3.5二力平衡的條件七下重難點優(yōu)化與提高-答案

3.5二力平衡的條件考點目錄考點一、平衡力與相互作用力辨別考點二、二力平衡受力分析考點三、二力平衡的條件（實驗探究）習題訓練：考點一、平衡力與相互作用力辨別1.（2020七下·溫州月考）如圖所示，在一根結實的細繩的一端栓一個小球，繩子的另一端固定在懸掛點O上，做成一個單擺。拉動小球到B處，放手后使它擺動起來，則小球在擺動過程中，下列說法正確的是(

)A.小球運動到最低處A時，小球受到的重力和繩子對小球的拉力是一對平衡力

B.小球運動到最高處B時，它對細繩拉力與它受到重力平衡

C.小球運動到最高處C時，細繩對它拉力與它受到重力平衡

D.小球擺動過程中不可能受到平衡力【答案】D【解析】平衡力的條件：大小相等，方向相反，作用在同一物體和同一直線上；如果物體保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，那么它處于平衡狀態(tài)，受到平衡力。A.小球運動到最低處A時，由于它的運動軌跡是曲線，且此時它處于加速運動的結束，減速運動的開始，所以它沒有處于平衡狀態(tài)，肯定不受平衡力，故A錯誤；

B.小球運動到最高處B時，它對細繩拉力與它受到重力不在同一直線上，且沒有作用在同一物體上，肯定不是平衡力，故B錯誤；

C.小球運動到最高處C時，細繩對它拉力與它受到重力不在同一直線上，肯定不是平衡力，故C錯誤；

D.小球擺動過程中肯定不是勻速直線運動，不處于平衡狀態(tài)，因此肯定不受到平衡力，故D正確。

2.（2020七下·蕭山期末）小金同學在科技館觀摩自行車走鋼絲表演后回家做了一個模型，把掛了一個鉤碼的小自行車放在鋼絲上，如圖所示，下列說法正確的是（

）A.自行車的重力與鋼絲對自行車的支持力是一對平衡力

B.自行車和所掛鉤碼總重力與鋼絲對自行車的支持力是一對平衡力

C.自行車對鋼絲的壓力與鋼絲對自行車的支持力是一對平衡力

D.自行車對繩的拉力與鉤碼的重力是一對平衡力【答案】B【解析】平衡力的四個條件：大小相等，方向相反，作用在同一物體和同一直線上，據(jù)此分析判斷。A.鋼絲對自行車的支持力等于自行車和鉤碼的總重力，肯定大于自行車的重力，那么它們肯定不是一對平衡力，故A錯誤；

B.自行車和所掛鉤碼總重力與鋼絲對自行車的支持力，二者都作用在自行車上，且大小相等，方向相反，在同一直線上，肯定是平衡力，故B正確；

C.自行車對鋼絲的壓力作用在鋼絲上，鋼絲對自行車的支持力作用在自行車上，二者沒有作用在同一物體上，肯定不是平衡力，故C錯誤；

D.自行車對繩的拉力作用在繩子上，鉤碼的重力作用在鉤碼上，二者沒有作用在同一物體上，肯定不是一對平衡力，故D錯誤。

3.（2020七下·越城期末）重力相同的a、b兩件貨物在兩臺吊車鋼索的牽引下豎直向上運動，它們運動的st圖像分別如圖12甲、乙所示，則在圖像描述的運動過程中：(

)A.它們都做勻速直線運動

B.前6秒內，a貨物運動的平均速度小于b貨物運動的平均速度

C.b貨物所受重力和鋼索對它的牽引力是一對平衡力

D.a貨物所受重力和鋼索對它的牽引力是一對作用力與反作用力【答案】B【解析】A.根據(jù)甲圖可知，st圖像為一條斜線，那么甲做勻速直線運動；根據(jù)圖乙可知，st圖像為一條向下彎曲的曲線，那么乙的運動速度越來越小，不做勻速直線運動，故A錯誤；

B.前6s內，甲運動0.4m，乙運動0.6m，那么甲的平均速度為：v甲=s甲t甲=0.4m6s≈0.07m/s，乙的運動速度為：v乙=s乙t乙=0.6m6s≈0.1m/s，那么a的運動平均速度小于b的平均運動速度，故B正確；

