第八章第2节二力平衡.docx
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第八章第2节二力平衡
年级
八年级
学科
物理
版本
人教新课标版
课程标题
第八章第2节：
二力平衡
编稿老师
钟朝光
一校
黄楠
二校
林卉
审核
刘媛媛
1二力平衡的条件
一、知识点拨
1.平衡状态：
物体受到两个力（或多个力）作用时，如果能保持静止或匀速直线运动状态，我们就说物体处于平衡状态。
比如：
在空中匀速直线飞行的飞机，起重机匀速向上吊起的重物，停泊在岸边的小船都是处于平衡状态。
例题1以下状态中：
①小孩荡秋千；②雨点匀速竖直下落；③课桌上静止的铅笔盒；④正在行走的秒针；⑤水平匀速飞行的飞机。
属于平衡状态的是。
思路导航：
荡秋千时，速度的大小和运动的方向都在改变；行走的秒针是匀速的（速度大小不变），但方向在改变，所以这两者都不是平衡状态。
答案：
②③⑤
2.平衡力：
使物体处于平衡状态的两个力（或多个力）为平衡力。
比如：
起重机匀速吊起的重物所受到的重力和起重机对重物的拉力就是一对平衡力。
注意：
受力物体是否处于平衡状态，是判断物体是否受平衡力的方法之一。
3.二力平衡的条件
观看视频：
结论：
当一个物体受到两个力作用时，二力平衡的条件是：
二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，即“同体”、“等值”、“反向”、“共线”，四个条件缺一不可。
这样的两个力的作用效果相互抵消。
注意：
一个受平衡力作用的物体相当于不受力的作用。
例题2在探究“二力平衡条件”的实验中：
（1）甲、乙两组同学分别选择器材后，设计组装的实验装置如图所示。
老师指出乙组同学选择的器材更加合理，其原因是：
________________________________。
（2）在探究力的大小对二力平衡的影响时，利用了定滑轮能够_______的特点，并通过调整________来改变F1和F2的大小。
（3）保持F1与F2相等，用手将小车扭转到下图中的位置，松手后，小车将无法在此位置平衡。
实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足哪个条件？
___________________________。
思路导航：
由于研究的是二力的平衡条件，实验要求不应该有第三个力，但是物体和桌面之间有摩擦力，为了减小摩擦力，所以把木块换成小车更合理，通过增减砝码的个数，可以改变小车受到力的大小。
把小车旋转一个角度，可以使力不在一条直线上，从而验证不在一条直线上的二力的平衡条件。
答案：
（1）小车与桌面间的摩擦力较小，可以忽略不计
（2）改变力的方向砝码质量（3）作用在同一条直线上
例题3下列情况中，属于二力平衡的是（）
思路导航：
二力平衡的条件是“同体、等值、反向、共线”；A项中的二力不“共线”；B项中的二力不“等值”；C项中的二力不“同体”。
只有D项中的力完全满足八字要求。
A、B、C三种情况下，物体都不会保持平衡状态。
答案：
D
例题4起重机以1m/s的速度匀速吊起一个重物，钢丝绳对重物的拉力是6000N。
若起重机吊着这个重物以2m/s的速度匀速下降，这时钢丝绳对重物的拉力是（）
A.12000NB.6000NC.3000ND.无法判定
思路导航：
起重机两次吊起重物都是使重物“匀速直线”运动，则重物两次都处于“平衡状态”，受到了平衡力的作用，符合“等值”的条件，所以拉力为6000N。
答案：
B
【归纳·整理】
1.判断某物体受到的两个力是否为二力平衡，有两种方法：
（1）看物体是否处于平衡状态（即物体是否保持静止或匀速直线运动）。
（2）看两个力是否同时满足“同体”、“等值”、“反向”、“共线”四个条件。
2.保持静止和速度为零是有区别的，把物体竖直向上抛出，物体到达最高点时速度为零，但只是在这一瞬间速度为零，并不等同于这个物体保持静止，所以它受到的力不平衡。
可见“保持”是关键。
二、本节小结：
2平衡力与相互作用力
一、知识点拨
“二力平衡”与“相互作用力”：
