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第四节　二力平衡
一、力的平衡
1.平衡状态:物体在几个力的作用下处于　 　或　 　状态.
2.二力平衡:物体在两个力作用下处于　 　状态时,我们就说这两个力相互平衡.
二、二力平衡的条件
1.条件:作用在　 　上的两个力,必须大小　 　、方向　 　,并作用在　 　,这两个力叫做平衡力.
[注意] 相互作用力与平衡力的区别:看是否作用在同一个物体上.
2.应用:在用弹簧测力计测量物体的重力时,重力的大小等于　 　,就是利用　 　的条件.
静止
匀速直线运动
平衡
同一物体
相等
相反
同一条直线上
弹簧测力计的示数
二力平衡
知识讲解
平衡力和平衡状态
【典例1】如图分别是用照相机拍摄(每 0.1 s 拍摄一次)的小球在四种不同运动状态下的照片,其中受到平衡力作用的是(　 　)
D
典例分析
【针对训练1】下列各物体中,处于平衡状态的是(　 　)
A.地球同步卫星
B.在弯道上运动且快慢不变的汽车
C.沿光滑斜面滚下的小球
D.在平直铁轨上匀速直线行驶的火车
D
探究二力平衡的条件
【典例2】如图所示,是“探究二力平衡条件”的实验装置图.
(1)如果小车水平方向只受到两个力的作用,且处于　 　状态,说明这两个力是相互平衡的.
(2)实验中通过调整　 　来改变小车受到的拉力F1,F2的大小.
(3)实验中发现两边的砝码质量不相等时,小车运动;质量相等时,小车静止,说明二力平衡的一个条件是力的　 　.
(4)接着小明将小车扭转一个角度,松手后观察到小车不能平衡,说明二力平衡时,两个力必须作用在　 　.
(5)结合(3),把两个托盘放在同一侧,保持两托盘里的砝码质量相等,放手后小车运动,说明:二力平衡时,两个力必须　 　.
静止或匀速直线运动
砝码数量
大小相等
同一直线上
方向相反
【针对训练2】(2021江油市月考)如图所示为“探究二力平衡条件”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.小车所受重力与小车所受拉力是一对平衡力
C.调整两边的托盘内所放的钩码数量,可以改变力的大小
D.将小车扭转一个角度,是为了让两拉力不在同一直线
B
二力平衡条件的应用
【典例3】(2021红桥区一模)如图所示,小明用水平向右的力推放在水平地面上的箱 子,但没有推动,则下列说法中正确的是(　 　)
A.推力小于箱子受到的阻力
B.推力等于箱子受到的阻力
C.推力大于箱子受到的阻力
D.无法判断
B
【针对训练3】如图所示,是一辆静止在水平地面上的小车,在其支架的杆上固定一个质量为m的小球,关于杆对小球的作用力的描述,下列说法正确的是(　 　)
A.力的方向竖直向上,大小为mg
B.力的方向沿杆向上,大小为mg
C.力的方向垂直于杆向上,大小为mg
D.力的方向沿杆和竖直方向之间的某一点方向上,大小为mg
A
【针对训练4】如图所示,雨燕沿虚线方向匀速自由飞翔,在图中画出雨燕所受重力和空气对它的作用力的示意图.
答案:如图所示
1.一个物体受两个力的作用,如果这两个力的三要素完全相同,则这两个力(　 　)
A.一定是平衡力 B.一定不是平衡力
C.可能是平衡力 D.以上说法都不对
2.下列运动过程中,处于平衡状态的物体是(　 　)
A.在空中自由下落的苹果
B.竖直向上抛出的石子
C.沿光滑斜坡滚动的小球
D.在空中匀速直线下降的跳伞运动员
B
D
随堂练习
3.(2021长沙一模)挂在树枝上的苹果,静止时受到的一对平衡力是(　 　)
A.苹果受到的重力和树枝对苹果的拉力
B.苹果受到的重力和树受到的重力
C.苹果对树枝的拉力和树枝对苹果的拉力
D.苹果受到的重力和苹果对树枝的拉力
4.如图所示,一个重10 N的物体在10 N竖直向上的拉力作用下做匀速直线运动.
小红说:因为物体做匀速直线运动,且物体仅受重力和拉力的作用,所以重力和拉力是一对平衡力.
小明说:因为同一物体受到的重力和拉力大小相等、方向相反、并且作用在同一条直线上,所以重力和拉力是一对平衡力.
则两人的说法(　 　)
A.都正确 B.只有小明正确
C.只有小红正确 D.都不正确
A
A
5.如图所示,一个木箱放在水平地面上,小明同学用5 N的水平推力向右推木箱,但未推动.下列属于平衡力的是(　 　)
A.木箱对地面向下的压力、地面对木箱向上的支持力
B.地面对木箱向左的阻力、人对木箱向右的推力
C.人对木箱向右的推力、地面对木箱向上的支持力
D.木箱对地面向下的压力、地面对木箱向左的阻力
6.探究二力平衡的条件时,小明用剪刀将图中静止的薄塑料片从中间剪断,他要探究的是这两个力是否(　 　)
A.作用在同一直线上
B.方向相反
C.作用在同一物体上
D.大小相等
B
C
7.在“探究二力平衡的条件”的实验中,下列说法中不正确的是(　 　)
A.小明同学认为这三种实验装置(丙)图最为合理
B.(乙)图,在两侧挂上等质量的钩码,纸片保持静止,挂上质量不等的钩码,不能保持静止,说明平衡的两个力的大小相等
C.(乙)图,将纸片转动一定的角度,释放后纸片马上转回来,说明平衡的两个力一定作用在一条直线上
D.(乙)图,将纸片撕开,两边纸片都不能保持静止,说明平衡的两个力必须作用在同一物体上
A
8.如图所示,用一根细线拴一块橡皮,甩起来,使橡皮在水平面上做匀速圆周运动,则橡皮在做匀速圆周运动过程中受到　 　(选填“平衡力”或“非平衡力”),你判断的依据是　 　.
9.如图所示,一个跳伞运动员在从飞机上跳下,降落伞未打开之前加速下落,他所受到的空气阻力　 　(选填“大于”“小于”或“等于”)他和伞的重力;当他打开伞一段时间后,跳伞运动员在空中匀速直线下降,已知人和伞的总重为750 N,此时人和伞受到的阻力大小为　 　N,方向为　 　.
非平衡力
橡皮的运动方向时刻改变,不能保持匀速直线运动状态
小于
750
竖直向上
10.(2021无锡一模)在“探究二力平衡的条件”的实验中,为减小卡片重力对实验的影响,则应该在两边挂较　　(选填“多”或“少”)的钩码进行实验.小明在探究两个力不在同一直线上能否使物体平衡时,用手捏住卡片后转到如图所示位置,由静止释放,你认为小明的做法是否合理 并说明理由:　 　.
11.吊车以2 m/s的速度将104 N的重物竖直向上匀速提起,这时钢索对重物的拉力大小是　 　N,方向　 　;若吊车改为以4 m/s的速度使重物匀速下降,则钢索对重物拉力的大小是　 　N.
多
不合理,没有控制两个力的方向相反
104
竖直向上
104
12.(2020南京)如图(甲)所示,空缆车随缆绳做匀速直线运动,在图(乙)中画出缆车的轿厢(以方框表示)受力示意图(不计空气阻力).
答案:如图所示
13.(2021东台市期中)如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景.
(1)小华将系于小卡片(重力不计)两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)为了探究二力平衡是否在同一直线时,当小卡片平衡时,小华将小卡片　 　(选填“翻转”或“旋转”)一个角度,松手后小卡片不能平衡.
(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　 　.
相反
钩码个数
旋转
将卡片从中间剪开
(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.小卡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.减小摩擦力对实验结果的影响
(5)小华在探究活动结束后想到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,根据观察到弹簧测力计示数　 　(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.
D
任意方向
不变
能
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