8.2 二力平衡-【幫課堂】2023-2024學(xué)年八年級物理下冊同步學(xué)與練（人教版）（原卷版）

第八章運(yùn)動(dòng)和力第2節(jié)二力平衡學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解力的平衡和二力平衡的概念，掌握二力平衡的條件，理解平衡力和一對相互作用力的區(qū)別。2.培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、觀察能力、分析歸納能力和應(yīng)用知識解決實(shí)際問題的能力。3.通過學(xué)習(xí)二力平衡，讓學(xué)生認(rèn)識到物體平衡需要滿足一定的條件，培養(yǎng)學(xué)生對待物理問題的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和科學(xué)精神。同時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)實(shí)踐能力和合作精神。002預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)1.物體受到幾個(gè)力的作用時(shí)，如果保持或，我們就說著幾個(gè)力相互平衡，該物體處于平衡狀態(tài)。（平衡力的合力為0）；只要物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變，它一定，而且所受的力一定。2.二力平衡的條件（實(shí)驗(yàn)探究）：（1）作用在物體上的兩個(gè)力，如果大小、方向，并且在直線上，這兩個(gè)力就彼此平衡。（2）二力平衡的應(yīng)用：①可根據(jù)一個(gè)力的大小和方向確定另一個(gè)力的大小和方向；②根據(jù)物體的受力情況判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。3.同一直線上二力的合成（1）F1與F2同向時(shí)，F(xiàn)＝，方向。（2）F1與F2反向時(shí)，F(xiàn)＝，方向。003考向釋疑考向一：平衡狀態(tài)【重點(diǎn)釋疑】1.現(xiàn)象探究與分析（1）桌上的書、彈簧上的小球、房頂上的燈均在力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。（2）勻速直線行駛的汽車、勻速直線飛行的飛機(jī)均在力的作用下處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。探究歸納：物體在受到力的作用時(shí)也可以保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。2.平衡狀態(tài)物體受到幾個(gè)力作用時(shí)，如果保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們就說這幾個(gè)力相互平衡，物體處于平衡狀態(tài)。物體處于平衡狀態(tài)有兩種情況，物體靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)。3.物體處于平衡狀態(tài)的條件：物體不受力或受力平衡。4.物體是否受力平衡的判斷方法觀察物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：（1）靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)物體受力平衡（2）變速運(yùn)動(dòng)物體受力不平衡【例題精講】例1．（2023下·江蘇南京·八年級統(tǒng)考期末）如圖所示，用輕質(zhì)細(xì)線懸掛一個(gè)小球，將小球拉至A點(diǎn)，使細(xì)線處于拉直狀態(tài)，由靜止開始釋放小球，不計(jì)摩擦，小球可在豎直平面內(nèi)A、C兩點(diǎn)間來回?cái)[動(dòng)，下列說法正確的是（）A．小球擺動(dòng)到最高點(diǎn)C點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài)B．小球擺動(dòng)到最低點(diǎn)B點(diǎn)時(shí)處于非平衡狀態(tài)C．在擺動(dòng)過程中若細(xì)線突然斷開，小球可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．在擺動(dòng)過程中若所有外力消失，小球一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)【鞏固訓(xùn)練】1．（2023下·山東青島·九年級統(tǒng)考自主招生）北京冬奧會(huì)谷愛凌勇奪金牌，為國爭光。如圖是谷愛凌在空中的身影，下列說法正確的是（）A．谷愛凌正處于平衡狀態(tài) B．