A.掃把受到的重力和掃把對地球的吸引力是一對平衡力

B.掃把受到的重力和掃把對地面的壓力是一對平衡力

C.掃把受到的重力和地面對掃把的支持力是一對相互作用力

D.地面對掃把的支持力和掃把對地面的壓力是一對相互作用力【答案】D【解析】平衡力和相互作用力的相同點：大小相等、方向相反、作用在同一直線上；不同點：是否作用在同一物體上，據(jù)此判斷。A.掃把受到的重力作用在掃把上，掃把對地球的吸引力作用在地球上，二者沒有作用在同一物體上，肯定不是一對平衡力，故A錯誤；

B.掃把受到的重力作用在掃把上，掃把對地面的壓力作用在地面上，二者沒有作用在同一物體上，肯定不是一對平衡力，故B錯誤；

C.掃把受到的重力和地面對掃把的支持力都作用在掃把同一物體上，肯定不是相互作用力，故C錯誤；

D.地面對掃把的支持力作用在掃把上，掃把對地面的壓力作用在地面上，二者大小相等、方向相反、作用在同一直線和兩個物體上，肯定是一對相互作用力，故D正確。

考點二、二力平衡受力分析1.（2020七下·樂清期末）下列各圖是利用每秒閃光30次的照像裝置分別拍攝所得的小球四種運動情形，圖中箭頭表示運動的方向。其中小球受到平衡力作用的是（

）A.

B.

C.

D.【答案】D【解析】當物體處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)時，它處于平衡狀態(tài)，受到平衡力。A.時間相同時，相鄰的距離間隔越來越大，可見小球在做加速運動，古A不合題意；

B.時間相同時，相鄰距離的間隔越來越小，可見小球在做減速運動，故B不合題意；

C.時間相同，相鄰距離間隔相同，那么小球在做勻速運動，由于它的運動軌跡是曲線，因此沒有處于平衡狀態(tài)，不受平衡力，故C不合題意；

D.運動軌跡為直線，且在相同的時間內相鄰的距離間隔相等，即做勻速直線運動，因此處于平衡狀態(tài)，受到平衡力，故D符合題意。

2.（2020七下·下城期末）如圖所示，質量為m的物體靜置于水平地面上，受到大小為mg的拉力F的作用后，該物體的運動狀態(tài)是（

）A.靜止在水平地面上

B.向上作變速運動

C.在水平地面上向左勻速直線運動

D.在水平地面上向右勻速直線運動【答案】A【解析】質量為m的物體受到的重力為：G=mg；當它受到大小為mg的拉力F作用后，兩個力大小相等，方向相反，作用在同一物體和同一直線上，即二者相互平衡，那么物體肯定處于平衡狀態(tài)，即靜止在水平地面上，故A正確，而B、C、D錯誤。

3.（2020七下·上虞期末）物體在水平地面上做直線運動，當物體運動的路程和時間圖象如下圖甲時，受到的水平推力為F1；當物體運動的速度和時間圖象如下圖乙時，受到的水平推力為F2。兩次推力時的速度分別為v1、v2。則下列關系正確的是(

)A.F1=F2

v1＞v2

B.F1=F2

v1＜v2

C.F1＞F2

v1＞v2

D.F1＜F2

v1＜v2【答案】B【解析】（1）根據(jù)圖甲可知，物體在2s內通過了4m，那么速度為：v1=s1t1=4m2s=2m/s。根據(jù)乙圖可知速度v2=4m/s，因此v1<v2；

（2）雖然速度不同，但是兩種情況下物體都在做勻速直線運動，那么推力和摩擦力相互平衡，根據(jù)二力平衡的知識得到：F1=f1，F(xiàn)2=f2。由于物體對地面的壓力和接觸面的粗糙程度不變，因此摩擦力f1=f2，那么F1=F2。故B正確，而A、C、D錯誤。

4.（2020七下·湖州期末）質量相等的甲、乙兩只降落傘在空中勻速下降，甲的速度是7米A.1∶1

B.3∶4

C.4∶7

D.7∶4【答案】A【解析】甲、乙兩只降落傘質量相等，根據(jù)公式G=mg可知，它們的重力相等。當它們從空中勻速下降時，都處于平衡狀態(tài)，即阻力和重力大小相等，因此它們受到的阻力大小相等，即阻力F甲：F乙=1：1，故A正確，而B、C、D錯誤。

