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必考点3：二力平衡条件的实验及应用问题（解析版）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．（2021·苏州新草桥中学九年级二模） ( http: / / www.21cnjy.com )如图所示，四旋翼无人机下方用细线悬挂一个重物，通过四个螺旋桨的高速转动改变运动姿态，不考虑空气阻力，则无人机在空中（　　）21世纪教育网版权所有
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A．悬停时，重物受到的重力与它对细线的拉力是一对平衡力
B．悬停时，利用了相互作用力的原理
C．匀速下降时，重物所受的重力大于细线对重物的拉力
D．水平匀速飞行时，悬挂重物的细线会偏离竖直方向
【答案】B
【详解】
A．悬停时，重物受到的重力与它对细线的拉力，作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故A错误；
B．四个螺旋桨的高速转动，使空气向下运动，由于物体间力的作用是相互的，空气也会给飞机一个向上的力，故B正确；
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C．匀速下降时，处于平衡状态，重物所受的重力等于细线对重物的拉力，故C错误；
D．水平匀速飞行时，不计空 ( http: / / www.21cnjy.com )气阻力，重物的重力和细线对重物的拉力是一对平衡力，重力的方向竖直向下，则细线对重物的拉力方向竖直向上，所以悬挂重物的细线不会偏离竖直方向，故D错误。www-2-1-cnjy-com
故选B。
2．（2021·江西九年级模拟预测）如图所示，行李托运时，行李箱随水平传送带一起做匀速直线运动。以下说法正确的是（　　）
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A．传送带对行李箱的推力与行李箱所受的摩擦力是一对平衡力
B．行李箱对传送带的压力与传送带对行李箱的支持力是一对平衡力
C．传送带对行李箱的支持力与行李箱所受的重力是一对平衡力
D．行李箱所受的重力与行李箱对传送带的压力是一对平衡力
【答案】C
【详解】
一对平衡力必须大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。
A．行李箱随水平传送带一起做匀速直线运动，二者保持相对静止，它们之间不存在推力和摩擦力，故A错误；
B．行李箱对传送带的压力与传送带对行李箱的支持力作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故B错误；
C．传送带对行李箱的支持力与行李箱所受的重力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，是一对平衡力，故C正确；
D．行李箱所受的重力与行李箱对传送带的压力，方向相同，作用在不同物体上，不是一对平衡力，故D错误。
故选C。
【点睛】
本题考查了对二力平衡条件的理解和对物体进行受力分析，要明确一起做匀速直线运动的两个物体，它们之间没有相对运动的趋势，故不存在摩擦力。
3．（2021·黑龙江铁锋·九年级二模）如图所示茶杯静止在水平桌面上，下列哪对力属于平衡力（　　）
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A．茶杯的重力与桌面对茶杯的弹力
B．桌子的重力与桌面对茶杯的弹力
C．茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力
D．茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的弹力
【答案】A
【详解】
A．茶杯的重力与桌面对茶杯的弹力，是作用在同一个茶杯这一物体上，大小相等，方向相反，并且作用在同一条直线上，故A符合题意；
B．桌子的重力是地球作用在桌子 ( http: / / www.21cnjy.com )上，而桌面对茶杯的弹力，是桌面对茶杯的力，作用物体是茶杯，作用在两个不同的物体，故不是平衡力，故B不符合题意；
C．茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力两个力的方向相同，不满足平衡力的条件，故不是平衡力，故C不符合题意；
D．茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的弹力是相互作用力，作用在两个不同物体，故D不符合题意。
故选A。
4．（2021·江苏南通·）一直升 ( http: / / www.21cnjy.com )电梯运送重为G的小科上楼，经历先加速上升，再匀速上升，后减速上升的过程。如图能正确反映这三个过程中，电梯底板对小科支持力大小变化情况的是（　　）
A． ( http: / / www.21cnjy.com / ) B． ( http: / / www.21cnjy.com / )
C． ( http: / / www.21cnjy.com / ) D． ( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】A
【详解】
一开始支持力等于重力，加速阶段 ( http: / / www.21cnjy.com )，支持力大于重力；匀速上升阶段，为平衡状态，支持力等于重力；后减速上升，支持力小于重力，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
5．（2021·江苏滨湖·九年 ( http: / / www.21cnjy.com )级一模）如图所示，小球在AB之间摆动，O为最低点，C为OB之间一点，不计空气阻力，关于小球的下列说法中正确的是（　　）
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A．小球到达B点时，如果所有外力全部消失，小球将静止
B．小球向右摆动到C点时，受到重力、绳子拉力和向右上方的动力
C．小球在O点时处于平衡状态，小球受到的重力和绳子拉力是一对平衡力
D．小球所受的绳子拉力是由于小球发生弹性形变产生的
【答案】A
【详解】
A．小球到达B点时的速度为0，如果所有外力全部消失，根据牛顿第一定律可知，小球将静止，故A正确；
B．小球向右摆动到C点时，受到两个力的作用：竖直向下的重力、沿绳子向上的拉力，故B错误；
C．小球在O点时做圆周运动，处于非平衡状态，故受到的重力和拉力不是一对平衡力，故C错误；
D．球所受的绳子拉力是由于绳子发生弹性形变产生的，故D错误。
故选A。