谷愛凌相對于任何參照物都是運(yùn)動(dòng)的C．谷愛凌此時(shí)重力變小 D．谷愛凌的慣性沒有發(fā)生變化考向二：二力平衡的條件【重點(diǎn)釋疑】1.二力平衡物體同時(shí)受到兩個(gè)力作用，如果保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，那么這兩個(gè)力的平衡就稱為二力平衡，這兩個(gè)力就是一對平衡力，2.探究二力平衡的條件【提出問題】當(dāng)物體受到兩個(gè)力的作用而處于平衡狀態(tài)時(shí)，這兩個(gè)力的大小、方向存在什么關(guān)系？它們在一條直線上嗎？【猜想與假設(shè)】物體在兩個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個(gè)力大小應(yīng)該相等、方向應(yīng)該相反而且在同一條直線上?！驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】如圖所示，將小車放在光滑的水平桌面上，使小車在水平方向上受兩個(gè)力的作用。采用控制變量法進(jìn)行探究，分別改變這兩個(gè)力的大?。ㄍㄟ^改變砝碼的質(zhì)量實(shí)現(xiàn)）、方向和是否共線（通過扭轉(zhuǎn)小車實(shí)現(xiàn)），由靜止釋放小車，觀察小車在什么條件下會(huì)保持靜止?fàn)顟B(tài)不變。【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】（1）控制力的方向不變，保持兩個(gè)力在同一直線上，使兩個(gè)力大小不同。即在兩側(cè)的細(xì)線上懸掛質(zhì)量不等的砝碼。①現(xiàn)象：小車向砝碼質(zhì)量大的一側(cè)運(yùn)動(dòng)。②分析：小車左右兩側(cè)受力方向相反，在同一條直線上，但大小不同，小車不能處于平衡狀態(tài)。（2）控制力的方向不變，保持兩個(gè)力在同一直線上，使兩個(gè)力大小相等，即兩側(cè)細(xì)線上懸掛質(zhì)量相等的砝碼。①現(xiàn)象：小車保持靜止。②分析：小車左右兩側(cè)受力大小相同，方向相反，在同一條直線上，小車處于平衡狀態(tài)。（3）控制力的大小不變，方向保持相反，但不在一條直線上，即兩側(cè)細(xì)線上懸掛質(zhì)量相等的砝碼，把小車扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度。①現(xiàn)象：小車動(dòng)起來。②分析：小車左右兩側(cè)受力大小相同，方向相反，但不在一條直線上，不能處于平衡狀態(tài)。（4）控制力的大小不變，保持兩個(gè)力在同一直線上，改變一個(gè)力的方向。即細(xì)線上懸掛質(zhì)量相等的砝碼，把細(xì)線掛在小車的同一側(cè)。①現(xiàn)象；小車動(dòng)起來。②分析：小車水平方向受到的兩個(gè)力大小相同，在一條直線上，方向也相同，小車不能處于平衡狀態(tài)。【實(shí)驗(yàn)記錄】

實(shí)驗(yàn)序號小車在水平方向所受二力的情況小車狀態(tài)大小方向是否在同一直線上1不相等相反是不平衡2相等相反是平衡3相等相反否不平衡4相等相同是不平衡【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】只有當(dāng)小車受到的兩個(gè)力大小相等、方向相反、作用在同一直線上時(shí)，小車才會(huì)處于平衡狀態(tài)。歸納二力平衡的條件：作用在同一物體上的兩個(gè)力，如果大小相等、方向相反，并且在同一條直線上，這兩個(gè)力就彼此平衡?！咀⒁馐马?xiàng)】（1）應(yīng)選擇盡量光滑的桌面并確?；喓蛙囕嗈D(zhuǎn)動(dòng)靈活，以減小阻力對實(shí)驗(yàn)的影響。（2）實(shí)驗(yàn)中選擇讓小車處于靜止?fàn)顟B(tài)作為平衡狀態(tài)，是因?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不容易控制。（3）實(shí)驗(yàn)中需將小車扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度再釋放，其目的是使兩個(gè)力不在同一條直線上。3.二力平衡的判斷方法（1）根據(jù)二力平衡的條件判斷：作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力若大小相等、方向相反、作用在同一條直線上，則這兩個(gè)力平衡。（2）根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷：物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則物體所受作用力一定是平衡力。4.平衡力和相互作用力項(xiàng)目平衡力相互作用力力的示意圖大小相等相等方向相反相反作用對象同一物體上相互作用的兩個(gè)物體上力的作用效果相互抵消，彼此平衡各有各的作用效果力的性質(zhì)可為不同性質(zhì)的力，如上圖中G為重力，F(xiàn)N為彈力。必為同性質(zhì)的力，如上圖中FN和FN’都是彈力?！纠}精講】例2．（2023下·內(nèi)蒙古赤峰·八年級統(tǒng)考期末）如圖甲、乙、丙、丁分別是某實(shí)驗(yàn)小組探究二力平衡條件的實(shí)驗(yàn)情景。實(shí)驗(yàn)中，把一個(gè)木塊放在水平桌面上，用分別在左右托盤上放不同質(zhì)量的鉤碼的方式，來改變兩邊拉力和的大小。（1）甲圖為第一次實(shí)驗(yàn)的裝置。實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)左盤放入2N的鉤碼、右盤放入1.5N鉤碼時(shí)，小車也處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)小車受到的兩個(gè)拉力F1和F2（填“是”或“不是”）一對平衡力；（2）乙圖為改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置，把木塊換成了小車，這樣可以減小對實(shí)驗(yàn)的影響；（3）為了使實(shí)驗(yàn)更加嚴(yán)謹(jǐn)，小明同學(xué)把小車換成了輕質(zhì)卡片，如丙圖。在實(shí)驗(yàn)過程中，小明將卡片扭轉(zhuǎn)了一定的角度，放手后，卡片（填“仍能”或“不能”）保持平衡，這說明：二力平衡必須滿足的條件之一是：。如果將小卡片從中間剪開，卡片將不能處于平衡狀態(tài)，這說明二力平衡的又一個(gè)條件：；（4）如果另一小組的同學(xué)在安裝滑輪時(shí)，沒有將兩個(gè)滑輪調(diào)成等高，如丁圖。忽略卡片的重力，其它操作均正確，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)后，（填“仍能”或“不能”）得出二力平衡的條件?！眷柟逃?xùn)練】2．（2023下·福建寧德·八年級統(tǒng)考期末）如圖所示是小華同學(xué)探究二力平衡條件時(shí)的實(shí)驗(yàn)情景。

（1）小華將系于小卡片（重力可忽略不計(jì)）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(gè)拉力方向，通過調(diào)整來改變拉力的大小；（2）當(dāng)小卡片平衡時(shí)，小華將小卡片順時(shí)針轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，松手后小卡片不能平衡，此操作是為了探究平衡的兩個(gè)力是否在上；（3）為了驗(yàn)證只有作用在同一物體上的兩個(gè)力才能平衡，在圖甲所示情況下，小華下一步的操作是；（4）實(shí)驗(yàn)中滑輪的作用是，若小華在實(shí)驗(yàn)操作過程中，左右兩個(gè)滑輪沒有安裝在相同高度（如圖乙），（選填“能”或“不能”）完成以上實(shí)驗(yàn)探究；（5）在探究同一問題時(shí)，小明將木塊放在水平桌面上，設(shè)計(jì)了如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)他在木塊左端掛上2N的鉤碼，右端掛上1.5N的鉤碼，木塊仍處于平衡狀態(tài)，其原因可能是?？枷蛉憾ζ胶鈼l件的應(yīng)用【重點(diǎn)釋疑】1.已知物體的受力情況，可以通過受力分析判斷物體是否處于平衡狀態(tài)。如果物體只受兩個(gè)力作用，并且這兩個(gè)力滿足“同體、等大、反向、共線”的條件，就可以判定物體處于平衡狀態(tài)（物體靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)）。2.若物體在兩個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài)，且已知其中一個(gè)力的大小和方向則可以求解另一個(gè)力的大小和方向，所求的力與已知力等大，反向。3.力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系（1）物體不受力或受平衡力，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變①物體靜止②物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)（2）物體受非平衡力，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變①力與運(yùn)動(dòng)方向相同，物體做直線運(yùn)動(dòng)且速度增大；②力與運(yùn)動(dòng)方向相反，物體做直線運(yùn)動(dòng)且速度減?、哿εc運(yùn)動(dòng)方向不共線，運(yùn)動(dòng)方向改變，速度大小可能改變【例題精講】例3．（2023上·湖南郴州·九年級?？茧A段練習(xí)）物理課本靜止在水平桌面上，它與桌子所受的力屬于一對平衡力的是（）A．物理課本對桌面的壓力和桌面對物理課本的支持力 B．物理課本受到的重力和桌面對物理課本的支持力C．物理課本對桌面的壓力和桌子受到的支持力 D．物理課本受到的重力和物理課本對桌面的壓力【鞏固訓(xùn)練】3．（2023上·上海·八年級上海市西延安中學(xué)?？计谀眷o止放置在水平桌面上，下列各對力中屬于平衡力的是（）A．書的重力和書對桌面的壓力 B．書受到的支持力和桌子的重力C．書的重力和桌面對書的支持力 D．書對桌面的壓力和桌子的重力4．（2024上·云南昆明·八年級統(tǒng)考期末）（多選）進(jìn)入冬季，昆明各中小學(xué)的運(yùn)動(dòng)會(huì)精彩紛呈。如圖所示，小明同學(xué)在跳高比賽中奮力越過橫桿。下列說法正確的是（）A．他起跳前要先助跑，是為了增大慣性B．他掉在墊子上，墊子凹陷，此時(shí)墊子沒有給他施加力的作用C．跳高時(shí)越過橫桿，他相對旁邊的同學(xué)是運(yùn)動(dòng)的D．他在越過橫桿的瞬間，受到非平衡力作用00401強(qiáng)化訓(xùn)練1．（2024上·重慶·八年級重慶南開中學(xué)校考期末）如圖所示，纜車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，車廂自身重力為G，受到吊桿的拉力為F1，吊桿受到車廂的拉力為F2，不計(jì)其他阻力，下列說法中正確的是（）A．G和F1是一對平衡力 B．F1和F2是一對平衡力C．G和F1是一對相互作用力 D．G和F2是一對相互作用力2．（2022·福建寧德·統(tǒng)考二模）在北京冬奧會(huì)上，中國選手谷愛凌獲得了女子自由式滑雪大跳臺金牌，如圖所示是谷愛凌在比賽中的一個(gè)場景。以下對谷愛凌在比賽過程中的描述正確的是（）A．當(dāng)她在最高點(diǎn)時(shí)，處于平衡狀態(tài) B．落地后能繼續(xù)滑行，是受到慣性的作用C．在空中向上飛行時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變 D．落地時(shí)，腳下的滑板可以減小對地面的壓力3．（2023下·河北廊坊·八年級統(tǒng)考階段練習(xí)）2021年4月25日晚，在舉重亞錦賽女子87公斤以上級中，中國選手李雯雯同時(shí)打破三項(xiàng)世界紀(jì)錄。如圖所示，這是她舉起杠鈴時(shí)的情景，杠鈴穩(wěn)穩(wěn)靜止著，下列有關(guān)說法正確的是（）A．杠鈴受到的重力和李雯雯對它的支持力是一對平衡力B．李雯雯所受的重力和地面對她的支持力是一對平衡力C．杠鈴受到的重力和杠鈴對李雯雯的壓力是一對相互作用力D．杠鈴對李雯雯的壓力和地面對李雯雯的支持力是一對相互作用力4．（2023上·云南昆明·八年級統(tǒng)考期末）（多選）2023杭州亞運(yùn)會(huì)期間，我國運(yùn)動(dòng)健兒用汗水和努力，讓五星紅旗一次次升起，這也是他們祝福祖國最好的禮物。運(yùn)動(dòng)會(huì)蘊(yùn)含著豐富的物理知識，如圖所示，下列說法正確的是（）A．甲圖中林雨薇沖過終點(diǎn)不能立刻停止，是由于受到慣性的作用B．乙圖中鞏立姣將鉛球投出后，鉛球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)受到非平衡力的作用C．丙圖中孫穎莎用力將乒乓球發(fā)出，說明力能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)D．丁圖中劉煥華舉著杠鈴靜止時(shí)，他受到的重力與地面對他的支持力是一對平衡力5．（2023上·上海靜安·八年級校聯(lián)考期末）在“探究二力平衡的條件”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用兩個(gè)彈簧測力計(jì)A、B拉一個(gè)輕質(zhì)木板C，如圖所示，這是為了探究當(dāng)物體只受兩個(gè)力作用處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)（選填“A”、“B”或“C”），這兩個(gè)力的大小、方向和的關(guān)系（選填“作用點(diǎn)”或“作用線”）。當(dāng)物體最終靜止時(shí)，這兩個(gè)力大小，方向相反，作用在上。若物體受到兩個(gè)力的三要素相同時(shí)，物體處于平衡狀態(tài)（選填“一定”、“可能”或“不可能”）。6．（2023下·云南·八年級?？计谥校┤鐖D所示，在“探究二力平衡的條件”的實(shí)驗(yàn)中：（1）如果物體只受到兩個(gè)力的作用，且處于狀態(tài)，說明這兩個(gè)力是相互平衡的。由此，小明提出可以利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究二力平衡的條件；（2）小華認(rèn)為，若采用小明的方案，必須測出物體所受的和的大小來進(jìn)行比較，研究發(fā)現(xiàn)，在小明的方案中，在未知二力平衡條件的前提下，另一個(gè)力無法直接測量；（3）為此，兩位同學(xué)不斷改進(jìn)并先后設(shè)計(jì)了三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，如圖乙所示（用字母表示），這樣改進(jìn)是為了減小對實(shí)驗(yàn)的影響；（4）如圖丙，是最終確認(rèn)的實(shí)驗(yàn)方案，理由是；（5）將處于平衡狀態(tài)的紙片轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，松手的瞬間，它（填“能”或“不能”）保持平衡，這樣做的目的是驗(yàn)證平衡力是否作用在。1．（2023下·安徽合肥·八年級合肥市頤和中學(xué)?？茧A段練習(xí)）跳傘運(yùn)動(dòng)員背著打開的降落傘從空中豎直跳下，他所受的重力和空氣阻力的合力為100N，方向豎直向下，已知運(yùn)動(dòng)員和降落傘的總重為800N，則運(yùn)動(dòng)員所受空氣阻力大小為（）A．100N B．700N C．800N D．900N2．（2024上·重慶·八年級西南大學(xué)附中校考期末）蹦極是一項(xiàng)極其富有刺激性的運(yùn)動(dòng)，小辰一直想去又不敢去，便在家做了一個(gè)模擬“蹦極”的小實(shí)驗(yàn)，如圖所示，一根橡皮筋一端系一個(gè)小石塊，另一端固定在A點(diǎn)，B點(diǎn)是橡皮筋不系小石塊自然下垂時(shí)下端所在的位置，C點(diǎn)是小石塊從A點(diǎn)自由釋放后所能達(dá)到的最低點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力，關(guān)于小石塊從A點(diǎn)到C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程的說法，正確的是（）A．小石塊的速度一直在減小B．從A點(diǎn)下落到B點(diǎn)的過程中，小石塊受到重力和彈力的作用C．從B點(diǎn)下落到C點(diǎn)的過程中，小石塊所受合力先減小后增大D．到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，小石塊受到的拉力等于自身的重力3．（2024上·云南昆明·八年級統(tǒng)考期末）圖是探究“二力平衡條件”的實(shí)驗(yàn)裝置，其中B為一輕質(zhì)硬紙片，關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)下列說法正確的是（）A．本實(shí)驗(yàn)的研究對象是兩邊所掛的鉤碼B．為了探究二力平衡時(shí)兩個(gè)力的方向是否相反，可以將紙片從中間剪開C．實(shí)驗(yàn)中可以通過硬紙片是否靜止來判斷二力是否平衡D．將硬紙片沿順時(shí)針方向扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度后釋放再達(dá)到平衡，硬紙片上的兩細(xì)線拉力將不在同一直線上4．（2022上·山東泰安·九年級統(tǒng)考期中）分析靜止于水平桌面上杯子的受力情況，以下說法正確的是（）①杯子對桌面的壓力和桌子對杯子的支持力是一對相互作用力②杯子受到的重力和杯子對桌面的壓力是一對相互作用力③杯子受到的重力和杯子對桌面的壓力是一對平衡力④杯子受到的重力和桌子對杯子的支持力是一對平衡力A．只有①③ B．只有①④ C．只有②③ D．只有②④5．（2023上·江西宜春·九年級江西省宜豐中學(xué)?？计谥校┤鐖D，跨過光滑定滑輪的輕繩一端系著鐵球（大小不可忽略，系繩延長線過球心）、一端連在水平臺上的玩具小車上，車牽引著繩使球沿光滑豎直墻面從較低處豎直上升。則在球勻速豎直上升且未離開墻面的過程中（）A．繩對球的拉力大小變小 B．繩對球的拉力大小變大C．墻面對球的支持力變小 D．墻面對球的支持力不變6．（2023下·河南省直轄縣級單位·八年級統(tǒng)考期末）如圖所示，某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，在彈簧測力計(jì)的兩側(cè)沿水平方向同時(shí)各施加6N的力：此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為（）A．0N B．3N C．6N D．12N7．（2023下·河北保定·八年級統(tǒng)考期末）（多選）如圖為研究二力平衡條件的實(shí)驗(yàn)裝置，下列關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是（）A．為了減小