内容正文:
八年级上册科学2.2 运动与相互作用(第3课时)重难点培优练习
知识点三、二力平衡
1. 一个物体在两个力的作用下,若保持静止或匀速直线运动状态,就说明这两个力是平衡的
2. 二力平衡的条件(等大、反向、共线、同物)
①两个力作用在同一物体上; ②两个力大小相同;
③两个力方向相反; ④两个力作用在同一直线上。
3. 探究二力平衡的条件的实验
(1) 实验中,不考虑小卡片或塑料板;
(2) 通过改变钩码的个数来改变力的大小;
(3) 通过把小卡片旋转后,来探究两个力在同一直线这一条件;
(4) 如果要探究两个力作用在同一物体上,接下来的操作是用剪刀从小卡片的中间剪开。
4. ★【重难】平衡力与相互作用力的区别:
平衡力
相互作用力
定义
物体同时受到两个力的作用且处于平衡状态,这两个力叫做平衡力
物体间发生相互作用时产生的
两个力叫做相互作用力
相同点
①大小相等(等大);②方向相反(反向);③作用在同一直线上(共线)
不
同
点
作用对象
两个力同时作用在同一物体上
分别作用在不同物体上
力的性质
两个力的性质不一定相同
两个力的性质相同
力的作用效果
两个力作用的效果是相互抵消
两个力分别产生各自的效果
作用时间
两个力是独立的
两个力同时产生,同时消失
常考例子
重力和支持力
压力和支持力
5. 力和运动的关系
题型三、二力平衡
例1:为促进学生身心发展,我市多校已落实课间15分钟。如图,小宁双手握住单杠静止,与人受到的重力是一对平衡力的是( )
A.单杠对人的拉力 B.地球对人的吸引力
C.人对单杠的拉力 D.人对地球的吸引力
例2:小敏在观赏世乒赛时,对乒乓球和球拍产生了下列四种想法,其中正确的是( )
A.乒乓球在空中飞行时没有惯性
B.乒乓球改变运动方向是因为受到了力的作用
C.乒乓球给球拍的力和球拍给乒乓球的力是一对平衡力
D.接触时,乒乓球先给球拍一个力,球拍然后也给乒乓球一个力
例3:(2026宁波余姚子陵中学教育集团期中)在2025年九三阅兵中,歼-20S战斗机沿水平方向匀速飞过天安门上空。此时关于该战斗机的受力情况,下列说法正确的是( )
A.战斗机对空气向后的推力与空气对战斗机向前的推力是一对平衡力
B.战斗机对空气向后的推力与空气对战斗机向前的推力是一对相互作用力
C.战斗机受到的升力与重力是一对相互作用力
D.战斗机受到的重力与战斗机对地球的引力是一对平衡力
例4:(杭州滨江区期末)如图所示,A、B两物块叠放在水平桌面上保持静止,图中分别给出了A、B的受力示意图。A的重力为5N,B的重力为2N。下列说法正确的是( )
A.GA与F2是一对平衡力 B.GB与F3是一对平衡力
C.F2与F1是一对相互作用力 D.F2与F3是一对相互作用力
例4:(2025宁波鄞州第二实验中学期末)如图所示,三个质量相同的物体分别受到竖直向上的拉力作用,处于不同的状态:甲静止,乙以5m/s的速度向上做匀速直线运动,丙以10m/s的速度向下做匀速直线运动,则F甲、F乙、F丙 的大小关系是(不计空气阻力) ( )
A.F甲=F乙=F丙 B.F甲<F乙<F丙 C.F甲>F乙>F丙 D.F甲>F丙>F乙
例5:在平直的地面上,小阳沿水平方向以大小为F的力推小车,使其匀速向左运动,如图所示,下列两个力属于一对平衡力的是( )
A.小车对地面的压力与地面对小车的阻力
B.小车对地面的压力与地面对小车的支持力
C.手对小车的推力与小车受到的阻力
D.小车受的推力和地面对小车的支持力
例6: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图像如图乙所示,则下列分析正确的是( )
甲 乙
A.在0~20s内,木箱未处于平衡状态
B.在0~40s内,木箱一直处于匀速直线运动状态
C.在20~40s内,木箱处于平衡状态
D.在0~40s内,木箱一直处于静止状态
例7:小科利用如图所示的实验探究了“二力平衡”的条件。
(1)同学们认为图乙实验比图甲实验更合理,其优点是减小了 对实验的影响。
(2)小科在图乙小车左、右两侧同时悬挂质量相等的钩码时,小车处于静止状态;改变其中一端钩码的质量,小车无法保持静止状态,说明二力平衡时,两个力的大小必须 。
(3)小科将图乙实验进一步改进成图丙所示的实验。当把卡片转过一个角度,松手后观察到卡片转动回初始状态,说明两个力必须 才能平衡。
例8: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甲所示:
(1)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。
(2)实验时,小宇发现当向左盘和右盘同时加入一个相等重量的砝码时,木块处于静止状态。此时木块在水平方向受到两个力的作用,这两个力是平衡的。小宇再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是 ,这时木块在水平方向受到的力 (填“平衡”或“不平衡”)。要避免这种现象的产生,请你对该实验装置提出改进意见: 。
(3)如图乙所示,小慧用小车来做该实验,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。
经典练习
1. 假设有一个不受力的物体,在做匀速直线运动,突然受到如图所示的两个力时,物体仍能做匀速直线运动的是( )
A. B. C. D.
2. 小黄利用轻薄的硬铁片,设计并制作结构稳定的手机支架。下图实物模型中,最不能保持稳定的是( )
A. B. C. D.
3. 如图是上海博物馆埃及展中的一个雕像。下列关于该雕像分析正确的是( )
A.雕像受到的重力和它对展台的压力是一对平衡力
B.雕像受到的重力和展台对它的支持力是一对平衡力
C.雕像受到的重力和它对展台的压力是一对相互作用力
D.雕像对展台的压力和展台对它的支持力是一对平衡力
4. 如图所示,水平地面上静止叠放着A、B两物体,物体A上表面受到一竖直向下的压力F,下列说法正确的是( )
A.A物体受到的支持力与B物体受到的压力是一对相互作用力
B.A物体受到的重力与A物体受到的支持力是一对平衡力
C.B物体受到的支持力大小等于物体A和物体B的总重力
D.B物体受到A对它的压力大小与F的大小相同
5. 如图所示,在一根结实的细绳的一端栓一个小球,绳子的一端固定在悬挂点O上,做成一个单摆。拉动小球到B处,放手后使它摆动起来,则小球在摆动过程中,下列说法正确的是( )
A.小球运动到最低处A时,细绳对它拉力与它受到重力平衡
B.小球运动到最高处B时,细绳对它拉力与它受到重力平衡
C.小球运动到最高处C时,细绳对它拉力与它受到重力平衡
D.在摆动过程的任一位置,小球受到的力都不平衡
6. 如图所示,人坐在吊椅(椅面水平)上静止时,下列说法正确的是( )
A. 人对吊椅的压力和吊环对吊椅的拉力是一对平衡力
B. 人所受的重力和吊椅对人的支持力是一对平衡力
C. 吊椅所受的重力和吊椅对人的支持力是一对相互作用力
D. 人所受的重力和人对吊椅的压力是同一个力
7. 如图,送餐机器人工作时,在水平路面上沿直线匀速前行。下列说法正确的是( )
A.食物对餐盘的压力和机器人对餐盘的支持力是一对平衡力
B.机器人受到重力、支持力和摩擦力共3个力的作用
C.机器人始终保持餐盘水平,则餐盘上的食物会受摩擦力的作用
D.机器人匀速前进时受力平衡
8. 在平直的路面上,一个人沿水平方向用20N的力推一辆重为150N的小车匀速向西运动,则小车所受阻力的大小和方向分别为( )
A.20N,向东 B.20N,向西
C.150N,向西 D.150N,向东
9. 如图所示力和运动的四个情景,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
A.木块与表面光滑的小车一起做匀速直线运动,小车受阻力停止时,木块立刻停止
B.人向另一船推了一下,两船同时向后运动,说明力的作用是相互的
C.水平向右的力推桌子没推动,是因为此时摩擦力大于推力
D.每隔相等时间拍摄的某个同学向右运动的位置图片,该同学运动的越来越快
10.(2026嘉兴海宁紫薇中学期中)小明在周末观看电影后购买了玩具盲盒,并将拆出的玩具放在盒子上拍照,如图所示,下列说法中正确的是( )
A.玩具对盒子的压力和地面对盒子的支持力是一对相互作用力
B.玩具对盒子的压力和盒子对玩具的支持力是一对相互作用力
C.玩具受到的重力和它对盒子的压力是一对平衡力
D.盒子受到的重力和地面对盒子的支持力是一对平衡力
11.如图所示,两个相同的木模质量均为m靠三根竖直细线连接,在水平面上按一个“互”字形静置,上方木模呈现悬浮效果,这是利用了建筑学中的“张拉整体”结构原理。图中短线a上的拉力F1和水平面所受压力F2满足( )
A. B.
C. D.
12.如图所示,放在粗糙水平面上的木箱,受到两个水平拉力F1、F2作用,F1的方向向左,F2的方向向右,下列分析正确的是( )
A.若木箱保持静止状态,则 F1 一定等于F2
B.若木箱向右做匀速直线运动,则 F1 一定大于F2
C.若木箱向右做匀速直线运动,则 F1 一定等于F2
D.若木箱向右做匀速直线运动,则 F1 一定小于F2
13.如图所示,两个完全相同的条形磁铁A和B,质量均为m,将它们竖直放在水平地面上,用弹簧秤通过一根细线竖直向上拉磁铁A,若弹簧秤读数为mg,则B对A的支持力F1以及水平地面对B的支持力F2分别为( )
A.F1=0,F2=mg B.F1=mg,F2=0
C.F1>0,F2<mg D.F1>0,F2=mg
16.小义利用家中的衣架、矿泉水瓶、小卡片、细线、水等物品探究二力平衡的条件。
(1)实验时,小卡片除了受到两侧细线的拉力外,还受到重力的作用,方向__________,但由于值很小,故略去不计。
(2)如图所示,小义将原来处于静止状态的小卡片扭转一个角度,使小卡片两侧细线相互平行,松开手后发现小卡片会转动,说明两个力互相平衡必须满足的条件是____________
_____________________。
(3)要继续探究相互平衡的二个力的大小关系,应如何操作?__________。
17.(1)10月19日凌晨,神舟十一号飞船与天宫二号自动交会对接成功(如图甲)。对接后,“神舟十一号”相对于“天宫二号”是 的,此时它们 (填“受平衡力”、“不受力”或“受非平衡力”)作用绕着地球做圆周运动。
(2)图乙是宇航员陈冬打乒乓球的情景,他先在一边发了个球,然后追上乒乓球到另一边,把它又打了回去。这说明力能够改变
18.一辆吊车以2米/秒的速度将1×104牛的重物竖直向上匀速提起,这时候钢索对重物的拉力 (填“大于”“小于”或“等于”,下同)1×104牛;若该吊车现改为以4米/秒的速度使重物匀速下降,则钢索对重物的拉力 1×104牛;若重物静止在空中,则钢索对重物的拉力 1×104牛。
19.在 “探究二力平衡的条件” 实验中,实验设计如图所示。
(1) 当小车在水平桌面上处于________或匀速直线运动状态时,表明小车处于平衡状态,实验中通过改变两边的________________来改变小车受到的拉力F1、F2的大小。
(2) 实验中观察到,当静止的小车两边挂上不等的钩码时,小车将______(选填 “运动” 或 “静止”),说明此时二力______(选填 “平衡” 或 “不平衡”)。
(3) 实验中,保持F1、F2的大小相等,将小车保持水平放置后扭转一个角度,松手后,小车______(选填 “能” 或 “不能”)保持静止,此操作的目的是探究大小相等、方向相反但________的两个力是否可以平衡。
20.某校项目化实验小组利用可乐瓶等材料制作水火箭(图1),并进行飞行高度测试实验。水火箭的结构如图2所示。将水火箭竖立于地面,用打气筒通过打气管向瓶内打气,当瓶内压强足够大时,瓶塞脱落,瓶内的水向下喷出,水火箭就接近竖直向上飞。
(1)瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动,这是因为力的作用是__________。
(2)实验中无法直接测量水火箭竖直上升的最大高度,可以转换为测量_______来间接反映这个高度。
(3)如图3所示,小组同学用频闪照相机拍下了水火箭从A处起飞到达到最高点C处的运动情况,照相机每隔0.2s曝光一次,则水火箭运行到B处时是否受到平衡力的作用?请判断并说明理由。____________________________________________________。
21.小明用如图1、2、3、4所示的装置来完成探究“二力平衡的条件”的实验,则:
(1)在探究“二力是否在同一直线上”对“二力平衡”的影响时,小明将图2中的小车扭转一个角度后松手,小车不再平衡,从而得出:只有作用在__________(填“同一直线”或“不同直线”)上的两个力,才能够平衡。
(2)在探究“二力是否作用在同一物体上”对“二力平衡”的影响时,小明将图4中的卡片剪成两半,此时卡片_____ (填“能”或“不能”)平衡,从而得出结论。
(3)小明用图3来探究“二力的方向”对“二力平衡”的影响时,他在图3实验完成后,接下来应该进行的操作是_______________________________,此时小车_______ (填“会”或“不会”)静止,由此得出二力平衡必须满足“方向相反”这一条件。
22.一辆自重为5×104N的货车装载着20箱货物,每箱货物的质量是400kg,行驶到一座立有限重标志牌的桥前,标志牌如图所示。g取10N/Kg。回答下列问题:
(1)这辆货车和货物的总质量为多少?
