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第5節
二力平衡的條件
知識點1
二力平衡
1．平衡力：物體受到幾個力的作用，如果這幾個力的作用效果相互抵消，相當于物體不受力，我們就說這幾個力平衡。物體在平衡力作用下處于靜止狀態或勻速直線運動狀態。
2．二力平衡：如果作用在物體上的力只有兩個，且物體在二力作用下處于靜止狀態或勻速直線運動狀態，我們就說這兩個力平衡。
3．二力平衡條件：作用在同一物體上的兩個力，如果大小相同，方向相反，并且在同一直線上，這兩個力就彼此平衡。
【說明】
①物體在不受外力作用時，總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。即原來運動的物體在不受外力作用時，總保持勻速直線運動狀態；原來靜止的物體在不受外力作用時，總保持靜止狀態。
②物體在平衡力作用下，總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。力不是維持物體運動的原因。
③物體如果受到外力的作用，且受到的外力不平衡，物體的運動狀態就會發生改變。
④如果物體處于靜止狀態或勻速直線運動狀態，那么，它可能不受外力作用，也可能受平衡力作用。
【例1】一只杯子靜止放在水平桌面上，下列有關說法正確的是
(　　)
A.
桌面對杯子的支持力大于杯子受到的重力
B.
杯子受到的支持力與杯子受到的重力是一對平衡力
C.
杯子受到的支持力與杯子對桌面的壓力是一對平衡力
D.
杯子對桌面的壓力與杯子受到的重力是一對平衡力
【例2】一個重500牛的物體，當受到500牛豎直向上的拉力時(不計空氣阻力)，該物體（
）
A.
一定處于靜止狀態
B.
一定處于勻速上升狀態
C.
一定處于勻速下降狀態
D.
以上三種狀態都有可能
【例3】一個物體受到兩個力的作用，且這兩個力的三要素完全相同，則這兩個力(　　)
A．一定是平衡力
B．可能是平衡力
C．一定不是平衡力
D．都有可能
【例4】下列圖中所畫的兩個力彼此平衡的是（
）
【例5】如圖是利用每秒閃光10次的照相裝置拍攝到的四個物體運動的閃光照片(圖中的黑點表示物體)。其中可能受到平衡力作用的物體是（
）
【例6】如圖所示，彈簧測力計和細線的重力及一切摩擦不計，物重G＝1牛，則彈簧測力計甲和乙的示數分別為（
）
A.
1牛、0
　　B.
0、1牛　　C.
1牛、1牛
　D.
1牛、2牛
知識點2
二力平衡和相互作用力的比較
一對平衡力
相互作用力
相
同
點
1
大小相等
大小相等
2
方向相反
方向相反
3
在同一直線上
在同一直線上
不
同
點
1
作用在同一物體上
作用在不同物體上
2
一個力消失，另一力可以存在
兩個力同時存在，同時消失
3
兩個力的性質可以不同
兩個力的性質一定相同
4
兩個力作用的效果是使物體運動狀態不變
兩個力分別產生各自的效果
【例1】一個西瓜靜止放置在水平桌面上，下列有關該西瓜受力情況的描述中，屬于一對平衡力的是（
）
A.
西瓜的重力與西瓜對桌面的壓力
B.
西瓜的重力與桌面對西瓜的支持力
C.
西瓜的重力與西瓜對地球的吸引力
D.
