资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
2.2 运动与相互作用（第3课时）
知识点1 平衡状态
1．浙BA篮球联赛中，球员的每一次投篮、突破、传球背后都隐藏着力与运动的基本规律。请完成下面小题。以下运动员的状态处于平衡状态的是（　　）
A．竖直起跳 B．加速奔跑前进
C．曲线突破前进 D．静坐休息
2．下列现象中物体处于平衡状态的是（　　）
A．小孩沿笔直的滑梯匀速下滑
B．汽车在弯曲的路面匀速转弯
C．熟透的苹果从树上掉下
D．行驶的火车进站减慢速度
3．“踢毽子”是一项传统运动项目，毽子被踢出后先上升，后下降，最后停在地面上，其运动轨迹如图所示。毽子在整个运动过程中受平衡力作用的位置是
A．① B．② C．③ D．④
4．下列各图是每隔0.1秒拍摄一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．
5．下列各图是利用每秒闪光30次的照像装置分别拍摄所得的小球四种运动情形，图中箭头表示运动的方向。其中小球受到平衡力作用的是（　　）
A． B．
C． D．
知识点2 二力平衡的条件
1．如图所示，下列情况中F1和F2这两个力平衡的是（ ）
A． B．
C． D．
2．若两个力是一对平衡力，则这两个力应满足的条件是（　　）
A．方向相同 B．作用点相同
C．三要素都相同 D．大小相等方向相反，并作用在同一个物体上
3． “2025年亚洲举重锦标赛”在我国举行，中国队最终收获31金15银11铜。在比赛中，当运动员双臂竖直举起杠铃静止时，如图所示。与杠铃受到的重力是一对平衡力的是（　　）
A．杠铃对运动员的压力 B．运动员对杠铃的支持力
C．地面对运动员的支持力 D．运动员对地面的压力
4．如图所示，小科手握杯子并保持静止，与杯子受到的摩擦力是一对平衡力的是 (　　)
A．杯子受到的压力 B．杯子对手的摩擦力
C．杯子受到的重力 D．杯子对手的支持力
5．科技馆有一个磁悬浮地球仪，当它静止在如图所示位置时，地球仪竖直方向的受力分析（不计空气浮力）正确的是（　　）
A．不受外力 B．磁力大于重力
C．重力与磁力平衡 D．只受磁力
6．小南在科技馆观摩自行车走钢丝表演后回家做了一个模型，如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．自行车的重力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力
B．自行车和物体总重力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力
C．自行车对钢丝的压力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力
D．自行车对绳的拉力与所挂物体的重力是一对平衡力
7．在北京冬奥会花样滑冰比赛中，男运动员站立在水平冰面上将女运动员托起静止，如图所示。下列说法正确的是（　　）。
A．男运动员所受的重力和冰面对男运动员的支持力是一对平衡力
B．女运动员所受的重力和男运动员对女运动员的托力是一对平衡力
C．女运动员所受的重力和冰面对男运动员的支持力是一对相互作用力
D．女运动员对男运动员的压力和冰面对男运动员的支持力是一对相互作用力
8．如图所示是运动员在2022年北京冬奥会滑雪的比赛场景，下列说法中（　　）
①运动员对滑雪板的压力与运动员受到的重力是一对平衡力
②运动员用滑雪杆撑地加速滑行，说明力能改变物体的运动状态
③运动员受到的重力与滑雪板对运动员的支持力是一对相互作用力
④运动员在水平滑向终点时，停止用力不能立即停下来是因为他具有惯性
A．只有①③正确 B．只有②③正确
C．只有①④正确 D．只有②④正确
9．一个物体受到大小均为10N的一对平衡力的作用而做匀速直线运动，如果这对平衡力突然同时减小到5N，则物体（　　）
A．速度减小 B．按减小后的速度做匀速直线运动
C．仍按原来的速度做匀速直线运动 D．停止运动
10．如图所示，弹簧的重力不计，弹簧的上端固定在天花板上，下端悬挂一个小球，小球处于静止状态，下列几组力中属于平衡力的是（　　）
A．天花板对弹簧的拉力和小球对弹簧的拉力
B．球对弹簧的拉力和弹簧对球的拉力
C．天花板对弹簧的拉力和球受到的重力
D．球对弹簧的拉力和球受到的重力
11．如图所示，某工厂正通过传送带将重为500N的货物匀速运往高处，货物与传送带之间无相对滑动，传送带与水平面成30°角。则传送带对货物施加的力（　　）
A．大于500牛 沿斜面向上
B．小于500牛 竖直向上
C．等于500牛 沿斜面向上
D．等于500牛 竖直向上
知识点3 探究二力平衡实验
1．在研究二力平衡的实验中，松手后纸片还能保持平衡的是（　　）
A．B．C．D．
2．如图所示，在探究“二力平衡的条件”时，选质量为 10 g 的卡片作为研究对象。在线的两端分别挂上等质量的重物，对卡片施加两个拉力。为探究这两个力满足什么条件才能平衡，则所挂重物质量合适的是（　　）
A．5 g
B．10 g
C．200 g
D．任意质量均可
3．小阳利用小车、多个相同砝码等器材探究二力平衡的条件，如图所示。下列说法中正确的是（　　）
A．图甲中可将小车换成等大的木块
B．图甲中通过观察小车的运动状态来判断二力是否平衡
C．在图甲中的左盘内再放一个砝码，小车将向左匀速运动
D．图乙中桌面倾斜不影响该实验探究
4．利用如图所示器材“探究二力平衡的条件”。
（1）该实验在选择卡片时，选用较轻卡片的原因是 　 　。
（2）为了验证只有作用在同一物体上的两个才能平衡，在图甲所示情况下，小华下一步的操作是 　 　。
（3）利用图乙装置 　 　（选填“能”或“不能”）探究二力平衡的条件。
（4）为观察不在同一直线上的两个力能否平衡，小红的方案是保持卡片两侧所受的拉力不变，用手将卡片向下拉了一段距离（如图丙所示）　 　（选填“可行”或“不可行”），判断的依据是 　 　。
能力提高
1．一个物体受到两个力的作用，这两个力的三个要素完全相同，那么这两个力（　　）
A．一定是平衡力 B．一定不是平衡力
C．一定是一对相互作用力 D．条件不足，无法判断
2．如图所示，小明去公园遛狗时，用力拉住拴狗的绳子，正僵持不动。此时，若不计绳子重力，以下两个力是一对平衡力的是（　　）
A．小明拉绳子的力与狗拉绳子的力
B．狗受到的重力与地面对狗的支持力
C．绳子对狗的拉力与地面对狗的阻力
D．绳子对狗的拉力与狗对绳子的拉力
3．小科利用轻薄的硬铁片，设计并制作结构稳定的手机支架。下图实物模型中，最不能保持稳定的是
A． B． C． D．
4．如图所示，用细线将小球悬挂在无人机上，图甲中无人机带着小球竖直向上运动；图乙中无人机带着小球水平方向运动；两图中，小球与无人机均保持相对静止，不计空气阻力。下列说法中正确的是（　　）
