《初中物理》力平衡

二力平衡知識集結知識元二力平衡概念知識講解二、二力平衡

1．內容：作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反，并且在同一條直線上，這兩個力就彼此平衡。

例題精講二力平衡概念例1.（2019春?馬山縣期中）在探究“二力平衡條件”的實驗中：（1）甲、乙兩組同學分別選擇器材后，設計組裝的實驗裝置如圖所示老師指出乙組同學選擇的器材更加合理，其原因是：______________________。（2）保持F1與F2相等，用手將小車扭轉一個角度，松手后小車____（選填“能”或“不能”）在此位置平衡。實驗中設計這一步驟的目的是為了探究二力平衡時，兩個力必須滿足哪個條件？___________（3）丙同學又對實驗進行了改進，選擇小卡片的目的是____（選填“忽略”或“不忽略”）小卡片受到的重力，并通過調整_____________來改變F1和F2的大小。（4）為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，在圖丙所示情況下，丙同學下步的操作是：_________________。例2.（2019春?長沙期中）如圖甲是小東同學探究二力平衡條件時的實驗情景。（1）小東將系于小卡片（重力可忽略不計）兩對角的線分別跨過左右支架上的滑輪，在線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向____（選填“相同”或“相反”），并通過調整______來改變拉力的大小。（2）為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，在圖甲所示情況下，小東下一步的操作是：__________。（3）在探究同一問題時，小明將木塊放在水平桌面上，設計了如圖乙所示的實驗，同學們認為小東的實驗優(yōu)于小明的實驗。其主要原因是___。A．減少了摩擦力對實驗結果影響B(tài)．小卡片是比較容易獲取的材料C．容易讓小卡片在水平方向上保持平衡D．小卡片容易扭轉。例3.（2019春?老河口市期中）如圖甲是小華同學探究二力平衡條件時的實驗情景。（1）實驗中選擇小卡片的目的是_____（選填“考慮”或“不考慮”）小卡片的重力，小華將系于小卡片兩對角的線分別跨過左右支架上的滑輪，在線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向____，并通過調整______來改變拉力的大小。（2）當小卡片平衡時，小華將卡片旋轉一個角度，松手后小卡片____（選填“能”或“不能”）平衡。設計此實驗步驟的目的是為了探究_______________。（3）為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，在圖甲所示情況下，小華下一步的操作是__________。（4）在探究同一問題時，小明將木塊放在水平桌面上，設計了如圖乙所示的實驗，同學們認為小華的實驗優(yōu)于小明的實驗。其主要原因是___A．減少摩擦力對實驗結果的影響B(tài)．小書片是比較容易獲取的材料C．容易讓小卡片在水平方向上保持平衡D．小卡片容易扭轉（5）小華在探究活動結束后想到物體的平衡狀態(tài)包括靜止和勻速直線運動狀態(tài)，那如何探究物體做勻速直線運動時的二力平衡條件呢？小明提出了自己的實驗方案，用彈簧測力計拉著鉤碼在______（水平方向或豎直方向或任意方向）做勻速直線運動，根據觀察到___________現(xiàn)象，可以得出結論，物體靜止時的二力平衡條件同樣適用于物體處于勻速直線運動狀態(tài)，例4.（2019春?廣安月考）如圖甲是小華同學探究二力平衡的條件時的實驗情況。（1）小華將系于小卡片（重力可忽略不計）兩對角的線分跨過左右支架上的滑輪，在線的兩端掛上鉤馬使作用在小卡片上的兩個拉力方向____并通過調整______來改變拉力的大小。（2）當小卡片平衡時，小華將小卡片轉過一個角度，松手后小卡片____（填“能”或“不能”）。設計此實驗步球的目的是__________________。（3）為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，在圖甲所示情況下，小華下一步的操作是：__________。（4）在探究同一問題時，小明將木塊放在水平桌面上，設計了如圖乙所示的實驗，同學們認為小華的實驗優(yōu)于小明的實驗。其主要原因是___。A．減少了摩擦力對實驗結果的影響B(tài)．小卡片是比較容易獲取的材料C．容易讓小卡片在水平方向上保持平衡D．小卡片容易扭轉例5.（2019春?路北區(qū)期中）如圖甲是小華同學探究二力平衡條件時的實驗情景。（1）小華將系于小卡片（重力可忽略不計）兩對角的線分別跨過左右支架上的滑輪，在線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向相反，并通過調整______來改變拉力的大小。（2）當小卡片平衡時，小華將小卡片轉過一個角度，松手后小卡片____（選填“能”或“不能”）平衡。設計此實驗步驟的目的是為了探究_______________________________________。（3）甲圖中，若兩個滑輪的位置沒有在同一高度，則___（選填“能”或“不能”）完成此實驗。（4）在探究同一問題時，小明將木塊放在水平桌面上，設計了如圖乙所示的實驗，實驗時，小明發(fā)現(xiàn)當向左邊和右邊同時加入相等質量的砝碼時，木塊處于靜止狀態(tài)。此時木塊在水平方向受到兩個力的作用是平衡的。小明再向右邊換上質量更大的砝碼時，發(fā)現(xiàn)木塊仍然處于靜止狀態(tài)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是____________，要避免這種現(xiàn)象產生，請你對該實驗裝置提出改進意見：_____________________。二力平衡條件及其應用知識講解2．條件：概括說就是“同物、等大、反向、共線”。

（1）同物：作用在同一物體上的兩個力。

（2）等大：大小相等。

（3）反向：兩個力方向相反。

（4）共線：兩個力作用在同一條直線上。（本條不一定嚴格遵守）例題精講二力平衡條件及其應用例1.（2019春?寬城區(qū)校級月考）在“探究二力平衡的條件”實驗中，甲、乙兩組同學分別實驗，（1）甲組同學實驗中，在細線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向____（選填“相同”或“相反”），并通過調整鉤碼的數量來改變兩端F1、F2的大小。當兩端所加鉤碼的質量____（選填“相等”或“不相等”）時，小卡片靜止；（2）為了探究兩個平衡力是否在同一條直線上，甲組同學進行如下操作：____（選填“擠壓”或“旋轉”）小卡片，松手后觀察小卡片是否平衡。（3）在卡片平衡時，甲組同學將小卡片剪成兩半，會發(fā)現(xiàn)兩半卡片，這是為了驗證只有作用在_______的兩個力才能平衡。（4）乙組同學將木塊放在水平桌面上，如圖乙所示的實驗，同學們認為甲組同學的實驗優(yōu)于乙組同學的實驗。其主要原因是___A．小卡片是比較容易獲取的材料B．容易讓小卡片在水平方向上保持平衡C．減少了摩擦力對實驗結果的影響D．小卡片容易扭轉。例2.（2019春?靈璧縣校級月考）如圖甲是小華同學探究二力平衡條件時的實驗情景。（1）小華將系于小卡片（重力可忽略不計）兩對危的線分別跨過左右支架上的滑輪，在線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向____，并通過調整砝碼來改變拉力的大小。（2）當小卡片平衡時，小華將小卡片轉過一個角度，松手后小卡片____（選填“能”或“不能“）平衡。設計此實驗步驟的目的是為了探究____________。（3）為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，在圖甲所示情況下，小華下一步的操作是：__________。（4）在探究同一問題時，小明將木塊放在水平桌面上，設計了如圖乙所示的實驗，同學們認為小華的實驗優(yōu)于小明的實驗。其主要原因是___。A．減少，摩擦力對實驗結果的影響B(tài)．小書片是比較容易獲取的材料。C．容易讓小卡片在水平方向上保持平衡。例3.（2019春?三水區(qū)期末）閱讀短文，回答問題：《無砟軌道的高速列車》如圖甲，無砟軌道的路基不用碎石，鐵軌和軌枕直接鋪在混凝土上，這樣可減少維護、降低粉塵等。如圖乙，高速列車在無砟軌道上運行時如子彈頭般穿梭而過，時速可達350km/h。如圖丙，傳統(tǒng)鐵路的鋼軌是固定在枕木上，下面為小碎石鋪成的路砟。（1）高速列車設計為子彈頭型，目的是________。（2）列車在勻速行駛過程中，列車的動力___阻力。（選填“>”、“<”或“=”）?？斓秸军c時，列車鳴笛聲是通過____傳入人耳的；（3）傳統(tǒng)的鐵路軌道路砟和枕木的作用是___。（選填字母）①增大受力面，防止鐵軌因壓力太大而下陷②可以減少噪聲和列車振動③可以減少維護、降低粉塵④可以吸熱、增加透水性A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④（4）滬寧兩地高速鐵路線長是297km，若列車從南京到上海用時54min，則它行駛的平均速度是_____km/h。例4.（2019春?東勝區(qū)月考）如圖所示，圖甲是小華同學探究“二力平衡條件”時的實驗情景：（1）小華將卡片（重力可忽略不計）兩端的細線繞過滑輪，并掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向____，并通過調整______來改變拉力的大小。（2）為了探究不在同一直線上的兩個大小相等的力是否平衡，小華將卡片扭轉一個角度，松手后卡片____（選填“能”或“不能”）平衡。（3）在圖甲所示情況下，小華用剪刀將卡片一分為二，兩張小卡片迅速向兩邊分離。此操作是為了探究：_________________。（4）在探究同一問題時，小明將木塊放在水平桌面上，設計了圖乙所示的實驗，同學們認為小華的實驗優(yōu)于小明的實驗。其主要原因是___A．減小摩擦力對實驗結果的影響B(tài)．卡片是比較容易獲取的材料C．容易讓卡片在水平方向上保持平衡D．卡片容易扭轉。對此，你對小明的實驗裝置提出的改進意見是_____________________。例5.（2019春?江城區(qū)期中）在探究“二力平衡條件”的實驗中：（1）甲、乙兩組同學分別選擇器材后，設計組裝的實驗裝置如圖所示。老師指出乙組同學選擇的器材更加合理，其原因是：_______________。（2）甲組同學在進行實驗時，把木塊放在水平桌面上，用繩和吊盤連成了圖中的裝置。當在右盤中放入重10N的物體，在左盤中放入重4N的物體時，木塊恰好沿桌面勻速滑動，則木塊與桌面間的摩擦力是___N。（3）在探究力的大小對二力平衡的影響時，利用了定滑輪這一裝置能夠________和減少____的特點，使實驗效果更好。同時，通過改變______來改變拉力F1和F2的大小。（4）保持F1與F2相等，用手將小車扭轉到圖中的位置，松手后，小車將無法在此位置平衡，立即發(fā)生轉動。實驗中設計這一步驟的目的是為了探究二力平衡時，兩個力必須滿足_______________。例6.（2019春?樂陵市校級月考）質量為8×103kg的卡車，在水平公路上勻速行駛時受到的摩擦阻力是車的重力的0.02倍，求卡車受到的牽引力是多大？（g=10N/Kg）平衡狀態(tài)的判斷知識講解一、平衡狀態(tài)與平衡力

1．平衡狀態(tài)：物體處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，我們就說這個物體處于平衡狀態(tài)。

2．平衡力：物體在受到幾個力作用時，如果保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，我們就說這幾個力是平衡力。

3．平衡力與平衡狀態(tài)的關系：物體在平衡力的作用下，處于平衡狀態(tài)，物體處于平衡狀態(tài)時要么不受力，若受力一定是平衡力。

例題精講平衡狀態(tài)的判斷例1.（2019春?惠安縣校級月考）下列物體處于平衡狀態(tài)的是（）A．勻速直線上升的直升飛機B．坐在繞盤山路勻速行駛的汽車中的乘客C．在下坡路上加速運動的自行車D．自由下落的小球例2.（2019春?江油市期末）下列情況下，物體受平衡力作用的是（）A．蘋果從樹上落下來B．汽車在彎道上勻速轉彎C．物體在斜坡上勻速直線滑下D．向上拋出的石塊例3.（2019春?武侯區(qū)期末）如圖所示，乒乓球運動員發(fā)球時要將乒乓球豎直向上拋出，乒乓球上升到最高點時，乒乓球只受到____的作用（忽略空氣阻力），此時，乒乓球處于_____（選填“平衡”或“非平衡”）狀態(tài)。例4.（2019春?盧龍縣期中）豎直向上拋出一小球，小球到達最高點時處于_____狀態(tài)（選填“平衡”或“非平衡”），你判斷的依據是__________（忽略空氣阻力）。如果小球在上升過程中所受的力全部消失，小球將做______運動。例5.（2019春?常熟市期末）如圖所示，豎直向上拋出一小球，當小球上升到最高點A點時處于_______（填“平衡狀態(tài)”或“非平衡狀態(tài)”）；若拋出的小球在最高點A點時所有外力同時消失，則小球將保持____（填“靜止”或“勻速直線運動”）。例6.（2019春?江陰市期末）如圖所示，繩子吊著小球從A點釋放，小球會擺動到B點再擺動到最高點C點，到達B點時小球處于_____（選填“平衡”或“非平衡”）狀態(tài)。小球擺到C點時假如一切外力突然消失，則小球的運動狀態(tài)是：____。平衡力與相互作用力區(qū)別知識講解二力平衡與一對相互作用力

相同點：大小相等方向相反,同時作用在同一直線上

不同點：平衡力是同時作用在同一物體上.相互抵消.

相互作用力是作用在彼此對方物體上.不可能相互抵消.例題精講平衡力與相互作用力區(qū)別例1.（2019春?德州月考）如圖所示，一鬧鐘靜止在水平桌面上，則（）A．鬧鐘受到的重力和桌面對鬧鐘的支持力是一對平衡力B．鬧鐘受到的重力和鬧鐘對桌面的壓力是一對平衡力C．鬧鐘受到的重力和鬧鐘受到的支持力是一對相互作用力D．鬧鐘受到的重力和鬧鐘對桌面的壓力是一對相互作用力例2.（2019春?武侯區(qū)期中）如圖所示，星期天小明去海洋館觀看海獅表演，看到海獅將球頂在頭上靜止不動。關于其中涉及的力，下列說法正確的是（）A．海獅的重力和地面對海獅的支持力是一對平衡力B．地面對海獅的支持力和球對海獅的壓力是一對相互作用力C．地面對海獅的支持力和海獅對地面的壓力是一對平衡力D．球對海獅的壓力和海獅對球的支持力是一對相互作用力例3.（2019春?綏化月考）物理課本放在水平桌面上，文具盒放在物理課本上，則（）A．物理課本受到的重力和桌面對物理課本的支持力是一對平衡力B．物理課本對文具盒的支持力和文具盒的重力是一對平衡力C．物理課本對文具盒的支持力和文具盒對物理課本的壓力是一對平衡力D．桌面對物理課本的支持力和文具盒對物理課本的壓力是一對相互作用力例4.（2019春?孝南區(qū)月考）下列敘述的幾對力中，屬于作用力與反作用力的是（）A．人推墻的力，鞋受到的阻力B．墻對人的力與人受到的向后的力C．人推墻的力和墻受到的推力D．人推墻的力與墻對人的力例5.（2019春?興化市期末）如圖所示，用兩手指壓住鉛筆的兩端使其在水平位置靜止，鉛筆兩端受到的壓力是一對_____（平衡力/相互作用力）；若筆尾受到的壓力為2N，筆尖與手指的接觸面積為0.2mm2，則右邊手指受到筆尖的壓強為_______Pa。例6.（2019春?南京期末）如圖所示，當木塊在水平桌面上保持______運動時，木塊受到的拉力和____力是一對平衡力；木塊對桌面的壓力和桌面對木塊的____力是一對相互作用力。例7.（2019春?長春期中）跳水運動是我國在國際比賽中的優(yōu)勢項目。如圖所示，跳水運動員站在跳板上靜止時，她受到的重力和支持力是一對_____（選填“平衡力”或“相互作用力”），運動員將跳板壓彎時，施力物體是_____，說明力可以改變物體的____，運動員從靜止開始運動說明力還可以改變物體的______。例8.（2019春?路北區(qū)校級月考）小宇用20N的水平推力推著重為60N的木箱，在水平路面上做勻速直線運動，則地面對木箱的摩擦力大小為____N，若小明將推力增大到50N時，木箱受到的合力大小為____N，當木箱靜止時，______和_________是相互作用力，_______和___________是平衡力。平衡力的辨別知識講解平衡力是作用在同一物體上，大小相等，方向相反，且作用在同一直線上。相互作用力是作用在兩個物體上，大小相等，方向相反，作用在同一直線上，同時產生同時消失。而且，平衡力可以是多個，而相互作用力只能是兩個力。例題精講平衡力的辨別例1.（2019春?嶧城區(qū)期中）如圖所示，手握著重100N的瓶子處于豎直靜止狀態(tài)，瓶子受到手的握力和重力____（選填“是”或“不是”）一對平衡力，瓶子受到的摩擦力方向是______，手的握力越大，瓶子所受的摩擦力____（選填“越大”“不變”或“越小”）。例2.（2019春?淮安區(qū)期末）如圖所示，汽車沿平直的公路向右做勻速直線運動，車內的桌面上有一只茶杯，杯里剩有半杯水，茶杯和水受到總重力的平衡力是___________。遇緊急情況，司機突然剎車，杯內水面的變化情況是______，發(fā)生變化的原因是_______。例3.（2019春?福清市期中）如圖所示，汽車“漂移”是一項高難度汽車表演。當汽車在水平地面上疾駛時，車的重力和地面對車的_____是一對平衡力，此時突然剎車，由于汽車具有____仍繼續(xù)向前運動，假設汽車“漂移”過程中，所有的力突然都消失，汽車將_________。例4.（2019春?江城區(qū)期末）一輛行駛的汽車車廂里掛著一個小球。當出現(xiàn)了如圖所示的情景時，汽車在做____（填“加速”、“勻速”或“減速”）運動，此時繩子對球的拉力和球受到的重力____（填“是”、“不是”或“可能是”）一對平衡力，小球受___個力作用（忽略空氣阻力）。例5.（2019春?惠山區(qū)校級期中）如圖，一個彈簧測力計放在水平桌面上，分別受到水平向左的F1和水平向右的F2的拉力作用，F(xiàn)1=3N，F(xiàn)2=4N，彈簧測力計靜止時如圖所示，F(xiàn)1、F2（填“是”或“不是”）____一對平衡力；此時彈簧測力計的示數為___N。例6.（2019春?玄武區(qū)期中）甲、乙、丙、丁四個物體受力的作用做直線運動。它們的運動圖象如圖所示，其中物體受到平衡力的是_____；物體處于平衡狀態(tài)時，受到的力的方向_____（選填“一定”或“不一定”）沿運動的方向。力與圖像的結合知識講解在物理學中，常采用數學中的函數圖象，將某些物理量之間的關系表示出來，因此圖象實際上反映了物理變化過程的特點以及物理量之間的變化關系．將物理過程和物理量之間的關系在圖象上呈現(xiàn)出來，可使物理過程形象、直觀，使解題過程優(yōu)化，往往會受到事半功倍的效果．此類情況主要有：①物體運動圖象，如：勻速直線運動中路程、時間圖象，速度、時間圖象；②物體重力與質量的圖象；③力的變化圖象，如：力與物體運動中力隨時間變化的圖象，浮力（或彈簧秤示數）隨物體浸入液體深度變化的圖象等．例題精講力與圖像的結合例1.（2019春?杭錦后旗期中）如圖甲，用拉力F拉動水平地面的木箱，拉力F與時間t的關系圖象如圖乙所示，圖丙是木箱運動的速度v與時間t的關系圖象，下列說法正確的是（）A．木箱在0-3s做勻速直線運動B．木箱在0-3s受到的滑動摩擦力7NC．木箱在第7s時受到的滑動摩擦力5ND．木箱在6-8s是受到慣性作用向前滑行例2.（2019春?寶應縣期末）如圖甲所示，放在水平地面上的物體A受到水平向右的力F的作用，力F的大小以及物體A的運動速度大小v隨時間t的變化情況如圖乙、丙所示。根據圖象信息可知（）A．.物體在0-6s內所受的摩擦力小于拉力B．當F=10N時，物體是一定做勻速直線運動C．當t=7s時，物體A受到的摩擦力f的大小為12ND．第6s后物體所受摩擦力大小為10N，方向水平向左例3.（2019春?靖遠縣期中）在水平地面上有一長方體木箱，小林用水平推力F把木箱向前推動，如圖甲所示，此過程中，推力F隨時間t的變化情況如圖乙所示，木塊前進的速度v的大小隨時間t的變化情況如圖丙所示，則下列說法中錯誤的是（）A．0～1秒內，木箱靜止不動，受到的摩擦力大小為100NB．1～3秒內，木箱加速運動，受到的摩擦力大小為200NC．3～5秒內，木箱勻速運動，受到的摩擦力大小為200ND．5～6秒內，木箱減速運動，受到的摩擦力越來越大。例4.（2019春?如皋市期中）如圖甲所示，放在水平地面上的物體，受到方向不變的水平拉力F的作用，其F-t和v-t圖象分別如圖乙、丙所示。下列說法正確的是（）A．當t=1s時，物體所受摩擦力小于3NB．當t=3s時，物體受到摩擦力是7NC．2～4s內，物體運動的距離是4mD．2～4s內物體受到的摩擦力是5N例5.（2019春?番禺區(qū)校級月考）如圖所示，水平地面上的一物體，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時間t的關系如圖甲所示，物體的速度v與時間t的關系如圖乙所示。①0～2秒，物體沒有被推動，此時物體受到的阻力___推力（填“>”、“=”或“<”）；②2～4秒物體受到的摩擦力是___N；③若6秒時，撤去推力，并馬上對物體施加一個水平向左、大小為3N的拉力，畫出物體向右減速運動的過程中的受力情況。例6.（2019春?江岸區(qū)期中）如圖甲所示，水平地面上的一物體，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時間t關系和物體速度v與時間t的關系如圖乙所示，則第2秒末時，物體處于____狀態(tài)，物體受到的摩擦力是___N；第6秒到第9秒，物體受到的摩擦力是___N；第4秒末時，物體受到的摩擦力是___N。例7.（2019春?濮陽縣期末）在水平地面上有一長方體木箱，小林用水平推力F把木箱向前推動，如圖甲所示。此過程中，推力F隨時間t的變化情況如圖乙所示，木箱前進的速度v的大小隨時間t的變化情況如圖丙所示，則從1s至3s內，木箱運動的距離為___m，第2秒木箱受到的合力為_____N。例8.（2019春?句容市期中）如圖甲所示，放在水平地面上的物體，受到方向不變的水平拉力F的作用，F(xiàn)的大小與時間t的關系如圖乙所示，物體運動速度v與時間t的關系如圖丙所示，由圖象可知，當t=1s時，物體受到的摩擦力為___N，當t=3s時，物體受到的合力為___N，當t=5s時，物體受到的合力為___N．力的合成與應用知識講解1．受力分析步驟：確定研究對象，先重力，后彈力，最后是摩擦力。在判斷摩擦力和彈力時常用假設法。

2．合力：如果一個力的作用效果和另外幾個力共同作用的效果相同，這個力就是那幾個力的合力。

如圖所示，最上方為彈簧原長；中間位置為受到F1、F2的共同作用，最下方為只受到力F的作用，兩次彈簧變形程度相同，則F為F1、F2的合力。