5.（2020七下·湖州期末）某物體的重力作用點在C點，當其如圖甲所示放置時，重力的作用線與物體的底面有交點A，物體能靜止在桌面上。將該物體倒置后，重力的作用線延長后與底面無交點，與桌面有交點B（如圖乙），物體將倒下，無法靜止豎立。物體在如乙圖所示情況下無法豎立的原因是物體所受重力與支持力無法滿足（

）A.作用在同一個物體上

B.大小相等

C.方向相反

D.作用在同一條直線上【答案】D【解析】二力平衡的條件為：大小相等、方向相反、作用在同一物體和同一直線上，據(jù)此分析即可。如下圖所示：

該物體受到的重力和支持力都作用在同一物體上，方向相反，大小相等，但是卻沒有作用在同一直線上，因此二者不能平衡，于是物體有傾倒的趨勢，故D正確，而A、B、C錯誤。

6.（2020七下·吳興期末）被細繩栓著的小球在足夠大的水平冰面上繞O點做勻速圓周運動，速度為v，運動軌跡如圖所示。某時刻細繩斷了，一段時間后小球出現(xiàn)在P點，速度為v’。（不計任何阻力）（1）v’________v（選填“>”、“=”或“<”）（2）當小球勻速轉動時，受到________（選填“平衡力”或“非平衡力”）。【答案】（1）=（2）非平衡力【解析】（1）根據(jù)牛頓第一定律可知，當細繩斷裂后，小球在水平面上不再受任何力的作用，此時它會保持原來的運動狀態(tài)，即保持細繩斷裂時它所在位置的速度和方向，做勻速直線運動，因此v’=v；

（2）當小球勻速轉動時，它的運動軌跡是曲線，因此做的不是勻速直線運動，即沒有處于平衡狀態(tài)，受到的是非平衡力。7.（2019七下·椒江期末）據(jù)報道，馬丁和新西蘭科研組發(fā)明了噴氣式背包，馬丁背上此背包飛上5000英尺（1.52公里）高空。并借助降落傘使它最終安全降落在地面上。這次飛行持續(xù)大約10分鐘，是有史以來最長的一次。據(jù)馬丁說，噴氣式背包很好駕馭，它的飛行原理非常簡單，請解釋：（1）噴氣式背包向下快速噴氣，為什么會使人騰空而起？（2）若不考慮空氣阻力的作用，要使“噴氣式背包和人”沿某一方向勻速直線飛行，背包噴出氣體的方向如何？為什么？【答案】（1）氣式背包向下快速噴氣時，背包對噴出的氣體施加了一個向下的力，由于物體之間力的作用是相互的，氣體對背包（和人）產(chǎn)生了向上的推力，且力能改變物體的運動狀態(tài)，所以會使背包和人騰空而起。

（2）由于“噴氣式背包和人”要保持勻速直線飛行，又因為不計空氣阻力，則“噴氣式背包和人”所受的重力和推力是一對平衡力。根據(jù)二力平衡的條件，則“它”所受推力方向與重力相反（即豎直向上）。又根據(jù)物體之間力的作用是相互的，則背包噴出氣體的方向應該是豎直向下?！窘馕觥浚?）氣式背包向下快速噴氣時，背包對噴出的氣體施加了一個向下的力，由于物體之間力的作用是相互的，氣體對背包（和人）產(chǎn)生了向上的推力，且力能改變物體的運動狀態(tài)，所以會使背包和人騰空而起。

（2）由于“噴氣式背包和人”要保持勻速直線飛行，又因為不計空氣阻力，則“噴氣式背包和人”所受的重力和推力是一對平衡力。根據(jù)二力平衡的條件，則“它”所受推力方向與重力相反（即豎直向上）。又根據(jù)物體之間力的作用是相互的，則背包噴出氣體的方向應該是豎直向下?？键c三、二力平衡的條件（實驗探究）1.（2020七下·越城期末）某同學在探究“二力平衡條件”的實驗中，組裝了如下實驗裝置：（1）實驗時，向左盤和右盤同時放入一個不等重的砝碼，這是木塊仍然保持靜止狀態(tài)，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是________，此時木塊受到的力是________（選填“平衡力”或“非平衡力”）。（2）怎樣改進實驗使效果更好？請寫出其中的一條改進措施：________。【答案】（1）木塊與桌面間存在摩擦力；平衡力（2）將木塊換成小車【解析】（1）當左右兩盤中的砝碼重力不等時，木塊受到的兩個拉力大小不等，那么木塊就有向合力的方向運動的趨勢。根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件可知，此時會木塊后受到與合力方向相反的摩擦力。因為現(xiàn)在木塊處于靜止狀態(tài)，所以它肯定受到平衡力，但是三個力的平衡，不是二力平衡。