(2)这辆车静止时除了重力之外还受到_______力,求这个力的大小和方向。
题型四、平衡力和相互作用力的辨别
例1:水平桌面上静止放置一个木块,与木块所受的重力为平衡力的是( )
A.木块对桌面的压力
B.桌面对木块的支持力
C.木块对地球的吸引力
D.地球对木块的吸引力
例2:(2026宁波余姚子陵中学教育集团期中)在2025年九三阅兵中,歼-20S战斗机沿水平方向匀速飞过天安门上空。此时关于该战斗机的受力情况,下列说法正确的是( )
A.战斗机对空气向后的推力与空气对战斗机向前的推力是一对平衡力
B.战斗机对空气向后的推力与空气对战斗机向前的推力是一对相互作用力
C.战斗机受到的升力与重力是一对相互作用力
D.战斗机受到的重力与战斗机对地球的引力是一对平衡力
例3:如图所示,杂技演员一只手支撑在三脚架上,让身体保持静止状态。( )
A.杂技演员受到的重力和手对三脚架的压力是一对平衡力
B.三脚架受到的重力和地面对三脚架的支持力是一对平衡力
C.杂技演员受到的重力和三脚架对杂技演员的支持力是一对平衡力
D.地面对三脚架的支持力和杂技演员受到的重力是一对平衡力
经典练习
1. 如图所示,A、B两物块叠放在水平桌面上保持静止,图中分别给出了A、B的受力示意图。A的重力5N( )
A.GA与F2是一对平衡力 B.GB与F3是一对平衡力
C.F2与F1是一对相互作用力 D.F2与F3是一对相互作用力
第1题图 第2题图 第3题图 第4题图
2. 如图所示,无风时,站在地面上的小蚂蚁骄傲地托着果实。下列说法正确的是( )
A. 果实受到重力和蚂蚁对果实的支持力作用,这两个力是一对平衡力
B. 果实受到重力,蚂蚁受到压力作用,这两个力是一对相互作用力
C. 蚂蚁能够静止,是因为地面对蚂蚁的支持力等于蚂蚁的重力
D. 果实能够静止,是因为蚂蚁对它的支持力大于果实受到的重力
3. 如图所示,一茶杯静止在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.茶杯受到的重力和茶杯对桌面的压力是一对相互作用力
B.茶杯受到的重力和桌面对茶杯的支持力是一对平衡力
C.茶杯受到的重力和茶杯对桌面的压力是一对平衡力
D.茶杯受到的重力与桌面对茶杯的支持力是一对相互作用力
4. 如图所示,用水平力F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,空气阻力忽略不计,下列说法正确的是( )
A.小包的重力和箱子对小包的支持力是一对平衡力
B.小包受到支持力、重力和摩擦力共3个力的作用
C.小包对行李箱的压力和行李箱对小包的支持力是一对平衡力
D.行李箱的重力和地面对行李箱的支持力是一对平衡力
八年级上册科学2.2 运动与相互作用(第3课时)重难点培优练习解析
知识点三、二力平衡
6. 一个物体在两个力的作用下,若保持静止或匀速直线运动状态,就说明这两个力是平衡的
7. 二力平衡的条件(等大、反向、共线、同物)
①两个力作用在同一物体上; ②两个力大小相同;
③两个力方向相反; ④两个力作用在同一直线上。
8. 探究二力平衡的条件的实验
(5) 实验中,不考虑小卡片或塑料板;
(6) 通过改变钩码的个数来改变力的大小;
(7) 通过把小卡片旋转后,来探究两个力在同一直线这一条件;
(8) 如果要探究两个力作用在同一物体上,接下来的操作是用剪刀从小卡片的中间剪开。
9. ★【重难】平衡力与相互作用力的区别:
平衡力
相互作用力
定义
物体同时受到两个力的作用且处于平衡状态,这两个力叫做平衡力
物体间发生相互作用时产生的
两个力叫做相互作用力
相同点
①大小相等(等大);②方向相反(反向);③作用在同一直线上(共线)
不
同
点
作用对象
两个力同时作用在同一物体上
分别作用在不同物体上
力的性质
两个力的性质不一定相同
两个力的性质相同
力的作用效果
两个力作用的效果是相互抵消
两个力分别产生各自的效果
作用时间
两个力是独立的
两个力同时产生,同时消失
常考例子
重力和支持力
压力和支持力
10. 力和运动的关系
题型三、二力平衡
例1:为促进学生身心发展,我市多校已落实课间15分钟。如图,小宁双手握住单杠静止,与人受到的重力是一对平衡力的是( )
A.单杠对人的拉力 B.地球对人的吸引力
C.人对单杠的拉力 D.人对地球的吸引力
【答案】A
【解答】解:
A、单杠对人的拉力:施力物体是单杠,受力物体是“人”,方向竖直向上,与重力大小相等,符合二力平衡条件;故A符合题意。
B、地球对人的吸引力:这本质上就是人受到的重力,是同一个力,并非平衡力;故B不符合题意。
C、人对单杠的拉力:受力物体是单杠,与重力的受力物体(人)不同,不符合二力平衡条件;故C不符合题意。
D、人对地球的吸引力:受力物体是地球,与重力的受力物体(人)不同,不符合二力平衡条件;故D不符合题意。
故选:A。
例2:小敏在观赏世乒赛时,对乒乓球和球拍产生了下列四种想法,其中正确的是( )
A.乒乓球在空中飞行时没有惯性
B.乒乓球改变运动方向是因为受到了力的作用
C.乒乓球给球拍的力和球拍给乒乓球的力是一对平衡力
D.接触时,乒乓球先给球拍一个力,球拍然后也给乒乓球一个力
【答案】B
【解析】物体保持原有静止状态或匀速直线运动状态不变的性质称之为惯性,一切物体都有惯性,则A选项说法错误,不符合题意;球拍对乒乓球施加力后,改变了乒乓球的运动方向,是力的作用的结果,则B选项说法正确,符合题意;乒乓球给球拍的力和球拍给乒乓球的力是作用在两个物体上的力,所以不是一对平衡力,则C选项说法错误,不符合题意;接触时,乒乓球给球拍一个力,根据物体间力的作用是相互的,球拍同时也给乒乓球一个力,相互作用的力是同时发生的,则D选项说法错误,不符合题意。故选B。
例3:(2026宁波余姚子陵中学教育集团期中)在2025年九三阅兵中,歼-20S战斗机沿水平方向匀速飞过天安门上空。此时关于该战斗机的受力情况,下列说法正确的是( )
A.战斗机对空气向后的推力与空气对战斗机向前的推力是一对平衡力
B.战斗机对空气向后的推力与空气对战斗机向前的推力是一对相互作用力
C.战斗机受到的升力与重力是一对相互作用力
D.战斗机受到的重力与战斗机对地球的引力是一对平衡力
【答案】B
【解析】战斗机对空气向后的推力与空气对战斗机向前的推力分别作用在空气和战斗机上,是一对相互作用力,A错误,B正确。战斗机受到的升力与重力作用在同一物体上,不是一对相互作用力,C错误。战斗机受到的重力与战斗机对地球的引力分别作用在战斗机和地球上,不是一对平衡力,D错误。故选B。
例4:(杭州滨江区期末)如图所示,A、B两物块叠放在水平桌面上保持静止,图中分别给出了A、B的受力示意图。A的重力为5N,B的重力为2N。下列说法正确的是( )
A.GA与F2是一对平衡力
B.GB与F3是一对平衡力
C.F2与F1是一对相互作用力
D.F2与F3是一对相互作用力
【答案】B
【解析】由图知,A物块受到向上的支持力F2、向下的重力GA、B对A向下的压力F1;B物块受到向上的支持力F3和向下的重力GB。A物块处于静止状态,由图示和力的平衡条件可得F2=GA+F1,则GA与F2的大小不等,所以GA与F2不是一对平衡力,故A错误;GB与F3大小相等、方向相反,作用在同一物体上,作用在同一直线上,是一对平衡力,故B正确;由图知,F2与F1均作用在A物块上,且二者的大小不相等,所以二力不是一对相互作用力,故C错误;由于F2与F3的方向都是竖直向上的,因此它们不是一对相互作用力,故D错误。故选B。
【易错警示】平衡力与相互作用力的相同点有三个:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。区别主要是平衡力作用在同一个物体上,相互作用力作用在相互作用的两个物体上;另外,相互作用力还满足“甲对乙”与“乙对甲”同时产生、同时消失,且相互作用力属于同类性质的力,而平衡力没有这样的关系。
例4:(2025宁波鄞州第二实验中学期末)如图所示,三个质量相同的物体分别受到竖直向上的拉力作用,处于不同的状态:甲静止,乙以5m/s的速度向上做匀速直线运动,丙以10m/s的速度向下做匀速直线运动,则F甲、F乙、F丙 的大小关系是(不计空气阻力) ( )
A.F甲=F乙=F丙 B.F甲<F乙<F丙 C.F甲>F乙>F丙 D.F甲>F丙>F乙
【答案】A
【解析】不计空气阻力,虽然三个物体的运动状态不同,但由于甲静止,乙、丙都做匀速直线运动,所以三个物体都处于平衡状态,即受力平衡,则三个物体所受拉力与重力大小相等,而三个物体的质量相等,所受重力大小相等,则三个拉力大小相等。故选A。
例5:在平直的地面上,小阳沿水平方向以大小为F的力推小车,使其匀速向左运动,如图所示,下列两个力属于一对平衡力的是( )
A.小车对地面的压力与地面对小车的阻力
B.小车对地面的压力与地面对小车的支持力
C.手对小车的推力与小车受到的阻力
D.小车受的推力和地面对小车的支持力
【答案】C
【解析】在平直的地面上,小阳沿水平方向以大小为的力推小车,使其匀速向左运动,小车在水平方向所受的推力和阻力是一对平衡力,在竖直方向上,小车受到的重力和支持力是一对平衡力,故C正确,A、B、D错误。故选C。
例6: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图像如图乙所示,则下列分析正确的是( )
甲 乙
A.在0~20s内,木箱未处于平衡状态
B.在0~40s内,木箱一直处于匀速直线运动状态
C.在20~40s内,木箱处于平衡状态
D.在0~40s内,木箱一直处于静止状态
【答案】C
【解析】由图乙可知,在0~20s内,木箱速度为0,即处于静止状态,所以木箱此时处于平衡状态;20~40s内,木箱速度为0.2m/s,处于匀速直线运动状态,受力平衡,即处于平衡状态。故选C。
例7:小科利用如图所示的实验探究了“二力平衡”的条件。
(1)同学们认为图乙实验比图甲实验更合理,其优点是减小了 对实验的影响。
(2)小科在图乙小车左、右两侧同时悬挂质量相等的钩码时,小车处于静止状态;改变其中一端钩码的质量,小车无法保持静止状态,说明二力平衡时,两个力的大小必须 。
(3)小科将图乙实验进一步改进成图丙所示的实验。当把卡片转过一个角度,松手后观察到卡片转动回初始状态,说明两个力必须 才能平衡。
【答案】(1)阻力(摩擦)
(2)相等
(3)作用在同一直线上
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】(1)二力平衡的条件为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;实验中需尽量减小摩擦力等额外阻力对实验结果的干扰,确保探究的是两个力本身的平衡关系。
(2)在探究二力平衡条件时,木块与桌面间的摩擦为滑动摩擦,摩擦力较大;小车与桌面间的摩擦为滚动摩擦,滚动摩擦远小于滑动摩擦,使用小车能减小摩擦对实验的影响,使实验结果更接近理想状态。
(3)当两个力大小相等、方向相反,但没有作用在同一直线上时,二力无法平衡,物体会在力的作用下发生转动,直到两个力作用在同一直线上时,物体才能保持静止状态。
【解答】(1) 图甲中使用的是木块,木块与桌面之间产生的是滑动摩擦力,滑动摩擦力相对较大,会对实验探究二力平衡产生干扰;而图乙中使用的是小车,小车与桌面之间产生的是滚动摩擦力,滚动摩擦力的大小远小于滑动摩擦力,因此图乙实验能有效减小 摩擦(阻力)对实验的影响,使实验现象更明显、结论更准确。
(2) 在图乙实验中,左右两侧悬挂质量相等的钩码时,小车受到的两个拉力大小相等,小车处于静止状态;当改变一端钩码质量时,两端拉力大小不再相等,小车无法保持静止,会向拉力大的一侧运动。这一现象直接说明,要使二力平衡,两个力的大小必须相等。
(3) 将图丙中的小卡片转过一个角度,此时小卡片上受到的两个拉力大小相等、方向相反,但没有作用在同一直线上,松手后小卡片会发生转动,直至回到初始状态(两个力作用在同一直线上)才保持静止。这一现象表明,两个力必须作用在同一直线上才能平衡。
故答案为:(1) 摩擦(阻力);(2) 相等;(3) 作用在同一直线上。
例8: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甲所示:
(1)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。
(2)实验时,小宇发现当向左盘和右盘同时加入一个相等重量的砝码时,木块处于静止状态。此时木块在水平方向受到两个力的作用,这两个力是平衡的。小宇再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是 ,这时木块在水平方向受到的力 (填“平衡”或“不平衡”)。要避免这种现象的产生,请你对该实验装置提出改进意见: 。
(3)如图乙所示,小慧用小车来做该实验,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。
【答案】(1)匀速直线运动
(2)木块跟桌面之间有摩擦力;平衡;换用小车做实验(或放在光滑的桌面上做实验)
(3)10
【解析】(1)根据平衡状态的定义解答;
(2)当两边的砝码重力不同时,小车会有向拉力较大的一侧移动的趋势,此时它会受到桌面施加的静摩擦力,即F大=F小+f,因此也会处于平衡状态。如果要避免这种现象发生,就要想办法减小摩擦力,根据减小摩擦力的方法解答。
(3)弹簧测力计的示数等于它受到拉力的大小,据此分析解答。
【解答】(1)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)小宇再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是木块跟桌面之间有摩擦力,这时木块在水平方向受到的力平衡。要避免这种现象的产生,对该实验装置提出意见:换用小车做实验(或放在光滑的桌面上做实验)。
(3)当小车静止时,弹簧测力计上的拉力由物体的重力产生,即等于物体的重力,那么F=G=10N。
10. 假设有一个不受力的物体,在做匀速直线运动,突然受到如图所示的两个力时,物体仍能做匀速直线运动的是( )
A. B.
C. D.
【详解】AB.两幅图中,每个物体受到的两个力一个为5N,一个为4N,力的大小不同,不满足二力平衡的条件,两幅图中的两个物体受到的力都不是一对平衡力,故AB不符合题意;
C.图中物体受到的两个力大小相同,方向相反,作用在同一直线,符合二力平衡条件,是一对平衡力,故C符合题意;
D.图中物体受到的两个力虽大小相同、方向相反,但不在同一直线上,不符合二力平衡条件,不是一对平衡力,故D不符合题意。故选C。
11. 小黄利用轻薄的硬铁片,设计并制作结构稳定的手机支架。下图实物模型中,最不能保持稳定的是( )
A. B. C. D.
【详解】将手机与支架看成一个整体,受到重力与支持力。根据二力平衡的条件,两个力大小相等、方向相反、作用在同一物体、作用在同一直线上时该物体将保持平衡状态。C 中整体受到的重力和支持力不在同一直线,重力偏右侧向下,支持力偏左侧向上,无法保持稳定。故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
12. 如图是上海博物馆埃及展中的一个雕像。下列关于该雕像分析正确的是( )
A.雕像受到的重力和它对展台的压力是一对平衡力
B.雕像受到的重力和展台对它的支持力是一对平衡力
C.雕像受到的重力和它对展台的压力是一对相互作用力
D.雕像对展台的压力和展台对它的支持力是一对平衡力
【详解】A.在水平展台上,雕像受到的重力和它对展台的压力方向相同,不是一对平衡力,故A错误;B.在水平展台上,雕像受到的重力和展台对它的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线和同一物体上,是一对平衡力,故B正确;
C.在水平展台上,雕像受到的重力和它对展台的压力方向相同,不是一对相互作用力,故C错误;
D.雕像对展台的压力和展台对它的支持力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故D错误。故选B。
13. 如图所示,水平地面上静止叠放着A、B两物体,物体A上表面受到一竖直向下的压力F,下列说法正确的是( )
A.A物体受到的支持力与B物体受到的压力是一对相互作用力
B.A物体受到的重力与A物体受到的支持力是一对平衡力
C.B物体受到的支持力大小等于物体A和物体B的总重力
D.B物体受到A对它的压力大小与F的大小相同
【详解】A、B对A的支持力和A对B的压力,二力相互作用,作用在两个不同物体上,大小相等、方向相反,作用在一条直线上,是一对相互作用力,故A正确;
B.A物体受到的支持力等于A的重加上压力历的大小,A物体受到的支持力与重力不相等,不是一对平衡力,故B错误;C.B物体受到的支持力等于物体A、物体B的总重力再加上压力F,故C错误;D.B物体受到A对它的压力等于A的重加上压力F,所以此压力大于F,故D错误。故选A。
14. 如图所示,在一根结实的细绳的一端栓一个小球,绳子的一端固定在悬挂点O上,做成一个单摆。拉动小球到B处,放手后使它摆动起来,则小球在摆动过程中,下列说法正确的是( )
A.小球运动到最低处A时,细绳对它拉力与它受到重力平衡
B.小球运动到最高处B时,细绳对它拉力与它受到重力平衡
C.小球运动到最高处C时,细绳对它拉力与它受到重力平衡
D.在摆动过程的任一位置,小球受到的力都不平衡
【解答】解:
A、小球运动到最低处A时,细绳对它拉力大于重力,会使得小球做圆周运动,故小球受力不平衡,故A错误;
BC、小球运动到最高处B和C时,细绳对它的拉力和它受到的重力没有作用在同一条直线上,且大小不相等,故它们不是平衡力,故BC错误;
D、在摆动过程的任一位置,小球都不静止或匀速直线运动,处于非平衡状态,受到的力都不平衡,故D正确。
故答案为:D。
15. 如图所示,人坐在吊椅(椅面水平)上静止时,下列说法正确的是( )
A. 人对吊椅的压力和吊环对吊椅的拉力是一对平衡力
B. 人所受的重力和吊椅对人的支持力是一对平衡力
C. 吊椅所受的重力和吊椅对人的支持力是一对相互作用力
D. 人所受的重力和人对吊椅的压力是同一个力
【解析】A. (×) 吊环对吊椅的拉力等于人与吊椅的重力之和,大于人对吊椅的压力,不是一对平衡力;B. (√) 人所受的重力和吊椅对人的支持力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、作用在同一条直线上,是一对平衡力;C. (×) 吊椅所受的重力与吊椅对地球的吸引力是相互作用力;D. (×) 人所受的重力和人对吊椅的压力是不同性质的两个力。
【答案】B
16. 如图,送餐机器人工作时,在水平路面上沿直线匀速前行。下列说法正确的是( )
A.食物对餐盘的压力和机器人对餐盘的支持力是一对平衡力
B.机器人受到重力、支持力和摩擦力共3个力的作用
C.机器人始终保持餐盘水平,则餐盘上的食物会受摩擦力的作用
D.机器人匀速前进时受力平衡
【答案】D
【解析】A、食物对餐盘的压力和机器人对餐盘的支持力,这两个力大小不相等,机器人对餐盘的支持力等于餐盘和食物的总重力,根据二力平衡条件,两个力大小不相等,不是一对平衡力,故A错误。B、机器人在水平路面上沿直线匀速前行,受到竖直向下的重力、竖直向上地面的支持力,水平方向还有牵引力和摩擦力,共4个力的作用,故B错误。C、机器人始终保持餐盘水平,餐盘上的食物随机器人一起匀速直线运动,食物与餐盘之间没有相对运动的趋势,所以食物不受摩擦力的作用,故C错误。D、机器人匀速前进时,处于平衡状态,根据牛顿第一定律可知,物体处于平衡状态时受力平衡,所以机器人受到的力是平衡力,故D正确。
17. 在平直的路面上,一个人沿水平方向用20N的力推一辆重为150N的小车匀速向西运动,则小车所受阻力的大小和方向分别为( )
A.20N,向东 B.20N,向西 C.150N,向西 D.150N,向东
【答案】A
【解析】物体在不受力的情况下或者受平衡力的作用下将保持静止状态或者匀速直线运动状态。作用在同一物体上的两个力如果大小相等方向相反且在同一条直线上,那么这两个力就是一对平衡力。
【解答】由题意可知,小车水平向西做匀速直线运动,处于平衡状态,故小车在竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力,在水平方向上受到的推力和阻力是一对平衡力。推力的大小为20 N,方向与小车运动的方向一致,所以阻力的大小也为20 N,方向与小车运动的方向相反(向东),A正确,B、C、D错误.故答案为A。
