5.3 二力合成 二力平衡（分层作业）物理新教材沪科版（五四学制）八年级上册

**基本信息** 本同步练习通过A、B、C三层递进设计，全面覆盖二力合成与平衡知识点，从基础概念理解到综合应用探究，梯度清晰，适配新授课知识巩固与科学思维培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A组巩固过关|合力与合成、二力合成规律、平衡条件及应用|以选择、填空为主，如通过拉汽车实例（题1）建立合力概念，实验题（题2、14）强化平衡条件理解，夯实物理观念| |B组能力进阶|合成规律应用、平衡条件综合分析|增加多选题（题23）和实验拓展（题24），结合运动情景（题26）分析合力变化，培养科学推理能力| |C组思维拔高|实际问题综合应用|设置流体阻力阅读题（题29）、神舟飞船返回舱情境（题28），融合科学探究与社会责任，提升质疑创新能力|

第3节 二力合成 二力平衡 合力与力的合成知识点1 1. 【答案】 相同 合力 2. 【答案】 相同 力F1、F2对弹簧产生的作用效果与力F的作用效果相同 3. 【答案】 合力 ③ 4. 【答案】C 二力合成的规律知识点2 5．【答案】D 6．【答案】C 7. 【答案】D 8．【答案】(1)相反； (2)下；(3)两次都将橡皮筋的端点拉到同一位置 F1和F2​ 1N 9. 【答案】（1）2.5N；（2）2.9N，竖直向下；（3）2.1N，竖直向下 【详解】（1）足球所受的重力 （2）重力方向竖直向下，大小始终为2.5N，足球在竖直上升过程中受到的阻力的方向竖直向下，大小为0.4N，故足球在竖直上升过程中受到的合力的方向竖直向下，大小为 （3）足球在竖直下降过程中受到的阻力的方向竖直向上，足球在竖直下降过程中受到的合力大小 方向竖直向下。 二力平衡的条件 知识点3 10. 【答案】A 11. 【答案】C 12. 【答案】B 13. 【答案】C 14．【答案】D 15. 【答案】(1)平衡；加重砝码的质量/减小卡片的质量；(2)仍静止不动 二力平衡条件的应用知识点4 16. 【答案】B 17．【答案】A 18． 19. 【答案】 10000 10000 等于 20. 【答案】(1) 1.5×104N (2) (3) 【详解】（1）汽车受到的重力 （2）汽车受到的阻力是其重力的0.1倍，汽车受到的阻力 （3）汽车在平直公路上匀速行驶，处于平衡状态，牵引力与阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件，牵引力 21. 【答案】C 22．【答案】D 23. 【答案】BC 24. 【答案】(1)水平；(2)之和；(3)是 F3、F4共同把橡皮筋拉到B点，F′也把橡皮筋拉到同一位置B点，二者作用效果相同，所以F′就是F3、F4的合力。 25. 【答案】(1) 相等；相反；(2)转回原位置；同一条直线上；(3)同一物体上 26．【答案】A 27．  【答案】 抛出点 一直变小 28. 【答案】(1)力的作用效果；(2) 2；丙；(3)是；(4) 29．【答案】(1)D；(2)0.02N；(3)大；(4)小于；(5)5 【详解】（1）降落伞需要增大流体阻力来减缓下落速度，保障安全；动车组、核潜艇、C919大飞机都采用流线型设计来减小流体阻力，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 （2）1号小球收尾时匀速，小球受平衡力作用，阻力等于重力，故阻力为 （3）对比1、2号小球可知，当小球的半径相同时，质量大的小球收尾速度大。 （4）对于3号小球，当空气阻力等于重力时，速度为收尾速度，大小是40m/s，当速度是20m/s 时，还没有达到收尾速度，也就是说此时阻力小于重力。 （5）当物体的速度达到收尾速度时，阻力，即，雨滴下落时的收尾速度约为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 二力合成 二力平衡 目 录 A组 巩固过关 知识点1：合力与力的合成 知识点2：二力合成的规律 知识点3：二力平衡的条件 知识点4：二力平衡条件的应用 B组 能力进阶 C组 思维拔高 合力与力的合成知识点1 1. 用图甲和图乙的两种方式都能将陷入泥潭的汽车拉（推）出来。可知，同学们共同作用的效果与拖拉机作用的效果__________，说明拖拉机对汽车的拉力相当于同学们对汽车推力的__________。 2. 研究同一直线上方向相同的两个力合成的实验，如图所示，实验过程中，需要同时用力F1、F2拉弹簧和单独用力F拉弹簧，这两次拉弹簧应使弹簧的下端到达 的位置（先填“不同”或“相同”），目的是 。    3. 如图1，两个小孩能拎起一桶水，一个大人也能拎起同一桶水。由此可知，一个大人的作用力产生的效果跟两个小孩共同作用产生的效果相同，大人的作用力相当于两个小孩的力的________（填“合力”或“分力”），如图2，用弹簧测力计和相同的弹簧分别进行多次实验，其中力F可以作为F1、F2合力的有________（填序号）。 4. 下列四个现象中，一个力作用的效果与另外几个力同时作用的效果不等效的是（　　） A．一只甲壳虫和一群蚂蚁匀速移动同一片树叶的力 B．一个同学和两个同学匀速地将同一桶水从地面搬到桌子上的力 C．一头牛将一辆轿车和一群人将一辆卡车从泥沼中拉出来的力 D．两个人坐在一艘小船上，只有其中一个人划和两个人划，使船匀速运动的力 二力合成的规律知识点2 5．