2022-2023学年八年级全册物理讲义(沪科版)——7.3 力的平衡(原卷版+解析版)

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2022-2023学年八年级全册物理讲义(沪科版)——7.3 力的平衡(原卷版+解析版)

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第七章《力与运动》
7.3 力的平衡
【知识梳理】
一、二力平衡
物体如果在两个力的作用下,能保持 静止 状态或 匀速直线运动 状态,我们就说该物体处于平衡状态,这两个力互称为平衡力。
二、二力平衡的条件
①作用在 同一物体上 的两个力;②大小 相等 ;③方向 相反 ;④作用在 同一直线上 。
三、探究二力平衡的条件
1.实验装置
① 定滑轮的作用是 改变力的方向 ;
② 选择小车而不选择木块的原因是 减小摩擦力对实验造成的影响 ;
③ 使用轻质小卡片的作用减小 重力 对实验结果的影响。
2.实验方法:控制变量法的应用
① 探究平衡的两个力是否在同一直线上(保持物体两端受到的力大小相等,将物体扭转一定的角度,观察物体是否处于平衡状态)
② 探究平衡的两个力大小是否相同(保持两个力在同一条直线上,两侧所挂的钩码质量不相等,观察物体是否处于平衡状态)
③ 探究平衡的两个力是否作用在同一物体上(保持两个力大小相等且作用在同一直线上,让两个力同时作用在不同物体上,观察物体是否处于平衡状态)
3. 进行多次实验的目的(得出普遍规律,避免结论的偶然性)
4. 结论:二力平衡的条件是作用在 同一物体 上的两个力,大小 相等 ,方向 相反 ,并且作用在 同一条直线 上。
【易错点】
平衡力与作用力和反作用力的区别
作用在同一个物体上的两个力,大小相等,方向相反,并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡,又叫二力平衡,二力叫平衡力,也就是说,平衡力同时作用在同一物体上。
作用力和反作用力是发生在互相作用的两个物体之间,即发生在施力物体和受力物体之间。如果甲物体对乙物体的作用称为作用力,那么乙物体对甲物体的作用称为反作用力。
如放在水平桌面的书处于静止状态,所受的平衡力是:地球对书吸引使书受到的重力和桌面对书的支持力,这二力都是作用在同一物体上,大小相等,方向相反,并且在同-直线上。而书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对作用力与反作用力,这两个力大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,但前者作用在桌面上,后者作用在书上,不在同一物体上。
一对平衡力 一对相互作用力
相 同 点 大小相等
方向相反
作用在同一条直线上
不同点 作用点在同一物体上 作用点在两个物体上
不一定同时存在 同时产生、同时消失
【规律总结】
二力平衡条件的应用:
1.根据物体的受力情况判断运动状态
(1)物体受到平衡力的作用时,运动状态不变,即原来静止的物体仍然静止,原来运动的物体做匀速直线运动。
(2)物体受到非平衡力的作用时,运动状态改变,即运动速度大小改变或运动方向改变。
2:根据物体的运动状态判断受力情况
(1)物体的运动状态不变时(静止或匀速直线运动),受到平衡力的作用,这两个力的大小相等、方向相反,可以根据一个力的大小和方向确定另一个力的大小和方向。
(2)物体的运动状态(运动速度或运动方向)发生改变时,一定受到非平衡力的作用。
【典例分析】
【例】(2021四川绵阳中考)如图所示,水平弹簧左端连接一物块,右端受到大小为F的水平外力作用,物块在水平桌面上做匀速直线运动。下列说法正确的是(  )
A.弹簧对物块的拉力小于F
B.桌面对物块的滑动摩擦力等于F
C.物块对弹簧的拉力与外力F是一对相互作用力
D.桌面对物块的滑动摩擦力与外力F是一对平衡力
【答案】B
【解析】
由于力的作用是相互的,则弹簧对物块的拉力等于F,故A错误;弹簧对物块的拉力与桌面对物块的滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,故B正确;物块对弹簧的拉力与外力F都作用在弹簧这一个物体上,所以不是一对相互作用力,故C错误;桌面对物块的滑动摩擦力作用在物块上,外力F作用在弹簧上,两个力不是作用在同一个物体上,因此不是一对平衡力,故D错误。故选B。
【思路小结】