二力平衡
相互作用力
相同点
（1）
大小相等
（2）
方向相反
（3）
作用在一条直线上
不同点
（1）
同一物体上
不同的物体上
（2）
一个力消失，
另一个力仍然存在
同时存在，同时消失
（3）
可以是不同性质的力
同一性质的力
【说明】
（1）“二力平衡”与“相互作用的两个力”的一个重要区分点是“是否同体”；
（2）在“二力平衡”的相关考查中，最具干扰性的就是“相互作用的两个力”。
【注意】若两个力的三要素相同，则这两个力既不是“平衡力”，也不是“相互作用力”——因为不满足“反向”的要求。
例题1天花板上有根电线吊着一盏电灯，在下列各对力中，属于平衡力的是（）
A.电线对电灯的拉力和电灯对电线的拉力
B.电灯对电线的拉力和地球对电灯的重力
C.电线对电灯的拉力和地球对电灯的重力
D.电线对天花板的拉力和电线对电灯的拉力
思路导航：
电线对电灯的拉力和电灯对电线的拉力，这两个力没有作用在同一物体上，所以不是平衡力，A错；电灯对电线的拉力和地球对电灯的重力，这两个力同样没有作用在同一个物体上，B错；电线对电灯的拉力和地球对电灯的重力，这两个力符合二力平衡的条件，故C正确；电线对天花板的拉力和电线对电灯的拉力，这两个力没有作用在同一个物体上，所以不是平衡力，D错；
答案：
C
例题2如图，有一茶杯静止在水平桌面上，下列说法正确的是（）
A.茶杯受到的重力和茶杯对桌面的压力是一对相互作用力
B.茶杯受到的重力和桌面对茶杯的支持力是一对平衡力
C.茶杯受到的重力和茶杯对桌面的压力是一对平衡力
D.茶杯受到的重力与桌面对茶杯的支持力是一对相互作用力
思路导航：
茶杯受到的重力和茶杯对桌面的压力方向相同，所以不是一对相互作用力，A错；茶杯受到的重力和桌面对茶杯的支持力符合二力平衡的条件，是一对平衡力，故B正确；茶杯受到的重力和茶杯对桌面的压力方向相同，不是一对平衡力，故C错；茶杯受到的重力与桌面对茶杯的支持力是一对平衡力，不是相互作用力，故D错。
答案：
B
【技巧点拨】解答本题时要注意平衡力和相互作用力的区别。
判断两个力是不是平衡力，一般方法是：
先判断题中给出的两个力是否都作用在同一物体上，如果是作用在同一物体上，再根据二力平衡的条件或根据物体所处的状态判断这两个力是否是平衡力。
例题3在抗震救灾中，一架号称“空中巨无霸”的米-26重型运输直升机通过铜缆和机身相连，一次将一台13.2吨的挖掘机，空运到灾区参加抢险。
（1）挖掘机受到的重力是____________N，当直升机吊着挖掘机（如图所示）沿竖直方向匀速缓缓地放下时，飞机的铜缆对挖掘机的拉力是____________N（g=10N／kg，不计空气阻力）。
（2）挖掘机受到的重力和铜缆对挖掘机的拉力是一对；挖掘机对铜缆的拉力与铜缆对挖掘机的拉力是一对。
思路导航：
挖掘机的重力G=mg=13200kg×10N/kg=1.32×105N，在竖直方向，挖掘机受到的力是重力和拉力，它们是一对平衡力，所以拉力也是1.32×105N。
答案：
1.32×1051.32×105平衡力作用力与反作用力
【技巧点拨】飞机只要是匀速地拉着挖掘机运动，不管飞机此时是上升、静止，还是下降，拉力都等于挖掘机的重力；也不管是以1m/s的速度上升（或下降）还是10m/s速度上升（或下降），拉力都等于挖掘机的重力：
因为挖掘机在竖直方向上受到了平衡力的作用，符合“等值”的条件。
二、本节小结：
3二力平衡的应用
一、知识点拨
1.根据物体处于静止状态或匀速直线运动状态，得出物体受到平衡力。
再根据平衡力的条件，分析某个力的大小和方向。
（“悬挂法”、“支撑法”找重心，用弹簧测力计测重力都是利用了“二力平衡”的知识）
例题1如图为一只静止在柱子上的布谷鸟，说明它受到的力________平衡力（选填“是”或“不是”）；若布谷鸟的质量为0.1kg，则柱子对它的支持力是_________N．（g=10N／kg）
思路导航：
由于布谷鸟处于静止状态，所以它受到的力是平衡力，支持力等于它受到的重力：
F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N.
