3)把小车水平扭转一个角度是为了探究 ;
(4)为了探究不在同一物体上的两个力是否平衡,我们把小车换成纸片,然后我们怎么做 。
【答案】(1)平衡(2)摩擦力(3)不在同一直线上两个力是否能平衡(4)用剪刀把小卡片从中间剪开
【解析】(1)如图,桌子两侧为定滑轮,小车受到的拉力等于盘中砝码的重力,若往右边多加了一个砝码,右边砝码重力较大,所以F1<F2;小车还是不动,即处于静止状态,所以此时小车处于平衡状态,这是由于小车受到摩擦力作用的缘故。
(2)在相同条件下,滚动摩擦比滑动摩擦小得多,选用小车而不用木块的原因是为了减少摩擦力对实验结果的影响。
(3)把小车水平扭转一个角度后,小车两端受到的拉力不在同一直线上,是为了探究不在同一直线上两个力是否能平衡。
(4)为了探究不在同一物体上的两个力是否平衡,则应使两边的拉力作用在不同物体上,我们把小车换成纸片,然后我们应该用剪刀把小卡片从中间剪开,让小卡片一分为二,使两边的拉力分别作用在两个小卡片上。所以做法为:用剪刀把小卡片从中间剪开。
24.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。
25.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,实验中砝码的质量相同。
(1)实验中是通过 来改变木块受到的拉力大小的;
(2)实验时,向左盘和右盘同时放入 (选填“等重”或“不等重”) 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 ;
(3)现保持F1与F2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 ;
(4)在探究同一问题时,小红设计了如图乙所示的实验,同学们认为小红的实验优于小明的实验,其主要原因是 。
A.小卡片容易扭转 B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D.减小摩擦力对实验结果的影响
(5)小红在图乙的装置上用剪刀从小卡片的中间将小卡片剪开,可以探究相互平衡的两个力需要满足的条件是 ;
(6)如图甲,在木块的左右两边挂上相同的砝码,木块静止时,小木块受到 对平衡力作用;
(7)利用如图丙所示的装置,两个滑轮安装成不同的高度, (选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件。
【答案】(1)改变钩码的数量(2) 等重 见解析(3)平衡的两个力一定在同一直线上(4)D(5)见解析(6)两(7)能
【解析】(1)木块受到的拉力F1和F2分别等于水平桌面两端所挂砝码的重力,可以通过调整砝码的质量来改变F1和F2的大小。(2)实验时在两端的小盘里加砝码,当两边小盘中的砝码质量相同时,木块保持静止,说明相互平衡的两个力大小相等;实验时发现当两边所挂砝码不相等时,木块也能平衡,可能木块与桌面之间存在较大的摩擦力。(3)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。(4)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,所以还是小红的实验方案好,故选D。(5)用剪刀从小卡片的中间将小卡片剪开,使这两个力不再共物,物体就不能静止,各自向相反的方向运动,可以探究相互平衡的两个力是作用在同一物体上。(6)如图甲,在木块的左右两边挂上相同的砝码,木块静止时,木块水平方向受到两个拉力是一对平衡力,竖直方向受到重力和支持力是一对平衡力,小木块受到两对平衡力作用。(7)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,照样能完成实验。
26.阅读短文,回答问题。
超市购物中的二力平衡奥秘
周末的超市里,熙熙攘攘的人群中,一位顾客正推着满载商品的购物车缓缓前行。购物车内装满了粮油、饮料、日用品等重物,车轮与地面之间存在着摩擦。当顾客用大小为30N的水平推力作用在购物车上时,购物车恰好做匀速直线运动,此时购物车的运动状态保持不变;若顾客突然松开手,购物车并不会立刻停下,而是继续向前滑行一段距离后慢慢停下。在购物过程中,顾客还发现,当购物车静止在水平地面上时,它稳稳地停在原地,没有发生移动;而当他推着购物车匀速通过超市的自动扶梯时,购物车也始终保持着平稳的直线运动状态。这些日常场景背后,都隐藏着苏科版(2025)八年级物理第八章“力与运动”第一节二力平衡的重要原理,让我们一起通过阅读探究其中的物理知识。
(1) 当购物车在水平地面上做匀速直线运动时,水平方向上受到的______力和______力是一对平衡力。
(2) 购物车静止在水平地面上时,下列说法正确的是( )
A. 购物车受到的重力和地面对购物车的支持力是一对平衡力
B. 购物车受到的重力和购物车对地面的压力是一对平衡力
C. 购物车对地面的压力和地面对购物车的支持力是一对平衡力
D. 购物车受到的重力和地面对购物车的摩擦力是一对平衡力
(3) 顾客松开手后,购物车继续向前滑行的过程中,水平方向上受到的力______(选填“是”或“不是”)平衡力,购物车的运动状态______(选填“改变”或“不变”)。
(4) 若顾客增大推力至40N,购物车仍在水平地面上运动,此时购物车受到的摩擦力大小为( )
