一、二力平衡（讲义）物理新教材苏科版八年级下册

第一节 二力平衡 内容导航 A、知识讲练 知识点1. 物体的平衡 知识点2. 探究二力平衡的条件 知识点3. 二力平衡的应用 B、综合练习 物体的平衡 1. 平衡状态 （1）物体在几个力的作用下保持 或做 运动，则该物体处于平衡状态。 （2）实例分析 ①静止在桌面上的花瓶：受到的力有 与桌面的 。花瓶在这两个力的作用下保持静止状态。 ②水平匀速前进的高铁：在竖直方向上受到的力有高铁的 和地面的 ；在水平方向上受到的力有牵引力F、空气与轨道的阻力f。高铁在这几个力的作用下保持匀速直线状态。 2. 二力平衡 若物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个力相互 ，简称二力平衡。 【例题】如图所示的是用摄像机（每0.1s拍摄一次）拍摄的小球运动时的频闪照片。其中小球受到平衡力作用的是（　　） A． B． C． D． 【练习1】人造地球卫星围绕地球做圆周运动，那么人造地球卫星的运动状态________（选填“改变”或“不改变”），所受的力为________（选填“平衡力”或“非平衡力”）。 【练习2】下列情景中，物体处于平衡状态的是（　　） A B C D A．匀速转动的橡皮 B．自由下落的苹果 C．百米冲刺的同学 D．匀速直线下降的跳伞者 探究二力平衡的条件 【提出问题】二力平衡时，二力的大小、方向、作用点应该有什么关系?它们在一条直线上吗? 【实验设计】如图所示，将系于卡片两个对角的线分别跨过支架上的滑轮。以 为研究对象，其重力可忽略不计。用钩码通过两根细线对小卡片施加拉力。运用控制变量法和反证法，分别观察这两个拉力在什么情况下能使小卡片处于平衡状态，在什么情况下不能使小卡片处于平衡状态，从而分析、归纳出二力平衡的条件。 【进行实验】 （1）如图甲所示，将系于小卡片两对角的细线分别跨过左、右支架上的滑轮，在细线的一端挂钩码，使两个拉力的方向相反，作用在一条直线上。当两个拉力大小相等时，小卡片处于静止状态；当两个拉力大小不等时，小卡片由静止变为运动，表明：两个力要平衡，大小必须 。 （2）如图乙所示，用手向右拉住小卡片，把两根细线都挂到左支架的滑轮上，此时两个拉力的大小相等、作用在一条直线上、方向相同，一松手小卡片将向左做加速运动，与图甲相比较可知：两个力要平衡，方向必须 。 甲 乙 （3）如图丙所示，用手使小卡片旋转一个角度后再用手捏住，此时两个拉力的大小相等、方向相反，但不在同一条直线上，一松手小卡片会发生转动，与图甲相比较可知：两个力要平衡，必须作用在 。 丙 丁 （4）如图丁所示，在小卡片处于平衡状态时，用剪刀将小卡片剪成两半，钩码和半张卡片会向两侧掉下去，表明：两个力要平衡，必须作用在同一 上。 【实验结论】二力平衡的条件： 当作用在物体上的两个力大小相等、方向相反且在同一直线上时，这两个力相互平衡。 记忆口诀：“同体、等大、反向、共线”。 【交流与评估】 （1）该方案以小卡片为研究对象，钩码通过定滑轮对卡片施加力的作用。 （2）选用硬纸片的原因是减小摩擦对实验的影响，但是还受重力，因此对实验结论也有影响。 （3）定滑轮的作用是改变力的方向。 【例题】某小组用如图所示装置探究“二力平衡的条件”，每个钩码质量均为50g。 （1）如图甲所示，小组同学在左边和右边各挂一个钩码，这时木块保持静止，说明相互平衡的两个力方向______，大小______。细心的小明在实验时发现，若左边挂一个钩码，右边挂两个钩码时，木块仍然保持静止状态，经过讨论，同学们发现产生这一现象的原因是木块受到了摩擦力的作用，这时木块在水平方向受到的力______（选填“平衡”或“不平衡”）； （2）实验小组决定改进实验设计，小明同学设计了如图乙所示实验装置，这个装置相比甲图实验装置的优点是______； （3）经过讨论，又设计出了如图丙所示装置，要求卡片______（选填“弹性要好”或“质量要小”）。在图丙装置左边和右边各挂一个钩码后，将小卡片转动一小角度，松手后，小卡片旋转后又恢复原状，这表明相互平衡的两个力需要作用在______； （4）为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”，如果利用如图丙所示装置进行实验，下一步的操作是______（选填“剪开左侧绳子”“剪开右侧绳子”或“剪开卡片”）。 【练习1】在“探究二力平衡的条件”实验中，下列说法中你不同意的是（     ） A．小明同学认为这两种实验器材甲图更为合理 B．甲图两侧挂等质量的钩码，小卡片保持静止，挂上质量不等的钩码，不能保持静止，说明平衡的两个力的大小相等 C．甲图将小卡片从中间剪开，两瓣卡片都不能保持静止，说明平衡的两个力必须作用在同一物体上 D．利用丙图可以验证“使物体平衡的两个力必须在同一直线上” 【练习2】如图所示，在“探究二力平衡的条件”时，选小卡片作为研究对象，在线的两端分别挂上钩码，对卡片施加两个拉力。为探究这两个力满足什么条件才能平衡，则下列说法不正确的是（　　） A．选择小卡片进行实验，目的是可忽略卡片的重力 B．实验过程中，应该使卡片处于静止状态 C．卡片两侧的滑轮的高度必须相同 D．为了研究一对平衡力是否必须作用在同一物体上，可以将卡片从中间剪成左右两半 二力平衡的应用 1. 判断二力平衡的方法 （1）根据物体受力情况判断：作用在同一物体上的两个力，若大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，则这两个力 。 （2）根据物体的运动情況判断：一个物体受到两个力的作用，若物体保持静止状态或匀速直线运动状态，则这两个力 。 2. 区别“平衡力”和“相互的力” （1）实例分析：一本书静止在水平桌面上时，分析书、桌面的受力情况。 