西瓜對桌面的壓力與桌面對西瓜的支持力
【例2】(金華市婺城區期末)對于放在水平桌面上的書，下述幾對力中屬于相互作用力的是(D)
A．書對桌面的壓力與書所受的重力
B．書對桌面的壓力加上書的重力與桌面對書的支持力
C．書所受的重力與桌面對書的支持力
D．書對桌面的壓力與桌面對書的支持力
【例3】如圖甲、乙兩個物體在水平桌面上處于靜止狀態，下列關于它們受力的說法正確的是(　　)　
A．甲對乙的壓力與桌面對乙的支持力是一對相互作用力
B．乙物體受到甲、乙兩物體的重力和桌面的支持力
C．乙物體受到的重力與桌面的支持力是一對平衡力
D．乙物體受到重力、甲物體的壓力和桌面的支持力
【例4】(連云港)如圖所示，一個重10牛的物體在10牛豎直向上的拉力作用下做勻速直線運動。
小紅說：因為物體做勻速直線運動，且物體僅受重力和拉力的作用，所以重力和拉力是一對平衡力。
小明說：因為同一物體受到的重力和拉力大小相等、方向相反、并且作用在同一條直線上，所以重力和拉力是一對平衡力。則兩人的說法(
)
A．都正確
B．只有小明正確
C．只有小紅正確
D．都不正確
【課堂練習】
1．跳傘運動員在空中勻速直線下降的過程中，下列說法正確的是(　　)
A．人和傘的總重力大于空氣的阻力
B．人和傘的總重力等于空氣的阻力
C．人和傘的總重力小于空氣的阻力
D．相對于傘，人是運動的
2．如圖所示，關于游泳過程，下列說法不正確的是(　　)
A．力改變了運動員的運動狀態
B．運動員與水之間的作用是相互的
C．使運動員向前運動的力的施力物體是水
D．運動員對水的推力和水對運動員的推力是一對平衡力
3．一輛汽車停在水平路面上，下列答案中，屬于一對平衡力的是(　　)
A．汽車的重力和路面對汽車的阻力
B．路面對汽車的支持力和汽車對路面的壓力
C．汽車的重力和汽車對路面的壓力
D．汽車的重力和路面對汽車的支持力
4．質量相等的甲、乙兩只降落傘在空中勻速下降，甲的速度是7米/秒，乙的速度是4米/秒，它們所受阻力F甲、F乙之比是(　　)
A．3∶4
B．4∶7
C．7∶4
D．1∶1
5．如圖所示，木塊豎立在小車上，隨小車一起以相同的速度向右做勻速直線運動，不考慮空氣阻力，下列分析正確的是(　　)
A．小車的運動速度增大，則它的慣性和動能也隨之增大
B．小車受到阻力突然停止運動時，那么木塊將向左傾倒
C．小車對木塊的支持力與木塊受到的重力是一對平衡力
D．木塊對小車的壓力與小車對木塊的支持力是一對平衡力
6．一個物體受到大小均為10牛的一對平衡力的作用而做勻速直線運動，如果這對平衡力突然同時減小到5牛，則物體(　　)
A．速度減小
B．速度增大
C．仍按原來的速度做勻速直線運動
D．速度減小并繼續做勻速直線運動
7．小華靜止站在水平地面上，下列說法中正確的是(　　)
A．他對地面的壓力和他所受到的重力二力平衡
B．他對地面的壓力和地面對他的支持力二力平衡
C．他受到的重力和地面對他的支持力是相互作用的力
D．他對地面的壓力和地面對他的支持力是相互作用的力
8．起重機吊著4噸的貨物，當貨物靜止時，它受到的重力是________牛，受到的拉力是________牛；當貨物勻速上升時，它受到的拉力________(填“不等于”或“等于”，下同)它的重力；當貨物勻速下降時，它受到的拉力________它的重力。（g=9.8N/K）
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)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，并通過調整________來改變F1和F2的大小。
(3)保持F1與F2相等，用手將小車扭轉到圖丙中的位置，松手后，小車將無法在此位置平衡。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？_____________________。
10．如圖所示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，小華將小卡片轉過一個角度，松手后小卡片________(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，在圖中所示情況下，小華下一步的操作是
。
(4)小華在探究活動結束后想到物體的平衡狀態包括靜止和勻速直線運動狀態，那如何探究物體做勻速直線運動時的二力平衡條件呢？小華提出了自己的實驗方案：用彈簧測力計拉著鉤碼在__________(填“水平方向”、“豎直方向”或“任意方向”)做勻速直線運動，根據觀察到的__________________的現象，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。
11．如圖甲所示，放在水平地面上的物體受到方向不變的水平推力F的作用，F的大小與時間t的關系和物體運動速度v與時間t的關系如圖乙和丙所示。由圖像可知：
(1)當t＝1s時，物體處于________(填“加速”、“勻速”或“減速”)狀態。
(2)當t＝3s時，物體受到的阻力為________N，阻力的方向________。
(3)當t＝5s時，物體受到的推力和阻力是否為平衡力？
【課后練習】
1．(2017·福建)如圖所示，體操運動員靜止在平衡木上時，與運動員所受重力是一對平衡力的是(
)
A．平衡木對運動員的支持力
B．運動員對平衡木的壓力
C．平衡木受到的重力
D．運動員對地球的吸引力
2．(2017·內江)如圖所示，F1等于F2時，下列各對力中不屬于二力平衡的是(
)
　
A　
　
　　
B
C
D
3．如圖所示，嫦娥三號著陸器向下噴氣獲得反推力，以較小速度向月面勻速降落。著陸器勻速降落時，重力與反推力(
)
A．施力物體相同
B．是相互作用力
C．是一對平衡力
D．其合力向下
4．如圖所示，四旋翼無人機下方用細線懸掛一個重物，不考慮空氣阻力，則無人機在空中(
)
A．懸停時，重物受到的重力與它對細線的拉力是一對平衡力
B．加速上升時，細線對重物的拉力大于重物所受的重力
C．勻速下降時，重物所受的重力大于細線對重物的拉力
D．水平勻速飛行時，懸掛重物的細線會偏離豎直方向
5．氫氣球下吊一小重物G在空氣中做勻速直線運動，若不計空氣阻力和風的影響，而小重物G恰能沿MN方向斜向上升，下圖中氣球和重物G在運動中所處的位置正確的是(　
　)
A　　
　B　　　
　C　　　
　　
D
6．豎直向上拋出一小球，小球到達最高點時處于非平衡(填“平衡”或“非平衡”)狀態，你判斷的依據是
。(忽略空氣阻力)
7．如圖所示，拴在細線下的小球在豎直平面內來回擺動，當向上減速到最高點A點時所受各力突然全部消失，小球將處于__________狀態(選填“靜止”，“勻速直線”或“靜止或勻速直線”)；當向下落到最低點B時小球處于_______狀態(選填“平衡”或“非平衡”)，你判斷依據是_________________________________。
8．在“探究二力平衡的條件”實驗中，小明選擇了如圖的裝置，把小卡片兩端細線繞過滑輪，并掛上鉤碼。
(1)實驗中選擇小卡片的目的是因為可以
(填“考慮”或“不考慮”)小卡片的重力；
(2)探究兩個力大小關系時，應該觀察細線兩端所掛鉤碼的個數，得出結論：二力平衡兩個力大小
，方向
；
(3)為了探究兩個平衡力是否在同一條直線上，進行如下操作：
(填“擠壓”“翻轉”或“旋轉”)小卡片，松手后觀察小卡片是否平衡。第5節
二力平衡的條件
知識點1
二力平衡
1．平衡力：物體受到幾個力的作用，如果這幾個力的作用效果相互抵消，相當于物體不受力，我們就說這幾個力平衡。物體在平衡力作用下處于靜止狀態或勻速直線運動狀態。
2．二力平衡：如果作用在物體上的力只有兩個，且物體在二力作用下處于靜止狀態或勻速直線運動狀態，我們就說這兩個力平衡。
3．二力平衡條件：作用在同一物體上的兩個力，如果大小相同，方向相反，并且在同一直線上，這兩個力就彼此平衡。
【說明】
①物體在不受外力作用時，總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。即原來運動的物體在不受外力作用時，總保持勻速直線運動狀態；原來靜止的物體在不受外力作用時，總保持靜止狀態。
②物體在平衡力作用下，總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。力不是維持物體運動的原因。
③物體如果受到外力的作用，且受到的外力不平衡，物體的運動狀態就會發生改變。
④如果物體處于靜止狀態或勻速直線運動狀態，那么，它可能不受外力作用，也可能受平衡力作用。
【例1】一只杯子靜止放在水平桌面上，下列有關說法正確的是
(　B　)
A.
桌面對杯子的支持力大于杯子受到的重力
B.
杯子受到的支持力與杯子受到的重力是一對平衡力
C.
杯子受到的支持力與杯子對桌面的壓力是一對平衡力
D.
杯子對桌面的壓力與杯子受到的重力是一對平衡力
【例2】一個重500牛的物體，當受到500牛豎直向上的拉力時(不計空氣阻力)，該物體（
D
）
A.
一定處于靜止狀態
B.
一定處于勻速上升狀態
C.
一定處于勻速下降狀態
D.
以上三種狀態都有可能
【例3】一個物體受到兩個力的作用，且這兩個力的三要素完全相同，則這兩個力(　C　)
A．一定是平衡力
B．可能是平衡力
C．一定不是平衡力
D．都有可能
【例4】下列圖中所畫的兩個力彼此平衡的是（
C
）
【例5】如圖是利用每秒閃光10次的照相裝置拍攝到的四個物體運動的閃光照片(圖中的黑點表示物體)。其中可能受到平衡力作用的物體是（
D
）
【例6】如圖所示，彈簧測力計和細線的重力及一切摩擦不計，物重G＝1牛，則彈簧測力計甲和乙的示數分別為（
C
）
A.
1牛、0
　　B.
0、1牛　　C.
1牛、1牛
　D.
1牛、2牛
知識點2
二力平衡和相互作用力的比較
一對平衡力
相互作用力
相
同
點
1
大小相等
大小相等
2
方向相反
方向相反
3
在同一直線上
在同一直線上
不
同
點
1
作用在同一物體上
作用在不同物體上
2
一個力消失，另一力可以存在
兩個力同時存在，同時消失
3
兩個力的性質可以不同
兩個力的性質一定相同
4
兩個力作用的效果是使物體運動狀態不變
兩個力分別產生各自的效果
【例1】一個西瓜靜止放置在水平桌面上，下列有關該西瓜受力情況的描述中，屬于一對平衡力的是（
B
）
A.
西瓜的重力與西瓜對桌面的壓力
B.
西瓜的重力與桌面對西瓜的支持力
C.
西瓜的重力與西瓜對地球的吸引力
D.
西瓜對桌面的壓力與桌面對西瓜的支持力
【例2】(金華市婺城區期末)對于放在水平桌面上的書，下述幾對力中屬于相互作用力的是(D)
A．書對桌面的壓力與書所受的重力
B．書對桌面的壓力加上書的重力與桌面對書的支持力
C．書所受的重力與桌面對書的支持力
D．書對桌面的壓力與桌面對書的支持力
【例3】如圖甲、乙兩個物體在水平桌面上處于靜止狀態，下列關于它們受力的說法正確的是(　D　)　
A．甲對乙的壓力與桌面對乙的支持力是一對相互作用力
B．乙物體受到甲、乙兩物體的重力和桌面的支持力
C．乙物體受到的重力與桌面的支持力是一對平衡力
D．乙物體受到重力、甲物體的壓力和桌面的支持力
【例4】(連云港)如圖所示，一個重10牛的物體在10牛豎直向上的拉力作用下做勻速直線運動。
小紅說：因為物體做勻速直線運動，且物體僅受重力和拉力的作用，所以重力和拉力是一對平衡力。
小明說：因為同一物體受到的重力和拉力大小相等、方向相反、并且作用在同一條直線上，所以重力和拉力是一對平衡力。則兩人的說法(A)
A．都正確
B．只有小明正確
C．只有小紅正確
D．都不正確
【課堂練習】
1．跳傘運動員在空中勻速直線下降的過程中，下列說法正確的是(　B　)
A．人和傘的總重力大于空氣的阻力
B．人和傘的總重力等于空氣的阻力
C．人和傘的總重力小于空氣的阻力
D．相對于傘，人是運動的
2．如圖所示，關于游泳過程，下列說法不正確的是(　D　)
A．力改變了運動員的運動狀態
B．運動員與水之間的作用是相互的
C．使運動員向前運動的力的施力物體是水
D．運動員對水的推力和水對運動員的推力是一對平衡力
3．一輛汽車停在水平路面上，下列答案中，屬于一對平衡力的是(　D　)
A．汽車的重力和路面對汽車的阻力
B．路面對汽車的支持力和汽車對路面的壓力
C．汽車的重力和汽車對路面的壓力
D．汽車的重力和路面對汽車的支持力
4．質量相等的甲、乙兩只降落傘在空中勻速下降，甲的速度是7米/秒，乙的速度是4米/秒，它們所受阻力F甲、F乙之比是(　D　)
A．3∶4
B．4∶7
C．7∶4
D．1∶1
5．如圖所示，木塊豎立在小車上，隨小車一起以相同的速度向右做勻速直線運動，不考慮空氣阻力，下列分析正確的是(　C　)
A．小車的運動速度增大，則它的慣性和動能也隨之增大
B．小車受到阻力突然停止運動時，那么木塊將向左傾倒
C．小車對木塊的支持力與木塊受到的重力是一對平衡力
D．木塊對小車的壓力與小車對木塊的支持力是一對平衡力
6．一個物體受到大小均為10牛的一對平衡力的作用而做勻速直線運動，如果這對平衡力突然同時減小到5牛，則物體(　C　)
A．速度減小
B．速度增大
C．仍按原來的速度做勻速直線運動
D．速度減小并繼續做勻速直線運動
7．小華靜止站在水平地面上，下列說法中正確的是(　D　)
A．他對地面的壓力和他所受到的重力二力平衡
B．他對地面的壓力和地面對他的支持力二力平衡
C．他受到的重力和地面對他的支持力是相互作用的力
D．他對地面的壓力和地面對他的支持力是相互作用的力
8．起重機吊著4噸的貨物，當貨物靜止時，它受到的重力是________牛，受到的拉力是________牛；當貨物勻速上升時，它受到的拉力________(填“不等于”或“等于”，下同)它的重力；當貨物勻速下降時，它受到的拉力________它的重力。（g=9.8N/K）
【答案】3.92×104　3.92×104　等于　等于
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)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，并通過調整________來改變F1和F2的大小。