18. 如图所示力和运动的四个情景,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
A.木块与表面光滑的小车一起做匀速直线运动,小车受阻力停止时,木块立刻停止
B.人向另一船推了一下,两船同时向后运动,说明力的作用是相互的
C.水平向右的力推桌子没推动,是因为此时摩擦力大于推力
D.每隔相等时间拍摄的某个同学向右运动的位置图片,该同学运动的越来越快
【解析】A、根据牛顿第一定律,一切物体都有保持原来运动状态的性质。木块与表面光滑的小车一起做匀速直线运动,小车受阻力停止时,由于木块与小车间无摩擦力,木块会因惯性保持原来的匀速直线运动状态,不会立刻停止,故A错误。
B、人向另一船推了一下,人对另一船施加了力,同时另一船也对人所在的船施加了力,两船同时向后运动,说明物体间力的作用是相互的,故B正确。
C、水平向右的力推桌子没推动,此时桌子处于静止状态,受到的是平衡力作用,水平方向上推力和摩擦力大小相等,故C错误。
D、根据频闪照片判断物体运动快慢时,相等时间内通过的路程越来越小,则物体运动越来越慢,故D错误。
【答案】B
10.(2026嘉兴海宁紫薇中学期中)小明在周末观看电影后购买了玩具盲盒,并将拆出的玩具放在盒子上拍照,如图所示,下列说法中正确的是( )
A.玩具对盒子的压力和地面对盒子的支持力是一对相互作用力
B.玩具对盒子的压力和盒子对玩具的支持力是一对相互作用力
C.玩具受到的重力和它对盒子的压力是一对平衡力
D.盒子受到的重力和地面对盒子的支持力是一对平衡力
【答案】B
【解析】玩具对盒子的压力和地面对盒子的支持力大小不等,不是一对相互作用力,A错误;玩具对盒子的压力和盒子对玩具的支持力大小相等、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,B正确;玩具受到的重力和它对盒子的压力方向相同,不是一对平衡力,C错误;盒子受到的重力与地面对盒子的支持力大小不相等,不是一对平衡力,D错误。故选B。
11.如图所示,两个相同的木模质量均为m靠三根竖直细线连接,在水平面上按一个“互”字形静置,上方木模呈现悬浮效果,这是利用了建筑学中的“张拉整体”结构原理。图中短线a上的拉力F1和水平面所受压力F2满足( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】以两个相同的木模组成的整体为研究对象,对其进行受力分析可知,该整体受重力和水平面的支持力,支持力的大小等于两个木模的重力大小之和,物体间力的作用是相互的,该整体对水平面的压力与水平面对其的支持力大小相等,则水平面受到的压力为F2=2mg以上面的木模为研究对象,其受重力、左侧两段细线向下的拉力之和F左、右侧短线向上的拉力F1由平衡条件可知,F1=mg+F左,即F1>mg;故选B。
12.如图所示,放在粗糙水平面上的木箱,受到两个水平拉力F1、F2作用,F1的方向向左,F2的方向向右,下列分析正确的是( )
A.若木箱保持静止状态,则 F1 一定等于F2
B.若木箱向右做匀速直线运动,则 F1 一定大于F2
C.若木箱向右做匀速直线运动,则 F1 一定等于F2
D.若木箱向右做匀速直线运动,则 F1 一定小于F2
【答案】D
【解答】解:A、当物体静止在水平面上,物体可能有运动的趋势,可能没有运动趋势。当物体没有运动趋势时,水平方向上只受两个水平拉力F1、F2作用,这两个力是平衡力,大小一定相等;当物体有运动趋势时,此时物体受到拉力F1、F2和摩擦力作用,这三个力是平衡力,F1一定不等于F2.说法错误,不符合题意。
BCD当物体向右匀速直线运动时,物体受到向左的摩擦力,F2和F1、摩擦力是平衡力,则F2一定大于F1.D说法正确,符合题意。BC说法错误,不符合题意。
故选:D。
13.如图所示,两个完全相同的条形磁铁A和B,质量均为m,将它们竖直放在水平地面上,用弹簧秤通过一根细线竖直向上拉磁铁A,若弹簧秤读数为mg,则B对A的支持力F1以及水平地面对B的支持力F2分别为( )
A.F1=0,F2=mg B.F1=mg,F2=0 C.F1>0,F2<mg D.F1>0,F2=mg
【答案】D
【解答】解:(1)磁铁A受到向下的重力、向上的拉力、B对A的向下引力和B对A向上的支持力,这四个力平衡,因为拉力和重力大小相等,所以B对A的向下引力和B对A向上的支持力相等,所以,F1>0,但不一定等于mg,所以AB错误。
(2)把磁铁A和B当成一个整体,这个整体的重力等于2mg,向上的拉力为mg,还有向上的支持力,根据这三个力平衡,所以水平地面对B的支持力F2的大小等于mg,故C错误,D正确。
故选:D。
16.小义利用家中的衣架、矿泉水瓶、小卡片、细线、水等物品探究二力平衡的条件。
(1)实验时,小卡片除了受到两侧细线的拉力外,还受到重力的作用,方向__________,但由于值很小,故略去不计。
(2)如图所示,小义将原来处于静止状态的小卡片扭转一个角度,使小卡片两侧细线相互平行,松开手后发现小卡片会转动,说明两个力互相平衡必须满足的条件是____________
_____________________。
(3)要继续探究相互平衡的二个力的大小关系,应如何操作?__________。
【答案】(1)竖直向下 (2)作用在同一直线上 (3)改变一侧瓶中水的质量,重复实验
【解析】(1)实验中的卡片受重力,重力的方向竖直向下;
(2)二力平衡条件:作用在一个物体上,大小相等,方向相反,作用在一条直线上。小义将原来处于静止状态的小卡片扭转一个角度,使小卡片两侧细线相互平行,松开手后发现小卡片会转动,说明不在一条直线上的两个力,不能平衡,两个力互相平衡必须满足的条件是作用在一条直线上;
(3)要继续探究相互平衡的二个力的大小关系,可以改变矿泉水瓶中水的多少。
17.(1)10月19日凌晨,神舟十一号飞船与天宫二号自动交会对接成功(如图甲)。对接后,“神舟十一号”相对于“天宫二号”是 的,此时它们 (填“受平衡力”、“不受力”或“受非平衡力”)作用绕着地球做圆周运动。
(2)图乙是宇航员陈冬打乒乓球的情景,他先在一边发了个球,然后追上乒乓球到另一边,把它又打了回去。这说明力能够改变
【答案】(1)静止;受非平衡力(2)物体的运动状态
【解析】(1)掌握运动和静止的相对性,物体的运动和静止是相对于参照物而言的;
判断物体受力是否平衡,关键是判断物体是否处于平衡状态,若运动状态不变,则受平衡力,若运动状态改变,则受非平衡力;