判断平衡力及相互作用力的方法。解答时,首先看两个力是否作用在同一个物体上,若是,且符合大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,才是平衡力。而相互作用力则是两个力符合大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,且作用在两个物体上。
【真题操练】
一、单选题
1.(2021内蒙古兴安盟中考)以下各图是每0.1s拍摄次的小球在不同运动状态下的频闪照片,其中受到平衡力作用的是(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
图中小球运动方向改变,受非平衡力作用,故A不符合题意;图中物体相等时间间隔内通过的距离相等,做匀速直线运动,受平衡力作用,故B符合题意;图中物体相等时间间隔内通过的距离不相等,做变速直线运动,受非平衡力作用,故CD不符合题意。故选B。
2.(2021黑龙江中考)下列物体中,受到平衡力的是(  )
A.正在腾空而起的火箭 B.自由竖直下落的石子
C.沿光滑斜面下滑的木块 D.在平直轨道上匀速直线行驶的火车
【答案】D
【解析】
受平衡力作用的物体,保持静止或者匀速直线运动状态。正在腾空而起的火箭、自由竖直下落的石子、沿光滑斜面下滑的木块,物体都做加速运动,故受到的力不是平衡力,故ABC不符合题意;在平直轨道上匀速直线行驶的火车,火车受到的是平衡力,故D符合题意。故选D。
3.(2021江苏江苏中考)一辆汽车在圆形跑道上做快慢不变的运动,下列关于该汽车的说法正确的是(  )
A.运动状态不变,受力平衡 B.运动状态不变,受力不平衡
C.运动状态改变,受力平衡 D.运动状态改变,受力不平衡
【答案】D
【解析】
汽车在圆形跑道上做快慢不变的运动,运动的快慢虽然不变,但运动的方向在改变,即运动状态在改变,处于非平衡状态,受力不平衡。故选D。
4.(2020四川宜宾中考)如图所示,物体只受到F1和F2两个方向相反的力作用,能使该物体处于平衡状态的是(  )
A. B.C. D.
【答案】C
【解析】
F1和F2两个大小不相等,不满足平衡力的条件,不能使该物体处于平衡状态,故AB不符合题意;F1和F2两个大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一个物体上,能使物体处于平衡状态,故C符合题意;F1和F2两个大小相等,但不作用在同一直线上,不满足平衡力的条件,不能使该物体处于平衡状态,故D不符合题意。故选C。
5.(2021山东滨州中考)用测力计拉着重为G的物体以速度v1竖直向上运动,再以速度v2
竖直向下运动。两次运动的s﹣t图像如图所示,前后两次测力计的示数分别为F1、F2,若不计空气阻力,则(  )
A.F1可能大于G
B.F2可能小于G
C.物体两次运动的动能相等
D.F1一定等于F2
【答案】D
【解析】
由图可知,两次物体都作匀速直线运动,拉力与重力是一对平衡力,大小相等,但运动速度不同,则动能不相等,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
6.(2021贵州贵州中考)如图所示,小刚同学用水平推力推静止在平直公路上的汽车,没有推动。下列说法正确的是(  )
A.因为汽车静止,失去了惯性,所以汽车未被推动
B.因为推力小于汽车所受的阻力,所以汽车未被推动
C.虽然汽车未被推动,但推力一定等于汽车的重力
D.虽然汽车未被推动,但推力等于汽车所受的阻力
【答案】D
【解析】
一切物体在任何情况下都有惯性,汽车静止,惯性的大小不变,故A错误;由于汽车未推动,就处于平衡状态,所以推力等于阻力,汽车未被推动,是因为推力小于汽车与地面间的最大静摩擦力,故B错误,D正确;推力与重力不在同一直线上。根本无法去比较衡量。故C错误。故选D。
7.(2021福建中考)小华在操场进行爬杆锻炼,在竖直杆上攀爬,匀速向上运动时受到的摩擦力大小为f 1,匀速向下运动时受到的摩擦力大小为f 2。若小华的自重为G,则(  )
A.f 1=f 2>G B.f 1=f 2G>f 2
【答案】C
【解析】
物体静止或匀速直线运动时,受到平衡力的作用,合力为0,匀速向上运动时受到的摩擦力大小为f 1,此时小华受到的重力和摩擦力是一对平衡力,可知f 1=G;匀速向下运动时受到的摩擦力大小为f 2,此时小华受到的重力和摩擦力是一对平衡力,可知f 2=G,即f 1=f 2=G,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