(3)保持F1與F2相等，用手將小車扭轉到圖丙中的位置，松手后，小車將無法在此位置平衡。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？_____________________。
【答案】(1)小車與桌面間的摩擦較小，可忽略不計　(2)砝碼質量　(3)作用在同一條直線上
10．如圖所示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，小華將小卡片轉過一個角度，松手后小卡片________(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，在圖中所示情況下，小華下一步的操作是
。
(4)小華在探究活動結束后想到物體的平衡狀態包括靜止和勻速直線運動狀態，那如何探究物體做勻速直線運動時的二力平衡條件呢？小華提出了自己的實驗方案：用彈簧測力計拉著鉤碼在__________(填“水平方向”、“豎直方向”或“任意方向”)做勻速直線運動，根據觀察到的__________________的現象，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。
【答案】(1)相反　鉤碼的個數　(2)不能　不作用在同一直線上的兩個力能否平衡　(3)將卡片剪開
(4)任意方向　彈簧測力計示數不變
11．如圖甲所示，放在水平地面上的物體受到方向不變的水平推力F的作用，F的大小與時間t的關系和物體運動速度v與時間t的關系如圖乙和丙所示。由圖像可知：
(1)當t＝1s時，物體處于________(填“加速”、“勻速”或“減速”)狀態。
(2)當t＝3s時，物體受到的阻力為________N，阻力的方向________。
(3)當t＝5s時，物體受到的推力和阻力是否為平衡力？
【答案】(1)加速　(2)2　水平向左　(3)不是平衡力
【課后練習】
1．(2017·福建)如圖所示，體操運動員靜止在平衡木上時，與運動員所受重力是一對平衡力的是(A)
A．平衡木對運動員的支持力
B．運動員對平衡木的壓力
C．平衡木受到的重力
D．運動員對地球的吸引力
2．(2017·內江)如圖所示，F1等于F2時，下列各對力中不屬于二力平衡的是(A)
　
A　
　
　　
B
C
D
3．如圖所示，嫦娥三號著陸器向下噴氣獲得反推力，以較小速度向月面勻速降落。著陸器勻速降落時，重力與反推力(C)
A．施力物體相同
B．是相互作用力
C．是一對平衡力
D．其合力向下
4．如圖所示，四旋翼無人機下方用細線懸掛一個重物，不考慮空氣阻力，則無人機在空中(B)
A．懸停時，重物受到的重力與它對細線的拉力是一對平衡力
B．加速上升時，細線對重物的拉力大于重物所受的重力
C．勻速下降時，重物所受的重力大于細線對重物的拉力
D．水平勻速飛行時，懸掛重物的細線會偏離豎直方向
5．氫氣球下吊一小重物G在空氣中做勻速直線運動，若不計空氣阻力和風的影響，而小重物G恰能沿MN方向斜向上升，下圖中氣球和重物G在運動中所處的位置正確的是(　D　)
A　　
　B　　　
　C　　　
　　
D
6．豎直向上拋出一小球，小球到達最高點時處于非平衡(填“平衡”或“非平衡”)狀態，你判斷的依據是小球只受重力作用。(忽略空氣阻力)
7．如圖所示，拴在細線下的小球在豎直平面內來回擺動，當向上減速到最高點A點時所受各力突然全部消失，小球將處于__________狀態(選填“靜止”，“勻速直線”或“靜止或勻速直線”)；當向下落到最低點B時小球處于_______狀態(選填“平衡”或“非平衡”)，你判斷依據是_________________________________。
【答案】靜止
非平衡
小球不是做勻速直線運動
8．在“探究二力平衡的條件”實驗中，小明選擇了如圖的裝置，把小卡片兩端細線繞過滑輪，并掛上鉤碼。
(1)實驗中選擇小卡片的目的是因為可以不考慮(填“考慮”或“不考慮”)小卡片的重力；
(2)探究兩個力大小關系時，應該觀察細線兩端所掛鉤碼的個數，得出結論：二力平衡兩個力大小相等，方向相反；
(3)為了探究兩個平衡力是否在同一條直線上，進行如下操作：旋轉(填“擠壓”“翻轉”或“旋轉”)小卡片，松手后觀察小卡片是否平衡。

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