6．（2021·河南淇县·八年级期 ( http: / / www.21cnjy.com )中）第24届冬奥会将于2022年由北京市和张家口市联合举办。如图所示，当运动员脚穿滑雪板在水平雪地上进行滑行训练时，下列说法中正确的是（　　）
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A．以滑雪板为参照物，运动员是运动的
B．穿滑雪板是为了减小对雪地的压力
C．穿滑雪板是减小了对雪地的压强
D．雪地对滑雪板的支持力和滑雪板对雪地的压力是一对平衡力
【答案】C
【详解】
A．以滑雪板为参照物，运动员的位置没有发生变化，所以运动员是静止的，故A错误；
B．当运动员脚穿滑雪板在水平雪地上，对雪地的压力等于人和滑雪板的总重力，穿滑雪板增加了对雪地的压力，故B错误；21*cnjy*com
C．滑雪板一般都做成较大的面积，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对雪地的压强，防止陷下去，故C正确；
D．雪地对滑雪板的支持力和滑雪板对雪地的压力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在不同的物体上，是一对相互作用力，故D错误。
故选C。
7．（2021·安徽瑶海·八年级期中）如图为“研究二力平衡条件”的实验装置，下列叙述不正确的是（　　）
A．为了减小摩擦，应选用尽量光滑的水平桌面
B．该实验最好保持小车匀速直线运动进行实验
C．调整两边的托盘内所放的钩码个数，可以改变力的大小
D．将小车向上扭转一个角度，是为了让两拉力不在同一直线
【答案】B
【详解】
A．小车与桌面之间存在摩擦对实验有影响，为了减小摩擦对实验的影响，应选用尽量光滑的水平桌面，故A正确；
B．本实验是观察小车的运动状态，判断两侧拉力是否为平衡力，不需要保持小车匀速直线运动，故B错误；
C．调整两边的托盘内所放的钩码个数，重力发生变化，托盘对小车的拉力发生变化，故C正确；
D．将小车向上扭转一个角度，两侧拉力不在同一直线上，小车运动状态发生变化，故D正确。
故选B。
8．（2021·全国九年 ( http: / / www.21cnjy.com )级专题练习）用如图所示的装置“探究二力平衡的条件”。选用质量较小的卡片作为研究对象，在线的两端分别挂上等质量的钩码，对卡片施加两个拉力。下列说法中错误的是（　　）
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A．选择小卡片进行实验，目的是可忽略卡片的重力
B．改变钩码的个数可改变卡片所受拉力的大小
C．卡片所受拉力的施力物体是钩码
D．实验中需将两侧滑轮调整至同一高度
【答案】C
【详解】
A．选择小卡片进行实验，目的是可忽略卡片的重力，使两个方向上的拉力在同一直线上，故A正确，A不符合题意；【来源：21cnj*y.co*m】
B．卡片所受拉力大小等于钩码的重力，改变钩码的个数可改变卡片所受拉力的大小，故B正确，B不符合题意；【出处：21教育名师】
C．卡片所受拉力的施力物体是与其接触的线，故C错误，C符合题意；
D．实验中需将两侧滑轮调整至同一高度，使二力在同一直线上且大小相等，故D正确，D不符合题意。
故选C。
9．（2021·河北遵化 ( http: / / www.21cnjy.com )·）如图所示，弹簧测力计及绳重、摩擦均忽略不计，已知每个钩码重 0.5N，测力计在两边拉力的作用下静止不动，则下列说法错误的是（　　）
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A．弹簧测力计的示数是 1N
B．弹簧测力计受到的合力为0
C．钩码受到的重力和绳子对钩码的拉力是平衡力
D．两侧的滑轮都是定滑轮，可以改变力的方向
【答案】A
【详解】
A．弹簧测力计的示数等于测 ( http: / / www.21cnjy.com )力计挂钩这一端所受的拉力，钩码重力为0.5N，对挂钩的拉力为0.5N，则弹簧测力计的示数是0.5N，故A错误，符合题意；
B．弹簧测力计处于静止状态，受平衡力的作用，合力为零，故B正确，不符合题意；
C．钩码受到的重力和绳子对钩码的拉力，二力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在同一物体上，是一对平衡力，故C正确，不符合题意；
D．两侧的滑轮不随货物移动，都是定滑轮其特点是不省力，可以改变力的方向，故D正确，不符合题意。
故选A。
10．（2021·福建省宁德市教 ( http: / / www.21cnjy.com )师进修学院九年级二模）如图所示，物体A、B间用不计重力的轻弹簧连接，A物体的重力为8 N，B物体的重力为10 N。用竖直向上大小为10 N的力F提着物体A，当A静止时，物体B对地面的压力为（　　）
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A．10 N B．8 N C．18 N D．0
【答案】B
【详解】
把A、B和弹簧看成整体，在竖直方向上，处于静止状态，受到竖直向上的地面对整体的支持力F支和对整体的拉力F，根据力的平衡有
F支+F＝GA+GB
物体B受到地面的支持力，即整体受到的支持为为
F支＝GA+GB﹣F＝8N+10N﹣10N＝8N
物体B对地面的压力与地面对B的支持力是一对相互作用的力，故当A静止时，物体B对地面的压力为
F压＝F支＝8N
故选ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
【点睛】
此题考查对物体的受力分析及力的平衡、力的相互性的知识，采用整体法分析比较方便。
二、填空题
11．（2021·江苏）小张 ( http: / / www.21cnjy.com )同学做“探究二力平衡的条件”实验时，他应选择在较_____的水平桌面进行（选填“粗糙”或“光滑”），并保持物体处于_____状态或匀速直线运动状态。如图所示是他在实验过程中的某个情景，该情景中物体受到的两个水平拉力_____（选填“平衡”或“不平衡”），说明小张当时是在探究相互平衡的两个力的_____关系。
【答案】光滑 静止 不平衡 大小
【详解】
[1]从图中可看到，做“探究二力平衡的条件”实验时，为了避免物体与桌面的摩擦力影响，应选择在较光滑的水平桌面进行。21cnjy.com
[2]这个实验要求物体要处于平衡状态，即物体处于静止状态或匀速直线运动状态。
[3][4]从图中可看到，左 ( http: / / www.21cnjy.com )边的拉力是2N，右边的是3N，这两个力大小不同，所以这两个水平拉力不平衡；这说明小张当时是在探究相互平衡的两个力的大小关系。
12．（2021·云南西山·八 ( http: / / www.21cnjy.com )年级期末）在“探究二力平衡条件”的实验时，同学们设计出如图甲、乙两种实验方案，对比甲、乙两种方案，你会选择______方案进行实验；小明选择甲图所示方案进行实验，当他在左盘中放入2N的钩码，右盘中放入1.5N的钩码时，滑块静止，此时滑块受到的______（选填“是”、“不是”）平衡力。
