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第二节 二力平衡
三口中学 黄世华
知识点一
平衡状态与平衡力
1、平衡状态： 静止 状态和 匀速直线运动 状态叫平衡状态。
2、平衡力：物体处于 平衡状态 时所受的力叫平衡力。
3、生活中受平衡力的物体：静止的电灯、静止的轮船、匀速上浮的潜水艇、匀速降落的运动员.
知识点二
探究物体保持平衡状态的条件
1、二力平衡条件：作用在同 一 个物体上的两个力，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。
简记：同体、等大、反向、共线。
2、实验：
实验一
如图，在两边的绳套上挂不等重的钩码。放开塑料板，塑料板 滑向右边 。
实验二
装置仍如实验一，但在两边的绳套上挂等重的钩码。放开塑料板后，塑料板将 保持静止 。
实验三
如图，在两边的绳套上挂等重的钩码，将塑料板稍向下移动，使两个拉力的方向成一定角度。放开塑料板，塑料板将 向上移动 。
实验四
如图，在两边的绳套上挂等重的钩码。并将塑料板扭转一个角度，使拉塑料板的细绳相互平行，但不在同一直线上。放开塑料板，塑料板将 转动 。
例题：一起重机起吊一重物，如图，重物只受重力和拉力，这两个力的施力物体分别是 地球 和起重机，当重物静止时，重力 等于 拉力；当重物匀速上升时，重力 等于 拉力；当重物匀速下降时，重力 等于 拉力；当重物加速上升时，重力 小于 拉力；当重物减速速上升时，重力 大于 拉力。
【解析】该题中，物体只受竖直向上的拉力和竖直向下的重力，物体静止或匀速，受力相互平衡，两个平衡力大小相等 ,所以物体静止，匀速上升，匀速下降，重力都等于拉力；物体加速上升，向下的重力力小于向上的拉力，物体减速上升，向下的重力力大于向上的拉力 。
3、运动状态改变，一定有力作用在物体上，并且是 不平衡 的力（填“平衡”或“不平衡”）。
知识点三
平衡力和相互作用力关系
巩固练习
1、下列情况，两力平衡了吗？为什么？
【解析】A不是平衡力，因为两力不在同一条直线上；B不是平衡力，因为两力大小不相等；C不是平衡力，因为两个力的受力物体不是同一个；D是平衡力，因为两力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，受力物体是同一个物体。
2．起重机以1 m/s的速度匀速吊起一个重物，钢丝绳对重物的拉力是6 000 N。若起重机吊着这个物体以2 m/s的速度匀速下降，这时钢丝绳对重物的拉力是（ B ）。
A、12 000 N B、6 000 N C、3 000 N D、无法判定
【解析】该题中，物体只受竖直向上的拉力和竖直向下的重力，物体只要匀速，受力相互平衡，两个平衡力大小相等 ,所以物体匀速上升，匀速下降，重力都等于拉力；钢丝绳对重物的拉力都是6000N。故该选B
3．物理书放在水平桌面上，下列属于平衡力的是（ D ）。
A．物理书所受的重力与物理书对桌面的压力
B．物理书对桌面的压力与桌面对物理书的支持力
C．物理书受的重力与地面对桌子的支持力
D．物理书所受的重力与桌面对物理书的支持力
【解析】A错误，平衡力的受力物体是一个，而物体书受到的重力受力物体是物理书，物理书对桌面的压力受力物体是桌面，所以重力和压力不是平衡力；B错误，压力和支持力是一对相互作用力；C错误，平衡力的受力物体是一个，而物体书受到的重力受力物体是物理书，地面对桌子的支持力，受力物体是桌子，所以这两个力不是平衡力；D正确，因为物理书受到的重力和桌面对物理书的支持力，大小相等，方向相反，在同一条直线上，受力物体都是物理书，所以这两个力是平衡力。故该选D
课时同步检测
基础检测
1、一个重为G=4牛的木块静止在水平桌面上, 桌面对木块的支持力的大小是__4_N，支持力的方向__竖直向上__。
【解析】木块受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力，这两个力是一对平衡力，大小相等，方向相反，在同一条直线上，所以支持力等于重力等于4N，方向与重力相反，为竖直向上。
2、起重机的钢丝绳吊着6×103牛的重物，当物体以0.5米/秒的速度匀速提升时，钢丝绳对重物的拉力是___6×103_____ N；当物体加速下降时，钢丝绳对重物的拉力___小于__6×103N；当物体静止在半空中时，钢丝绳对重物的拉力___等于 6×103N。（选填“大于”、“等于” 或“小于”）