A．甲图中，小球可能做加速直线运动
B．甲图中，剪断细线，小球立刻向下运动
C．乙图中，小球一定向右做加速直线运动
D．乙图中，小球的运动状态保持不变
5．如图所示，无风时，站在地面上的小蚂蚁骄傲地托着果实。下列说法正确的是(　　)
A．果实受到重力和蚂蚁对果实的支持力作用，这两个力是一对平衡力
B．果实受到重力，蚂蚁受到压力作用，这两个力是一对相互作用力
C．蚂蚁能够静止，是因为地面对蚂蚁的支持力等于蚂蚁的重力
D．果实能够静止，是因为蚂蚁对它的支持力大于果实受到的重力
6．如图缆车车厢匀速斜向上直线运动，车厢受吊杆力F1及重力G作用，车厢对吊杆的力为F2，忽略车厢受的其它作用力，则（　　）
A．F1与G不平衡 B．F1与F2是一对平衡力
C．车厢运动状态在改变 D．F1与F2是相互作用力
7．下列四幅图中，能正确表示静止的雨伞受力示意图是 （　　）
A．B．C．D．
8．如图所示为某同学在匀速行驶的高铁的水平桌面上拍摄的始终屹立不倒的硬币。下列分析不正确 的是（　　）
A．硬币对桌面的压力与硬币的重力方向相同
B．硬币对桌面的压力与硬币的重力是一对平衡力
C．桌面对硬币的支持力大小等于硬币的重力大小
D．硬币对桌面的压力和桌面对硬币的支持力是一对相互作用力
9．有甲、乙两个物体，在力的作用下沿水平方向做直线运动，某段时间内其路程﹣时间图像如图所示。则这段时间内甲、乙两物体在水平方向上的受力情况是（　　）
A．甲受非平衡力作用，乙受平衡力作用
B．两物体都受非平衡力作用
C．甲受平衡力作用，乙受非平衡力作用
D．两物体都受平衡力作用
10．如图所示，三个质量相同的物体分别受到竖直向上的拉力作用，处于不同的状态：甲静止，乙以5m/s的速度向上作匀速直线运动，丙以10m/s的速度向下作匀速直线运动，则F甲、F乙、F丙的大小关系是（ ）
A．F甲=F乙=F丙 B．F甲C．F甲>F乙>F丙 D．F甲>F乙>F丙
11．如图，将23．如图所示，质量相同的甲、乙两人所用绳子相同，甲拉住绳子悬在空中处于静止状态；乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了。则（　　）
A．绳子对甲的拉力小于甲受到的重力
B．绳子对甲的拉力大于甲对绳子的拉力
C．乙拉断绳子前瞬间，绳受到的拉力一定小于乙受到的重力
D．乙拉断绳子前瞬间，绳受到的拉力一定大于乙受到的重力
12．如图甲所示为一个挂在墙上的弹性小球被拉开一个角度放手瞬间的情形，图乙是小球逆时针转动到刚刚碰到墙壁瞬间的情形，请对小球进行分析（　　）
A．甲图中小球受到重力，绳子拉力，小球处于平衡状态
B．乙图中小球受到重力，绳子拉力和墙对球的弹力，小球处于不平衡状态
C．乙图中小球受到重力，绳子拉力，小球处于不平衡状态
D．乙图中小球受到重力，绳子拉力，小球处于平衡状态
13．如图甲所示，A、B两物块叠放在水平桌面上保持静止，图乙中分别给出了A、B的受力示意图。A所受的重力为5 N，B所受的重力为2 N。下列说法中，正确的是（　　）
A．GA与F2是一对平衡力 B．GB 与F3是一对平衡力
C．F2与F1是一对相互作用力 D．F2与F3是一对相互作用力
用弹簧测力计两次拉动同一物体竖直向上做匀速直线运动，物体两次运动的速度分别为1m /s
和2m /s，弹簧测力计两次的示数分别为F1和F2，则 (　　)
A． B． C． D．
15．用轻质细线把两个完全相同的小球悬挂起来，如右图所示。今对小球a施加一个水平向左的恒力F，并对小球b施加一个水平向右的恒力F，最后达到平衡。平衡后状态可能是图（　　）
A． B． C． D．
16.质量均匀的木棒切割并组装成两个形状相同、质量均为m的木模，用三根竖直细线a、b、c连接，在水平面上按照“互”字形静置，上方木模呈现悬浮效果，这是利用了建筑学中的“张拉整体”结构原理。则(　　)
A．a 点受到的拉力等于 mg
B．b的拉力大于a的拉力
C．改变细线方向有可能改变上方木模状态
D．改变木模放置方式会使地面受到的压力改变
17．一重力 的雨滴从高空由静止开始竖直落下 (不计横向风的影响)，设雨滴下落过程中受到的空气阻力 与下落速度的平方(v2)成正比，关系为 其中k为常数，且 求：
（1）该雨滴匀速下落时所受空气阻力的大小
（2）雨滴匀速下落时的速度为多少
（3）请在图中画出从开始下落到落地这一过程中雨滴的运动速度随时间变化的图像。(描绘出大致情况即可)
18．如下图所示，小川自主探究二力平衡的条件：
（1）小川不断改进，先后设计了四个实验方案，这逐渐减小了　 　对实验的影响。
（2）用图甲装置做实验时，左端放5N重物，右端放3N重物，木块向左匀速运动。若想让木块向右匀速运动，右边需要加　 　N重物。
（3）用图乙所示实验装置探究二力平衡时两个力是否必须在同一直线上时，小川将“旋转小车”错误理解为“翻转小车”，把小车车轮朝上放置，小车保持此状态静止，在此基础上他又将小车正确旋转了一定角度，小车仍然静止，则此时小车受到的力　 　平衡力(选填“是”或“不是”)
（4）图丁是最终确定的实验方案，该方案中，两滑轮　 　(选填“需要”或“不需要”)在同一水平高度。
19．科学兴趣小组的同学们利用如图所示装置进行“二力平衡条件”的探究实验。
（1）如图甲所示，小丁采用木块，发现同时向左右两盘放入等重的砝码时，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，出现这种现象的原因是　 　；
（2）如图乙所示，小丁为了改进实验将木块换成轻质小车，并选用表面　 　（选填“粗糙”或“光滑”）的桌面继续完成实验；
（3）为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上，小西用图丙中所示的轻质硬纸片替换轻质小车进行实验。他将要进行的操作是　 　。
20．小缙利用家中的衣架、矿泉水瓶、小卡片、细线、水等物品探究二力平衡的条件；
（1）实验时，小卡片除了受到两侧细线的拉力外，还受到重力的作用，方向为　 　但由于值很小，故略去不计；
（2）如图所示，小缙将原来处于静止状态的小卡片扭转一个角度，使小卡片两侧细线相互平行，松开手后发现小卡片会转动，说明两个力互相平衡必须满足的条件是　 　；
（3）要继续探究相互平衡的二个力的大小关系，应如何操作？　 　 。
21． 在“探究二力平衡的条件”活动中，小明提出，能否利用如图甲所示的实验装置来 探究二力平衡的条件 小华认为，若采用小明的方案，必须测出物体所受的重力和拉力的大 小来进行比较。在小明的方案中，只能根据相互作用力的关系直接测出弹簧测力计对物体的 拉力大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力无法直接测量，所以这一方案无法实施；
