8.2二力平衡

第八章 运动和力 第2 节 二力平衡 材考点梳理 一、平衡状态 1 平衡状态：物体在几个力的作用下处于静止或匀速直线运动状态，我们就说该物体处于平衡状态。 2 非平衡状态：运动方向变化或者速度大小变化的运动。 二、二力平衡 1 定义：物体在两个力作用下而处于平衡状态的情况叫做二力平衡。 2 二力平衡条件： 作用在同一物体上，大小相等，方向相反，在同一直线上。 3 二力平衡应用： （1）根据物体处于平衡状态，可以根据已知力的大小、方向来确定另一个力的大小和方向。 （2）已知物体受力情况来确定物体的运动状态。 （3）已知物体运动情况来确定物体的受力情况。 4 平衡力与相互作用力比较： （1）相同点：大小相等；B 方向相反；作用在一条直线上。 （2）不同点： 平衡力作用在同一个物体； 相互作用力作用在不同物体上。 B 平衡力中，一个力消失，另一个力还可以存在； 相互作用力中，两个力同时产生，同时消失。 三、力和运动的关系 物体受力情况 物体运动状态 说明 不受力或 受平衡力 静止或 运动状态不变 力不是使物体运 动的原因 匀速直线运动 受非平衡力 运动方向改变 运动状态改变 力是改变物体运 动状态的原因 或速度大小改变 四、实验：探究二力平衡条件 1 实验器材： (1)定滑轮：改变力的方向。 (2)较光滑水平桌面：减小摩擦对实验结果的影响。 (3)砝码：改变力的大小。 2 实验方法：控制变量法。 3 实验过程考点： （1）实验中如何判断小车是否处于平衡 状态？ 看小车是否处于静止状态。 （2）如何探究平衡的两个力大小是否相等？ 保持两个力在同一条直线上、方向相反，改变两端托盘里砝码质量，判断小车是否处于平衡状态。 （3）如何探究平衡的两个力是否在同一条直线上？ 保持两边钩码质量相等，扭动小车，松手后看小车是否处于平衡状态。 （4）如何减小摩擦力对实验的影响？ 用轻质小车代替木块。 B 用硬纸片代替小车。 （5）如何探究平衡力是否作用在同一物体上？ 保持两个力作用在同一直线上，两边钩码质量相等，用剪刀从中间剪开纸片，观察纸片是否处于平衡 状态。 4 实验结论： 作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。 重难点突破 1．（2023 江西）我国的“复兴号”动车组具有高速、平稳等运行特点。如图所示，某乘客将一枚硬币立 在匀速直线行驶的动车窗台上，由于硬币具有 ，它能与动车一起继续向前运动：“纹丝不动”的硬币 受到的重力与窗台对它的支持力是一对 （选填“平衡力”或“相互作用力”）。 2．（2023 江苏无锡）如图所示，用手拉弹簧使弹簧伸长，弹簧发生了弹性形变。关于该实验，下列说法 中错误的是（ ） ．说明力能改变物体的形状 B．拉弹簧的力越大弹簧伸长越长 ．发生形变后的弹簧对手指产生弹力 D．手对弹簧的拉力和弹簧对手的拉力是一对平衡力 3．（2023 湖南株洲）如图是一件静置在水平展台上用橡皮泥制成的艺术品，则艺术品受到的重力和支持 力（ ） ．大小相等 B．支持力较大 ．重力较大 D．是一对相互作用力 4．（2023 湖北荆州）2023 年5 月21 日，中国羽毛球队发扬永不放弃、顽强拼搏的团队精神，第十三次捧 起苏迪曼杯，如图所示。在比赛过程中，下列说法正确的是（ ） ．羽毛球受到球拍的作用力是因为球拍发生了形变 B．羽毛球被击飞说明力可以改变物体的形状 ．在空中飞行的羽毛球运动到最高点时只受重力的作用 D．静止在场地上的羽毛球受到的支持力与它对地面的压力是一对平衡力 5．（2023 湖北宜昌）小浩站在滑板车上不断蹬地让车沿水平方向运动，下列说法正确的是（ ） ．