答案：
是1
例题2如图所示，静止在水平路面上的小车，其支架的杆子上固定一铁球，关于杆子给铁球的力的方向，下列说法正确的是（）
A.沿杆子B.垂直于杆子C.竖直向上D.沿杆子与竖直方向之间的某一方向
思路导航：
铁球静止，受平衡力，杆子给铁球的力的方向与铁球的重力方向相反，即竖直向上。
答案：
C
【技巧点拨】根据物体的状态（保持静止或匀速直线运动状态）来判断受到平衡力的作用，而“二力平衡”一定满足“同体、等值、反向、共线”，从而根据一个力，来判断另一个力的大小与方向。
2.根据物体的受力情况判断物体的运动状态。
物体不受力或受平衡力时，应保持平衡状态（匀速直线运动或静止状态）。
静止的物体受平衡力作用时，仍然保持静止；匀速直线运动的物体受平衡力作用时，仍然保持匀速直线运动状态。
例题3下列关于运动和力的说法中，正确的是（）
A.物体静止不动一定不受力的作用
B.物体做匀速直线运动一定不受力的作用
C.受平衡力作用的物体一定是静止的
D.平衡力不改变物体的运动状态
思路导航：
当物体保持静止或匀速直线运动状态时，应该有两种可能，即：
物体不受力或受平衡力；反过来，当物体受平衡力或不受力时，物体可能处于静止或匀速直线运动状态。
答案：
D
【技巧点拨】解决这类问题必须知道:
力是改变物体运动状态的原因。
如果物体的运动状态改变了，则说明物体一定受到了力的作用；如果物体的运动状态没有改变，则说明物体可能是不受力或者受平衡力。
例题4如图为小球在水平面内做圆周运动的示意图，关于小球的受力情况，下列说法中正确的是（）
A.小球不受力B.小球受平衡力C.小球受非平衡力D.小球只受重力
思路导航：
本题考查物体受力与运动状态之间的关系。
由于小球做圆周运动，其运动方向不停地发生改变，即其运动状态在不停地发生改变，根据运动和力的关系可知小球一定是受到了非平衡力的作用。
答案：
C
【技巧点拨】解决本题需要知道两点：
⑴物体做圆周运动的过程中，运动状态（运动方向）在不停地发生改变。
⑵物体运动状态改变一定是受到了非平衡力的作用。
二、本节小结
第八章第3-4节摩擦力；同一直线上二力的合成
预习新知
观看一段视频，思考下列问题：
1.两个互相接触的物体，当它们时，就会在接触面上产生一种的力，这种力就叫摩擦力。
2.影响摩擦力大小的因素有：
，压力越大，接触面越粗糙，摩擦力就。
3.增大摩擦力的方法有：
；。
减小摩擦力的方法有：
；；；。
（答题时间：
45分钟）
1.学校举行升旗仪式，当国旗匀速上升时，下列属于平衡力的是（）
A.旗受到的重力和绳子对旗的拉力
B.旗对绳子的拉力和绳子对旗的拉力
C.旗受到的重力和旗对地球的引力
D.旗对绳子的拉力和旗受到的重力
2.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，系统处于静止状态。
下列几组力中属于平衡力的是（）
A.天花板对弹簧的拉力和弹簧对天花板的拉力
B.弹簧对球的拉力和球受到的重力
C.球对弹簧的拉力和弹簧对球的拉力
D.球对弹簧的拉力和球受到的重力
3.在平直公路上行驶的汽车，关闭发动机后，汽车最终将停止，这是因为（）
A.汽车所受的重力与支持力平衡B.汽车受到摩擦力作用
C.汽车在水平方向上受到平衡力作用D.汽车不受力的作用
4.如图所示，人沿水平方向拉牛，但没有拉动。
下列说法正确的是（）
A.绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力
B.绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力
C.绳拉牛的力小于牛拉绳的力
D.绳拉牛的力小于地面对牛的摩擦力
5.如图为小明的一辆玩具汽车停止在水平路面上，以下属于一对平衡力的为（）
A.汽车的重力和路面对汽车的支持力
B.路面对汽车的支持力和汽车对路面的压力
C.汽车的重力和汽车对路面的压力
D.汽车的重力和汽车的牵引力
6.小熊猫能够轻松地倒挂在竹子上，当它倒挂在竹子上静止时，下列说法正确的是（）
A.竹子对小熊猫的作用力和小熊猫所受的重力是一对平衡力
B.小熊猫对竹子的作用力和小熊猫所受的重力是一对平衡力
C.小熊猫对竹子的作用力和竹子对小熊猫的作用力是一对平衡力
D.小熊猫很轻，其重力不需要平衡就能静止在竹子上
7.质量相等的甲、乙两同学站在滑板上，在旱冰场上相对而立，如果甲用60N的力推乙，如图所示。
以下分析正确的是（）
A.甲对乙的推力为60N，乙对甲的推力小于60N
B.甲对乙的推力与乙对甲的推力是一对平衡力
C.乙向后退，且始终受到60N推力的作用
D.乙由静止变为后退，说明力可以改变物体的运动状态
8.如图所示是小明玩手指顶杆游戏时的情景，杆没有倾倒是由于（）
A.手指对杆有一个向下的力
B.杆所受重力与支持力是一对平衡力
C.指尖受杆挤压发生形变
D.杆与手指间力的作用是相互的
9.挂在树枝上的苹果静止不动，下列属于平衡力的是（）
A.苹果受到的重力和苹果对树枝的拉力
B.苹果受到的重力和树枝对苹果的拉力
C.苹果对树枝的拉力和树枝对苹果的拉力
D.以上三对力都有可能
10．一个物体只受两个力的作用，且两个力的大小相等．那么，这个物体的运动状态（）
A.一定改变B.一定不变
C.可能改变，也可能不变D.以上说法都不对
11.下列说法中正确的是（）
A.物体处于静止或匀速直线运动时，一定只受两个力作用
B.物体如果有外力作用，不可能处于匀速直线运动或静止状态
C.两个力作用在一条直线上，大小相等，方向相反，这两个力一定是平衡的
D.一个物体的运动方向在不断改变，它受到的力一定不平衡
12.小明同学在学习了运动和力的知识后有了以下的认识，其中正确的是（）
A.如果两个力的大小相等、方向相同，则这两个力的作用效果一定相同
B.推出去的铅球能继续在空中飞行，是由于铅球受到惯性的作用
C.静止在水平课桌上的饮料瓶一定受到平衡力的作用
D.如果运动的物体不受外力作用，它将慢慢停下来
13.下列有关运动和力的描述，其中正确的是（）
A.汽车司机使用安全带与惯性无关
B.击打排球时手感到疼，说明力的作用是相互的
C.跳伞运动员匀速下落时，以伞为参照物，人是运动的
D.在水平地面上做匀速直线运动的汽车，牵引力大于阻力
14.如图所示，教室里悬挂着的吊灯处于静止状态，吊灯所受重力的平衡力是（）
A.悬绳对吊灯的拉力B.天花板对悬绳的拉力
C.吊灯对悬绳的拉力D.悬绳对天花板的拉力
15.小轩坐在船上，下列说法正确的是（ ）
A.船前进时，小轩相对于船是运动的
B.停止划桨时船会立即停止
C.用桨向后划水船会前行，说明物体间力的作用是相互的
D.小轩对船的压力和船对小轩的支持力是一对平衡力
16.下列物体中，受平衡力的是（）
A.在水平桌面上静止的文具盒B.向上抛出的皮球
C.沿滑梯加速下滑的小孩D.减速行驶的火车
17.一台起重机提着一个重为70kg的重物处于静止状态，起重机对重物的拉力为_______N，若以5m/s的速度向上提这个重物，则拉力（填“大于”“小于”“等于”）物体受到的重力，若以1m/s的速度放下这个重物，则拉力（填“大于”“小于”“等于”）物体受到的重力。
18.重100N的物体静止在水平桌面上，如果用30N竖直向上的力提这个物体，则物体受到的合力为N。
此时桌面对物体的支持力为N。
19.在探究“二力平衡的条件”实验中，小明选择了如图的装置，把小卡片两端的细线绕过滑轮，并挂上钩码．