8.(2021湖南怀化中考)某人用水平方向的力推物体,使物体在粗糙程度相同的水平面上做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.人对物体的推力等于水平面对物体的摩擦力
B.若增大推力,物体仍做匀速直线运动
C.若撤去推力,物体所受摩擦力增大
D.若撤去推力,物体的运动状态不会发生改变
【答案】A
【解析】
由于物体在粗糙程度相同的水平面上做匀速直线运动,处于平衡态,故推力等于摩擦力,故A正确;若增大推力,推力大于摩擦力,故不是平衡态,故物体不做匀速直线运动,故B错误;若撤去推力,物体所受摩擦力不变,摩擦力此时为滑动摩擦力,其大小只与接触面的粗糙程度和压力有关,这两者都不变,故摩擦力的大小不变,故C错误;若撤去推力,只受摩擦力,故不是平衡态,故物体的运动状态会发生改变,故D错误。故选A。
9.(2021湖北恩施中考)班长在操场上骑自行车,下面有关力的分析正确的是(  )
A.车的重力和地面对车的支持力是一对相互作用力
B.车的重力和地面对车的支持力是一对平衡力
C.车对地面的压力和地面对车的支持力是一对相互作用力
D.车的重力和车对地面的压力是一对相互作用力
【答案】C
【解析】
车和班长对地面的压力和地面对车的支持力是一对相互作用力,故A错误;将车和班长当成一个整体,车和班长的重力和地面对车和班长的支持力是一对平衡力,故B错误;车对地面的压力和地面对车的支持力是一对相互作用力,是两个物体间的作用力,故C正确;车的重力和车对地面的压力是车与地球,车与地面之间的力,而不是两个物体间作用力,故D错误。故选C。
10.(2021天津中考)在平直的路面上,一个人沿水平方向用20N的力推一辆重为150N的小车匀速向西运动,则小车所受阻力的大小和方向分别为(  )
A.20N,向西 B.20N,向东 C.150N,向西 D.150N,向东
【答案】B
【解析】
小车做匀速直线运动,因此受力平衡。在水平方向受向西的推力和向东的摩擦力阻力,二力平衡,所以f=F=20N,故ACD错误,B正确。故选B。
11.(2021广西贺州中考)如图所示,甲乙叠放在一起,静止在水平地而上,下列说法正确的是(  )
A.甲受到的重力与甲对乙的压力是一对平衡力
B.乙受到的重力与地面对乙的支持力是一对相互作用力
C.甲受到的重力与乙对甲的支持力是一对相互作用力
D.甲受到的重力与乙对甲的支持力是一对平衡力
【答案】D
【解析】
甲受到的重力与甲对乙的压力是两个受力物体,故不是一对平衡力,故A错误;乙受到的重力与地面对乙的支持力两个力的大小不同,所以不是一对相互作用力,故B错误;甲受到的重力与乙对甲的支持力,受力物体都是甲,两个力的大小相等,方向相反,故是平衡力,故C错误;D正确。故选D。
12.(2021安徽中考)如图,小雯在做家务劳动时,用平行于水平地面的力推沙发,沙发有相对地面运动的趋势,但它没有被推动。在上述过程中(  )
A.地面对沙发没有摩擦力的作用
B.人对沙发的推力与地面对沙发的摩擦力大小相等
C.人对沙发的推力与沙发对人的推力是一对平衡力
D.沙发受到的重力与地面对沙发的支持力是一对相互作用力
【答案】B
【解析】
推沙发时,虽然没有被推动,但沙发有相对地面运动的趋势,所以地面对沙发有摩擦力的作用,故A不符合题意;沙发没有被推动,处于平衡状态,人对沙发的推力与地面对沙发的摩擦力为一对平衡力,大小相等,故B符合题意;人对沙发的推力与沙发对人的推力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,但是分别作用在两个物体上,是一对相互作用力,故C不符合题意;沙发在竖直方向上静止,受到的重力与地面对沙发的支持力是一对平衡力,故D不符合题意。故选B。
二、填空题
13.(2021黑龙江萝北八年级期末)物体在不受力或受到平衡力作用下都会保持___________或_________运动。
【答案】静止 匀速直线
【解析】
物体不受力时,根据牛顿第一定律可知,物体保持静止状态或匀速直线运动状态;根据运动和力的关系可知,物体受平衡力的作用,物体保持静止状态或匀速直线运动状态。
14.(2021上海黄浦八年级期末)在探究二力平衡的实验中,应保持物体处于静止状态或_______状态时,探究两个力大小、方向和_______的关系,图中符合研究目的的是_______。(选填“a”或“b”)
【答案】匀速直线运动 作用线 b
【解析】