（1）两位同学不断改进并先后设计了图乙所示A、B、C 三个方案，他们改进的先后顺序为　 　(用字母表示)，这样改进是为了减小摩擦力对实验的影响；
（2）图丙是最终确定的实验方案，当小卡片静止时，为了研究两个力是否作用在同一条直 线上，小华的操作是： 　 　
（3）如图丁所示，当两侧滑轮不在同一高度上时，该装置　 　 (选填“能”或“不能”) 用于探究二力平衡的条件。
（4）他们也进一步思考如图甲中测重力的原理。以下知识在测重力中有应用到的是____
A．二力平衡的条件
B．物体的重力跟质量的关系
C．力可以改变物体的运动状态
D．物体间力的作用是相互的，并且相互作用力的大小相等
22．疫情期间，停课不停学。某同学在妈妈的协助下，利用家中物品探究二力平衡的条件。
【实验器材】晾衣架两个、相同的矿泉水瓶若干、小卡片若干、细线、水、剪刀等
【设计实验】如图1所示
⑴将小卡片两侧各系一根细线，再把细线的另一端分别穿过晾衣架；
⑵将两个矿泉水瓶分别绑在细线两端，请妈妈用两手各提起一个晾衣架，按照以下步骤进行实验，观察并记录小卡片的受力及运动情况。
【进行实验】
⑴如图1所示，提起两个装有水量不等的矿泉水瓶；
⑵如图2所示，提起两个装有水量相等的矿泉水瓶；再将其中一只手逐渐放低，使小卡片倾斜至如图3所示；
⑶用剪刀把图3中的小卡片从中间剪断；
⑷更换小卡片，重新组装。如图4所示，使小卡片扭转一定的角度。
实验步骤 小卡片所受二力情况 小卡片的运动状态是否改变
是否作用在同一物体上 大小 方向 是否作用在同一直线上
⑴ 是 不等 相反 是 是
⑵ 是 相等 相反 是 否
⑶ 否 / / / 是
⑷ 是 相等 相反 ① 是
请将表格中①的内容补充到横线上：①　 　。
【结论】上述实验表明，二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力，必须　 　相等，方向相反，并作用在　 　上。
【交流与评估】本实验中的晾衣架起到了改变拉力的　 　的作用。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
2.2 运动与相互作用（第3课时）
知识点1 平衡状态
1．浙BA篮球联赛中，球员的每一次投篮、突破、传球背后都隐藏着力与运动的基本规律。请完成下面小题。以下运动员的状态处于平衡状态的是（　　）
A．竖直起跳 B．加速奔跑前进
C．曲线突破前进 D．静坐休息
【答案】D
【解析】【分析】平衡状态的定义：物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，称为平衡状态，此时物体所受的合力为零。
【解答】A、竖直起跳时，运动员的速度和运动状态不断变化，不是平衡状态，故该选项错误。
B、加速奔跑前进时，运动员的速度在变化，运动状态改变，不是平衡状态，故该选项错误。
C、曲线突破前进时，运动员的运动方向在变化，运动状态改变，不是平衡状态，故该选项错误。
D、静坐休息时，运动员处于静止状态，属于平衡状态，故该选项正确。
故答案为：D
2．下列现象中物体处于平衡状态的是（　　）
A．小孩沿笔直的滑梯匀速下滑
B．汽车在弯曲的路面匀速转弯
C．熟透的苹果从树上掉下
D．行驶的火车进站减慢速度
【答案】A
【分析】物体的运动状态发生变化，包括速度大小或运动方向发生变化，据此做出判断。
【解答】解：A、小孩沿笔直的滑梯匀速下滑，速度和方向都不变，运动状态不变，故A符合题意；
B、汽车匀速转弯，速度不变，方向改变了，说明运动状态发生了改变，故B不符合题意；
C、熟透的苹果从树上下落，方向不变，速度变大，运动状态发生了改变，故C不符合题意；
D、行驶的火车进站，速度减小，运动状态发生了改变，故D不符合题意。
故选：A。
3．“踢毽子”是一项传统运动项目，毽子被踢出后先上升，后下降，最后停在地面上，其运动轨迹如图所示。毽子在整个运动过程中受平衡力作用的位置是
A．① B．② C．③ D．④
【答案】D
【解析】【分析】物体受平衡力或不受力时，运动状态不会发生改变，将保持静止或做匀速直线运动。
【解答】由图可知，毽子在1-3位置时做曲线运行，运动状态发生改变，可知不受平衡力作用，在位置4时静止，运动状态不发生改变，可知受平衡力作用。
故答案为：D。
4．下列各图是每隔0.1秒拍摄一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】【分析】当物体受到平衡力时，要么保持静止状态或匀速直线运动状态，据此分析判断。
【解答】A.运动轨迹为曲线，肯定不是匀速直线运动，故A不合题意；
B.运动轨迹为直线，且相邻小球之间的距离相等，即相同时间内通过相同的距离，即为匀速，那么做匀速直线运动，故B符合题意；
C.相邻小球之间的距离越来越小，则小球做减速运动，故C不合题意；
D.相邻小球之间的距离越来越大，则小球做加速运动，故D不合题意。
故选B。
5．下列各图是利用每秒闪光30次的照像装置分别拍摄所得的小球四种运动情形，图中箭头表示运动的方向。其中小球受到平衡力作用的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，它处于平衡状态，受到平衡力。
【解答】A.时间相同时，相邻的距离间隔越来越大，可见小球在做加速运动，古A不合题意；
B.时间相同时，相邻距离的间隔越来越小，可见小球在做减速运动，故B不合题意；
C.时间相同，相邻距离间隔相同，那么小球在做匀速运动，由于它的运动轨迹是曲线，因此没有处于平衡状态，不受平衡力，故C不合题意；
D.运动轨迹为直线，且在相同的时间内相邻的距离间隔相等，即做匀速直线运动，因此处于平衡状态，受到平衡力，故D符合题意。
故选D。
知识点2 二力平衡的条件
1．如图所示，下列情况中F1和F2这两个力平衡的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】【分析】（1）二力平衡的条件：两个力要成为一对平衡力，必须同时满足四个条件：作用在同一物体上，大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。
（2）平衡力与相互作用力的区别：平衡力作用在同一物体上，而相互作用力作用在两个不同的物体上，这是区分两者的关键。
【解答】A、图中两个力F1 和F2 不在同一直线上，不满足二力平衡条件，故该选项错误。
B、图中两个力F1 和F2 的大小不相等，不满足二力平衡条件，故该选项错误。
C、图中两个力F1 和F2 作用在同一物体上，大小相等（均为 5N），方向相反，且作用在同一直线上，完全满足二力平衡条件，故该选项正确。
D、图中两个力F1 和F2 作用在两个不同的物体上，不是平衡力，故该选项错误。
故答案为：C。
2．若两个力是一对平衡力，则这两个力应满足的条件是（　　）
A．方向相同
B．作用点相同
C．三要素都相同
D．大小相等方向相反，并作用在同一个物体上
【答案】D
【解析】【分析】根据二力平衡的条件分析判断。
【解答】根据二力平衡的条件可知，若两个力是一对平衡力，那么这两个力必须满足：大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
3． “2025年亚洲举重锦标赛”在我国举行，中国队最终收获31金15银11铜。在比赛中，当运动员双臂竖直举起杠铃静止时，如图所示。与杠铃受到的重力是一对平衡力的是（　　）
A．杠铃对运动员的压力 B．运动员对杠铃的支持力
C．地面对运动员的支持力 D．运动员对地面的压力
【答案】B
【解答】 A.杠铃对运动员的压力作用在运动员身上，与杠铃的重力不符合二力平衡条件，它们不是一对平衡力，故A错误；
B.运动员对杠铃的支持力和杠铃所受的重力，小相等，方向相反，作用在同一直线上，都作用在杠铃上，是一对平衡力，故B正确；
C.运动员受到地面的支持力受力物体是运动员，杠铃的重力受力物体是杠铃，这两个力不满足二力平衡条件，不是一对平衡力，故C错误；
D.运动员对地面的压力，作用物体是地面，杠铃的重力受力物体是杠铃，这两个力不满足二力平衡条件，不是一对平衡力，故D错误。
故答案为B。
4．如图所示，小科手握杯子并保持静止，与杯子受到的摩擦力是一对平衡力的是 (　　)
A．杯子受到的压力 B．杯子对手的摩擦力
C．杯子受到的重力 D．杯子对手的支持力
【答案】C
【解答】摩擦力竖直向上，与摩擦力是平衡力的力方向应竖直向下，受力物体也为杯子。
A、杯子受到的压力方向为水平方向，故A错误；
B、杯子对手的摩擦力，受力物体是手，不是杯子，故B错误；
C、杯子受到的重力，方向竖直向下，与摩擦力方向相反，受力物体均为杯子，故C正确；
D、杯子对手的支持力，受力物体是手，不是杯子，故D错误。
故答案为：C。
5．科技馆有一个磁悬浮地球仪，当它静止在如图所示位置时，地球仪竖直方向的受力分析（不计空气浮力）正确的是（　　）
A．不受外力 B．磁力大于重力
C．重力与磁力平衡 D．只受磁力
【答案】C
【分析】要解决此题需要知道地球附近的任何物体都受重力的作用。知道处于静止状态的物体受力平衡。所受平衡力的大小相等。
【解答】解：由题意知，球是静止的，一定受重力作用，所以一定受竖直向上的磁力作用，重力和磁力相互平衡。只有选项C的说法符合题意。
故选：C。
6．小南在科技馆观摩自行车走钢丝表演后回家做了一个模型，如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．自行车的重力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力
B．自行车和物体总重力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力
C．自行车对钢丝的压力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力
D．自行车对绳的拉力与所挂物体的重力是一对平衡力
【答案】B
【解析】【分析】平衡力的四个条件：大小相等，方向相反，作用在同一物体上和同一直线上。
【解答】A.自行车的重力小于钢丝对自行车的支持力，二者不是平衡力，故A错误；
B.自行车和物体总重力与钢丝对自行车的支持力，二者大小相等，方向相反，作用在自行车上和同一直线上，二者是平衡力，故B正确；
C. 自行车对钢丝的压力作用在钢丝上，钢丝对自行车的支持力作用在自行车上，二者没有作用在同一物体上，故C错误；
D.自行车对绳的拉力作用在绳上，物体的重力作用在物体上，二者也没有作用在同一物体上，故D错误。
故选B。
7．在北京冬奥会花样滑冰比赛中，男运动员站立在水平冰面上将女运动员托起静止，如图所示。下列说法正确的是（　　）。
A．男运动员所受的重力和冰面对男运动员的支持力是一对平衡力
B．女运动员所受的重力和男运动员对女运动员的托力是一对平衡力
C．女运动员所受的重力和冰面对男运动员的支持力是一对相互作用力
D．女运动员对男运动员的压力和冰面对男运动员的支持力是一对相互作用力
【答案】B
【解答】A、男运动员所受的重力和冰面对男运动员的支持力大小不相等，所以不是一对平衡力，故A错误；
B、女运动员静止，受力平衡，可知女运动员所受的重力和男运动员对女运动员的托力是一对平衡力，故B正确；
C、女运动员所受的重力和冰面对男运动员的支持力大小不相等，且涉及到四个物体，不是一对相互作用力，故C错误；
D、女运动员对男运动员的压力和冰面对男运动员的支持力受力物体均为男运动员，可知不是一对相互作用力，故D错误。
故答案为：B。
8．如图所示是运动员在2022年北京冬奥会滑雪的比赛场景，下列说法中（　　）
①运动员对滑雪板的压力与运动员受到的重力是一对平衡力
②运动员用滑雪杆撑地加速滑行，说明力能改变物体的运动状态
③运动员受到的重力与滑雪板对运动员的支持力是一对相互作用力
④运动员在水平滑向终点时，停止用力不能立即停下来是因为他具有惯性
A．只有①③正确 B．只有②③正确
C．只有①④正确 D．只有②④正确
【答案】D
【解答】①运动员对滑雪板的压力方向向下，运动员受到的重力方向竖直向下，两个力方向相同，所以不是一对平衡力，故①错误；
②运动员用滑雪杆撑地加速滑行，改变了运动员的运动状态，说明力是改变物体运动状态的原因，故②正确；
③运动员受到的重力的受力物体是运动员，滑雪板对运动员的支持力的受力物体也是运动员，两个力大小相等，方向相反，所以是一对平衡力，故③错误；
④物体有保持原来运动状态的性质，所以运动员在水平滑向终点时，由于惯性不能立即停下来，故④正确；
综上所述，正确的有②④，故D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
9．一个物体受到大小均为10N的一对平衡力的作用而做匀速直线运动，如果这对平衡力突然同时减小到5N，则物体（　　）
A．速度减小
B．按减小后的速度做匀速直线运动
C．仍按原来的速度做匀速直线运动
D．停止运动
【答案】C
【分析】（1）静止状态或匀速直线运动状态为平衡状态，处于平衡状态的物体受平衡力作用；
（2）当物体受力发生改变时，只需判断物体受到的力是否仍为平衡力，如果物体受平衡力作用，合力为零，两个力的作用效果互相抵消，物体的原来的状态决定物体此时的状态。
【解答】解：因为物体原来在平衡力作用下处于匀速直线运动状态，当物体受到的这对平衡力同时减小到5N时，物体受力仍然平衡，两个力的作用效果互相抵消，因此物体还保持原来的运动状态做匀速直线运动。
故选：C。
10．如图所示，弹簧的重力不计，弹簧的上端固定在天花板上，下端悬挂一个小球，小球处于静止状态，下列几组力中属于平衡力的是（　　）
A．天花板对弹簧的拉力和小球对弹簧的拉力
B．球对弹簧的拉力和弹簧对球的拉力
C．天花板对弹簧的拉力和球受到的重力
D．球对弹簧的拉力和球受到的重力
【答案】A
【分析】二力平衡的条件是：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上，缺一不可；根据平衡力的条件对各选项逐一进行分析。
【解答】解：A、弹簧处于静止状态，天花板对弹簧的拉力和小球对弹簧的拉力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一直线上，是一对平衡力，故A符合题意；
B、球对弹簧的拉力和弹簧对球的拉力，这两个力是两个物体之间的相互作用力，不是平衡力，故B不合题意；
C、天花板对弹簧的拉力和球受到的重力，二力作用在两个物体上，故不是一对平衡力，故C不合题意；
D、球对弹簧的拉力和球受到的重力，没有作用在一个物体上，不是一对平衡力，故D不符合题意。
故选：A。
11．如图所示，某工厂正通过传送带将重为500N的货物匀速运往高处，货物与传送带之间无相对滑动，传送带与水平面成30°角。则传送带对货物施加的力（　　）
A．大于500牛 沿斜面向上
B．小于500牛 竖直向上
C．等于500牛 沿斜面向上
D．等于500牛 竖直向上
【答案】D
【分析】货物匀速运动，受力平衡，对货物进行受力分析即可求解。
【解答】解：货物匀速运动，受力平衡，货物在运动过程中受到重力和传送带对货物的作用力，因为货物与传送带之间无相对滑动，所以传送带对货物施加力的大小等于500N，方向竖直向上。
故选：D。
知识点3 探究二力平衡实验
1．在研究二力平衡的实验中，松手后纸片还能保持平衡的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解答】A、纸片受到的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上且作用在同一物体上，满足二力平衡条件，松手后能保持平衡，故该选项正确。
B、纸片受到的两个力大小不相等，不满足二力平衡条件，松手后不能保持平衡，故该选项错误。
C、纸片受到的两个力不在同一直线上，不满足二力平衡条件，松手后不能保持平衡，故该选项错误。
D、纸片受到的两个力不在同一直线上，不满足二力平衡条件，松手后不能保持平衡，故该选项错误。
故答案为：A。
2．如图所示，在探究“二力平衡的条件”时，选质量为 10 g 的卡片作为研究对象。在线的两端分别挂上等质量的重物，对卡片施加两个拉力。为探究这两个力满足什么条件才能平衡，则所挂重物质量合适的是（　　）
A．5 g B．10 g
C．200 g D．任意质量均可
【答案】C
【解答】卡片本身有重力，用细线悬空后有向下垂的趋势。如果卡片的重力较大，下垂幅度较大，那么左右两个拉力就不在同一直线上，从而严重影响二力平衡条件的判断。为了减小卡片重力的影响，那么两边钩码产生的拉力要远远大于卡片的重力才行，故C符合题意，而A、B、D不合题意。
故选C。
3．小阳利用小车、多个相同砝码等器材探究二力平衡的条件，如图所示。下列说法中正确的是（　　）
A．图甲中可将小车换成等大的木块
B．图甲中通过观察小车的运动状态来判断二力是否平衡
C．在图甲中的左盘内再放一个砝码，小车将向左匀速运动
D．图乙中桌面倾斜不影响该实验探究
【答案】B
【解答】解：
A、实验时，要尽可能的使摩擦力小些，若将小车换成等大的木块，用滑动摩擦来代替滚动摩擦使得摩擦力增大，故A错误；
B、静止的物体或匀速直线运动的物体都受到平衡力的作用，因此实验中通过小车是否静止或匀速运动来判断二力是否平衡，故B正确；
C、在图甲中的左盘内再放一个砝码，左侧的拉力大于右侧的拉力，小车将向左做加速运动，故C错误；
D、图乙中若桌面倾斜，两侧的拉力大小虽然相等，但小车在斜面上重力和支持力方向不相同，重力和支持力不平衡，小车不能处于静止状态，所以桌面倾斜会影响该实验探究，故D错误。
故选：B。
4．利用如图所示器材“探究二力平衡的条件”。
（1）该实验在选择卡片时，选用较轻卡片的原因是 　 　。
（2）为了验证只有作用在同一物体上的两个才能平衡，在图甲所示情况下，小华下一步的操作是 　 　。
（3）利用图乙装置 　 　（选填“能”或“不能”）探究二力平衡的条件。
（4）为观察不在同一直线上的两个力能否平衡，小红的方案是保持卡片两侧所受的拉力不变，用手将卡片向下拉了一段距离（如图丙所示）　 　（选填“可行”或“不可行”），判断的依据是 　 　。
【答案】（1）避免卡片的重力对实验的影响
（2）将卡片从中间剪开
（3）能
（4）可行；将卡片向下拉了一段距离后拉力不在同一直线上
【解答】（1）该实验在选择卡片时，选用较轻卡片的原因是：避免卡片的重力对实验的影响。
（2）为了验证只有作用在同一物体上的两个才能平衡，在图甲所示情况下，小华下一步的操作是：将卡片从中间剪开。
（3）利用图乙装置能探究二力平衡的条件。
（4）为观察不在同一直线上的两个力能否平衡，小红的方案是保持卡片两侧所受的拉力不变，用手将卡片向下拉了一段距离（如图丙所示）可行，判断的依据是 ：将卡片向下拉了一段距离后拉力不在同一直线上。
能力提高
1．一个物体受到两个力的作用，这两个力的三个要素完全相同，那么这两个力（　　）
A．一定是平衡力
B．一定不是平衡力
C．一定是一对相互作用力
D．条件不足，无法判断
【答案】B
【分析】二力平衡的条件：大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在一个物体上；
相互作用力的条件：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。
【解答】解：AB．一对平衡力是作用在同一物体上、大小相等、方向相反、在同一直线上的两个力，而两个三要素相同的力方向相同，所以一定不是平衡力，故A不符合题意，B符合题意；
C．一对相互作用力是作用在两个物体上、大小相等、方向相反、在同一直线上的两个力，而三要素相同的两个力方向相同，因此一定不是一对相互作用力，故C不符合题意；
D．由以上分析可知，D是错误的，故D不符合题意。
故选：B。
2．如图所示，小明去公园遛狗时，用力拉住拴狗的绳子，正僵持不动。此时，若不计绳子重力，以下两个力是一对平衡力的是（　　）
A．小明拉绳子的力与狗拉绳子的力
B．狗受到的重力与地面对狗的支持力
C．绳子对狗的拉力与地面对狗的阻力
D．绳子对狗的拉力与狗对绳子的拉力
【答案】A
【解答】A.由题意可知，狗、绳子和小明均处于平衡状态，则小明拉绳子的力与狗拉绳子的力是一对平衡力，故A正确；
B.在竖直方向上，狗在重力、地面对它的支持力及绳对它的拉力在竖直方向上的分力的作用下平衡，狗受到的重力与地面对狗的支持力不是一对平衡力，故B错误；
C.绳子对狗的拉力与地面对狗的阻力不在同一直线上，不是一对平衡力，故C错误；
D.绳子对狗的拉力与狗对绳子的拉力是-对相互作用力，故D错误。
3．小科利用轻薄的硬铁片，设计并制作结构稳定的手机支架。下图实物模型中，最不能保持稳定的是
A． B．
C． D．
【答案】C
【解答】ABD、由图可知，将手机放在这几种支架上时，手机的重心经过支架的重心，支架可以稳定支撑手机，故ABD不符合题意；
C、手机打的重心在支架的一侧，容易导致侧翻，故C符合题意。
故答案为：C。
4．如图所示，用细线将小球悬挂在无人机上，图甲中无人机带着小球竖直向上运动；图乙中无人机带着小球水平方向运动；两图中，小球与无人机均保持相对静止，不计空气阻力。下列说法中正确的是（　　）
A．甲图中，小球可能做加速直线运动
B．甲图中，剪断细线，小球立刻向下运动
C．乙图中，小球一定向右做加速直线运动
D．乙图中，小球的运动状态保持不变
【答案】A
【解答】解：
AB、图甲中小球会受到两个力的作用：竖直向下的重力和竖直向上的拉力，此时的小球可能匀速，可能是加速，也可能是减速；若悬挂小球的细线突然断了，小球由于惯性，仍然会向上运动一段距离，故A正确，B错误；
CD、图乙中无人机带着小球水平向运动，不计空气阻力，小球受到斜向右上方的拉力和竖直向下的重力作用，二力不是一对平衡力，所以小球的运动状态一定改变，可能向右做加速直线运动，也可能向左做减速运动，但不会做匀速直线运动，故CD错误；
故选：A。
5．如图所示，无风时，站在地面上的小蚂蚁骄傲地托着果实。下列说法正确的是(　　)
A．果实受到重力和蚂蚁对果实的支持力作用，这两个力是一对平衡力
B．果实受到重力，蚂蚁受到压力作用，这两个力是一对相互作用力
C．蚂蚁能够静止，是因为地面对蚂蚁的支持力等于蚂蚁的重力
D．果实能够静止，是因为蚂蚁对它的支持力大于果实受到的重力
【答案】A
【解答】A、果实受到重力和蚂蚁对果实的支持力，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在果实这同一物体上，是一对平衡力，故该选项正确。
B、果实受到的重力和蚂蚁受到的压力，这两个力的受力物体不同，且不是相互作用的两个力（重力的施力物体是地球，压力的施力物体是果实），故该选项错误。
C、蚂蚁静止时，地面对蚂蚁的支持力等于蚂蚁的重力加上果实对蚂蚁的压力，并非只等于蚂蚁的重力，故该选项错误。
D、果实静止，说明蚂蚁对它的支持力等于果实受到的重力，并非大于，故该选项错误。
故答案为：A。
6．如图缆车车厢匀速斜向上直线运动，车厢受吊杆力F1及重力G作用，车厢对吊杆的力为F2，忽略车厢受的其它作用力，则（　　）
A．F1与G不平衡 B．F1与F2是一对平衡力
C．车厢运动状态在改变 D．F1与F2是相互作用力
【答案】D
【解答】解：缆车车厢匀速斜向上直线运动，车厢受吊杆力F1及重力G作用，两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，是一对平衡力；车厢受吊杆力F1及车厢对吊杆的力为F2，两者相互作用，是一对相互作用力；忽略车厢受的其它作用力，车厢做匀速直线运动，运动状态不变；故ABC错误，D正确。
故选：D。
7．下列四幅图中，能正确表示静止的雨伞受力示意图是 （　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解答】ABD、由图可知，伞受到的两个力不在同一直线上，伞受力不平衡，不能静止，故ABD错误；
C、伞受到的两个力在同一直线上，且方向相反，伞受力平衡，处于静止状态，故C正确。
故答案为：C。
8．如图所示为某同学在匀速行驶的高铁的水平桌面上拍摄的始终屹立不倒的硬币。下列分析不正确的是（　　）
A．硬币对桌面的压力与硬币的重力方向相同
B．硬币对桌面的压力与硬币的重力是一对平衡力
C．桌面对硬币的支持力大小等于硬币的重力大小
D．硬币对桌面的压力和桌面对硬币的支持力是一对相互作用力
【答案】B
【解答】硬币对桌面的压力竖直向下，硬币的重力方向也是竖直向下的，故A正确不合题意；
硬币对桌面的压力作用在桌面上，硬币的重力作用在硬币上，二者没有作用在同一物体上，肯定不是平衡力，故B错误符合题意；
桌面对硬币的支持力和硬币的重力为平衡力，二者大小相等，故C正确不合题意；
硬币对桌面的压力与桌面对硬币的支持力，二者大小相等、方向相反、作用在两个物体和同一直线上，为一对相互作用力，故D正确不合题意。
故选B。
9．有甲、乙两个物体，在力的作用下沿水平方向做直线运动，某段时间内其路程﹣时间图像如图所示。则这段时间内甲、乙两物体在水平方向上的受力情况是（　　）
A．甲受非平衡力作用，乙受平衡力作用
B．两物体都受非平衡力作用
C．甲受平衡力作用，乙受非平衡力作用
D．两物体都受平衡力作用
【答案】D
【解答】解：（1）图像的纵轴是路程，横轴是时间，所以这是一个路程﹣﹣时间图像；
（2）由图像可知：甲通过的路程与时间成正比，乙静止不动，因此甲做匀速直线运动；乙处于静止状态，即甲、乙都受平衡力作用。
故选：D。
10．如图所示，三个质量相同的物体分别受到竖直向上的拉力作用，处于不同的状态：甲静止，乙以5m/s的速度向上作匀速直线运动，丙以10m/s的速度向下作匀速直线运动，则F甲、F乙、F丙的大小关系是（ ）
A．F甲=F乙=F丙 B．F甲C．F甲>F乙>F丙 D．F甲>F乙>F丙
【答案】A
【解答】三个物体的质量相等，根据G=mg可知，三个物体的重力相等。当物体处于静止状态，或者匀速上升或匀速下降时，它们都处于平衡状态，那么拉力都等于重力。比较可知，物体受到的拉力F甲=F乙=F丙。
故选A。
11．如图，将23．如图所示，质量相同的甲、乙两人所用绳子相同，甲拉住绳子悬在空中处于静止状态；乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了。则（　　）
A．绳子对甲的拉力小于甲受到的重力
B．绳子对甲的拉力大于甲对绳子的拉力
C．乙拉断绳子前瞬间，绳受到的拉力一定小于乙受到的重力
D．乙拉断绳子前瞬间，绳受到的拉力一定大于乙受到的重力
【答案】D
【分析】（1）甲处于静止状态，根据静止的物体受到平衡力的作用，根据平衡力条件进行判断。
（2）甲未拉断绳子，乙拉断绳子，绳子是相同，人的质量是相同，一者绳子断了，一者绳子未断，可以判断两根绳子拉力大小，间接得到乙图绳子的拉力和人重力的关系。
【解答】解：（1）甲悬在空中静止，甲受到平衡力作用，绳子的拉力和甲的重力是一对平衡力，甲受到绳子的拉力等于甲的重力。
