2.2.2 运动与相互作用——二力平衡与摩擦力（高效培优·讲义）科学新教材浙教版八年级上册

本讲义聚焦初中科学“运动与相互作用”主题，深入剖析二力平衡和摩擦力核心知识点。先通过平衡状态引入二力平衡条件（同体、等大、反向、共线），对比平衡力与相互作用力的区别，再衔接摩擦力的产生条件、方向判断及影响因素，形成以实验探究和受力分析为支架的连贯知识体系。 该资料亮点突出，以科学思维和探究实践为核心。实验设计注重创新，如用轻质卡片探究二力平衡减小摩擦干扰，控制变量法探究滑动摩擦力影响因素；“平衡反推四步法”助力摩擦力分析，结合真题和基础、能力、思维三阶练习，既辅助教师课堂实验教学，又帮助学生课后通过实例巩固，查漏补缺，培养严谨的科学态度和问题解决能力。

2.22运动与相互作用——二力平衡和摩擦力 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 二力平衡 考点02 摩擦力 03 避坑指南·解题通法 角度01 摩擦力有无的判断 角度02 摩擦力方向的判定 角度03 摩擦力大小的平衡求解 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1. 能判断平衡状态，并探究归纳二力平衡条件，能用来受力分析，能够区分二力平衡与相互作用力； 2. 了解摩擦力产生的条件；学会摩擦力方向的判断方法；知道静摩擦力和滑动摩擦力；了解摩擦力大小的影响因素。 1. 实验探究二力平衡的条件，并运用对比法归纳区分平衡力和相互作用力的区别； 2. 运用控制变量法实验探究滑动摩擦力大小的影响因素，通过生活实例体会摩擦力方向的判断方法。 考点01 牛顿第一定律 1. 平衡状态 物体处于静止或匀速直线运动状态时，我们说它处于平衡状态。处于平衡状态的物体，受到的合力为零。 2. 二力平衡 一个物体在两个力的作用下保持平衡，我们就说这两个力二力平衡，或者说这两个力是一对平衡力。 当一个物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们也说这几个力平衡。 平衡力与平衡状态的关系 3. 二力平衡的条件 同体：作用在同一个物体上 等大：大小相等 反向：方向相反 共线：作用在同一直线上 【二力平衡条件的探究实验】 1.实验方法： 同体：两个力作用在同一个物体上。（本实验中小车就是受力物体） 等大：两个力的大小相等。（通过增减砝码实现） 反向：两个力的方向相反。（通过滑轮向两侧拉实现） 共线：两个力作用在同一条直线上。（通过扭转小车验证） 2.实验改进： 为了减小摩擦力对实验的影响（木板不够光滑时，即使力相等也可能因为摩擦而不动），可以将小车换成轻质卡片（使用轻质卡片也可以消除卡片自重的影响），直接悬挂在空中，消除摩擦力干扰。 3.实验注意事项： 实验采用静止状态是因为匀速直线运动状态不易控制。 4. 二力平衡的判断 ①根据平衡力特点；②根据物体状态（是否是静止或匀速直线运动状态）。 5.平衡力与相互作用力的区别 平衡力的特点：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一物体上。 相互作用力：相互作用力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在不同物体上。 【温馨提示】 平衡状态下的受力分析：物体处于平衡状态时，所受合力为零。但这并不意味着物体不受力，而是所有力相互抵消了。我们可以很具此特点判断物体受力情况。 1．关于二力平衡，正确的是（　　） A．只要两个力大小相等，方向相反，这两个力就相互平衡 B．只要两个力方向相反且在一条直线上，这两个力就相互平衡 C．只要两个力相等，方向相反，作用在同一条直线上，这两个力就相互平衡 D．作用在同一个物体上的两个力，大小相等，方向相反，作用在一条直线上，这两个力就相互平衡 【答案】D 【详解】如果二力平衡，那么这两个力必须作用在同一个物体上，大小相等、方向相反、在同一条直线上，分析各选项可知ABC错误，D正确。 故选D。 2．春分这一天，我国民间流行“竖蛋游戏”（如图所示）。关于竖立在水平桌面上的鸡蛋的受力情况，下列说法正确的是（    ） A．鸡蛋所受的重力和鸡蛋对桌面的压力是一对相互作用力 B．鸡蛋对桌面的压力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力 C．鸡蛋所受的重力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力 D．鸡蛋对桌面的压力和鸡蛋所受的重力是一对平衡力 【答案】C 【详解】二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上；相互作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个不同的物体上。 A．鸡蛋受到的重力和鸡蛋对桌面的压力都是竖直向下的，二者方向相同，不是一对相互作用力，故A错误； B．鸡蛋对桌面的压力和桌面对鸡蛋的支持力方向相反、大小相等、作用在两个不同物体上且在一条直线上，所以是一对相互作用力，故B错误； C．鸡蛋受到的重力和桌面对鸡蛋的支持力，二者大小相等、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正确； D．鸡蛋对桌面的压力和鸡蛋受到的重力，二者方向相同，不是一对平衡力，故D错误。 故选C。 3．如图甲所示，小亮用水平力推地面上的木箱，木箱运动的v﹣t图象如图乙所示，则下列分析正确的是（　　） A．在0～20s内，木箱未处于二力平衡状态 B．在0～40s内，木箱一直处于匀速直线运动状态 C．在20～40s内，木箱处于二力平衡状态 D．在0～40s内，木箱一直处于静止状态 【答案】C 【详解】A．由图乙可知，在0～20s内，木箱速度为0，即处于静止状态，此时木箱在水平方向上只受到小亮的推力和地面对木箱的摩擦力的作用，由于物体处于平衡状态，所以木箱此时处于二力平衡状态，故A错误； B．由图可知，在0～20s内，木箱处于静止状态，20～40s内，木箱处于匀速直线运动状态，所以在0～40s内，木箱既不是一直处于匀速直线运动状态，也不是一直处于静止状态，故B错误； C．在20～40s内，木箱处于匀速直线运动状态，此时木箱在水平方向上只受到小亮的推力和地面对木箱的摩擦力的作用，由于物体处于平衡状态，所以木箱此时处于二力平衡状态，故C正确。 D．由图可知，在0～20s内，木箱处于静止状态，20～40s内，木箱处于匀速直线运动状态，所以在0～40s内，木箱既不是一直处于匀速直线运动状态，也不是一直处于静止状态，故D错误； 故选C。 4．在探究“二力平衡条件”的实验中： （1）甲、乙两组同学分别选择器材后，设计组装的实验装置如图甲、乙所示。老师指出乙组同学选择的器材更加合理，其原因是：_______________________________________________________________。 （2）小金在用图乙装置实验中，保持F1和F2大小相等，将小车扭转一定角度，如图丙位置，松手后发现小车无法在原位置静止。小金进行此实验的目的是探究二力平衡时，必须满足的条件之一是_________ _________________________________。 （3）在探究力的大小对二力平衡的影响时，并通过调整______________来改变F1和F2大小。 【答案】(1)小车与桌面间的摩擦力较小，可以忽略不计 (2)两个力作用在一条直线上 (3)砝码的个数 【详解】（1）甲图中的是木块，它与桌面之间的摩擦是滑动摩擦，而乙图中的是小车，它与桌面之间是滚动摩擦，其摩擦力较小可以忽略，实验更准确些。 （2）小金在用图甲装置实验中，保持F1和F2大小相等，将小车扭转一定角度，松手后发现小车无法在原位置静止。可见，两个力不在一条直线上，这两个力就不能平衡，小金进行此实验的目的是探究二力平衡时，必须满足的条件之一是作用在一条直线上。 （3）如图所示，可以通过改变砝码的个数来改变砝码盘对绳的拉力大小，从而改变绳子对车拉力的大小。 考点02 摩擦力 1. 摩擦力的存在 （1）概念：两个相互接触的物体，当它们将要发生或已经发生相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做摩擦力。 （2）摩擦力产生条件 ①物体之间接触；②发生挤压（有压力）；③接触面粗糙；④发生相对运动或有相对运动趋势。 （四个条件要同时满足才能产生摩擦力） 2. 摩擦力的方向 摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反（或与相对运动趋势的方向相反）。 注意：摩擦力不一定是阻力，有时也可以是动力（比如人走路时，地面对脚的摩擦力是向前的，推动人前进）。 3. 摩擦力的分类 静摩擦力：物体有相对运动趋势但尚未运动时产生的摩擦力。 滑动摩擦力：物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦力。 滚动摩擦力：物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力。 4. 影响滑动摩擦力大小的因素（探究实验） （1）实验原理 二力平衡：只有当木块做匀速直线运动时，水平方向的拉力才等于摩擦力。 测量方法：用弹簧测力计测出的拉力大小，间接反映摩擦力大小。 （2）实验方法 探究压力的影响：保持接触面粗糙程度不变（都用木板），改变压力（甲 vs 乙，加不加砝码）。 探究接触面粗糙程度的影响：保持压力不变（都不加砝码），改变接触面（甲 vs 丙，木板 vs 棉布）。 （3）实验结论 ①压力大小：压力越大，滑动摩擦力越大。 ②接触面的粗糙程度：接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 （4）实验的改进： 改进实验不需要控制木板匀速直线运动，便于操作，便于读数等。 5. 增大与减小摩擦力的方法 增大有益摩擦：增大压力（如捏紧刹车把手）、使接触面更粗糙（如鞋底花纹、轮胎花纹）。 减小有害摩擦：减小压力、使接触面更光滑（如润滑油）、变滑动为滚动（如滚珠轴承）、气垫或磁悬浮。。 【温馨提示】 1. 摩擦力的计算 （1）滑动摩擦力大小的计算：当物体处于静止或匀速直线运动状态时，根据平衡力求取，若压力和接触面不变，则物体不处于平衡状态时滑动摩擦力大小也不变。 （2）静摩擦力大小的计算（及影响因素）：静摩擦力大小只与外力有关（与压力和接触面粗糙程度无关，注意与滑动摩擦力作区分），如使用5N的力无法推动物体，则f=5N，使用10N的力还是无法推动此物体，此时f=10N。 2. 摩擦力方向的判断： ①根据概念，摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反； ②根据物体处于平衡状态时受到平衡力，进行受力分析，根据其他力判断摩擦力的方向。 ③用假设法，假设接触面光滑从而先判断出相对运动趋势的方向，摩擦力与此方向相反。 1．滑板运动是年轻人中非常流行的一项时尚运动。滑板由板面、滑板支架（滑板桥）和四个滑板轮等部分组成，板面上表面粗糙，如图所示。下列说法正确的是（     ） A．滑板上表面粗糙是为了减小人与滑板间的摩擦 B．滑板上表面粗糙是为了增大人与滑板间的摩擦 C．滑板上表面粗糙是为了减小滑板轮与地面间的摩擦 D．滑板上表面粗糙是为了增大滑板轮与地面间的摩擦 【答案】B 【详解】滑板上表面粗糙这是在压力一定的情况下，通过增大接触面的粗糙程度来增大人与滑板之间的摩擦，故B正确，ACD错误。 故选B。 2．某同学利用完全相同的两块木块A、 B设计了如图所示的实验，实验时木板保持静止。用弹簧测力计水平拉动木块，使其做匀速直线运动，木板甲和木板乙表面粗糙程度不同，关于该实验下列说法正确的是（　　） A．图1中，A对木板甲的摩擦力方向水平向左 B．图2中，A所受到的摩擦力小于滑力计对A的拉力 C．图3中，A、B一起匀速直线运动时，B没有受到摩擦力 D．图1、图3两次实验，可知摩擦力的大小与压力大小有关 【答案】C 【详解】A．图1中A向右匀速运动，A相对于木板向右运动，木板对A的摩擦力向左，根据力的作用是相互的，A对木板的摩擦力方向水平向右，故A错误； B．图2中A做匀速直线运动，水平方向受力平衡，A受到的摩擦力大小等于弹簧测力计对A的拉力，故B错误； C．图3中A、B一起匀速直线运动，B与A之间没有相对运动、也没有相对运动的趋势；若B受摩擦力，水平方向没有其他力平衡，B无法保持匀速直线运动，因此B没有受到摩擦力，故C正确； D．探究摩擦力大小与压力的关系，需要控制接触面粗糙程度相同，图1接触面是木板甲、图3接触面是木板乙，二者粗糙程度不同，无法得到摩擦力与压力的关系，故D错误。 故选C。 3．在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，小张做了如图甲所示的三次实验，用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。实验中第1次和第2次用相同的长木板，第3次用表面更加粗糙的长木板。 （1）实验时小张用弹簧测力计测出滑动摩擦力的大小，请写出拉动弹簧测力计时的注意事项，并解释该实验测摩擦力的原理__________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________。 （2）刚开始小英做第1次实验时控制不好力度，拉力随时间变化的图像如图乙所示，木块的速度随时间变化的图像如图丙所示，则木块在第7s时的摩擦力为_______N。 （3）小芳同学将实验方法进行了改进，实验装置如图丁所示：将弹簧测力计一端固定，另一端钩住木块，木块下面是一长木板，实验时拉着长木板沿水平地面向右运动，此时木块受到的摩擦力方向_______，这样改进的好处：_____________________________________________________________________________。 【答案】(1)注意事项：沿水平方向匀速直线拉动木块。 原理：当木块做匀速直线运动时，水平方向上滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，根据二力平衡原理，滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的拉力大小。 (2)3 (3) 水平向右 不需要控制长木板匀速运动，操作更简便；弹簧测力计示数稳定，方便读数 【详解】（1）见答案 （2）由图丙可知，2~6s木块做匀速直线运动，受力平衡，结合图乙可知此时拉力为3N，因此滑动摩擦力为3N；滑动摩擦力只和压力大小、接触面粗糙程度有关，第7s木块减速运动时，这两个条件都不变，因此摩擦力大小不变，仍为3N。 （3）木块相对向左运动，滑动摩擦力阻碍相对运动，因此方向水平向右； 改进后木块始终保持静止，无论木板运动速度如何，木块受力都平衡，摩擦力始终等于测力计拉力，因此不需要控制木板匀速运动，且测力计静止更方便读数。 4．若人不“扫刷”冰面时，可认为水平冰面的粗糙程度不变，如图所示，人用水平向右大小不同的力F推动冰壶从A运动到D，冰壶运动到D点后，人不再施力，冰壶继续向前运动。 （1）在AC段推力，冰壶做匀速直线运动。AC段冰壶受到的摩擦力为_________N。在CD段，推力减小为4N，冰壶受到的摩擦力为_________N。 （2）冰壶运动到D点后继续向前运动若适当“扫刷”冰面，冰壶能够运动更长的距离，这是利用_________的方法减小摩擦力。 （3）推理可知：如果冰壶运动时不受阻力，它将__________________。（选填“保持静止”、“保持匀速直线运动”或“保持静止或匀速直线运动”） 【答案】(1) 5 5 (2)减小接触面粗糙程度 (3)保持匀速直线运动 【详解】（1）[1][2]在AC段推力，冰壶做匀速直线运动，故受力平衡，推力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，摩擦力为5N，在CD段，推力减小为4N，但压力大小和接触面的粗糙程度没变，故滑动摩擦力大小也不变，仍为5N。 （2）由题意知，用毛刷刷冰可以改变水平冰面的粗糙程度，减小了冰壶与冰面之间的摩擦力，从而使冰壶能够运动更长的距离。 （3）由实验可以看出，冰壶所受的阻力减小，向前滑行的距离变大，速度减小变慢，据此推理可知，如果冰壶运动时不受阻力，它将运动的无穷远，速度大小不变，即做匀速直线运动。 摩擦力有无与方向的“平衡反推四步法” 一、解题通法——平衡反推四步法 判状态、分方向、查缺口、定摩擦；摩擦有无不看接触和运动，只看受力是否平衡。 四步流程 步骤 操作 说明 ①判状态 物体静止或匀速直线运动→受力平衡；加速/减速/转弯→不平衡 只有平衡状态才能用平衡法反推摩擦力 ②分方向 水平方向、竖直方向分别分析；斜面情境拆成沿斜面、垂直斜面 逐方向查缺口 ③查缺口 某个方向上已有力能否两两抵消？是否有"多余的"力需要被抵消？ 无缺口→无摩擦；有缺口→必有摩擦补齐 ④定摩擦 摩擦力方向与"相对运动趋势方向"相反；大小由平衡条件求出（静摩擦）或由压力和粗糙程度决定（滑动摩擦） 静摩擦力大小=同一方向上其他力的合力；滑动摩擦力大小与压力、粗糙程度有关，与运动速度、推力大小无关 二、方向判断 1.方向判断的“相对接触面”原则 找施力物体作参考，看相对接触面往哪去；相对运动/趋势的反方向，就是摩擦力方向。 2.静摩擦力方向的“假设光滑法” 假设接触面突然绝对光滑，物体会向哪个方向滑→这个方向就是相对运动趋势方向。 静摩擦力方向与趋势方向相反。 三、易错警示 1.摩擦力可以是动力也可以是阻力：取决于摩擦力方向与运动方向的关系，不只看“阻碍运动”。 2.静摩擦力大小由平衡条件决定，与压力大小无直接关系；滑动摩擦力大小由压力和粗糙程度决定，与运动速度、外力大小无关。 3.“相对”是相对接触面，不是相对地面：传送带上的物体，摩擦力方向与传送带运动方向相同（物体相对传送带向后滑）。 4.自行车后轮是驱动轮，受向前的摩擦力（动力）；前轮是从动轮，受向后的摩擦力（阻力）。 5.静摩擦力的大小是变化的：推桌子没推动时，静摩擦力等于推力（而不是固定值）。推力增大，静摩擦力也增大，直到达到最大静摩擦力，桌子开始滑动。 6.滚动摩擦远小于滑动摩擦：这就是为什么轮子是人类最伟大的发明之一——它把滑动摩擦变成了滚动摩擦，大大减小了阻力。 角度01 摩擦力有无的判断 1．如图是正在匀速运行的水平传送带的俯视示意图。某时刻行李箱M、N运动到如图所示位置，下列说法正确的是（　　） A．仅N行李箱受到摩擦力 B．M、N行李箱均受到摩擦力的作用 C．M行李箱对传送带的压力和它受到的支持力是一对平衡力 D．N行李箱此刻受平衡力 【答案】A 【详解】AB．M在传送带直线段，随传送带一起做匀速直线运动，和传送带之间没有相对运动，也没有相对运动趋势，因此M不受摩擦力；N在传送带转弯处做曲线运动，运动方向不断改变，需要摩擦力改变其运动状态，因此N受到摩擦力。故A正确，B错误； C．M对传送带的压力作用在传送带上，M受到的支持力作用在M上，两个力作用在不同物体上，不是一对平衡力，故C错误； D．N做曲线运动，运动方向不断改变，运动状态一直在改变，因此受到的是非平衡力，故D错误。 故选A。 2．大型机场通常会在水平路面安装平地电梯，帮助旅客在航站楼内快速通行，减少长距离步行的时间和体力消耗。 （1）当旅客站立在电梯上，随电梯水平向前匀速直线运动时，旅客相对电梯是_________（填“运动”或“静止”）的，此时旅客和电梯之间_________（填“有”或“无”）摩擦力； （2）登机时间临近，旅客在平地电梯上以相对地面2米/秒的速度走过90米长的距离，需_________秒。 【答案】(1) 静止 无 (2)45 【详解】（1）当旅客站立在电梯上，随电梯水平向前匀速直线运动时，旅客相对电梯位置没有变化，旅客是静止的。由于旅客与电梯之间没有发生相对运动，也没有相对运动的趋势，故旅客与电梯之间没有摩擦力。 （2）旅客需要的时间为。 角度02 摩擦力方向的判定 1．如图所示，物体甲、乙叠放在物体丙上，丙置于水平地面上，水平力F作用于乙，使甲、乙、丙一起做匀速直线运动，则各接触面间摩擦力的情况是（　　） A．乙对丙有向左的摩擦力 B．丙对甲有向左的摩擦力 C．物体丙受到三个摩擦力作用 D．丙对地面有向右的摩擦力 【答案】D 【详解】A．以乙为研究对象，乙水平方向受到向右的拉力F作用，由于乙做匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，丙对乙有向左的静摩擦力，且此静摩擦力与F平衡；由于力的作用是相互的，所以乙对丙有向右的静摩擦力，故A错误； B．对甲进行受力分析，甲做匀速直线运动，处于平衡状态，若甲受到丙对它的摩擦力，则甲受力不平衡，无法做匀速直线运动，所以丙对甲没有摩擦力，故B错误； C．以整体为研究对象，甲、乙、丙整体做匀速直线运动，水平方向受到向右的拉力F，根据二力平衡可知，地面对丙有向左的滑动摩擦力；由于乙对丙有向右的静摩擦力，则丙受到乙对其向右的摩擦力和地面对其向左的摩擦力，共两个摩擦力，故C错误； D．根据力的作用是相互的，地面对丙有向左的滑动摩擦力，那么丙对地面有向右的滑动摩擦力，故D正确。 故选D。 2．如图所示，体重是50kg的小明顺着竖直的杆匀速下滑。 （1）小明在沿比杆粗糙的绳匀速下滑，其沿绳受到的摩擦力为f绳、沿杆下滑受到的摩擦力为f杆， 则f绳_______f杆（选填“>”，“=”，“<”）。 （2）若小明沿杆匀速向上爬，他受到的摩擦力的方向_______，摩擦力的大小是_______N 。 【答案】(1)= (2) 竖直向上 500 【详解】(1)小明在沿绳或杆匀速下滑时，受到的是竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力f。由题意可知，小明始终是匀速下滑，处于平衡状态，所以摩擦力与重力是一对平衡力，大小均与重力相同，即f绳＝f杆。 (2)[1]小明沿杆匀速向上爬，此处相对运动趋势方向是竖直向下，因此摩擦力方向为竖直向上。 [2]小明的重力为G=mg＝50kg×10N/kg＝500N，此时其重力仍与摩擦力是一对平衡力，因此摩擦力大小与重力相等为500N。 角度03 摩擦力大小的平衡求解 1．如图所示，物体A重30N，用的力垂直压在墙上使其静止不动，则物体A所受的摩擦力是__________N；物体B重30N，受到的水平推力静止不动，则物体B所受的摩擦力是__________N。 【答案】 30 20 【详解】[1]A处于静止状态，属于平衡状态，所以受到的是平衡力，摩擦力与重力是一对平衡力，两个力的大小相等，A的重力的大小为30N，所以摩擦力也是30N。 [2]B处于静止状态，属于平衡状态，所以受到的是平衡力，摩擦力与推力是一对平衡力，两个力的大小相等，推力的大小为20N，所以摩擦力也是20N。 2．如图甲所示，水平地面上的物体，受到方向不变的推力F的作用，其F﹣t和v﹣t的图象分别如图乙、丙所示。由图象可知： （1）t＝2s时，物体受到的摩擦力大小为__________ N。 （2）t＝4s时，物体处于__________ 状态，受到的摩擦力大小为__________ N。 （3）6﹣9s内，物体受到的摩擦力__________ 推力（选填“大于”“等于”或“小于”）。 【答案】(1)30 (2) 加速直线运动 60 (3)大于 【详解】（1）由图可知：t＝2s时，物体静止，处于平衡态，由二力平衡条件可知，推力等于摩擦力，此时他的推力为30N，故物体受到的摩擦力是30N。 （2）[1][2]因为9～12s内物体做匀速直线运动，此时摩擦力等于推力等于60N，3～6s内物体做加速直线运动，因为物体对水平地面的压力和水平面的粗糙程度不变，故摩擦力不变，也是60N。 （3）由图可知，6﹣9s内物体受到的推力小于60N，做减速运动，所以物体受到的摩擦力大于推力。 1．（2023·浙江衢州·中考真题）摩擦与生活息息相关，下列措施能增大摩擦的是（　　） A．用光滑的材质做滑梯 B．鞋底做有凹凸的花纹 C．机器转轴处加润滑油 D．用滚动代替滑动 【答案】B 【详解】A．用光滑的材质做滑梯，是在压力一定时，通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力，故A不符合题意； B．鞋底做有凹凸的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故B符合题意； C．机器转轴处加润滑油，是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力，故C不符合题意； D．用滚动代替滑动，是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力，故D不符合题意。 故选B。 2．（2025·浙江·中考真题）如图，一只企鹅站在冰面上，享受着“日光浴”，下列说法正确的是（　　） A．企鹅所受的重力与企鹅所受的支持力方向相同 B．企鹅所受的重力与企鹅对冰面的压力方向相反 C．企鹅所受的重力与企鹅所受的支持力大小相等 D．企鹅对冰面的压力与冰面对企鹅的支持力是一对平衡力 【答案】C 【详解】A．重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，方向竖直向下；支持力是冰面对企鹅的作用力，方向垂直于冰面向上。所以企鹅所受的重力与企鹅所受的支持力方向相反，故A错误； B．企鹅所受的重力方向竖直向下，企鹅对冰面的压力方向也是垂直于冰面向下，二者方向相同，故B错误； C．企鹅站在冰面上处于静止状态，处于平衡状态的物体受到的力是平衡力。企鹅在竖直方向上受到重力和冰面的支持力，这两个力是一对平衡力，根据二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上，可知企鹅所受的重力与企鹅所受的支持力大小相等，故C正确； D．平衡力是作用在同一个物体上的两个力，而企鹅对冰面的压力作用在冰面上，冰面对企鹅的支持力作用在企鹅上，这两个力分别作用在两个不同的物体上，它们是一对相互作用力，不是平衡力，故D错误。   故选C。 3．（2023·浙江绍兴·中考真题）学习了弹簧秤的使用后，小敏完成了下列实验（弹簧秤重力不计）： （1）小敏将弹簧秤挂钩连在墙上，在拉环处施加水平向左10牛的力使弹簧秤水平静止（图甲），此时弹簧秤的读数为__________牛； （2）小敏取下弹簧秤，连接在两个相同木块之间（图乙），用水平向左10牛的力使整体一起做匀速直线运动。此时弹簧秤的读数__________（选填“>”、“=”或“<”）图甲中的读数，木块A所受到的摩擦力为__________牛。 【答案】 10 < 5 【详解】（1）[1]根据题意知道，弹簧秤水平静止，则弹簧秤处于平衡状态，受平衡力作用，根据二力平衡知识知道，此时墙对弹簧秤的拉力也是10N，即弹簧秤的读数为10N。 （2）[2][3]以弹簧秤和两个相同木块整体为研究对象，一起做匀速直线运动，则整体处于平衡状态，受平衡力作用，根据二力平衡知识知道，此时AB受到的滑动摩擦力的大小之和与弹簧测力计的示数相等为10N，又因为AB是相同的木块，所以，受到的摩擦力大小相等，方向相同，故木块A所受到的摩擦力为 以B为研究对象，由于做匀速直线运动，则处于平衡状态，受平衡力作用，根据二力平衡知识知道，受到的滑动摩擦力的大小与弹簧测力计的示数相等，所以弹簧测力计的示数是5N，小于图甲中的读数。 4．（2025·浙江·中考真题）欲探究影响滑动摩擦力的因素，小明设计了如图所示的实验。 （1）定滑轮的作用是______________________； （2）木块处于哪种状态时可以测得滑动摩擦力的大小？____________________________________________ （3）为了探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响，可放置毛巾改变接触面的粗糙程度，则应将毛巾放在何处？___________________________________； （4）分别改变木块的质量和拉动木板的速度，比较滑动摩擦力的大小，可得出结论：____________________ _______________________________________________________________________________________。 【答案】(1)改变力的方向 (2)木块和木板之间相对滑动时 (3)放在木块下面，长木板上面 (4)通过改变木块质量来改变压力大小，会发现压力越大，滑动摩擦力越大；而改变拉动木板的速度，会发现滑动摩擦力大小不变。故可得出结论：滑动摩擦力的大小与压力大小有关，压力越大，滑动摩擦力越大；滑动摩擦力的大小与物体运动速度无关。 【详解】（1）定滑轮的作用是改变力的方向，但不能改变力的大小。 （2）当木板在光滑的水平桌面发生相对运动时，木板与桌面没有摩擦力，木块相对地面静止且木块与木板之间相对滑动时，木板只与木块间存在摩擦力，弹簧测力计的示数等于木块受到的滑动摩擦力；因为当木板运动时，木块相对地面静止，但相对木板滑动，此时木块在水平方向上受到弹簧测力计的拉力和滑动摩擦力，二力平衡，所以弹簧测力计读数即为滑动摩擦力大小。 （3）为了探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响，应将毛巾放在木块下面，长木板上面。这样木块与毛巾接触，改变了原来木块与长木板的接触面粗糙程度，同时能保证压力等其他因素不变，符合控制变量法的要求。 （4）略。 ⚡基础速刷 1．为安全起见，在下坡路上，小华握紧自行车刹车闸缓慢行驶。在此过程中，增大滑动摩擦力的方法是（     ） A．增大压力 B．减小速度 C．增大接触面积 D．增大接触面的粗糙程度 【答案】A 【详解】接触面的粗糙程度和压力影响滑动摩擦力的大小，刹车时用力捏紧刹把，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力的方法增大摩擦力。 故选A。 2．筷子提米实验中，当杯子和米处于静止状态时，筷子受到的摩擦力方向正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】筷子提米，当杯子和米处于静止时受力平衡，此时杯子和米所受重力与筷子对米的摩擦力平衡，重力的方向竖直向下，则筷子对米的摩擦力竖直向上，由力的作用相互性可知，米对筷子的摩擦力方向竖直向下。 故选B。 3．如图所示，弹簧秤和细线的重力及一切摩擦不计，物重，则弹簧秤A和B的示数分别为（     ） A．1N，0 B．1N，1N C．2N，1N D．1N，2N 【答案】B 【详解】左图中，重物受到绳子的拉力与重力二力平衡，绳子对重物的拉力为，则绳子对弹簧秤的拉力为，弹簧秤的示数为； 右图中，左右两侧重物受到绳子的拉力与各自的重力二力平衡，绳子对重物的拉力均为，则两侧绳子对弹簧秤的拉力均为，弹簧测力计的示数取决于一侧绳子的拉力，弹簧秤的示数为，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．如图，是静止在地面上的歼-15T战斗机，下列说法正确的是（　　） A．受到重力、压力、支持力和摩擦力四个力 B．受到的支持力和它对地面的压力是相互作用力 C．对地面的压力和地面对它的摩擦力是一对平衡力 D．轮胎上有凹凸花纹是为了减小摩擦 【答案】B 【详解】A．静止在水平地面的战斗机，只受到重力和地面的支持力两个力；压力是战斗机对地面的力，不是战斗机的受力，且战斗机水平方向没有相对运动趋势，不受摩擦力，故A错误； B．战斗机受到的支持力和它对地面的压力是同一性质的力，同时产生、同时消失，是一对相互作用力，故B正确； C．平衡力需要作用在同一物体上，战斗机对地面的压力作用在地面上，且本题中不存在摩擦力，两个力完全不满足平衡力的条件，故C错误； D．轮胎上的凹凸花纹，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，不是减小摩擦，故D错误。 故选B。 5．如图所示，作用在物体上的两个力，能使物体保持匀速直线运动状态的是（    ） A．①② B．①③ C．②③ D．③④ 【答案】C 【详解】图②或③中的两个力，满足作用在同一个物体上，且大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力，故能使物体保持匀速直线运动状态。 图①或④中的两个力，都没有作用在同一条直线上，不是一对平衡力，不能使物体保持匀速直线运动状态，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6．如图，重为500 N的小塘沿着竖直的直杆匀速上爬，此阶段他受到的摩擦力为；小塘停在A处稍作休息，此阶段他受到的摩擦力为。下列说法正确的是（　　） A．，方向竖直向下 B．，方向竖直向下 C．，方向都竖直向上 D．，方向都竖直向上 【答案】D 【详解】小塘匀速上爬、静止休息，两种状态都是平衡状态，竖直方向重力与摩擦力二力平衡。重力，方向竖直向下，因此摩擦力方向竖直向上，则， 即。 故选D。 7．如图所示，木块在水平向右的推力F的作用下，沿水平桌面运动，F与时间t的关系如图所示。0~2s内，木块做匀速直线运动，下列分析正确的是（　　） A．0~2s内，木块所受的摩擦力方向向右 B．3~4s内，木块所受的摩擦力大小为2N C．3~4s内，木块做匀速直线运动 D．若第4s时撤去F，木块将立即停止运动 【答案】B 【详解】由F - t图像可知，0~2s内，推力，木块做匀速直线运动，处于平衡状态，根据二力平衡条件可知，此时木块所受摩擦力；2~4s内，推力，木块做加速直线运动，由于滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，这两个因素不变，所以木块所受摩擦力仍为2N。 A．因为木块向右运动，根据摩擦力方向与物体相对运动方向相反，所以0~2s内，木块所受的摩擦力方向向左，故A错误； B．由上述分析可知，2~4s内木块所受摩擦力大小不变，仍为2N，所以3~4s内，木块所受的摩擦力大小为2N，故B正确； C．由F - t图像可知，3~4s内，推力，大于此时的摩擦力2N，根据力与运动的关系，物体受力不平衡时做变速运动，所以木块做加速直线运动，故C错误； D．若第4s时撤去F，木块由于惯性，不会立即停止运动，还会继续向前运动一段距离，故D错误。 故选B。 8．手握瓶子实验中，瓶子被手慢慢提起(如图所示)，正确的是（     ） A．手对瓶子产生的压力与手向上的摩擦力是一对平衡力，使瓶子不掉下来 B．手对瓶子有向下的摩擦力 C．手对瓶子有向上的摩擦力 D．手对瓶子的压力与瓶子对手的支持力是一对平衡力，使瓶子不掉下来 【答案】C 【详解】A．手对瓶子的压力是水平方向的，摩擦力是竖直方向的，两个力不在同一直线上，不是平衡力，故A错误； BC．瓶子有向下掉落的趋势，因此手对瓶子的摩擦力方向与相对运动趋势相反，是向上的，故B错误，C正确； D．手对瓶子的压力与瓶子对手的支持力是作用在两个物体上的相互作用力，故D错误。 故选C。 9．小宇同学用如图所示的装置“探究二力平衡的条件”，不考虑两边细绳的重力对实验的影响。关于这个实验以下描述正确的是（　　） A．实验时要把小车放在粗糙的水平桌面上实验效果更好 B．小车左侧受到的拉力就是左边托盘和盘内砝码的总重力 C．只有小车处于静止状态时，小车才受到平衡力的作用 D．当小车平衡后，小宇将小车转过一个角度，设计此实验的目的是为了探究不在同一直线上的两个力是否彼此平衡 【答案】D 【详解】A．“探究二力平衡的条件”实验时，很重要的一点就是尽量减小摩擦力对实验的影响，所以要把小车放在光滑的水平桌面上实验效果更好，故A错误； B．由于小车和桌面间存在摩擦力，所以小车左侧受到的拉力不一定等于左边托盘和盘内砝码的总重力，故B错误； C．静止状态和匀速直线运动状态都是平衡状态，都受平衡力作用，故C错误； D．