[1]如图所示,探究二力平衡的实验,应该使物体保证平衡状态,然后改变变量,发现平衡状态被打破,从而得出二力平衡的条件,故应该让物体保持静止状态和匀速直线运动。[2]如图b可知,力的大小相等,方向相反,只是作用力不在同一条直线上,故探究的是两个力的大小、方向和作用线的关系。[3]符号题意的是b图,因为b图是作用在同一个物体,是二力平衡成立的条件之一,而图a是两个物体的相互作用力,是作用力和反作用力,故选b。
15.(2021湖北湖北中考)如图所示用手握住重4N的瓶子静止不动,此时瓶子受到摩擦力的方向______(选填 “竖直向上”或“竖直向下”)。当对瓶底施加一个竖直向上20N的推力时,瓶子仍然保持静止,此时瓶子受到的摩擦力大小为______ N。
【答案】竖直向上 16
【解析】
[1]用手握住重4N的瓶子静止不动,瓶子受到的重力和摩擦力是平衡力,重力的方向竖直向下,此时瓶子受到摩擦力的方向竖直向上。[2]当对瓶底施加一个竖直向上20N的推力时,瓶子仍然保持静止,此时瓶子受到的摩擦力大小f=F-G=20N-4N=16N
16.(2021山东薛城八年级期中)图甲中,置于长木条上的足球将长木条压弯,足球受到的支持力是_________(选填“足球”或“木板”)形变所产生的力。图乙中,用细线拴着的橡皮正做匀速圆周运动,此时的橡皮一定受_________(选填“平衡”或“非平衡”)力的作用。
【答案】木板 非平衡
【解析】
[1]置于长木条上的足球将长木条压弯,由于木板发生形变产生对足球的支持力。[2]用细线拴着的橡皮正做匀速圆周运动,橡皮的方向发生改变,橡皮处于非平衡状态,受到非平衡力。
17.(2021四川绵阳八年级期末)链球比赛中,运动员两手握着链球的把手,人和球同时旋转,最后加力使链球脱手而飞出,以链球掷得远者为胜。链球随人一起旋转运动过程中受到______(选填“平衡力”或“非平衡力”)作用,运动员对链球的拉力和链球对运动员的拉力大小______(选填“相等”或“不相等”)。
【答案】非平衡力 相等
【解析】
[1]链球随人一起旋转运动过程中,受到人的拉力作用,做圆周运动,链球的运动方向在不断变化,那么链球随人一起旋转运动过程中受到非平衡力作用。[2]力的作用是相互,相互作用力的大小相等,运动员对链球的拉力和链球对运动员的拉力是一对相互作用力,它们大小相等。
18.(2021山西太原八年级期中)水平桌面上的不倒翁处于图示状态,画出此时它所受重力的示意图(O点为重心)。此不倒翁___________(选填“能”或“不能”)静止在图示的位置,依据是___________。
【答案】不能 重力与支持力不在同一直线上
【解析】
从图中可以看出,此时不倒翁受到的重力与水平桌面对不倒翁的支持力不在同一直线上,不能使不倒翁处于平衡状态,所以此不倒翁不能静止在图示的位置。
19.(2021辽宁凌源八年级期末)在水平面上有一质量为2kg的方物块。用3N的水平拉力向右拉,方物块静止不动,此时它所受的摩擦力为___________ N;拉力增大至5N时方物块做匀速直线运动;若拉力增大至8N时方物块所受的摩擦力为 ___________ N,与水平面对方物块的支持力相平衡的力是___________力。
【答案】3 5 方物块的重力
【解析】
[1]用3N的水平拉力向右拉,长方体静止不动,此时拉力跟摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以它受到的摩擦力为3N。[2]由于拉力增大至5N时方物块做匀速直线运动,说明此时拉力跟摩擦力也是一对平衡力,大小相等,即它受到的滑动摩擦力为5N。当拉力增大至8N时,由于方物块对桌面的压力和接触面的粗糙程度都没有变,所以摩擦力不变,仍为5N。[3]方物块在竖直方向只受到重力和支持力的作用,且二力平衡。
20.(2021黑龙江铁锋八年级期中)在一辆行驶的汽车车厢里其顶壁上挂着一个小球.当出现了如图所示的情景时,汽车在做______(填“加速”、“匀速”、“减速’)运动。若忽略空气阻力,此时绳子对球的拉力和球受到的重力______(填“是”、“不是”、“可能是”)一对平衡力。
【答案】加速 不是
【解析】
[1]列车平稳行驶时,小球和车厢保持相对静止状态;当列车加速时,由于惯性,小球要保持原来的运动状态,所以小球就向后偏。[2]通过对小球进行受力分析可知,若忽略空气阻力不计,此时小球共受到绳子对它的拉力和重力两个力的作用,根据二力平衡条件可知,这两个力方向不是正好相反,不在一条直线上,所以不是一对平衡力。
21.(2021湖南龙山八年级期末)如图所示,用8N的力将一个木块压在竖直墙壁上,木块正好能匀速下滑。若木块的重力为5N,则木块与墙壁之间的摩擦力的大小为 ______N,摩擦力的方向是 ______。
【答案】5 竖直向上
【解析】
[1]木块匀速下滑时,处于平衡状态,在竖直方向上受平衡力作用,即滑动摩擦力和竖直向下的重力是一对平衡力,故滑动摩擦力大小为f=G=5N;[2]方向与重力的方向相反,重力的方向始终竖直向下,摩擦力的方向是竖直向上。
22.(2021江西九江八年级期中)起重机吊着4.9×104N的物体,当物体加速上升时,钢丝绳拉物体的力________4.9×104N;当物体匀速下降时,钢丝绳拉物体的力_______4.9×104N。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】大于 等于
【解析】
[1]物体加速上升时,物体所受的竖直向下的重力和竖直向上的拉力的合力向上,所以拉力大于重力,那么钢丝绳拉物体的力大于4.9×104N。[2]物体匀速下降时,所受的竖直向下的重力和竖直向上的拉力是一对平衡力,所以拉力等于重力,为4.9×104N。
23.(2021黑龙江肇源九年级开学考试)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0~6s受到的摩擦力是 ______N,第3s物体受到的合力是 _________N。
【答案】6 3
【解析】
[1]由图乙可知,6~9s内物体速度不变,做匀速直线运动,处于受力平衡状态,由二力平衡可知,此时物体所受摩擦力等于所受拉力,由图中可知,6~9s内水平拉力F=6N,故可知6~9s内物体所受摩擦力为6N,0~6s内物体所受拉力为F=9N,而0~6s内物体在竖直方向仍受力平衡,故物体与地面之间的压力及接触面的粗糙程度均不变,故0~6s内物体所受摩擦力不变,为6N。[2]第3s时物体在竖直方向受力平衡,竖直方向合力为零,第3s时水平拉力F=9N,物体所受摩擦力f=6N,故水平方向物体所受合力为F合=F-f=9N-6N=3N,故此时物体所受合力为3N。
三、作图题
24.(2021四川德阳中考)如图所示,小红站在某商场匀速向上运动的电动扶梯上,请画出小红所受力的示意图(小红身上的O点为其重心)。
【答案】
【解析】
小红随自动扶梯一同匀速上升,相对于扶梯静止,因此小丽不受摩擦力,只受竖直向下的重力和竖直向上的支持力,并且二力是一对平衡力;过重心O作竖直向下的力(即重力G)和竖直向上的力(即支持力F支持),如图
四、实验题
25.(2021四川泸州中考)某实验小组探究二力平衡条件的实验装置如图所示,M为一轻薄塑料片,实验中所用的钩码均为100g,不计绳重及摩擦(g取10N/kg)。
  
(1)在图甲的装置中滑轮的作用是 。
(2)当左右两端同时各挂1个钩码时,塑料片静止,其左端受到的拉力F1与右端受到的拉力F2
的方向_______;当左端再挂上一个钩码时,如图乙所示,塑料片将做_______(选填“匀速”或“变速”)运动,此时塑料片受到的合力为_______N。
(3)在图甲实验的基础上,用剪刀将塑料片从中间剪断,断开的塑料片向两边加速运动,说明不在同一物体上的两个力________平衡(选填“能”或“不能”)。
【答案】改变力的方向 相反 变速 1 不能
【解析】
(1)在图甲的装置中滑轮是定滑轮,它的作用是改变力的方向。(2)当左右两端同时各挂1个钩码时,塑料片静止,其左端受到的拉力F1向左,右端受到的拉力F2的方向向右,F1、F2的方向相反。当左端再挂上一个钩码时,如图乙所示,塑料片受到的力左侧大于右侧,故纸片将做变速运动;此时塑料片受到的合力为;(3)在图甲实验的基础上,用剪刀将塑料片从中间剪断,断开的塑料片各自受到同侧钩码的拉力向两边加速运动,不再是平衡状态,说明不任同一物体上的两个力不能平衡。
26.(2021湖南衡阳中考)小华同学用下面的装置探究二力平衡的条件,具体操作如下:
(1)如图甲所示,用直径略小于滑轮孔径的铁钉把三个滑轮、、分别钉在木板上,木板竖直挂起待用,用大号缝衣针把细线沿轻质塑料块的中心轴线穿过,并在紧靠塑料块的两侧各打一线结,使塑料块与细线固定在一起,且塑料块不与木板接触。将塑料块由静止开始运动,实验表明,作用在同一个物体上的两个力,方向相反,但___________不相等,则这两个力不平衡。
(2)按住塑料块,把跨过轮的细线移到轮上,在两线端挂上相同质量的钩码,松手后塑料块由静止开始转动,如图乙所示。按住塑料块,把跨过轮的细线移到轮上,把塑料块转过,松手后塑料块由静止开始转动,如图丙所示。由此表明,作用在同物体上的两个力,如果仅仅大小相等,方向成某一角度或方向相反但___________,这两个力不平衡。
(3)在探究同一问题时,另一同学将木块放在水平桌面上,设计了如图丁所示的实验,同学们认为小华的实验优于此实验,其主要原因是___________。
A.塑料块容易扭转
B.塑料块是比较容易获取的材料
C.减少了摩擦力对实验结果的影响
【答案】大小 不在同一直线上 C
【解析】
(1)由图甲知道,作用在同一个物体上的两个力大小等于钩码的重力,方向相反,由于大小不相等,物体不能处于平衡态,所以,这两个力不平衡。(2)由图乙、丙知道,两个大小相等,方向成某一角度或方向相反但不在同一直线上的力作用下,物体不能处于平衡态,即这两个力不是平衡力。(3)两图相比知道,甲图可减小摩擦力对实验的影响,故选C。第七章《力与运动》
7.3 力的平衡
【知识梳理】
一、二力平衡
物体如果在两个力的作用下,能保持 状态或 状态,我们就说该物体处于平衡状态,这两个力互称为平衡力。
二、二力平衡的条件
①作用在 的两个力;②大小 ;③方向 ;④作用在 。
三、探究二力平衡的条件
1.实验装置
① 定滑轮的作用是 ;
② 选择小车而不选择木块的原因是 ;
③ 使用轻质小卡片的作用减小 对实验结果的影响。
2.实验方法:控制变量法的应用
① 探究平衡的两个力是否在同一直线上(保持物体两端受到的力大小相等,将物体扭转一定的角度,观察物体是否处于平衡状态)
② 探究平衡的两个力大小是否相同(保持两个力在同一条直线上,两侧所挂的钩码质量不相等,观察物体是否处于平衡状态)
③ 探究平衡的两个力是否作用在同一物体上(保持两个力大小相等且作用在同一直线上,让两个力同时作用在不同物体上,观察物体是否处于平衡状态)
3. 进行多次实验的目的(得出普遍规律,避免结论的偶然性)
4. 结论:二力平衡的条件是作用在 上的两个力,大小 ,方向 ,并且作用在 上。
【易错点】
平衡力与作用力和反作用力的区别
作用在同一个物体上的两个力,大小相等,方向相反,并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡,又叫二力平衡,二力叫平衡力,也就是说,平衡力同时作用在同一物体上。
作用力和反作用力是发生在互相作用的两个物体之间,即发生在施力物体和受力物体之间。如果甲物体对乙物体的作用称为作用力,那么乙物体对甲物体的作用称为反作用力。
如放在水平桌面的书处于静止状态,所受的平衡力是:地球对书吸引使书受到的重力和桌面对书的支持力,这二力都是作用在同一物体上,大小相等,方向相反,并且在同-直线上。而书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对作用力与反作用力,这两个力大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,但前者作用在桌面上,后者作用在书上,不在同一物体上。
一对平衡力 一对相互作用力
相 同 点 大小相等
方向相反
作用在同一条直线上
不同点 作用点在同一物体上 作用点在两个物体上
不一定同时存在 同时产生、同时消失
【规律总结】
二力平衡条件的应用:
1.根据物体的受力情况判断运动状态
(1)物体受到平衡力的作用时,运动状态不变,即原来静止的物体仍然静止,原来运动的物体做匀速直线运动。
(2)物体受到非平衡力的作用时,运动状态改变,即运动速度大小改变或运动方向改变。
2:根据物体的运动状态判断受力情况
(1)物体的运动状态不变时(静止或匀速直线运动),受到平衡力的作用,这两个力的大小相等、方向相反,可以根据一个力的大小和方向确定另一个力的大小和方向。
(2)物体的运动状态(运动速度或运动方向)发生改变时,一定受到非平衡力的作用。
【典例分析】
【例】(2021四川绵阳中考)如图所示,水平弹簧左端连接一物块,右端受到大小为F的水平外力作用,物块在水平桌面上做匀速直线运动。下列说法正确的是(  )
A.弹簧对物块的拉力小于F
B.桌面对物块的滑动摩擦力等于F
C.物块对弹簧的拉力与外力F是一对相互作用力
D.桌面对物块的滑动摩擦力与外力F是一对平衡力
【思路小结】判断平衡力及相互作用力的方法。解答时,首先看两个力是否作用在同一个物体上,若是,且符合大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,才是平衡力。而相互作用力则是两个力符合大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,且作用在两个物体上。
【真题操练】
一、单选题
1.(2021内蒙古兴安盟中考)以下各图是每0.1s拍摄次的小球在不同运动状态下的频闪照片,其中受到平衡力作用的是(  )