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【答案】乙 是
【详解】
[1]甲方案中，滑块受到桌面对它的 ( http: / / www.21cnjy.com )摩擦力较大，对实验结果有较大影响；乙方案中，小卡片受到的摩擦较小，对实验结果的影响较小，所以选择乙方案进行实验。
[2]当两盘中放入的钩码重力不 ( http: / / www.21cnjy.com )相等时，滑块两侧受到的拉力不相等，此时滑块还受到桌面对它的摩擦力，由于滑块处于静止状态，所以滑块受到的是平衡力。
13．（2021·四川青 ( http: / / www.21cnjy.com )川·）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。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所示。实验时发现，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，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。请你对该实验装置提出改进意见：_________。2-1-c-n-j-y
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【答案】匀速直线 把木块换成小车
【详解】
[1]物体受到平衡力时，处于静止或匀速直线运动状态。
[2]由题意知，木块两边盘中的砝码重力不等时 ( http: / / www.21cnjy.com )，仍处于静止状态，这是由于木块与桌面间的摩擦力较大，为了减小摩擦对实验的影响，可将木块换成小车，让物体与桌面间的摩擦由滑动变成滚动，而达到减小摩擦的目的。
14．（2021·西安高新第一中学初中校区八年级期末）请回答下列问题:
（1）如图所示，用铁钉在石蜡上刻画，石蜡上会留下铁钉的刻痕，这说明铁的_________比石蜡大。
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（2）如图所示，将该装置放在水 ( http: / / www.21cnjy.com )平桌面上，现逐渐增大木板M与水平桌面N的夹角α时，悬线OA与桌面的夹角不变，由此可知，重力方向是_________。
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（3）如图所示，在探究二 ( http: / / www.21cnjy.com )力平衡条件的实验中，将静止的研究对象转到虚线位置，松手后发现研究对象发生___________，说明作用在同一物体上的两个力,在__________时，这两个力才能平衡。21教育网
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【答案】硬度 竖直向下 运动 同一条直线上
【详解】
（1）[1]用铁钉在石蜡上刻画，石蜡上会留下铁钉的刻痕，说明铁的硬度比石蜡大。
（2）[2]当增大木板M与水 ( http: / / www.21cnjy.com )平桌面N的夹角时，悬线OA与桌面的夹角始终不变，即细线对小球的拉力方向始终竖直向上不变，由二力平衡可知，重力的方向始终为竖直方向不变。
（3）[3][4]松手后研 ( http: / / www.21cnjy.com )究对象运动状态发生改变，不能保持静止状态，因此时绳子对研究对象的拉力不在同一直线上，说明作用在同一物体上的两个力，作用在同一条直线上时，这两个力才能平衡。
15．（2021·湖南宁远 ( http: / / www.21cnjy.com )·八年级期末）如图，小华用3.6N拉着一物块以2m/s的速度在水平地面上匀速前进，物块受到的滑动摩擦力的大小为 ______N；当速度增加到4m/s时，物块受到的滑动摩擦力的大小为 ______N。
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【答案】3.6 3.6
【详解】
[1]当拉着一物块以2m/ ( http: / / www.21cnjy.com )s的速度在水平地面上匀速前进时，由图示知，弹簧秤的分度值为0.2N，读数为3.6N；物块受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，所以摩擦力为3.6N。
[2]当速度增加到4m/s时，压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以物块受到的滑动摩擦力的大小不变，仍为3.6N。
16．（2021·辽宁和平·九年级二模）如 ( http: / / www.21cnjy.com )图，铁块A重3N，吸附在竖直放置的磁性黑板上。将重为1N的铜块B放在铁块A上面，当A和B沿着黑板缓慢匀速下滑时，A受到的摩擦力是______N。取走铜块B，用竖直向上的力F使铁块A匀速向上运动，则F=______N。
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【答案】4 7
【详解】
[1]物体A和物体B的总重力为
当A和B沿着黑板缓慢匀速下滑时，处于平衡状态，A受到的摩擦力是
[2]取走铜块B，用竖直向 ( http: / / www.21cnjy.com )上的力F使铁块A匀速向上运动，A与黑板之间的压力和接触面粗糙程度不变，物体A受到的摩擦力大小不变，方向竖直向下，竖直向上的力F为
17．（2021·广东惠州一中九年级二模）如图甲所示，用水平拉力拉着水平桌面上一木块向右做直线运动，拉力的大小与时间的关系如图乙所示。在第后木块开始做匀速直线运动。则第时木块受到的拉力大小为___________，此时木块受到的滑动摩擦力为___________，此时木块做___________（选填“加速”、“匀速”或“减速”）直线运动。
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【答案】14 10 加速
【详解】
[1]由图可知，5min内拉力F减小了10N，所以每分钟减小2N，则第3min的拉力大小为
[2]5min之后物体做匀速直线 ( http: / / www.21cnjy.com )运动处于平衡状态，根据二力平衡的知识，此时物体受到的滑动摩擦力等于拉力等于10N，滑动摩擦力大小和接触面所受压力以及接触面的粗糙程度有关，0到5min内和5min之后，接触面所受压力和接触面粗糙程度均不变，所以滑动摩擦力不变，所以第3min时，物体所受的滑动摩擦力为10N。