若一朵重力为0.03N的梅花从空中竖直下落时受到的阻力为0.01N，则这朵梅花受到的重力和阻力的合力大小以及方向分别为（     ） A．0.04N  竖直向上 B．0.04N  竖直向下 C．0.02N  竖直向上 D．0.02N  竖直向下 6．两个人在水平方向沿同一直线同时推一辆小车，两力的大小均为20牛，则两人作用的合力（　　） A．一定为0牛 B．一定为40牛 C．可能为0牛，也可能为40牛 D．缺少条件，无法判断 7. 探究“同一直线上的二力合成”实验中，将一根轻质弹簧的左端固定在O点，右端用细线连接弹簧测力计，进行a、b、c三次实验弹簧测力计示数如图，下列说法正确的是（     ） A．实验利用了“弹簧拉力与弹簧长度成正比” B．每次实验可以不必都将弹簧从A拉到B C．b实验中F1和F2的合力大于c实验中F3和F4的合力 D．实验c中测力计对弹簧的合力是4N 8．如图是探究同一直线上的两个力的合成实验出现的情景。 (1)图中表示正在探究同一直线上、方向___的两个力的合力与这两个力的大小关系； (2)在乙图中连接上方钩码的细绳，其下端连接在橡皮筋的____端； (3)由图中现象_____，可以得到力F的作用效果与力____的作用效果相同，故力F是它们的合力。若每个钩码重1N，则此时合力大小为____。 9. 如图所示，已知一个质量为250克的足球，在运动过程中受到的阻力的方向是始终与物体运动方向相反，且大小为0.4牛，求：（g=10N/kg） （1）足球所受的重力； （2）足球在竖直上升过程中受到的合力大小和方向； （3）足球在竖直下降过程中受到的合力大小和方向。 二力平衡的条件 知识点3 10. 关于平衡力，下列说法正确的是（　　） A．物体在平衡力的作用下，处于静止状态或匀速直线运动状态 B．作用在一条直线上的两个力，大小相等，这两个力一定是平衡力 C．物体只有在静止时受到的力是平衡力 D．物体受到的拉力和重力的大小相等，这两个力一定是平衡力 11. 如图所示，F1​和F2​是物体所受的两个力，其中受力情况属于二力平衡的是（     ） A． B． C． D． 12. 如果作用在同一物体上的两个力的三要素完全相同，这两个力是一对平衡力吗（　　） A．一定是平衡力 B．一定不是平衡力 C．可能是平衡力 D．无法确定 13. 人在乘电梯上楼过程中受到的重力和电梯对人的支持力（     ） A．在电梯启动阶段是一对平衡力 B．在电梯渐停阶段是一对平衡力 C．在匀速上升阶段是一对平衡力 D．在整个上升过程中都是一对平衡力 14．如图是“探究二力平衡条件”的实验装置，下列操作方法与实验目的不相符的是（　　） A．增减两端钩码的数目是为了探究相互平衡的两个力的大小关系 B．选择质量较小的卡片可以减小卡片重力对实验的影响 C．将卡片扭转一个角度是为了探究相互平衡两个力是否在同一直线上 D．利用乙图可以探究相互平衡两个力是否在同一直线上 15. 如图所示，小胜在探究二力平衡条件的实验。 (1)将系于某一物体两对角的细线分别跨过左、右支架上的滑轮，并在两个线端挂上等重的钩码，利用图甲装置进行实验。卡片静止时，发现物体两端细线不在同一直线上，此时卡片所受的力_______ （选填“平衡”、“不平衡”），她于是得出：二力平衡时，两个力可以不在同一直线上，造成这种情况的原因是卡片的重力相对于拉力不能忽略，要得到科学的结论，请你给她提出一条改进建议：_______。 (2)对装置进行改进后，接着小胜又设计了如图乙所示的装置，在小卡片两端的细绳上悬挂等重的钩码，手放开小卡片后，可观察到小卡片_________ （选填“向左下运动”“向右上运动”或“仍静止不动”）。 二力平衡条件的应用知识点4 16. 如图所示，无人机下方用绳子悬挂一个物体匀速升空。忽略空气阻力，物体所受的重力与绳子对物体的拉力（     ） A．施力物体相同 B．是一对平衡力 C．是相互作用力 D．其合力向下 17．静止放在水平课桌上的物理课本，受到的一对平衡力是（     ） A．重力和课桌的支持力 B．重力和书本对桌面的压力 C．桌面对书支持力和书对桌面压力 D．以上都不是 18．如图所示，粽子静止放在水平桌面上，请在O点画出粽子受到的重力G和支持力F的示意图。                19. 起重机吊起10000N的货物静止时，钢丝绳对货物的拉力为_______N；当钢丝绳吊着货物以1 m/s的速度匀速上升时，钢丝绳对货物的拉力为_______N；当钢丝绳吊着货物以2 m/s的速度匀速下降时，钢丝绳对货物的拉力________（选填“大于”“小于”或“等于”）10000N。 20. 一辆质量为1500kg的汽车，在平直公路上匀速行驶，受到的阻力为车重的0.1倍。（g取10N/kg） (1)汽车受到的重力是多少？ (2)汽车受到的阻力是多少？ (3)汽车牵引力是多少？ 21. “水滴石穿，绳锯木断”是一句蕴含坚持之道的成语。若一滴重力为5×10-4N的雨滴从空中竖直下落时，某一时刻，它受到空气的阻力为3×10-4N，则这滴雨滴受到的重力和阻力的合力大小及方向分别为（     ） A．    竖直向上 B．    竖直向上 C．    竖直向下 D．    竖直向下 22．如图所示，用水平力推行李箱，此时行李箱上的小包和行李箱一起水平向右做匀速直线运动，忽略空气阻力，下列说法正确的是（     ） A．小包受到的重力和支持力是一对相互作用力 B．小包受到支持力、重力和摩擦力的作用 C．行李箱的重力和地面对行李箱的支持力是一对平衡力 D．小包对行李箱的压力和小包受到的支持力是一对相互作用力 23. （多选题）如图是“探究同一直线上二力的合成”的情景。