（2）甲、乙的质量相等，则重力也相等，且绳子相同；
甲悬在空中绳子未拉断，绳子的拉力等于甲的重力；
乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了，说明此时绳受到的拉力较大，大于左边绳子受到的拉力，且左边绳子受到的拉力等于乙的重力（甲、乙的重力相等），所以乙拉断绳子前瞬间，绳受到的拉力一定大于乙受到的重力。
故选：D。
12．如图甲所示为一个挂在墙上的弹性小球被拉开一个角度放手瞬间的情形，图乙是小球逆时针转动到刚刚碰到墙壁瞬间的情形，请对小球进行分析（　　）
A．甲图中小球受到重力，绳子拉力，小球处于平衡状态
B．乙图中小球受到重力，绳子拉力和墙对球的弹力，小球处于不平衡状态
C．乙图中小球受到重力，绳子拉力，小球处于不平衡状态
D．乙图中小球受到重力，绳子拉力，小球处于平衡状态
【答案】C
【分析】通过对小球的受力分析，看是否是平衡力，据此判断是否处于平衡状态。
【解答】解：小球逆时针转动到刚刚碰到墙壁瞬间的情形，则小球受到两个力的共同作用：绳子的拉力、重力；由于小球刚碰触到墙壁，小球处于加速状态，所以小球受力不平衡，故C正确。
故选：C。
13．如图甲所示，A、B两物块叠放在水平桌面上保持静止，图乙中分别给出了A、B的受力示意图。A所受的重力为5 N，B所受的重力为2 N。下列说法中，正确的是（　　）
A．GA与F2是一对平衡力 B．GB 与F3是一对平衡力
C．F2与F1是一对相互作用力 D．F2与F3是一对相互作用力
【答案】B
【解答】A、由图知，A物块受到向上的支持力F2、向下的重力GA、B对A 向下的压力F1，B物块受到向上的支持力F3和向下的重力GB，由图示和力的平衡条件可得： 则GA与F2的大小不等，所以GA与F2 不是一对平衡力，故A错误；
B、B物块处于静止状态，GB与F3 大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上，是一对平衡力，故B正确；
C、由图知，F2与F1均作用在A 物块上，且二力的大小不相等，所以二者不是一对相互作用力，故C错误；
D、由图知，F2与F3不是作用在相互作用的两个物体之间，且方向相同，不是一对相互作用力，故D错误。
故答案为：B。
用弹簧测力计两次拉动同一物体竖直向上做匀速直线运动，物体两次运动的速度分别为1m /s
和2m /s，弹簧测力计两次的示数分别为F1和F2，则 (　　)
A． B． C． D．
【答案】A
【解答】 物体受竖直向下的重力G，竖直向上的拉力F，做匀速直线运动，
处于平衡状态，由平衡条件得：F1=G，F2=G，所以F1=F2，
故答案为：A。
15．用轻质细线把两个完全相同的小球悬挂起来，如右图所示。今对小球a施加一个水平向左的恒力F，并对小球b施加一个水平向右的恒力F，最后达到平衡。平衡后状态可能是图（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【解答】将小球a、小球b以及它们之间的细线看作一个整体，这个整体在水平方向上受到的向左的恒力和向右的恒力相互平衡；竖直方向上细线的拉力和整体的重力平衡，如下图；
因为重力竖直向下，所以拉力肯定竖直向上，故B正确。
故选B。
16.质量均匀的木棒切割并组装成两个形状相同、质量均为m的木模，用三根竖直细线a、b、c连接，在水平面上按照“互”字形静置，上方木模呈现悬浮效果，这是利用了建筑学中的“张拉整体”结构原理。则(　　)
A．a 点受到的拉力等于 mg
B．b的拉力大于a的拉力
C．改变细线方向有可能改变上方木模状态
D．改变木模放置方式会使地面受到的压力改变
【答案】C
【解答】AB、对上方木模受力分析有，F 则 故AB错误；
C、改变细线方向，比如b或c斜拉，则上方的木模可能会受力不平衡，因而其运动状态有可能改变，故C 正确；
D、改变木模放置方式，整体对地面的压力都等于总重力，因而不会使地面受到的压力改变，故D 错误。
故答案为：C。
17．一重力 的雨滴从高空由静止开始竖直落下 (不计横向风的影响)，设雨滴下落过程中受到的空气阻力 与下落速度的平方(v2)成正比，关系为 其中k为常数，且 求：
（1）该雨滴匀速下落时所受空气阻力的大小
（2）雨滴匀速下落时的速度为多少
（3）请在图中画出从开始下落到落地这一过程中雨滴的运动速度随时间变化的图像。(描绘出大致情况即可)
【答案】（1）解：雨滴匀速下落时，受竖直向下的重力G和竖直向上的空气阻力F阻作用而处于平衡状态，
由平衡条件可得：F阻=G=2.5×10-3N；
（2） 解：雨滴匀速下落时，F阻=2.5×10-3N，
由已知F阻=kv2，故有；
答：雨滴匀速下落时的速度为5m/s 。
（3）解：雨滴所受重力不变，开始下落时，雨滴速度较小，所受阻力较小，合力向下，雨滴向下做加速运动，当速度达到一定值后，雨滴所受重力与阻力相等，雨滴所受合力为零，处于平衡状态，做匀速直线运动，速度保持不变，雨滴的速度随时间变化关系如下图所示：
18．如下图所示，小川自主探究二力平衡的条件：
（1）小川不断改进，先后设计了四个实验方案，这逐渐减小了　 　对实验的影响。
（2）用图甲装置做实验时，左端放5N重物，右端放3N重物，木块向左匀速运动。若想让木块向右匀速运动，右边需要加　 　N重物。
（3）用图乙所示实验装置探究二力平衡时两个力是否必须在同一直线上时，小川将“旋转小车”错误理解为“翻转小车”，把小车车轮朝上放置，小车保持此状态静止，在此基础上他又将小车正确旋转了一定角度，小车仍然静止，则此时小车受到的力　 　平衡力(选填“是”或“不是”)
（4）图丁是最终确定的实验方案，该方案中，两滑轮　 　(选填“需要”或“不需要”)在同一水平高度。
【答案】（1）摩擦力
（2）4
（3）是
（4）不需要
【解答】（1）小川设计的四个实验方案逐渐优化，主要是通过改变支撑方式（用滚动代替滑动、悬吊代替支撑）来减小摩擦力对实验结果的影响，使二力平衡的条件更易观察。
（2）左端放5N重物，右端放3N重物，木块向左匀速运动，由二力平衡可知，木块与桌面之间的摩擦力为2N，方向水平向右。若要让木块向右做匀速直线运动，摩擦力方向水平向左，大小仍为2N，可知左侧力大小为2N+5N=7N，则右侧的要加的物体的重力为7N-3N=4N。
（3）小车仍静止，说明仍受力平衡。
（4） 图丁方案中，卡片通过细线悬空，两滑轮仅用于改变拉力方向，无需严格在同一水平高度，几只不在同一水平高度，两边的拉力仍满足在同一直线且方向相反。
19．科学兴趣小组的同学们利用如图所示装置进行“二力平衡条件”的探究实验。
（1）如图甲所示，小丁采用木块，发现同时向左右两盘放入等重的砝码时，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，出现这种现象的原因是　 　；