不断蹬地说明物体受到力的作用才能运动 B．车在运动过程中受到了平衡力的作用 ．停止蹬地后车不会立即停下来是因为受到惯性力的作用 D．运动中的车如果所受的力全部消失，它将做匀速直线运动 6．（2023 四川成都）如图所示，是探究“二力平衡的条件”实验，小车置于水平桌面，两端的轻质细绳 绕过定滑轮挂有等重钩码。 是小车受到的向左的拉力， 是小车受到的向右的拉力， 与 在同一水 平直线上。下列说法不正确的是（ ） ．因为摩擦可忽略，小车在水平方向上只受到 、 作用 B．增减钩码个数，是探究二力大小对小车平衡的影响 ． 、 大小相等时，小车一定处于平衡状态 D．将小车水平扭转90°时， 、 仍在同一直线上 7．（2023 陕西）在2023 苏迪曼杯世界羽毛球混合团体锦标赛决赛中，中国队以 力克对手取得胜利， 实现了三连冠。如图，是比赛的精彩瞬间。下列说法正确的是（ ） ．羽毛球在下落的过程中，相对地面是运动的 B．羽毛球离开球拍后还能继续运动，是因为羽毛球受到惯性力 ．羽毛球上升到空中最高点时，不受重力 D．羽毛球对球拍的力和球拍对羽毛球的力是一对平衡力 8．（2023 四川广安）当今社会，运动已成为一种生活方式。在以下日常运动情景中，说法正确的是（ ） ．用力将足球踢出，说明力可以改变物体的运动状态 B．篮球离手后能继续向前运动，是由于受到惯性的作用 ．游泳时人对水的作用力与水对人的作用力是一对平衡力 D．上升的排球到达最高点时，若所受外力全部消失，则其一定做匀速直线运动 9．（2023 四川凉山）车站广场上，常常看到人们将旅行包放在拉杆箱上，如图所示，若地面和拉杆箱的 上表面均水平，拉杆箱和旅行包B 在水平推力F 的作用下，一起向右做匀速直线运动，不计空气阻力，下 列分析正确的是（ ） ．对B 具有水平向右的摩擦力 B．B 的重力和对B 的支持力是一对平衡力 ．的重力和地面对的支持力是一对平衡力 D．B 对的压力和B 的重力是一对相互作用力 10．（2023 四川凉山）如图所示，螺髻山索道的封闭式轿厢随钢索向下方做匀速直线运动，请画出静止在 轿厢内物体的受力示意图。 参考答 1【答】 惯性 平衡力 【解析】[1][2]某乘客将一枚硬币立在匀速直线行驶的动车窗台上，由于惯性会继续保持原来的运动状态， 继续向前运动，硬币受到的重力与窗台对它的支持力大小相等、方向反向、作用在同一条直线上，作用在 同一个物体上，符合二力平衡的条件，是一对平衡力。 2【答】D 【解析】．用手拉弹簧使弹簧伸长，即用力使弹簧形状改变，所以说明力能改变物体的形状，故正确，不 符合题意； B．由于在弹性限度内，弹簧伸长量与弹簧受到拉力成正比，所以拉弹簧的力越大弹簧伸长越长，故B 正 确，不符合题意； ．由于力的作用是相互的，手对弹簧有力的作用，所以发生形变后的弹簧对手指产生弹力，故正确，不会 符合题意； D．手对弹簧的拉力的受力物体是弹簧，弹簧对手的拉力的受力物体是手，两个力大小相等、方向相反， 所以是一对相互作用力，故D 错误，符合题意。 故选D。 3【答】 【解析】艺术品静止在水平展台上，此时艺术品受到的重力和支持力大小相等、方向相反、作用在同一物 体上，是一对平衡力。故BD 不符合题意，符合题意。 故选。 4【答】 【解析】．球拍由于发生了弹性形变，要恢复到原来的形状而对羽毛球产生弹力。所以羽毛球受到球拍的 作用力是因为球拍发生了形变。故正确； B．羽毛球被击飞说明力可以改变物体的运动状态。故B 错误； ．在空中飞行的羽毛球运动到最高点时仍具有水平方向的速度，因此除了受到重力的作用外，还会受到空 气的阻力。故错误； D．