期末复习实验之探究二力平衡的条件专项练习 2025-2026学年人教版物理八年级下册

**基本信息** 聚焦二力平衡条件探究，通过14道实验题系统覆盖装置优化、条件验证及方法应用，体现科学探究与科学思维素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |实验装置优化|3题（如1题甲乙方对比、6题木块换小车/纸板）|装置改进分析题|从滑动摩擦到滚动摩擦再到悬空纸板，逐步减小摩擦对实验的影响| |平衡条件验证|8题（如3题方向/直线验证、7题剪断卡片）|操作-现象-结论探究题|通过控制变量法，依次验证大小相等、方向相反、同一直线、同一物体四个条件| |实验方法应用|3题（如9题非水平方向探究、14题卡片剪开）|拓展探究题|从基础条件到特殊情况，深化对二力平衡本质的理解|

期末复习实验之探究二力平衡的条件专项练习 1．在“探究二力平衡的条件”实验中，甲、乙两组同学分别选择器材后，设计组装的实验装置分别如图所示。 (1)老师指出甲组的实验装置更加合理，其原因是________； A．减少摩擦力对实验结果的影响 B．纸片容易保持在水平方向上平衡 (2)小明将系于硬纸片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在硬纸片上的两个拉力方向________，并通过调整________来改变拉力的大小； (3)当硬纸片平衡时，小明将硬纸片旋转一个角度，松手后硬纸片不能平衡。实验说明当________时，二力实现平衡。 2．“探究二力平衡的条件”实验中： （1）如果物体只受到两个力的作用，且处于________________状态，说明这两个力是相互平衡的。由此，小康提出，能否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件呢？ （2）小华认为，若采用小康的方案，必须测出物体所受的重力和拉力的大小来进行比较。讨论研究发现，在小康的方案中，只能根据相互作用的关系直接测出________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，所以这一方案无法实施； （3）为此，两位同学不断改进并先后设计了两个实验方案，如图乙A、B所示，请你判断出他们改进的先后顺序________（用字母表示），这样的改进是为了减小________对实验的影响； （4）继续改进如图丙所示，最终确认的实验方案是________，好处是________。 3．在做“探究二力平衡的条件”的实验中（如图甲所示），有同学提出这两个力必须满足的条件有： 猜想一：大小相等； 猜想二：方向相反； 猜想三：作用在同一直线上； 我们应该每次只“破坏”其中一个条件，观察此时物体是否能平衡，如果不能平衡，则这个猜想的条件就是必需的。 （1）为了探究猜想二，同学设计了图乙中a、b、c三种不同的方案，你认为正确的有___________； （2）为了探究猜想三，有同学设计了图丙中d、e两种方案，松手后观察卡片能否处于平衡状态。你认为设计不正确的是___________。理由是这种方案中的两个力___________（选填“方向不相反”或“不在同一条直线上”）。 4．小非同学在“探究二力平衡条件”的实验中，将系于轻质小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮，在细线的两端挂上等质量的钩码，如图甲所示，此时小卡片保持静止。 (1)实验过程中，小非在右侧加挂了一个钩码，由静止释放卡片发现卡片向右加速运动，由此可以得到二力平衡的一个条件是：相互平衡的两个力必须___________； (2)小非将卡片旋转一定角度，如图乙所示，松手后发现卡片又恢复图甲原状。这说明两个力必须作用在___________，物体才能平衡； (3)为了验证（2）中小非的结论，小常同学将卡片往下拉到一定距离，如图丙所示。松手后发现卡片又恢复图甲原状，小常的方法___________（选填“能”或“不能”）得到结论； (4)另一同学也对该实验进行了探究，但她在左、右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度，你认为___________（选填“能”或“不能”）用此装置进行实验。 5．小明在实验室探究二力平衡的条件。如图甲所示，他在一块长方形薄硬纸板的对角位置打两个孔A和B，并在AB间画一条直线。将两根细线分别系在硬纸板的A、B两个孔上，并按图乙所示进行组装。使细线的另一端跨过桌边的滑轮，并各悬挂一个50g的钩码，硬纸板恰好处于静止状态。 (1)在图乙所示左边的钩码下边再挂上一个钩码，发现硬纸板不能继续保持静止状态。这说明物体仅在两个力作用下处于平衡状态时，这两个力的大小应___________。 (2)将硬纸板转过一个角度，使拉动硬纸板的两根细线仍然平行，如图丙所示，然后松手，观察硬纸板是否仍能继续保持静止状态。则此实验探究的问题是：物体仅在两个力作用下处于平衡状态时，___________。 (3)小华认为用一个厚铁片代替硬纸板，按照上述实验方案也可以完成探究实验。小华的想法不妥的原因是：___________。 6．小强和小红利用图甲所示的装置探究二力平衡条件。他们实验时发现，当分别往左、右两盘放入质量相等的钩码时，木块A处于静止状态，若再往右盘中增加一个钩码后，木块A仍处于静止状态；经过思考，小强用小车B替换了木块A再进行实验，如图乙所示；同时，小红用硬纸板C替换了木块A再进行实验，如图丙所示。 (1)关于他们的改进方案：用小车B及硬纸板C替换木块A，主要是为了___________； 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 (2)小红将系于小卡片（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； (3)当小卡片平衡时，小红将小卡片扭转过一个角度，松手后小卡片不能平衡，此实验说明两个力使物体平衡时，这两个力要在___________。 7．如图为探究“二力平衡条件”的实验装置示意图： （1）实验中，使用质量可忽略不计的小卡片是为了排除___________对实验的影响。 （2）本实验中，通过调整___________来改变拉力的大小。 （3）为了探究不在同一直线上的两个力能否平衡，在图中小卡片平衡的情况下，进行的操作是：将小卡片___________（翻转/旋转）一个角度。 （4）为了探究“是否只有两个力作用在同一物体上才能使物体保持平衡”，在图中小卡片平衡的情况下，进行的操作是___________。 （5）大量的实验实施表明，二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力，必须大小相等、___________、作用在同一直线上。 8．小明在做“探究二力平衡条件”的实验时，将系于轻质硬纸板两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮，在细线的两端挂上等质量的钩码，如图甲，此时硬纸板保持静止。 (1)实验中选择硬纸板的目的是______（选填“忽略”或“不忽略”）硬纸板的自重； (2)实验过程中通过调整______来改变拉力的大小。在右侧加挂一个钩码，释放硬纸板，发现硬纸板向右加速运动。此实验说明，二力平衡的条件之一是两个力必须______； (3)小明将硬纸板旋转一定角度，如图乙实线，松手后发现硬纸板恢复原状（图乙虚线）。此实验说明，二力平衡的另一个条件是两个力必须作用在______； (4)如图丙，将硬纸板换成弹簧测力计（不计弹簧测力计与桌面间的摩擦），左右两侧分别挂有5N的钩码，则弹簧测力计的示数为______N，此时测力计所受合力为______N。 9．如图所示是兴趣小组探究二力平衡条件时的实验装置。 (1)乙装置是对甲装置的优化，可以忽略______影响，甲图木块处静止状态，在水平方向受到两端细绳的合力______（选填“为0”、“向左”或“向右”）。 (2)丙装置比乙装置更优，但丙装置需要选取______、硬质的小卡片；为证明二力平衡时，物体受到的两个力是否作用在同一物体上，可以将______（填选项）；为证明二力平衡时，物体受到的两个力是否在同一直线上，可以将______（填选项）； A．小卡片旋转一定角度，看是否恢复 B．两端悬挂不同数量的砝码 C．小卡片进行剪切成两半 (3)为证明物体平衡时，物体受到的两个力不仅限于水平方向，你的操作是______； 10．如图是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景． (1)小华将系于小卡片两对角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______，并通过调整______来改变拉力的大小； (2)当小卡片平衡时，小华将卡片______（选填“翻转”或“旋转”）一个角度，松手后小卡不能平衡，设计此实验步骤的目的是为了探究______的两个力能否平衡； (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)利用图乙装置______（选填“能”或“不能”）探究二力平衡的条件。 11．某实验小组利用如图甲所示的实验装置做“探究二力平衡的条件”实验时，请问： (1)实验时应选择较____________（选填“光滑”或“粗糙”）的实验桌面； (2)在图甲实验的基础上，将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动状态，这样做的目的是探究两个平衡的力是否作用在_________________； (3)为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上，小明用轻质硬纸片代替小车做实验如图乙所示，他将要对硬纸片进行的操作是_________________； (4)小明同学完成以上的实验后，提出了一个问题后猜想：受一个力作用的物体也能保持平衡状态。