[3]因为第3min时物体所受的拉力大于物体所受的滑动摩擦力，所以合力方向和拉力方向一致，合力方向和运动方向相同，所以物体做加速直线运动。
18．（2021·河南淇县·八年级期 ( http: / / www.21cnjy.com )中）举重运动员正在赛场上激烈角逐最后一块举重金牌，只见某运动员拼尽全力，用力抓住杠铃，使劲向上拉，但杠铃纹丝未动。若杠铃重1000N，运动员向上拉杠铃的力是800N，则这两个力的合力是_______N，方向_______；此时杠铃受到的合力为___________N。【来源：21·世纪·教育·网】
【答案】200 竖直向下 0
【详解】
[1]杠铃重力G=1000N，方向竖直向下，对杠铃的拉力F拉=800N，方向竖直向上，杠铃所受二力的合力【版权所有：21教育】
F=G-F拉=1000N-800N=200N
[2]杠铃受竖直向下的重力及向上的拉力，二力方向相反，合力的方向与较大的力的方向相同，即合力的方向竖直向下。21教育名师原创作品
[3]此时杠铃处于静止状态，受平衡力的作用，所以杠铃所受合力大小为0N。
19．（2021·重庆巴蜀中学） ( http: / / www.21cnjy.com )如图所示，一重为15N的探空气球（包括其下方的吊篮），若气球所受总浮力始终保持60N不变，方向始终是竖直向上；气球受到的空气阻力与速度成正比，即f=kv，不计吊篮受到的浮力和阻力。此时气球以1m/s的速度竖直向下匀速运动；若吊篮中物体的重量减少30N，经过一段时间后，气球恰好以2m/s的速度竖直向上匀速运动；则气球以2m/s的速度匀速上升时，吊篮中物体的重量为___________ N。若去掉吊篮中的所有物体，气球能达到的最大速度为___________ m/s。
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【答案】55 4.5
【详解】
[1]设吊篮中物体的重量为G，当物体以1m/s的速度竖直向下匀速运动时，受到的阻力方向向上，浮力也向上，可得
G+15N=60N+k×1m/s
重量减少30N时，物体以2m/s的速度竖直向上匀速运动，此时阻力方向向下，可得
G+15N-30N+k×2m/s=60N
由以上两式解得
G=55N，k=10
[2]若去掉吊篮内的所有物体，则有
15N+kv大=60N
即
15N+10v大=60N
解得
v大=4.5m/s
20．（2021·河南平 ( http: / / www.21cnjy.com )顶山·八年级期末）如图甲所示，用水平拉力F向右拉放在粗糙程度相同的水平地面上的A物体，拉力F的大小与时间t的关系和A物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。由图像可知物体受到的摩擦力是___________N，第3s物体受到的合力是___________N，6s～9s物体做___________运动。2·1·c·n·j·y
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【答案】6 3 匀速直线
【分析】
[1]由图乙的v～t图像可 ( http: / / www.21cnjy.com )知，物体在6s～9s内做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等。由F～t图像知这段时间的拉力为6N，所以物体受到的摩擦力是6N。
[2]第3s物体受到拉力为9N，因 ( http: / / www.21cnjy.com )影响滑动摩擦力大小的两个因素：压力大小和接触面的粗糙程度都不变，故受到的滑动摩擦力大小仍为6N，故第3s物体受到的合力
F合=F-f=9N-6N=3N
[3] 根据[1]知，6s～9s物体做匀速直线运动。
【详解】
本题解题的关键是将v～t图像和F～t图像相结合，判断出物体各段运动状态，根据平衡状态中二力平衡找出力的大小即可正确解题。
三、实验题
21．（2021·苏州新草桥中学八年级期中）实验班小清和同学们利用图中的甲装置做“探究二力的平衡条件”实验。
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（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，小清发现当向左盘和右盘同时 ( http: / / www.21cnjy.com )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。小清再在左盘中增加一个很轻很轻的砝码 时，发现木块仍然处于静止状态。这时木块在水平方向受到的力是______（填平衡或不平衡） 的。
（3）于是小清改用乙装置进行实验，其最关键优点是______（填字母序号）。
A．小卡片是比较容易获取的材料 B．小卡片容易扭转
C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡D．减少摩擦力对实验结果的影响
（4）他在卡片的两端挂上数量相同的钩码后 ( http: / / www.21cnjy.com )，小卡片才能处于静止状态，这说明二力平衡时两个力 必须______；然后他把小卡片扭转一个角度，松手后小卡片回到原来的位置，这是因为二力平 衡时，两个力必须在______；当小卡片静止后，他用剪刀把小卡片从中间剪开，发现两侧钩码落 下，说明互相平衡的二力必须作用在______。
【答案】匀速直线运动 平衡 D 大小相等 同一条直线上 同一个物体上 www.21-cn-jy.com
【详解】
（1）[1]当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，物体处于平衡状态，物体受到平衡力的作用。
（2）[2]小清再在左盘中增加一个很轻很轻的砝码 时，木块仍然处于静止状态，说明木块处于平衡状态，水平方向受到的力是平衡力。21·cn·jy·com
（3）[3]小卡片重力小，悬在空中不受摩擦力 ( http: / / www.21cnjy.com )影响；木块放在水平桌面上，木块和桌面之间存在摩擦力，摩擦力是不能消除的，实验要受到摩擦力影响，所以乙实验方案好，故选D。
（4）[4]在卡片的两端挂上数量相同的钩码后，小卡片才能处于静止状态，数量相同的钩码说明平衡力的大小相等。
[5]把小卡片扭转一个角度，松手后小卡片回到原来的位置，说明平衡力作用在同一直线上。
[6]把小卡片从中间剪开，发现两侧钩码落下，平衡力须作用在同一物体上。
22．（2021·厦门市华侨中学九年级月考）在探究“二力平衡条件”的实验中:
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（1）甲、乙两组同学分别选 ( http: / / www.21cnjy.com )择器材后，设计组装的实验装置如图甲、乙所示。你认为___________组同学选择的器材更加合理，其原因是___________（选填选项前的字母）。
A．滚动摩擦力小于滑动摩擦力 B．滑动摩擦力小于滚动摩擦力
C．小车队桌面的压强比较大 D．木块对桌面的压强比较小
（2）在探究力的大小对二力平衡的影响时 ( http: / / www.21cnjy.com )，若左右两边的钩码个数不相等，小车___________（填“能”或“不能”）保持平衡。这说明两个力必须大小___________（选填“相等”或“不相等”），才能使小车平衡。
（3）为了探究“是否只有两个力作用在同 ( http: / / www.21cnjy.com )一物体上才能使物体保持平衡”，同学们在上述步骤的基础上，用锯条将小车从中间锯开，这样小车将___________（填“能”或“不能”）保持静止。这说明：只有当两个力作用在___________（选填“同一”或“不同”）物体上，才能使物体保持平衡。
【答案】乙 A 不能 相等 不能 同一
【详解】
（1）[1][2]甲图中用的是木块，它与桌面 ( http: / / www.21cnjy.com )之间的摩擦是滑动摩擦，摩擦力较大，对实验的影响较大；而乙图中用的是小车，它与桌面之间是滚动摩擦，其摩擦力较小，可以忽略对实验的影响，因此乙组同学选择的器材更加合理，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
（2）[3]在探究力的大小对二力平衡的影响时，若左右两边的钩码个数不相等，小车两边受到力大小不相等，合力不为0，小车不能保持平衡。
[4]要想使小车平衡，两个力必须大小相等，即小车所受的合力为0。
（3）[5]为了探究“是否只有两个力作 ( http: / / www.21cnjy.com )用在同一物体上才能使物体保持平衡”， 用锯条将小车从中间锯开，这样小车左侧受到向左的拉力，右侧受到向右的拉力，合外力都不为0，因此小车不能保持静止。
[6]由以上实验可知，只有当两个力作用在同一物体上，两个力大小相等、方向相反，才能使物体保持平衡。
23．（2021·江苏南通·）如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
( http: / / www.21cnjy.com / )
（1）小华将系于小卡片两 ( http: / / www.21cnjy.com )对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向_______，并通过调整_______来改变拉力的大小。
（2）当小卡片平衡时，小华将卡片__ ( http: / / www.21cnjy.com )_____（选填“翻转”或“旋转”）一个角度，松手后小卡片不能平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究_______的两个力能否平衡。
（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小华下一步的操作是_______。
（4）在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，同学们认为小华的实验优于小明的实验。其主要原因是_______。
A．小卡片容易扭转
B．小书片是比较容易获取的材料
C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D．减少摩擦力对实验结果的影响
（5）小华在探究活动结束后想到 ( http: / / www.21cnjy.com )物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态，那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢？小明提出了自己的实验方案：用弹簧测力计拉着钩码在_______（选填“水平方向”、“竖直方向”或“任意方向”）做匀速直线运动，根据观察弹簧测力计的示数_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）的现象，可以得出结论：物体静止时的二力平衡条件同样适用于物体处于匀速直线运动状态。
（6）利用图丙装置_______（选填“能”或“不能”）探究二力平衡的条件。
（7）若将木块换成弹簧测力计，左右两侧各悬挂重5N的砝码，则弹簧测力计示数为_______N。
【答案】相反 钩码个数 旋转 ( http: / / www.21cnjy.com ) 不在同一直线上 将小卡片从中间剪开 D 任意方向 不变 能 5
【详解】
（1）[1][2]小卡片两端通过滑轮 ( http: / / www.21cnjy.com )各挂一个钩码， 两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力；实验时，可以通过调整钩码个数来改变拉力的大小。
（2）[3][4]如果将卡片翻 ( http: / / www.21cnjy.com )转一个角度，它受到的两个力大小、方向、作用点都没有发生改变，松手手小卡片是可以平衡的。如果将它旋转一个角度，此时它受到的两个国不在同一直线上，松手手卡片不能平衡。此实验步骤中，小卡片转过一个角度，小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上，是验证不在同一直线上两个力是否平衡。
（3）[5]为了验证只有作用在同-物体上的两个力才能平衡，用剪刀把小卡片剪成两个更小的卡片，观察两个更小卡片是否平衡。21*cnjy*com
（4）[6]小华实验用的小卡片重力 ( http: / / www.21cnjy.com )小，可以忽略，悬在空中不受摩擦力影响；小明实验用的小车放在水平桌面上，小车和桌面之间存在摩擦力，摩擦力是不能消除的，实验要受到摩擦力影响，所以小华的实验方案好，故D正确。
（5）[7][8]探究物体做匀 ( http: / / www.21cnjy.com )速直线运动时的二力平衡条件，为了使实验结论具有普遍性，应该用弹簧测力计拉着钩码在任意方向做匀速直线运动，如果此时发现弹簧测力计示数不变，且等于物体的重力，则可以得出结论：物体静止时的二力平衡条件同样适用于物体处于匀速直线运动状态。
（6）[9]因为小卡片很轻，重力可不计，左右 ( http: / / www.21cnjy.com )两侧各通过一个定滑轮，定滑轮的位置虽然不等高，但是当两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一个物体上时，小卡片还是处于静止状态，照样能完成实验。
（7）[10]弹簧测力计的示数显示的是其一端所受到的拉力，当它的左右两侧各悬挂重5N的砝码，则弹簧测力计示数为5N。
四、计算题
24．（2021·衡阳市华新实验中学）一辆汽车在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶了30min。汽车所受阻力为1000N，求：
（1）汽车所受的牵引力；
（2）汽车发动机的功率；
（3）汽车发动机所做的功。
【答案】（1）1000N；（2）2×104W；（3）3.6×107J
【详解】
解：（1）因为汽车在平直公路上匀速行驶，处于平衡状态，所受的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，即牵引力为
F=f=1000N
（2）汽车行驶的速度为
v=72km/h=m/s=20m/s
汽车发动机所做的功率
P===Fv=1000N×20m/s=2×104W
（3）汽车发动机所做的功
W=Pt=2×104W×30×60s=3.6×107J
答：（1）汽车所受的牵引力为1000N；
（2）汽车发动机的功率为2×104W；
（3）汽车发动机所做的功为3.6×107J。
25．（2021·江苏南通·）“玉兔号”是中国首辆月球车，2013年12月2日中国在西昌卫星发射中心成功将嫦娥三号探测器送入轨道，质量是140千克“玉兔号”巡视器顺利驶抵月球表面，物体在月球上也会受到重力（月球重力），大小相当于地球上重力的，登月前，在水平地面上进行了测试。已知月球车在匀速直线行驶的过程中，受到地面的摩擦阻力为车重的0.2倍。求：（g取10N/kg，结果保留整数）
（1）在月球上“玉兔号”月球车受到的重力是多少？
（2）在地球上测试时“玉兔号”月球车受到的牵引力是多大？
【答案】（1）233N；（2）280N
【详解】
解：（1）“玉兔号”月球车在地球上受到的重力为
“玉兔号”月球车在月球上受到的重力为
（2）月球车在地球上行驶过程中，受到的摩擦阻力为
月球车在匀速直线行驶的过程中，处于平衡状态，故牵引力与摩擦阻力相等，即
答：（1）在月球上“玉兔号”月球车受到的重力是233N；
（2）在地球上测试时“玉兔号”月球车受到的牵引力是280N。
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必考点3：二力平衡条件的实验及应用问题（原卷版）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．（2021·苏州新草桥 ( http: / / www.21cnjy.com )中学九年级二模）如图所示，四旋翼无人机下方用细线悬挂一个重物，通过四个螺旋桨的高速转动改变运动姿态，不考虑空气阻力，则无人机在空中（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．悬停时，重物受到的重力与它对细线的拉力是一对平衡力
B．悬停时，利用了相互作用力的原理
C．匀速下降时，重物所受的重力大于细线对重物的拉力
D．水平匀速飞行时，悬挂重物的细线会偏离竖直方向
2．（2021·江西九年级模拟预测）如图所示，行李托运时，行李箱随水平传送带一起做匀速直线运动。以下说法正确的是（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．传送带对行李箱的推力与行李箱所受的摩擦力是一对平衡力
B．行李箱对传送带的压力与传送带对行李箱的支持力是一对平衡力
C．传送带对行李箱的支持力与行李箱所受的重力是一对平衡力
D．行李箱所受的重力与行李箱对传送带的压力是一对平衡力
3．（2021·黑龙江铁锋·九年级二模）如图所示茶杯静止在水平桌面上，下列哪对力属于平衡力（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．茶杯的重力与桌面对茶杯的弹力
B．桌子的重力与桌面对茶杯的弹力
C．茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力
D．茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的弹力
4．（2021·江苏南通·）一 ( http: / / www.21cnjy.com )直升电梯运送重为G的小科上楼，经历先加速上升，再匀速上升，后减速上升的过程。如图能正确反映这三个过程中，电梯底板对小科支持力大小变化情况的是（　　）21世纪教育网版权所有
A． ( http: / / www.21cnjy.com / ) B． ( http: / / www.21cnjy.com / )
C． ( http: / / www.21cnjy.com / ) D． ( http: / / www.21cnjy.com / )
5．（2021·江苏滨湖·九年 ( http: / / www.21cnjy.com )级一模）如图所示，小球在AB之间摆动，O为最低点，C为OB之间一点，不计空气阻力，关于小球的下列说法中正确的是（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．小球到达B点时，如果所有外力全部消失，小球将静止
B．小球向右摆动到C点时，受到重力、绳子拉力和向右上方的动力
C．小球在O点时处于平衡状态，小球受到的重力和绳子拉力是一对平衡力
D．小球所受的绳子拉力是由于小球发生弹性形变产生的
6．（2021·河南淇县·八年级期中 ( http: / / www.21cnjy.com )）第24届冬奥会将于2022年由北京市和张家口市联合举办。如图所示，当运动员脚穿滑雪板在水平雪地上进行滑行训练时，下列说法中正确的是（　　）【来源：21·世纪·教育·网】
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．以滑雪板为参照物，运动员是运动的
B．穿滑雪板是为了减小对雪地的压力
C．穿滑雪板是减小了对雪地的压强
D．雪地对滑雪板的支持力和滑雪板对雪地的压力是一对平衡力
7．（2021·安徽瑶海·八年级期中）如图为“研究二力平衡条件”的实验装置，下列叙述不正确的是（　　）21教育网
A．为了减小摩擦，应选用尽量光滑的水平桌面
B．该实验最好保持小车匀速直线运动进行实验
C．调整两边的托盘内所放的钩码个数，可以改变力的大小
D．将小车向上扭转一个角度，是为了让两拉力不在同一直线
8．（2021·全国九年级专题练习）用 ( http: / / www.21cnjy.com )如图所示的装置“探究二力平衡的条件”。选用质量较小的卡片作为研究对象，在线的两端分别挂上等质量的钩码，对卡片施加两个拉力。下列说法中错误的是（　　）21cnjy.com
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．选择小卡片进行实验，目的是可忽略卡片的重力
B．改变钩码的个数可改变卡片所受拉力的大小