当小车平衡后，将小车转过一个角度，两个力不在同一直线上，二力不平衡，故松手后小车转动，不能保持平衡，设计此实验的目的是为了探究不在同一直线上的两个力是否彼此平衡，故D正确。 故选D。 10．如图所示，狗拉着雪橇在水平雪地上做匀速直线运动，它对雪橇的水平拉力为100牛，货物的重力为500N。 （1）货物和雪橇保持相对静止且两者的接触面水平，不计空气阻力，则雪橇对货物的摩擦力为______ 牛，地面对雪橇的摩擦力为______ ； （2）遇到了一个站点时，又往雪橇上加了200N的货物，如果雪橇还需要保持匀速直线运动，狗需要施加______ （填“大于”、“等于”或“小于”）100N的力。 【答案】(1) 0 100N (2)大于 【详解】（1）[1]相对静止时，雪橇和货物没有相对运动趋势，雪橇对货物的摩擦力为0牛； [2]水平方向上拉力与地面对雪橇的摩擦力是一对平衡力，大小相等，则摩擦力 （2）又往雪橇上加了200N的货物，接触面粗糙程度不变，对地面的压力变大，受到了摩擦力变大，还需要保持匀速直线运动，拉力变大，所以施加拉力大于100N。 🚀能力跃升 1．如图所示，完全相同的A、B两个长方体物块叠放在水平桌面上，用的水平向右的力作用在A物块上，A、B一起向右做匀速直线运动。下列相关说法中正确的是（　　） ①物块B受到的重力和地面对B的支持力是一对平衡力 ②物块A对B的摩擦力大小是20N，方向向右 ③地面对物块B的摩擦力大小是20N，方向向右 ④ 物块A对B的摩擦力和地面对B的摩擦力是一对平衡力 A．①②③ B．③④ C．②④ D．①②④ 【答案】C 【详解】①物块B受到的重力小于地面对B的支持力（地面对B的支持力等于A和B的重力之和），所以这两个力不是一对平衡力，故①错误； ②A向右做匀速直线运动，水平方向受到向右的拉力F和B对A向左的摩擦力，这两个力是一对平衡力，大小相等，即B对A的摩擦力为20N；根据相互作用力，A对B的摩擦力大小是20N，方向向右，故②正确。 ③B向右做匀速直线运动，水平方向受到A对B向右的摩擦力和地面对B向左的摩擦力，这两个力是一对平衡力，所以地面对物块B的摩擦力大小是20N，方向向左，故③错误； ④ 物块A对B的摩擦力和地面对B的摩擦力，都作用在B上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力，故④正确。 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．如图所示，在18N的水平拉力F作用下，木板A在水平地面匀速向右运动的过程中，物体B相对于地面静止，此时弹簧测力计的示数为4N，则B所受滑动摩擦力方向水平向___________，B受到的摩擦力大小为___________N，A受到地面的摩擦力方向为水平向___________，大小为___________N，当水平拉力F增大到20N，A受到地面的摩擦力大小为___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。 【答案】 右 4 左 14 不变 【详解】[1]木板A向右匀速运动，物体 B 相对于 A 向左滑动，因此 B 受到的滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，即水平向右。 [2]物体 B 相对于地面静止，处于平衡状态，水平方向上弹簧测力计的拉力与 B 受到的滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，已知弹簧测力计示数为 4N，B 受到的摩擦力大小为4N。 [3][4]木板 A 向右运动，地面给 A 的摩擦力方向与运动方向相反，即水平向左。 木板 A 匀速向右运动，处于平衡状态，水平方向上受到向右的拉力 F、B 对 A 向左的摩擦力（与 B 受到的摩擦力是相互作用力，大小为 4N）、地面对A向左的摩擦力f地。 根据力的平衡有， 受到地面的摩擦力 [5]滑动摩擦力的大小只与压力和接触面粗糙程度有关，拉力增大到 20N 时，A 对地面的压力和接触面粗糙程度均不变，因此 A 受到地面的摩擦力大小不变。 3．某小组探究“滑动摩擦力大小与压力、重力两个因素是否有关”，设计了如图装置：在水平放置的台式测力计上放质量不计的白纸，再在白纸上压金属盒，金属盒右边连接弹簧测力计，弹簧测力计右端固定，左边用手拉动白纸．探究小组进行了3次实验，记录如下，请根据探究记录回答： 实验步骤 台式测力计的示数 金属盒重力 弹簧测力计示数 ① 将金属盒放在质量不计的白纸上，在拉动白纸的过程中读出相关数据 5 5 2 ② 接步骤①，将质量不计的氢气球系在金属盘上，在拉动白纸的过程中读出相关数据 3 5 1.2 ③ 接步骤②，往金属盒注入适量的沙子，使台式测力计的示数为5N，在拉动白纸的过程中读出相关数据 5 7 2 （1）为了测出滑动摩擦力的大小，弹簧测力计读数时有什么要求？______ A．白纸、金属盒都必须匀速运动 B．白纸必须匀速运动，要等弹簧测力计读数稳定 C．白纸运动可以不匀速，要等弹簧测力计读数稳定 D．白纸、金属盒都必须停止运动 （2）该探究实验能得出的结论是________________________________________。 （3）科学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易于测量的物理量去间接测量，这种研究问题的方法叫做_____________。 【答案】(1)C (2)滑动摩擦力的大小与压力有关 (3)转换法 【详解】（1）金属盒在水平方向受到弹簧测力计的拉力与摩擦力的作用，金属盒处于平衡状态时，拉力与摩擦力是一对平衡力，由平衡条件可知，摩擦力等于测力计的示数；实验时必须保持金属盒处于平衡状态，即金属盒静止或做匀速直线运动，白纸既可以做匀速直线运动，也可以不做匀速直线运动，故选C。 （2）由表中实验数据可知，滑动摩擦力的大小与压力有关，接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力随压力增大而增大，与重力大小无关。 （3）转换法主要在对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量的研究上，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量。 4．如图甲所示是小科探究二力平衡条件时的实验情境。 （1）小科将系于小卡片（重力可忽略不计）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，并通过调整________来改变拉力大小； （2）为了探究相互平衡的两个力是否作用在同一直线上，小科进行如下操作：________（填“旋转”“翻转”或“下拉”）小卡片，松手后小卡片不能平衡； （3）在探究同一问题时，小华将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，同学们认为小科的实验装置优于小华。其主要原因是________（填字母）。 A．可减小摩擦力对实验的影响 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保持平衡 D．小卡片容易扭转 【答案】(1)钩码数目 (2)旋转 (3)A 【详解】（1）小卡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卡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，即通过调整钩码数目可改变拉力的大小。 （2）为了探究相互平衡的两个力是否作用在同一直线上，需要旋转小卡片，使两个拉力不在同一直线上，松手后小卡片不能平衡，以此验证两个力必须在同一直线上才能平衡。 （3）小科的实验装置（甲图）中，小卡片的重力可忽略不计，且通过滑轮拉小卡片，能减小摩擦力对实验的影响；而小华的实验（乙图）中，木块放在水平桌面上，会受到较大的摩擦力，影响实验结果。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5．小嘉为了探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关，设计了以下4个实验步骤（图甲）。 【建立猜想】 （1）根据步骤3和4可知，小嘉设计这两步实验基于的猜想是____________________________________。 【数据处理】 （2）实验中，使用的弹簧测力计、细线、木块和木板等器材完全相同。将玻璃板、木板固定，用弹簧测力计沿水平方向以相同的速度匀速向右拉动木块，每个步骤经多次实验测得数据平均值如下。 步骤1 步骤2 步骤3 步骤4 弹簧测力计的示数/N 0.3 0.6 1.2 1.2 每个木块重均为2牛，试分析出木块在木板上受到的摩擦力f与木块重G之间的定量关系：______。 【实验改进】 （3）小嘉发现同一步骤每次实验结果差异较大，于是用拉力传感器对实验装置进行了改进（图乙）。细线一端连接木块，另一端连接固定的拉力传感器，拉力传感器显示的示数即为细线的拉力大小。实验时，向右拉动木板，待木块相对于固定的拉力传感器保持______（选填“静止”或“运动”）时，读出相关示数即为摩擦力大小。此改进的优点是不需要匀速拉动木板，因为不管木板是否做匀速运动，木块受到的摩擦力和传感器对它的拉力始终__________________。 【答案】(1)摩擦力的大小与接触面积大小有关 (2) (3) 静止 大小相等 【详解】（1）步骤3和4中压力和接触面粗糙程度相同，而接触面积不同，根据步骤3和4可知，小嘉设计这两步实验基于的猜想是滑动摩擦力与接触面积有关。 （2）实验中，使用的弹簧测力计、细线、木块和木板等器材完全相同。将玻璃板、木板固定，用弹簧测力计沿水平方向以相同的速度匀速向右拉动木块，木块在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡的条件，弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小，每个木块重均为2牛，由步骤2、3、4可知，木块在木板上受到的摩擦力f与木块重G之间的比值为 摩擦力f与木块重G之间的定量关系。 （3）改进实验中，向右拉动木板，待木块相对于拉力传感器保持静止时，木块处于平衡状态；无论木板是否匀速运动，木块始终静止，摩擦力和传感器的拉力始终是一对平衡力，大小相等，因此不需要控制木板匀速运动。 🌟思维挑战 1．如图所示是深受年轻人喜爱的电动平衡车。下表是它的一些参数。 型号 最大速度 满电时最大行程 最大爬坡角度 车身质量 最大负荷 小米 Ninebot 16km/h 28km 150 16kg 120kg 表中“最大负荷”为平衡车能承载的最大质量。 （1）人站在平衡车上且车处于水平地面静止时，车对地面的压力和地面对车的支持力是一对___________。平衡车在行驶过程中突然急刹车，人会被甩出去，这是因为人具有___________； （2）平衡车的轮胎表面有凹凸不平的花纹，是为了________________防止平衡车打滑； （3）若平衡车行驶过程中受到的摩擦力是平衡车总重的0.02倍，车轮与地面的总接触面积为，当该车在水平公路以最大负荷状态匀速直线行驶时，g=10N/kg。求： ①平衡车所受的牵引力； ②求平衡车以最大速度匀速行驶400米所需的时间。 【答案】(1) 相互作用力 惯性 (2)增大摩擦力 (3)①27.2N；②0.025h 【详解】（1）[1]人站在平衡车上且车处于水平地面静止时，车对地面的压力和地面对车的支持力同时作用在地面和车上，符合相互作用力的特点，是一对相互作用力。 [2]平衡车在行驶过程中突然急刹车，由于人具有惯性，仍然要保持原来的运动状态，人会被甩出去。 （2）平衡车的轮胎表面有凹凸不平的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。 （3）①[1]当平衡车上承载最大负荷时，平衡车的总重力 平衡车行驶过程中受到的摩擦力是平衡车总重的0.02倍，平衡车受到的摩擦力 因为车处于平衡状态，水平方向上受到的牵引力和摩擦力是一对平衡力，二力大小相等，所以，平衡车所受的牵引力 ②[2]平衡车以最大速度匀速行驶400米所需的时间。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.22运动与相互作用——二力平衡和摩擦力 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 二力平衡 考点02 摩擦力 03 避坑指南·解题通法 角度01 摩擦力有无的判断 角度02 摩擦力方向的判定 角度03 摩擦力大小的平衡求解 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1. 能判断平衡状态，并探究归纳二力平衡条件，能用来受力分析，能够区分二力平衡与相互作用力； 2. 了解摩擦力产生的条件；学会摩擦力方向的判断方法；知道静摩擦力和滑动摩擦力；了解摩擦力大小的影响因素。 1. 实验探究二力平衡的条件，并运用对比法归纳区分平衡力和相互作用力的区别； 2. 运用控制变量法实验探究滑动摩擦力大小的影响因素，通过生活实例体会摩擦力方向的判断方法。 考点01 牛顿第一定律 1. 平衡状态 物体处于静止或匀速直线运动状态时，我们说它处于平衡状态。处于平衡状态的物体，受到的合力为零。 2. 二力平衡 一个物体在两个力的作用下保持平衡，我们就说这两个力二力平衡，或者说这两个力是一对平衡力。 当一个物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们也说这几个力平衡。 平衡力与平衡状态的关系 3. 二力平衡的条件 同体：作用在同一个物体上 等大：大小相等 反向：方向相反 共线：作用在同一直线上 【二力平衡条件的探究实验】 1.实验方法： 同体：两个力作用在同一个物体上。（本实验中小车就是受力物体） 等大：两个力的大小相等。（通过增减砝码实现） 反向：两个力的方向相反。（通过滑轮向两侧拉实现） 共线：两个力作用在同一条直线上。（通过扭转小车验证） 2.实验改进： 为了减小摩擦力对实验的影响（木板不够光滑时，即使力相等也可能因为摩擦而不动），可以将小车换成轻质卡片（使用轻质卡片也可以消除卡片自重的影响），直接悬挂在空中，消除摩擦力干扰。 3.实验注意事项： 实验采用静止状态是因为匀速直线运动状态不易控制。 4. 二力平衡的判断 ①根据平衡力特点；②根据物体状态（是否是静止或匀速直线运动状态）。 5.平衡力与相互作用力的区别 平衡力的特点：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一物体上。 相互作用力：相互作用力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在不同物体上。 【温馨提示】 平衡状态下的受力分析：物体处于平衡状态时，所受合力为零。但这并不意味着物体不受力，而是所有力相互抵消了。我们可以很具此特点判断物体受力情况。 1．关于二力平衡，正确的是（　　） A．只要两个力大小相等，方向相反，这两个力就相互平衡 B．只要两个力方向相反且在一条直线上，这两个力就相互平衡 C．只要两个力相等，方向相反，作用在同一条直线上，这两个力就相互平衡 D．作用在同一个物体上的两个力，大小相等，方向相反，作用在一条直线上，这两个力就相互平衡 【答案】D 【详解】如果二力平衡，那么这两个力必须作用在同一个物体上，大小相等、方向相反、在同一条直线上，分析各选项可知ABC错误，D正确。 故选D。 2．春分这一天，我国民间流行“竖蛋游戏”（如图所示）。关于竖立在水平桌面上的鸡蛋的受力情况，下列说法正确的是（    ） A．鸡蛋所受的重力和鸡蛋对桌面的压力是一对相互作用力 B．鸡蛋对桌面的压力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力 C．鸡蛋所受的重力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力 D．鸡蛋对桌面的压力和鸡蛋所受的重力是一对平衡力 【答案】C 【详解】二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上；相互作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个不同的物体上。 A．鸡蛋受到的重力和鸡蛋对桌面的压力都是竖直向下的，二者方向相同，不是一对相互作用力，故A错误； B．鸡蛋对桌面的压力和桌面对鸡蛋的支持力方向相反、大小相等、作用在两个不同物体上且在一条直线上，所以是一对相互作用力，故B错误； C．鸡蛋受到的重力和桌面对鸡蛋的支持力，二者大小相等、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正确； D．鸡蛋对桌面的压力和鸡蛋受到的重力，二者方向相同，不是一对平衡力，故D错误。 故选C。 3．如图甲所示，小亮用水平力推地面上的木箱，木箱运动的v﹣t图象如图乙所示，则下列分析正确的是（　　） A．在0～20s内，木箱未处于二力平衡状态 B．在0～40s内，木箱一直处于匀速直线运动状态 C．在20～40s内，木箱处于二力平衡状态 D．在0～40s内，木箱一直处于静止状态 【答案】C 【详解】A．由图乙可知，在0～20s内，木箱速度为0，即处于静止状态，此时木箱在水平方向上只受到小亮的推力和地面对木箱的摩擦力的作用，由于物体处于平衡状态，所以木箱此时处于二力平衡状态，故A错误； B．由图可知，在0～20s内，木箱处于静止状态，20～40s内，木箱处于匀速直线运动状态，所以在0～40s内，木箱既不是一直处于匀速直线运动状态，也不是一直处于静止状态，故B错误； C．在20～40s内，木箱处于匀速直线运动状态，此时木箱在水平方向上只受到小亮的推力和地面对木箱的摩擦力的作用，由于物体处于平衡状态，所以木箱此时处于二力平衡状态，故C正确。 D．由图可知，在0～20s内，木箱处于静止状态，20～40s内，木箱处于匀速直线运动状态，所以在0～40s内，木箱既不是一直处于匀速直线运动状态，也不是一直处于静止状态，故D错误； 故选C。 4．在探究“二力平衡条件”的实验中： （1）甲、乙两组同学分别选择器材后，设计组装的实验装置如图甲、乙所示。老师指出乙组同学选择的器材更加合理，其原因是：_______________________________________________________________。 （2）小金在用图乙装置实验中，保持F1和F2大小相等，将小车扭转一定角度，如图丙位置，松手后发现小车无法在原位置静止。小金进行此实验的目的是探究二力平衡时，必须满足的条件之一是_________ _________________________________。 （3）在探究力的大小对二力平衡的影响时，并通过调整______________来改变F1和F2大小。 【答案】(1)小车与桌面间的摩擦力较小，可以忽略不计 (2)两个力作用在一条直线上 (3)砝码的个数 【详解】（1）甲图中的是木块，它与桌面之间的摩擦是滑动摩擦，而乙图中的是小车，它与桌面之间是滚动摩擦，其摩擦力较小可以忽略，实验更准确些。 （2）小金在用图甲装置实验中，保持F1和F2大小相等，将小车扭转一定角度，松手后发现小车无法在原位置静止。可见，两个力不在一条直线上，这两个力就不能平衡，小金进行此实验的目的是探究二力平衡时，必须满足的条件之一是作用在一条直线上。 （3）如图所示，可以通过改变砝码的个数来改变砝码盘对绳的拉力大小，从而改变绳子对车拉力的大小。 考点02 摩擦力 1. 摩擦力的存在 （1）概念：两个相互接触的物体，当它们将要发生或已经发生相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做摩擦力。 （2）摩擦力产生条件 ①物体之间接触；②发生挤压（有压力）；③接触面粗糙；④发生相对运动或有相对运动趋势。 （四个条件要同时满足才能产生摩擦力） 2. 摩擦力的方向 摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反（或与相对运动趋势的方向相反）。 注意：摩擦力不一定是阻力，有时也可以是动力（比如人走路时，地面对脚的摩擦力是向前的，推动人前进）。 3. 摩擦力的分类 静摩擦力：物体有相对运动趋势但尚未运动时产生的摩擦力。 滑动摩擦力：物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦力。 滚动摩擦力：物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力。 4. 影响滑动摩擦力大小的因素（探究实验） （1）实验原理 二力平衡：只有当木块做匀速直线运动时，水平方向的拉力才等于摩擦力。 测量方法：用弹簧测力计测出的拉力大小，间接反映摩擦力大小。 （2）实验方法 探究压力的影响：保持接触面粗糙程度不变（都用木板），改变压力（甲 vs 乙，加不加砝码）。 探究接触面粗糙程度的影响：保持压力不变（都不加砝码），改变接触面（甲 vs 丙，木板 vs 棉布）。 （3）实验结论 ①压力大小：压力越大，滑动摩擦力越大。 ②接触面的粗糙程度：接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 （4）实验的改进： 改进实验不需要控制木板匀速直线运动，便于操作，便于读数等。 5. 增大与减小摩擦力的方法 增大有益摩擦：增大压力（如捏紧刹车把手）、使接触面更粗糙（如鞋底花纹、轮胎花纹）。 减小有害摩擦：减小压力、使接触面更光滑（如润滑油）、变滑动为滚动（如滚珠轴承）、气垫或磁悬浮。。 【温馨提示】 1. 摩擦力的计算 （1）滑动摩擦力大小的计算：当物体处于静止或匀速直线运动状态时，根据平衡力求取，若压力和接触面不变，则物体不处于平衡状态时滑动摩擦力大小也不变。 （2）静摩擦力大小的计算（及影响因素）：静摩擦力大小只与外力有关（与压力和接触面粗糙程度无关，注意与滑动摩擦力作区分），如使用5N的力无法推动物体，则f=5N，使用10N的力还是无法推动此物体，此时f=10N。 2. 摩擦力方向的判断： ①根据概念，摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反； ②根据物体处于平衡状态时受到平衡力，进行受力分析，根据其他力判断摩擦力的方向。 ③用假设法，假设接触面光滑从而先判断出相对运动趋势的方向，摩擦力与此方向相反。 1．滑板运动是年轻人中非常流行的一项时尚运动。滑板由板面、滑板支架（滑板桥）和四个滑板轮等部分组成，板面上表面粗糙，如图所示。下列说法正确的是（     ） A．滑板上表面粗糙是为了减小人与滑板间的摩擦 B．滑板上表面粗糙是为了增大人与滑板间的摩擦 C．滑板上表面粗糙是为了减小滑板轮与地面间的摩擦 D．滑板上表面粗糙是为了增大滑板轮与地面间的摩擦 【答案】B 【详解】滑板上表面粗糙这是在压力一定的情况下，通过增大接触面的粗糙程度来增大人与滑板之间的摩擦，故B正确，ACD错误。 故选B。 2．某同学利用完全相同的两块木块A、 B设计了如图所示的实验，实验时木板保持静止。用弹簧测力计水平拉动木块，使其做匀速直线运动，木板甲和木板乙表面粗糙程度不同，关于该实验下列说法正确的是（　　） A．图1中，A对木板甲的摩擦力方向水平向左 B．图2中，A所受到的摩擦力小于滑力计对A的拉力 C．图3中，A、B一起匀速直线运动时，B没有受到摩擦力 D．图1、图3两次实验，可知摩擦力的大小与压力大小有关 【答案】C 【详解】A．图1中A向右匀速运动，A相对于木板向右运动，木板对A的摩擦力向左，根据力的作用是相互的，A对木板的摩擦力方向水平向右，故A错误； B．图2中A做匀速直线运动，水平方向受力平衡，A受到的摩擦力大小等于弹簧测力计对A的拉力，故B错误； C．图3中A、B一起匀速直线运动，B与A之间没有相对运动、也没有相对运动的趋势；若B受摩擦力，水平方向没有其他力平衡，B无法保持匀速直线运动，因此B没有受到摩擦力，故C正确； D．探究摩擦力大小与压力的关系，需要控制接触面粗糙程度相同，图1接触面是木板甲、图3接触面是木板乙，二者粗糙程度不同，无法得到摩擦力与压力的关系，故D错误。 故选C。 3．在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，小张做了如图甲所示的三次实验，用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。实验中第1次和第2次用相同的长木板，第3次用表面更加粗糙的长木板。 （1）实验时小张用弹簧测力计测出滑动摩擦力的大小，请写出拉动弹簧测力计时的注意事项，并解释该实验测摩擦力的原理__________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________。 （2）刚开始小英做第1次实验时控制不好力度，拉力随时间变化的图像如图乙所示，木块的速度随时间变化的图像如图丙所示，则木块在第7s时的摩擦力为_______N。 （3）小芳同学将实验方法进行了改进，实验装置如图丁所示：将弹簧测力计一端固定，另一端钩住木块，木块下面是一长木板，实验时拉着长木板沿水平地面向右运动，此时木块受到的摩擦力方向_______，这样改进的好处：_____________________________________________________________________________。 【答案】(1)注意事项：沿水平方向匀速直线拉动木块。 原理：当木块做匀速直线运动时，水平方向上滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，根据二力平衡原理，滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的拉力大小。 (2)3 (3) 水平向右 不需要控制长木板匀速运动，操作更简便；弹簧测力计示数稳定，方便读数 【详解】（1）见答案 （2）由图丙可知，2~6s木块做匀速直线运动，受力平衡，结合图乙可知此时拉力为3N，因此滑动摩擦力为3N；滑动摩擦力只和压力大小、接触面粗糙程度有关，第7s木块减速运动时，这两个条件都不变，因此摩擦力大小不变，仍为3N。 （3）木块相对向左运动，滑动摩擦力阻碍相对运动，因此方向水平向右； 改进后木块始终保持静止，无论木板运动速度如何，木块受力都平衡，摩擦力始终等于测力计拉力，因此不需要控制木板匀速运动，且测力计静止更方便读数。 4．若人不“扫刷”冰面时，可认为水平冰面的粗糙程度不变，如图所示，人用水平向右大小不同的力F推动冰壶从A运动到D，冰壶运动到D点后，人不再施力，冰壶继续向前运动。 （1）在AC段推力，冰壶做匀速直线运动。AC段冰壶受到的摩擦力为_________N。在CD段，推力减小为4N，冰壶受到的摩擦力为_________N。 （2）冰壶运动到D点后继续向前运动若适当“扫刷”冰面，冰壶能够运动更长的距离，这是利用_________的方法减小摩擦力。 （3）推理可知：如果冰壶运动时不受阻力，它将__________________。（选填“保持静止”、“保持匀速直线运动”或“保持静止或匀速直线运动”） 【答案】(1) 5 5 (2)减小接触面粗糙程度 (3)保持匀速直线运动 【详解】（1）[1][2]在AC段推力，冰壶做匀速直线运动，故受力平衡，推力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，摩擦力为5N，在CD段，推力减小为4N，但压力大小和接触面的粗糙程度没变，故滑动摩擦力大小也不变，仍为5N。 （2）由题意知，用毛刷刷冰可以改变水平冰面的粗糙程度，减小了冰壶与冰面之间的摩擦力，从而使冰壶能够运动更长的距离。 （3）由实验可以看出，冰壶所受的阻力减小，向前滑行的距离变大，速度减小变慢，据此推理可知，如果冰壶运动时不受阻力，它将运动的无穷远，速度大小不变，即做匀速直线运动。 摩擦力有无与方向的“平衡反推四步法” 一、解题通法——平衡反推四步法 判状态、分方向、查缺口、定摩擦；摩擦有无不看接触和运动，只看受力是否平衡。 四步流程 步骤 操作 说明 ①判状态 物体静止或匀速直线运动→受力平衡；加速/减速/转弯→不平衡 只有平衡状态才能用平衡法反推摩擦力 ②分方向 水平方向、竖直方向分别分析；斜面情境拆成沿斜面、垂直斜面 逐方向查缺口 ③查缺口 某个方向上已有力能否两两抵消？是否有"多余的"力需要被抵消？ 无缺口→无摩擦；有缺口→必有摩擦补齐 ④定摩擦 摩擦力方向与"相对运动趋势方向"相反；大小由平衡条件求出（静摩擦）或由压力和粗糙程度决定（滑动摩擦） 静摩擦力大小=同一方向上其他力的合力；滑动摩擦力大小与压力、粗糙程度有关，与运动速度、推力大小无关 二、方向判断 1.方向判断的“相对接触面”原则 找施力物体作参考，看相对接触面往哪去；相对运动/趋势的反方向，就是摩擦力方向。 2.静摩擦力方向的“假设光滑法” 假设接触面突然绝对光滑，物体会向哪个方向滑→这个方向就是相对运动趋势方向。 静摩擦力方向与趋势方向相反。 三、易错警示 1.摩擦力可以是动力也可以是阻力：取决于摩擦力方向与运动方向的关系，不只看“阻碍运动”。 2.静摩擦力大小由平衡条件决定，与压力大小无直接关系；滑动摩擦力大小由压力和粗糙程度决定，与运动速度、外力大小无关。 3.“相对”是相对接触面，不是相对地面：传送带上的物体，摩擦力方向与传送带运动方向相同（物体相对传送带向后滑）。 4.自行车后轮是驱动轮，受向前的摩擦力（动力）；前轮是从动轮，受向后的摩擦力（阻力）。 5.静摩擦力的大小是变化的：推桌子没推动时，静摩擦力等于推力（而不是固定值）。推力增大，静摩擦力也增大，直到达到最大静摩擦力，桌子开始滑动。 6.滚动摩擦远小于滑动摩擦：这就是为什么轮子是人类最伟大的发明之一——它把滑动摩擦变成了滚动摩擦，大大减小了阻力。 角度01 摩擦力有无的判断 1．如图是正在匀速运行的水平传送带的俯视示意图。某时刻行李箱M、N运动到如图所示位置，下列说法正确的是（　　） A．仅N行李箱受到摩擦力 B．M、N行李箱均受到摩擦力的作用 C．M行李箱对传送带的压力和它受到的支持力是一对平衡力 D．N行李箱此刻受平衡力 【答案】A 【详解】AB．M在传送带直线段，随传送带一起做匀速直线运动，和传送带之间没有相对运动，也没有相对运动趋势，因此M不受摩擦力；N在传送带转弯处做曲线运动，运动方向不断改变，需要摩擦力改变其运动状态，因此N受到摩擦力。故A正确，B错误； C．M对传送带的压力作用在传送带上，M受到的支持力作用在M上，两个力作用在不同物体上，不是一对平衡力，故C错误； D．N做曲线运动，运动方向不断改变，运动状态一直在改变，因此受到的是非平衡力，故D错误。 故选A。 2．大型机场通常会在水平路面安装平地电梯，帮助旅客在航站楼内快速通行，减少长距离步行的时间和体力消耗。 （1）当旅客站立在电梯上，随电梯水平向前匀速直线运动时，旅客相对电梯是_________（填“运动”或“静止”）的，此时旅客和电梯之间_________（填“有”或“无”）摩擦力； （2）登机时间临近，旅客在平地电梯上以相对地面2米/秒的速度走过90米长的距离，需_________秒。 【答案】(1) 静止 无 (2)45 【详解】（1）当旅客站立在电梯上，随电梯水平向前匀速直线运动时，旅客相对电梯位置没有变化，旅客是静止的。由于旅客与电梯之间没有发生相对运动，也没有相对运动的趋势，故旅客与电梯之间没有摩擦力。 （2）旅客需要的时间为。 角度02 摩擦力方向的判定 1．如图所示，物体甲、乙叠放在物体丙上，丙置于水平地面上，水平力F作用于乙，使甲、乙、丙一起做匀速直线运动，则各接触面间摩擦力的情况是（　　） A．乙对丙有向左的摩擦力 B．丙对甲有向左的摩擦力 C．物体丙受到三个摩擦力作用 D．丙对地面有向右的摩擦力 【答案】D 【详解】A．以乙为研究对象，乙水平方向受到向右的拉力F作用，由于乙做匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，丙对乙有向左的静摩擦力，且此静摩擦力与F平衡；由于力的作用是相互的，所以乙对丙有向右的静摩擦力，故A错误； B．对甲进行受力分析，甲做匀速直线运动，处于平衡状态，若甲受到丙对它的摩擦力，则甲受力不平衡，无法做匀速直线运动，所以丙对甲没有摩擦力，故B错误； C．以整体为研究对象，甲、乙、丙整体做匀速直线运动，水平方向受到向右的拉力F，根据二力平衡可知，地面对丙有向左的滑动摩擦力；由于乙对丙有向右的静摩擦力，则丙受到乙对其向右的摩擦力和地面对其向左的摩擦力，共两个摩擦力，故C错误； D．根据力的作用是相互的，地面对丙有向左的滑动摩擦力，那么丙对地面有向右的滑动摩擦力，故D正确。 故选D。 2．如图所示，体重是50kg的小明顺着竖直的杆匀速下滑。 （1）小明在沿比杆粗糙的绳匀速下滑，其沿绳受到的摩擦力为f绳、沿杆下滑受到的摩擦力为f杆， 则f绳_______f杆（选填“>”，“=”，“<”）。 （2）若小明沿杆匀速向上爬，他受到的摩擦力的方向_______，摩擦力的大小是_______N 。 【答案】(1)= (2) 竖直向上 500 【详解】(1)小明在沿绳或杆匀速下滑时，受到的是竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力f。由题意可知，小明始终是匀速下滑，处于平衡状态，所以摩擦力与重力是一对平衡力，大小均与重力相同，即f绳＝f杆。 (2)[1]小明沿杆匀速向上爬，此处相对运动趋势方向是竖直向下，因此摩擦力方向为竖直向上。 [2]小明的重力为G=mg＝50kg×10N/kg＝500N，此时其重力仍与摩擦力是一对平衡力，因此摩擦力大小与重力相等为500N。 角度03 摩擦力大小的平衡求解 1．如图所示，物体A重30N，用的力垂直压在墙上使其静止不动，则物体A所受的摩擦力是__________N；物体B重30N，受到的水平推力静止不动，则物体B所受的摩擦力是__________N。 【答案】 30 20 【详解】[1]A处于静止状态，属于平衡状态，所以受到的是平衡力，摩擦力与重力是一对平衡力，两个力的大小相等，A的重力的大小为30N，所以摩擦力也是30N。 [2]B处于静止状态，属于平衡状态，所以受到的是平衡力，摩擦力与推力是一对平衡力，两个力的大小相等，推力的大小为20N，所以摩擦力也是20N。 2．如图甲所示，水平地面上的物体，受到方向不变的推力F的作用，其F﹣t和v﹣t的图象分别如图乙、丙所示。由图象可知： （1）t＝2s时，物体受到的摩擦力大小为__________ N。 （2）t＝4s时，物体处于__________ 状态，受到的摩擦力大小为__________ N。 （3）6﹣9s内，物体受到的摩擦力__________ 推力（选填“大于”“等于”或“小于”）。 【答案】(1)30 (2) 加速直线运动 60 (3)大于 【详解】（1）由图可知：t＝2s时，物体静止，处于平衡态，由二力平衡条件可知，推力等于摩擦力，此时他的推力为30N，故物体受到的摩擦力是30N。 （2）[1][2]因为9～12s内物体做匀速直线运动，此时摩擦力等于推力等于60N，3～6s内物体做加速直线运动，因为物体对水平地面的压力和水平面的粗糙程度不变，故摩擦力不变，也是60N。 （3）由图可知，6﹣9s内物体受到的推力小于60N，做减速运动，所以物体受到的摩擦力大于推力。 1．（2023·浙江衢州·中考真题）摩擦与生活息息相关，下列措施能增大摩擦的是（　　） A．用光滑的材质做滑梯 B．鞋底做有凹凸的花纹 C．机器转轴处加润滑油 D．用滚动代替滑动 【答案】B 【详解】A．用光滑的材质做滑梯，是在压力一定时，通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力，故A不符合题意； B．鞋底做有凹凸的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故B符合题意； C．