如图甲所示，水平桌面上的一本书所受重力G和桌面对书的支持力F是一对 力。如图乙所示，书对桌面的压力F ' 和桌面对书的支持力F是一对 力。 （2）“平衡力”与“相互的力”的区别 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 物体上 分别作用在 物体上 3. 二力平衡的应用 （1）求力的大小和判断力的方向 物体在两个力的作用下处于平衡状态，已知一个力的大小和方向，我们可以根据二力平衡条件求另一个力的 和 。 ①静止在水平面上的物体的受力情况：如图甲所示，因物体静止，所以物体所受的重力G与地面对它的支持力F是一对 力，则此二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，支持力的大小等于重力的大小F=G，支持力的方向 。 甲 乙 ②用弹簧测力计测量物体所受重力的原理：如图乙所示，因为物体静止，所以物体所受的重力G与弹簧测力计对它的拉力F是一对 力，则此二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，所以物体重力的大小等于 的大小G=F。 （2）判断物体的运动状态（平衡状态或非平衡状态） 以在水平路面上向左运动的小车为例进行受力分析。在竖直方向上受到的力有：重力G、地面支持力N，是一对平衡力。在水平方向上有汽车发动机的牵引力F和地面与空气的阻力f。 ①若牵引力等于阻力F=f，则二力平衡，小车向左做 直线运动； ②若牵引力大于阻力F＞f，二力不平衡，小车向左做 直线运动； ③若牵引力小于阻力F＜f，二力不平衡，小车向左做 直线运动。（以上均选填“匀速”、“加速”或“减速”） 4. 找重心：利用二力平衡，可以找不规则物体的重心，例如用 法找薄板的重心。 【例题】如图所示，是我国首个不用人为控制且能送货到家的无人快递车。当快递车在水平路面上匀速直线运动行驶时，下列说法不正确的是（　　） A．快递车处于平衡状态 B．快递车受到的重力与地对快递车的支持力是一对平衡力 C．快递车对地的压力与地对快递车的支持力是一对平衡力 D．快递车受到的摩擦力与快递车受到的牵引力是一对平衡力 【练习1】 如图所示，跳伞运动员在空中匀速直线下降，如果已知人和伞所受的总重力是1000N，则所受阻力的大小和方向是（    ） A．阻力大小是900N，方向是竖直向上 B．阻力大小是900N，方向是竖直向下 C．阻力大小是1000N，方向是竖直向下 D．阻力大小是1000N，方向是竖直向上 【练习2】如图所示，在北京冬奥会冰壶项目中，一只冰壶的质量约为20kg，在水平冰面上滑行的过程中，受到的阻力是冰壶重的0.03倍，问：（g=10N/kg） （1）冰壶在水平冰面上运动时，冰壶对冰面的压力为多大？ （2）当运动员水平推力为多大时，恰能推着冰壶做匀速直线运动？ 1．下列事例中，物体受平衡力作用的是（　　） A．撑杆跳高的运动员 B．减速进站的火车 C．悬停在空中的直升机 D．加速升空的火箭 2．一同学用水平力去推水平面上的桌子，未推动，则下列说法正确的是（　　） A．因为推力小于桌子所受的摩擦阻力，所以未推动 B．因为推力小于桌子的重力，所以未推动 C．虽然桌子未推动，但推力与摩擦力大小相等 D．虽然桌子未推动，但推力与重力大小相等 3．如图所示，F1与F2是一对平衡力的是（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，手握装水的玻璃杯保持静止，下列方法中能增大手与玻璃杯之间摩擦的是（　　） A．喝掉杯中一部分水 B．向杯中加一些水 C．给手戴上粗糙的手套 D．增大握水杯的力度 5．如图所示茶杯静止在水平桌面上，下列哪对力属于平衡力（　　） A．茶杯的重力与桌面对茶杯的支持力 B．桌子的重力与地面对桌子的支持力 C．茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力 D．茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力 6. 如图所示，小华站在电梯箱内，当电梯箱静止在十楼时，电梯箱地板对她的支持力为500N，下列分析中正确的是（　　）    A．电梯箱加速上升时，地板对她的支持力等于500N B．电梯箱加速上升时，地板对她的支持力小于500N C．电梯箱加速下降时，地板对她的支持力大于500N D．电梯箱加速下降时，地板对她的支持力小于500N 7. 如图所示，弹簧测力计和细线的重力及摩擦不计，物重，则弹簧测力计A和B的示数分别为（   ） A．1N，1N B．1N，2N C．0，1N D．1N，0 8. 氢气球下吊一小重物重10N，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时，正确的图是______（填“甲”或“乙”），小重物受到氢气球的拉力与小重物的重力是一对______（填“平衡力”或“非平衡力”），其大小为______ N。 9．如图所示，为探月工程嫦娥五号返回器从月球上携带“月壤”回到地球的轨道示意图，在环月轨道上运行时，返回器受________（选填“平衡力”或“非平衡力”）作用；“月壤”样品被带回地球后，质量________（选填：“变大”、“变小”或“不变”），由此可见，质量是物体的一个基本_____。 10．教室的讲台重200N，当用60N的水平推力推讲台时，讲台静止不动，则讲台受到的摩擦力为______N；当用90N的水平推力推讲台时，讲台做匀速直线运动；当用120N的水平推力推讲台时，讲台受到的摩擦力为______N。 11. 知识梳理是学习的重要方法，如图是某同学整理的二力平衡知识结构图，请补充完整。 ①________________； ②________________； ③轻质物体A在甲、乙两只弹簧秤的作用下向右做匀速直线运动，乙弹簧秤的示数如图所示，则甲弹簧秤的示数为_________牛。 12．爱美是每个同学的天性。小美每天早晨起来洗漱时都要通过平面镜整理自己的仪容仪表，小美在平面镜中的像与小美的大小______（选填“相等”或“不相等”）；如图是小美站在置于水平地面上的体重计上测体重时的情景，静止时地面对体重计的支持力与________（选填“体重计的重力”或“体重计和小美的总重力”）是一对平衡力。 13．如图所示，某人用水平方向的力推静止在地面上的汽车但没能推动，此时汽车依然处于______状态，汽车在水平方向上所受的推力和阻力______（选填“相互平衡”或“不能相互平衡”），因此，推力______（选填“大于”“等于”或“小于”）汽车所受的阻力。 14. 在“探究二力平衡条件”的实验中： （1）如果物体在两个力的共同作用下，处于静止或______状态，这两个力就是一对平衡力。 （2）小明和小李分别采用如图甲、乙所示的实验装置进行实验，你认为图______（选填“甲”或“乙”）所示的实验装置较好些。这样做的好处是减小了______对实验的影响。 （3）为避免更多因素对实验的影响，两位同学最终采用了如图丙所示的实验装置。他们将细线分别系在硬纸片的两端，并跨过左右支架的滑轮，在细线的两端挂上钩码，使硬纸片两边拉力的方向______，通过调整______来改变拉力的大小。 （4）当硬纸片平衡时，将硬纸片转过一定角度，松手后，硬纸片______（选填“能”或“不能”）平衡。此步骤是为了验证只有作用在同一直线上的两个力才能平衡。 （5）当小明用剪刀将处于平衡状态的硬纸片从中间剪开时，发现硬纸片分开后向相反的方向运动。这说明两个力必须作用在______物体上才能平衡。 15．一辆汽车本身的重力为1.5×104 N ，现载有重为2.5×104 N的货物在平直公路上匀速前进，若它受到的阻力是车辆总重的0.05 倍。（g=10N/kg）求： （1）路面对汽车的支持力； （2）汽车的牵引力。 16．生活中处处蕴含着丰富的力学知识。 （1）国家级非物质文化遗产代表性项目“叶榭软糕制作技艺”，是上海松江地区的传统美食技艺，图中依次展示的是制作中的几道重要工序：筛粉、压粉、注沙、脱模、蒸制。 ①筛粉工序中，米粉在下落时所受的力________（选填“平衡”或“不平衡”）；压粉工序中，用模具按压米粉塑形，说明力可以使物体发生_______。 ②蒸熟后的软糕静止在蒸笼内，下列各组力属于平衡力的是（ ） A．软糕受到的重力和蒸笼对软糕的支持力 B．桌面对蒸笼的支持力和蒸笼受到的重力 C．软糕对蒸笼的压力和蒸笼对软糕的支持力 D．软糕对蒸笼的压力和蒸笼对桌面的压力 （2）排球这一体育项目深受不少同学的喜爱。当同学对墙垫球，手对球施加的力使排球飞了出去，说明力可以使物体的_____发生改变。随后，排球撞击墙面后反弹回来，是由于_____（选填“墙面”或“排球”）发生了弹性形变而产生了弹力。 （3）若竖直向上抛球时所用的力大小为10N，排球的质量约为0.25kg，排球在运动过程中所受空气阻力大小恒为0.2N，且空气阻力的方向始终与运动方向相反（g=10N/kg）。 ①求排球所受的重力大小________。 ②在图中画出排球在竖直上升过程中的受力示意图_______。 （4）学习了重力之后，某同学阅读到这么一则故事：1911年4月，有位利比里亚商人在挪威买了一批重1.2×108牛的布匹，运回利比里亚后，一过秤，竟然少了4.7×105牛。商人回想购买布匹时他是亲眼看着老板过秤的，归途上平平安安，无人动布匹。商人百思不得其解。为了破解商人的问题，同学查阅资料得知： （a）质量不随物体的位置、形状、物态的改变而改变；（b）挪威：北纬59°54'，利比里亚：北纬6°14'；（c）重力与质量的比例系数g会随纬度发生变化，如表所示。 地点 新加坡 马尼拉 广州 上海 伦敦 北极 纬度 北纬 北纬 北纬 北纬 北纬 北纬90° 9.7807 9.7836 9.7883 9.7940 9.8120 9.8324 ①根据表2中的数据，可以得到比例系数g与纬度的关系是：在地表附近，________； ②请指出布匹“变轻”的原因，并写出分析过程：_____________。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一节 二力平衡 内容导航 A、知识讲练 知识点1. 物体的平衡 知识点2. 探究二力平衡的条件 知识点3. 二力平衡的应用 B、综合练习 物体的平衡 1. 平衡状态 （1）物体在几个力的作用下保持静止或做匀速直线运动，则该物体处于平衡状态。 （2）实例分析 ①静止在桌面上的花瓶：受到的力有重力G与桌面的支持力F。花瓶在这两个力的作用下保持静止状态。 ②水平匀速前进的高铁：在竖直方向上受到的力有高铁的重力G和地面的支持力N；在水平方向上受到的力有牵引力F、空气与轨道的阻力f。高铁在这几个力的作用下保持匀速直线状态。 2. 二力平衡 若物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个力相互平衡，简称二力平衡。 【例题】如图所示的是用摄像机（每0.1s拍摄一次）拍摄的小球运动时的频闪照片。其中小球受到平衡力作用的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】频闪摄影是研究物体运动的方法，能够记录物体运动的轨迹和速度的变化。正确读取频闪照片上反映的物理信息是解决问题的关键，照片上两个小点之间的间隙越大，说明速度越快，间隙越小，说明速度越慢。运动的物体在受平衡力时，保持匀速直线运动状态，匀速直线运动指经过的路线是直线，速度不变的运动。 A．图中轨迹是直线，速度大小和方向都不变，说明物体做匀速直线运动，受平衡力的作用，故A符合题意； B．图中轨迹是曲线，运动方向是变化的，不受平衡力的作用，故B不符合题意； CD．图中轨迹是直线，相邻两点间的距离不同，说明速度方向不变，大小变化，不受平衡力的作用，故CD不符合题意。 故选A。 【练习1】人造地球卫星围绕地球做圆周运动，那么人造地球卫星的运动状态________（选填“改变”或“不改变”），所受的力为________（选填“平衡力”或“非平衡力”）。 【答案】 改变 非平衡力 【详解】人造地球卫星做圆周运动，运动的方向时刻发生改变，即运动状态发生改变，不处于平衡状态，则受非平衡力作用。 【练习2】下列情景中，物体处于平衡状态的是（　　） A B C D A．匀速转动的橡皮 B．自由下落的苹果 C．百米冲刺的同学 D．匀速直线下降的跳伞者 【答案】D 【详解】A．匀速转动的橡皮运动方向不断改变，处于非平衡状态，故A不符合题意； B．自由下落的苹果，运动速度不断增大，处于非平衡状态，故B不符合题意； C．百米冲刺的同学，运动速度不断增大，处于非平衡状态，故C不符合题意； D．匀速直线下降的跳伞者，速度大小与方向均不变，运动状态不变，处于平衡状态，故D符合题意。 故选D。 探究二力平衡的条件 【提出问题】二力平衡时，二力的大小、方向、作用点应该有什么关系?它们在一条直线上吗? 【实验设计】如图所示，将系于卡片两个对角的线分别跨过支架上的滑轮。以小卡片为研究对象，其重力可忽略不计。用钩码通过两根细线对小卡片施加拉力。运用控制变量法和反证法，分别观察这两个拉力在什么情况下能使小卡片处于平衡状态，在什么情况下不能使小卡片处于平衡状态，从而分析、归纳出二力平衡的条件。 【进行实验】 （1）如图甲所示，将系于小卡片两对角的细线分别跨过左、右支架上的滑轮，在细线的一端挂钩码，使两个拉力的方向相反，作用在一条直线上。当两个拉力大小相等时，小卡片处于静止状态；当两个拉力大小不等时，小卡片由静止变为运动，表明：两个力要平衡，大小必须相等。 （2）如图乙所示，用手向右拉住小卡片，把两根细线都挂到左支架的滑轮上，此时两个拉力的大小相等、作用在一条直线上、方向相同，一松手小卡片将向左做加速运动，与图甲相比较可知：两个力要平衡，方向必须相反。 甲 乙 （3）如图丙所示，用手使小卡片旋转一个角度后再用手捏住，此时两个拉力的大小相等、方向相反，但不在同一条直线上，一松手小卡片会发生转动，与图甲相比较可知：两个力要平衡，必须作用在同一条直线上。 丙 丁 （4）如图丁所示，在小卡片处于平衡状态时，用剪刀将小卡片剪成两半，钩码和半张卡片会向两侧掉下去，表明：两个力要平衡，必须作用在同一物体上。 【实验结论】当作用在物体上的两个力大小相等、方向相反且在同一直线上时，这两个力相互平衡。 这就是二力平衡的条件。 记忆口诀：“同体、等大、反向、共线”。 【交流与评估】 （1）该方案以小卡片为研究对象，钩码通过定滑轮对卡片施加力的作用。 （2）选用硬纸片的原因是减小摩擦对实验的影响，但是还受重力，因此对实验结论也有影响。 （3）定滑轮的作用是改变力的方向。 【例题】某小组用如图所示装置探究“二力平衡的条件”，每个钩码质量均为50g。 （1）如图甲所示，小组同学在左边和右边各挂一个钩码，这时木块保持静止，说明相互平衡的两个力方向______，大小______。细心的小明在实验时发现，若左边挂一个钩码，右边挂两个钩码时，木块仍然保持静止状态，经过讨论，同学们发现产生这一现象的原因是木块受到了摩擦力的作用，这时木块在水平方向受到的力______（选填“平衡”或“不平衡”）； （2）实验小组决定改进实验设计，小明同学设计了如图乙所示实验装置，这个装置相比甲图实验装置的优点是______； （3）经过讨论，又设计出了如图丙所示装置，要求卡片______（选填“弹性要好”或“质量要小”）。在图丙装置左边和右边各挂一个钩码后，将小卡片转动一小角度，松手后，小卡片旋转后又恢复原状，这表明相互平衡的两个力需要作用在______； （4）为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”，如果利用如图丙所示装置进行实验，下一步的操作是______（选填“剪开左侧绳子”“剪开右侧绳子”或“剪开卡片”）。 【答案】（1）相反；相等；平衡；（2）滚动摩擦代替滑动摩擦，可以减小摩擦力对实验的影响；（3）质量要小；同一直线；（4）剪开卡片 【详解】（1）如图甲所示，小组同学在左边和右边各挂一个钩码，这时木块保持静止，即木块处于平衡状态，受到平衡力作用，说明相互平衡的两个力方向相反，大小相等。 若左边挂一个钩码，右边挂两个钩码时，木块仍然保持静止状态，说明木块处于平衡状态，受到平衡力作用。 （2）图乙代替图甲，滚动摩擦代替滑动摩擦，可以减小摩擦力对实验的影响。 （3）为了减小重力对实验的影响，应选择质量较小的卡片。 将小卡片转动一小角度，两个力不在同一直线上，松手后，小卡片旋转后又恢复原状，说明相互平衡的两个力需要作用在同一直线上。 （4）为了探究猜想只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，此时把小卡片从中间剪开，使小卡片变成两个小卡片，观察两个小卡片的运动情况。 【练习1】在“探究二力平衡的条件”实验中，下列说法中你不同意的是（     ） A．小明同学认为这两种实验器材甲图更为合理 B．甲图两侧挂等质量的钩码，小卡片保持静止，挂上质量不等的钩码，不能保持静止，说明平衡的两个力的大小相等 C．甲图将小卡片从中间剪开，两瓣卡片都不能保持静止，说明平衡的两个力必须作用在同一物体上 D．利用丙图可以验证“使物体平衡的两个力必须在同一直线上” 【答案】D 【详解】A．在实验的过程中，为了减少摩擦力对实验结论的影响，实验过程中，尽量减小摩擦，图中甲受到的摩擦力小，乙、丙的摩擦力较大，故甲是最合理的，故A不符合题意； B．甲图，在两侧挂上等质量的钩码，钩码的重力是相同的，对纸片的拉力相同，纸片保持静止，挂上质量不等的钩码，拉力不同，纸片不能保持静止，说明平衡的两个力的大小相等，故B不符合题意； C．甲图，将纸片转动一定的角度，钩码的拉力不在同一条直线上，释放后纸片马上转回来，两个拉 力在同一条直线上，这说明平衡的两个力一定作用在一条直线上，故C不符合题意； D．丙图，纸片的重力较大，此装置静止，处于平衡状态，两个力未作用在同一条直线上，因此无法验证平衡力需要作用在同一条直线上，故D符合题意。 故选D。 【练习2】如图所示，在“探究二力平衡的条件”时，选小卡片作为研究对象，在线的两端分别挂上钩码，对卡片施加两个拉力。为探究这两个力满足什么条件才能平衡，则下列说法不正确的是（　　） A．选择小卡片进行实验，目的是可忽略卡片的重力 B．实验过程中，应该使卡片处于静止状态 C．卡片两侧的滑轮的高度必须相同 D．为了研究一对平衡力是否必须作用在同一物体上，可以将卡片从中间剪成左右两半 【答案】C 【详解】A．小卡片较轻，选择小卡片进行实验，目的是可忽略卡片的重力对实验的影响，故A正确，不符合题意； B．小卡片静止或做匀速直线运动都是处于平衡状态，为了便于研究，实验过程中应该使卡片处于静止状态，故B正确，不符合题意； C．定滑轮只改变力的方向，不改变力的大小，即使高度不一样，小卡片静止时，这两个力仍然是平衡力，故C错误，符合题意； D．为了研究一对平衡力是否必须作用在同一物体上，可以将卡片从中间剪成左右两半，这样在其他条件不变时，两个力分别作用在不同的物体上，观察卡片是否还能保持静止，故D正确，不符合题意。 故选C。 二力平衡的应用 1. 判断二力平衡的方法 （1）根据物体受力情况判断：作用在同一物体上的两个力，若大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，则这两个力平衡。 （2）根据物体的运动情況判断：一个物体受到两个力的作用，若物体保持静止状态或匀速直线运动状态，则这两个力平衡。 2. 区别“平衡力”和“相互的力” （1）实例分析：一本书静止在水平桌面上时，分析书、桌面的受力情况。 如图甲所示，水平桌面上的一本书所受重力G和桌面对书的支持力F是一对平衡力。如图乙所示，书对桌面的压力F ' 和桌面对书的支持力F是一对相互作用力。 （2）“平衡力”与“相互的力”的区别 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 分别作用在两个物体上 3. 二力平衡的应用 （1）求力的大小和判断力的方向 物体在两个力的作用下处于平衡状态，已知一个力的大小和方向，我们可以根据二力平衡条件求另一个力的大小和方向。 ①静止在水平面上的物体的受力情况：如图甲所示，因物体静止，所以物体所受的重力G与地面对它的支持力F是一对平衡力，则此二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，支持力的大小等于重力的大小F=G，支持力的方向竖直向上。 甲 乙 ②用弹簧测力计测量物体所受重力的原理：如图乙所示，因为物体静止，所以物体所受的重力G与弹簧测力计对它的拉力F是一对平衡力，则此二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，所以物体重力的大小等于拉力的大小G=F。 （2）判断物体的运动状态（平衡状态或非平衡状态） 以在水平路面上向左运动的小车为例进行受力分析。在竖直方向上受到的力有：重力G、地面支持力N，是一对平衡力。在水平方向上有汽车发动机的牵引力F和地面与空气的阻力f。 ①若牵引力等于阻力F=f，则二力平衡，小车向左做匀速直线运动； ②若牵引力大于阻力F＞f，二力不平衡，小车向左做加速直线运动； ③若牵引力小于阻力F＜f，二力不平衡，小车向左做减速直线运动。（以上均选填“匀速”、“加速”或“减速”） 4. 找重心：利用二力平衡，可以找不规则物体的重心，例如用悬挂法找薄板的重心。 【例题】如图所示，是我国首个不用人为控制且能送货到家的无人快递车。当快递车在水平路面上匀速直线运动行驶时，下列说法不正确的是（　　） A．快递车处于平衡状态 B．快递车受到的重力与地对快递车的支持力是一对平衡力 C．快递车对地的压力与地对快递车的支持力是一对平衡力 D．快递车受到的摩擦力与快递车受到的牵引力是一对平衡力 【答案】C 【详解】A．静止状态或匀速直线运动状态都是平衡状态，快递车在水平路面上匀速直线运动行驶时，快递车处于平衡状态，故A正确，不符合题意； B．快递车受到的重力与地对快递车的支持力满足大小相等、方向相反、作用在同一直线、受力物体相同，是一对平衡力，故B正确，不符合题意； C．快递车对地的压力与地对快递车的支持力满足大小相等、方向相反、作用在同一直线、受力物体不相同，是一对相互作用力，故C错误，符合题意； D．快递车受到的摩擦力与快递车受到的牵引力满足大小相等、方向相反、作用在同一直线、受力物体相同，是一对平衡力，故D正确，不符合题意。 故选C。 【练习1】 如图所示，跳伞运动员在空中匀速直线下降，如果已知人和伞所受的总重力是1000N，则所受阻力的大小和方向是（    ） A．阻力大小是900N，方向是竖直向上 B．阻力大小是900N，方向是竖直向下 C．阻力大小是1000N，方向是竖直向下 D．阻力大小是1000N，方向是竖直向上 【答案】D 【详解】由于跳伞运动员和伞在空中匀速直线下降，处于平衡状态，受到的是平衡力作用，所以人和伞受到的阻力与人和伞的总重力是一对平衡力，大小相等，方向相反，因此阻力大小为1000N，方向为竖直向上，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 【练习2】如图所示，在北京冬奥会冰壶项目中，一只冰壶的质量约为20kg，在水平冰面上滑行的过程中，受到的阻力是冰壶重的0.03倍，问：（g=10N/kg） （1）冰壶在水平冰面上运动时，冰壶对冰面的压力为多大？ （2）当运动员水平推力为多大时，恰能推着冰壶做匀速直线运动？ 【答案】（1）200N；（2）6N 【详解】（1）冰壶在水平冰面上运动时，冰壶对冰面的压力等于自重，即 （2）壶做匀速直线运动时，受到的推力与阻力是平衡力，大小相等，即 F'=f=0.03×200N=6N 1．下列事例中，物体受平衡力作用的是（　　） A．撑杆跳高的运动员 B．减速进站的火车 C．悬停在空中的直升机 D．加速升空的火箭 【答案】C 【详解】A．撑杆跳高的运动员，在上升过程中速度不断变化，不是匀速直线运动，不是受平衡力作用，故A不符合题意。 B．减速进站的火车，速度在减小，不是匀速直线运动，不是受平衡力作用，故B不符合题意。 C．悬停在空中的直升机，处于静止状态，处于平衡状态，受平衡力作用，故C符合题意。 D．加速升空的火箭，速度在增大，不是匀速直线运动，不是受平衡力作用，故D不符合题意。 故选C。 2．一同学用水平力去推水平面上的桌子，未推动，则下列说法正确的是（　　） A．因为推力小于桌子所受的摩擦阻力，所以未推动 B．因为推力小于桌子的重力，所以未推动 C．虽然桌子未推动，但推力与摩擦力大小相等 D．虽然桌子未推动，但推力与重力大小相等 【答案】C 【详解】AC．桌子未推动，说明桌子在水平方向受力平衡，推力和摩擦阻力是平衡力，大小相等，故A错误，C正确； BD．推力是水平方向的力，重力是竖直方向的力，二者方向不同，无法比较大小，且桌子未推动与推力和重力的大小关系无关，故BD错误。 故选C。 3．如图所示，F1与F2是一对平衡力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．这两个力不在同一条直线上，故不是平衡力，故A不符合题意； B．这两个力不在同一条直线上，故不是平衡力，故B不符合题意； C．这两个力的大小不同，故不是平衡力，故C不符合题意； D．这两个力的大小相同，方向相反，且在同一直线上，物体作用在同一个物体，故D符合题意。 故选D。 4．如图所示，手握装水的玻璃杯保持静止，下列方法中能增大手与玻璃杯之间摩擦的是（　　） A．喝掉杯中一部分水 B．向杯中加一些水 C．给手戴上粗糙的手套 D．增大握水杯的力度 【答案】B 【详解】用手握着装水的玻璃杯，装水的玻璃杯始终保持静止，处于平衡状态，装水的玻璃杯在竖直方向上受到的总重力和摩擦力始终是一对平衡力，二者大小相等。 A．喝掉杯中一部分水，装水的玻璃杯的总重力变小，由二力平衡的条件可知，摩擦力变小，故A不符合题意； B．向杯中加一些水，装水的玻璃杯的总重力变大，由二力平衡的条件可知，摩擦力变大，故B符合题意； C．给手戴上粗糙的手套，装水的玻璃杯的总重力不变，摩擦力不变，故C不符合题意； D．增大握水杯的力度，装水的玻璃杯的总重力不变，摩擦力不变，故D不符合题意。 故选B。 5．如图所示茶杯静止在水平桌面上，下列哪对力属于平衡力（　　） A．茶杯的重力与桌面对茶杯的支持力 B．桌子的重力与地面对桌子的支持力 C．茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力 D．茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力 【答案】A 【详解】A．茶杯的重力与桌面对茶杯的支持力，这两个力满足了二力平衡的四个条件：等大、反向、共线、作用在同一物体上，所以是一对平衡力，故A符合题意； B．桌子的重力与桌面对茶杯的支持力，这两个力作用在不同的物体上，大小也不同，不是一对平衡力，故B不符合题意； C．茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力，这两个力作用在不同的物体上，方向也相同，不是一对平衡力，故C不符合题意； D．茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力，作用在不同的物体上，是一对相互作用力，不是平衡力，故D不符合题意。 故选A。 6. 如图所示，小华站在电梯箱内，当电梯箱静止在十楼时，电梯箱地板对她的支持力为500N，下列分析中正确的是（　　）    A．电梯箱加速上升时，地板对她的支持力等于500N B．电梯箱加速上升时，地板对她的支持力小于500N C．电梯箱加速下降时，地板对她的支持力大于500N D．电梯箱加速下降时，地板对她的支持力小于500N 【答案】D 【详解】AB．电梯箱加速上升时，人处于超重状态，人对地板的压力大于人的重力，地板对人的支持力等于人对地板的压力，因此地板对人的支持力大于人的重力，即大于500N，故AB错误； CD．电梯箱加速下降时，人处于失重状态，人对地板的压力小于人的重力，地板对人的支持力等于人对地板的压力，因此地板对人的支持力小于人的重力，即小于500N，故C错误，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，弹簧测力计和细线的重力及摩擦不计，物重，则弹簧测力计A和B的示数分别为（   ） A．1N，1N B．1N，2N C．0，1N D．1N，0 【答案】A 【详解】左图中弹簧测力计A右端由于物体的重力，受到了一个水平向右的1N的拉力，弹簧测力计A处于平衡状态，弹簧测力计A水平方向受到向右的拉力和向左的拉力是平衡力，大小相等，弹簧测力计A挂钩处受到的拉力是1N，则弹簧测力计A的示数是1N；右图中弹簧测力计B的挂钩处受到向左的拉力，向左的拉力和物体的重力相等，向左的拉力是1N，弹簧测力计B的示数是1N。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 8. 氢气球下吊一小重物重10N，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时，正确的图是______（填“甲”或“乙”），小重物受到氢气球的拉力与小重物的重力是一对______（填“平衡力”或“非平衡力”），其大小为______ N。 【答案】 乙 平衡力 10 【详解】氢气球下吊一小重物，若不计空气阻力，则小重物只受到重力和氢气球的拉力，小重物恰沿MN方向匀速直线运动，所以它受到的两个力是一对平衡力，大小相等，方向相反，作用在同一直线和同一物体上，由于重力的方向始终竖直向下，拉力的方向竖直向上，大小为10N，所以正确的图是乙。 9．如图所示，为探月工程嫦娥五号返回器从月球上携带“月壤”回到地球的轨道示意图，在环月轨道上运行时，返回器受________（选填“平衡力”或“非平衡力”）作用；“月壤”样品被带回地球后，质量________（选填：“变大”、“变小”或“不变”），由此可见，质量是物体的一个基本_____。 【答案】 非平衡力 不变 属性 【详解】返回器在做曲线运动，运动方向一直在改变，处于非平衡状态，返回器受非平衡力作用。 质量与空间位置无关，故月壤样品被带回地球后，质量不变。 质量与物体的形状、状态、空间位置无关，故质量是物体的一个基本属性。 10．教室的讲台重200N，当用60N的水平推力推讲台时，讲台静止不动，则讲台受到的摩擦力为______N；当用90N的水平推力推讲台时，讲台做匀速直线运动；当用120N的水平推力推讲台时，讲台受到的摩擦力为______N。 【答案】 60 90 【详解】[1]讲台受到50N的推力，讲台处于静止状态，讲台水平方向上受到水平向前的推力和水平向后的静摩擦力作用，这两个力是平衡力，大小相等，推力是50N，静摩擦力是50N。 [2]讲台受到90N水平推力时，讲台做匀速直线运动，讲台水平方向上受到水平向前的推力和水平向后的滑动摩擦力作用，这两个力是平衡力，大小相等，推力是90N，滑动摩擦力是90N。 11. 知识梳理是学习的重要方法，如图是某同学整理的二力平衡知识结构图，请补充完整。 ①________________； ②________________； ③轻质物体A在甲、乙两只弹簧秤的作用下向右做匀速直线运动，乙弹簧秤的示数如图所示，则甲弹簧秤的示数为_________牛。 【答案】 同一直线上 静止 1.6 【详解】[1]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，这两个力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上。 [2]当物体处于静止或者匀速直线运动状态时，物体处于平衡状态。 [3]由图乙，可知弹簧测力计0∼2.5N间有5个格，其分度值为0.5N，读数为1.6N，根据二力平衡可得，甲弹簧秤的示数为1.6N。 12．爱美是每个同学的天性。小美每天早晨起来洗漱时都要通过平面镜整理自己的仪容仪表，小美在平面镜中的像与小美的大小______（选填“相等”或“不相等”）；如图是小美站在置于水平地面上的体重计上测体重时的情景，静止时地面对体重计的支持力与________（选填“体重计的重力”或“体重计和小美的总重力”）是一对平衡力。 【答案】 相等 体重计和小美的总重力 【详解】[1]由平面镜成像特点可知，平面镜成的像和物体大小相等，可知小美在平面镜中的像与小美的大小相等。 [2]小美站在置于水平地面上的体重计上测体重时，静止时地面对体重计的支持力与体重计和小美的总重力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力。 13．如图所示，某人用水平方向的力推静止在地面上的汽车但没能推动，此时汽车依然处于______状态，汽车在水平方向上所受的推力和阻力______（选填“相互平衡”或“不能相互平衡”），因此，推力______（选填“大于”“等于”或“小于”）汽车所受的阻力。 【答案】 静止 相互平衡 等于 【详解】静止和匀速直线运动是物体的平衡状态。汽车在水平推力的作用下没被推动，保持静止状态，处于平衡状态，则汽车在水平方向上受到的推力和阻力是一对平衡力，大小相等。 14. 在“探究二力平衡条件”的实验中： （1）如果物体在两个力的共同作用下，处于静止或______状态，这两个力就是一对平衡力。 （2）小明和小李分别采用如图甲、乙所示的实验装置进行实验，你认为图______（选填“甲”或“乙”）所示的实验装置较好些。这样做的好处是减小了______对实验的影响。 （3）为避免更多因素对实验的影响，两位同学最终采用了如图丙所示的实验装置。他们将细线分别系在硬纸片的两端，并跨过左右支架的滑轮，在细线的两端挂上钩码，使硬纸片两边拉力的方向______，通过调整______来改变拉力的大小。 （4）当硬纸片平衡时，将硬纸片转过一定角度，松手后，硬纸片______（选填“能”或“不能”）平衡。此步骤是为了验证只有作用在同一直线上的两个力才能平衡。 （5）当小明用剪刀将处于平衡状态的硬纸片从中间剪开时，发现硬纸片分开后向相反的方向运动。这说明两个力必须作用在______物体上才能平衡。 【答案】（1）匀速直线运动；（2）甲；摩擦力；（3）相反；钩码个数；（4）不能；（5）同一 【详解】（1）物体在两个力作用下，处于静止或匀速直线运动状态时，物体受到的力是平衡力。 （2）甲图为滚动摩擦，乙图为滑动摩擦，因为滚动摩擦力小于滑动摩擦力，甲装置可以减小摩擦力对实验的影响，所以甲实验装置较好些。 （3）硬纸片两端通过滑轮各挂一个钩码，两个钩码由于重力通过绳子对小纸片施加了两个向相反方向的拉力，拉力的大小等于钩码的重力，钩码的数量越多，拉力就越大；可通过调整钩码数量，来改变拉力的大小。 （4）当硬纸片平衡时，将硬纸片转过一定角度，硬纸片两端的拉力就不在一条直线上，硬纸片就会转动，说明了只有作用在同一直线上的两个力才能平衡。 （5）小明用剪刀把小纸片一剪两半，两个拉力不再作用在同一物体上，纸片向两边运动，这说明两个力必须作用在同一物体才能平衡。 15．一辆汽车本身的重力为1.5×104 N ，现载有重为2.5×104 N的货物在平直公路上匀速前进，若它受到的阻力是车辆总重的0.05 倍。（g=10N/kg）求： （1）路面对汽车的支持力； （2）汽车的牵引力。 【答案】（1）4×104 N；（2）2×103 N 【详解】（1）汽车和货物的总重力为 匀速时，汽车和货物在竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力，所以路面对汽车的支持力为 （2）汽车在平直公路上匀速行驶，处于平衡状态，其受到的牵引力和阻力是一对平衡力，则汽车的牵引力为 16．生活中处处蕴含着丰富的力学知识。 （1）国家级非物质文化遗产代表性项目“叶榭软糕制作技艺”，是上海松江地区的传统美食技艺，图中依次展示的是制作中的几道重要工序：筛粉、压粉、注沙、脱模、蒸制。 ①筛粉工序中，米粉在下落时所受的力________（选填“平衡”或“不平衡”）；压粉工序中，用模具按压米粉塑形，说明力可以使物体发生_______。 ②蒸熟后的软糕静止在蒸笼内，下列各组力属于平衡力的是（ ） A．软糕受到的重力和蒸笼对软糕的支持力 B．桌面对蒸笼的支持力和蒸笼受到的重力 C．软糕对蒸笼的压力和蒸笼对软糕的支持力 D．软糕对蒸笼的压力和蒸笼对桌面的压力 （2）排球这一体育项目深受不少同学的喜爱。当同学对墙垫球，手对球施加的力使排球飞了出去，说明力可以使物体的_____发生改变。随后，排球撞击墙面后反弹回来，是由于_____（选填“墙面”或“排球”）发生了弹性形变而产生了弹力。 （3）若竖直向上抛球时所用的力大小为10N，排球的质量约为0.25kg，排球在运动过程中所受空气阻力大小恒为0.2N，且空气阻力的方向始终与运动方向相反（g=10N/kg）。 ①求排球所受的重力大小________。 ②在图中画出排球在竖直上升过程中的受力示意图_______。 （4）学习了重力之后，某同学阅读到这么一则故事：1911年4月，有位利比里亚商人在挪威买了一批重1.2×108牛的布匹，运回利比里亚后，一过秤，竟然少了4.7×105牛。商人回想购买布匹时他是亲眼看着老板过秤的，归途上平平安安，无人动布匹。商人百思不得其解。为了破解商人的问题，同学查阅资料得知： （a）质量不随物体的位置、形状、物态的改变而改变；（b）挪威：北纬59°54'，利比里亚：北纬6°14'；（c）重力与质量的比例系数g会随纬度发生变化，如表所示。 地点 新加坡 马尼拉 广州 上海 伦敦 北极 纬度 北纬 北纬 北纬 北纬 北纬 北纬90° 9.7807 9.7836 9.7883 9.7940 9.8120 9.8324 ①根据表2中的数据，可以得到比例系数g与纬度的关系是：在地表附近，________； ②请指出布匹“变轻”的原因，并写出分析过程：_____________。 【答案】（1）不平衡；形变；A；（2）运动状态；墙面；（3）2.5N；见下图；（4）纬度越大，g越大；见解析 【详解】（1）筛粉工序中，米粉在下落时受到重力和阻力的作用，但重力大于阻力，所以米粉在下落时所受的力不平衡。 压粉工序中，用模具按压米粉塑形，米粉的形状会改变，说明力可以使物体发生形变。 A．软糕受到的重力和蒸笼对软糕的支持力，作用在同一物体上的两个力，二者大小相等，方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力，故A符合题意； B．桌面对蒸笼的支持力和蒸笼受到的重力，这两个力作用在同一物体上，但大小不相等，桌面对蒸笼的支持力等于蒸笼和软糕的重力之和，所以不是一对平衡力，故B不符合题意； C．软糕对蒸笼的压力作用在蒸笼上，蒸笼对软糕的支持力作用在软糕上，所以不是一对平衡力，故C不符合题意； D．软糕对蒸笼的压力作用在蒸笼上，蒸笼对桌面的压力作用在桌面上，所以不是一对平衡力，故D不符合题意。 故选A。 （2） 当同学对墙垫球，手对球施加的力使排球飞了出去，即运动状态改变，说明力可以使物体的运动状态发生改变。 排球撞击墙面后反弹回来，是因为墙面受到排球的撞击力发生弹性形变，从而对排球产生弹力，所以是由于墙面发生了弹性形变而产生了弹力。 （3）排球所受的重力大小为 排球在竖直上升过程中受到竖直向下的重力和阻力，如图所示： （4）根据表格中的数据，我们可以得到比例系数g与纬度的关系是：在地球表面附近，纬度越大，g越大。 由表中可以知道，挪威：北纬59°54′，比例系数约为； 利比里亚：北纬6°14′，比例系数约为，所以； 从挪威到利比里亚比例系数g变小；质量不随物体位置的改变而改变，根据G=mg可知，重力变小。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 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