A. B. C. D.
2.(2021黑龙江中考)下列物体中,受到平衡力的是(  )
A.正在腾空而起的火箭 B.自由竖直下落的石子
C.沿光滑斜面下滑的木块 D.在平直轨道上匀速直线行驶的火车
3.(2021江苏江苏中考)一辆汽车在圆形跑道上做快慢不变的运动,下列关于该汽车的说法正确的是(  )
A.运动状态不变,受力平衡 B.运动状态不变,受力不平衡
C.运动状态改变,受力平衡 D.运动状态改变,受力不平衡
4.(2020四川宜宾中考)如图所示,物体只受到F1和F2两个方向相反的力作用,能使该物体处于平衡状态的是(  )
A. B.C. D.
5.(2021山东滨州中考)用测力计拉着重为G的物体以速度v1竖直向上运动,再以速度v2竖直向下运动。两次运动的s﹣t图像如图所示,前后两次测力计的示数分别为F1、F2,若不计空气阻力,则(  )
A.F1可能大于G
B.F2可能小于G
C.物体两次运动的动能相等
D.F1一定等于F2
6.(2021贵州贵州中考)如图所示,小刚同学用水平推力推静止在平直公路上的汽车,没有推动。下列说法正确的是(  )
A.因为汽车静止,失去了惯性,所以汽车未被推动
B.因为推力小于汽车所受的阻力,所以汽车未被推动
C.虽然汽车未被推动,但推力一定等于汽车的重力
D.虽然汽车未被推动,但推力等于汽车所受的阻力
7.(2021福建中考)小华在操场进行爬杆锻炼,在竖直杆上攀爬,匀速向上运动时受到的摩擦力大小为f 1,匀速向下运动时受到的摩擦力大小为f 2。若小华的自重为G,则(  )
A.f 1=f 2>G B.f 1=f 2G>f 2
8.(2021湖南怀化中考)某人用水平方向的力推物体,使物体在粗糙程度相同的水平面上做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.人对物体的推力等于水平面对物体的摩擦力
B.若增大推力,物体仍做匀速直线运动
C.若撤去推力,物体所受摩擦力增大
D.若撤去推力,物体的运动状态不会发生改变
9.(2021湖北恩施中考)班长在操场上骑自行车,下面有关力的分析正确的是(  )
A.车的重力和地面对车的支持力是一对相互作用力
B.车的重力和地面对车的支持力是一对平衡力
C.车对地面的压力和地面对车的支持力是一对相互作用力
D.车的重力和车对地面的压力是一对相互作用力
10.(2021天津中考)在平直的路面上,一个人沿水平方向用20N的力推一辆重为150N的小车匀速向西运动,则小车所受阻力的大小和方向分别为(  )
A.20N,向西 B.20N,向东 C.150N,向西 D.150N,向东
11.(2021广西贺州中考)如图所示,甲乙叠放在一起,静止在水平地而上,下列说法正确的是(  )
A.甲受到的重力与甲对乙的压力是一对平衡力
B.乙受到的重力与地面对乙的支持力是一对相互作用力
C.甲受到的重力与乙对甲的支持力是一对相互作用力
D.甲受到的重力与乙对甲的支持力是一对平衡力
12.(2021安徽中考)如图,小雯在做家务劳动时,用平行于水平地面的力推沙发,沙发有相对地面运动的趋势,但它没有被推动。在上述过程中(  )
A.地面对沙发没有摩擦力的作用
B.人对沙发的推力与地面对沙发的摩擦力大小相等
C.人对沙发的推力与沙发对人的推力是一对平衡力
D.沙发受到的重力与地面对沙发的支持力是一对相互作用力
二、填空题
13.(2021黑龙江萝北八年级期末)物体在不受力或受到平衡力作用下都会保持___________或_________运动。
14.(2021上海黄浦八年级期末)在探究二力平衡的实验中,应保持物体处于静止状态或_______状态时,探究两个力大小、方向和_______的关系,图中符合研究目的的是_______。(选填“a”或“b”)
15.(2021湖北湖北中考)如图所示用手握住重4N的瓶子静止不动,此时瓶子受到摩擦力的方向______(选填 “竖直向上”或“竖直向下”)。当对瓶底施加一个竖直向上20N的推力时,瓶子仍然保持静止,此时瓶子受到的摩擦力大小为______ N。
16.(2021山东薛城八年级期中)图甲中,置于长木条上的足球将长木条压弯,足球受到的支持力是_________(选填“足球”或“木板”)形变所产生的力。图乙中,用细线拴着的橡皮正做匀速圆周运动,此时的橡皮一定受_________(选填“平衡”或“非平衡”)力的作用。
17.(2021四川绵阳八年级期末)链球比赛中,运动员两手握着链球的把手,人和球同时旋转,最后加力使链球脱手而飞出,以链球掷得远者为胜。链球随人一起旋转运动过程中受到______(选填“平衡力”或“非平衡力”)作用,运动员对链球的拉力和链球对运动员的拉力大小______(选填“相等”或“不相等”)。
18.(2021山西太原八年级期中)水平桌面上的不倒翁处于图示状态,画出此时它所受重力的示意图(O点为重心)。此不倒翁___________(选填“能”或“不能”)静止在图示的位置,依据是___________。
19.(2021辽宁凌源八年级期末)在水平面上有一质量为2kg的方物块。用3N的水平拉力向右拉,方物块静止不动,此时它所受的摩擦力为___________ N;拉力增大至5N时方物块做匀速直线运动;若拉力增大至8N时方物块所受的摩擦力为 ___________ N,与水平面对方物块的支持力相平衡的力是___________力。
20.(2021黑龙江铁锋八年级期中)在一辆行驶的汽车车厢里其顶壁上挂着一个小球.当出现了如图所示的情景时,汽车在做______(填“加速”、“匀速”、“减速’)运动。若忽略空气阻力,此时绳子对球的拉力和球受到的重力______(填“是”、“不是”、“可能是”)一对平衡力。
21.(2021湖南龙山八年级期末)如图所示,用8N的力将一个木块压在竖直墙壁上,木块正好能匀速下滑。若木块的重力为5N,则木块与墙壁之间的摩擦力的大小为 ______N,摩擦力的方向是 ______。
22.(2021江西九江八年级期中)起重机吊着4.9×104N的物体,当物体加速上升时,钢丝绳拉物体的力________4.9×104N;当物体匀速下降时,钢丝绳拉物体的力_______4.9×104N。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
23.(2021黑龙江肇源九年级开学考试)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0~6s受到的摩擦力是 ______N,第3s物体受到的合力是 _________N。
三、作图题
24.(2021四川德阳中考)如图所示,小红站在某商场匀速向上运动的电动扶梯上,请画出小红所受力的示意图(小红身上的O点为其重心)。
四、实验题
25.(2021四川泸州中考)某实验小组探究二力平衡条件的实验装置如图所示,M为一轻薄塑料片,实验中所用的钩码均为100g,不计绳重及摩擦(g取10N/kg)。
  
(1)在图甲的装置中滑轮的作用是 。
(2)当左右两端同时各挂1个钩码时,塑料片静止,其左端受到的拉力F1与右端受到的拉力F2的方向_______;当左端再挂上一个钩码时,如图乙所示,塑料片将做_______(选填“匀速”或“变速”)运动,此时塑料片受到的合力为_______N。
(3)在图甲实验的基础上,用剪刀将塑料片从中间剪断,断开的塑料片向两边加速运动,说明不在同一物体上的两个力________平衡(选填“能”或“不能”)。
26.(2021湖南衡阳中考)小华同学用下面的装置探究二力平衡的条件,具体操作如下:
(1)如图甲所示,用直径略小于滑轮孔径的铁钉把三个滑轮、、分别钉在木板上,木板竖直挂起待用,用大号缝衣针把细线沿轻质塑料块的中心轴线穿过,并在紧靠塑料块的两侧各打一线结,使塑料块与细线固定在一起,且塑料块不与木板接触。将塑料块由静止开始运动,实验表明,作用在同一个物体上的两个力,方向相反,但___________不相等,则这两个力不平衡。
(2)按住塑料块,把跨过轮的细线移到轮上,在两线端挂上相同质量的钩码,松手后塑料块由静止开始转动,如图乙所示。按住塑料块,把跨过轮的细线移到轮上,把塑料块转过,松手后塑料块由静止开始转动,如图丙所示。由此表明,作用在同物体上的两个力,如果仅仅大小相等,方向成某一角度或方向相反但___________,这两个力不平衡。
(3)在探究同一问题时,另一同学将木块放在水平桌面上,设计了如图丁所示的实验,同学们认为小华的实验优于此实验,其主要原因是___________。
A.塑料块容易扭转
B.塑料块是比较容易获取的材料
C.减少了摩擦力对实验结果的影响

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