(2)力可以改变物体的运动状态和形状,
【解答】(1)对接后,“神舟十一号”相对于“天宫二号”的位置不发生变化,所以是静止的;它们都围绕地球做圆周运动,运动方向一直在改变,所以受非平衡力的作用。
(2)他先在一边发了个球,然后追上乒乓球到另一边,把它又打了回去。这说明力能够改变物体的运动状态。
(1)[1]对接后,“神舟十一号”相对于“天宫二号”的位置不发生变化,所以是静止的;
[2]它们都围绕地球做圆周运动,运动方向一直在改变,所以受非平衡力的作用。
(2)他先在一边发了个球,然后追上乒乓球到另一边,把它又打了回去。这说明力能够改变物体的运动状态。
18.一辆吊车以2米/秒的速度将1×104牛的重物竖直向上匀速提起,这时候钢索对重物的拉力 (填“大于”“小于”或“等于”,下同)1×104牛;若该吊车现改为以4米/秒的速度使重物匀速下降,则钢索对重物的拉力 1×104牛;若重物静止在空中,则钢索对重物的拉力 1×104牛。
【答案】等于;等于;等于
【解析】根据二力平衡的条件分析解答。
【解答】根据题意可知,当重物匀速向上运动,或者匀速向下运动,或者保持静止状态时,物体都处于平衡状态,即重力和拉力相互平衡。根据平衡力的条件可知,钢索对重物的拉力等于1×104牛 。
19.在 “探究二力平衡的条件” 实验中,实验设计如图所示。
(1) 当小车在水平桌面上处于________或匀速直线运动状态时,表明小车处于平衡状态,实验中通过改变两边的________________来改变小车受到的拉力F1、F2的大小。
(2) 实验中观察到,当静止的小车两边挂上不等的钩码时,小车将______(选填 “运动” 或 “静止”),说明此时二力______(选填 “平衡” 或 “不平衡”)。
(3) 实验中,保持F1、F2的大小相等,将小车保持水平放置后扭转一个角度,松手后,小车______(选填 “能” 或 “不能”)保持静止,此操作的目的是探究大小相等、方向相反但________的两个力是否可以平衡。
【答案】(1) 静止 钩码质量 (2) 运动 不平衡 (3) 不能 不在同一条直线上
19.在 “探究二力平衡的条件” 实验中,实验设计如图所示。
(1) 当小车在水平桌面上处于________或匀速直线运动状态时,表明小车处于平衡状态,实验中通过改变两边的________________来改变小车受到的拉力F1、F2的大小。
(2) 实验中观察到,当静止的小车两边挂上不等的钩码时,小车将______(选填 “运动” 或 “静止”),说明此时二力______(选填 “平衡” 或 “不平衡”)。
(3) 实验中,保持F1、F2的大小相等,将小车保持水平放置后扭转一个角度,松手后,小车______(选填 “能” 或 “不能”)保持静止,此操作的目的是探究大小相等、方向相反但________的两个力是否可以平衡。
20.某校项目化实验小组利用可乐瓶等材料制作水火箭(图1),并进行飞行高度测试实验。水火箭的结构如图2所示。将水火箭竖立于地面,用打气筒通过打气管向瓶内打气,当瓶内压强足够大时,瓶塞脱落,瓶内的水向下喷出,水火箭就接近竖直向上飞。
(1)瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动,这是因为力的作用是__________。
(2)实验中无法直接测量水火箭竖直上升的最大高度,可以转换为测量_______来间接反映这个高度。
(3)如图3所示,小组同学用频闪照相机拍下了水火箭从A处起飞到达到最高点C处的运动情况,照相机每隔0.2s曝光一次,则水火箭运行到B处时是否受到平衡力的作用?请判断并说明理由。____________________________________________________。
【答案】(1)相互的 (2)水火箭在空中上升的时间(水火箭在空中停留的时间) (3)没有受到平衡力作用,因水火箭在相同时间间隔内通过的距离不相等,是变速直线运动,所以没有受到平衡力作用
【解析】(1)瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动,水火箭飞行原理是利用力的作用是相互的。
(2)水火箭上升的高度越高,到落地时所需的时间就越大,所以实验中可以测量水火箭从发射到落地的时间来间接反映这个高度。
(3)如图3所示,因照相机每隔0.2s曝光一次,从拍下的照片可以看出,水火箭在做变速直线运动,受非平衡力作用,理由是在相同时间内水火箭通过的距离不同,根据知,水火箭在做变速直线运动。
21.小明用如图1、2、3、4所示的装置来完成探究“二力平衡的条件”的实验,则:
(1)在探究“二力是否在同一直线上”对“二力平衡”的影响时,小明将图2中的小车扭转一个角度后松手,小车不再平衡,从而得出:只有作用在__________(填“同一直线”或“不同直线”)上的两个力,才能够平衡。
(2)在探究“二力是否作用在同一物体上”对“二力平衡”的影响时,小明将图4中的卡片剪成两半,此时卡片_____ (填“能”或“不能”)平衡,从而得出结论。
(3)小明用图3来探究“二力的方向”对“二力平衡”的影响时,他在图3实验完成后,接下来应该进行的操作是_______________________________,此时小车_______ (填“会”或“不会”)静止,由此得出二力平衡必须满足“方向相反”这一条件。
【答案】(1)同一直线 (2)不能 (3)将一端的钩码取下,挂在另一端钩码的下方 不会
【解析】(1)小明将图2中的小车扭转一个角度后松手,小车不再平衡,从而得出:只有作用在同一直线上的两个力,才能够平衡。
(2)小明将图4中的卡片剪成两半,两卡片分别向相反方向加速运动,此时卡片不能平衡,说明二力平衡条件之一是必须作用在同一个物体上。
(3)小明用图3来探究“二力的方向”对“二力平衡”的影响时,可以将两个力的方向改为相同方向,他在图3实验完成后,接下来应该进行的操作是将一端的钩码取下,挂在另一端钩码的下方,此时小车不会静止,由此得出二力平衡必须满足“方向相反”这一条件;通过上述实验过程可得:作用在同一物体上的两个力,只有大小相等、方向相反,且作用在同一条直线上时,这两个力才能平衡。
22.一辆自重为5×104N的货车装载着20箱货物,每箱货物的质量是400kg,行驶到一座立有限重标志牌的桥前,标志牌如图所示。g取10N/Kg。回答下列问题:
(1)这辆货车和货物的总质量为多少?