【解析】该题中，物体只受竖直向上的拉力和竖直向下的重力，物体静止或匀速，受力相互平衡，两个平衡力大小相等 ,所以物体静止，匀速上升，重力都等于拉力，均为6×103牛，物体加速下降时，竖直向上的拉力小于竖直向下和重力。
3、质量为4kg的木块静止在水平桌面上。(1)木块所受的重力是__40__N，与所受的支持力是一对__平衡__力。(2)木块对桌面的压力是_40 _N，压力与支持力属于一对 相互作用 力（g＝10N/kg）。
【解析】（1）G=mg=4kg×10N/kg=40N；（2）水平面上静止的物体，压力大小等于重力大小，为40N。
4、下列说法中正确的是（ D ）
A．物体在平衡力的作用下一定处于静止状态
B．物体在平衡力的作用下一定处于匀速直线运动状态
C．物体只要受到力的作用，就不能处于静止状态或匀速直线运动状态
D．物体在平衡力的作用下可能处于静止状态，也可能处于匀速直线运动状态
【解析】AB错误，物体在平衡力作用下，有可能静止，也可能匀速直线运动，一定就错了； C错误，物体受到平衡力，就会处于静止或匀速直线运动；D正确。故该选D
5、（2017•内江）如图所示，F1等于F2时，下列各对力中不属于二力平衡的是（ C ）
【解析】二力平衡是：大小相等，方向相反，在同一条直线上，受力物体是同一个。ABD都符合，是二力平衡，C两个力不在同一条直线上，两个力不是平衡力。故该选C
6、下列说法正确的是（ A ）
A．踢足球时，脚对足球的力和足球对脚的力是一对相互作用力
B．踢出去的足球由于受到惯性力继续向前运动
C．如果所有的力突然全部消失，在空中飞行的足球将保持静止状态 D．当足球静止在水平地面上时，足球不再具有惯性
【解析】A正确；B错误，惯性是一种性质，不是力，没有惯性力的说法；C错误，根据牛顿第一定律，原来运动的物体，不受外力后，将保持匀速直线运动，所以如果所有的力突然全部消失，在空中飞行的足球将保持匀速直线运动状态；D错误，任何物体任何时候都具有惯性。故该选A
7、物体在平衡力的作用下，下列说法中哪个正确（ D ）
A．物体运动状态可能发生改变
B．物体一定做匀速直线运动
C．物体的运动状态一定发生变化
D．物体的运动状态一定不发生变化
【解析】物体在平衡力作用下，会保持平衡状态，即静止或匀速直线运动。所以A错误，物体在平衡力作用下，运动状态不变；B错误，一定错了，还有可能物体静止；C错误，物体在平衡力作用下，运动状态是一定不变；D正确。故该选D
8、站在自动扶梯上，而随自动扶梯匀速上升的顾客，下列对顾客的说法错误的是（ A ）
A．受到重力、支持力和摩擦力作用
B．运动状态保持不变
C．相对台阶保持静止
D．只受重力和支持力
【解析】A错误，顾客只受到重力和支持力；B正确，运动状态不变包括：静止和匀速直线运动；C正确；D正确。故该选A
9、有一支铅笔放在水平桌面上处于静止，下列哪对力是平衡力（ A ）
A．铅笔受到的重力与桌面对铅笔的支持力
B．铅笔受到的重力与铅笔对桌面的压力
C．铅笔对桌面的压力与桌面对铅笔的支持力
D．铅笔受到的重力与桌子受到的重力
【解析】二力平衡是：大小相等，方向相反，在同一条直线上，受力物体是同一个。A正确，两个力符合二力平衡；B错误，铅笔受到的重力，受力物体是铅笔，铅笔对桌面的支持力，受力物体是桌面，受力物体不是同一个，所以两个力不是平衡力；C错误，压力和支持力是一对相互作用力，不是平衡力，压力的受力物体是桌面，支持力的受力物体是铅笔，受力物体不是同一个，所以两个力不是平衡力；D错误，铅笔受到的重力，受力物体是铅笔，桌子受到的重力，受力物体是桌子受力物体不是同一个，所以两个力不是平衡力。故该选A
10、如图所示，在研究二力平衡条件的实验中：（1）把木块放在 光滑 （选填“光滑”或“粗糙”）的水平桌面上，向两端的小盘里加砝码，当两盘砝码质量相等（选填“相等”或“不相等”）时，木块静止；
（2）保持两盘砝码质量相等，把木块扭转一个角度，使拉力F1和F2不在同一直线上，观察到木块发生转动。当木块重新恢复到原来静止状态时，拉力F1、F2作用在同一直线上。如果 大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，这两个力就彼此平衡了。
能力拓展检测
1、一辆汽车停在水平路面上，路面对汽车的支持力与___压力____是一对相互作用力，路面对汽车的支持力与___重力__是一对平衡力。
2、船加速行驶时，船受到 非平衡力（填“平衡力”或“非平衡力”）作用；此时以 船 为参照物，船上的乘客是静止的。
【解析】因为加速不是平衡状态，所以受的力也不是平衡力，即非平衡力。