A. 30N B. 40N C. 大于30N小于40N D. 无法确定
(5) 顾客推着购物车匀速通过自动扶梯时,购物车处于平衡状态,下列关于平衡状态的说法正确的是( )
A. 只有静止的物体才处于平衡状态
B. 只有做匀速直线运动的物体才处于平衡状态
C. 静止或做匀速直线运动的物体都处于平衡状态
D. 做变速运动的物体也可能处于平衡状态
【答案】(1) 推;摩擦(2) A(3) 不是;改变(4) A(5) C
【解析】(1) 购物车在水平地面上做匀速直线运动时,水平方向受到顾客的推力和地面的摩擦力,这两个力满足二力平衡“同体、等大、反向、共线”的条件,因此是一对平衡力。(2) 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、作用在同一直线上。
选项A:重力作用在购物车上,地面对购物车的支持力也作用在购物车上,二力大小相等、方向相反、共线,是平衡力,正确;选项B:重力作用在购物车上,购物车对地面的压力作用在地面上,二力作用在不同物体上,不是平衡力,错误;选项C:购物车对地面的压力作用在地面上,地面对购物车的支持力作用在购物车上,是相互作用力,不是平衡力,错误;
- 选项D:购物车静止时水平方向不受摩擦力,重力与支持力才是平衡力,错误(3) 购物车滑行时,水平方向只受摩擦力作用,不满足二力平衡条件,因此不是平衡力;摩擦力会使购物车的速度逐渐减小,运动状态发生改变。(4) 滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关,顾客增大推力时,购物车对地面的压力、接触面粗糙程度均不变,因此摩擦力大小仍为30N,选A。(5) 平衡状态的定义是物体保持静止或匀速直线运动的状态,二者满足其一即为平衡状态,因此选C。
七.知识清单
1.物体处于______状态或______状态,我们就说物体处于平衡状态。
2.物体在两个力的作用下保持平衡状态,这两个力就称为______,简称______。
3.二力平衡的条件(四要素):两个力作用在______物体上(性),大小,方向______,且作用在______直线上。
4.静止在水平桌面上的书本,受到的重力和桌面对书本的______是一对平衡力。
5.水平路面上做匀速直线运动的汽车,水平方向受到的______力和______力是一对平衡力。
6.挂在竖直墙壁上的平面镜(静止),受到的重力和墙壁对平面镜的______是一对平衡力。
7.二力平衡的条件是判断两个力是否为平衡力的______,缺一不可。
8.若两个力满足“大小相等、方向相反、作用在同一直线上”,但作用在不同物体上,这两个力______(选填“是”或“不是”)平衡力。
9.做匀速直线运动的物体,所受的两个平衡力的合力大小为______。
10.静止在斜面上的物体,受到的重力与斜面对物体的支持力______(选填“是”或“不是”)一对平衡力,原因是______。
【答案】1.静止;匀速直线运动 2.一对平衡力;二力平衡 3.同一;同体;相等;相反;同一 4.支持力 5.牵引;摩擦 6.支持力 7.依据/标准 8.不是 9.0 10.不是;二力平衡要求两个力作用在同一直线上,而重力竖直向下、支持力垂直斜面向上,二力不在同一直线上
八.强化提优
(一)选择题
1.下列物体一定受平衡力的是( )
A. 加速升空的火箭 B. 匀速直线上升的无人机
C. 正在转弯的自行车 D. 自由下落的小球
【答案】:B
【解析】:只有静止或匀速直线的物体受平衡力。
2.汽车在平直公路匀速行驶,水平方向受力正确的是( )
A. 牵引力大于阻力 B. 牵引力小于阻力
C. 牵引力等于阻力 D. 不受力
【答案】:C
【解析】:匀速直线是平衡状态,水平方向牵引力与阻力二力平衡。
3.用手握住矿泉水瓶静止在空中,瓶受力平衡,竖直方向的平衡力是( )
A. 重力与握力 B. 重力与摩擦力
C. 压力与摩擦力 D. 重力与支持力
【答案】:B
【解析】:竖直方向静止,重力与静摩擦力平衡。
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
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
7.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。
8.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。
9.如图所示,放在M、N水平面上的A、B两物体,分别在水平拉力F1、F2的作用下做匀速直线运动,且F2>F1,可以确定( )
A. B的速度一定大于A的速度 B. B受到的摩擦力一定大于A受到的摩擦力
C. A的底面积一定大于B的底面积 D. M的表面一定比N的表面更粗糙
【答案】B
【解析】(1)摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与物体的运动速度、底面积大小无关,故A、C选项错误;(2)由于A、B两物体都做匀速直线运动,因此水平方向上受到的摩擦力和拉力是平衡力,二者大小相等;由于F1<F2,所以摩擦力f1<f2,即A受到的摩擦力小于B受到的摩擦力.故B选项正确.(3)由于不知道二者对地面压力的大小,因此无法比较接触面的粗糙程度,故D选项错误.故选B.
10. 如图已知足球放在桌子上,而桌子立于地球表面,下列两个力是一对平衡力的是( )
A. 足球对桌子的压力与桌子对足球的支持力 B. 桌子对地球的压力与地球对桌子的支持力
C. 足球受到的重力与桌子对足球的支持力 D. 桌子受到的重力与地球对桌子的支持力
【答案】C
【解析】A.足球对桌子的压力与桌子对足球的支持力,没有作用在同一个物体上,不是平衡力,故A错误;B.桌子对地球的压力与地球对桌子的支持力,没有作用在同一个物体上,是一对相互作用的力,故B错误;C.足球受到的重力与桌子对足球的支持力,完全符平衡力的四个必要条件,是平衡力,故C正确;D.桌子受到的重力与地球对桌子的支持力,两个力大小不相等,不是平衡力,故D错误。
故选C。
11. 如图所示,用水平拉力F拉动物体A在水平地面上匀速运动,物体B静止不动,下列关于A对B的摩擦力及弹簧测力计的示数情况说法正确的是(不计绳和弹簧测力计重)( )
A. A对B的摩擦力的方向水平向左 B. 弹簧测力计的示数大于A对B的摩擦力
C. 弹簧测力计的示数等于A对B的摩擦力 D. 弹簧测力计的示数小于A对B的摩擦力
【答案】C
【解析】A.因为A在水平面上向右做匀速直线运动,因此A受到地面和物体B水平向左的摩擦力,则A对B的摩擦力水平向右;故A错误;BCD.因为AB之间发生相对滑动,因此A对B的摩擦力为滑动摩擦力;由于B处于静止状态,因此B受到弹簧测力计的拉力等于A对B的摩擦力,并且二力是一对平衡力,大小相等;故BD说法错误,C正确。故选C。
12. 如图,静止在水平面上的物块,受水平拉力F作用,F随时间t的变化关系如图所示.从t=0开始,小兵每隔2s记录的物块位置和时刻如图所示,下列说法正确的是( )
A. 2﹣6s内,物块受到的摩擦力为4N B. 6﹣l2s内,物块受到的摩擦力为4N
C. t=10s时,物块的速度一定等于5m/s D. 第4s时,拉力F小于摩擦力
【答案】B
【解析】由图3知,12到18s物体在相同时间内通过的路程相等,做匀速直线运动,由图2知,此时受到的滑动摩擦力f=F=4N;A. 由图2知,2−6s内,物体受到的拉力F=2N,小于滑动摩擦力,所以此时物体应处于静止状态,所受静止摩擦力等于拉力等于2N,故AD错误;B. 由图3知,6−12s内,物体受拉力为6N,大于匀速运动时受到的滑动摩擦力,所以物体由静止变成运动,压力和接触面的粗糙程度都不变,所以6−10s所受摩擦力等于滑动摩擦力等于4N,故B正确;C. 由图3知,从10到12s时间内,物体的平均速度v==5m/s,而在这段时间内物体的拉力大于摩擦力,所以做加速运动,因此全程的平均速度应大于10s时的速度,即t=10s时,物块的速度一定小于5m/s,C错误.故选B.
点睛:由图丙确定物体在不同时间段的运动状态,根据匀速直线运动的时间段及图2,利用二力平衡条件确定摩擦力的大小.由此分析判断.
(二)填空题
13.2026年我国新一代静止轨道气象卫星在轨稳定运行,卫星保持静止状态,说明它受到________力作用,此时受力满足________、等值、反向、共线,这是________(选填“二力平衡”或“相互作用力”)的条件。
【答案】:平衡;同体;二力平衡
【解析】:静止是平衡状态,二力平衡条件:同体、等值、反向、共线。
14.古诗词中“轻舟已过万重山”,小船在平静水面________行驶时,处于平衡状态,此时牵引力与阻力大小________,方向________。
【答案】:匀速直线;相等;相反
【解析】:匀速直线运动是平衡状态,二力平衡时两力大小相等、方向相反。
15.2026年校园运动会上,运动员举着杠铃静止不动,杠铃的重力与地面对人的支持力________(选填“是”或“不是”)一对平衡力,因为没有作用在________物体上,杠铃此时受________力作用。
【答案】:不是;同一;平衡
【解析】:平衡力必须作用在同一物体上,静止物体受平衡力。
16. 蜂鸟是最小的鸟类,也是唯一能够在空中悬停和倒飞的鸟类.如图表示一只质量为3 g的蜂鸟正悬停在静止的树枝旁吸食花蜜.此时,以_______为参照物,蜂鸟是静止的;空气对蜂鸟的作用力的方向是____,大小约为______N.(g=10 N/ kg)
【答案】 树枝 竖直向上 0.03
【解析】以树枝为参照物,蜂鸟相对于树枝的位置没有发生变化,则蜂鸟是静止的;蜂鸟悬停在空中,蜂鸟受到的空气作用力和重力是一对平衡力,重力方向竖直向下,所以空气对蜂鸟作用力方向竖直向上,大小为F=G=mg=0.003 kg×10 N/ kg=0.03 N.
17.2026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。
18.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。
19..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。
20.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
【解析】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。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。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。
(三)解答题
21.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。
22. 跳伞运动员在1000m高空离开飞机匀速下降,到地面历时3min20s.人和降落伞的总质量为70kg.试问:
(1)跳伞运动员(包括伞)在空中受到的阻力有多大?
(2)跳伞运动员的速度有多大?
解:(1)因为运动员匀速下降,运动员和降落伞受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力作用,两个力是平衡力,大小相等,所以,F阻=G=mg=70 kg×10 N/ kg=700 N.
(2)t=3 min20 s=200 s,所以跳伞运动员下落的速度
23.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
【解析】(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。
24.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。
25.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
【解析】(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)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。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)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。
26.阅读短文,回答问题。
草道滑车上的二力平衡探究
春日的郊野草道上,一辆红色的滑车载着乘客沿着绿色的轨道缓缓滑行,乘客兴奋地高举双手,享受着滑行的乐趣。滑车载着乘客静止在草道起点时,整体处于平稳的状态;当滑车载着乘客沿草道做匀速直线运动时,两者的运动状态保持一致,没有发生明显的速度或方向变化。
在滑行过程中,滑车载着乘客的总重力竖直向下,草道对滑车的支持力竖直向上,这两个力在滑车静止时相互作用;同时,滑车与草道轨道之间存在摩擦,当滑车匀速运动时,若忽略空气阻力,水平方向若不受其他力则运动状态稳定。此外,当乘客轻轻触碰轨道两侧的草面时,滑车的运动速度会逐渐减小,最终慢慢停下。这些场景都与苏科版(2025)八年级物理第八章“力与运动”第一节的二力平衡知识紧密相关,让我们结合阅读内容解答下列问题。
(1) 滑车载着乘客静止在草道起点时,竖直方向上受到的____力和______力是一对平衡力。
(2) 下列关于滑车载着乘客匀速直线运动时的受力分析,正确的是( )
A. 竖直方向受重力和支持力,水平方向不受力
B. 竖直方向受重力和摩擦力,水平方向受支持力和推力
C. 竖直方向受重力和支持力,水平方向受摩擦力和动力
D. 竖直方向受压力和支持力,水平方向不受力
(3) 当滑车沿草道减速滑行时,滑车载着乘客的整体所受的力______(选填“是”或“不是”)平衡力,整体的运动状态______(选填“改变”或“不变”)。
(4) 若滑车载着乘客的总重力为500N,草道对滑车的支持力大小为( )
A. 小于500N B. 等于500N C. 大于500N D. 无法确定
(5) 下列实例中,物体处于二力平衡状态的是( )
A. 正在加速上升的热气球 B. 绕地球匀速转动的卫星
C. 静止在水平桌面上的物理课本 D. 从滑梯上加速滑下的小朋友
【答案】(1) 重;支持(2) A(3) 不是;改变(4) B(5) C
【解析】 (1) 滑车静止时,竖直方向上的重力与草道的支持力满足二力平衡“同体、等大、反向、共线”的条件,是一对平衡力。(2) 滑车匀速直线运动时,竖直方向重力和支持力平衡;题目中未提及水平方向有主动推力,且忽略空气阻力时水平方向不受力,故A正确。B、C中水平方向受力描述错误,D中竖直方向是重力而非压力,均错误。(3) 减速滑行时,滑车的速度减小,运动状态改变,不满足二力平衡条件,因此受力不是平衡力。(4) 竖直方向二力平衡时,支持力大小等于总重力,故支持力为500N,选B。(5) 二力平衡的物体需保持静止或匀速直线运动状态:A加速上升、B匀速转动(方向变化)、D加速滑下均为非平衡状态;C静止的物理课本受重力和支持力平衡,处于平衡状态。
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