(2)这辆车静止时除了重力之外还受到_______力,求这个力的大小和方向。
【答案】(1) (2)地面给车的支持 竖直向上
【解析】(1)根据重力的公式可知,货车的质量是,货物的质量是,这辆货车和货物的总质量为。
(2)这辆车静止时,处于平衡状态,除了重力之外,还受到地面给车的支持力,方向竖直向上。根据二力平衡可知,这辆车和货物的总重力和地面给车的支持力是一对平衡力,大小相等,即。
题型四、平衡力和相互作用力的辨别
例1:水平桌面上静止放置一个木块,与木块所受的重力为平衡力的是( )
A.木块对桌面的压力
B.桌面对木块的支持力
C.木块对地球的吸引力
D.地球对木块的吸引力
【答案】B
【解析】根据题意可知,木块受到的重力方向竖直向下。木块对桌面的压力与重力的方向一致,不是平衡力,故A不符合题意;桌面对木块的支持力方向竖直向上,重力都作用在木块上,是一对平衡力,故B符合题意;木块对地球的吸引力作用在地球上,与木块的重力不在同一物体上,不是平衡力,故C不符合题意;地球对木块的吸引力方向向下,指向地心,与木块所受的重力不是一对平衡力,故D不符合题意。故选B。
例2:(2026宁波余姚子陵中学教育集团期中)在2025年九三阅兵中,歼-20S战斗机沿水平方向匀速飞过天安门上空。此时关于该战斗机的受力情况,下列说法正确的是( )
A.战斗机对空气向后的推力与空气对战斗机向前的推力是一对平衡力
B.战斗机对空气向后的推力与空气对战斗机向前的推力是一对相互作用力
C.战斗机受到的升力与重力是一对相互作用力
D.战斗机受到的重力与战斗机对地球的引力是一对平衡力
【答案】B
【解析】战斗机对空气向后的推力与空气对战斗机向前的推力分别作用在空气和战斗机上,是一对相互作用力,A错误,B正确。战斗机受到的升力与重力作用在同一物体上,不是一对相互作用力,C错误。战斗机受到的重力与战斗机对地球的引力分别作用在战斗机和地球上,不是一对平衡力,D错误。故选B。
例3:如图所示,杂技演员一只手支撑在三脚架上,让身体保持静止状态。( )
A.杂技演员受到的重力和手对三脚架的压力是一对平衡力
B.三脚架受到的重力和地面对三脚架的支持力是一对平衡力
C.杂技演员受到的重力和三脚架对杂技演员的支持力是一对平衡力
D.地面对三脚架的支持力和杂技演员受到的重力是一对平衡力
【答案】C
【解析】杂技演员受到的重力和手对三脚架的压力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故A错误;三脚架受到的重力和地面对三脚架的支持力大小不相等,不是一对平衡力,故B错误;杂技演员受到的重力和三脚架对杂技演员的支持力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、作用在同一条直线上,故C正确;地面对三脚架的支持力和杂技演员受到的重力大小不相等,不是一对平衡力,故D错误。故选C。
经典练习
5. 如图所示,A、B两物块叠放在水平桌面上保持静止,图中分别给出了A、B的受力示意图。A的重力5N( )
A.GA与F2是一对平衡力 B.GB与F3是一对平衡力
C.F2与F1是一对相互作用力 D.F2与F3是一对相互作用力
【答案】B
【解析】
A.A物块处于静止状态,由图示和力的平衡条件可得:F2=GA+F1,则GA与F2的大小不等,所以GA与F2不是一对平衡力,故A错误;
B.GB与F3大小相等方向相反,作用在同一物体上,作用在同一直线上,是一对平衡力,故B正确。
C.由图知,F2与F1均作用在A物块上,且二力的大小不相等,所以二力不是一对相互作用力,故C错误;
D.由于F2与F3的方向都是竖直向上的,因此它们不是一对相互作用力,故D错误。
6. 如图所示,无风时,站在地面上的小蚂蚁骄傲地托着果实。下列说法正确的是( )
A. 果实受到重力和蚂蚁对果实的支持力作用,这两个力是一对平衡力
B. 果实受到重力,蚂蚁受到压力作用,这两个力是一对相互作用力
C. 蚂蚁能够静止,是因为地面对蚂蚁的支持力等于蚂蚁的重力
D. 果实能够静止,是因为蚂蚁对它的支持力大于果实受到的重力
【答案】A
【解析】果实受到重力和蚂蚁的支持力作用,两力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,符合二力平衡的条件,A 正确;果实受到的重力和蚂蚁受到的压力方向相同,不是一对相互作用力,B 错误;蚂蚁能够静止,是因为地面对蚂蚁的支持力等于蚂蚁的重力和果实重力之和,C 错误;果实能够静止,是因为蚂蚁对它的支持力等于果实受到的重力,D 错误。故选 A。
易错警示:平衡力与相互作用力的区别在于:平衡力是作用在同一物体上的两个力;相互作用力是作用在两个物体上的力。
7. 如图所示,一茶杯静止在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.茶杯受到的重力和茶杯对桌面的压力是一对相互作用力
B.茶杯受到的重力和桌面对茶杯的支持力是一对平衡力
C.茶杯受到的重力和茶杯对桌面的压力是一对平衡力
D.茶杯受到的重力与桌面对茶杯的支持力是一对相互作用力
【答案】B
【解析】
A、由于茶杯对桌面有压力,所以桌面才支持茶杯,即压力的相互作用力是支持力,故A错误;
B、茶杯受到的重力和支持力是一对平衡力,故B正确;
C、重力是茶杯受到的力,而压力是桌面受到的力,所以重力和压力不是一对平衡力,故C错误;
D、茶杯受到的重力和茶杯受到的支持力是作用在一个物体上,所以重力和支持力不是一对相互作用力,故D错误。
8. 如图所示,用水平力F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,空气阻力忽略不计,下列说法正确的是( )
A.小包的重力和箱子对小包的支持力是一对平衡力
B.小包受到支持力、重力和摩擦力共3个力的作用
C.小包对行李箱的压力和行李箱对小包的支持力是一对平衡力
D.行李箱的重力和地面对行李箱的支持力是一对平衡力
【答案】A
【解析】
A.根据题意可知,小包的重力和箱子对小包的支持力,二力大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上,是一对平衡力,故A正确;
B.根据题意可知,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的趋势,那么小包不受行李箱的摩擦力,故B错误;
C.小包对行李箱的压力作用在行李箱上,行李箱对小包的支持力作用在小包上,二力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故C错误;
D.地面对行李箱的支持力等于小包与行李箱的总重力,肯定大于行李箱的重力,则儿子不是一对平衡力,故D错误。
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