三次实验中，将同一条橡皮筋沿水平方向拉长至O点。下列说法正确的是（　　） A．橡皮筋受拉力伸长，说明力可以改变物体的运动状态 B．F的作用效果与F1​和F2​共同的作用效果相同 C．这几个力中，F1'一定是最大的力 D．F1​和F2​的合力大于F1'和F2'的合力 24. 小华将一根橡皮筋的左端固定在墙上，用弹簧测力计拉其右端来探究两个分力与合力的关系。 (1)使用测力计拉动弹簧前，应该在__________方向对测力计进行调零。 (2)由图甲F1=3 N，F2=4 N，F=7 N。可得出结论：同一直线上方向相同的两个力，合力大小等于两个力的大小__________。 (3)小明突发奇想，又将两弹簧测力计相互垂直作用在橡皮筋上拉到B点，两弹簧测力计的示数分别为F3、F4；然后只用一个弹簧测力计把该橡皮筋也拉到B点，弹簧测力计的示数F′，如图乙，根据你对合力的理解，判断F′_____（选填“是”或“不是”）F3、F4的合力，你的判断理由是________。 25. 如图是“探究二力平衡的条件”的实验情景。 (1)如图甲，在左右两个托盘中放上质量相等的砝码时，小车静止不动；若在左右两个托盘中放上质量不相等的砝码时，小车会往质量大的那边加速运动，说明二力平衡时，两个力的大小______，方向______。 (2)保持两托盘里砝码的质量相等，将静止的小车扭转一定角度，松手后观察到小车______（填“转回原位置”或“静止不动”），说明二力平衡时，两个力作用在______。 (3)如图乙，用轻质硬纸片代替小车，两端托盘加相同质量的砝码时，硬纸片保持静止，用剪刀剪开硬纸片，剪开后的硬纸片向相反方向运动，如图丙，说明二力平衡时，两个力作用在______。 26．如图所示，小红同学在练习垫排球，排球离手后竖直上升过程中依次经过a、b、c三处，到达最高处d后，又回到a处。已知排球所受空气阻力随运动速度的增大而增大。则排球整个运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．排球向上运动经过a处时，合力大小最大 B．排球经过d处时，合力大小最小 C．合力方向始终竖直向上 D．合力方向先向上后向下 27．已知物体运动速度越大，受到的空气阻力越大。如图所示，篮球在_______（选填“最高点”“抛出点”或“落地点”）受到的力的合力最大。在整个过程中，篮球受到的力的合力_______（选填“先变大后变小”“先变小后变大”“一直变大”或“一直变小”）。    28. 如图为探究同一直线上二力合成的实验装置，每个钩码重均为0.5N。 (1)甲、乙实验中，均将橡皮筋下端O拉至同一位置，目的是使______相同； (2)丁图实验中，所挂钩码为______个时，与______图实验比较可知，同一直线上两个方向相反的力的合力等于这两个力之差； (3)如图戊，用两弹簧测力计将橡皮筋一端拉到A点，记下拉力大小分别为F1、F2；然后只用一个弹簧测力计将该橡皮筋也拉到A点，拉力大小为F3。根据你对合力的理解，判断F3______（选填“是”或“不是”）F1和F2的合力； (4)神舟二十号飞船在2026年1月19日返回，若返回舱在某段时间内沿竖直方向减速下落，返回舱受到的重力为G，返回舱受到的阻力为f，则该时间段内返回舱所受合力大小为F合=______（用字母符号表示）。 29．阅读材料，回答问题。 流体阻力 物体在流体中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫做流体阻力。流体阻力的大小跟相对运动速度大小有关，速度越大，阻力越大；跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；跟物体的形状有关，头圆尾尖（这种形状通常叫做 流线型）的物体所受阻力较小。物体从高空由静止下落，速度会越来越大，所受阻力也越来越大，下落一段距离后，当阻力大到与重力相等时，将以某一速度做匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度。某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验，测量数据见下表。 小球编号 1 2 3 小球质量（g） 2 5 45 小球半径（cm） 0.5 0.5 1.5 小球的收尾速度（m/s） 16 40 40 (1)在实际应用中，有时需要减小物体所受的流体阻力，有时需要增大物体所受的流体阻力，以下在正常运行或工作过程中需要增大流体阻力的是（　　） A．动车组 B．核潜艇 C．C919 大飞机 D．降落伞 (2)1号小球在收尾速度时受到的空气阻力为_________； (3)半径相同的小球，质量_______（选填“大”或“小”）的收尾速度大； (4)当3号小球的速度为20m/s时，其所受到的空气阻力________（选填“大于”“等于”或“小于”）重力； (5)下雨时，雨滴在下落的过程中也受到空气阻力。假设雨滴下落时的阻力与雨滴速度的平方成正比，即Fm=kv2，其中k=1×10-4N·（m/s）2，则一个质量为0.25g的雨滴下落时的收尾速度约为_____。（以上问题g均取10N/kg） 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 二力合成 二力平衡 目 录 A组 巩固过关 知识点1：合力与力的合成 知识点2：二力合成的规律 知识点3：二力平衡的条件 知识点4：二力平衡条件的应用 B组 能力进阶 C组 思维拔高 合力与力的合成知识点1 1. 用图甲和图乙的两种方式都能将陷入泥潭的汽车拉（推）出来。可知，同学们共同作用的效果与拖拉机作用的效果____________，说明拖拉机对汽车的拉力相当于同学们对汽车推力的____________。 【答案】 相同 合力 【详解】无论是用拖拉机拉（图甲），还是同学们一起推（图乙），都能将陷入泥潭的汽车拉出来。这说明两种不同的施力方式，都达到了同一个目的，即都使汽车从静止状态变为运动状态。因此，这两种方式产生的作用效果是相同的； 在图乙中，是多个同学共同推车，他们的推力是几个力。在图甲中，是拖拉机一辆车在拉，它的拉力是一个力。由于拖拉机的拉力产生的效果与同学们共同推力的效果相同，所以拖拉机的拉力就相当于同学们推力的合力。 2. 研究同一直线上方向相同的两个力合成的实验，如图所示，实验过程中，需要同时用力F1、F2拉弹簧和单独用力F拉弹簧，这两次拉弹簧应使弹簧的下端到达 的位置（先填“不同”或“相同”），目的是 。    【答案】 相同 力F1、F2对弹簧产生的作用效果与力F的作用效果相同 【详解】实验中，用力F1、F2拉弹簧和单独用力F拉弹簧，这两次拉弹簧应使弹簧的下端到达相同的位置，则力F1、F2对弹簧产生的作用效果跟力F的作用效果相同，力F是力F1、F2的合力。 3. 如图1，两个小孩能拎起一桶水，一个大人也能拎起同一桶水。由此可知，一个大人的作用力产生的效果跟两个小孩共同作用产生的效果相同，大人的作用力相当于两个小孩的力的________（填“合力”或“分力”），如图2，用弹簧测力计和相同的弹簧分别进行多次实验，其中力F可以作为F1、F2合力的有________（填序号）。 【答案】 合力 ③ 【详解】一个力的作用效果与几个力共同作用的效果相同时，这个力就是那几个力的合力。两个小孩共同拎起一桶水，一个大人也能拎起同一桶水，水桶的受力效果一致，说明大人的作用力与两个小孩共同作用力的效果相同，所以大人的作用力相当于两个小孩作用力的合力。 ①中F1、F2为同方向的两个分力，F为水平方向单独拉力，虽然弹簧伸长量与分力共同作用的伸长量一致，但F的方向与F1、F2的合力方向不符，作用效果不等效，所以F不可以作为F1、F2的合力。 ②中F1、F2分别使弹簧伸长和，总形变效果与单独F的形变效果不一致，无法等效，所以F不可以作为F1、F2的合力。 ③中F1、F2为两个成角度的分力，单独的F使弹簧伸长量与F1、F2共同作用的伸长量相同，作用效果等效，所以F可以作为F1、F2的合力。 故选③。 4. 下列四个现象中，一个力作用的效果与另外几个力同时作用的效果不等效的是（　　） A．一只甲壳虫和一群蚂蚁匀速移动同一片树叶的力 B．一个同学和两个同学匀速地将同一桶水从地面搬到桌子上的力 C．一头牛将一辆轿车和一群人将一辆卡车从泥沼中拉出来的力 D．两个人坐在一艘小船上，只有其中一个人划和两个人划，使船匀速运动的力 【答案】C 【详解】A．一只甲壳虫和一群蚂蚁匀速移动同一片树叶的力，都是同一树叶移动，力的作用效果相同，故A不符合题意； B．一个同学和两个同学匀速地将同一桶水从地面搬到桌子上的力，都是一桶水搬到桌子上，力的作用效果相同，故B不符合题意； C．一头牛将一辆轿车和一群人将一辆卡车从泥沼中拉出来的力，牛拉的是轿车，人拉的是卡车，力的作用效果不同，故C符合题意； D．两个人坐在一艘小船上，只有其中一个人划和两个人划，使船匀速运动的力，力的作用效果相同，故D不符合题意。 故选C。 二力合成的规律知识点2 5．若一朵重力为0.03N的梅花从空中竖直下落时受到的阻力为0.01N，则这朵梅花受到的重力和阻力的合力大小以及方向分别为（     ） A．0.04N  竖直向上 B．0.04N  竖直向下 C．0.02N  竖直向上 D．0.02N  竖直向下 【答案】D 【详解】梅花竖直下落时，重力G方向竖直向下，阻力f方向竖直向上，二力同一直线、方向相反，合力为 合力方向与较大的重力方向一致，为竖直向下。故选D。 6．两个人在水平方向沿同一直线同时推一辆小车，两力的大小均为20牛，则两人作用的合力（　　） A．一定为0牛 B．一定为40牛 C．可能为0牛，也可能为40牛 D．缺少条件，无法判断 【答案】C 【详解】两个人在水平方向沿同一直线同时推一辆小车，两力的方向不确定，假如两个力的方向相同，同一直线上的二力合成，方向相同，合力大小等于这两个力的大小之和，所以这两个力的合力大小为 假如两个力的方向相反，同一直线上的二力合成，方向相反， 合力大小等于这两个力的大小之差，所以这两个力的合力大小为 故这题有两种可能，合力可能为40N，可能为0N，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 7. 探究“同一直线上的二力合成”实验中，将一根轻质弹簧的左端固定在O点，右端用细线连接弹簧测力计，进行a、b、c三次实验弹簧测力计示数如图，下列说法正确的是（     ） A．实验利用了“弹簧拉力与弹簧长度成正比” B．每次实验可以不必都将弹簧从A拉到B C．b实验中F1和F2的合力大于c实验中F3和F4的合力 D．实验c中测力计对弹簧的合力是4N 【答案】D 【详解】A．在弹性限度内，弹簧受到的拉力与弹簧的伸长量成正比，故A错误； B．本实验探究同一直线上二力的合成，采用的是等效替代法，为了保证合力与分力的作用效果相同，每次实验都必须将弹簧的右端从A点拉到B点，故B错误； C．在实验b中，两力同向，其合力为 在实验c中，两力反向，其合力为 所以两实验中的合力大小相等，故C错误； D．根据C解析可知，实验c中测力计对弹簧的合力是4N，故D正确。 故选D。 8．如图是探究同一直线上的两个力的合成实验出现的情景。 (1)图中表示正在探究同一直线上、方向___的两个力的合力与这两个力的大小关系； (2)在乙图中连接上方钩码的细绳，其下端连接在橡皮筋的____端； (3)由图中现象_____，可以得到力F的作用效果与力____的作用效果相同，故力F是它们的合力。若每个钩码重1N，则此时合力大小为____。 【答案】(1)相反； (2)下；(3)两次都将橡皮筋的端点拉到同一位置 F1和F2​ 1N 【详解】（1）由图可知， F1向下拉橡皮筋端点，F2​向上拉橡皮筋端点，两个力沿同一直线、方向相反，因此实验探究的是同一直线上方向相反的两个力的合成规律。 （2）实验中两个分力都作用在橡皮筋的自由端（下端，上端固定在支架横杆上），因此连接上方F2​钩码的细绳，下端连接在橡皮筋的下端。 （3）本实验用等效替代法，甲图中力F将橡皮筋端点拉到O点，乙图中F1、F2​将橡皮筋端点拉到同一水平位置的O'点，说明力F的作用效果和 F1、F2​共同作用的效果相同，因此F是二者的合力。已知每个钩码重1N，则、，同一直线上方向相反的两个力，合力大小等于二力之差，因此合力 9. 如图所示，已知一个质量为250克的足球，在运动过程中受到的阻力的方向是始终与物体运动方向相反，且大小为0.4牛，求：（g=10N/kg） （1）足球所受的重力； （2）足球在竖直上升过程中受到的合力大小和方向； （3）足球在竖直下降过程中受到的合力大小和方向。 【答案】（1）2.5N；（2）2.9N，竖直向下；（3）2.1N，竖直向下 【详解】（1）足球所受的重力 （2）重力方向竖直向下，大小始终为2.5N，足球在竖直上升过程中受到的阻力的方向竖直向下，大小为0.4N，故足球在竖直上升过程中受到的合力的方向竖直向下，大小为 （3）足球在竖直下降过程中受到的阻力的方向竖直向上，足球在竖直下降过程中受到的合力大小 方向竖直向下。 二力平衡的条件 知识点3 10. 关于平衡力，下列说法正确的是（　　） A．物体在平衡力的作用下，处于静止状态或匀速直线运动状态 B．作用在一条直线上的两个力，大小相等，这两个力一定是平衡力 C．物体只有在静止时受到的力是平衡力 D．物体受到的拉力和重力的大小相等，这两个力一定是平衡力 【答案】A 【详解】A．物体在平衡力作用下处于平衡状态，即会保持静止状态或匀速直线运动状态，故A正确； B．二力平衡的条件是作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上，仅满足“同一直线、大小相等”，缺少“方向相反、同一物体”两个条件，不一定是平衡力，故B错误； C．平衡状态包括静止和匀速直线运动，物体做匀速直线运动时受到的力也是平衡力，并非只有静止时才受平衡力，故C错误； D．拉力和重力大小相等，但若两个力不在同一直线上，或方向不相反，则不满足平衡力条件，不一定是平衡力，故D错误。 故选A。 11. 如图所示，F1​和F2​是物体所受的两个力，其中受力情况属于二力平衡的是（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．图中两个力没有作用在同一条直线上，所以两个力不是平衡力，故A不符合题意； B．图中两个力没有作用在同一条直线上，所以两个力不是平衡力，故B不符合题意； C．图中两个力大小相等，方向相反，作用在同一物体上，并且作用在同一条直线上，所以两个力是平衡力，则物体受力情况属于二力平衡，故C符合题意； D．图中两个力大小不相等，所以两个力不是平衡力，故D不符合题意。 故选C。 12. 如果作用在同一物体上的两个力的三要素完全相同，这两个力是一对平衡力吗（　　） A．一定是平衡力 B．一定不是平衡力 C．可能是平衡力 D．无法确定 【答案】B 【详解】两个力的三要素完全相同，说明这两个力的大小相等、方向相同、作用点相同；而二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，因此这两个力一定不是平衡力。故选B。 13. 人在乘电梯上楼过程中受到的重力和电梯对人的支持力（     ） A．在电梯启动阶段是一对平衡力 B．在电梯渐停阶段是一对平衡力 C．在匀速上升阶段是一对平衡力 D．在整个上升过程中都是一对平衡力 【答案】C 【详解】依据二力平衡条件：只有物体处于静止或匀速直线运动的平衡状态时，同物、等大、反向、共线的两个力才是平衡力。 A．电梯启动阶段加速上升，人受力不平衡，支持力大于重力，不是平衡力，故A错误； B．电梯渐停阶段减速上升，人受力不平衡，支持力小于重力，不是平衡力，故B错误； C．匀速上升阶段人处于平衡状态，竖直方向重力和支持力符合二力平衡全部条件，是一对平衡力，故C正确； D．整个上升过程包含加速、减速的非平衡阶段，受力不平衡，重力和支持力不是全程为平衡力，故D错误。 故选C。 14．如图是“探究二力平衡条件”的实验装置，下列操作方法与实验目的不相符的是（　　） A．增减两端钩码的数目是为了探究相互平衡的两个力的大小关系 B．选择质量较小的卡片可以减小卡片重力对实验的影响 C．将卡片扭转一个角度是为了探究相互平衡两个力是否在同一直线上 D．利用乙图可以探究相互平衡两个力是否在同一直线上 【答案】D 【详解】A．实验中物块受到的拉力是由两端钩码的重力来提供的，因此增减两端钩码的数目是为了探究相互平衡两个力的大小关系，与实验目的相符，故A不符合题意； B．选择质量较小的卡片，通过减小卡片重力，减少了摩擦力对实验的影响，与实验目的相符，故B不符合题意； C．将卡片扭转一个角度，此时两个力作用在不同的直线上，因此是用来探究相互平衡两个力是否在同一直线上，与实验目的相符，故C不符合题意； D．乙图所示，用手将卡片在竖直方向上弯折，此时竖直方向的力不可忽略，卡片受到三个力的作用，因此不能用来探究相互平衡的两个力是否在同一直线上，与实验目的不相符，故D符合题意。 故选D。 15. 如图所示，小胜在探究二力平衡条件的实验。 (1)将系于某一物体两对角的细线分别跨过左、右支架上的滑轮，并在两个线端挂上等重的钩码，利用图甲装置进行实验。卡片静止时，发现物体两端细线不在同一直线上，此时卡片所受的力_______ （选填“平衡”、“不平衡”），她于是得出：二力平衡时，两个力可以不在同一直线上，造成这种情况的原因是卡片的重力相对于拉力不能忽略，要得到科学的结论，请你给她提出一条改进建议：_______。 (2)对装置进行改进后，接着小胜又设计了如图乙所示的装置，在小卡片两端的细绳上悬挂等重的钩码，手放开小卡片后，可观察到小卡片_________ （选填“向左下运动”“向右上运动”或“仍静止不动”）。 【答案】(1)平衡；加重砝码的质量/减小卡片的质量；(2)仍静止不动 【详解】（1）物体静止时处于平衡状态，因此此时卡片受到的力是平衡的。 实验中出现错误结论的原因是卡片自身重力过大，相对于拉力不可忽略，因此改进方法是换用重力很小的轻质卡片，让卡片自重对实验的影响可以忽略；或增大钩码的重力，使卡片自重相对于拉力可以忽略。 （2）图乙中小卡片两端拉力大小相等（钩码总重相等），两个力作用在同一物体、方向相反、且作用在同一直线上，满足二力平衡的条件，因此松手后小卡片仍静止不动。 二力平衡条件的应用知识点4 16. 如图所示，无人机下方用绳子悬挂一个物体匀速升空。忽略空气阻力，物体所受的重力与绳子对物体的拉力（     ） A．施力物体相同 B．是一对平衡力 C．是相互作用力 D．其合力向下 【答案】B 【详解】无人机下方用绳子悬挂一个物体匀速升空。忽略空气阻力，物体在重力与绳子的拉力的作用下处于平衡状态，则物体所受的重力与绳子对物体的拉力是一对平衡力，合理为零；重力的施力物体是地球，拉力的施力物体是绳子，二者施力物体不同；故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 17．静止放在水平课桌上的物理课本，受到的一对平衡力是（     ） A．重力和课桌的支持力 B．重力和书本对桌面的压力 C．桌面对书支持力和书对桌面压力 D．以上都不是 【答案】A 【详解】AD．课本的重力、课桌对课本的支持力，满足同一物体、大小相等、方向相反、同一直线，是一对平衡力，故A正确，D错误； B．重力作用在课本，书本对桌面的压力作用在桌面，受力物体不同，不是平衡力，故B错误； C．桌面对书的支持力、书对桌面的压力分别作用在书和桌面，是一对相互作用力，不是平衡力，故C错误。 故选A。 18．如图所示，粽子静止放在水平桌面上，请在O点画出粽子受到的重力G和支持力F的示意图。                【答案】见右图。 【详解】静止在水平桌面上的粽子处于平衡状态，所受的重力和支持力是一对平衡力。由重心O沿竖直向下、竖直向上画长度相等的两条有向线段，分别用G和F表示。 19. 起重机吊起10000N的货物静止时，钢丝绳对货物的拉力为_______N；当钢丝绳吊着货物以1 m/s的速度匀速上升时，钢丝绳对货物的拉力为_______N；当钢丝绳吊着货物以2 m/s的速度匀速下降时，钢丝绳对货物的拉力________（选填“大于”“小于”或“等于”）10000N。 【答案】 10000 10000 等于 【详解】货物静止、匀速上升和匀速下降均处于平衡状态，竖直方向上受到的重力和拉力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，拉力大小等于重力，为10000N。 20. 一辆质量为1500kg的汽车，在平直公路上匀速行驶，受到的阻力为车重的0.1倍。（g取10N/kg） (1)汽车受到的重力是多少？ (2)汽车受到的阻力是多少？ (3)汽车牵引力是多少？ 【答案】(1) 1.5×104N (2) (3) 【详解】（1）汽车受到的重力 （2）汽车受到的阻力是其重力的0.1倍，汽车受到的阻力 （3）汽车在平直公路上匀速行驶，处于平衡状态，牵引力与阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件，牵引力 21. “水滴石穿，绳锯木断”是一句蕴含坚持之道的成语。若一滴重力为5×10-4N的雨滴从空中竖直下落时，某一时刻，它受到空气的阻力为3×10-4N，则这滴雨滴受到的重力和阻力的合力大小及方向分别为（     ） A．    竖直向上 B．    竖直向上 C．    竖直向下 D．    竖直向下 【答案】C 【详解】雨滴竖直下落时，受到竖直向下5×10-4N的重力和竖直向上的3×10-4N的空气阻力，两个力在同一直线上且方向相反，重力大于阻力。则合力大小，合力方向与较大的重力方向一致，为竖直向下。故选C。 22．如图所示，用水平力推行李箱，此时行李箱上的小包和行李箱一起水平向右做匀速直线运动，忽略空气阻力，下列说法正确的是（     ） A．小包受到的重力和支持力是一对相互作用力 B．小包受到支持力、重力和摩擦力的作用 C．行李箱的重力和地面对行李箱的支持力是一对平衡力 D．小包对行李箱的压力和小包受到的支持力是一对相互作用力 【答案】D 【详解】AB．小包与行李箱一起水平向右做匀速直线运动，小包相对于行李箱没有相对运动，也没有相对运动的趋势，小包不受行李箱的摩擦力，空气阻力忽略不计，只受重力、支持力两个力的作用，这两个力满足二力平衡，故AB错误； C．行李箱的重力和地面对行李箱的支持力方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上，但大小不相等，不是一对平衡力，故C错误； D．小包对行李箱的压力和行李箱对小包的支持力作用在不同物体上，满足大小相等，方向相反，作用在同一直线上，是一对相互作用力，故D正确。 故选D。 23. （多选题）如图是“探究同一直线上二力的合成”的情景。三次实验中，将同一条橡皮筋沿水平方向拉长至O点。下列说法正确的是（　　） A．橡皮筋受拉力伸长，说明力可以改变物体的运动状态 B．F的作用效果与F1​和F2​共同的作用效果相同 C．这几个力中，F1'一定是最大的力 D．F1​和F2​的合力大于F1'和F2'的合力 【答案】BC 【详解】A．橡皮筋受拉力伸长，说明力可以改变物体的形状，不是改变物体的运动状态，故A错误； B．本实验采用等效替代法，三次实验都将橡皮筋端点拉到同一位置O点，说明F单独的作用效果和F1​、F2​共同作用的效果相同，故B正确； C．同方向二力的合力，反向二力的合力，推导得，因为三次实验都将橡皮筋端点拉到同一位置O点，所以两次合力大小相等，F1'最大，故C正确； D．因为三次实验都将橡皮筋端点拉到同一位置O点，所以F1​和F2​的合力等于F，F1'和F2'的合力也等于F，二者合力大小相等，故D错误。 故选BC。 24. 小华将一根橡皮筋的左端固定在墙上，用弹簧测力计拉其右端来探究两个分力与合力的关系。 (1)使用测力计拉动弹簧前，应该在__________方向对测力计进行调零。 (2)由图甲F1=3 N，F2=4 N，F=7 N。可得出结论：同一直线上方向相同的两个力，合力大小等于两个力的大小__________。 (3)小明突发奇想，又将两弹簧测力计相互垂直作用在橡皮筋上拉到B点，两弹簧测力计的示数分别为F3、F4；然后只用一个弹簧测力计把该橡皮筋也拉到B点，弹簧测力计的示数F′，如图乙，根据你对合力的理解，判断F′_______（选填“是”或“不是”）F3、F4的合力，你的判断理由是__________。 【答案】(1)水平；(2)之和；(3)是 F3、F4共同把橡皮筋拉到B点，F′也把橡皮筋拉到同一位置B点，二者作用效果相同，所以F′就是F3、F4的合力。 【详解】（1）弹簧测力计使用前，需要在拉力方向上调零，本实验拉力沿水平方向，所以需要在水平方向调零。 （2）合力 所以同一直线上方向相同的两个力，合力大小等于两个力的大小之和。 （3）见答案。 25. 如图是“探究二力平衡的条件”的实验情景。 (1)如图甲，在左右两个托盘中放上质量相等的砝码时，小车静止不动；若在左右两个托盘中放上质量不相等的砝码时，小车会往质量大的那边加速运动，说明二力平衡时，两个力的大小______，方向______。 (2)保持两托盘里砝码的质量相等，将静止的小车扭转一定角度，松手后观察到小车______（填“转回原位置”或“静止不动”），说明二力平衡时，两个力作用在______。 (3)如图乙，用轻质硬纸片代替小车，两端托盘加相同质量的砝码时，硬纸片保持静止，用剪刀剪开硬纸片，剪开后的硬纸片向相反方向运动，如图丙，说明二力平衡时，两个力作用在______。 【答案】(1) 相等；相反；(2)转回原位置；同一条直线上；(3)同一物体上 【详解】（1）向左盘和右盘同时放入等重的砝码，小车受到的两个拉力大小相等，小车保持静止，当两边砝码质量不等时，小车会往质量大的那边加速运动，说明相互平衡的两个力大小相等，方向相反。 （2） 将小车扭转角度后，两个拉力不再作用在同一直线上，小车受力不平衡，松手后小车会转回原位置，只有两个力回到同一直线时才能平衡，说明二力平衡时，两个力需要作用在同一条直线上。 （3）剪开硬纸片后，原来的两个拉力分别作用在两个分开的物体上，硬纸片向相反方向运动不能保持平衡，说明二力平衡时，两个力必须作用在同一个物体上。 26．如图所示，小红同学在练习垫排球，排球离手后竖直上升过程中依次经过a、b、c三处，到达最高处d后，又回到a处。已知排球所受空气阻力随运动速度的增大而增大。则排球整个运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．排球向上运动经过a处时，合力大小最大 B．排球经过d处时，合力大小最小 C．合力方向始终竖直向上 D．合力方向先向上后向下 【答案】A 【详解】ACD．排球上升过程中依次经过a、b、c三点，到达最高点d。已知物体所受空气阻力会随着其运动速度的增大而增大，则在由a点运动到d点的过程中，阻力是竖直向下的，重力是竖直向下的，合力等于二力之和，合力方向始终竖直向下，因而阻力最大的位置，合力最大，而a点的速度最大，阻力最大，故排球所受合力最大的是a，故A正确，CD错误； B．排球经过d处时到达最高处，只受重力作用，当回到a处时，阻力最大，重力不变，此时合力最小，故B错误。 故选A。 27．已知物体运动速度越大，受到的空气阻力越大。如图所示，篮球在_______（选填“最高点”“抛出点”或“落地点”）受到的力的合力最大。在整个过程中，篮球受到的力的合力_______（选填“先变大后变小”“先变小后变大”“一直变大”或“一直变小”）。    