（2）如图乙所示，小丁为了改进实验将木块换成轻质小车，并选用表面　 　（选填“粗糙”或“光滑”）的桌面继续完成实验；
（3）为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上，小西用图丙中所示的轻质硬纸片替换轻质小车进行实验。他将要进行的操作是　 　。
【答案】木块跟桌面之间有摩擦力；光滑；剪断硬纸片
【解答】（1）由于木块和桌面之间存在摩擦力，此时木块受到水平向左的拉力和摩擦力跟水平向右的拉力是平衡力，摩擦力对实验的影响较大。
（2）选用轻质的小车放在较光滑的水平桌面上，小车受到的摩擦力更小，摩擦力对实验的影响越小，对得出实验结论更有利。
（3）为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上，应该将纸片分成2个物体，即对硬纸片进行的操作是：用剪刀将纸片从中间剪开，然后观察纸片能否保持平衡状态。
20．小缙利用家中的衣架、矿泉水瓶、小卡片、细线、水等物品探究二力平衡的条件；
（1）实验时，小卡片除了受到两侧细线的拉力外，还受到重力的作用，方向为　 　但由于值很小，故略去不计；
（2）如图所示，小缙将原来处于静止状态的小卡片扭转一个角度，使小卡片两侧细线相互平行，松开手后发现小卡片会转动，说明两个力互相平衡必须满足的条件是　 　；
（3）要继续探究相互平衡的二个力的大小关系，应如何操作？　 　 。
【答案】（1）竖直向下
（2）作用在同一条直线上
（3）改变两侧矿泉水瓶中水的质量，观察小卡片能否保持静止
【解答】（1）小卡片质量很小，但受到重力作用，因此方向是竖直向下，故答案为：竖直向下；
（2）小卡片扭转一个角度后，两个拉力的作用线不再作用在同一直线上，此时小卡片无法保持平衡，会转动回到二力平衡的位置，该实验操作说明两个力互相平衡必须满足两个力作用在同一条直线上，故答案为：作用在同一条直线上；
（3）结合本题实验器材（矿泉水瓶可用来盛水改变拉力大小），观察小卡片能否保持静止，若只有两侧拉力大小相等时小卡片才能静止，即可说明相互平衡的两个力大小相等，故答案为：改变两侧矿泉水瓶中水的质量，观察小卡片能否保持静止。
21． 在“探究二力平衡的条件”活动中，小明提出，能否利用如图甲所示的实验装置来 探究二力平衡的条件 小华认为，若采用小明的方案，必须测出物体所受的重力和拉力的大 小来进行比较。在小明的方案中，只能根据相互作用力的关系直接测出弹簧测力计对物体的 拉力大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力无法直接测量，所以这一方案无法实施；
（1）两位同学不断改进并先后设计了图乙所示A、B、C 三个方案，他们改进的先后顺序为　 　(用字母表示)，这样改进是为了减小摩擦力对实验的影响；
（2）图丙是最终确定的实验方案，当小卡片静止时，为了研究两个力是否作用在同一条直 线上，小华的操作是： 　 　
（3）如图丁所示，当两侧滑轮不在同一高度上时，该装置　 　 (选填“能”或“不能”) 用于探究二力平衡的条件。
（4）他们也进一步思考如图甲中测重力的原理。以下知识在测重力中有应用到的是____
A．二力平衡的条件
B．物体的重力跟质量的关系
C．力可以改变物体的运动状态
D．物体间力的作用是相互的，并且相互作用力的大小相等
【答案】（1）BAC
（2）将小卡片扭转一定角度后释放，观察其是否保持平衡
（3）能
（4）A
【解答】（1） 在探究二力平衡的条件时，为了减小摩擦力对实验结果的影响，实验装置的改进顺序应为：
① B方案：物体与桌面直接接触，会受到较大的摩擦力；
② A方案：使用滚动摩擦（如小车）代替滑动摩擦，摩擦力较小；
③C方案：将小车悬挂起来，完全消除接触面（如悬挂卡片），摩擦力几乎为零。
因此改进顺序为BAC。
（2） 为了验证两个力是否作用在同一直线上，需要破坏共线条件。操作方法是：扭转小卡片，使两个拉力的方向不再共线。若卡片不能保持静止（发生转动），说明二力平衡需共线；反之则无需共线。
（3） 二力平衡的条件是两力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，与滑轮是否等高无关。只要拉力方向沿绳子方向，且卡片静止，即可探究平衡条件。因此装置能用于实验。
（4）A. 图甲中测重力的原理是：弹簧测力计静止时，物体所受重力与弹簧拉力平衡（大小相等）。
此过程直接应用了 二力平衡的条件，故A正确，BCD错误。
故选A。
22．疫情期间，停课不停学。某同学在妈妈的协助下，利用家中物品探究二力平衡的条件。
【实验器材】晾衣架两个、相同的矿泉水瓶若干、小卡片若干、细线、水、剪刀等
【设计实验】如图1所示
⑴将小卡片两侧各系一根细线，再把细线的另一端分别穿过晾衣架；
⑵将两个矿泉水瓶分别绑在细线两端，请妈妈用两手各提起一个晾衣架，按照以下步骤进行实验，观察并记录小卡片的受力及运动情况。
【进行实验】
⑴如图1所示，提起两个装有水量不等的矿泉水瓶；
⑵如图2所示，提起两个装有水量相等的矿泉水瓶；再将其中一只手逐渐放低，使小卡片倾斜至如图3所示；
⑶用剪刀把图3中的小卡片从中间剪断；
⑷更换小卡片，重新组装。如图4所示，使小卡片扭转一定的角度。
实验步骤 小卡片所受二力情况 小卡片的运动状态是否改变
是否作用在同一物体上 大小 方向 是否作用在同一直线上
⑴ 是 不等 相反 是 是
⑵ 是 相等 相反 是 否
⑶ 否 / / / 是
⑷ 是 相等 相反 ① 是
请将表格中①的内容补充到横线上：①　 　。
【结论】上述实验表明，二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力，必须　 　相等，方向相反，并作用在　 　上。
【交流与评估】本实验中的晾衣架起到了改变拉力的　 　的作用。
【答案】否；大小；同一条直线；方向
【解答】（4）根据图（4）可知，小卡片受到的两个拉力没有在同一直线上，即①处为否。
【结论】根据实验（1）可知，当两个力大小不等时，小卡片运动状态改变，即二力平衡时两个力大小应该相等；
根据实验（4）可知，小卡片上两个拉力不在同一直线上时，此时小卡片没有平衡，即二力平衡时两个力要在同一直线上。
则：二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力，必须大小相等，方向相反，并作用在同一直线上。
【交流与评估】一般情况下，瓶子对卡片的拉力竖直向下，而使用了晾衣架后，瓶子对卡片的拉力变为水平方向，即晾衣架改变拉力的方向。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