⑴实验中选择小卡片的目的是（填“考虑”、“不考虑”）小卡片的重力；探究两个力大小关系时，应该观察细线两端所挂钩码的个数．
⑵为了探究两个平衡力是否在同一条直线上，进行如下操作：
（填“挤压”、“翻转”或“旋转”）小卡片，松手后观察小卡片是否平衡．
⑶小明利用弹簧测力计代替图中的钩码进行了探究，发现两个力的大小还有较小的差距．你认为形成差距的原因是（答出一条即可）．
20.（辽宁鞍山）如图为一对平衡力与一对相互作用力的维恩图。
它们的相同点已标明在两圆相重叠的区域。
请你将它们的独有特性（不同点）写在相应圆中重叠区域以外的部分内。
1.A解析：
选项B、C、D中的两个力都是作用在两个物体上，不可能是平衡力。
2.B解析：
选项A、B中的一对力，分别作用在两个物体上，是一对相互作用力。
选项D中的两个力的方向相同，不可能是一对平衡力。
3.B解析：
在关闭发动机后，汽车最终停止，其运动状态改变，原因是受到摩擦力作用。
4.B解析：
因牛处于静止状态，所以绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在同一个物体上是一对平衡力；绳拉牛的同时，牛也要拉绳，这两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，分别作用在牛和绳上是一对相互作用力．故选B．
5.A解析：
汽车的重力和路面对汽车的支持力，符合二力平衡的条件，故A正确；路面对汽车的支持力和汽车对路面的压力，它们是相互作用力，不是平衡力，故B错；汽车的重力和汽车对路面的压力，这两个力的方向相同，故不是平衡力，C错；汽车的重力和汽车的牵引力，不在一条直线上，故D错。
6.A解析：
竹子对小熊猫的作用力和小熊猫所受的重力符合二力平衡的条件，故A正确；小熊猫对竹子的作用力和小熊猫所受的重力没有作用在同一个物体上，所以不是平衡力，故B错；小熊猫对竹子的作用力和竹子对小熊猫的作用力是一对相互作用力，不是平衡力，故C错；小熊猫再轻也要受到重力的作用，二力不平衡就不会保持平衡状态，静止就是一种平衡状态，所以D错。
7.D解析：
甲对乙的推力与乙对甲的推力大小相等、方向相反、作用在两个不同的物体上，它们是一对作用力和反作用力，不是平衡力（因为平衡力必须作用在同一物体上），选项AB错误；甲推乙，乙由静止变为后退，这说明力可以改变物体的运动状态，选项D正确；乙受到甲的推力后，获得动能或者速度，乙因具有惯性而向后退，因为此时甲、乙分离，乙不再受到推力的作用，选项C错误。
本题答案为D。
8.B解析：
杆没有倾倒，是因为它受到平衡力的作用，即杆所受重力与手指对它的支持力是一对平衡力，本题答案为B。
9.B解析：
选项A中苹果受到的重力和苹果对树枝的拉力，受力物体分别是苹果和树枝，它们不是作用在同一物体上的两个力，不是平衡力。
选项C中的两个力是一对相互作用力。
挂在树枝上的苹果只受到重力和树枝对它的拉力这两个力的作用，且苹果在这两个力的作用下处于静止状态，所以这两个力彼此平衡。
10.C解析：
物体只受大小相等的两个力的作用，如果这两个力的方向相同，那么，这个物体的运动状态改变；如果这两个力的方向相反，那么，这两个力的作用效果相互抵消，物体的运动状态保持不变。
11.D解析：
物体处于静止或匀速直线运动时，这个物体可以受到多个力的作用，故A错；物体受到平衡力的时候可能静止也可能做匀速直线运动，故B错；平衡力的条件必须是作用在同一个物体上的两个力，故C错；运动状态的改变包括运动的速度和方向的改变，故D正确。
12.C解析：
力的作用效果与力的大小、方向和作用点三个因素有关，所以说法A错；惯性不是力，推出去的铅球能继续在空中飞行，是由于铅球具有惯性的原因，而不是由于铅球受到惯性的作用，说法B错；静止在水平课桌上的饮料瓶受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力的作用，二力平衡，所以选项C正确；如果运动的物体不受外力作用，它将继续保持匀速直线运动状态（牛顿第一定律），选项D错误。
答案为C。
13.B解析：
汽车司机使用安全带是为了防止汽车刹车或碰撞时惯性对人体造成的伤害，选项A错误；击打排球时，手对排球施加了力，所以排球才会改变运动状态而飞出，同时，排球也对手施加了力，所以手感到疼，这说明力的作用是相互的，选项B正确；跳伞运动员匀速下落时，以伞为参照物，人与伞之间的位置不变，所以人是静止的，选项C错误；在水平地面上做匀速直线运动的汽车，处于一种平衡状态，在水平方向上二力平衡，即牵引力等于阻力，选项D错误。
本题答案为B。
14.A解析：
教室里悬挂着的吊灯处于静止状态，其必受到平衡力的作用，那就是吊灯的重力和悬绳对吊灯的拉力。
此外，本题也可以从平衡力的概念来求解，因为平衡力是作用在同一物体上的两个大小相等、方向相反、且在同一条直线上的两个力，吊灯所受重力是作用在吊灯上的力，所以其重力的平衡力一定也是作用在吊灯上的力，而选项B、C、D中的力都不是作用在吊灯上，故可排除。
本题答案为A。
15.C解析：
A.小轩和船之间的位置没发生变化，所以二者是相对静止的，故本选项不符合题意；B.小轩停止划桨后，船由于惯性，仍要保持原来的运动状态，所以会继续向前运动，故本选项不符合题意；C.小轩用桨向后划水给水一向后的作用力，根据物体间力的作用是相互的，水就给桨一向前的力，使船前进，这个力的施力物体是水，故本选项符合题意；D.小轩相对于船处于静止状态，受到的重力和支持力就是一对平衡力。
小轩对船的压力是由重力产生的，压力等于重力，但其作用在船上，所以小轩对船的压力和船对小轩的支持是相互作用力，故本选项不符合题意。
16.A解析：
只有处于静止或匀速直线运动状态的物体才会受到平衡力。
可见，只有选项A正确。
选项B中，向上抛出的皮球，运动速度先逐渐减小而后加速下落，运动状态始终发生改变，其必受非平衡力的作用，即重力；选项C中，沿滑梯加速下滑的小孩运动得越来越快，运动状态也是时刻改变，其必受到沿滑梯向下的合力；减速行驶的火车运动得越来越慢，它受到铁轨对其向后的摩擦力。
本题答案为A。
17.700等于等于解析：
阻力和重力是一对平衡力，故阻力等于重力，重力F=G=mg=70kg×10N/kg=700N.两种情况下重物均处于平衡状态，受平衡力。
（详见第2小节课例题3.）
18.070解析：
30N的力无法提起100N的物体，则物体仍静止，合力为0N。
桌面对物体的支持力等于物体对桌面的压力。
（详见第3小节课的小结部分。
）
19.⑴不考虑⑵旋转⑶测力计未校零（或两个滑轮的摩擦力不同或读数误差）解析：
（1）选用小卡片可以将其重力忽略不计，把卡片悬吊起来可以减小卡片运动过程中的摩擦力对实验结果的影响
（2）在探究两个平衡力是否在同一条直线上，可以把卡片旋转一个角度，使两个力不在一条直线上。
利用弹簧测力计代替图中的钩码进行探究，发现两个力的大小还有较小的差距，这主要是由于两个滑轮的摩擦力不一样，或测力计没有校零，或读数时有误差。
20.如图填写。
解析：
从图中可以看出“平衡力”与“相互作用力”的共同特点是“大小相等，方向相反”（实际上还有“作用在同一直线上”），它们的不同点是“是否同体”。
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