（2）根據(jù)實驗的要求，必須減小木塊與桌面之間的摩擦力，據(jù)此設計改進措施。【解答】（1）實驗時，向左盤和右盤同時放入一個不等重的砝碼，這是木塊仍然保持靜止狀態(tài)，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是木塊與桌面間存在摩擦力，此時木塊受到的力是平衡力。

（2）因為滾動摩擦比滑動摩擦小得多，所以改進措施為：將木塊換成小車。2.（2020七下·越城期末）為了探究二力平衡的條件，張三同學設計了如圖甲的實驗（1）實驗中發(fā)現(xiàn)兩邊的鉤碼質量不相等時，木塊運動，質量相等時，木塊靜止，說明二力平衡的一個條件是力的________。（2）張三同學將木塊扭轉一個角度，松手后觀察到小木塊不能平衡，說明二力平衡的兩個力必須作用在________。（3）在另一小組實驗中，李四同學用小車代替木塊，如圖乙所示，同學們認為李四的實驗裝置優(yōu)于張三的實驗裝置，其主要原因是________?！敬鸢浮浚?）大小相等（2）同一直線上（3）滾動摩擦力小于滑動摩擦力【解析】（1）根據(jù)圖片可知，木塊兩邊受到的拉力都是由鉤碼的重力產(chǎn)生的。當鉤碼的質量不等時，拉力不等，木塊運動；當鉤碼的質量相同時，拉力相等，木塊處于平衡狀態(tài)，確定哪個因素發(fā)生改變即可；

（2）分析將木塊扭轉后，影響二力平衡的哪個因素發(fā)生改變即可；

（3）如果木塊和桌面之間的摩擦力太大，那么可能會出現(xiàn)一種情況：當兩邊鉤碼的質量不等時，木塊仍然保持靜止狀態(tài)，此時兩個拉力和摩擦力構成三力平衡，于是對得出結論會產(chǎn)生影響，因此在設計實驗時應盡可能的減小研究物體與桌面之間的摩擦力?！窘獯稹浚?）實驗中發(fā)現(xiàn)兩邊的鉤碼質量不相等時，木塊運動，質量相等時，木塊靜止，說明二力平衡的一個條件是力的大小相等。

（2）張三同學將木塊扭轉一個角度，松手后觀察到小木塊不能平衡，說明二力平衡的兩個力必須作用在同一直線上。

（3）在另一小組實驗中，李四同學用小車代替木塊，如圖乙所示，同學們認為李四的實驗裝置優(yōu)于張三的實驗裝置，其主要原因是滾動摩擦力小于滑動摩擦力。

3.（2020七下·椒江期末）在“探究二力平衡的條件”實驗中，小柯和小妍分別設計了甲、乙兩個方案(如圖所示)。（1）同學們一致認為小妍的方案更好。為什么？（2）若使卡片在圖乙位置失去平衡，可以用________方法來實現(xiàn)(寫出一種方法即可)。（3）用小妍的方案進行實驗時，有同學發(fā)現(xiàn)兩細線不在同一直線上時(如圖丙)，卡片也能靜止，你認為造成這種現(xiàn)象的原因是________

；另有同學在實驗過程中發(fā)現(xiàn)兩邊鉤碼數(shù)量不同時(如圖丁)，小卡片也能靜止，你認為造成這種現(xiàn)象的原因可能是________。（4）當實驗現(xiàn)象與理論不匹配時，下列做法中可取的是（

）。A.否定相應的理論

B.放棄實驗，直接認同相應的理論

C.查閱資料，了解理論的適用條件

D.認真分析，尋找原因【答案】（1）小柯的方案中，木塊受到桌面的摩擦力，當它平衡力是，其實是兩個拉力和摩擦力形成的三力平衡，而小妍的方案中，卡片不會受到摩擦力

（2）扭轉卡片

（3）卡片受到重力，此時是兩個拉力和重力形成的三力平衡；滑輪和轉軸之間的摩擦力較大，從而形成兩個拉力和摩擦力的三力平衡

（4）C,D【解析】（1）同學們一致認為小妍的方案更好，理由是：小柯的方案中，木塊受到桌面的摩擦力，當它平衡力是，其實是兩個拉力和摩擦力形成的三力平衡，而小妍的方案中，卡片不會受到摩擦力；