静止在场地上的羽毛球受到的支持力与它对地面的压力，这两个力的受力物体不同，所以不是一对平 衡力。故D 错误。 故选。 5【答】D 【解析】．沿水平方向运动的滑板车，如果我们不再蹬地，由于阻力滑板车会停止运动，因此力是改变物 体运动的原因，不能说明物体受到力的作用才能运动，故错误； B．如果我们不再蹬地，由于阻力滑板车会停止运动，因此滑板车在做减速运动，不是平衡状态，因此受 到的不是平衡力，故B 错误； ．惯性不是力，不能说受到惯性力的作用，故错误； D．运动中的车如果所受的力全部消失，那么它的速度将不会改变，因此将一直做匀速直线运动，故D 正 确。 故选D。 6【答】D 【解析】．实验忽略摩擦，小车水平方向只受到水平向左的拉力F1和水平向右的拉力F2，故正确，不符合 题意； B．增减钩码个数，小车受到的两个拉力大小不相等，探究二力大小对小车平衡的影响，故B 正确，不符 合题意； ．小车两端受到的两个拉力大小相等时，小车处于静止状态，即处于平衡状态，所以 、 大小相等时， 小车处于平衡状态，故正确，不符合题意； D．将小车水平扭转90°时，两个力不在同一直线上，松手后小车不能平衡，小车会发生转动，探究不在同 一直线上的两个力是否平衡，故D 错误，符合题意。 故选D。 7【答】 【解析】．羽毛球在下落的过程中，相对于地面来说，位置发生了改变，因此是运动的，故正确； B．羽毛球离开球拍后还能继续运动，是因为羽毛球具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性力，故B 错 误； ．地球上的一切物体都受到重力作用，羽毛球上升到空中最高点时，只受到重力作用，故错误； D．羽毛球对球拍的力和球拍对羽毛球的力，作用在两个物体上，是一对相互作用力，故D 错误。 故选。 8【答】 【解析】．足球原来静止在地面，用力将足球踢出，足球就由静止变为运动，说明力可以改变物体的运动 状态，故正确； B．篮球离手后能继续向前运动，是因为篮球具有惯性。惯性是物体的固有属性，惯性不是力，不能说受 到惯性的作用，故B 错误； ．人对水的作用力，人是施力物体，水是受力物体；水对人的作用力，水是施力物体，人是受力物体。它 们大小相等，方向相反，相互作用在同一直线上，这是一对相互作用力，故错误； D．竖直上升的排球到达最高点时速度为零，若所受外力全部消失，排球会保持静止状态；如果斜向上升 的排球到达最高点时速度不为零，若所受外力全部消失，排球会匀速直线运动，故D 错误。 故选。 9【答】B 【解析】．由题意可知，B 做匀速直线运动，处于受力平衡状态，若对B 具有水平向右的摩擦力，则B 在 水平方向上受力不平衡，故错误，不符合题意； B．对B 受力分析可知，B 受到竖直向下的重力和竖直向上的对B 的支持力，B 在这两个力的作用下做匀速 直线运动，处于受力平衡状态，故B 的重力和对B 的支持力是一对平衡力，故B 正确，符合题意； ．对受力分析可知，受到向下的重力、向上的地面对的支持力和向下的B 对的压力，在这三个力的作用下 处于受力平衡状态，故的重力和地面对的支持力不是一对平衡力，故错误，不符合题意； D．B 对的压力作用在上，B 的重力作用在B 上，两个力不是作用在同一个物体上，故不是一对相互作用力， 故D 错误，不符合题意。 故选B。 【解析】对物体受力分析可知，物体受到竖直向下的重力G 和竖直向上的轿厢对物体的支持力F，且物体 做匀速直线运动，处于受力平衡状态，若轿厢对物体有水平方向的摩擦力，则此时物体在水平方向将受力 不平衡，故可知物体受到竖直向下的重力G 和竖直向上的轿厢对物体的支持力F，两个力大小相等，方向 相反