C．卡片所受拉力的施力物体是钩码
D．实验中需将两侧滑轮调整至同一高度
9．（2021·河北遵化·）如图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示，弹簧测力计及绳重、摩擦均忽略不计，已知每个钩码重 0.5N，测力计在两边拉力的作用下静止不动，则下列说法错误的是（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．弹簧测力计的示数是 1N
B．弹簧测力计受到的合力为0
C．钩码受到的重力和绳子对钩码的拉力是平衡力
D．两侧的滑轮都是定滑轮，可以改变力的方向
10．（2021·福建省宁德市教师 ( http: / / www.21cnjy.com )进修学院九年级二模）如图所示，物体A、B间用不计重力的轻弹簧连接，A物体的重力为8 N，B物体的重力为10 N。用竖直向上大小为10 N的力F提着物体A，当A静止时，物体B对地面的压力为（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．10 N B．8 N C．18 N D．0
二、填空题
11．（2021·江苏） ( http: / / www.21cnjy.com )小张同学做“探究二力平衡的条件”实验时，他应选择在较_____的水平桌面进行（选填“粗糙”或“光滑”），并保持物体处于_____状态或匀速直线运动状态。如图所示是他在实验过程中的某个情景，该情景中物体受到的两个水平拉力_____（选填“平衡”或“不平衡”），说明小张当时是在探究相互平衡的两个力的_____关系。
12．（2021·云南西山·八年级期末 ( http: / / www.21cnjy.com )）在“探究二力平衡条件”的实验时，同学们设计出如图甲、乙两种实验方案，对比甲、乙两种方案，你会选择______方案进行实验；小明选择甲图所示方案进行实验，当他在左盘中放入2N的钩码，右盘中放入1.5N的钩码时，滑块静止，此时滑块受到的______（选填“是”、“不是”）平衡力。
( http: / / www.21cnjy.com / )
13．（2021·四川青川 ( http: / / www.21cnjy.com )·）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。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所示。实验时发现，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，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。请你对该实验装置提出改进意见：_________。21·世纪*教育网
( http: / / www.21cnjy.com / )
14．（2021·西安高新第一中学初中校区八年级期末）请回答下列问题:
（1）如图所示，用铁钉在石蜡上刻画，石蜡上会留下铁钉的刻痕，这说明铁的_________比石蜡大。
( http: / / www.21cnjy.com / )
（2）如图所示，将该装置放在水平桌面上，现 ( http: / / www.21cnjy.com )逐渐增大木板M与水平桌面N的夹角α时，悬线OA与桌面的夹角不变，由此可知，重力方向是_________。
( http: / / www.21cnjy.com / )
（3）如图所示，在探究二 ( http: / / www.21cnjy.com )力平衡条件的实验中，将静止的研究对象转到虚线位置，松手后发现研究对象发生___________，说明作用在同一物体上的两个力,在__________时，这两个力才能平衡。21·cn·jy·com
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15．（2021·湖南宁远·八年级期末 ( http: / / www.21cnjy.com )）如图，小华用3.6N拉着一物块以2m/s的速度在水平地面上匀速前进，物块受到的滑动摩擦力的大小为 ______N；当速度增加到4m/s时，物块受到的滑动摩擦力的大小为 ______N。www.21-cn-jy.com
( http: / / www.21cnjy.com / )
16．（2021·辽宁和平·九年级二模）如图 ( http: / / www.21cnjy.com )，铁块A重3N，吸附在竖直放置的磁性黑板上。将重为1N的铜块B放在铁块A上面，当A和B沿着黑板缓慢匀速下滑时，A受到的摩擦力是______N。取走铜块B，用竖直向上的力F使铁块A匀速向上运动，则F=______N。2·1·c·n·j·y
( http: / / www.21cnjy.com / )
17．（2021·广东惠州一中九年级二模）如图甲所示，用水平拉力拉着水平桌面上一木块向右做直线运动，拉力的大小与时间的关系如图乙所示。在第后木块开始做匀速直线运动。则第时木块受到的拉力大小为___________，此时木块受到的滑动摩擦力为___________，此时木块做___________（选填“加速”、“匀速”或“减速”）直线运动。2-1-c-n-j-y
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18．（2021·河南淇 ( http: / / www.21cnjy.com )县·八年级期中）举重运动员正在赛场上激烈角逐最后一块举重金牌，只见某运动员拼尽全力，用力抓住杠铃，使劲向上拉，但杠铃纹丝未动。若杠铃重1000N，运动员向上拉杠铃的力是800N，则这两个力的合力是_______N，方向_______；此时杠铃受到的合力为___________N。【来源：21cnj*y.co*m】
19．（2021·重庆巴蜀中学）如图所示， ( http: / / www.21cnjy.com )一重为15N的探空气球（包括其下方的吊篮），若气球所受总浮力始终保持60N不变，方向始终是竖直向上；气球受到的空气阻力与速度成正比，即f=kv，不计吊篮受到的浮力和阻力。此时气球以1m/s的速度竖直向下匀速运动；若吊篮中物体的重量减少30N，经过一段时间后，气球恰好以2m/s的速度竖直向上匀速运动；则气球以2m/s的速度匀速上升时，吊篮中物体的重量为___________ N。若去掉吊篮中的所有物体，气球能达到的最大速度为___________ m/s。
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20．（2021·河南平顶山 ( http: / / www.21cnjy.com )·八年级期末）如图甲所示，用水平拉力F向右拉放在粗糙程度相同的水平地面上的A物体，拉力F的大小与时间t的关系和A物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。由图像可知物体受到的摩擦力是___________N，第3s物体受到的合力是___________N，6s～9s物体做___________运动。【版权所有：21教育】
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三、实验题
21．（2021·苏州新草桥中学八年级期中）实验班小清和同学们利用图中的甲装置做“探究二力的平衡条件”实验。21教育名师原创作品
( http: / / www.21cnjy.com / )
（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，小清发现当向左盘和 ( http: / / www.21cnjy.com )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。小清再在左盘中增加一个很轻很轻的砝码 时，发现木块仍然处于静止状态。这时木块在水平方向受到的力是______（填平衡或不平衡） 的。
（3）于是小清改用乙装置进行实验，其最关键优点是______（填字母序号）。
A．小卡片是比较容易获取的材料 B．小卡片容易扭转
C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡D．减少摩擦力对实验结果的影响
（4）他在卡片的两端挂上数量相同 ( http: / / www.21cnjy.com )的钩码后，小卡片才能处于静止状态，这说明二力平衡时两个力 必须______；然后他把小卡片扭转一个角度，松手后小卡片回到原来的位置，这是因为二力平 衡时，两个力必须在______；当小卡片静止后，他用剪刀把小卡片从中间剪开，发现两侧钩码落 下，说明互相平衡的二力必须作用在______。
22．（2021·厦门市华侨中学九年级月考）在探究“二力平衡条件”的实验中:
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（1）甲、乙两组同学分别选择 ( http: / / www.21cnjy.com )器材后，设计组装的实验装置如图甲、乙所示。你认为___________组同学选择的器材更加合理，其原因是___________（选填选项前的字母）。
A．滚动摩擦力小于滑动摩擦力 B．滑动摩擦力小于滚动摩擦力
C．小车队桌面的压强比较大 D．木块对桌面的压强比较小
（2）在探究力的大小对二力 ( http: / / www.21cnjy.com )平衡的影响时，若左右两边的钩码个数不相等，小车___________（填“能”或“不能”）保持平衡。这说明两个力必须大小___________（选填“相等”或“不相等”），才能使小车平衡。【出处：21教育名师】
（3）为了探究“是否只有两个力作用 ( http: / / www.21cnjy.com )在同一物体上才能使物体保持平衡”，同学们在上述步骤的基础上，用锯条将小车从中间锯开，这样小车将___________（填“能”或“不能”）保持静止。这说明：只有当两个力作用在___________（选填“同一”或“不同”）物体上，才能使物体保持平衡。
23．（2021·江苏南通·）如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
( http: / / www.21cnjy.com / )
（1）小华将系于小卡片两对 ( http: / / www.21cnjy.com )角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向_______，并通过调整_______来改变拉力的大小。
（2）当小卡片平衡时，小华将卡 ( http: / / www.21cnjy.com )片_______（选填“翻转”或“旋转”）一个角度，松手后小卡片不能平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究_______的两个力能否平衡。
（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小华下一步的操作是_______。www-2-1-cnjy-com
（4）在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，同学们认为小华的实验优于小明的实验。其主要原因是_______。21*cnjy*com
A．小卡片容易扭转
B．小书片是比较容易获取的材料
C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D．减少摩擦力对实验结果的影响
（5）小华在探究活动结束后想到 ( http: / / www.21cnjy.com )物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态，那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢？小明提出了自己的实验方案：用弹簧测力计拉着钩码在_______（选填“水平方向”、“竖直方向”或“任意方向”）做匀速直线运动，根据观察弹簧测力计的示数_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）的现象，可以得出结论：物体静止时的二力平衡条件同样适用于物体处于匀速直线运动状态。21*cnjy*com
（6）利用图丙装置_______（选填“能”或“不能”）探究二力平衡的条件。
（7）若将木块换成弹簧测力计，左右两侧各悬挂重5N的砝码，则弹簧测力计示数为_______N。
四、计算题
24．（2021·衡阳市华新实验中学）一辆汽车在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶了30min。汽车所受阻力为1000N，求：
（1）汽车所受的牵引力；
（2）汽车发动机的功率；
（3）汽车发动机所做的功。
25．（2021·江苏南通·）“玉兔号”是中国首辆月球车，2013年12月2日中国在西昌卫星发射中心成功将嫦娥三号探测器送入轨道，质量是140千克“玉兔号”巡视器顺利驶抵月球表面，物体在月球上也会受到重力（月球重力），大小相当于地球上重力的，登月前，在水平地面上进行了测试。已知月球车在匀速直线行驶的过程中，受到地面的摩擦阻力为车重的0.2倍。求：（g取10N/kg，结果保留整数）
（1）在月球上“玉兔号”月球车受到的重力是多少？
（2）在地球上测试时“玉兔号”月球车受到的牵引力是多大？
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