（2）若使卡片在圖乙位置失去平衡，可以用扭轉卡片方法來實現(xiàn)；

（3）用小妍的方案進行實驗時，有同學發(fā)現(xiàn)兩細線不在同一直線上時(如圖丙)，卡片也能靜止，我認為造成這種現(xiàn)象的原因是：卡片受到重力，此時是兩個拉力和重力形成的三力平衡；另有同學在實驗過程中發(fā)現(xiàn)兩邊鉤碼數(shù)量不同時(如圖丁)，小卡片也能靜止，我認為造成這種現(xiàn)象的原因可能是：滑輪和轉軸之間的摩擦力較大，從而形成兩個拉力和摩擦力的三力平衡。

（4）當實驗現(xiàn)象與理論不匹配時，下列做法中可取的是：查閱資料，了解理論的適用條件；認真分析，尋找原因，故選CD。

4.（2019七下·余杭月考）為了探究物體的運動規(guī)律，小馬找來了用過的輸液器和瓶子，設計了兩套裝置(如圖甲、乙)。選擇其中一套合理的裝置，通過調節(jié)使水勻速滴出；他以小車為研究對象，在車尾處粘上長紙條，讓小車拖著的紙條經(jīng)過滴管出口的正下方。改變小車的運動狀態(tài)，經(jīng)過多次實驗后，得到了數(shù)個帶有“滴痕”的長紙條，選擇其中兩個紙條(如下右圖所示)進行研究。（1）為保證水持續(xù)勻速滴出，合理的裝置應該是________，這樣可以保證在紙條上得到的任意相鄰兩個“滴痕”的間隔時間________。（2）通過對A、B紙條上“滴痕”的分析，你認為小車兩次分別做什么運動?A是________運動，B是________運動?！敬鸢浮浚?）乙；相等（2）勻速直線運動；變速直線運動【解析】甲圖中，隨著水的滴出，水面的高度下降，壓強減小，因此水流速度會逐漸減慢；乙圖中，當水的壓強減小時，外面的空氣會沿著進氣管進入瓶內，補充減小的壓強，使瓶口處的壓強始終等于標準氣壓，進而水滴可以保持勻速滴出。

（1）為保證水持續(xù)勻速滴出，合理的裝置應該是乙，這樣可以保證在紙條上得到的任意相鄰兩個“滴痕”的間隔時間相等；

（2）A紙條：相鄰的兩點之間距離相等，時間也相等，根據(jù)v=st可知，小車的運動速度相等，即做勻速直線運動；

B5.如圖甲所示是小華同學探究二力平衡條件時的實驗情景。（1）小華將系于小卡片(重力可忽略不計)兩端的線分別跨過左右支架上的滑輪，在線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向________，并通過調整________來改變拉力的大小。（2）當小卡片平衡時，小華將小卡片轉過一定角度，松手后小卡片________(填“能”或“不能”)平衡，設計此實驗步驟的目的是為了探究________（3）為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，在如圖甲所示情況下，小華下一步的操作是________。（4）在探究同一問題時，小明將木塊放在水平桌面上，設計了如圖乙所示的實驗，同學們認為小華的實驗優(yōu)于小明的實驗，其主要原因是

。A.小卡片容易扭轉

B.小卡片是比較容易獲取的材料

C.容易讓小卡片在水平方向上保持平衡

D.減小了摩擦力對實驗結果的影響【答案】（1）相反；鉤碼個數(shù)

（2）不能；平衡，設計此實驗步驟的目的是為了探究不在同一直線上的兩個力能否平衡

（3）把小卡片剪成兩半

（4）D【解析】(1)由圖甲可知，根據(jù)二力平衡的條件，作用在小卡片上的兩個拉力方向相反，且能通過調整鉤碼個數(shù)來改變拉力的大小。

(2)當小卡片平衡時，小華將小卡片轉過一定角度，由二力平衡的條件可知，松手后小卡片不能平衡，因為這兩個力不在同一條直線上，故設計此實驗步驟的目的是為了探究不在同一直線上的兩個力能否平衡。

(3)為了驗證只有作用在同一物體上的兩個