【答案】 抛出点 一直变小 【详解】篮球竖直向上抛出时受到两个力，竖直向下的重力和竖直向下的阻力，合力等于两个力之和。刚抛出时篮球的速度最大，阻力最大，所以此时合力最大；在篮球上升过程中，速度减小，阻力减小，合力也逐渐减小；篮球在最高点时，仅受竖直向下的重力作用；下降过程中，篮球受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力，则此时合力等于两个力之差，重力大于阻力；下降过程中阻力逐渐增大，合力逐渐减小；所以整个运动过程中，篮球所受力的合力逐渐减小。所以篮球在抛出点受到的力的合力最大，在落地点受到的力的合力最小；在整个过程中，篮球受到的力的合力一直变小。 28. 如图为探究同一直线上二力合成的实验装置，每个钩码重均为0.5N。 (1)甲、乙实验中，均将橡皮筋下端O拉至同一位置，目的是使______相同； (2)丁图实验中，所挂钩码为______个时，与______图实验比较可知，同一直线上两个方向相反的力的合力等于这两个力之差； (3)如图戊，用两弹簧测力计将橡皮筋一端拉到A点，记下拉力大小分别为F1、F2；然后只用一个弹簧测力计将该橡皮筋也拉到A点，拉力大小为F3。根据你对合力的理解，判断F3______（选填“是”或“不是”）F1和F2的合力； (4)神舟二十号飞船在2026年1月19日返回，若返回舱在某段时间内沿竖直方向减速下落，返回舱受到的重力为G，返回舱受到的阻力为f，则该时间段内返回舱所受合力大小为F合=______（用字母符号表示）。 【答案】(1)力的作用效果；(2) 2；丙；(3)是；(4) 【详解】（1）本实验采用等效替代法，将橡皮筋下端O拉至同一位置是为了保证橡皮筋的形变量相同。这样做的目的是使力的作用效果相同。 （2）要探究同一直线上方向相反二力的合成规律，需对比一个力单独作用与两个反向力共同作用且效果相同的实验。丙图中向下的力为3个钩码重（1.5N），向上的力为1个钩码重（0.5N），合力大小为1.0N；丁图为了产生相同的效果，需要挂2个钩码，通过比较丁图和丙图可得出同一直线上两个方向相反的力的合力等于这两个力之差。 （3）合力的定义是如果一个力产生的作用效果跟几个力共同产生的作用效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。图戊中F3单独作用与F1、F2共同作用都将橡皮筋拉到了同一点A，说明作用效果相同。因此F3是F1和F2的合力。 （4）此时返回舱受到竖直向下的重力G和竖直向上的空气阻力f，且因为减速，阻力大于重力。根据同一直线上方向相反二力的合成法则，合力大小等于较大力减去较小力。即合力大小为 。 29．阅读材料，回答问题。 流体阻力 物体在流体中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫做流体阻力。流体阻力的大小跟相对运动速度大小有关，速度越大，阻力越大；跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；跟物体的形状有关，头圆尾尖（这种形状通常叫做 流线型）的物体所受阻力较小。物体从高空由静止下落，速度会越来越大，所受阻力也越来越大，下落一段距离后，当阻力大到与重力相等时，将以某一速度做匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度。某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验，测量数据见下表。 小球编号 1 2 3 小球质量（g） 2 5 45 小球半径（cm） 0.5 0.5 1.5 小球的收尾速度（m/s） 16 40 40 (1)在实际应用中，有时需要减小物体所受的流体阻力，有时需要增大物体所受的流体阻力，以下在正常运行或工作过程中需要增大流体阻力的是（　　） A．动车组 B．核潜艇 C．C919 大飞机 D．降落伞 (2)1号小球在收尾速度时受到的空气阻力为_________； (3)半径相同的小球，质量_______（选填“大”或“小”）的收尾速度大； (4)当3号小球的速度为20m/s时，其所受到的空气阻力________（选填“大于”“等于”或“小于”）重力； (5)下雨时，雨滴在下落的过程中也受到空气阻力。假设雨滴下落时的阻力与雨滴速度的平方成正比，即Fm=kv2，其中k=1×10-4N·（m/s）2，则一个质量为0.25g 的雨滴下落时的收尾速度约为_____。（以上问题g均取10N/kg） 【答案】(1)D；(2)0.02N；(3)大；(4)小于；(5)5 【详解】（1）降落伞需要增大流体阻力来减缓下落速度，保障安全；动车组、核潜艇、C919大飞机都采用流线型设计来减小流体阻力，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 （2）1号小球收尾时匀速，小球受平衡力作用，阻力等于重力，故阻力为 （3）对比1、2号小球可知，当小球的半径相同时，质量大的小球收尾速度大。 （4）对于3号小球，当空气阻力等于重力时，速度为收尾速度，大小是40m/s，当速度是20m/s 时，还没有达到收尾速度，也就是说此时阻力小于重力。 （5）当物体的速度达到收尾速度时，阻力，即，雨滴下落时的收尾速度约为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $