内容正文:
物理匠心·2025-2026学年苏科版八年级物理下期中提分特训6
《二力平衡》专题(盐城专版)
1. 知识梳理
(
考点一
平衡状态
定义
物体在外力作用下,保持静止或匀速直线运动的状态,叫做平衡状态。
表现形式
(
1
)
静止(速度为0,加速度为0)
(
2
)
匀速直线运动(速度大小、方向都不变,加速度为0)
受力本质
物体所受合外力为零(F
合
=0),这是平衡状态的根本条件。
运动本质
平衡状态
≠
不受力,而是受力但相互抵消,运动状态不改变。
考点
二
二
力平衡
定义
物体在两个力的作用下,保持静止状态或匀速直线运动状态,就说这两个力是一对平衡力,简称二力平衡
。
条件(同一直线二力)
(1)
同物:两个力作用在同一个物体
;
(2)
等大:两个力的大小相等
;
(3)
反向:两个力的
;
(4)
共线:两个力作用在同一条直线上
。
四大条件,缺一不可:
同物、等大、反向、共线
。
平衡力与相互作用力的区别
平衡力:
作用在同一个物体上,可以是不同性质的力;其中一个力消失,另一个力不受影响
;
相互作用力:
作用在不同的物体上,是相同性质的力,这两个力同时存在,同时消失
。
应用
判断物体是否受平衡力,已知一个力,求另一个力的
。
判断方法
(1)
状态法:物体保持静止或匀速直线运动,且只受两个力,
(2)
条件法:逐一核对同物、等大、反向、共线四个条件,全部满足则平衡
.
常见易错点
(1)
误认为
“
运动的物体一定不受平衡力
”
:匀速直线运动的物体一定受平衡力
(2)
混淆平衡力与相互作用力,忽略两个力大小相等、方向相反、共线,但作用在不同物体上,不是二力
平衡。
(3)
物体速度改变时,受力一定不平衡
考点
三
探究
二
力平衡
条件
实验目的
(1)探究当物体处于静止状态时,两个力满足什么条件才能彼此平衡。
(2)得出二力平衡的完整条件。
实验器材
小卡片(轻质、不计重力);细线;滑轮(2个);钩码;剪刀。
实验
装置
实验
步骤
1.探究力的大小关系:
(1)两端钩码质量相等
→
卡片静止
(2)两端钩码质量不等
→
卡片向重的一侧运动
结论:二力平衡时,两个力大小必须相等。
2.探究力的方向关系:
保持两端钩码质量相同,将卡片扭转一个角度,松手后:- 卡片转回原位置,重新静止
结论:二力平衡时,两个力方向必须相反。
)
(
实验
步骤
3.探究是否在同一直线:
扭转后两个力不在同一直线上
→
卡片不能平衡
结论:二力平衡时,两个力必须作用在同一直线上。
4.探究是否作用在同一物体上:
用剪刀将卡片从中间剪断
→
两半卡片分别向两侧运动
结论:二力平衡时,两个力必须作用在同一物体上。
二力平衡条件(总结)
(1)作用在同一物体上的两个力;
(2)大小相等
(3)方向相反
(4)作用在同一直线上
简记:同体、等大、反向、共线。
)
二.考向分析+应对策略
(
考向1:平衡状态与二力平衡概念(基础必拿分)
1.判断物体是否处于平衡状态(静止/匀速直线运动)
2.区分平衡力与非平衡力
3.高频易错
(1)误认为
“
运动的物体一定不受平衡力
”
(匀速直线运动也受平衡力)
(2)混淆
“
平衡状态
”
与
“
静止
”
【应对策略】
(1)牢记:平衡状态=静止+匀速直线运动
(2)只要物体保持这两种状态,一定受平衡力(二力平衡是最简单情况)
(3)解题先看运动状态,再判断受力是否平衡
考向2:二力平衡条件(核心考点,选择/填空/实验必考)
1.直接填空/选择二力平衡条件
2.给出受力图,判断是否满足平衡条件
3.补全缺失的平衡条件
4.高频易错
(1)漏
“
同体
”
或
“
共线
”
(2)把相互作用力当成平衡力
【应对策略】
(1)口诀:同体、等大、反向、共线(四者缺一不可)
(2)四步判断法:
①
看是否作用在同一物体;
②
看大小是否相等;
③
看方向是否相反;
④
看是否在同一直线。
(3)画受力图时,用不同颜色区分平衡力与相互作用力
考向3:二力平衡实验探究(实验题必考,分值高)
1.实验器材(小卡片/小车、滑轮、钩码、剪刀);
2.实验步骤与现象分析;
3.控制变量法应用;
4.实验改进(减小摩擦、消除重力影响);
5.结论推导与误差分析;
6.高频易错:
(1)混淆
“
扭转角度
”
实验目的(验证共线)
(2)剪断卡片实验目的(验证同体)
(3)忽略摩擦力对实验的影响
【应对策略】
)
(
(1)实验逻辑:控制变量,逐一验证- 等大:两边钩码质量相同;
(2)反向:拉力方向相反;
(3)共线:扭转后不能平衡,转回才平衡;
(4)同体:剪断后两半卡片不能平衡;
(5)改进思路:用轻质小卡片消除重力影响;用滑轮+小车减小摩擦;
(6)答题规范:现象
→
结论一一对应,用
“
因为
…
所以
…”
表述。
考向4:二力平衡 vs 相互作用力(难点,易混淆)
1.
选择题辨析平衡力与相互作用力
2.受力分析中区分两类力
3.核心区别:
(1)平衡力:同体、等大、反向、共线(作用在同一物体)
(2)相互作用力:异体、等大、反向、共线(作用在两个物体)
4.高频易错
把
“
书对桌面的压力
”
与
“
桌面对书的支持力
”
当成平衡力(实际是相互作用力)
【应对策略】
(1)快速判断:看受力物体是否相同- 同一物体
→
平衡力
(2)两个物体
→
相互作用力
(3)举例记忆:- 静止在桌面的书:重力与支持力(平衡力);书对桌面压力与支持力(相互作用力)
考向5:二力平衡的应用(综合应用,压轴常考)
1.已知一个力,求另一个平衡力(如求支持力、拉力)
2.根据受力判断运动状态
3.结合重力、摩擦力、浮力综合考查
4.高频易错:
(1)受力分析漏力或多力
(2)不会结合平衡状态列等式
【应对策略】
受力分析三步法:
①
确定研究对象(受力物体)
②
分析重力、弹力、摩擦力等
③
结合平衡状态,判断平衡力,列等式求解
(2)公式应用:F平衡 = F已知(大小相等)
(3)常见模型:
①
静止/匀速拉动物体:拉力=摩擦力
②
漂浮/悬浮物体:浮力=重力
③
静止在水平面:支持力=重力
【提分关键】
1.夯实基础:牢记平衡状态、二力平衡条件、实验步骤
2.强化辨析:反复对比平衡力与相互作用力,多做辨析题
3.规范实验:掌握实验逻辑、控制变量、误差分析、结论表述
4.熟练应用:多做受力分析题,形成
“
状态
→
受力
→
平衡
→
求解
”
思维链
5.错题整理:重点整理
“
同体/共线
”
判断、受力分析、实验改进三类错题
)
三.强化基础
(一)选择题
1.2026年3月,盐城黄海湿地迎来首批越冬丹顶鹤。一只丹顶鹤静止在湿地浅滩上,下列各对力中,属于平衡力的是( )
A. 丹顶鹤受到的重力与它对湿地的压力
B. 湿地对丹顶鹤的支持力与丹顶鹤对湿地的压力
C. 丹顶鹤受到的重力与湿地对它的支持力
D. 丹顶鹤受到的重力与湿地受到的重力
【答案】:C
【解析】:平衡力需满足“同体、等大、反向、共线”。丹顶鹤静止在浅滩,重力与湿地对它的支持力均作用在丹顶鹤上,大小相等、方向相反且共线,符合平衡条件;A、B选项为相互作用力(异体),D选项受力物体不同,均非平衡力。
2.2026年我国自主研发的C929大飞机完成首次试飞,飞机在高空匀速直线飞行时,若飞机受到的重力为G,空气对飞机的升力为F,下列说法正确的是( )
A. G > F B. G < F C. G = F D. 无法判断
【答案】:C
【解析】:飞机匀速直线飞行时处于平衡状态,竖直方向上重力与升力是一对平衡力,大小相等,即G = F。
3.宋代诗人苏轼在《题西林壁》中写道:“横看成岭侧成峰,远近高低各不同。”若一块巨石静止在山坡上,下列关于巨石受力的说法正确的是( )
A. 巨石不受重力作用
B. 巨石受到的重力与山坡对它的摩擦力是平衡力
C. 巨石受到的重力与山坡对它的支持力是平衡力
D. 巨石处于平衡状态,所受合力为零
【答案】:D
【解析】:静止的物体处于平衡状态,所受合力为零(D正确);巨石受重力(A错误),重力与支持力不共线,重力与摩擦力也不共线,均非平衡力(B、C错误)。
4.2026年我国“夸父三号”太阳探测器进入预定轨道,探测器在太空中处于悬浮静止状态时,若忽略其他天体影响,下列说法正确的是( )
A. 探测器不受任何力 B. 探测器只受重力
C. 探测器受一对平衡力作用 D. 探测器所受合力不为零
【答案】:C
【解析】:悬浮静止时探测器处于平衡状态,受重力和轨道的作用力(或引力),二者为一对平衡力,合力为零,C正确;A、B、D均不符合平衡状态特点。
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。
6.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。
7.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。
8. 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。
9.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。
10.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。
11. 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。
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
13.2026年盐城市足球超级联赛中,东台队球员朱晓航将足球踢向空中,足球到达最高点时速度为______,此时足球受______(选填“平衡力”或“非平衡力”)作用,判断依据是足球此时只受______力作用,不满足二力平衡条件。
【答案】:0;非平衡力;重
【解析】:物体到达最高点瞬间速度为0,但只受重力,无其他力平衡,运动状态即将改变,故受非平衡力。
14.佛吉亚(盐城)汽车部件“灯塔工厂”内,机械臂匀速竖直吊起汽车座椅,座椅受______力和______力作用,这两个力满足二力平衡的“______、等大、反向、共线”条件,座椅处于平衡状态 。
【答案】:重;拉;同体
【解析】:匀速直线运动是平衡状态,竖直方向重力与拉力平衡,二力平衡首要条件是作用在同一物体上。
15.2026年中国VU-T10无人装甲车在水平路面匀速行驶,装甲车受的重力与地面对它的______力是一对平衡力;牵引力与______力是一对平衡力;这两对力均满足二力平衡的______个条件。
【答案】:支持;摩擦;四
【解析】:水平匀速时,竖直方向重力与支持力平衡,水平方向牵引力与摩擦力平衡;二力平衡需同体、等大、反向、共线四个条件。
16.2026年中国电磁枪静止放在水平训练台上,电磁枪受的重力与台面对它的支持力是一对______力;此时电磁枪处于______状态;二力平衡时两个力的合力为______。
【答案】:平衡;静止;0
【解析】:静止是平衡状态,平衡力合力为0,相互抵消,运动状态不变。
17.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。
18. 在探究“二力平衡的条件”的实验中,某同学采用的实验装置如图所示:当物体处于静止状态或______状态时我们认为它受到的力是相互平衡的.做该实验时,装置处于静止,细绳和弹簧测力计的质量忽略不计,不考虑细绳与滑轮之间的摩擦,两端挂的重物各为10N,则弹簧测力计的示数为______N,小车受到的合力为______N.
【答案】 匀速直线运动 10 0
【解析】(1)平衡状态包括静止状态或匀速直线运动状态,故当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时我们认为它受到的力是相互平衡的.(2)定滑轮能改变力的方向但不改变力的大小,所以此时弹簧测力计的示数就等于下面挂的一个重物的重力10N;因小车处于平衡状态,即小车受到平衡力的作用,因平衡力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,所以小车受到合力是0N.
19. 建筑工人利用悬挂重物的细线来确定墙壁是否竖直.这是因为重力方向是__,当重锤静止时,它受到的重力和绳子的拉力是_______力,所以绳子的拉力方向是________________.
【答案】 竖直向下 平衡 竖直向上
【解析】建筑工人利用悬挂重物的细线来确定墙壁是否竖直,是利用了重力的方向总是竖直向下的,当重锤静止时,它受到的重力与拉力是一对平衡力,拉力的作用点也在重心,方向与重力的方向相反,是竖直向上的.
20. 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】长度的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。
(三)解答题
21.作图题
(1)如图是悬挂在课桌旁的文具袋.请在图中标出文具袋重心O的大致位置,并以O为作用点画出文具袋静止时的受力示意图.
(2)图中降落伞沿与竖直方向成30°角的方向匀速下落,画出重物A的受力示意图.
【答案】(1)(2)
【解析】 (1)由于文具袋悬挂在桌子旁静止,根据悬挂法可知,文具袋的重心在悬挂点的正下方,据此标出文具袋重心O的大致位置,此时文具袋在竖直方向上受到的重力和拉力是一对平衡力,因此这两个力大小相等且方向相反.具体作法:以重心O为起点,分别沿竖直向上和竖直向下的方向,各画一条长度相等的线段,并在线段的末端标出箭头和字“F”“G”.
(2)重物A随降落伞沿直线匀速下落,受平衡力作用,故重物A受到的重力和绳子对它的拉力是一对平衡力,重力和拉力的作用点画在重心,以重心为起点分别沿竖直向下方向和竖直向上方向作等长有向线段,分别表示重力G和拉力F.
22. 质量为50kg的小车在100N的水平推力作用下,在水平地面上以的速度做匀速直线运动,求:这时小车受到的摩擦力大小和支持力大小各为多少?取
解:分析可知,小车在水平地面上以的速度做匀速直线运动,说明小车处于平衡状态,故在竖直方向与水平方向上小车所受合力均为0;水平方向上根据二力平衡条件可知:滑动摩擦力方向应与水平推力方向相反,大小相等,所以滑动摩擦力的大小为100N;
竖直方向上根据二力平衡条件可知:小车受到的支持力与小车受到的重力应大小相等,而根据G=mg可知小车受到重力为500N,故小车受到的支持力为500N.
23. 在“探究二力平衡条件”的活动中,小马同学设计了如下图所示的探究方案,在该方案中他分别把栓有一个小盘的两根细线通过支架上的滑轮系在小木块的两端。
(1)该探究方案中的研究对象是______,对两侧放置砝码的小盘的要求是______ ;
(2)探究过程中他将两个50g的砝码分别放在左右两个小盘内,这是用于探究两个力的______和方向对物体平衡的影响;他还将木块转过一个角度,然后再松手,这是为了探究不在______上的两个力对物体平衡的影响;
(3)接着,他在右边小盘内又加入一个10g的小砝码,发现小木块仍然静止,其原因是:______ ,请写出一个改进该探方案的措施:______。
【答案】 (1)小木块 质量相等 (2)大小 同一直线 (3)木块与水平面间存在较大摩擦力 把木块换成装有轮子的小车
【解析】(1)实验时通过观察小车处于平衡状态时作用在小车上的两个力满足什么条件来得到二力平衡的条件的,因此研究对象是小车。实验时盛放钩码的小盘也要对小车施加拉力,为了防止小盘的拉力对实验产生影响,所以要两个小盘的质量相等。(2)两个砝码质量相等,提供的拉力也相等,这是探究两个力的大小对物体的平衡是否产生影响;木块转过一定角度后,两个力不再作用在同一直线上,这是为了探究两个力是否在同一条直线上对物体平衡的影响。(3)在右边小盘内又加入一个10g的小砝码后,此时木块受到右边的拉力大于左边的拉力,此时木块相对于桌面有向右运动的趋势,因此桌面对木块产生了一个摩擦力,这个摩擦力对实验造成了影响,使木块水平方向三个力的作用下处于了平衡状态。为了减小摩擦力的影响,可以把木块换成装有轮子的小车,用滚动摩擦来代替滑动摩擦来减小摩擦对实验的影响。
24. 如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角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___________,并通过改变___________来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片___________ (选填 “能”或“不能”)平衡。此实验步骤说明___________两个力才能平衡;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小华下一步的操作是___________;
(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验。其主要原因是( )
A.减少摩擦力对实验结果的影响 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.小卡片容易扭转
【答案】 (1)相反 所挂钩码的个数 (2)不能 作用在同一直线上 (3)把小卡片沿竖直方向剪成两半 (4)A
【解析】(1)线的两端挂上钩码,在钩码的作用下,线会向相反的方向拉小卡片,即拉力的方向相反;实验中通过改变钩码的数量来改变拉力的大小。(2)将小卡片扭转角度后松开,两侧的拉力不在同一直线上,松手后小卡片将不能保持平衡;通过该探究可以说明要想卡片平衡,受到的两个力必须在同一直线上。(3)要探究相互平衡的两个力必须在同一物体上,只要将小卡片一分为二,使这两个力不在同一物体上即可,具体做法可以用剪刀将卡片剪开。(4)小华实验用的小卡片重力小,悬在空中时绳子与滑轮间的摩擦力较小;小明实验用的木块放在水平桌面上,木块和桌面之间的摩擦力较大,摩擦力对实验结果的影响较大;所以,小华的实验优于小明的实验,其主要原因是减小了摩擦力对实验结果的影响,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
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。
盐城大洋湾电竞赛场的智能平衡设备
2026年4月4日至5日,2026江苏省城市电竞联赛首个盐城主场在大洋湾生态旅游景区圆满举办。为保障赛事顺利进行,赛场配备了多款智能平衡设备,其中智能电竞座椅与自动升降设备的工作原理均与二力平衡密切相关。
智能电竞座椅底部装有自动平衡调节装置,当选手坐在座椅上静止不动时,座椅能自动调节,始终保持水平稳定状态。座椅的升降由液压系统控制,当液压系统提供的升力与座椅及选手的总重力满足特定关系时,座椅可匀速上升或静止。赛场的自动计分牌悬挂在赛场上方,通过钢丝绳固定,静止时能稳定显示比赛数据,不受赛场内气流与人员走动的影响。此外,赛场地面铺设的防滑垫,能让选手在激烈操作时,脚下的受力保持平衡,避免滑倒。这些设备的设计,充分利用了二力平衡的物理原理,为电竞选手打造了稳定、舒适的比赛环境,也让“电竞+文旅”的盐城模式更具科技感。
(1)选手坐在智能电竞座椅上静止时,座椅受到的总重力与液压系统提供的支持力是一对______力,这两个力的大小______、方向相反、作用在同一直线上且作用在同一物体上。
(2)当智能电竞座椅匀速上升时,下列关于其受力的说法正确的是( )
A. 只受重力作用 B. 只受液压系统的升力作用
C. 受到的重力与升力是一对平衡力 D. 受到的重力大于升力
(3)自动计分牌静止悬挂时,钢丝绳对计分牌的拉力与计分牌的______是一对平衡力,若计分牌质量为5kg,g取10N/kg,则钢丝绳的拉力大小为______N。
(4)选手在防滑垫上静止站立时,选手受到的重力与______是一对平衡力,该平衡力的作用效果是使选手保持______状态。
(5)下列情景中,物体处于二力平衡状态的是( )
A. 正在加速启动的电竞设备 B. 匀速下降的赛场清洁机器人
C. 被抛出后在空中飞行的电竞道具 D. 正在转弯的赛场引导车
【答案】(1)平衡;相等(2)C(3)重力;50(4)防滑垫对选手的支持力;静止(5)B
【解析】(1)根据二力平衡的定义,物体静止时受到的两个力为平衡力,二力平衡条件为同体、等大、反向、共线。(2)匀速直线运动是平衡状态,物体受平衡力,重力与升力大小相等、方向相反、作用在同一物体上,是一对平衡力,故选C。(3)静止的计分牌受平衡力,拉力与重力平衡;重力G=mg=5kg×10N/kg=50N,故拉力为50N。(4)选手静止,重力与支持力平衡,平衡力使物体保持静止状态。(5)匀速下降的清洁机器人做匀速直线运动,处于平衡状态,受二力平衡;加速、空中飞行、转弯的物体运动状态改变,不受二力平衡,故选B。
四.培优训练
(一)选择题
1.盐城某沿海风力发电站的风机叶片静止时,叶片受到的风力F1和支架对叶片的拉力F2大小相等、方向相反,且作用在同一直线上。下列说法正确的是( )
A. F1与F2一定是平衡力 B. 若F1与F2作用在同一叶片上,则为平衡力
C. F1与F2一定是相互作用力 D. 若叶片静止,则F1与F2为平衡力
【答案】:D
【解析】:平衡力需同时满足“同体、等大、反向、共线”。叶片静止时处于平衡状态,F1与F2等大、反向、共线,且均作用在叶片上(同体),故为平衡力(D正确);A未提及“同体”,B未提及“共线”,C不符合相互作用力“异体”的特点,均错误。
2.2026年一款智能物流机器人在仓库中匀速直线搬运货物,货物随机器人一起运动。若货物受到的重力为G1,机器人对货物的支持力为F1,货物受到的摩擦力为f,下列说法正确的是( )
A. G1与F1是一对平衡力 B. G1与f是一对平衡力
C. F1与f是一对平衡力 D. 货物所受合力不为零
【答案】:A
【解析】:货物匀速直线运动,处于平衡状态,竖直方向上重力G1与支持力F1满足“同体、等大、反向、共线”,是一对平衡力(A正确);水平方向仅受摩擦力,但无其他力与f平衡(B、C错误);平衡状态合力为零(D错误)。
3.明代《天工开物》中记载:“造桥之法,以石为基,以木为梁。”一座石拱桥静止在河面上,桥面受到的重力为G,桥墩对桥面的支持力为F。若桥面两侧受到的水流冲击力大小相等、方向相反,下列说法正确的是( )
A. 只考虑G与F,桥面处于平衡状态 B. 考虑G、F与水流冲击力,桥面仍处于平衡状态
C. 水流冲击力与G是一对平衡力 D. F与水流冲击力是一对平衡力
【答案】:B
【解析】:桥面静止,整体处于平衡状态。G与F是竖直方向的一对平衡力,两侧水流冲击力大小相等、方向相反、共线且均作用在桥面上,与G、F共同使桥面合力为零,故整体平衡(B正确);A未考虑水流冲击力,不全面;C、D受力不满足“等大反向共线且针对对应力”,非平衡力。
4.2026年我国“墨子三号”量子通信卫星绕地球匀速圆周运动(运动状态不断改变)。若卫星受到地球的引力为F引,太阳的引力为F太,下列说法正确的是( )
A. F引与F太是一对平衡力 B. 卫星处于平衡状态
C. 卫星所受合力不为零 D. 卫星不受任何力作用
【答案】:C
【解析】:匀速圆周运动的卫星运动方向不断变化,并非平衡状态,所受合力不为零(C正确、B错误);F引与F太大小不相等、方向不共线,非平衡力(A错误);卫星受地球、太阳等引力作用(D错误)。
5. 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.
6. 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。
7.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。
8.米兰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。
9.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。
11.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。
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“金沙湖杯”全国风筝邀请赛上,一只大型软体风筝在空中匀速水平飞行,风筝受的空气升力与______是一对平衡力;水平方向牵引力与______平衡;若风筝突然加速,说明受力______(选填“平衡”或“不平衡”) 。
【答案】:重力;空气阻力;不平衡
【解析】:匀速水平飞行是平衡状态;加速时运动状态改变,一定受非平衡力作用。
14.中国“机器狼”无人作战平台在水平地面匀速直线巡逻,机器狼总重250N,地面对它的支持力为______N;若机器狼加速前进,牵引力______(选填“大于”“等于”或“小于”)摩擦力;机器狼转弯时,运动方向改变,受力______。
【答案】:250;大于;不平衡
【解析】:匀速时支持力等于重力;加速时牵引力大于摩擦力;转弯是运动状态改变,受力不平衡。
15.“光箭-21A”激光武器系统静止在水平车载平台上,系统质量500kg,其重力为______N(g取10N/kg);平台对系统的支持力与系统对平台的压力是一对______(选填“平衡力”或“相互作用力”);若平台匀速行驶,系统受______对平衡力。
【答案】:5000;相互作用力;两
【解析】:G=mg=500kg×10N/kg=5000N;平衡力同体,相互作用力异体;匀速时竖直、水平各一对平衡力。
16.2026年盐城至北京G68次高铁匀速直线行驶,高铁总质量8×10⁵kg,匀速时牵引力为6×10⁵N,则高铁受的阻力为______N;高铁受的重力与轨道的支持力是______(选填“平衡力”或“相互作用力”);若高铁减速进站,受力______(选填“平衡”或“不平衡”) 。
【答案】:6×10⁵;平衡力;不平衡
【解析】:匀速时阻力等于牵引力;重力与支持力同体、等大、反向、共线,是平衡力;减速是运动状态改变,受力不平衡。
17. 图是小球在水平面上运动的频闪照片(闪光灯每隔0.02s闪亮一次),观察图中小球的位置,可以判断小球在竖直方向上受到_____力和_____力,这两个力是一对平衡力,小球在水平方向上受到的力是_____ (选填“平衡力”或“非平衡力”)。
【答案】 重 支持 非平衡力
【解析】小球在水平面上运动,在竖直方向受重力和水平面的支持力作用,这两个力是一对平衡力;在水平方向上受到空气阻力作用,是非平衡力。
18.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。
19. 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.
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.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.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。
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。
盐城风电装备的智能平衡控制系统
盐城作为全球海上风电装备综合产能最大的基地之一,风电整机产能占全国40%以上 。2026年,盐城国家风力发电技术创新中心江苏分中心研发的新一代风电塔筒智能平衡控制系统正式投入使用,该系统通过精准控制塔筒的受力,保障风电设备在各种环境下稳定运行,其核心原理正是二力平衡的灵活应用。
风电塔筒高达上百米,在风力作用下易发生晃动,智能平衡控制系统内置多个压力传感器,实时监测塔筒不同部位的受力情况。当塔筒受到水平方向的风力时,系统会自动调节塔筒底部的液压支撑装置,使水平方向的风力与液压装置提供的阻力满足二力平衡条件,避免塔筒倾斜。塔筒顶部的风机叶片在静止检修时,通过固定装置与塔筒连接,此时叶片的重力与固定装置的拉力相互平衡,确保检修安全。此外,风电设备的吊装过程中,起重机的拉力与风电部件的重力需严格遵循二力平衡规律,才能实现部件的匀速吊装,保障吊装作业的精准与安全。该系统的应用,大幅提升了盐城风电装备的稳定性与安全性,助力盐城新能源产业高质量发展 。
(1)风电塔筒在水平风力作用下保持静止时,水平方向的风力与液压装置提供的阻力是一对______力,这两个力必须作用在______物体上。
(2)风机叶片静止检修时,若叶片质量为200kg,g取10N/kg,固定装置对叶片的拉力大小为______N,该拉力与叶片的重力方向______。
(3)起重机匀速吊装风电部件时,部件处于______状态,此时起重机的拉力与部件的重力______(选填“是”或“不是”)一对平衡力。
(4)下列关于风电塔筒智能平衡控制系统的说法,正确的是( )
A. 系统工作时,塔筒只受水平方向的力
B. 塔筒静止时,受到的力的合力为零
C. 风力增大时,液压阻力可以小于风力
D. 塔筒晃动时,受力一定不平衡
(5)若风电塔筒在竖直方向静止,下列受力分析正确的是( )
A. 塔筒的重力与地面对塔筒的支持力是相互作用力
B. 塔筒的重力与地面对塔筒的支持力是一对平衡力
C. 塔筒对地面的压力与地面对塔筒的支持力是一对平衡力
D. 塔筒的重力大于地面对塔筒的支持力
【答案】(1)平衡;同一(2)2000;相反(3)匀速直线运动;是(4)B(5)B
【解析】(1)二力平衡的条件是同体、等大、反向、共线,静止的塔筒水平方向受平衡力,两个力作用在同一物体上。(2)叶片重力G=mg=200kg×10N/kg=2000N,静止时拉力与重力平衡,大小相等、方向相反。(3)匀速直线运动是平衡状态,物体受平衡力,拉力与重力满足二力平衡条件,是一对平衡力。(4)静止的物体受平衡力,合力为零;塔筒受竖直和水平方向的力;风力增大,液压阻力需等于风力;塔筒晃动时,若匀速晃动也可能受力平衡,故选B。(5)重力与支持力作用在同一物体上,大小相等、方向相反、共线,是平衡力;压力与支持力是相互作用力,故选B。
(
1
)
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物理匠心·2025-2026学年苏科版八年级物理下期中提分特训6
《二力平衡》专题(盐城专版)
1. 知识梳理
(
考点一
平衡状态
定义
物体在外力作用下,
______
或
_____________
的状态,叫做平衡状态。
表现形式
(
1
)
静止(速度为0,加速度为0)
(
2
)
匀速直线运动(速度大小、方向都不变,加速度为0)
受力本质
物体所受合外力为零(F
合
=0),这是平衡状态的根本条件。
运动本质
平衡状态
≠
不受力,而是受力但相互抵消,运动状态不改变。
考点
二
二
力平衡
定义
物体在两个力的作用下,保持静止状态或匀速直线运动状态,就说这两个力是一对平衡力,简称二力平衡
。
条件(同一直线二力)
(1)____
:两个力作用在同一个物体
;
(2)____
:两个力的大小相等
;
(3)____
:两个力的
;
(4)____
:两个力作用在同一条直线上
。
四大条件,缺一不可:
同物、等大、反向、共线
。
平衡力与相互作用力的区别
平衡力:
作用在同一个物体上,可以是不同性质的力;其中一个力消失,另一个力不受影响
;
相互作用力:
作用在不同的物体上,是相同性质的力,这两个力同时存在,同时消失
。
应用
判断物体是否受平衡力,已知一个力,求另一个力的
。
判断方法
(1)
状态法:物体保持静止或匀速直线运动,且只受两个力,
(2)
条件法:逐一核对同物、等大、反向、共线四个条件,全部满足则平衡
.
常见易错点
(1)
误认为
“
运动的物体一定不受平衡力
”
:匀速直线运动的物体一定受平衡力
(2)
混淆平衡力与相互作用力,忽略两个力大小相等、方向相反、共线,但作用在不同物体上,不是二力
平衡。
(3)
物体速度改变时,受力一定不平衡
考点
三
探究
二
力平衡
条件
实验目的
(1)探究当物体处于静止状态时,两个力满足什么条件才能彼此平衡。
(2)得出二力平衡的完整条件。
实验器材
小卡片(轻质、不计重力);细线;滑轮(2个);钩码;剪刀。
实验
装置
实验
步骤
1.探究力的大小关系:
(1)两端钩码质量相等
→
卡片静止
(2)两端钩码质量不等
→
卡片向重的一侧运动
结论:二力平衡时,两个力大小必须相等。
2.探究力的方向关系:
保持两端钩码质量相同,将卡片扭转一个角度,松手后:- 卡片转回原位置,重新静止
结论:二力平衡时,两个力方向必须相反。
)
(
实验
步骤
3.探究是否在同一直线:
扭转后两个力不在同一直线上
→
卡片不能平衡
结论:二力平衡时,两个力必须作用在同一直线上。
4.探究是否作用在同一物体上:
用剪刀将卡片从中间剪断
→
两半卡片分别向两侧运动
结论:二力平衡时,两个力必须作用在同一物体上。
二力平衡条件(总结)
(1)作用在同一物体上的两个力;
(2)大小相等
(3)方向相反
(4)作用在同一直线上
简记:同体、等大、反向、共线。
)
二.考向分析+应对策略
(
考向1:平衡状态与二力平衡概念(基础必拿分)
1.判断物体是否处于平衡状态(静止/匀速直线运动)
2.区分平衡力与非平衡力
3.高频易错
(1)误认为
“
运动的物体一定不受平衡力
”
(匀速直线运动也受平衡力)
(2)混淆
“
平衡状态
”
与
“
静止
”
【应对策略】
(1)牢记:平衡状态=静止+匀速直线运动
(2)只要物体保持这两种状态,一定受平衡力(二力平衡是最简单情况)
(3)解题先看运动状态,再判断受力是否平衡
考向2:二力平衡条件(核心考点,选择/填空/实验必考)
1.直接填空/选择二力平衡条件
2.给出受力图,判断是否满足平衡条件
3.补全缺失的平衡条件
4.高频易错
(1)漏
“
同体
”
或
“
共线
”
(2)把相互作用力当成平衡力
【应对策略】
(1)口诀:同体、等大、反向、共线(四者缺一不可)
(2)四步判断法:
①
看是否作用在同一物体;
②
看大小是否相等;
③
看方向是否相反;
④
看是否在同一直线。
(3)画受力图时,用不同颜色区分平衡力与相互作用力
考向3:二力平衡实验探究(实验题必考,分值高)
1.实验器材(小卡片/小车、滑轮、钩码、剪刀);
2.实验步骤与现象分析;
3.控制变量法应用;
4.实验改进(减小摩擦、消除重力影响);
5.结论推导与误差分析;
6.高频易错:
(1)混淆
“
扭转角度
”
实验目的(验证共线)
(2)剪断卡片实验目的(验证同体)
(3)忽略摩擦力对实验的影响
【应对策略】
)
(
(1)实验逻辑:控制变量,逐一验证- 等大:两边钩码质量相同;
(2)反向:拉力方向相反;
(3)共线:扭转后不能平衡,转回才平衡;
(4)同体:剪断后两半卡片不能平衡;
(5)改进思路:用轻质小卡片消除重力影响;用滑轮+小车减小摩擦;
(6)答题规范:现象
→
结论一一对应,用
“
因为
…
所以
…”
表述。
考向4:二力平衡 vs 相互作用力(难点,易混淆)
1.
选择题辨析平衡力与相互作用力
2.受力分析中区分两类力
3.核心区别:
(1)平衡力:同体、等大、反向、共线(作用在同一物体)
(2)相互作用力:异体、等大、反向、共线(作用在两个物体)
4.高频易错
把
“
书对桌面的压力
”
与
“
桌面对书的支持力
”
当成平衡力(实际是相互作用力)
【应对策略】
(1)快速判断:看受力物体是否相同- 同一物体
→
平衡力
(2)两个物体
→
相互作用力
(3)举例记忆:- 静止在桌面的书:重力与支持力(平衡力);书对桌面压力与支持力(相互作用力)
考向5:二力平衡的应用(综合应用,压轴常考)
1.已知一个力,求另一个平衡力(如求支持力、拉力)
2.根据受力判断运动状态
3.结合重力、摩擦力、浮力综合考查
4.高频易错:
(1)受力分析漏力或多力
(2)不会结合平衡状态列等式
【应对策略】
受力分析三步法:
①
确定研究对象(受力物体)
②
分析重力、弹力、摩擦力等
③
结合平衡状态,判断平衡力,列等式求解
(2)公式应用:F平衡 = F已知(大小相等)
(3)常见模型:
①
静止/匀速拉动物体:拉力=摩擦力
②
漂浮/悬浮物体:浮力=重力
③
静止在水平面:支持力=重力
【提分关键】
1.夯实基础:牢记平衡状态、二力平衡条件、实验步骤
2.强化辨析:反复对比平衡力与相互作用力,多做辨析题
3.规范实验:掌握实验逻辑、控制变量、误差分析、结论表述
4.熟练应用:多做受力分析题,形成
“
状态
→
受力
→
平衡
→
求解
”
思维链
5.错题整理:重点整理
“
同体/共线
”
判断、受力分析、实验改进三类错题
)
三.强化基础
(一)选择题
1.2026年3月,盐城黄海湿地迎来首批越冬丹顶鹤。一只丹顶鹤静止在湿地浅滩上,下列各对力中,属于平衡力的是( )
A. 丹顶鹤受到的重力与它对湿地的压力
B. 湿地对丹顶鹤的支持力与丹顶鹤对湿地的压力
C. 丹顶鹤受到的重力与湿地对它的支持力
D. 丹顶鹤受到的重力与湿地受到的重力
2.2026年我国自主研发的C929大飞机完成首次试飞,飞机在高空匀速直线飞行时,若飞机受到的重力为G,空气对飞机的升力为F,下列说法正确的是( )
A. G > F B. G < F C. G = F D. 无法判断
3.宋代诗人苏轼在《题西林壁》中写道:“横看成岭侧成峰,远近高低各不同。”若一块巨石静止在山坡上,下列关于巨石受力的说法正确的是( )
A. 巨石不受重力作用
B. 巨石受到的重力与山坡对它的摩擦力是平衡力
C. 巨石受到的重力与山坡对它的支持力是平衡力
D. 巨石处于平衡状态,所受合力为零
4.2026年我国“夸父三号”太阳探测器进入预定轨道,探测器在太空中处于悬浮静止状态时,若忽略其他天体影响,下列说法正确的是( )
A. 探测器不受任何力 B. 探测器只受重力
C. 探测器受一对平衡力作用 D. 探测器所受合力不为零
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
6.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
7.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
8. 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
9.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
10.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
11. 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
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
13.2026年盐城市足球超级联赛中,东台队球员朱晓航将足球踢向空中,足球到达最高点时速度为______,此时足球受______(选填“平衡力”或“非平衡力”)作用,判断依据是足球此时只受______力作用,不满足二力平衡条件。
14.佛吉亚(盐城)汽车部件“灯塔工厂”内,机械臂匀速竖直吊起汽车座椅,座椅受______力和______力作用,这两个力满足二力平衡的“______、等大、反向、共线”条件,座椅处于平衡状态 。
15.2026年中国VU-T10无人装甲车在水平路面匀速行驶,装甲车受的重力与地面对它的______力是一对平衡力;牵引力与______力是一对平衡力;这两对力均满足二力平衡的______个条件。
16.2026年中国电磁枪静止放在水平训练台上,电磁枪受的重力与台面对它的支持力是一对______力;此时电磁枪处于______状态;二力平衡时两个力的合力为______。
17.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。
18. 在探究“二力平衡的条件”的实验中,某同学采用的实验装置如图所示:当物体处于静止状态或______状态时我们认为它受到的力是相互平衡的.做该实验时,装置处于静止,细绳和弹簧测力计的质量忽略不计,不考虑细绳与滑轮之间的摩擦,两端挂的重物各为10N,则弹簧测力计的示数为______N,小车受到的合力为______N.
19. 建筑工人利用悬挂重物的细线来确定墙壁是否竖直.这是因为重力方向是__,当重锤静止时,它受到的重力和绳子的拉力是_______力,所以绳子的拉力方向是________________.
20. 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”)。
(三)解答题
21.作图题
(1)如图是悬挂在课桌旁的文具袋.请在图中标出文具袋重心O的大致位置,并以O为作用点画出文具袋静止时的受力示意图.
(2)图中降落伞沿与竖直方向成30°角的方向匀速下落,画出重物A的受力示意图.
22. 质量为50kg的小车在100N的水平推力作用下,在水平地面上以的速度做匀速直线运动,求:这时小车受到的摩擦力大小和支持力大小各为多少?取
23. 在“探究二力平衡条件”的活动中,小马同学设计了如下图所示的探究方案,在该方案中他分别把栓有一个小盘的两根细线通过支架上的滑轮系在小木块的两端。
(1)该探究方案中的研究对象是______,对两侧放置砝码的小盘的要求是______ ;
(2)探究过程中他将两个50g的砝码分别放在左右两个小盘内,这是用于探究两个力的______和方向对物体平衡的影响;他还将木块转过一个角度,然后再松手,这是为了探究不在______上的两个力对物体平衡的影响;
(3)接着,他在右边小盘内又加入一个10g的小砝码,发现小木块仍然静止,其原因是:______ ,请写出一个改进该探方案的措施:______。
24. 如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角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___________,并通过改变___________来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片___________ (选填 “能”或“不能”)平衡。此实验步骤说明___________两个力才能平衡;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小华下一步的操作是___________;
(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验。其主要原因是( )
A.减少摩擦力对实验结果的影响 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.小卡片容易扭转
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。
盐城大洋湾电竞赛场的智能平衡设备
2026年4月4日至5日,2026江苏省城市电竞联赛首个盐城主场在大洋湾生态旅游景区圆满举办。为保障赛事顺利进行,赛场配备了多款智能平衡设备,其中智能电竞座椅与自动升降设备的工作原理均与二力平衡密切相关。
智能电竞座椅底部装有自动平衡调节装置,当选手坐在座椅上静止不动时,座椅能自动调节,始终保持水平稳定状态。座椅的升降由液压系统控制,当液压系统提供的升力与座椅及选手的总重力满足特定关系时,座椅可匀速上升或静止。赛场的自动计分牌悬挂在赛场上方,通过钢丝绳固定,静止时能稳定显示比赛数据,不受赛场内气流与人员走动的影响。此外,赛场地面铺设的防滑垫,能让选手在激烈操作时,脚下的受力保持平衡,避免滑倒。这些设备的设计,充分利用了二力平衡的物理原理,为电竞选手打造了稳定、舒适的比赛环境,也让“电竞+文旅”的盐城模式更具科技感。
(1)选手坐在智能电竞座椅上静止时,座椅受到的总重力与液压系统提供的支持力是一对______力,这两个力的大小______、方向相反、作用在同一直线上且作用在同一物体上。
(2)当智能电竞座椅匀速上升时,下列关于其受力的说法正确的是( )
A. 只受重力作用 B. 只受液压系统的升力作用
C. 受到的重力与升力是一对平衡力 D. 受到的重力大于升力
(3)自动计分牌静止悬挂时,钢丝绳对计分牌的拉力与计分牌的______是一对平衡力,若计分牌质量为5kg,g取10N/kg,则钢丝绳的拉力大小为______N。
(4)选手在防滑垫上静止站立时,选手受到的重力与______是一对平衡力,该平衡力的作用效果是使选手保持______状态。
(5)下列情景中,物体处于二力平衡状态的是( )
A. 正在加速启动的电竞设备 B. 匀速下降的赛场清洁机器人
C. 被抛出后在空中飞行的电竞道具 D. 正在转弯的赛场引导车
四.培优训练
(一)选择题
1.盐城某沿海风力发电站的风机叶片静止时,叶片受到的风力F1和支架对叶片的拉力F2大小相等、方向相反,且作用在同一直线上。下列说法正确的是( )
A. F1与F2一定是平衡力 B. 若F1与F2作用在同一叶片上,则为平衡力
C. F1与F2一定是相互作用力 D. 若叶片静止,则F1与F2为平衡力
2.2026年一款智能物流机器人在仓库中匀速直线搬运货物,货物随机器人一起运动。若货物受到的重力为G1,机器人对货物的支持力为F1,货物受到的摩擦力为f,下列说法正确的是( )
A. G1与F1是一对平衡力 B. G1与f是一对平衡力
C. F1与f是一对平衡力 D. 货物所受合力不为零
3.明代《天工开物》中记载:“造桥之法,以石为基,以木为梁。”一座石拱桥静止在河面上,桥面受到的重力为G,桥墩对桥面的支持力为F。若桥面两侧受到的水流冲击力大小相等、方向相反,下列说法正确的是( )
A. 只考虑G与F,桥面处于平衡状态 B. 考虑G、F与水流冲击力,桥面仍处于平衡状态
C. 水流冲击力与G是一对平衡力 D. F与水流冲击力是一对平衡力
4.2026年我国“墨子三号”量子通信卫星绕地球匀速圆周运动(运动状态不断改变)。若卫星受到地球的引力为F引,太阳的引力为F太,下列说法正确的是( )
A. F引与F太是一对平衡力 B. 卫星处于平衡状态
C. 卫星所受合力不为零 D. 卫星不受任何力作用
5. 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
6. 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
7.如下图所示,下列物体能处于平衡状态的是( )
A. B. C. D.
8.米兰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
9.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
11.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
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“金沙湖杯”全国风筝邀请赛上,一只大型软体风筝在空中匀速水平飞行,风筝受的空气升力与______是一对平衡力;水平方向牵引力与______平衡;若风筝突然加速,说明受力______(选填“平衡”或“不平衡”) 。
14.中国“机器狼”无人作战平台在水平地面匀速直线巡逻,机器狼总重250N,地面对它的支持力为______N;若机器狼加速前进,牵引力______(选填“大于”“等于”或“小于”)摩擦力;机器狼转弯时,运动方向改变,受力______。
15.“光箭-21A”激光武器系统静止在水平车载平台上,系统质量500kg,其重力为______N(g取10N/kg);平台对系统的支持力与系统对平台的压力是一对______(选填“平衡力”或“相互作用力”);若平台匀速行驶,系统受______对平衡力。
16.2026年盐城至北京G68次高铁匀速直线行驶,高铁总质量8×10⁵kg,匀速时牵引力为6×10⁵N,则高铁受的阻力为______N;高铁受的重力与轨道的支持力是______(选填“平衡力”或“相互作用力”);若高铁减速进站,受力______(选填“平衡”或“不平衡”) 。
17. 图是小球在水平面上运动的频闪照片(闪光灯每隔0.02s闪亮一次),观察图中小球的位置,可以判断小球在竖直方向上受到_____力和_____力,这两个力是一对平衡力,小球在水平方向上受到的力是_____ (选填“平衡力”或“非平衡力”)。
18.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)
19. 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)
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.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.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。
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。
盐城风电装备的智能平衡控制系统
盐城作为全球海上风电装备综合产能最大的基地之一,风电整机产能占全国40%以上 。2026年,盐城国家风力发电技术创新中心江苏分中心研发的新一代风电塔筒智能平衡控制系统正式投入使用,该系统通过精准控制塔筒的受力,保障风电设备在各种环境下稳定运行,其核心原理正是二力平衡的灵活应用。
风电塔筒高达上百米,在风力作用下易发生晃动,智能平衡控制系统内置多个压力传感器,实时监测塔筒不同部位的受力情况。当塔筒受到水平方向的风力时,系统会自动调节塔筒底部的液压支撑装置,使水平方向的风力与液压装置提供的阻力满足二力平衡条件,避免塔筒倾斜。塔筒顶部的风机叶片在静止检修时,通过固定装置与塔筒连接,此时叶片的重力与固定装置的拉力相互平衡,确保检修安全。此外,风电设备的吊装过程中,起重机的拉力与风电部件的重力需严格遵循二力平衡规律,才能实现部件的匀速吊装,保障吊装作业的精准与安全。该系统的应用,大幅提升了盐城风电装备的稳定性与安全性,助力盐城新能源产业高质量发展 。
(1)风电塔筒在水平风力作用下保持静止时,水平方向的风力与液压装置提供的阻力是一对______力,这两个力必须作用在______物体上。
(2)风机叶片静止检修时,若叶片质量为200kg,g取10N/kg,固定装置对叶片的拉力大小为______N,该拉力与叶片的重力方向______。
(3)起重机匀速吊装风电部件时,部件处于______状态,此时起重机的拉力与部件的重力______(选填“是”或“不是”)一对平衡力。
(4)下列关于风电塔筒智能平衡控制系统的说法,正确的是( )
A. 系统工作时,塔筒只受水平方向的力 B. 塔筒静止时,受到的力的合力为零
C. 风力增大时,液压阻力可以小于风力 D. 塔筒晃动时,受力一定不平衡
(5)若风电塔筒在竖直方向静止,下列受力分析正确的是( )
A. 塔筒的重力与地面对塔筒的支持力是相互作用力
B. 塔筒的重力与地面对塔筒的支持力是一对平衡力
C. 塔筒对地面的压力与地面对塔筒的支持力是一对平衡力
D. 塔筒的重力大于地面对塔筒的支持力
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