为了验证猜想，他将一个小球用一根细线悬挂起来，如图丙所示；剪断细线后小球下落，如图丁所示。由实验可知，小明的猜想是____________（选填“正确”或“错误”）的。 12．小明在“探究二力平衡条件”的实验中，如图甲所示，此时轻质小卡片保持静止。 (1)实验中应该选择较______（选填“轻”或者“重”）的小卡片。 (2)实验过程中，小明在右侧加挂了一个钩码，由静止释放卡片发现卡片向右加速运动，由此可以得到二力平衡的一个条件是：相互平衡的两个力必须 ___________。 (3)小明将卡片旋转一定角度，如图乙所示。松手后发现卡片又恢复图甲原状，这说明两个力必须作用在 ___________。 (4)为了验证二力平衡必须作用在同一物体上，下一步操作是____________________。 13．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相同数量的砝码，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)为了解决问题（2）中出现的问题，小红用轻质卡片代替木块改进实验，如图乙，其优点是______； (4)在探究“平衡的两个力是否作用在同一直线”时，应该______轻质卡片，观察发现卡片会______，因此得出结论，平衡力必须作用在同一直线。 (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平衡力的两个力作用在______； (6)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。 14．物理兴趣小组的同学们利用图甲所示的装置探究“二力平衡条件”： (1)实验中需要通过调整_________的质量来改变小车受到的拉力F1、F2的大小； (2)将相同质量的砝码放在左右两盘，此时小车静止；将小车转过一个角度后松手，观察到小车转动一定角度后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在_________才能平衡； (3)某次实验中，当左盘砝码质量大于右盘时，小车两边的拉力大小_________（选填“相等”或“不相等”），但小车仍处于静止状态，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_________的影响； (4)为尽量减少以上影响，小瓯提出将甲装置中的小车换成小卡片，如图乙所示。为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，小瓯下一步操作是_________。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．(1)A (2) 相反 钩码的数量 (3)两个力作用在同一条直线上 【详解】（1）乙组实验中木块放在水平桌面上，木块与桌面间存在摩擦力，会干扰实验结果；甲组用悬空的硬纸片，几乎不受摩擦力作用，能减小摩擦力对实验结果的影响，因此甲组设计更合理，故选A。 （2）两端钩码分别向左右两侧拉动硬纸片，因此两个拉力方向相反；拉力大小等于钩码总重力，因此可以通过调整钩码的数量改变拉力大小。 （3）将硬纸片旋转一个角度后，作用在硬纸片上的两个拉力不在同一直线，硬纸片无法平衡，该现象说明：二力平衡的条件是两个力必须作用在同一条直线上。 2． 静止或匀速直线运动 拉力 B、A 摩擦力 D 减小重力较大对实验的影响 【详解】（1）[1]根据牛顿第一定律可知，当物体处于静止或匀速直线运动状态时，物体受到的力是平衡的。 （2）[2]物体在竖直方向上只受到重力和拉力作用，所以要测出这两个力进行研究。弹簧测力计测物体重力的原理就是二力平衡，但现在并不确定物体处于平衡状态，所以重力无法直接测量，而拉力通过相互作用力，可以由弹簧测力计读出。 （3）[3][4]题图B为滑动摩擦，题图A为滚动摩擦，为了减小摩擦力对实验的影响，他们改进的先后顺序：B、A，这样的改进是为了减小摩擦力对实验的影响。 （4）[5][6]最终方案应是图丙的D，其优势在于用轻纸片代替了小车，因为小车重力较大对实验有较大影响，纸片虽然也有重力，但是其重力远远小于钩码重力，可以忽略不计。 3． ab d 方向不相反 【详解】（1）[1]猜想二探究的是两个力方向是否相反，图a中两个拉力的方向都水平向左，物体不能静止；图b中两个力都竖直向下，物体不能保持静止，图c中两个力不在同一直线上，故ab正确，c错误。 （2）[2][3]为了探究猜想三，即验证两个力是否作用在同一直线上，则要控制力的大小相同，方向相反，图d实验中，两侧的拉力都竖直向下，力的方向相同，所以是错误的。 4．(1)大小相等 (2)同一直线上 (3)不能 (4)能 【详解】（1）由实验过程可知，当在右侧加挂了一个钩码，即右侧的拉力大时，由静止释放卡片发现卡片向右加速运动，说明此时卡片不平衡，说明相互平衡的两个力必须大小相等。 （2）卡片旋转一定角度，小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上，松手后发现卡片又恢复图甲原状，说明两个力必须作用在同一直线上，物体才能平衡。 （3）将卡片往下拉到一定距离，此时两个力虽然不在同一直线上，但同时两个力的方向也不是相反的，不符合控制变量法的要求，所以不能得到结论。 （4）虽然左、右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度，但小卡片左右两端的力仍在同一直线上，因此能完成实验探究。 5．(1)相等 (2)这两个力是否在同一直线上 (3)厚铁片的重力对实验现象的影响大 【详解】（1）在探究力的大小对二力平衡的影响时，若只有两个力大小相等时，小卡片保持平衡，这说明两个力必须大小相等才能使小车平衡。 （2）将纸板转过一个角度，细线对纸板的拉力不再作用在同一直线上，因此这样做是为了探究两个力是否作用在同一直线上对物体平衡的影响。 （3）由于纸板的质量很小，重力远小于纸板受到的拉力，所以选用薄纸板，目的是忽略是纸板重力对实验的影响，所以不可以使用厚铁片代替薄纸板。 6．(1)A (2)钩码数量 (3)同一条直线上 【详解】（1）在探究二力平衡条件的实验中，木块 A 与桌面间存在摩擦力，会对实验结果产生影响。小车 B 是用滚动代替滑动，硬纸板 C 是通过悬挂的方式，都能减少摩擦力对实验结果的影响。 故选 A。 （2）拉力的大小等于钩码的重力，钩码的个数越多，拉力就越大，所以要想改变拉力的大小，需要调整钩码的个数。 （3）当小卡片平衡时，将小卡片扭转过一个角度，此时两个拉力不在同一条直线上，松手后小卡片不能平衡。此实验说明两个力使物体平衡时，这两个力要在同一条直线上。 7． 卡片重力 钩码的个数 旋转 将卡片剪成两部分 方向相反 【详解】（1）[1]实验中选择小卡片，小卡片的重力很小，可以不考虑小卡片的重力。在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上力只有两个，通过两个力对小卡片的作用情况，可以探究二力平衡的条件。 （2）[2]通过调整钩码数量，来改变拉力的大小，可以探究力的大小对小卡片的作用情况。 （3）[3]翻转不能改变两个力的方向，旋转可以改变两个力不在同一条直线上，当旋转两个力不在同一条直线上观察小卡片的运动情况，可得出结论。 （4）[4]把小卡片一剪为二变为两个卡片，观察两个小卡片是否处于静止状态 （5）[5] 二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力，必须大小相等、方向相反、作用在同一直线上。 8．(1)忽略 (2) 钩码数量 大小相等 (3)同一直线上 (4) 5 0 【详解】（1）硬纸板的重力较小，选择硬纸板的目的是可以忽略硬纸板的自重对实验的影响。 （2）[1][2]实验过程中硬纸板所受拉力大小等于钩码的重力，通过调整钩码数量来改变拉力的大小；未加挂钩码前，硬纸板受到的拉力相等；在右侧加挂一个钩码，硬纸板所受左右的拉力不相等，释放卡片，发现硬纸板向右加速运动。此实验说明，二力平衡的条件之一是两个力必须大小相等。 （3）小明将硬纸板旋转一定角度，如图乙实线，此时左右两个拉力不在同一条直线上，松手后硬纸板恢复原状（图乙虚线），两个拉力回到同一条直线上。此实验说明，二力平衡的另一个条件是两个力必须作用在同一条直线上。 （4）[1][2]如图丙，将硬纸板换成弹簧测力计，不计弹簧测力计与桌面间的摩擦，左右两侧分别挂有5N的钩码，由于弹簧测力计的示数等于其挂钩上所受拉力大小，则弹簧测力计的示数为5N；此时测力计保持平衡状态，所受合力为0。 9．(1) 摩擦力 向左 (2) 轻质 C A (3)可将一端挂钩降低高度，改变卡片左右拉力的方向，并可多次实验，看物体是否平衡。 【详解】（1）[1]图乙实验使用小车而不是用木块，主要是将滑动摩擦力变为滚动摩擦力，大大减小了摩擦，从而可以忽略摩擦力的影响。 [2]由图甲可知，左盘中有2个砝码，右盘中有1个砝码，则左侧绳子的拉力大于右侧绳子的拉力，所以，在水平方向受到两端细绳的合力方向向左。 （2）[1]选取轻质的卡片，可以忽略卡片自身重力对实验的影响。 [2]为验证二力平衡物体受到的两个力是否作用在同一物体上，可以将卡片剪切成两半，使拉力作用在两个小卡片上，故C符合题意，AB不符合题意。 故选C。 [3]为验证两个力是否在同一直线上，可以将卡片旋转一定角度再释放卡片，如果两个力需要在同一直线上，卡片将恢复原位，故A符合题意，BC不符合题意。 故选A。 （3）由题意可知，物体受到的两个力不仅限于水平方向，则改变力的方向，故可将一端挂钩降低高度，改变卡片左右拉力的方向，并可多次实验，看物体是否平衡。 10．(1) 相反 钩码数量 (2) 旋转 不在同一条直线上 (3)将小卡片从中间剪开 (4)能 【详解】（1）[1][2]小卡片左侧的钩码对其施加向左的拉力，右侧的钩码对其施加向右的拉力。两个拉力方向相反；由于是钩码的重力提供了拉力，并且钩码大小相同，所以改变钩码的个数即可调整拉力的大小。 （2）[1][2]本实验中用到了控制变量法，当平衡的小卡片转过一定角度后，作用在小卡片上的两个力的大小相等，方向相反，但不再在同一直线上，所以该实验探究的是平衡力是否在同一条直线上。 （3）要探究相互平衡的两个力必须共物，在已经探究了共物的前提下，只要将小卡片一分为二，使这两个力不再共物即可。具体做法可以用剪刀将纸片剪开。 （4）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，仍旧能完成实验。 11．(1)光滑 (2)同一直线 (3)用剪刀将小卡片从中间剪开 (4)错误 【详解】（1）“探究二力平衡的条件”实验时，由于摩擦力大小与接触面粗糙程度有关，选光滑桌面时，能减小摩擦力对实验的影响，所以实验时应选择较光滑的实验桌面。 （2）扭转小车角度，是让两个力不在同一直线，所以这样做的目的是探究两个平衡的力是否作用在同一直线上。 （3）探究两个平衡的力是否作用在同一物体，那让两个力不作用在同一物体上后看是否能平衡，因此操作是用剪刀将硬纸片从中间剪开，将一个纸片变成两个纸片，观察剪开后纸片是否还能平衡。 （4）剪断细线后小球只受重力，加速下落，不是平衡状态，所以小明“受一个力作用的物体也能保持平衡状态”的猜想错误。 12．(1)轻 (2)大小相等 (3)同一直线上 (4)将小卡片剪成两部分 【详解】（1）实验中应该选择较轻的小卡片。因为较轻的小卡片重力小，对实验的影响小，能更好地探究二力平衡时两个力的关系。 （2）右侧加挂了一个钩码后，使卡片所受到向右的力大于向左的力，两个力大小不同，故卡片没有静止，由此可以得出二力平衡的一个条件是：相互平衡的两个力必须大小相等。 （3）将小卡片转过一个角度，两个拉力不在同一直线上，放手后，小卡片运动，又恢复图甲原状，说明两个力必须作用在同一直线上。 （4）若将小卡片剪成两部分，发现小卡片不能保持静止状态，可以验证二力平衡必须作用在同一物体上。 13．(1)改变砝码的数量 (2)木块与桌面间存在摩擦力 (3)减小摩擦力对实验的影响 (4) 扭转 转动 (5)同一物体上 (6)能 【详解】（1）实验中木块受到的拉力是由砝码的重力来提供的，因此通过增减砝码的数量改变砝码总重力，从而改变木块受到的拉力大小。 （2）放入不等重砝码时木块仍静止，是因为木块与桌面间存在摩擦力，摩擦力抵消了拉力的差值，此时木块仍受力平衡，能保持静止。 （3）用轻质卡片代替木块改进实验，减小了摩擦力对实验的影响。 （4）[1][2]探究“平衡的两个力是否作用在同一直线”时，应该将卡片扭转一个角度，两个拉力不在同一直线上，卡片会转动，说明二力平衡时两个力必须作用在同一直线上。 （5）用剪刀将小卡片剪开，原本平衡的两个力分别作用在两个物体上，卡片分开，向相反方向运动，可探究相互平衡的两个力需作用在同一物体上。 （6）两个滑轮高度不同，只要两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线和同一物体上，仍能满足二力平衡条件，因此能探究。 14．(1)砝码 (2)同一直线 (3) 不相等 是 摩擦力 (4)把卡片剪成两半 【详解】（1）左右两侧的砝码通过绳子对物体产生拉力，当砝码质量相等时，拉力大小相等，物体才能保持平衡，因此实验中需要调整砝码的质量来改变小车受到的拉力F1、F2的大小。 （2）将小车转过一个角度后，两个拉力不再在同一直线上，观察到小车转动一定角度后恢复到静止状态，说明二力平衡需要两个力在同一直线上。 （3）[1][2][3]左右两侧的砝码通过绳子对物体产生拉力，实验中，当左盘砝码质量大于右盘时，小车两边的拉力大小不相等。小车仍处于静止状态，还受平衡力的作用，此时小车有向左运动的趋势，桌面对小车有向右的摩擦力，即小车受到摩擦力的影响。 （4）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，用剪刀把小卡片剪成两个更小的卡片，此时两个力分别作用在两个物体上，可以观察到两个小卡片不能保持平衡，从而验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $