第5節(jié)二力平衡（學(xué)生版）

第5節(jié)二力平衡目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(biāo)解讀1.會判斷兩個力是否為平衡力。2.能運用二力平衡條件及物體受力與運動狀態(tài)關(guān)系分析問題。解讀1:概述二力平衡的概念，常見題型有選擇題和填空題，難度較小。解讀2:說明二力平衡的條件，應(yīng)用二力平衡條件解釋有關(guān)現(xiàn)象，常見題型有選擇題、填空題和實驗探究題，難度適中。解讀3:根據(jù)物體的受力情況，解釋物體運動變化的原因，常見題型有選擇題、填空題和實驗探究題，難度較大。知識精講知識精講知識點01二力平衡當(dāng)一個物體在兩個力的作用下，如果保持狀態(tài)或狀態(tài)，我們就說這兩個力是平衡的(即二力平衡)。如懸掛在天花板上的電燈，它受到重力和電線對它的拉力，處于靜止?fàn)顟B(tài)，則電燈所受的重力和電線對它的拉力是一對平衡力。【即學(xué)即練1】（2020七下·樂清期末）下列各圖是利用每秒閃光30次的照像裝置分別拍攝所得的小球四種運動情形，圖中箭頭表示運動的方向。其中小球受到平衡力作用的是（

）A.

B.

C.

D.【即學(xué)即練2】（2020七下·拱墅期末）2020年2月11日一則“由于地球引力作用，2月11日是全年中唯一可將掃把立起來的一天”的消息席卷各大社交平臺。朋友圏被“立掃把”的圖片和視頻刷爆。實際上這只是一個找重心的游戲。與“地球引力作用在一年中的某一天”沒有任何關(guān)系。下列說法正確的是（

)

A.掃把受到的重力和掃把對地球的吸引力是一對平衡力

B.掃把受到的重力和掃把對地面的壓力是一對平衡力

C.掃把受到的重力和地面對掃把的支持力是一對相互作用力

D.地面對掃把的支持力和掃把對地面的壓力是一對相互作用力知識點02二力平衡的條件（一）探究二力平衡的條件提出問題:二力平衡時，這兩個力有什么特點？二力平衡的條件是什么？設(shè)計并進行實驗:(1)取一塊塑料板在相對的兩邊中點附近各開一個小孔，用細(xì)線系住。細(xì)線的另一端跨過桌邊的滑輪各懸掛一個50克的鉤碼。此時塑料板受到的兩個拉力的大小有什么關(guān)系？方向有什么關(guān)系？塑料板能否靜止？發(fā)現(xiàn):此時兩個拉力大小相等，方向相反，作用在同一條直線上，塑料板靜止。(2)把塑料板扭轉(zhuǎn)一下，使塑料板兩側(cè)細(xì)線相互平行。此時塑料板還能平衡嗎？發(fā)現(xiàn):此時兩個拉力大小相等，方向相反，但不作用在同一條直線上，塑料板不能平衡。(3)在其中一個鉤碼下端再掛一個50克的鉤碼，塑料板還能平衡嗎？發(fā)現(xiàn):此時兩個拉力大小不相等，方向相反，作用在同一條直線上，塑料板不能平衡。分析論證:當(dāng)塑料板受到的兩個力大小相等、方向相反、作用在同條直線上時，塑料板就處于平衡狀態(tài)；而當(dāng)不滿足其中任何一個條件時，塑料板都不會平衡。實驗結(jié)論:通過實驗分析我們可以發(fā)現(xiàn)，要使物體在兩個力的作用下保持靜止?fàn)顟B(tài)必須滿足下列四個條件:兩個力作用在用更精密的實驗可以得到:如果物體做勻速直線運動，所受的兩個力也應(yīng)滿足以上這些條件。（二）平衡力和相互作用力平衡力相互作用力相同點兩個力大小相等、方向相反，且作用在同一條直線上不同點同時作用在一個物體上分別作用在兩個物體上二力具有獨立性，當(dāng)一個力消失或變化時，另一個力可能不變二力“同生共死；同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失【能力拓展】二力平衡的條件有四個要點:兩個力作用在同一物體上，作用在同一條直線上，大小相等，方向相反。這四個條件要同時具備。兩個力是不是作用在同一物體上，這個條件非常重要。如果兩個力不是作用在同一物體上，盡管這兩個力作用在同一條直線上、大小相等、方向相反，那么它們也不是一對平衡力。【即學(xué)即練3】（2020七下·溫州月考）如圖所示，在一根結(jié)實的細(xì)繩的一端栓一個小球，繩子的另一端固定在懸掛點O上，做成一個單擺。拉動小球到B處，放手后使它擺動起來，則小球在擺動過程中，下列說法正確的是(

)A.小球運動到最低處A時，小球受到的重力和繩子對小球的拉力是一對平衡力

B.小球運動到最高處B時，它對細(xì)繩拉力與它受到重力平衡

C.小球運動到最高處C時，細(xì)繩對它拉力與它受到重力平衡

D.小球擺動過程中不可能受到平衡力【即學(xué)即練4】（2020七下·越城期末）某同學(xué)在探究“二力平衡條件”的實驗中，組裝了如下實驗裝置：（1）實驗時，向左盤和右盤同時放入一個不等重的砝碼，這是木塊仍然保持靜止?fàn)顟B(tài)，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是________，此時木塊受到的力是________（選填“平衡力”或“非平衡力”）。（2）怎樣改進實驗使效果更好？請寫出其中的一條改進措施：________。知識點03二力平衡條件的應(yīng)用(1)我們可以判斷物體是否受力平衡。方法是先確定研究對象，再分析受力情況，若滿足二力平衡的條件，則受力平衡；若不滿足，則受力不平衡。例如用50牛的力提著一個重50牛的書包，研究對象為書包，受重力和拉力作用，這兩個力滿足二力平衡的條件，故書包受力平衡。(2)可根據(jù)一個力的大小、方向，確定另一個力的大小、方向。例如電燈重1牛，則燈繩對燈的拉力是多大？方向如何？因為電燈靜止時所受重力和燈繩的拉力是一對平衡力，重力的大小為1牛，方向豎直向下，根據(jù)二力平衡的條件，則拉力的大小也為1牛，方向豎直向上。(3)物體的運動與受力情況密不可分.我們可以根據(jù)物體的受力情況平來判斷運動狀態(tài)的改變，也可以根據(jù)物體運動狀態(tài)的變化來分析物體的受力情況。二者的關(guān)系如下表所示:物體受力條件物體運動狀態(tài)說明不受力、受平衡力靜止或做勻速直線運動力不是產(chǎn)生(維持)運動的原因受非平衡力運動狀態(tài)改變力是改變物體運動狀態(tài)的原因【即學(xué)即練5】（2020七下·吳興期末）被細(xì)繩栓著的小球在足夠大的水平冰面上繞O點做勻速圓周運動，速度為v，運動軌跡如圖所示。某時刻細(xì)繩斷了，一段時間后小球出現(xiàn)在P點，速度為v’。（不計任何阻力）（1）v’________v（選填“>”、“=”或“<”）（2）當(dāng)小球勻速轉(zhuǎn)動時，受到________（選填“平衡力”或“非平衡力”）。【即學(xué)即練6】（2019七下·椒江期末）據(jù)報道，馬丁和新西蘭科研組發(fā)明了噴氣式背包，馬丁背上此背包飛上5000英尺（1.52公里）高空。并借助降落傘使它最終安全降落在地面上。這次飛行持續(xù)大約10分鐘，是有史以來最長的一次。據(jù)馬丁說，噴氣式背包很好駕馭，它的飛行原理非常簡單，請解釋：（1）噴氣式背包向下快速噴氣，為什么會使人騰空而起？（2）若不考慮空氣阻力的作用，要使“噴氣式背包和人”沿某一方向勻速直線飛行，背包噴出氣體的方向如何？為什么？能力拓展能力拓展考法01誤認(rèn)為直升機勻速直線上升時，升力大于重力；勻速直線下降時,升力小于重力。物體只要做勻速直線運動，不管上升還是下降，都受到平衡力的作用。此時，直升機受到的升力和重力是一對平衡力，大小相等?！镜淅?】（2021七下·長興期末）如圖所示，無人機與貨物一起水平向右做勻速直線運動（空氣阻力忽略不計），下列關(guān)于貨物的受力分析正確的是（

）A.B.C.D.考法02物體只能受到一對平衡力。物體處于平衡狀態(tài),可以同時受幾對平衡力的作用，如汽車在水平地面上做勻速直線運動時，豎直方向上汽車所受的重力和地面對它的支持力是對平衡力，水平方向上牽引力和摩擦力是一對平衡力。。【典例2】（2020七下·拱墅期末）在探究“二力平衡的條件”的實驗中：（1）實驗裝置如圖甲所示。實驗?zāi)康氖翘骄啃≤囋谒椒较蛏纤軆蓚€拉力F1、F2的關(guān)系實驗中，小車應(yīng)該處于________

狀態(tài)。（2）保持F1與F2相等，用手將小車扭轉(zhuǎn)到如圖乙所示的位置松手后瞬間，小車不能保持平衡狀態(tài)。實驗中設(shè)計這一步驟的目的是為了探充二力平橫時，這說明兩個力必須作用在同一________(選填“物體”或“直線”)上，物體才能平衡。（3）實驗時使用小車而不使用木塊，是因為小車與桌面用的________更小，從而減小對實驗結(jié)果的影響。（4）小車在桌面上受到________

(選填“1”、“2”、“3”或“4”)對平衡力的作用分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1.（2021七下·吳興期末）靜止在水平桌面的筆筒，與筆筒受到的重力相互平衡的力是（

）A.桌子的重力B.筆筒對桌面的壓力C.桌面對筆筒的支持力D.地面對桌子的支持力2.（2021七下·嵊州期末）如圖所示，A、B為兩個彈簧秤，每個鉤碼重5牛頓，若不計滑輪摩擦和繩重，當(dāng)鉤碼靜止時A、B彈簧秤的讀數(shù)分別為（

）A.5牛頓

0牛頓

B.5牛頓

5牛頓

C.0牛頓

5牛頓

D.5牛頓

10牛頓3.（2020七下·下城期末）如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜置于水平地面上，受到大小為mg的拉力F的作用后，該物體的運動狀態(tài)是（

）A.靜止在水平地面上

B.向上作變速運動

C.在水平地面上向左勻速直線運動

D.在水平地面上向右勻速直線運動4.（2021七下·長興期末）某同學(xué)用所學(xué)知識對運動場上的的場景進行了分析，下列分析正確的是（

）A.被A同學(xué)踢出去的足球在空中飛行，是因為足球受到踢力的作用

B.B同學(xué)正在跳高，當(dāng)他騰躍到最高點時，運動狀態(tài)仍在改變

C.C同學(xué)在做引體向上，當(dāng)他在單杠上靜止不動時，他對單杠的拉力和他的重力是一對平衡力

D.D同學(xué)百米跑沖線后沒能立即停下來，是因為受到慣性的作用5.（2021七下·柯橋期末）如圖是一只竹蜻蜓靜止擺放在一個支柱上，下列說法中正確的是（

）A.此時的竹蜻蜓受力不平衡

B.竹蜻蜓受到的重力和支柱對竹蜻蜓的支持力不在同一直線上

C.竹蜻蜓對支柱的壓力和支柱對竹蜻蜓的支持力是一對相互作用力

D.若不小心將竹蜻蜓一只翅膀摔斷后，竹蜻蜓仍能在如圖位置靜止6.（2021七下·新昌期末）在2021年東京奧運會國內(nèi)選拔賽中，新昌少體校輸送的優(yōu)秀運動員潘旦旦與隊友鄒佳琪合作，參加賽艇女子輕量級雙人雙槳比賽，以6分55秒09的成績奪冠。下列說法正確的是（

）A.靜止的賽艇受到慣性作用

B.使賽艇前進的力的是漿施加的

C.運動員受到自身重力和賽艇對她的支持力是一對平衡力

D.賽艇對運動員的支持力大于運動員對賽艇的壓力7.（2021七下·臨海期末）為了探究力和運動的關(guān)系，幾位同學(xué)將電子體重計平放在電梯中。一位同學(xué)站在體重計上，然后乘坐電梯從1層直接到10層，之后又從10層直接回到1層。如圖14為照相機的拍照組圖，上方顯示的是電梯運行方向和層數(shù)，下方為體重計的示數(shù)。以下分析中正確的是（

）A.該同學(xué)的質(zhì)量是50kg

B.圖2中電梯在向上勻速運動

C.圖4中電梯在向下勻速運動

D.圖2、3、4中該同學(xué)受非平衡力作用8.（2021七下·濱江期末）一只手握住甲、乙兩個核桃，逐漸增大握力，發(fā)現(xiàn)甲核桃碎裂時乙核桃完好，下列有關(guān)兩核桃相互擠壓時的說法正確的是（

）

A.甲對乙的作用力小于乙對甲的作用力

B.甲對乙的作用力沒有使乙核桃發(fā)生形變

C.甲對乙的作用力與乙對甲的作用力是一對相互作用力

D.甲對乙的作用力與乙對甲的作用力是一對平衡力9.（2021七下·浦江期末）中央電視臺《是真的嗎》某期節(jié)目中，有這樣一個實驗：將一根繩子穿過空心圓筒，繩子上端系一個金屬球，下端系有小球。轉(zhuǎn)動空心圓筒，使金屬球勻速轉(zhuǎn)動（如圖）。此時，下方小球能保持靜止。下列判斷正確的是（

）A.若繩子突然斷了，金屬球?qū)⒆鰟蛩僦本€運動

B.金屬球勻速轉(zhuǎn)動過程中，運動狀態(tài)不斷發(fā)生改變

C.小球靜止時，它受到的重力與它對繩子的拉力是一對平衡力

D.金屬球勻速轉(zhuǎn)動時，其重力與繩子對它的拉力是一對平衡力10.（2021七下·杭州期末）如圖，彈簧B固定在天花板A上，下端懸掛物體C，處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列選項中屬于平衡力的是（

）A.B對C的拉力和C受到的重力B.B對A的拉力和B對C的拉力

C.A對B的拉力和B對A的拉力D.A對B的拉力和B受到的重力11.（2020七下·蕭山期末）小金同學(xué)在科技館觀摩自行車走鋼絲表演后回家做了一個模型，把掛了一個鉤碼的小自行車放在鋼絲上，如圖所示，下列說法正確的是（

）A.自行車的重力與鋼絲對自行車的支持力是一對平衡力

B.自行車和所掛鉤碼總重力與鋼絲對自行車的支持力是一對平衡力

C.自行車對鋼絲的壓力與鋼絲對自行車的支持力是一對平衡力

D.自行車對繩的拉力與鉤碼的重力是一對平衡力題組B能力提升練1.（2021七下·拱墅期末）小樂用彈簧測力計測物體的重力，當(dāng)彈簧測力計靜止時，如圖所示。則下列說法錯誤的是（

）A.用彈簧測力計測物體重力時，彈簧測力計必須豎直放置

B.此彈簧測力計的分度值為0.2N，物體受到的重力是2.2N

C.物體受到的重力和物體對彈簧測力計的拉力是一對相互作用力

D.物體受到的重力和彈簧測力計對物體的拉力是一對平衡力2.（2020七下·臺州開學(xué)考）對研究對象進行受力分析。（1）如圖所示中是一輛在水平地面上向左作勻速直線運動的小車，在其支架的桿上固定一個質(zhì)量為m的小球，作出小球所受力的示意圖。（2）如圖，貨物隨傳送帶一起水平向右做勻速直線運動，畫出該貨物的受力示意圖。（3）如圖所示是在空氣中飛行的足球，質(zhì)量為0.4kg，請畫出足球所受重力的圖示。（g取10N/kg）3.（2021七下·嵊州期末）利用如圖所示器材“探究二力平衡的條件”。（1）將卡片上的兩根線跨放在支架的滑輪上，并在兩個線端分別掛上相同的鉤碼，使作用在卡片，上的兩個拉力方向相反，且在一條直線上。當(dāng)卡片平衡時，從鉤碼數(shù)量看，卡片兩邊所受的拉力大小。（2）當(dāng)小卡片平衡后，小明將小卡片轉(zhuǎn)過一個角度，松手后小卡片(選填“能”或“不能”)保持平衡。4.（2021七下·蘭溪期末）實驗是幫助我們理解科學(xué)知識，得出科學(xué)規(guī)律的重要學(xué)習(xí)方法。（1）敲鼓時，當(dāng)加大敲擊力度時，觀察到小紙屑跳得更高，此時鼓聲更響。如圖(1)甲和乙對比實驗可知聲音的響度(強弱)與發(fā)聲物體的________有關(guān)。（2）用如圖(2)裝置研究二力平衡時，在輕質(zhì)塑料片兩端的細(xì)繩上左右各掛一個等質(zhì)量的鉤碼，手放開塑料片后，可觀察到塑料片將________(選填“向左下方運動”“向右上方運動”“仍靜止不動”或“轉(zhuǎn)過一定的角度”)5.（2021七下·上虞期末）在探究“二力平衡條件“的實驗中，實驗裝置如下圖所示。（1）實驗時，向左盤和右盤同時放入等重的砝碼，這時木塊保持靜止，說明物體平衡時，力的相等；但小明在實驗時發(fā)現(xiàn)，若向左盤和右盤同時放入不等重的砝碼時木塊仍然保持靜止?fàn)顟B(tài)，則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是。（2）現(xiàn)保持F1與F2大小相等，將木塊換成小車，然后扭轉(zhuǎn)一個角度，松手后，小車將轉(zhuǎn)動回來，設(shè)計這一步驟的目的是為了驗證二力平衡時的兩個力必須。（3）如果將木塊換成彈簧測力計，左右兩盤各放入重5N的砝碼，則彈簧測力計的示數(shù)為

(填字母)。

A.10N

B.5N

C.0N6.（2021七下·臺州期末）在探究二力平衡條件時（1）如圖甲，當(dāng)輕質(zhì)卡片平衡時，將卡片翻轉(zhuǎn)一個角度，松手后卡片不能平衡。說明二力平衡的兩個力必須作用在________。（2）如圖乙，小木塊能保持靜止?fàn)顟B(tài)，請分析原因：________（3）用彈簧測力計拉著鉤碼做勻速直線運動，根據(jù)觀察到彈簧測力計示數(shù)_________（“變大”、“變小”或“不變”）的現(xiàn)象，可以得出結(jié)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)。7.（2021七下·濱江期末）圖甲是小明同學(xué)探究二力平衡條件時的實驗情景。（1）小明將系于小卡片(重力可忽略不計)的兩根細(xì)線分別跨過左右支架上的滑輪，在線的兩端掛上鉤碼，實驗中通過調(diào)整________來改變拉力的大小。（2）當(dāng)小卡片平衡時，小明將小卡片轉(zhuǎn)過一個角度，松手瞬間小卡片開始旋轉(zhuǎn)，一段時間后恢復(fù)靜止。此步驟是為了探究________。（3）保持右側(cè)滑輪的位置不變，降低左側(cè)滑輪的高度，如圖乙所示，在兩細(xì)線上各掛一只鉤碼時，小卡片________(能/不能)平衡。（4）為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，在圖甲所示情況下，小明下一步的操作是________.8.（2021七下·浦江期末）在實驗中經(jīng)常會出現(xiàn)實驗現(xiàn)象與理論的“不配合”，理性思考這些現(xiàn)象有助于提高我們的科學(xué)素養(yǎng)。（1）如圖1是研究二力平衡的實驗裝置，不計滑輪與繩子間及輪軸處的摩擦，此時小車保持靜止。若在右盤中加入一個較小的砝碼，小車?yán)響?yīng)向右運動，但實際操作時小車往往仍保持靜止。你認(rèn)為出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是________。（2）當(dāng)實驗現(xiàn)象與理論之間出現(xiàn)“不配合”時，可采取的做法是

。A.否定理論

B.放棄實驗，直接認(rèn)同相應(yīng)的理論

C.查閱資料，了解理論的適用條件（3）將小車改為輕質(zhì)硬紙板（如圖2），實驗結(jié)果會更準(zhǔn)確。如圖3所示，將紙片旋轉(zhuǎn)一個角度再放手，該操作是基于什么而設(shè)計的？________。（4）如果用剪刀把處于靜止?fàn)顟B(tài)的硬紙片剪成兩片（如圖4），便可驗證二力平衡條件之一是________。9.在探究“二力平衡條件”的實驗中，請回答問題：（1）甲、乙兩組同學(xué)分別選擇器材后，設(shè)計組裝的實驗裝置如圖①所示。老師指m乙組同學(xué)選擇的器材更加合理，其原因是：（2）在探究力的大小對二力平衡的影響時，利用了定滑輪能夠改變力的方向的特點，并通過調(diào)整________來改變F1和F2的大小。（3）保持E與R相等，用手將小車扭轉(zhuǎn)到圖②中的位置，松手后，小車將無法在此位置平衡。實驗中設(shè)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？題組C培優(yōu)拔尖練1.（2020七下·椒江期末）在“探究二力平衡的條件”實驗中，小柯和小妍分別設(shè)計了甲、乙兩個方案(如圖所示)。（1）同學(xué)們一致認(rèn)為小妍的方案更好。為什么？（2）若使卡片在圖乙位置失去平衡，可以用________方法來實現(xiàn)(寫出一種方法即可)。（3）用小妍的方案進行實驗時，有同學(xué)發(fā)現(xiàn)兩細(xì)線不在同一直線上時(如圖丙)，卡片也能靜止，你認(rèn)為造成這種現(xiàn)象的原因是________

；另有同學(xué)在實驗過程中發(fā)現(xiàn)兩邊鉤碼數(shù)量不同時(如圖丁)，小卡片也能靜止，你認(rèn)為造成這種現(xiàn)象的原因可能是________。（4）當(dāng)實驗現(xiàn)象與理論不匹配時，下列做法中可取的是（

）。A.否定相應(yīng)的理論

B.放棄實驗，直接認(rèn)同相應(yīng)的理論

C.查閱資料，了解理論的適用條件

D.認(rèn)真分析，尋找原因2.（2021七下·新昌期末）降落傘俗稱保險傘，是一種使人或物從空中安全降落到地面的航空工具。某跳傘運動員從飛機上跳下，沿豎直方向降落