3、电灯通过电线挂在天花板上处于静止状态，灯对电线的拉力和电线对灯的拉力是一对__相互作用__力，电线对灯的拉力和灯所受的重力是一对__平衡 _力。
4、静止的升降机里挂着一个弹簧秤，秤钩上挂一重物，读数为G；升降机匀速上升时读数为F1；升降机匀速下降时，读数为F2；三个读数比较：（ D ）
A．G＞F1＞F2； B．F1＞F2＞G； C．F2＞G＞F1； D．F1＝F2＝G
【解析】该题中，重物只受弹簧秤对它竖直向上的拉力和地球对它竖直向下的重力，物体静止或匀速，受力相互平衡，两个平衡力大小相等 ,所以物体静止，匀速上升，匀速下降，拉力都等于重力，因此F1＝F2＝G，故该选D
5、（2018•吉林）汽车在平直公路上匀速行驶时，下列属于平衡力的是（ A ）
A．汽车受到的牵引力和阻力 B．汽车受到的支持力和地面受到的压力
C．汽车受到的牵引力和重力 D．汽车受到的牵引力和地面受到的压力
【解析】二力平衡是：大小相等，方向相反，在同一条直线上，受力物体是同一个。A正确，两个力符合二力平衡；B错误，汽车受到的支持力，受力物体是汽车，地面受到的压力，受力物体是地面，受力物体不是同一个，所以不是平衡力；C错误，汽车受到的牵引力是在水平方向，汽车受到的重力是竖直向下，两个力不在同一条直线上，所以不是平衡力；D错误，汽车受到的牵引力是在水平方向，受力物体是汽车，而地面受到的压力，方向竖直向下，受力物体是地面，两个力不在同一条直线上，而且受力物体不是同一个，所以二力不是平衡力。故该选A
6、重80牛的物体放在水平桌面上，滑动时受到的阻力是20牛，要使物体作匀速直线运动，所需的水平拉力是 （ A ）
A．20牛 B．68牛 C．80牛 D．92牛
【解析】物体匀速运动，受力相互平衡，该物体受到重力，支持力，拉力，阻力，而拉力和阻力是一对平衡力，大小相等，所以拉力等于阻力20N。故该选A
7、有甲、乙两个物体，在力的作用下做水平直线运动，其速度—时间图像如图所示。由图可知，两个物体运动过程中水平方向上的受力情况是（ C ）
A、两物体都受平衡力作用
B、两物体都受不平衡力作用
C、甲受平衡力作用，乙受不平衡力作用
D、甲受不平衡力作用，乙受平衡力作用
【解析】从图中来看，甲做匀速直线运动，乙加速运动，而匀速运动，是平衡状态，受平衡力，加速运动，是非平衡状态，受非平衡力。所以甲受平衡力作用，乙受非平衡力作用。故该选C
8、如图所示，小辉推着小车在平直道路上匀速前进，下列说法正确的是（ D ）
A．小车对地面的压力和地面对小车的支持力是一对平衡力
B．小辉受到的重力与地面对他的支持力是一对相互作用力
C．小车受到的重力与小车对地面的压力是一对相互作用力
D．小车受到水平方向推力与小车受到的阻力是一对平衡力
【解析】A错误，压力和支持力是一对相互作用力；B错误，重力和支持力是一对平衡力；C错误，小车对地面的压力与地面对小车的支持力才是一对相互作用力；D正确，小车受两对平衡力，一对是小车受的重力和地面对小车的支持力，另一对是推力和阻力。故该选D
9、8题图，小辉推小车，但没推动，下列说法正确的是（ D ）
A．小车对地面的压力和地面对小车的支持力是一对平衡力
B．小辉受到的重力与地面对他的支持力是一对相互作用力
C．小车受到的重力与小车对地面的压力是一对相互作用力
D．小车受到水平方向推力与小车受到的阻力是一对平衡力
【解析】A错误，压力和支持力是一对相互作用力；B错误，重力和支持力是一对平衡力；C错误，小车对地面的压力与地面对小车的支持力才是一对相互作用力；D正确，小车受两对平衡力，一对是小车受的重力和地面对小车的支持力，另一对是推力和阻力。故该选D
10、（2019•市南区期中）如图，甲装置是探究二力平衡条件的一种方法。
①实验中通过改变砝码的个数，探究二力__大小__（填写“方向”或者“大小”）的关系；通过扭转小车，松手后观察小车的状态，探究二力是否在__同一条直线上__
②小明发现用图甲装置无法完成全部探究过程，又设计了图乙所示的装置。在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，并观察随之发生的现象，由此可以得到二力平衡的又一个条件__受力物体是同一个物体_______。把硬纸板支撑起来，不与桌面接触的目的是__避免了摩擦力对实验的影响___。
【解析】①改变钩码个数是改变了二力大小；②将纸片从中间剪开，受力物体变成了两个
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