机器转轴处加润滑油，是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力，故C不符合题意； D．用滚动代替滑动，是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力，故D不符合题意。 故选B。 2．（2025·浙江·中考真题）如图，一只企鹅站在冰面上，享受着“日光浴”，下列说法正确的是（　　） A．企鹅所受的重力与企鹅所受的支持力方向相同 B．企鹅所受的重力与企鹅对冰面的压力方向相反 C．企鹅所受的重力与企鹅所受的支持力大小相等 D．企鹅对冰面的压力与冰面对企鹅的支持力是一对平衡力 【答案】C 【详解】A．重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，方向竖直向下；支持力是冰面对企鹅的作用力，方向垂直于冰面向上。所以企鹅所受的重力与企鹅所受的支持力方向相反，故A错误； B．企鹅所受的重力方向竖直向下，企鹅对冰面的压力方向也是垂直于冰面向下，二者方向相同，故B错误； C．企鹅站在冰面上处于静止状态，处于平衡状态的物体受到的力是平衡力。企鹅在竖直方向上受到重力和冰面的支持力，这两个力是一对平衡力，根据二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上，可知企鹅所受的重力与企鹅所受的支持力大小相等，故C正确； D．平衡力是作用在同一个物体上的两个力，而企鹅对冰面的压力作用在冰面上，冰面对企鹅的支持力作用在企鹅上，这两个力分别作用在两个不同的物体上，它们是一对相互作用力，不是平衡力，故D错误。   故选C。 3．（2023·浙江绍兴·中考真题）学习了弹簧秤的使用后，小敏完成了下列实验（弹簧秤重力不计）： （1）小敏将弹簧秤挂钩连在墙上，在拉环处施加水平向左10牛的力使弹簧秤水平静止（图甲），此时弹簧秤的读数为__________牛； （2）小敏取下弹簧秤，连接在两个相同木块之间（图乙），用水平向左10牛的力使整体一起做匀速直线运动。此时弹簧秤的读数__________（选填“>”、“=”或“<”）图甲中的读数，木块A所受到的摩擦力为__________牛。 【答案】 10 < 5 【详解】（1）[1]根据题意知道，弹簧秤水平静止，则弹簧秤处于平衡状态，受平衡力作用，根据二力平衡知识知道，此时墙对弹簧秤的拉力也是10N，即弹簧秤的读数为10N。 （2）[2][3]以弹簧秤和两个相同木块整体为研究对象，一起做匀速直线运动，则整体处于平衡状态，受平衡力作用，根据二力平衡知识知道，此时AB受到的滑动摩擦力的大小之和与弹簧测力计的示数相等为10N，又因为AB是相同的木块，所以，受到的摩擦力大小相等，方向相同，故木块A所受到的摩擦力为 以B为研究对象，由于做匀速直线运动，则处于平衡状态，受平衡力作用，根据二力平衡知识知道，受到的滑动摩擦力的大小与弹簧测力计的示数相等，所以弹簧测力计的示数是5N，小于图甲中的读数。 4．（2025·浙江·中考真题）欲探究影响滑动摩擦力的因素，小明设计了如图所示的实验。 （1）定滑轮的作用是______________________； （2）木块处于哪种状态时可以测得滑动摩擦力的大小？____________________________________________ （3）为了探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响，可放置毛巾改变接触面的粗糙程度，则应将毛巾放在何处？___________________________________； （4）分别改变木块的质量和拉动木板的速度，比较滑动摩擦力的大小，可得出结论：____________________ _______________________________________________________________________________________。 【答案】(1)改变力的方向 (2)木块和木板之间相对滑动时 (3)放在木块下面，长木板上面 (4)通过改变木块质量来改变压力大小，会发现压力越大，滑动摩擦力越大；而改变拉动木板的速度，会发现滑动摩擦力大小不变。故可得出结论：滑动摩擦力的大小与压力大小有关，压力越大，滑动摩擦力越大；滑动摩擦力的大小与物体运动速度无关。 【详解】（1）定滑轮的作用是改变力的方向，但不能改变力的大小。 （2）当木板在光滑的水平桌面发生相对运动时，木板与桌面没有摩擦力，木块相对地面静止且木块与木板之间相对滑动时，木板只与木块间存在摩擦力，弹簧测力计的示数等于木块受到的滑动摩擦力；因为当木板运动时，木块相对地面静止，但相对木板滑动，此时木块在水平方向上受到弹簧测力计的拉力和滑动摩擦力，二力平衡，所以弹簧测力计读数即为滑动摩擦力大小。 （3）为了探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响，应将毛巾放在木块下面，长木板上面。这样木块与毛巾接触，改变了原来木块与长木板的接触面粗糙程度，同时能保证压力等其他因素不变，符合控制变量法的要求。 （4）略。 ⚡基础速刷 1．为安全起见，在下坡路上，小华握紧自行车刹车闸缓慢行驶。在此过程中，增大滑动摩擦力的方法是（     ） A．增大压力 B．减小速度 C．增大接触面积 D．增大接触面的粗糙程度 【答案】A 【详解】接触面的粗糙程度和压力影响滑动摩擦力的大小，刹车时用力捏紧刹把，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力的方法增大摩擦力。 故选A。 2．筷子提米实验中，当杯子和米处于静止状态时，筷子受到的摩擦力方向正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】筷子提米，当杯子和米处于静止时受力平衡，此时杯子和米所受重力与筷子对米的摩擦力平衡，重力的方向竖直向下，则筷子对米的摩擦力竖直向上，由力的作用相互性可知，米对筷子的摩擦力方向竖直向下。 故选B。 3．如图所示，弹簧秤和细线的重力及一切摩擦不计，物重，则弹簧秤A和B的示数分别为（     ） A．1N，0 B．1N，1N C．2N，1N D．1N，2N 【答案】B 【详解】左图中，重物受到绳子的拉力与重力二力平衡，绳子对重物的拉力为，则绳子对弹簧秤的拉力为，弹簧秤的示数为； 右图中，左右两侧重物受到绳子的拉力与各自的重力二力平衡，绳子对重物的拉力均为，则两侧绳子对弹簧秤的拉力均为，弹簧测力计的示数取决于一侧绳子的拉力，弹簧秤的示数为，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．如图，是静止在地面上的歼-15T战斗机，下列说法正确的是（　　） A．受到重力、压力、支持力和摩擦力四个力 B．受到的支持力和它对地面的压力是相互作用力 C．对地面的压力和地面对它的摩擦力是一对平衡力 D．轮胎上有凹凸花纹是为了减小摩擦 【答案】B 【详解】A．静止在水平地面的战斗机，只受到重力和地面的支持力两个力；压力是战斗机对地面的力，不是战斗机的受力，且战斗机水平方向没有相对运动趋势，不受摩擦力，故A错误； B．战斗机受到的支持力和它对地面的压力是同一性质的力，同时产生、同时消失，是一对相互作用力，故B正确； C．平衡力需要作用在同一物体上，战斗机对地面的压力作用在地面上，且本题中不存在摩擦力，两个力完全不满足平衡力的条件，故C错误； D．轮胎上的凹凸花纹，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，不是减小摩擦，故D错误。 故选B。 5．如图所示，作用在物体上的两个力，能使物体保持匀速直线运动状态的是（    ） A．①② B．①③ C．②③ D．③④ 【答案】C 【详解】图②或③中的两个力，满足作用在同一个物体上，且大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力，故能使物体保持匀速直线运动状态。 图①或④中的两个力，都没有作用在同一条直线上，不是一对平衡力，不能使物体保持匀速直线运动状态，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6．如图，重为500 N的小塘沿着竖直的直杆匀速上爬，此阶段他受到的摩擦力为；小塘停在A处稍作休息，此阶段他受到的摩擦力为。下列说法正确的是（　　） A．，方向竖直向下 B．，方向竖直向下 C．，方向都竖直向上 D．，方向都竖直向上 【答案】D 【详解】小塘匀速上爬、静止休息，两种状态都是平衡状态，竖直方向重力与摩擦力二力平衡。重力，方向竖直向下，因此摩擦力方向竖直向上，则， 即。 故选D。 7．如图所示，木块在水平向右的推力F的作用下，沿水平桌面运动，F与时间t的关系如图所示。0~2s内，木块做匀速直线运动，下列分析正确的是（　　） A．0~2s内，木块所受的摩擦力方向向右 B．3~4s内，木块所受的摩擦力大小为2N C．3~4s内，木块做匀速直线运动 D．若第4s时撤去F，木块将立即停止运动 【答案】B 【详解】由F - t图像可知，0~2s内，推力，木块做匀速直线运动，处于平衡状态，根据二力平衡条件可知，此时木块所受摩擦力；2~4s内，推力，木块做加速直线运动，由于滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，这两个因素不变，所以木块所受摩擦力仍为2N。 A．因为木块向右运动，根据摩擦力方向与物体相对运动方向相反，所以0~2s内，木块所受的摩擦力方向向左，故A错误； B．由上述分析可知，2~4s内木块所受摩擦力大小不变，仍为2N，所以3~4s内，木块所受的摩擦力大小为2N，故B正确； C．由F - t图像可知，3~4s内，推力，大于此时的摩擦力2N，根据力与运动的关系，物体受力不平衡时做变速运动，所以木块做加速直线运动，故C错误； D．若第4s时撤去F，木块由于惯性，不会立即停止运动，还会继续向前运动一段距离，故D错误。 故选B。 8．手握瓶子实验中，瓶子被手慢慢提起(如图所示)，正确的是（     ） A．手对瓶子产生的压力与手向上的摩擦力是一对平衡力，使瓶子不掉下来 B．手对瓶子有向下的摩擦力 C．手对瓶子有向上的摩擦力 D．手对瓶子的压力与瓶子对手的支持力是一对平衡力，使瓶子不掉下来 【答案】C 【详解】A．手对瓶子的压力是水平方向的，摩擦力是竖直方向的，两个力不在同一直线上，不是平衡力，故A错误； BC．瓶子有向下掉落的趋势，因此手对瓶子的摩擦力方向与相对运动趋势相反，是向上的，故B错误，C正确； D．手对瓶子的压力与瓶子对手的支持力是作用在两个物体上的相互作用力，故D错误。 故选C。 9．小宇同学用如图所示的装置“探究二力平衡的条件”，不考虑两边细绳的重力对实验的影响。关于这个实验以下描述正确的是（　　） A．实验时要把小车放在粗糙的水平桌面上实验效果更好 B．小车左侧受到的拉力就是左边托盘和盘内砝码的总重力 C．只有小车处于静止状态时，小车才受到平衡力的作用 D．当小车平衡后，小宇将小车转过一个角度，设计此实验的目的是为了探究不在同一直线上的两个力是否彼此平衡 【答案】D 【详解】A．“探究二力平衡的条件”实验时，很重要的一点就是尽量减小摩擦力对实验的影响，所以要把小车放在光滑的水平桌面上实验效果更好，故A错误； B．由于小车和桌面间存在摩擦力，所以小车左侧受到的拉力不一定等于左边托盘和盘内砝码的总重力，故B错误； C．静止状态和匀速直线运动状态都是平衡状态，都受平衡力作用，故C错误； D．当小车平衡后，将小车转过一个角度，两个力不在同一直线上，二力不平衡，故松手后小车转动，不能保持平衡，设计此实验的目的是为了探究不在同一直线上的两个力是否彼此平衡，故D正确。 故选D。 10．如图所示，狗拉着雪橇在水平雪地上做匀速直线运动，它对雪橇的水平拉力为100牛，货物的重力为500N。 （1）货物和雪橇保持相对静止且两者的接触面水平，不计空气阻力，则雪橇对货物的摩擦力为______ 牛，地面对雪橇的摩擦力为______ ； （2）遇到了一个站点时，又往雪橇上加了200N的货物，如果雪橇还需要保持匀速直线运动，狗需要施加______ （填“大于”、“等于”或“小于”）100N的力。 【答案】(1) 0 100N (2)大于 【详解】（1）[1]相对静止时，雪橇和货物没有相对运动趋势，雪橇对货物的摩擦力为0牛； [2]水平方向上拉力与地面对雪橇的摩擦力是一对平衡力，大小相等，则摩擦力 （2）又往雪橇上加了200N的货物，接触面粗糙程度不变，对地面的压力变大，受到了摩擦力变大，还需要保持匀速直线运动，拉力变大，所以施加拉力大于100N。 🚀能力跃升 1．如图所示，完全相同的A、B两个长方体物块叠放在水平桌面上，用的水平向右的力作用在A物块上，A、B一起向右做匀速直线运动。下列相关说法中正确的是（　　） ①物块B受到的重力和地面对B的支持力是一对平衡力 ②物块A对B的摩擦力大小是20N，方向向右 ③地面对物块B的摩擦力大小是20N，方向向右 ④ 物块A对B的摩擦力和地面对B的摩擦力是一对平衡力 A．①②③ B．③④ C．②④ D．①②④ 【答案】C 【详解】①物块B受到的重力小于地面对B的支持力（地面对B的支持力等于A和B的重力之和），所以这两个力不是一对平衡力，故①错误； ②A向右做匀速直线运动，水平方向受到向右的拉力F和B对A向左的摩擦力，这两个力是一对平衡力，大小相等，即B对A的摩擦力为20N；根据相互作用力，A对B的摩擦力大小是20N，方向向右，故②正确。 ③B向右做匀速直线运动，水平方向受到A对B向右的摩擦力和地面对B向左的摩擦力，这两个力是一对平衡力，所以地面对物块B的摩擦力大小是20N，方向向左，故③错误； ④ 物块A对B的摩擦力和地面对B的摩擦力，都作用在B上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力，故④正确。 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．如图所示，在18N的水平拉力F作用下，木板A在水平地面匀速向右运动的过程中，物体B相对于地面静止，此时弹簧测力计的示数为4N，则B所受滑动摩擦力方向水平向___________，B受到的摩擦力大小为___________N，A受到地面的摩擦力方向为水平向___________，大小为___________N，当水平拉力F增大到20N，A受到地面的摩擦力大小为___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。 【答案】 右 4 左 14 不变 【详解】[1]木板A向右匀速运动，物体 B 相对于 A 向左滑动，因此 B 受到的滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，即水平向右。 [2]物体 B 相对于地面静止，处于平衡状态，水平方向上弹簧测力计的拉力与 B 受到的滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，已知弹簧测力计示数为 4N，B 受到的摩擦力大小为4N。 [3][4]木板 A 向右运动，地面给 A 的摩擦力方向与运动方向相反，即水平向左。 木板 A 匀速向右运动，处于平衡状态，水平方向上受到向右的拉力 F、B 对 A 向左的摩擦力（与 B 受到的摩擦力是相互作用力，大小为 4N）、地面对A向左的摩擦力f地。 根据力的平衡有， 受到地面的摩擦力 [5]滑动摩擦力的大小只与压力和接触面粗糙程度有关，拉力增大到 20N 时，A 对地面的压力和接触面粗糙程度均不变，因此 A 受到地面的摩擦力大小不变。 3．某小组探究“滑动摩擦力大小与压力、重力两个因素是否有关”，设计了如图装置：在水平放置的台式测力计上放质量不计的白纸，再在白纸上压金属盒，金属盒右边连接弹簧测力计，弹簧测力计右端固定，左边用手拉动白纸．探究小组进行了3次实验，记录如下，请根据探究记录回答： 实验步骤 台式测力计的示数 金属盒重力 弹簧测力计示数 ① 将金属盒放在质量不计的白纸上，在拉动白纸的过程中读出相关数据 5 5 2 ② 接步骤①，将质量不计的氢气球系在金属盘上，在拉动白纸的过程中读出相关数据 3 5 1.2 ③ 接步骤②，往金属盒注入适量的沙子，使台式测力计的示数为5N，在拉动白纸的过程中读出相关数据 5 7 2 （1）为了测出滑动摩擦力的大小，弹簧测力计读数时有什么要求？______ A．白纸、金属盒都必须匀速运动 B．白纸必须匀速运动，要等弹簧测力计读数稳定 C．白纸运动可以不匀速，要等弹簧测力计读数稳定 D．白纸、金属盒都必须停止运动 （2）该探究实验能得出的结论是________________________________________。 （3）科学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易于测量的物理量去间接测量，这种研究问题的方法叫做_____________。 【答案】(1)C (2)滑动摩擦力的大小与压力有关 (3)转换法 【详解】（1）金属盒在水平方向受到弹簧测力计的拉力与摩擦力的作用，金属盒处于平衡状态时，拉力与摩擦力是一对平衡力，由平衡条件可知，摩擦力等于测力计的示数；实验时必须保持金属盒处于平衡状态，即金属盒静止或做匀速直线运动，白纸既可以做匀速直线运动，也可以不做匀速直线运动，故选C。 （2）由表中实验数据可知，滑动摩擦力的大小与压力有关，接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力随压力增大而增大，与重力大小无关。 （3）转换法主要在对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量的研究上，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量。 4．如图甲所示是小科探究二力平衡条件时的实验情境。 （1）小科将系于小卡片（重力可忽略不计）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，并通过调整________来改变拉力大小； （2）为了探究相互平衡的两个力是否作用在同一直线上，小科进行如下操作：________（填“旋转”“翻转”或“下拉”）小卡片，松手后小卡片不能平衡； （3）在探究同一问题时，小华将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，同学们认为小科的实验装置优于小华。其主要原因是________（填字母）。 A．可减小摩擦力对实验的影响 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保持平衡 D．小卡片容易扭转 【答案】(1)钩码数目 (2)旋转 (3)A 【详解】（1）小卡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卡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，即通过调整钩码数目可改变拉力的大小。 （2）为了探究相互平衡的两个力是否作用在同一直线上，需要旋转小卡片，使两个拉力不在同一直线上，松手后小卡片不能平衡，以此验证两个力必须在同一直线上才能平衡。 （3）小科的实验装置（甲图）中，小卡片的重力可忽略不计，且通过滑轮拉小卡片，能减小摩擦力对实验的影响；而小华的实验（乙图）中，木块放在水平桌面上，会受到较大的摩擦力，影响实验结果。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5．小嘉为了探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关，设计了以下4个实验步骤（图甲）。 【建立猜想】 （1）根据步骤3和4可知，小嘉设计这两步实验基于的猜想是____________________________________。 【数据处理】 （2）实验中，使用的弹簧测力计、细线、木块和木板等器材完全相同。将玻璃板、木板固定，用弹簧测力计沿水平方向以相同的速度匀速向右拉动木块，每个步骤经多次实验测得数据平均值如下。 步骤1 步骤2 步骤3 步骤4 弹簧测力计的示数/N 0.3 0.6 1.2 1.2 每个木块重均为2牛，试分析出木块在木板上受到的摩擦力f与木块重G之间的定量关系：______。 【实验改进】 （3）小嘉发现同一步骤每次实验结果差异较大，于是用拉力传感器对实验装置进行了改进（图乙）。细线一端连接木块，另一端连接固定的拉力传感器，拉力传感器显示的示数即为细线的拉力大小。实验时，向右拉动木板，待木块相对于固定的拉力传感器保持______（选填“静止”或“运动”）时，读出相关示数即为摩擦力大小。此改进的优点是不需要匀速拉动木板，因为不管木板是否做匀速运动，木块受到的摩擦力和传感器对它的拉力始终__________________。 【答案】(1)摩擦力的大小与接触面积大小有关 (2) (3) 静止 大小相等 【详解】（1）步骤3和4中压力和接触面粗糙程度相同，而接触面积不同，根据步骤3和4可知，小嘉设计这两步实验基于的猜想是滑动摩擦力与接触面积有关。 （2）实验中，使用的弹簧测力计、细线、木块和木板等器材完全相同。将玻璃板、木板固定，用弹簧测力计沿水平方向以相同的速度匀速向右拉动木块，木块在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡的条件，弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小，每个木块重均为2牛，由步骤2、3、4可知，木块在木板上受到的摩擦力f与木块重G之间的比值为 摩擦力f与木块重G之间的定量关系。 （3）改进实验中，向右拉动木板，待木块相对于拉力传感器保持静止时，木块处于平衡状态；无论木板是否匀速运动，木块始终静止，摩擦力和传感器的拉力始终是一对平衡力，大小相等，因此不需要控制木板匀速运动。 🌟思维挑战 1．如图所示是深受年轻人喜爱的电动平衡车。下表是它的一些参数。 型号 最大速度 满电时最大行程 最大爬坡角度 车身质量 最大负荷 小米 Ninebot 16km/h 28km 150 16kg 120kg 表中“最大负荷”为平衡车能承载的最大质量。 （1）人站在平衡车上且车处于水平地面静止时，车对地面的压力和地面对车的支持力是一对___________。平衡车在行驶过程中突然急刹车，人会被甩出去，这是因为人具有___________； （2）平衡车的轮胎表面有凹凸不平的花纹，是为了________________防止平衡车打滑； （3）若平衡车行驶过程中受到的摩擦力是平衡车总重的0.02倍，车轮与地面的总接触面积为，当该车在水平公路以最大负荷状态匀速直线行驶时，g=10N/kg。求： ①平衡车所受的牵引力； ②求平衡车以最大速度匀速行驶400米所需的时间。 【答案】(1) 相互作用力 惯性 (2)增大摩擦力 (3)①27.2N；②0.025h 【详解】（1）[1]人站在平衡车上且车处于水平地面静止时，车对地面的压力和地面对车的支持力同时作用在地面和车上，符合相互作用力的特点，是一对相互作用力。 [2]平衡车在行驶过程中突然急刹车，由于人具有惯性，仍然要保持原来的运动状态，人会被甩出去。 （2）平衡车的轮胎表面有凹凸不平的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。 （3）①[1]当平衡车上承载最大负荷时，平衡车的总重力 平衡车行驶过程中受到的摩擦力是平衡车总重的0.02倍，平衡车受到的摩擦力 因为车处于平衡状态，水平方向上受到的牵引力和摩擦力是一对平衡力，二力大小相等，所以，平衡车所受的牵引力 ②[2]平衡车以最大速度匀速行驶400米所需的时间。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $